電動グリッパー

電動グリッパーとは、モーターやサーボモーターを動力源として、ロボットがワークをつかんだり、保持したり、離したりするための把持装置です。産業用ロボットや協働ロボットのエンドエフェクタとして広く利用されており、エアグリッパーに代わる選択肢として導入が進んでいます。

従来のエアグリッパーは圧縮空気を利用して開閉を行いますが、電動グリッパーは内蔵されたモーターによって指（フィンガー）を動かします。そのため、把持力や開閉速度、開閉位置などを細かく制御できることが大きな特徴です。

主な種類には次のようなものがあります。

・平行開閉式電動グリッパー・角度開閉式電動グリッパー

・三つ爪電動グリッパー・長ストローク電動グリッパー

・小型協働ロボット向けグリッパー・高把持力タイプ・力覚センサー搭載タイプ

例えば、

・電子部品の組立

・精密部品の搬送

・医療機器の組立

・食品の搬送

・研究開発用途

・多品種少量生産

など、高精度な把持が求められる現場で多く採用されています。

近年では、EtherCATやModbus RTU、Modbus TCP、IO-Linkなどの産業用通信に対応した製品も増えており、ロボットやPLCと連携しながら把持力や位置情報をリアルタイムで制御できるようになっています。

◆つまり電動グリッパーとは、モーター制御によって高精度な把持を実現するロボット用グリッパーです。

■電動グリッパーの役割

電動グリッパーの主な役割は、ワークを適切な力で把持し、搬送や組立などの作業を安定して行うことです。

主な役割は次のとおりです。

・ワークの把持・搬送・位置決め・組立補助・精密部品の保持・把持力の制御・開閉位置の制御・工程ごとの把持条件変更

つまり電動グリッパーは、高精度かつ柔軟な把持を実現する重要な装置です。

■なぜ重要なのか

電動グリッパーを適切に活用することで、

・把持力を細かく調整できる・壊れやすい製品にも対応できる・製品ごとの条件変更が容易になる・エア配管が不要になる・省エネルギー化につながる

といったメリットがあります。

一方、用途に合わない製品を選定すると、

・把持力が不足する・サイクルタイムが長くなる・可搬重量を超えてしまう・導入コストが高くなる

などの課題が発生する可能性があります。

そのため電動グリッパーは、用途やワーク特性に合わせた選定が重要です。

■基本的な考え方

電動グリッパーは、一般的に次の流れで選定・使用します。

1. ワークを確認する

重量、形状、材質、サイズ、表面状態を確認します。

2. 必要な把持力を決める

ワークを確実に保持できる力を設定します。

3. 開閉ストロークを選ぶ

ワークサイズに合わせた開閉幅を選定します。

4. 動作条件を設定する

把持力、速度、開閉位置などを調整し、最適な条件で運用します。

つまり電動グリッパーは、把持力や位置を細かく設定できることが大きな特徴です。

■エアグリッパーとの違い

混同されやすい装置としてエアグリッパーがあります。

電動グリッパー

モーターで開閉し、把持力や速度、位置を細かく制御できます。

エアグリッパー

圧縮空気で開閉し、高速でシンプルな構造が特徴です。

つまり、

・電動グリッパー＝高精度・高機能・エアグリッパー＝高速・低コスト

という違いがあります。

■ロボットハンドとの違い

もう一つ混同されやすいのがロボットハンドです。

電動グリッパー

モーターで駆動するグリッパーの一種です。

ロボットハンド

把持装置全体の総称であり、電動式・エア式・真空吸着式などを含みます。

つまり、

・電動グリッパー＝ロボットハンドの一種類・ロボットハンド＝把持装置全体

という違いがあります。

■ロボットでの使われ方

電動グリッパーは、次のような用途で利用されています。

1. 精密組立

電子部品や小型部品を正確に把持します。

2. ピックアンドプレース

異なるサイズの部品を把持力を変えながら搬送します。

3. 医療・医薬品

デリケートな製品を傷付けずに搬送します。

4. 食品製造

柔らかい食品を適切な力で保持します。

5. 多品種生産

製品ごとに把持条件を自動で切り替えます。

つまり電動グリッパーは、精密作業や柔軟な自動化が求められる現場で活躍しています。

■主なメリット

電動グリッパーを導入することで、一般的に次のようなメリットがあります。

1. 把持力を細かく調整できる

製品に応じて最適な力で保持できます。

2. 位置制御ができる

開閉位置を数値で管理できます。

3. 多品種生産へ対応しやすい

プログラムで条件を変更できます。

4. エア源が不要になる

コンプレッサーやエア配管が不要な場合があります。

5. IoT・スマートファクトリー化に適している

通信機能により状態監視やデータ収集が容易です。

■注意点

一方で、電動グリッパーには注意点もあります。

1. 可搬重量を確認する

最も重要なのは、グリッパー本体とワークの合計重量がロボットの可搬重量以内であることを確認することです。

2. 把持力を適切に設定する

強すぎると製品を傷付け、弱すぎると落下の原因になります。

3. サイクルタイムを確認する

エアグリッパーと比較すると、開閉速度が遅い製品もあります。

4. 通信方式を確認する

ロボットやPLCと互換性のある通信規格を選定します。

5. メンテナンスを行う

ガイド部や駆動部を定期的に点検し、異常摩耗を防ぎます。

■実務で重要なポイント

電動グリッパーを効果的に運用するには、次の点が重要です。

1. ワークごとに把持条件を最適化する

最も重要なのは、把持力・速度・ストロークをワークに合わせて設定することです。

2. テスト運転を実施する

実際のワークで保持力や再現性を確認します。

3. TCPを正しく設定する

交換時にはツール中心点（TCP）を再設定します。

4. 通信設定を確認する

ロボットコントローラーやPLCとの通信を事前に確認します。

5. 保守履歴を管理する

点検や部品交換の履歴を記録し、予防保全につなげます。

6. 将来の拡張性を考慮する

多品種生産やライン変更にも対応できる製品を選定します。

■よくある課題

電動グリッパーでは、次のような課題が発生しやすくなります。

・把持力設定が適切でない・サイクルタイムが合わない・可搬重量を超えている・通信設定が複雑・初期設定に時間がかかる・製品変更時の条件調整が必要・導入コストが高い・保守方法が分かりにくい

このため電動グリッパーは、ワーク特性や工程に応じた設定と、定期的な点検・調整を継続することが重要です。

■自動化との相性

電動グリッパーは、自動化設備との相性が非常に良く、産業用ロボット、協働ロボット、PLC、ビジョンシステム、力覚センサーなどと組み合わせることで、高精度な搬送・組立・検査を実現できます。

主なメリットは次のとおりです。

・把持条件を自動変更できる・品質を安定化できる・多品種少量生産に対応しやすい・IoT化やデータ収集がしやすい・エネルギー効率を改善できる・柔軟な生産ラインを構築できる

■まとめ

電動グリッパーとは、モーターを動力源としてワークを把持・保持・搬送するロボット用グリッパーです。把持力や開閉位置、速度を細かく制御できるため、精密組立や多品種少量生産、デリケートなワークの搬送などに適しています。

実務では、ワークの重量や形状、必要な把持力、通信方式、可搬重量などを総合的に考慮して選定し、適切な設定やメンテナンスを行うことが重要です。電動グリッパーを活用することで、高品質で柔軟性の高い自動化システムの構築につながります。