やあ、あなたがロボット工学チームを経営している場合、小さな製造工場、または初めてのカスタム ボットを組み立てている愛好家であれば、おそらく午前 2 時に破損したロボットの機械部品を見つめて、「さあ、どうする?」と考えたことがあるでしょう。私は何年もロボットの機械部品サプライヤーとしてデスクのこちら側にいますが、言っておきますが、このようなことは誰にでも起こります。ロボットがライン上でパレットを滞りなく移動させた瞬間、次の瞬間にはギア ストリップが破損したり、重すぎる落下によってシャーシに亀裂が入ったりします。幸いなことに、これらの問題のほとんどは、正しい方法で対処すれば修正可能であり、パニックになってまったく新しいボットを注文する必要はまだありません。最初に損傷を発見したときから、ロボットを復旧させて実行するまで、段階的に見ていきましょう。
まず最初に、いきなりレンチや交換部品を手に入れないでください。まず最初にやるべきことは、ロボットを停止し、損傷を完全に評価することです。壊れた部品を見つけて交換し、2週間後に別の場所にある小さな亀裂を見逃したために別の部品が壊れて、慌てて慌てる人々を私はたくさん見てきました。確認すべき点は次のとおりです。損傷は 1 つの部分に限定されているのか、それとも接続されているコンポーネントにまで広がっているのか?たとえば、ロボット アームのジョイント ギアが破損した場合、モーター マウントやギアボックス ハウジングに余分なストレスがかかる可能性があります。損傷は定期的な磨耗 (時間の経過とともに過度に擦れ合う部品など) によって発生したのか、それとも 1 回の衝撃 (壁との衝突やロボットの落下など) によって発生したのでしょうか?アライメント不良が原因の場合、壊れた部品を交換するだけでは根本的な問題は解決しないため、原因が重要です。
何が損傷し、その理由が明確になったら、次のステップは、部品を修理するか交換するかを判断することです。ここで、多くの人が物事を複雑にしすぎます。通常、それが最大の要因となるため、部品の種類ごとに分類してみましょう。シャーシのような構造部品の場合、材質も非常に重要です。たとえば、アルミニウム製のロボット シャーシは軽量で耐久性があるため非常に一般的ですが、ロボットが強い衝撃を受けると曲がったり割れたりする可能性があります。小さな曲がりは万力と穏やかな熱で修正できるかもしれませんが、完全な亀裂はどうでしょうか？通常、交換は簡単であり、長期的には安全です。交換ルートを選択する場合は、ロボットの仕様に正確に一致する部品を確実に入手する必要があります。穴の間隔やサイズが間違っていると、調整がすべて狂ってしまう可能性があります。ここでは、高応力産業用途向けの頑丈なステンレス鋼金属ロボット部品から、モバイル ボット用の軽量アルミニウムまで、幅広いオプションを取り揃えています。当社のサイトですべてをチェックできます。
プラスチック製のロボットのシェル部分やアクセサリ マウントなどの小型の非構造部品の場合、多くの場合、完全に修理が可能です。プラスチック部品には亀裂が入る可能性がありますが、プラスチックの種類に応じて、ストレスのない小さな領域にはホットグルーガンを使用し、大きな構造亀裂にはプラスチック溶接機を使用できます。最初に壊れた表面をよく掃除してください。汚れやグリースがあると結合が弱くなります。たとえば、ロボットの側面シェルに小さな落下による小さな亀裂があった場合、消毒用アルコールと熱活性化プラスチック接着剤を使って簡単に掃除すると、無理にスナップフィットで元に戻すよりもはるかによく保持されます。ここで重要なのは、重い負荷や高トルクに耐えられない部品のみを修理することです。重い工具を回転させる小さなプラスチックの歯車が壊れたら?それを交換します。小さなギアの修理が長期的に機能することはほとんどありません。動作中にその部品が故障して、より高価なものに損傷を与える危険を冒したくありません。
CNC マシンのロボット アーム ジョイントなどの中心となる可動部品に取り組んでいる場合、精度が最も重要となるのはここです。これらの部品は単に適合しているだけでなく、ぐらつきなくスムーズに動く必要があります。ここでのわずかなずれでも、ロボットの動作全体が狂ってしまう可能性があるからです。ギアやシャフトなどのコンポーネントが損傷した場合、ほとんどの場合、OEM または高品質の交換品を入手することが最善の策となります。部品のカスタム加工は最初は安いように思えるかもしれませんが、ほとんどの小規模ショップには元の部品の公差に適合する精密機器がありません。当社では、正確な仕様に合わせて加工されたダイレクトフィットの交換用ロボット アームと関連部品を在庫しているため、測定や加工を一から行う必要がなく、時間を節約し、コストのかかるミスを回避できます。
待ってください。摩耗部品について話しましょう。多くの人は、摩耗部品が最も頻繁に破損する部品であることに気づいていません。ギア、ベルト、ローラー、アクセサリ マウント (センサーやエンド エフェクター用のブラケットを考えてください) などは、継続的に摩擦や応力を受けるため、ロボットを完璧に使用したとしても時間の経過とともに摩耗してしまいます。これらの部品については、完全に壊れるまで待たずに数か月ごとに点検し、ギアのわずかな剥がれやベルトの擦り切れなど、摩耗の兆候が見られた場合は交換してください。これは、仕事の途中で完全に故障した場合に対処するよりも、はるかに安価でストレスも軽減されます。これらの小さくて摩耗しやすい部品はすべて当社のロボット アクセサリ セクションにあるため、必要になる前に予備を買いだめできます。
さて、新しいロボット所有者が犯すよくある間違いは、仕事に間違った材料を使用することです。ロボットが重量物を運ぶ作業をしている場合、プラスチック製のロボットシェルは簡単で安価な選択肢のように思えるかもしれませんが、ステンレス鋼やアルミニウムの部品よりもはるかに早く割れてしまいます。部品の材料をロボットのデューティ サイクルに適合させることは、そもそも損傷を回避するための取り組みの半分です。当社はすべての部品をユースケースに合わせた材料で製造しています。高温または重工業環境にはステンレス鋼、重量が重要なモバイルボットにはアルミニウム、低応力の装飾部品や低負荷部品にはプラスチックを使用します。そうすれば、部品の寿命が 2 年であるはずの部品を 1 年に 3 回交換する必要がなくなります。
さて、どの部分が必要かわからない場合はどうすればよいでしょうか?恥ずかしいことではありません。私たちのほとんどは、2 年前に作成したカスタム ロボットのすべての部品番号を正確に把握することはできません。私のチームには毎日、「ロボットのアームの丸い部分に 3 つの穴があり、壊れてしまったのですが、何が必要ですか?」という内容の電話がかかってきます。最初に準備する必要があるのは、ロボットのメーカーとモデル、壊れた部品の写真、サイズと穴の間隔の測定など、手持ちの情報です。携帯電話のぼやけた写真でも、照合するのに十分です。また、パーツが壊れた原因のトラブルシューティングもお手伝いできるので、セットアップを調整して再発を防ぐことができます。たとえば、ロボットがそのギア システムにとって重すぎる負荷にさらされている場合、再び破損する同じ部品をただ送るのではなく、高トルクの交換用ギアを紹介することができます。
交換部品を入手するか、損傷した部品を修理したら、非常に重要な最後のステップが 1 つあります。それはテストです。部品をボルトで固定するだけでロボットをすぐに作業に戻さないでください。まず簡単なテスト サイクルを実行します。アームを可動範囲全体に動かし、ぐらつきがないか確認し、すべての接続がしっかりしていることを確認し、部品に取り付けられているセンサーやエンド エフェクターをテストします。以前、顧客に壊れたシャーシを交換してテストを省略してもらいましたが、ボルトが正しく締められていなかったため、1 時間後にロボットが作業台から落ちてしまいました。テストには 10 分かかりますが、その後の数時間のダウンタイムを節約できます。
交換部品を探している場合、または破損した部品を特定するのにサポートが必要な場合は、お気軽に当社のチームにお問い合わせください。ニーズに合わせてチャットできます。私たちは小規模な愛好家、新興企業、工業メーカーと協力しているため、仕事が大きすぎたり小さすぎたりすることはありません。単一の交換用ギアが必要な場合でも、新規構築用のアルミニウム製ロボット シャーシ全体が必要な場合でも、特定のアプリケーション用のカスタム CNC マシン ロボット アームが必要な場合でも、当社が対応します。部品の破損によってプロジェクト全体が停止してしまうことのないよう、私たちはお客様がスムーズに再開できるようお手伝いいたします。
参考文献:
- ロボット産業協会（2022年）。産業用ロボットシステムの予防保守に関するガイドライン。 RIA パブリケーション R18.06。
- スミス、J. (2021)。ロボットの機械部品の材料の選択。ジャーナル オブ ロボティクスと先進製造、15(2)、45-58。
- テクニクス加工。 （2023年）。 CNC 加工されたロボット部品の精密公差。産業機械のベストプラクティスレポート。
