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ここでは、3Dプリンターによるロボットアームのカスタマイズ事例をご紹介します。ロボットアームを最適化したい方は、ぜひ参考にしてください。
近年、製造現場で活用されているロボットアームですが、基本的な動作はモノを「つかむ」「はなす」「はける」だけ。このため、製造現場によっては「使いにくい」「使いこなせない」「限られた場面でしか使えない」と不満を抱えるケースが多いようです。
より現場に即したロボットアームにするには、先端（ハンド）の形を変えるなどカスタマイズが必要ですが、カスタマイズには開発費やコストがかかります。そこで注目されているのが、3Dプリンターです。
NASA、GoogleX、東芝などにロボットアームとキットを供給しているHaddington Dynamics社では、「より強度が欲しい」という導入顧客のニーズに応えるため、3Dプリンターを活用しました。
プリンターを導入してから約3週間で、強度を高めたロボットの再設計に成功。時間やコストなどを大幅に節約できました。
ALL AXIS ROBOTICS社では、MakerBot METHOD X 3Dプリンターを使用して、ロボットアーム用カスタムパーツを造形しました。従来は、社内CNCマシンを使用して24時間かかっていましたが、3Dプリンターなら作業時間は約10分。
強く耐久性のあるABS材料を使用して、誤差±0.007in（±0.2 mm）の厳しい精度が要求される部品を作成できました。
ロボットアームでマテハンを自動化していましたが、対象ワークが変更となるたびに、ソフトウェアの設定変更や、ロボットアームのツメを調整しなくてはなりませんでした。とくにツメは外注先に特注しなくてはならず、製造期間が長い点が課題。
そこで、3Dプリンターを導入してツメを内製化したところ、コスト削減、納期短縮を実現できました。
【目的別】商品開発・
製造を加速する
おすすめ産業用（業務用）
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Q. ロボットアーム先端の3Dプリント部品は、軽ければ性能が上がりますか？
A.
軽量化だけでなく剛性と把持精度が必要です。
加減速時のたわみ、繰り返し荷重、ワークへの接触面を評価してください。 先端重量が減っても、加速時にたわめば位置決めや把持が不安定になります。重心、最大荷重、把持面の変形を測り、動作速度を上げる前に実機で繰り返し確認します。
Q. ハンドやブラケットを造形するとき、どの寸法を優先しますか？
A.
取付穴、基準面、ワークとの接触位置を優先します。
造形方向と後加工の有無で誤差が変わるため、実機取付で干渉と繰り返し位置を確認してください。 取付基準とワーク接触面だけ後加工する設計なら、全体を高精度に造形する必要を減らせます。取付後の再現位置と手先の姿勢を測り、干渉がないことを確かめます。
Q. ロボットの段取り替えに3Dプリントを使うなら、何を記録しますか？
A.
部品番号、使用材料、造形条件、交換日を記録します。
同じ形を再造形できるようにし、先端重量や重心が変わった場合は動作設定も確認してください。 不具合が出たときに設計版と造形ロットを追えるよう、交換した日時と作業者も残します。形状変更で把持点が動いた場合は、ロボットの教示位置を再確認します。
外注待ちの長さ、ブレによるスピードの上げづらさ、大型・耐熱部品の作りにくさは、現場の生産性を下げます。 産業用（業務用）3Dプリンターを選ぶ際には、各課題解決に適した機能特徴を持つ製品を選ぶようにするとよいでしょう。ここでは、主な製造現場の課題別に、おすすめの製品を紹介します。
