ロボットを導入するのは省人化・省力化が最大の目的
ロボットを導入する最も大きな目的は「省人化・省力化」ではないでしょうか。他にもメリットはありますが、全ては「省人化・省力化」に繋がっているものと考えます。

省人化・省力化を必要としているのは製造業界だけではありません。現在、日本は少子高齢化によって深刻な人手不足に陥っています。

経済産業省によると、94％の企業が「人材確保に課題がある」と答えているほど。さらに、その3割はビジネスにも影響が出ているとの回答でした。それほど日本の人手不足は深刻な状況ということです。

省力化ロボットを導入し省人化・省力化が実現すれば、労働力の確保にもつながります。優秀な人材を確保するのが難しい今、ロボットによって必要な人材自体を減らすという動きが高まっていることは間違いありません。

また、省力化ロボットの導入は人手不足だけでなく、他にもメリットがあります。

省力化ロボットの導入は生産性の向上も可能！
省力化ロボットを導入することで、生産性を向上するというメリットもあります。

ロボットの最大の特長は24時間稼働し続けることができるという点。また、産業用ロボットの場合は家庭用のお掃除ロボットのような充電式ではありません。したがって、メンテナンスなどを除けば基本的に365日稼働できます。

また、省力化ロボットの種類は多種多様。重量物の搬送や小さな部品の組み立てなど、多くの作業をロボットに置き換えることが可能です。

また、「きつい」「汚い」「危険」など3Kと言われる作業についてもロボットは文句も言わずに安全を確保して働いてくれます。つまり、人の作業が難しい箇所でも効率の良い作業が可能です。

これらの点により、省人化ロボットの導入は生産性の向上というメリットが得られます。

省人化ロボットでコスト削減のメリットも！
省人化ロボットの導入は、コスト削減という大きなメリットが得られます。

ロボットの導入には多くの初期費用がかかるというイメージを持たれているのではないでしょうか。実際、多くの費用がかかるのは事実です。しかし、実はそれ以上に他の費用を削減できるので、トータル的にはコストダウンが可能となります。

ロボットを導入するには、ロボット本体の料金の他にも周辺機器が必要です。したがって、システム全体の設計費用や製造費用、さらにシステム立ち上げにかかる費用も必要となります。したがって、初期投資としてはかなり大きな金額となるでしょう。

しかし、前述した通り作業員を減らすことができ、更に生産性の向上も可能となるので、人件費を削減できます。

省人化ロボットで品質の向上・安定！
ロボットはプログラミングされた通りにしか動くことができません。ティーチングによって記憶した位置へ移動するのが仕事です。しかも、サーボモーターを使用しているので、人間と異なりかなり精度の高い動きとなります。

精度が高く、再現性も高いことから、品質のばらつきは皆無。つまり、品質の向上と安定というメリットが得られます。

残念ながら人は全く同じ作業を長時間繰り返すことは不可能です。疲労は蓄積し、集中力を欠くことになり、作業効率も下がることになるでしょう。しかし、省人化ロボットの場合は何時間働き続けても、高い精度での仕事が可能です。

また、安全面においても省人化ロボットは効果を発揮します。人が介在しないので、労働災害が発生する確率も減るでしょう。人が怪我をしないということも会社が安定的に稼働できる大きなメリットではないでしょうか。

省人化ロボット導入で不具合発見率が向上！
省人化ロボットは単純に製品を製造するためのものではありません。作った製品の検査を行うことも可能です。

これまでの検査工程は自動化しても精度が悪く、省人化ロボットがなかなか導入できませんでした。しかし、近年はAI技術や画像処理技術の向上などもあり、検査の精度が格段に向上しています。

よって、省人化ロボットを導入することで、不具合発見率は向上しているケースが多くなりました。したがって、検査工程への導入もメリットがあると言えます。

ただし、省人化ロボット導入後に発生するシステム側の不具合もあるので、導入時にはよく検討しなければなりません。たとえば、省人化ロボットを導入することで以前よりも検査工程に時間がかかるというケース。その場合は真の原因を究明して対策を行う必要があるでしょう。

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人工知能とは、人間がおこなう知的な作業をコンピューターで模倣したソフトウェア、もしくはシステムのことを言います。人工的に人間の脳に似たシステムを作り出し、人間が行う知的な作業をコンピューターやソフトで実現する技術といえます。人工知能が使われる機械学習の手法のディープラーニングは、データのどの部分に注目すべきかについても自ら学習をするので、多くのデータから自動で特徴を抽出できます。

ディープラーニングなどの学習方法を利用することで、試行回数を重ねるほどに人工知能（AI）の精度は高まります。特定の分野についてビッグデータから学習を行い、類似した新しいものを生成できる処理が行えます。反面、学習データがブラックボックス化してしまうため、データサイエンティストによる管理が必要です。

一方で、ロボットとは、あらかじめプログラムされた動作を正確に繰り返すことができる基本構造を言います。プログラム以外の行動は行わないよう設計されているため、ロボット単体の運用では人工知能のように学習する機能はなく、自分で判断することもできません。

物理的なボディを持つロボットもいますが、構造的にプログラム通りの作業を繰り返すものはソフトウェアでもロボットと呼ばれます。

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プレイバックロボットも、その多くが産業用ロボットという括りの中に入ります。ここからはプレイバックロボットについて深く知るために、この産業用ロボットの定義や種類についてご紹介します。

（1）産業用ロボットの定義
総務省の「ICTスキル総合習得教材」のPDF資料によると、産業用ロボットは日本工業規格JISや世界標準規格ISOによって、次のように定義されています。

産業用ロボットは、日本工業規格（JIS）で「自動制御によるマニピュレーション機能または移動機能をもち、各種の作業をプログラムによって実行できる、産業に使用される機械」と規定されています。
・国際標準化機構（ISO）では、産業用ロボットを「自動的なコントロール、再プログラミング、多目的で3軸以上の操作が可能で、固定または移動可能かにかかわらず産業自動化（industrial automation applications）に利用される物」と定義しています。

（2）産業用ロボットの種類
産業用ロボットの種類は、主に4種類に分けられます。

①垂直多関節ロボット

垂直多関節ロボットとは、通常4つ以上の軸をもつ、人間の腕に似た形状のロボットです。
動きの自由度が高いため、溶接、塗装、組み立てなどの人間が行っている作業の代替に適しています。

②水平多関節ロボット

水平多関節ロボット（スカラロボット）とは、水平方向の動きを得意とするロボットです。
部品の押し込みや基盤の組み立て、現工程から次工程への部品運びなどでよく用いられます。また垂直多関節ロボットに比べて剛性に優れ、耐久性が高いという特徴もあります。

③直角座標ロボット

直角座標ロボットとは、直線的な動きが交差するような形でスライドし動作するロボットです。複雑な作業は難しいものの、その分制御が簡単というメリットがあります。また平面作業であれば、人が行うような細かい作業も可能です。

④パラレルリンクロボット

パラレルリンクロボットとは、ロボットの関節が並列（パラレル）に配置されているロボットです。複数のリンク機構を用い、出力を1点に集中させられます。
たとえば、コンベアを流れてくる製品の整列や選定などの工程で使用されます。とはいえ、他の産業用ロボット比べ、あまり広くは活用されていません。

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ハイブリッド造形
ハイブリッド造形とは下半分は今までの材料で加工頂き、その上に金属３Dプリンターで造形をする方法になります。

この方法で作る事により価格が抑えられます。金属３Dプリンターでしか出来ない部分だけを造形する手法です。

しかし、この場合下の母材に積み重ねる事により境界が発生し、そこからクラックが入ったりしないか？？というお客様の心配もあります。

もう何度も弊社ではこの手法でお客様に納品しておりますが、一度もそのような事例がありません。

３点曲げ試験

三点曲げ試験では母材側が先に曲がってしまいました。境界面は全く損傷していません。

1t以上の付加をかけているにも関わらずこの強度を維持しております。

では引っぱり試験は？？？

ということで試験をさせて頂きましたが、結果は同じ。母材側で切断しました。しかもバラツキは確認できません。

しかし、これには弊社のノウハウも詰まっています。１つでも工程を間違えるとこの強度を維持できない場合があります。

特に初期接着面には気を使い、セッティングにもノウハウを注ぎ込んでいます。

引張強度試験

引張強度試験も実施しております。（14号試験片にて）

圧延材との比較データーでは、圧延材より約20％強く、JISの規格以上の強度が確認できました。

懸念事項として挙げられる異方性についても大きな変化を確認することはできませんでした。

少し気になることと言えば、通常引張試験の破断場所は試験棒のど真ん中付近ですが、金属3Ｄプリンター造形品は中心からずれて破断しています。

水漏れ試験

強度だけの試験ではなく、実際の金型に水漏れが発生しないかの試験も実施しております。

この装置は弊社独自の試験機であり、出来上がった金型に一定の高圧力の水を流し水漏れ確認をしてみました。

この試験機では水漏れチェックだけではなく、入り口と出口の圧力差も見ることが可能になっております。

試験結果はもちろん良好。

境界面のクラック、水漏れ等は確認できませんでした。

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小型モータとは主に出力の小さいモータを指し、エアコンや電子レンジなどの一般的な家電や、コンピュータ、音響機器、産業機器、自動車など、様々な製品に組み込まれています。小型モータの種類にはブラシレスモータ、直流モータ、同期モータ、誘導モータなどがあります。
一般にモータは、消費電力が少なく出力が高いほど、効率が良いと考えることができます。省エネを実現するために、小型モータには高効率化が求められています。

小型高効率モータの定義
通常は100W以下の出力のものを小型モータと呼びます。さらに、出力が3W以下のモータは、「超小型モータ」または「マイクロモータ」と呼ぶ場合もあります。また、永久磁石を用いているものを小型モータと言うこともあります。

小型高効率モータの種類
高効率モータを分類する明確な定義はありませんが、私たちは小型モータの構造や特徴・用途などから、ブラシレスモータ、DCモータ、シンクロナスモータ、インダクションモータの4つに分類できると考えており、以下にそれらについて述べさせて頂きます。

ブラシレスモータ（ブラシレス電動機）
ブラシレスモータは、エアコン、電子レンジ、冷蔵庫などの家電、パソコン、サーバーなどの冷却用ファンなどに活用されています。
従来のモータの機械的な整流子（ブラシ）を半導体に置き換えることによってブラシなしで駆動します。回転するローター部分は、永久磁石でN極とS極を検知するために、磁極センサを用います。
ブラシレスモータといえば、ほぼブラシレスDCモータを指します。ブラシレスDCモータは、インナーロータ型と、アウターロータ型の2種類に分類できます。インナーロータ型は制御性に優れており、アウターロータ型は安定した回転を維持することに優れています。

インナーロータ型
ファン等を駆動する高速回転、可変速に適した構造です。重量物である回転体が軸の中心に近いため慣性モーメントが小さく、数千回転から1万回転まで素早く回すことができ、停止精度に優れています。
アウターロータ型
回転体がモータの外側にあって慣性モーメントが高くなるため、回転速度をより安定させやすい長所がある一方で、回転速度を細かく変化させることが難しくなるという短所があります。また、形状を扁平・薄型にすることができます。

DCモータ（直流電動機）
いわゆる直流モータと呼ばれるもので、直流（Direct Current）電源を用いて駆動するモータです。超小型高効率モータとして使用されることが多く、音響機器、玩具、自動車等のパーツに搭載されています。回転子（ロータ）が固定子（ステータ）の界磁を回る際に、整流子とブラシが中心的な役割を担うものを直流整流子モータ（ブラシ付きDCモータ）といいます。

シンクロナスモータ（同期モータ）
ロボットや電気自動車等に使われている、交流（AC = Alternating Current）電流を界磁に流した際に固定子と回転子との隙間に発生する回転磁界の差異の同期速度（Synchronous Speed）で回るモータのことです。
これらの多くは、電圧をかけても自己始動できないため、始動には同期引込トルクが必要です。ブラシレスACモータ等の永久磁石同期モータは、一般的に誘導モータと比較すると高効率です。

インダクションモータ（誘導電動機）
インダクションモータは、小型から大型まで幅広く普及しています。大型はトップランナーモータとして扱われているものもあります。詳しくは「大型の高効率モータ」で解説をしています。小型のものは、換気扇やポンプ等に多く使われています。三相誘導モータは同期モータ同様に三相交流電流で駆動します。コイルと磁束が鎖のように交わる鎖交状態で起電力が発生する電磁誘導を利用します。かご形誘導体と鉄心からなるローターを持ち、幅広い温度で駆動し耐久性に優れており、保守も容易です。

大型の高効率モータ

小型高効率モータの設計情報
小型モータの高効率化は、3つの視点から考えることができます。

モータ単体の性能
通常はブラシレスDCモータを選択します。ACモータなど、他のモータを選択する場合は、コスト抑制など効率以外の要素を重視する場合のみです。

モータ以外の性能
例えばパソコンに使われる小型ファンであれば、ファンの幅、角度、重量などを変化させることにより、モータの性能をさらに引き出すことも可能です。
制御方法の検討
モータやモータ以外の部品のような物理的な要素だけでなく、モータの制御方法も重要です。例えばモータ駆動用の演算子（MCU Micro Controller Unit）を活用すると、速度調整、センサー連動などの高度な制御が可能となり、物理的な手段に頼らずに効率向上を試みることができます。近年、普及が進んだこれらの制御方法は高機能化、低価格化が進み、より高度な制御を安価に実現できるようになりました。
ASPINAでは、お客様が設計する最終製品が求める性能にあわせた、小型高効率モータなどについてご質問、ご相談を承っています。詳しくは「ASPINAの小型高効率モータ」をご覧ください。

ASPINAの小型高効率モータ

小型高効率モータの用途
小型高効率モータは、様々な場面で利用されています。ここでは一部の用途をご紹介します。

空調機器：エアコン、除湿機、ファンヒータなど
給湯器：高効率給湯器でガスを燃焼させるために空気を送るファンモータとして
自動販売機：飲料自動販売機の冷却や加熱をするファンモータとして
ATM、釣銭機：紙幣や硬貨を搬送するベルトやギヤの駆動部として
健康機器：空気中にミストを発生させるイオンミスト発生装置として

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