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安川服务机器人更换单元部件满足多种用途

发布时间:2022年04月28日    点击:[0]人次

安川服务机器人:更换单元部件满足多种用途

少子高龄化是一个巨大的商机。制造业以外也存在需求。

机器人此前一直以工厂生产现场使用的工业机器人为主,不过最近以护理、医疗、农业、生活支援、办公支援、灾害支援等新领域为对象的机器人(新领域机器人)研究开发也盛行起来。尤其值得一提的是,不仅是原来的机器人厂商,汽车厂商、电子厂商和部件厂商等行业的企业也向机器人领域的研究开发发起了挑战。

要想实现新领域机器人,除了此前在工业机器人领域积累的技术外,还需要与之不同的新技术。比如,不会给周围的人造成负担或令其受伤的技术等。关于这一点,此前无缘于机器人的技术人员也有大显身手的机会。

本特辑将通过机器人及其要素部件的开发实例来分析新领域机器人究竟需要哪些技术。

服务机器人设想在家中等场所与普通人一起活动,帮助人从事各种作业。安川电机开发的“SmartPal”机器人的定位是,服务机器人实用化的要素技术检证平台。

安川电机在开发SmartPal时采用了使每项功能实现单元化的思路。即通过准备多种手臂和手等单元,然后根据用途组合,从而高效开发多种服务机器人。这是因为,与工业机器人相比必须满足多种需求的服务机器人“如果根据需求单独开发便无法形成业务”(该公司技术开发本部开发研究所开发策划组组长田中信一)。

以单元为单位推进技术开发

SmartPal的最新机型是2011年11月发布的“SmartPalⅦ”(图1)*1。安川电机为实现单元化,推进了构成单元的致动器等组件的技术开发。SmartPalⅦ“定位为组合了所有组件的旗舰机型”(田中)。

*1 SmartPal的第一代产品发布于2005年。当时称为“新一代机器人”,目标是①大小与人基本相同、②能够从事作业、③马达等组件利用自公司拥有的技术。

例如,相当于人的肩膀到手腕位置的手臂单元嵌入了7个致动器和伺服放大器等(图2)。要想改进手臂单元,必须调整这些组件。

该手臂单元需要做的细一些。目的是降低与人和障碍物接触的可能性、提高安全性,并且能够伸入狭窄的场所。为此,需要缩小构成手臂单元的伺服放大器、致动器以及线缆等各组件的尺寸。

因此,SmartPalⅦ将伺服放大器的冷却方法改为向壳体导热的方法,去掉了冷却扇,由此将体积削减了60%。在扩大致动器中空孔直径的基础上,采用越过关节部连接设备的FPC(柔性印刷基板)线缆,大幅缩小了布线空间*2。由此,手臂单元的粗度方面,2代前的SmartPalⅤ为直径105mm,而SmartPalⅦ缩减至80mm。

*2 原来由于中空孔直径较小,线缆还从致动器外侧穿过。SmartPalⅦ的所有线缆都从中空孔穿过。

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