ロボットソリューション

昨今のロボットは小型化しただけでなく、可動性が格段に向上し、多用途性を誇っています。

ロボット内のスペースがますます狭くなり、機械的負荷が大きくなるにつれて、エネルギー供給とデータ供給にも新しいアプローチが必要になっています。LAPPでは、標準品ばかりではなく、最適な曲げ半径と、機械的な影響に適した素材を使用して、お客様ごとに適切なケーブルを開発しています。

[目次]

1. ロボットケーブルとは
2. 可動ケーブル VS ロボットケーブル
3. LAPPロボットケーブルシールド
4. LAPP製品レンジ
5. カスタムケーブルソリューション
6. 事例紹介

ロボットケーブルとは、ロボットへの配線用電線・ケーブルです。ロボットの小型化や可動性能の向上に追従し、ケーブルには、高柔軟性、捻転性、堅牢性、断線が起こりにくい信頼性が必要不可欠になります。

LAPPでは、ケーブルキャリアの平行移動で使用する可動ケーブルと、ロボット動作に必要な、極度の捻転動作に対応したケーブルとは、別な製品レンジになります。

LAPPのロボットケーブルのシールドバージョンは、通常の編組シールドではなく、スパイラルシールドを搭載しています。捻転動作に伴って、劣化する測定値をシールドの伝達インピーダンスで比べると、銅編組シールドに比べ、安定した抵抗値で捻転動作をこなす構造になっています。スパイラルシールドのみではなく、シールド(金属)の擦れから起こる絶縁体の摩耗をフッ素系テープで保護することにより、捻転動作をさらに向上します。

LAPPで展開している8つのブランドにおいて、ロボットアプリケーション各所で提案が可能です。

ロボットケーブル

データ・計装

コネクタ

ケーブルグランド

ケーブルコンジット

捻転動作に対応するロボットケーブル

最大±360°/mの捻転動作も可能な可動ロボットケーブル。小外径なため省スペース設置も簡単です。摩耗耐性および耐油性、また様々な化学物質にも耐性があります。

UL AWM認証シールド付ロボットケーブル

最大±180°/mの捻転動作や可動動作に対応。磨耗および裂傷耐性、難燃性、高耐油性があり、低温でも柔軟性を発揮します。ポリウレタン(PUR)ベースです。

高可動使用向けインバータ・サーボケーブル

PURアウターシース付きで、厳しい条件での耐性があります。高い加速度、高速、ロングストローク可動に最適。幅広い温度範囲で、過酷な環境下での用途にも対応。

ねじり用途向けの可動用PROFIBUSケーブル

難燃性かつハロゲンフリーで、ULタイプCMX、UL 444に準拠しています。PROFIBUS-DP、PROFIBUSFMSおよびFIPで使用可能。捻り応力用、ロボット用途などに対応。

連続可動用イーサネットケーブル

固定・可動使用、またねじりのある環境や特殊アプリケーションで利用可能。PURバージョンはハロゲンフリーで、IEC 60754に準拠。耐油性はIEC 60811-2-1に準拠。高いねじりストレスにも対応。

光ファイバーケーブル

巻き取り可能で、小型サイズで設置が非常に簡単。移動用途やフィールドアプリケーションにも最適。屋内外、産業環境など幅広い用途で利用可能です。

コンパクトな角型コネクタ

化学薬品・メカストレスにも対応。EMC対策が必要な環境にも適しています。屋外使用も可能で、様々な用途にご利用いただけます。

EMC最適化丸形コネクタ

省スペースで高電力、電気モーターなどに適しています。プラントエンジニアリングやサーボドライブ・サーボアセンブリなどに使用可能。

EMC対策ケーブルグランド

世界初特許360℃のシールドブラシを取付けるだけでEMC対策が可能。プラスチック製、メタル製、防爆、ハロゲンフリーバージョンなど。

耐油性ケーブルブッシングシステム

マルチケーブルブッシングシステム。油性のある環境や屋外使用にも好適。分解する際、フレームをハウジングに残すことができます。

高柔軟性コルゲートチューブ

ハロゲンフリーで、難燃性・高柔軟性・耐圧縮性があるコルゲートチューブ。黒色は屋外使用可能で、耐UV性があります。ケーブルキャリア、ロボット構築などで活躍。

様々なアプリケーションによっては、標準品のみでカバーしきれない場合もあります。カスタムケーブルソリューションでは、お客様の期待に応えるケーブル制作の検討が可能です。

カスタムケーブルは、標準ケーブルよりもコストがかかるという認識がありますが、お客様が望むすべての要件を満たし、長期的には、実際にコストを削減できることを考慮し提案を心がけています。

LAPPでは、お客様に応じたカスタムケーブルに対応しています。

• ロボットハンドの複合ケーブル
• ケーブル性能の向上
• 耐環境型ケーブル
• 狭い場所や取り回しの困難な場所でも設置しやすいケーブル
• より柔軟なケーブル
• シースの色カスタム、ケーブル印刷カスタム
• 安定したサプライチェーン
• ノイズとクロストーク問題の低減
• 過酷な環境条件下での信頼性の向上　

など

LAPPでは、ニーズをヒアリング、すべての要件にアクセスできる様、検討可能です。

カスタム・ケーブルを設計する際、考慮すべき属性は数多くあります。

一例：

• 導体材料
• 絶縁体
• 充填材
• シールドタイプ
• シールド材料
• シース材質、色
• 外径

など

ここでは、いくつかの事例を紹介いたします。

[車のボディ溶接ライン]

●課題：省スペース化、ダウンタイムの安全回避

●ソリューション：

動力ケーブル・信号・データケーブル・エアホースや保護管路を複合したハイブリッドケーブル

●ポイント：

→信号ケーブルとデータケーブルは、スパイラルシールドやスリップテープを搭載し、溶接電源ケーブルからのノイズ除去設計を施した。

→曲げ半径とねじれ角は車両製造用途に適合している。

→200万から300万サイクルという耐用年数

→現在ダウンタイムの回避に貢献

車体のボルトを溶接する際、常にスペース不足による要求に直面します。そのため、ロボットはできるだけスペースを取らないように設計する必要があります。この点で、ケーブル配線は重要な役割を果たします。

本ケーブルは、溶接用電源線と信号・データケーブルがエアホースや保護管路と一緒に配線されたハイブリッドケーブルです。信号ケーブルとデータケーブルは、一貫してノイズを排除するために、シールドを施します。また、ハイブリッドケーブルは、本アプリケーションロボット動作に適応する必要があります。そのため、曲げ半径とねじれ角を満足するスペックに設計しました。200万から300万サイクルという耐用年数という要求にも応じ、ダウンタイムを安全に回避するソリューションを提案しました。

[車体塗装ライン]

●課題：広範囲の捻転、狭所での曲げ半径

●ソリューション：

動力ケーブル・データケーブル複合した高柔軟性ハイブリッドケーブル

●ポイント：

→360°/mの捻転動作に対応するデザイン

→最小曲げ半径

→細かな動きに対応した介在材質を採用

→400万から500万サイクルという耐久性

→機械的な負荷にも対応可能な特殊PURベースシース材

塗装ロボットの現場の雰囲気は、快適とは言い難く、ロボットケーブルの開発者にとって特別な課題です。

そして、ケーブルは非常に狭い曲げ半径に耐える必要があるだけでなく、1メートルあたり360度を超える非常に大きなねじり運動、また、流れるような動きの中で塗料を均一に塗る必要があります。

サーボケーブルの耐久性も極限まで高められており、最低でも400万から500万サイクルの耐久性を要求されています。本ケーブルは動力とシールドされたデータペアから構成されています。

[ハンドリングロボット]

●課題：最大1000°/mの捻回(6軸センサー：ロボット～センサー)

●ソリューション：
6軸センサー信号用広範囲捻回対応ケーブル

●ポイント：
→1000°/mの捻転動作に対応するデザイン
→内部材質の特殊コーティング材
→機械的な負荷にも対応可能な特殊PURベースシース材

極限状況用の特殊ケーブルとしてここで挙げるコーダーケーブルは、6軸すべてを使用するロボットからセンサー信号を伝送するために使用されます。

これはケーブルが回転両方向で1メートルあたり約1000°のねじれ運動に耐える要求仕様の元実現したケーブルです。ケーブルは広範囲、また強いねじり運動に確実に対応する特殊なコーティング材を取り込み、要求仕様を満足することが出来ました。