top of page
High-precision collaborative robot FAIRINO

Degrees of Freedom (DoF)

自由度(DoF)

自由度(DoF)とは、ロボットや機械が独立して動かすことができる軸の数(動作の方向数)を示す指標です。

DoFは Degrees of Freedom の略で、産業ロボットでは関節の数に相当します。


自由度が多いほど複雑な姿勢や動作が可能になり、ワークの向き変更、斜め動作、回転動作などを柔軟に行えます。


一般的な産業用ロボットは6自由度が標準で、人間の腕に近い動作ができる構造になっています。

自由度はロボットの性能・用途・可動範囲を決める重要な仕様の一つです。


■自由度の意味


◆自由度 = 動かせる方向の数


<例>

1自由度 → 回転のみ 2自由度 → 回転 + 回転 3自由度 → XYZ移動 6自由度 → 位置 + 姿勢


自由度が増えるほど動きが複雑になります。


■産業ロボットの6自由度


一般的なロボットは6軸です。

◆軸

◆動作

J1

ベース回転

J2

アーム上下

J3

前腕

J4

手首回転

J5

手首曲げ

J6

手首回転

これで


位置 3軸 + 姿勢 3軸 = 6自由度


になります。


■自由度とできる動作

◆自由度

◆できること

1

回転

2

平面動作

3

空間位置

4

簡易姿勢

5

姿勢制限あり

6

自由姿勢

7以上

冗長動作

6自由度でほぼ全作業可能です。


■協働ロボットの自由度

◆種類

◆自由度

SCARA

4

直交ロボット

3

協働ロボット

6

人型ロボット

7以上

FA用途では6軸が標準です。


■自由度が多いメリット

◆メリット

◆内容

柔軟動作

姿勢自由

干渉回避

回避動作

狭所作業

対応可能

複雑作業

溶接・組立

高機能になります。


■自由度が増えるデメリット

◆デメリット

◆内容

制御難

計算増

コスト

高い

剛性低下

たわみ

重量増

構造複雑

用途に応じて選びます。


■FA・ロボットでの重要性

◆作業

◆必要自由度

搬送

3〜4

組立

6

溶接

6

塗装

6

人型動作

7以上

多くの自動化で6軸使用。


■関連用語

◆用語

◆内容

可動範囲

動作空間

リーチ

距離

TCP

ツール位置

可搬重量

負荷

軸トルク

各関節

■まとめ


自由度(DoF)とは、ロボットが独立して動かせる軸の数を示す指標です。


一般的な産業ロボットは6自由度で構成され、位置と姿勢を自由に制御できるため、多くの自動化作業に対応できます。

Get a quote and consultation now!

Reception 24 hours a day, 365 days a year

bottom of page