ロボットハンドを
製造現場に
導入

機敏なデクスタラス･ロボットハンドの設計 

産業オートメーションにおいて真に有用なヒューマノイド･ロボットハンドを実現するには、人間の手がネジからガラス瓶へ持ち替えるときのように、さまざまな形状、重量、材質に応じて把持動作と力加減を柔軟に調整できなければなりません。Ruiyanは、手のひらに収まるわずか6cm x 6cmの6層プリント基板1枚に、ロボットハンドの制御システム全体を実装することで、これを実現しました。STM32マイコンが中央コントローラとして機能し、5本指を6自由度で協調制御します。同時に、STの複数の高精度ADコンバータがセンサ値を連続的に読み取り、指の位置と把持力を正確に把握します。

高出力化に伴う発熱をどう抑えるか？

ロボットハンド内部では、空間と温度の管理は力と同じくらい重要です。限られたスペースに大きな電力を詰め込めば、小さな車にレース用エンジンを載せるようなもので、熱と応力が即座に問題になります。Ruiyan社は、STのモータ･ドライバを採用することでこれに対処しています。STのモータ･ドライバICは、内部抵抗を低く抑えて設計されており、電流が流れる際に熱として失われるエネルギーを低減できます。また、モータに必要な電流を効率よく供給できるため、各関節の正確な動作に必要なトルクを確保できます。こうした特長により、ロボットハンドは幅広い作業において、過熱を抑えながら十分な力を発揮できます。発熱が少ないことは、24時間稼働の産業環境で重要となる部品の動作信頼性向上にもつながります。さらに、大型の冷却システムが不要なため、スリムかつシンプルなシステム設計を維持したまま、器用な指機構のためのスペースをより多く確保することができます。

多品種混流生産におけるヒューマノイド･ロボットの実用価値向上

より実際的に言えば、分秒を争い、わずかなミスにもコストが伴う製造現場で、器用なヒューマノイド･ロボットは何をもたらすのでしょうか。STのテクノロジーをベースとするRuiyan社のロボットハンドは、0.6 mmの指先位置決め精度を実現しており、これはクレジット･カード1枚分の厚さに相当します。また、最大握力は160Nに達し、人が力を込めて握るときに近いレベルの把持力を発揮します。そのため、重い工具を把持した直後でも、すぐに力加減を切り替えて壊れやすい物体を扱うことができます。こうした閉ループ･フィードバックに加え、1000時間を超える連続稼働を想定したシステム設計により、ロボットハンドはリアルタイムに調整を行いながら、工場で長時間連続して作業することができます。

製造業にとって、ヒューマノイド･ロボットは、製品構成の変化に柔軟に対応できる自動化プラットフォームを意味します。Ruiyan社は、STのテクノロジー･プラットフォームを基盤として、デクスタラス･ロボットハンドの製品ポートフォリオを提供しています。その中には、カスタム･マニピュレータを大規模システムへ組み込むユーザに向けた、導入しやすいソリューションも含まれます。