双腕ロボット

このページでは、ロボットSIerが取り扱う産業用ロボットの1つである「双腕ロボット」について特徴や主な用途などを解説しています。産業用ロボットの導入を検討している方は、各ロボットを比較検討する際の参考としてご活用ください。

双腕ロボットとは？

双腕ロボットとは、文字通り2本の腕（アーム）を搭載している産業用ロボットの総称です。

単腕のロボットと比較してアームが1本多いだけですが、両方のアームを組み合わせることで一層に自由度が高く多彩な挙動を再現することができます。

近年は画像認識システムや力覚センサーなどを搭載した双腕ロボットも現れており、まるで人間の両腕で作業しているかのように、以前より繊細かつ正確なコントロールを行えるようになってきたことがポイントです。

双腕ロボットには大きく分けて「垂直多関節型ロボット」と「水平多関節型ロボット（スカラ型）」の2種類があります。双腕ロボットの用途は、どちらの双腕ロボットを採用するべきか検討する材料となるので事前にしっかりと確認しておきましょう。

垂直多関節型ロボットは、上下の動きを必要とする立体的な作業に適しています。垂直多関節型ロボットは人間の腕を使って作業する時のように、ワークを組み立てたりピックアップしたり、あるいは溶接や研磨など様々な目的で活用できることが特徴です。

また、可動範囲は水平多関節型ロボットよりも広めとなります。

水平多関節型ロボットは「スカラ型」や「スカラロボット」とも呼ばれ、水平方向にアームを動作させるような平面上の作業に適しているロボットです。

水平多関節型ロボットは垂直多関節型ロボットと比較して可動域が狭く、立体的な作業は得意でないものの、剛性に優れており搬送や組立、検査といった作業に用いられます。

双腕ロボットのメリットとして、人間の腕を使った動きを再現するようなイメージで利用できる他、導入コストの安さや、人間と協働的に働けるといった特徴などが挙げられます。ここでは双腕ロボットのメリットについて把握しておきましょう。

双腕ロボットは協働ロボットの1つとして考えられており、具体的には人間の作業員と一緒に協力する形で作業できることがメリットです。

また、人間と同じ環境で動作することを前提としているからこそ、安全性や正確性にも配慮して設計・構成されており、産業用ロボットを導入する際に検討すべき注意点や問題点に関してリスク管理の観点から配慮できることも見逃せません。

その他、検査システムなどを併用することで作業員のヒューマンエラー対策にもつながります。

双腕ロボットの特徴であり最大のメリットは、複数のアームを同時に動作させられるという点です。そのため、単腕ロボットでは実現困難な作業を行えるだけでなく、それぞれのアームで個別の作業を同時進行で担当させられる点は見逃せません。

双腕ロボットの挙動を事前のティーチングなどで設定しておけば、複雑な作業や複数の作業でも常に均一の品質を期待することが可能であり、自動化・省人化できる作業の幅が広がったこともメリットといえるでしょう。

1本のアームを持つ単腕ロボットに対して、2本のアームを持つ双腕ロボットですが、トータルの導入コストに関しては単腕ロボットより安くなるケースも少なくありません。

これは、そもそも双腕ロボットが協働ロボットとして考慮されているからこそ、追加設備として防護柵や安全装置といった周辺設備や周辺機器が不要ということも理由です。

また、作業の自由度や応用性が高く、導入に際して生産ラインの変更や構築にかかるコストが安いこともポイントです。

双腕ロボットの導入を検討する際、デメリットについてもきちんと把握しておかなければなりません。そこで、ここでは双腕ロボットのデメリットに関して解説していますので、ぜひ参考にしてください。

双腕ロボットは単腕ロボットよりも複雑な作業を行える反面、それに合わせてティーチングの作業が複雑化し、工数がかかることはデメリットです。また、2本のアームが交互に邪魔せず動作できるよう、計算してティーチングを進めなければならない点も重要です。

なお、近年は双腕ロボットのプログラムをサポートするティーチングソフトなども存在しています。

双腕ロボットは人の手をイメージして作業できるものの、ティーチング工数に手間がかかるため、複雑な作業や臨機応変な対応が求められるケースについては人の手作業の方が効率的な場合もあります。

基本的に人間と一緒に作業する協働ロボットとして想定されている双腕ロボットは、そもそも人間が持ち運んだり取り扱ったりできないような重量、サイズ、形状のワークの取り扱いに適していません。

そのため、大きなワークや高重量のワークを対象とする場合、大型の単腕ロボットを導入すべきと考えられるでしょう。