サーボモータ自体が”センサ”の役割となって、データの収集・視える化、そして、蓄積・解析を一括して行うソフトウェアツール「YASKAWA Cockpit」を介すことで、工程ごとに装置や産業用ロボットが稼働している速度・温度・トルク値・時間・圧力・通信品質・外乱といった時系列になったプロセスデータを生成し、機器の状態を監視することができます。生産現場で一つのラインとなると何百種類の異なるデータとなりますが、それらのセンシングデータこそが製造業のIoT対応を支えるビッグデータといえます。

生産現場でIoT化を進める際には、設備や装置から検出されるビッグデータの種類や量を向上させることによって稼働状況が把握しやすくなったり、異常時の要因が特定しやすくなったりします。当社のマシンコントローラ「MP3000シリーズ」は、備わっている時系列データで記録するデータロギング機能によって、マイクロ秒 (100万分の1秒)単位でのタイムスタンプが可能です。更に装置ごとの時間軸を合わせることで、ラインが意図せず止まってしまった際に、どの装置のどの工程で問題があったかを特定することができます。

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産業ロボットの要素技術
ロボットの要素技術は３つに分類されます。 ・センサ系 　人間の感覚器官のように外界からの情報を得るのに使われます。視覚は画像センサ、聴覚は音センサ、触覚は感圧センサなどに置き換えられ、作業に必要な情報を取捨選択してどんなセンサを搭載するか設計していきます。人間には感知できない赤外線センサや超音波による距離センサなどを搭載することもできます。
　また外界と同じように、機械内部の情報を得ることも、ロボットが正しく動作するためには不可欠です。内界センサのなかでもっとも重要なのが「エンコーダ」で、なかでもモータの回転角度や速度を検出する「ロータリーエンコーダ」がなければロボットはまともに動くことができません。

・知能・制御系
　人間でいう頭脳と神経網にあたります。センサからの情報を処理してコントロールします。内蔵されたマイコン（コンピューターシステムを１つの集積回路に納めたもの）に組み込みＯＳを使って動かします。とくに産業ロボットは大規模な生産管理システムに接続され、他の機器と協働するほか、遠隔地から操作されることも多く、ネットワークへの接続が不可欠になってきています。

・駆動・構造系
　人間でいう骨格や筋肉にあたります。ロボットを動かすモータとしてもっとも多く使用されているのが回転型電気式アクチュエータのサーボモータとステッピングモータです。

　またモータだけではトルクを上げることが難しいため、減速機を用いて回転数を落とし、トルクに変換します。
　丈夫さや精度の高さが求められる産業ロボットの素材は鋼板などで作るのが一般的でした。最近では軽量化を求めてアルミ系の材料比率も高まっており、強化プラスチックなど金属以外の素材も研究されています。

日本のパーツメーカー
現在、産業ロボットには細かい作業や高速・高精度の作業が求められるようになっています。動きに誤差が出ないようにするためにも、パーツ１つひとつに高品質が求められます。特に日本には有力なパーツメーカーが多数存在し、ロボット開発を支えてきました。歯車、ねじ、ジョイント（継ぎ手）、ケーブル（電線）などの一般的な機械部品メーカーも、ロボット用に特注部品を開発するなど、ロボット産業のすそ野は広がっています。日本だけでなく、海外のロボットメーカーからも注文を受けており、世界のロボット産業にとって重要な存在となっています。

ロボットの３要素はトレードオフの関係にあります。例えばセンサを最大限に活かせば知能・制御系の負担が増え、消費電力も増えて駆動時間が短くなります。そのほかにもパーツそれぞれの加工精度や実装技術、プログラミング、インターフェースなどさまざまな要素が複雑に組み合わさってロボットのパフォーマンスが実現します。ロボットを導入する箇所をロボットに最適化することも必要になってくるかもしれません。
　いずれにしろ、ロボットを「どこで」「何に」「どう使うか」を考え、開発や導入をしていくことが重要です。
　「2019国際ロボット展」には、今回紹介したようなロボットを支える技術やメーカーも多数出展します。ぜひ足を運んでみてください。

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（１）円筒座標ロボット（英語：Cylindrical robot）
円筒座標ロボットは、最低1つの回転運動をするジョイントを持ち、そのほかに直進運動のジョイント1つを備えたロボットです。旋回軸と伸縮するアームの構造は極座標ロボットと同様ですが、アームを上下に移動できる点で異なります。

（２）極座標ロボット（英語：polar robot/spherical robot）
産業ロボットの元祖であり、回転ジョイント2つと直進ジョイント1つで腕が構成されています。
マニュピレータを設置する土台ともいえる部分に旋回軸があり、左右に回転します。その上に伸びた腕には、上下に回転する軸があります。この2軸のほかに、伸縮可能なアームを備えています。

（３）直角座標ロボット（英語：Rectangular robot/Cartesian robot）
直角座標ロボットの腕は、3つの直進運動をするジョイント（2つのリンクが接触して相対運動する直進ジョイント）で構成されています。1980年代には、小型の電子部品の移動、組み立て、検査などに使われていました。

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①人の作業をトレースして省人化できる。
双腕ロボットの大きなメリットの1つとして、2本の腕があることにより人の手の動きをトレースした作業を自動化できることが挙げられます。

最近ではカメラ付き双腕ロボットの開発も進んでおり、従来人の視覚で判別しなければ作業できなかった多品種少量生産作業にも対応できるようになってきており、トレースできる作業の範囲が拡大してきています。

ちょっと前まで難しいと思っていた工程の自動化が双腕ロボットで実現できてしまうという点は大きなメリットであるといえます。

②作業環境の変更を最小限に抑えられる。
一般的に使われている単腕型ロボットを適用する場合には、1つの動作にしか対応することができません。そのため、位置決めが必要な作業では、単腕ロボット以外に治具を用意する必要が出てきてしまいます。

そんな時、双腕ロボットを使用することで、一方の片腕で位置決めを行い、もう片方の腕で作業をすることができるため、新たな治具を用意する必要がありません。このように、現在使用している環境を活かしながら自動化を実現できるのも、双腕ロボットのメリットであるといえます。

③品質管理がシンプルになり、品質が向上する。
省人化や環境の変化が抑えられること以外に、人が行っていた検査工程を双腕ロボットにより自動化することで、人の技能習熟度や入れ替えによる品質のバラつきが抑えられます。

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まずは、スカラロボットの概要について紹介していきます。

また、スカラロボットを紹介するにあたり、その他の産業用ロボットについても簡単にご紹介します。

産業用ロボットにはいくつかの種類があり、それぞれにメリットとデメリットがあります。各ロボットの特徴を把握した上で、適切なロボットを選定しましょう。

（1）スカラロボット（水平多関節ロボット）
複数の回転軸とアームそして先端部にはZ軸を持つロボットです。複数の回転軸とアームは全てロボット先端の水平移動のために使われます。回転軸の動作でワークの真上にロボット先端を移動し、ロボット先端のZ軸を用いてワークに対して作業を行います。

構造が単純で制御がしやすいこと、高速化で高精度なのがメリットです。垂直多関節ロボットのように3次元的な動作はできませんが、一方向からの単純作業を人作業からロボットに置き換える際には最適なロボットです。

（2）直交ロボット
単軸ロボットを組み合わせたロボットです。構造と制御が単純なため、位置決め精度の高さや、誤動作リスクの低さ、導入コストの安さがメリットです。

（3）垂直多関節ロボット
4~6軸の可動軸があり、3次元的な動きが可能です。そのため、人が手作業で行う複雑な動作を自動化しやすい、一台に何役も任せることができる等のメリットがあります。

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