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マニピュレーター

人の代わりに緻密な作業をする装置

産業用ロボットの1つで、人の腕や手先と同じような動きをする装置です。人間の代わりに、人間が立ち入れない環境で作業したり、コンピューター制御による正確な作業を行います。

マニピュレーターの役割

今まで人間が行っていた作業を同じ動きで代替します。機械に置き換えることで、生産効率の向上と事故の発生率の低下を期待することができます。

コンピューター制御で同一の工程を繰り返すことで、品質の安定化にも繋がります。また、放射性物質や高熱物質の取り扱いなど、人間が直接作業できない危険な環境での作業にも使用されます。

マニピュレーターの構造

マニピュレーターは人間と同じように腕、関節、手の役割をする部品から構成されます。関節があることで動きの幅が増えます。一つの軸を中心に回転する回転関節と、長さを変化させる直動関節があります。

関節の数が多くなるほど、複雑で柔軟な動きができるようになります。目標の位置や、装置の姿勢によって必要な関節の数は異なり、2次元空間の場合は最低3つ、3次元空間では最低6つの関節があると任意の位置・姿勢をとることができます。

7個以上の関節数になると人間と同じ動きをすることができます。ロボットで代表的な垂直多関節型に搭載されているマニピュレーターは、6つの関節から構成されています。

駆動方式

油圧式、空気圧式、電気式など複数の駆動方式があります。これらの駆動方式によって人の作業を上回るスピードとパワーを生み出しています。スピードを出す場合は電気式、大きな力を出す場合は油圧式、適度な力で動かす場合は空気圧式が適しています。近年ではロボットの軽量化・コンパクト化・低価格化が進んでおり、マニピュレーターを構成する部品も金属からプラスチック部品へ移行が進んでいます。

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