NACHITECHNICALREPORT

Robots26B3Vol.

October/2013■ 新商品・適用事例紹介「SRAシリーズの拡充」
ロボット事業

Extensive SRA Product Line
〈キーワード〉高密度設置・スポット溶接・コンパクト化
ロングアーム化・天吊仕様

ロボット事業部／開発部

伊東 輝 樹Teruki Ito

「SRAシリーズの拡充」

要旨

1. はじめに「SRAシリーズ」は、ロボットサイズをスリム・軽量化・高剛性化・高速制御の3つを高い次元コンパクト化した「SRA100B ／ 100J」の2機種、で進化させた「SRAシリーズ」の最大の特長は、ロングアーム化した「SRA120EL ／ 133L ／ 166L」

高速性である。サイクルタイムを最大30%短縮の3 機 種、可 搬 質 量 をアップ し た「SRA240」（当社従来機比）できるSRA166は、ロボット使用と天吊仕様の「SRA210V」の7機種を追加し、13台数を増やすことなく、生産能力の増強ができる機種のラインナップとした。シリーズ機が拡 充しため、カスタマーの設備費全体のコスト低減に大たことで、カスタマーへの提案力が強化され、カきく貢献し、好評を得ている。

スタマーが理 想とする生 産ラインの実現と産 業

また、最近のロボットの市場は、日・米・欧の用ロボットが活躍できる分野の拡大に貢献する。

先進国市場に加え、新興国に広がり、グローバル化している。こうした中、これまでの汎用性を重視した「大は小を兼ねる」仕様では、グローバル化した市場での多種多様なカスタマーのニーズに応えることが難しくなっている。そこで、商品

Abstract
SRA Series has the total of 13 models in
the lineup as we added seven models, SRA100B
and 100J of two models with slim and compact
features, SRA120EL, 133L and 166L of threemodels with a long-arm feature, SRA240 withan increased transferring load and SRA210V
with ceiling-suspension specifications.   Ourstrength for making a proposal to our customers
has enhanced with enriched series, which
contributes to realization of ideal productionlines that our customers envision and expansionof the field where the industrial robots canperform.

1の品揃えを充実させ、カスタマーへの提案力を強化し、より満足度を高めるため、「SRAシリーズ」
を13機種まで拡充を行なった。
「SRAシリーズ」のラインナップ一覧を図1に示す。
ここでは、拡充したSRAシリーズの中のコン
パクト、ロングアーム、重可搬、天吊設置について紹介する。

超ロングアーム

棚置きロングアーム

ＳＲＡ166TＬ

3,500

3,383mm

棚置きＳＲＡ120ＥＬ
3,099mm

ＳＲＡ166T

3,000

ＳＲＡ133Ｌ

ＳＲＡ166Ｌ

最大リーチ（mm）

2,951mm

2,951mm

3,106mm

床置き

ＳＲＡ100

ＳＲＡ1662,654mm

2,000

ＳＲＡ210T

天吊り

ロングアーム2,500

3,086mm2,654mm

ＳＲＡ210

ＳＲＡ210V

2,674mm2,674mm

ＳＲＡ2402,674mm

ＳＲＡ100B
2,071mm

ＳＲＡ100J
1,634mm1,500
100120140160180200220240

可搬質量（kg）

図１

SRAシリーズのラインナップ

2. コンパクト化
ロボットをコンパクトにすることで、動作範囲は小さ・ ロボットリーチが短いため、ロボット隔離用の安全くなり、対応できるワークサイズに制約を受ける。しか柵の設置面積が小さくなり、費用低減とスペースし、以下のメリットがあり、カスタマーによっては設備効率が向上する。

費用の大幅な低減を実現できる。

このようなメリットをカスタマーに提供するた・ 干渉範囲が小さいため、高密度に設置可能となめ、100kg可搬の中型ロボット「SRA100B」、小型り、生産ラインを短縮できる。または、狭いスペーロボット「SRA100J」の2機種を追加した。現行ラスにも設置できる。

インアップの「SRA100」と合わせ、100kg可搬ロ・ ロボット高さが低いため、見通しが良くなり、設備ボットに大型、中型、小型の3タイプをラインアップの安全性が向上する。または、大型ロボットの前し、カスタマーの設備に最適なサイズのロボットをに配置できるので、立体的な高密度設置も可能提案できるようにした。となり、さらに生産ラインを短縮できる。

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「SRAシリーズの拡充」（１）外観と仕様
中型ロボット「SRA100B」の外観を図２に、小型ロボット「SRA100J」の外観を図３に示す。
「SR A10 0」、「SR A10 0B」、「SR A10 0 J」の主な仕様を表１に、動作範囲の断 面図を

表１ 仕様表型式

SRA100J SRA100B SRA100

ロボット全高1,550mm 1,730mm 2,190mm

最大リーチ

1,634mm 2,071mm 2,654mm

前後ストローク

1,144mm 1,607mm 2,225mm

フレーム干渉半径366mm

J1

図4に示す。
最高速度

J2115°／s

J3145°／s

105°／s135°／s130°／s135°／sJ4240°／s

J5233°／s

J6351°／s

J4
手首トルク521mm

136°／s580Nm

J5J6290Nm

位置繰返し±0.1mm

本体質量

670kg

690kg

960kg

図2 SRA100Ｂの外観
重ね合わせ点

1,634（SRA100J）
2,071（SRA100B）
2,654（SRA100）

図4

動作範囲断面の比較（２）特長①コンパクト性
図5にロボット高さと幅を比 較した図を示す。
「SRA100B」は1,730㎜、「SRA100J」は1,550 ㎜と背が低く、大 型ロボットに比べて威圧感がなく、見通しもよくなっている。ロボット幅は、ともに500㎜で、「SRA100」と比
図3 SRA100Jの外観

3べ幅35％スリム化している。
干渉 領 域を図6、図7に示 す。フレーム干渉 半 径は366 ㎜と、大 型ロボットに比 べて、こうしたコンパクト化により、高密度設置で干渉 半 径を30％縮 減している。アーム後 退は、大型ロボット3台の設置幅3.2ｍで、中・小型

干渉 半 径は「SRA100B」が730 ㎜で25%減、ロボットは4台の設置が可能になる。設置面積「SRA100J」は680㎜で約30％減としている。

では、旋回軸の動作範囲を±100°と規制した場 合 で、 大 型 ロ ボ ット の22.5ｍ２ に 対し、753「SRA100B」 が 14.1ｍ２ で 約40%の 削 減、
「SRA100J」
は9.6ｍ２で設置面積を約60％削減

500できる。
（図8、図9）

1,550

3,202

2,190

1,730

500

1,080

1,080

SRA100

SRA100JSRA100B

図5

SRA100

ロボット高さの比較

SRA100J
旋回干渉半径366mm

SRA100B
R366

SRA100B
旋回干渉半径
366mm

804

804

804

3,143
R366

SRA100
旋回干渉半径521mm

図8

平面的な高密度設置の比較

5,780
4,614

R521

図63,740

フレーム干渉半径の比較

SRA100

SRA100J
アーム後退半径
680mm
図7730

SRA100B
アーム後退半径
730mm

987

2,570

3,890

680

3,057

SRA100B
SRA100J

図9

設置スペースの比較

SRA100
アーム後退半径987mm

アーム後退干渉半径の比較

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「SRAシリーズの拡充」（2）高速性能（3）余裕の手首トルク仕様

一 般にアーム長 の 短いロボットの 場 合、図11に手首トルクの妥当性を検証した手首

アームの長いロボットと同じ距離を移動するトルクマップを示す。検証に使用したツールはには、動作角度が大きくなり、大型ロボットに質量80kg以下の軽量スポット溶接ガン、11サ比べて、サイクルタイムが遅くなることがある。

ンプルで行なった。そのうち、10サンプルに適コンパクト化による高速化へ影響がないよう合し、現状の軽量スポット溶接ガンに対して、動解析シミュレーションを用いて駆動系の最妥当性のある仕様となっている。また、このク適設計を行なった。

ラスの一般的なロボットと比較もしている。一高 回 転 モーターを 採 用し、 軽 量 かつ 高般的な中・小型ロボットの可搬質量は80kgで、剛 性なロボット本体と最 新のモーター制 御

これらのロボットの手首トルクの仕様では、今を採用したＦＤ制御装置との組み合わせで回の検証に使用したサンプル全てに適合する「SRA100B/100J」は、大型ロボットと同等のことができない。適用するには、さらに軽量な高速性を有している。

スポット溶接ガンを用意する必要があり、高価

図10にその比較データを示す。このデータな溶接ガンを使用することとなり、カスタマー

は、 ツール 質 量は100kgで 同じ打点を溶 接にコスト負担を与える。
「SRA100B/100J」はする作業プログラムのサイクルタイムである。

余裕のある手首トルクとなっており、このよう「SRA100B/100J」は、動作範囲が小さいたな心配は不要である。

め、大型ロボットよりワーク側に設置位置を移動している。

さらに、手首トルクの仕様は、表1に示すように100kg可搬3機種で共通としている。これ
により、3タイプのロボットともに同じツールをSRA166
SRA100
SRA100B
SRA100J付加できるため、適用する工程のスペースや動作範囲を考慮して最適なロボットのサイズの選択を行なえる。

17

J6 軸回転中心からの距離
Distance from axis 6 rotation center

サイクルタイム（s）

19L J6（m）
0.5

1513

11

サイクルタイムの比較

0.3
0.2
0.1
0.1

225

図115

80kg

0.4

11打点プログラム

図10

一般的な80kg可搬

144

0.2

0.3

0.4

0.5

フランジ面からの距離
Distance from ﬂange face手首トルクの検証マップ

0.6（m）L J5

（4）艤装ケーブルの対応力
さらに、一般的な中・小型ロボットは、旋回3. ロングアーム化

軸をかなりコンパクトにしており、艤装できるケーブル、ホースの径や数に制約を受ける。こ

これまでのロングアーム仕様は、166kg可搬で最のため、溶 接デューティを上げることが困難

大リーチが2,900㎜の「ST166L」1機種であった。

で、溶接打点を多く打てず、サイクルタイムの短

しかし、ベース機種の最大リーチの拡大による現行縮ができないといった問題が生じる。しかし、仕様の優位性の減少や自動車分野における立体「SRA100B/100J」は、表２に示すように大型的な高密度設置への適応力を高めるため、「SRAシロボットと同様の艤装ケーブル、ホースの対応リーズ」のロングアーム仕様では最大リーチをアップ力を有しており、こういった問題は生じないようした以下の3機種をラインアップに加えた。に配慮している。表2は艤装ケーブル、ホースが① SRA120EL

最大リーチ3,099㎜

最も多いアプリケーションであるスポット溶接用② SRA133L

最大リーチ2,951㎜の艤装の適応力を示したものである。

③ SRA166L

最大リーチ2,951㎜

図12に高密度設置のレイアウト例を示す。この構成
表2
項は、「SRA120EL」2台と「SRA100J」3台で2段配置

スポット艤装対応
目

仕様溶接ケーブル

22sq×3

冷却水ホース

φ12×6

スポット溶接用
ガン駆動用

モーター

1

エンコーダ

1

信号線

NACHI TECHNICAL REPORTとしたものである。こうした高密度設置にとり、従来に比べてライン長を約30％短縮することができる。
（図13）
これらロボットの動作範囲を図14、図15に示し、表3に仕様を示す。

0.2sq×20

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「SRAシリーズの拡充」

LOCUS（POINT A）

R521
フレーム干渉半径
Max interference radius

POINT A

305

1,792

1,190640

2,190200

1,460

3,298

3,925225

アーム干渉半径Arm interferenceradius
1,0912,1662,331
2,951

図１42,090

SRA133L/166Lの動作範囲

450

図１2

高密度設置の例

R521
フレーム干渉半径
Max interference radius

POINT A
LOCUS
（POINT A）
1,610

305

1,190
2,190
1,867

4,228
3,452

200

225640

従来設置
アーム干渉半径Arm interferenceradius
1,091

30%短縮

高密度設置
図１37

ライン長の短縮

2,180
2,449
3,099

図１52,220

SRA120ELの動作範囲

SRA120EL SRA133L SRA166L

115°／s125°／s115°／sJ2105°／s

115°／s105°／sJ3113°／s

121°／s113°／sJ4140°／s

J5173°／s

J6260°／s

J4
手首トルク

2,951mm

J1J5J6687Nm

800Nm

951Nm

353Nm400Nm

490Nm

位置繰返し
本体質量

LOCUS
（POINT A）

245

1,180

1,983
2,226
2,674

±0.15mm
985kg

R521
フレーム干渉半径
Max interference radius

POINT A

305
200

最高速度

3,000mm

166kg

1,190

最大リーチ

133kg

2,190

120kg

640式

可搬質量

3,377
3,027型

仕様表

1,652

表3980kg

図16

アーム干渉半径Arm interference
radius 1,091
1,847

動作範囲図

表4 「SRA240」の仕様

4. 重可搬化
SRAシリーズの最大可搬質量は210kg、この上の可搬質量はMC350の350kgである。この間のライ可搬質量

240kg

最大リーチ

2,674mm

動作範囲

ンアップが不十分のため、最適なロボットをカスタマーに提供できなかった。可搬質量210 ～ 350kgのラインアップを 補 間 するため、240kg可 搬 の「SRA240」を商品化した。図16に動作範囲を、表4最高速度に仕様を示す。
「SRA240」により、ワークハンドリング用途では、より大型で重いワークへの適用ができるようになり、スポット溶接用途では、鋼用のスポット溶接用ガンに比べて、高加圧力が必要なため、大型で質量のあるアルミ用のスポット溶接用ガンへの適用も容J1±180°J2−80 〜 60°

J3−127.7 〜 150°

J4±360°J5±135°J6±360°J1115°／s

J2105°／s

J3113°／s

J4140°／s

J5173°／s

J6260°／s

J4
手首トルク

J5J6687Nm
353Nm

位置繰返し

±0.15mm

本体質量980kg

易にできる。

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「SRAシリーズの拡充」

5. 天吊仕様
プレス間搬送でのロボットニーズとして、天吊設

表5 「SRA240Ｖ」の仕様

置がある。これは、床置、棚置設置の場合、プレ可搬質量

210kg

ス機械の横に設置されて、ラインの設置面積が増最大リーチ2,674mm加する問題があり、天吊設置が好まれる。また、スポット溶接工程での立体的な高密度設置のニーズに対しても天吊設置は有効である。このような動作範囲ニーズに応えるため、210kg可搬の天吊仕様を商品化した。
動作範囲を図17に示す。仕様を表5に示す。最大の特長は、床置仕様と同じ動作範囲の断面で±165°−80 〜 60°

J3−146.5 〜 150°

J4±360°J5±130°J6±360°J1115°／s

J2105°／s

J3113°／s

J4140°／sある。スプリングバランサーを用いたロボットを天J5133°／s

吊仕様にする場合は、動作範囲が減少することがJ6200°／s多い。これは、設置方向が天地逆となり、スプリングバランサーの作用方向が重力と同じになり、

J4
手首トルク

J5J61,337Nm
720Nm負荷となるためである。そこで、「SRA210V」で位置繰返し

±0.15mm

は、天吊専用のスプリングバランサーを開発し、採本体質量

990kg

245

1,180305
POINT A

165°

LOCUS
（POINT A）

air release

air release

air release165°

図17動作範囲図

200

1,652

3,377
3,027

1,190

1,847
1,091
アーム干渉半径Arm
interference
radius

2,190

2,674
2,226
2,068640

用し、この問題を解決した。

9

最高速度

J1J2R521
フレーム干渉半径Max
interference
radius6. 今後の展開
今回、SRAのシリーズ機について、新たにラインナップに加えた機種の特長と効果を紹介した。
シリーズ機を拡充したことで、カスタマーへの提案力が強化され、産業用ロボットが活躍できる分野を拡大することができた。カスタマーが理想とする生産ラインの実現に貢献し、新たな市場を開拓するため、さらにシリーズのラインナップを拡充していく。

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26B3Vol.

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October / 2013〈発行〉2013 年 10 月 15 日
株式会社 不二越 開発本部
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