自動車産業のための新しいソリューション

産業ロボットをサポートするヘキサポッド 生産ラインおよび品質管理プロセスで多軸システムや高精度ロボットのニーズが増大しているため、業界では新しいタイプのロボットが求められており、PI社はパラレルキネマティックヘキサポッドを提供します。この6軸ロボットは取付方向に関係なく、あらゆる方向に高精度で数キログラムから数トンまでの重量のツールや対象物を動かすことができます。ヘキサポッドはフィールドバスインターフェースを通じて直接PLC又はCNC制御ができるため、ユーザーはこのポジショニングシステムを簡単にオートメーション環境にインテグレーションすることが可能です。

自動車産業では、20世紀初頭から自動車用タイヤ試験などにパラレルキネマティックを活用してきました。自動車向けのシステムを提供するサプライヤーは今日でもこのテクノロジーを利用しています。高精度が要求されるヘッドランプの座標測定用装置が例として挙げられます。また、ヘキサポッドはロボットアームの不正確性を補うため、生産ラインで使用されています。


品質保証試験

座標測定器でのヘッドランプの位置決め
>> 計測でのヘキサポッド

製造ラインとツールの制御

ツール、加工対象物、検査システムのポジショニング
>> 機械エンジニアリングでのヘキサポッド


産業にとってのパラレルキネマティックの利点

ヘキサポッドは、全てのアクチュエータが同じプラットフォーム上で動作します。そのため、シリアル積層多軸システムと比較してコンパクト設計が可能です。ヘキサポッドの動作は、3次元的に管理しやすく、安全回路の設計を簡略化することが出来ます。動作するプラットフォームはひとつだけであるため、移動する質量が低減でき、結果として応答性が良くなり、ダイナミクス性が向上します。さらにガイドを使用していないため、ガイドによる蓄積誤差がなく、高精度を得ることが可能です。

    コンパクト設計
    ハイダイナミクス
    高精度
    自由に設定できる回転中心

     

     

     

    パラレルキネマティックの利点
    パラレルキネマティックの経験


    インテリジェント多軸ドライブとしてのヘキサポッドシステム

    パラレルキネマティックシステムでは、デカルト座標はモータ座標と一致していません。このため座標変換が必要となりますが、分析手法により解くことはできません。分析手法では解を導くことはできないのです。CPU集約型の繰り返しアルゴリズムを利用し、複雑なヘキサポッドの運動を各ステップ毎に計算します。 デジタルヘキサポッドコントローラはリアルタイムでこの計算を行い、個別にモーターを制御するため、ユーザーは複雑なパラレルキネマティックのアルゴリズムを気にする必要はありません。しかも、プラットフォームの移動と回転は、単にデカルト座標で命令することが可能です。

    シミュレーションツールを使用することにより、計画段階で他の物体との衝突を防止するなど、作業空間の計算を行うことができます。また、開発ライブラリとアプリケーション例を利用することにより、更に簡単に導入することができます。重要な機能としては、ソフトウェアを使用することにより、参照座標系と回転軸の位置とアライメントを両方を調節することができるということが挙げられます。

    アプリケーションに必要とされるより完全な軌跡追従を行うため、作業座標系、ツール座標系などの複数の座標系を定義することができます。

    ヘキサポッドシステムの制御には、PLC標準言語の全関数を使用することができます。これは独自開発の言語が必要でないということを意味しています。コントローラは標準プロトコルでヘキサポッドと通信します。このため、RS-232TCP/IPに加えて、EtherCATPROFINETなどの確立されたフィールドバスプロトコルを使用することができます。 これらのインターフェースを使うことで、目標位置と実際位置、ステータス情報など、ヘキサポッドおよびネットワーク内の他のコンポーネントの両方とリアルタイムで同期されたデータを交換することができます。 通常のオートメーションでは、対応するデカルト目標位置と軌道は、マスターコントローラにより生成されます (標準ソフトウェアPLCとTwinCATなど)。そして目標位置は、EtherCATなどを通じてヘキサポッドシステムに転送され、代わりに実際位置とステータス情報を読み取ることができます。

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