産業用ロボットに適したSOM

産業用ロボット開発に適したSOMを多数ご用意しています

産業用ロボットとはAbout

産業用ロボット(Industrial robot)は、「製造工場や食品工場といった産業で使用される自動化されたロボット」と一般的に定義されています。小型や中型の品種も多くなり、AI(人工知能)やIoTとの連携も進んでいます。産業用ロボットは、多目的な用途に適応するためのマニピュレータ(機械の腕)と、プログラムで制御する複数の軸(人間でいう関節)で形成され、工作や加工、組立など高度な作業への普及が進んでいます。かつては溶接やハンドリング(物流における積載や移動、出荷、搬送)を中心に働いていましたが、現在は位置検出や検査のためにロボットビジョン(システムカメラ)が搭載され、より複雑で精度の求められる現場でも活躍し、人手不足に一役買っています。活用事例としては、自動車の塗装、食品・医薬品・半導体(電子機器)業界のクリーンルームでの作業などが挙げられます。未来では、さらに安全対策が施された産業用ロボットが登場し、無人工場などが増えることが期待されています。

産業用ロボットの種類Type

直交ロボット

単軸直動ユニットを組み合わせたシンプルな機構で駆動します。

垂直多関節ロボット

人間の腕のような形状で自由度の高い3次元空間の作業が可能です。現在もっとも活用されている産業用ロボットで、搬送から溶接、塗装、組立まで幅広い工程に導入されています。

水平多関節ロボット

水平方向にアームが作動する組み立て作業が得意な産業用ロボット。スカラ(SCARA)ロボットとも呼ばれます。

パラレルリンクロボット

関節を並列に配置したパラレルリンク構造で制御します。

関節の形態は、人間の肘は手首と同じように動く回転関節と、上下・前後・左右に伸縮することで動く直動関節があります。産業用ロボット(Industrial robot)に組み込まれている軸の数やモーター、取り付けるアームによって種類が変わり、得意な作業もそれぞれ異なるため、ロボットごとの特徴をしっかりと把握することが大切です。
経済産業省ではロボット(Robot)を「センサー、知能・制御系、駆動系の3つの要素技術を有する、知能化した機械システム」と定義しています。

産業用ロボットに使用されるボードBoard

産業用ロボットに使われるボードは「長期供給」、「高速な計算能力」、「低開発リスク」といった特徴があります。
世界トップ10に入るロボットメーカーの半数以上が産業用ロボットにSOMを使用しており、システムの最適化にSOM(CPUモジュール)とFPGA(キャリアボード)を組み合わせるケースが非常に多くあります。小型ロボットの開発では、CPU+FPGAを1枚のSOMボードに搭載するソリューションも出てきています(例:SECO<SM-B71>、Dave Embedded Systems<BORAボード>など)。
富士ソフトでは、長期供給が可能であり、高速な計算能力、低開発リスクといった、お客様のご要望に合わせて選んでいただけるSOM(CPUモジュール)製品を多く取り揃えております。価格など、お気軽にお問い合わせください。

産業用ロボット × 小型・AI・IoTCombination

インダストリー4.0などが目指す世界は、自律的に最適な生産が行えるスマートファクトリーを目指しています。IoTとデータ分析・AIとディープラーニング技術などを活用することでマスカスタマイゼーション(カスタム製品を大量生産と同じ効率で生産すること)を自律的に行える工場の実現です。
マスカスタマイゼーションとは、IT(含むIoT)システムにより、特注品(カスタマイズ品)を従来の大量生産と同様のスピードとコストで生産することを意味し、スマート工場やファクトリーオートメーション(FA: factory automation)におけるキーワードになっているだけではなく、第四次産業革命においても重要な要素です。

小型 × 産業用ロボット

産業用ロボットの導入には、広いスペースや大掛かりなシステムが必要でしたが、技術の進化により、産業用ロボットは小型化やIoT化が進み、さらにAI(人工知能)も搭載されるなど、性能が上昇しています。例えば、アームの軽量化、高出力・高回転小型モータの採用などにより、最高速度・加速度が大幅に向上。また、手首をコンパクトにすることにより、狭い空間での作業も自由自在となっています。

AI(人工知能) × 産業用ロボット

産業用ロボットの導入には、広いスペースや大掛かりなシステムが必要でしたが、技術の進化により、産業用ロボットは小型化やIoT化が進み、さらにAI(人工知能)も搭載されるなど、性能が上昇しています。例えば、アームの軽量化、高出力・高回転小型モータの採用などにより、最高速度・加速度が大幅に向上。また、手首をコンパクトにすることにより、狭い空間での作業も自由自在となっています。

IoT × 産業用ロボット

産業用ロボットとインターネットにつなぐ(IoT化する)ことで、工場内の装置や設備の稼働データを工場外に持ち出すことが可能となります。そのデータはデータセンターに蓄積され、AI(人工知能)を搭載した高性能コンピュータで解析することも可能です。これにより、故障や事故を未然に防ぐ予知保全が実現できるのです。

産業用ロボット導入のメリットMerits

メリット1:生産性の向上

産業用ロボットは、人間の何倍もの作業スピードで動作し、休憩を取ることなく24時間稼働し続けることができるため、生産性の大幅な向上が期待できます。産業用ロボットの導入により、これまで以上に効率的なものづくりを実現し、生産体制を構築することが可能となります。また、ティーチングによってロボットの動作を容易に書き換えることができ、多様な製品の生産にも柔軟に対応できる汎用性の高さも大きな利点です。

メリット2:コスト削減

産業用ロボットの導入には初期投資が必要ですが、長期的に見ると人件費の削減につながり、大きなコストメリットが得られます。特に、少子高齢化に伴う労働力不足が深刻化している昨今では、産業用ロボットによる自動化・省人化は製造業の競争力を維持するための重要な手段となっています。また、ロボットの運用により、段取り替えや治具の調整にかかる時間を最小限に抑えられるため、コスト削減効果はさらに高まります。

メリット3:品質の安定化

産業用ロボットは、プログラムされた通りに正確に動作するため、製品の品質が安定します。また、ロボットはヒューマンエラーによる不良品の発生を防ぎ、品質管理の向上に貢献します。高精度な位置決めが可能なロボットのハンドを使えば、自動車部品や電子部品など、厳格な品質管理が求められる製品の組み立てや検査に威力を発揮します。さらに、ロボットの動作データを記録することで、トレーサビリティの確保にも役立ちます。

メリット4:労働環境の改善

産業用ロボットは、人間にとって危険な作業や単調な単純作業を代替することができます。例えば、重量物の運搬や高温下での作業など、労働災害のリスクが高い現場にロボットを導入することで、作業者の安全性が向上します。また、ロボットが単純作業を担当することで、従業員はより付加価値の高い業務に専念できるようになり、働きがいのある職場環境の実現にもつながります。協働ロボットの登場により、人とロボットが共存する新たな労働環境の構築も期待されています。

産業用ロボットの定義Definition

日本工業規格(JIS)によれば、産業用ロボットは「自動制御され、再プログラム可能で、多目的マニピュレーターとして機能し、三軸以上でプログラムが可能であり、一箇所に固定または移動機能を持って産業自動化の目的で使用されるロボット」と定義されています。また、経済産業省はロボットを「センサー、知能・制御系、駆動系の三つの要素技術を備えた知能化された機械システム」と説明しており、これにより二つ以上の軸でプログラミングによる動作が可能で、一定の自律性を持ちながら環境内で所定の作業を実行する運動機構としています。
これらの定義から、産業用ロボットはその多様な形態と機能で現代の製造業において不可欠な存在となっています。技術進化は、単なる作業の自動化を超え、労働安全衛生法に基づく安全性の向上、生産ラインの効率化、さらには多品種少量生産での柔軟な対応を実現し、製造業に新たな可能性をもたらしています。

取り扱いSOM(System on Module)ファームファクターLineup

取り扱いSOM製品一覧

富士ソフトでは、Qseven, SMARC, COM Expressの小型SOM(システムオンモジュール)を取り扱っています。COM Expressモジュールは、SPECリリースが早く、その小型さゆえに多くの組み込み製品に使われているフォームファクタ(標準化することで、ベンダー間や世代間で部品の交換が可能になることが保証されている)です。

SOM(CPUモジュール)をコネクタや拡張スロットを実装したキャリアボードと接続することで、ひとつのユニットとして動作させることができます。キャリアボード部分のみをカスタマイズできるため、ゼロからの開発と比べて開発期間の短縮、コストの削減が可能です。

日本国内での実績も多く、信頼性に優れるモジュールと言えます。小型のSOM(CPUモジュール)は、ファンレス設計や衝撃・振動への対応、頑丈なボックス型などの仕様が求められる産業用PCに最適です。

実際に、医療(メディカルパネルコンピュータ)現場や工場などの特殊な環境下で使用されている事例があります。価格コスト効率が高く、低消費電力のQseven、ARM向け低消費電力・低価格・高性能のSMARCなど、お客様のご要望に合わせて選んでいただける小型SOM(CPUモジュール)を豊富に取り揃えています。価格など、お気軽にお問い合わせください。

取り扱いSoMメーカー
(CPUモジュールメーカー)Brand Lineup

取り扱いSOM製品一覧

iWave Systems Technologies社は、1999年に設立されたインドのバンガロールに本社を 置くISO 9001:2015認定企業です。同社は、産業、医療、自動車、その他のさまざまな 組み込みコンピューティングアプリケーションに組み込みソリューションとサービス を提供することに重点を置いています。
NXP、AMD(Xilinx)、Intel、などのTier-1シリコン企業と緊密に連携し、 Qseven、SMARC、COM Expressなどの様々なフォームファクターに対応した システムオンモジュール、及びシングルボードコンピューターを提供しています

SECO社は、収益が5,400万ユーロを超える300人以上の従業員を保有し、単一のマイクロコンピューターから統合された「すぐに使用できる」システムまで、社内組み込みシステムおよびIoTソリューションの設計および製造を行っています。

ARBOR社は医療、輸送、産業オートメーション、デジタルサイネ-ジ市場向けCPU搭載モジュール、産業用PCの開発・販売を行う台湾企業です。品質保証の国際基準である「ISO-9001」、「ISO-13485」および「ISO-14001」の認証を取得しており、さらに市場要件に対応すべく「CE」、「FCC」など特定の規制認証を受けているためお客様の多様な工業用途のニーズを満たすことができます。日本市場では医療機関および飲食店の操作パネル用途で採用実績がございます。

ポートウェルジャパンは、台湾に本社を持つ日本のIPC設計および製造会社。検査機器、医療機器など、様々な分野における開発実績を持ち、基板開発をはじめとした幅広いsに柔軟に対応しています。世界基準の設備を備えた本社工場で基板を生産し、国内のポートウェルジャパン社内工場ではIPCに準拠した全数起動検査および組み込みを行っています。

Embedianは2005年に設立され、組み込みおよび産業用アプリケーション向けARMベースの超小型コンピューターオンモジュールおよびシングルボードコンピューターを先駆けて開発した世界最大規模のメーカーの1つです。Embedianは、台湾の桃園を拠点とする同社の合弁企業であるISO9001:2008およびISO14001の認証を取得した施設で製造およびテストを行い、 製品はすべてCE認証およびRoHS / REACH準拠といった、高品質な製品を提供します。

DAVE Embedded Systemsは、小型化された組み込みシステムソリューションの設計、製造、販売に特化したイタリアの企業です。1998年の創業以来、DAVE Embedded Systemsは事業を発展させ、ノウハウや活動を高めてきました。Linux、WindowsまたはAndroidに基づくマイクロプロセッサベースのプラットフォームを求める国内外企業に製品を販売しており、ハイエンド市場向けの最新技術(マルチコアARM Cortex、PowerPC、X86、フリースケールとTexas Instruments)に基づいたSOM(CPUモジュール)や、システム・オン・モジュール(SoM)を提供しています。

System on Module(SOM)とは

通常ハードウェアはプロセッサとそのアプリケーションに必要なペリフェラルが一体になった形で構成されます。一度製品開発を行った後に次製品を開発するにあたっては、ペリフェラル部(各種センサと接続するIFやネットワークIF)を変更することは少ないですが、ソフトウェア機能の向上が求められプロセッサの性能向上が必要となるケースが存在します。

プロセッサとペリフェラルが一体型 である場合、次製品ではハードウェアを一から開発しなくてはならず開発期間とコスト面が多分にかかってしまいますが、プロセッサ部をモジュールとして切り出し、用いることでその課題の解決の糸口となります。

SOMを用いたハードウェア構成にしておくことで、変更することが少ないペリフェラルが搭載されたハードウェア部はそのまま利用し、プロセッサ部のモジュールだけを新しいプロセッサが搭載されたSOMに交換するだけで最新のハードウェアを構成することが可能です。もちろんプロセッサのアーキテクチャが一緒であればソフトウェアもそのまま動作することも可能となりますので開発期間とコストの大きな削減につながります。

産業用PC(FAパソコン)の特徴

まず前提として、産業用PC(FAパソコン)のニーズや求められる機能には、例えば以下のようなものがあります。

  • ファンレス、HDDレス設計
  • 組込み用途に最適なボックス型
  • 計測制御
  • 広温度範囲に対応
  • 耐衝撃、耐振動設計
  • 狭い場所に設置したい(コンパクトなサイズがいい)
  • 長期間同じ製品を使用したい(長寿命)
  • AT電源対応
  • ハードディスクのメンテナンスがしやすい

最近では、インテルのCPUを採用した、処理能力が高くてスリムかつ大容量ストレージの新モデルも登場しています。
では、産業用PCは、コンシューマー向けPCと比較してどのような特徴があるのでしょうか。産業用PCと民生用PCの違いを、4つのポイントごとに紹介していきましょう。

①長期安定供給

コンシューマー向けPCは、半年〜1年と短いサイクルで世代交代してしまいます。そのため、モデルチェンジするたびに技術者は、何を購入するか、設置スペースをどうするかといった検討や、動作の検証などに手間を取られます。一方の産業用PCは、基本2〜5年と長い期間にわたって同じモデル規格のコンピュータが販売されるため、このような確認作業に時間を取られません。中には15年以上も供給され続ける製品もあります。

②高信頼性

24時間365日稼働し続けることが求められる産業用PCには、高い信頼性がなければなりません。そのために、工場のような環境下で使用されることを前提とし、製造工程で様々な試験を実施しています。また、10年以上安定的に稼働する必要があるため、長寿命部品を採用するなどしています。

③耐環境性

粉塵の舞う製造現場や振動の多い装置内、風雨にさらされる屋外のデジタルサイネージなど、過酷な環境下で使用されがちな産業用PC。そのため、どんな環境下でも壊れない高い耐久性が必要です。完全ファンレスPCやIP65準拠のパネルPCなど、高湿度や高温、低温にも耐えられるよう吸排熱に配慮した設計が追求されるのも産業用PCの特徴です。

④解析対応

一般家庭で使用するだけなら、不具合の解析をしてくれなくても交換か修理の対応で十分でしょう。しかし、安定稼働に重きを置く産業用PCの場合は、壊れた原因や壊れた箇所、他の製品にも波及するのかを把握しておくことが必須です。修理・交換の際には、不具合の要因やどこをどう修理したのかなどの仔細な解析レポートが添付されるのも特徴です。

メーカーによっては、1台から生産可能であったりオーダーメイド筐体を提供していたり、周辺機器などの取り付け検査を行っていたりと、様々なサービスが充実し用意されています。価格や用途、製品仕様などを含め、メーカーに確認相談してみてはいかがでしょうかください。

産業用PC特集
に関するお問合せお問い合わせはこちらから

組み込み製品・システム開発関連はもちろん、価格などについてもご相談があれば、
お気軽にお問い合わせください。

お急ぎの場合、お電話でのお問い合わせも承っております。
TEL:050-3000-2102(インダストリービジネス事業部)までご連絡ください。

フォームが表示されるまでしばらくお待ち下さい。

恐れ入りますが、しばらくお待ちいただいてもフォームが表示されない場合は、こちらまでお問い合わせください。

お急ぎの方はこちらから

0120-593-111平日9:00〜17:00

お探しの組み込み製品はキーワードで検索!