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プロジェクトの基本情報

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2017年3月24日更新

手作業工程を自動化可能な、低価格で使い易い力覚センサを提供します

株式会社 ワコーテック

プロジェクト名 高機能ロボットに用いる力覚センサ(低価格化と組み込み性の向上)の開発
対象となる川下分野 産業機械
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
効率化(生産性・作業性の向上など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
上記ニーズに対する具体的な数値 ・従来製法の1/3の価格
・ロボットハンドの手首部分に設置可能な薄型寸法:厚さ22mm
・過負荷ストッパ内蔵による頑健性
・デジタルI/F出力を備えており制御システムとの親和性が高い
・ロボット制御用アプリを用意(各社用ライブラリは別途)
事業実施年度 平成22年度
事業化状況 補完研究中(完成に向けて現在研究中)
対象としている素材 ステンレス

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
6軸力覚センサを組み込むことにより、産業用ロボットの衝突安全性の向上と高度な自動化作業が可能である。だが、従来の歪ゲージ式6軸力覚センサは、高価格であり、実際のロボット市場への普及は視覚センサほど進んでいない。そこで、部品配置精度が必要ではあるが、構造が簡単で組立調整の容易な静電容量検出原理を採用し、静電容量型6軸力覚センサ機構部品の製法を従来の切削加工と同様の精度を確保しつつ、量産化に適したプレス加工に置き換えることで大幅な低価格化を実現し、市場拡大と新規市場の創出を図る。

研究開発のポイント
本研究開発は、従来の切削加工法からプレス加工による製法と置き換えた力覚センサを実現するものである。そのため、板状部品の積み重ねで構成するセンサ構造を新たに開発した。そして、従来の薄板精密打ち抜き加工を発展させ、厚板ステンレス鋼板の総せん断の打ち抜き加工方法を実現するために金型の試作・検証を行った。さらに、ネジで組み付けていた部分をプレス接合に置き換え、これらの部位の相対位置精度を確保する成形加工技術も検証した。また、センサの開発に加え、制御のためのインターフェースやアプリの開発も行った。

研究開発の具体的な成果
機構部品の厚板ステンレス鋼板を用いた高精度な加工と、部品接合の一部をプレスによる結合に替えることで、プレス加工による6軸力覚センサの製作を実現した。本研究により開発されたセンサは、プレス加工による部品形状を生かして低背で薄型のセンサ形状を有しており、機能部分を全てセンサ外周側に配置しセンサ中央部を空けて円環型とすることで、ロボット等自動化システムへの機械的な適応性を高めている。センサの信号処理は内蔵されたマイコンにより行うため、処理定数や出力書式の変更は、ファームウェア書換えを行うことで現場でも容易に対応できる。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
 【従来の産業用ロボットの高機能化】
力覚センサを搭載した高機能ロボットは「誤動作状況の直接検知による危険回避」や「接触力ベクトル操作による複雑な動作」が可能となる。このような機能はこれまでのCCDカメラ等を用いた視覚センサでは実現不可能であり、FAシステムの価値を飛躍的に高めることができる。
【新規分野への展開】
力覚センサを導入することで移動運搬機械におけるパワーアシスト機能の付加が容易となる。製造現場や福祉介護現場の設備に応用すれば重労働が低減され、高齢者や女性が技能を発揮する環境を構築できる。

事業化への取り組み

知財・広報活動 2013年11月6日~9日 国際ロボット展 出展
2013年11月 チューリップテレビNEWS 
2013年12月26日 日刊工業新聞社 掲載
今後の見通し 今後は、技術的残課題の解決を進めるとともに、事業化を目指してサンプル貸出等を行うことで市場のニーズに合った商品開発を進めていく。それにより、ユーザ側から要求される様々な条件に対して製品の信頼性をさらに向上させる。加えて、更なるコストダウンを図り、量産化を目指すこととする。例えば、今回プレス化を適用しなかった周辺の部品にもそれを導入する余地がある。また、量産に対応した検査体制の構築も必要である。これらを通じて、市場の様々な要求に満足できる製品の開発と提供を行うこととする。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
本研究における開発目標は概ね達成したが、未解決な課題もいくつか残っており、解決に向けてさらなる追究を続けていく。特に、プレス接合を適用できなかった細密部品間の接合組立方法に関しては、本センサの性能と生産性との両面に大きく係わる要素のため、安定的かつ信頼性の高い方法を実現する。また、センサ信号の受け側が制御用I/Fに対応していない状況においても、代替手段として提案できるような手法を確立する。
川下産業からの引き合い状況
(件数等、内容)
ロボットメーカ 約20社
精密勘合およびバリ取り作業の相談

研究開発の体制

企業情報

社名 株式会社 ワコーテック
(法人番号:7230001012064)
所在地 〒933-0816 富山県高岡市二塚322-5 高岡テクノドーム203号
電話番号 0766-24-8011
社員数 7名 (男性  5名、女性  2名)
資本金 6,000万円
業種 その他の製造業
事業内容 静電容量型力覚センサおよびMEMS応用製品の製造・販売
URL http://www.wacoh-tech.com
保有する生産設備と
スペック
恒温槽、荷重測定システム
生産拠点エリア 国内 所在地:富山県高岡市
海外生産対応 不可
主要な取引先 国内ロボットメーカ、国内ロボットユーザ様
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
富山本社 開発部

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