
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。
お見積り・ご相談は今すぐ!
24時間365日受付




