今回はロボットコンテスト用のロボットパーツをカーボン（CFRP）で製作されたお客様にこれまでの課題や導入の成果についてお話を伺いしました。

カーボン製作事例2リンクスカラロボットのアームにカーボンパイプを採用

今回製作したカーボンパーツの用途は何ですか

今回製作したカーボンパーツは、ロボットコンテスト「キャチロボバトルコンテスト」に出場するための2リンクスカラロボットのアーム部分に使用しました。

リンク長が約600mmと長いため、軽量かつ高剛性な構造が求められ、カーボンパイプを各リンクの主構造材として採用しました。

カーボンパイプをクランプで固定し、各リンクにモータを搭載することで、先端のアクチュエータによるワーク把持動作を実現しています。

競技では高速な位置決めと繰り返し精度が重要となるため、アームの軽量化による応答性向上と、たわみを抑えた安定した動作を目的として使用しました。

カーボン素材を採用した理由はなぜですか

カーボン素材を採用した最大の理由は、アーム全体の軽量化です。

今回のロボットはリンク長が約600mmと長く、アーム重量が増えると関節部に大きなモーメントが発生し、必要トルクが増加します。

カーボンパイプを使用することで重量を大幅に低減でき、加減速性能や制御性の向上につながりました。また、同等の剛性を確保できるアルミパイプを検討した結果、コスト差が小さく軽量化効果の大きいカーボンを選択しました。

導入前の課題既製品では最適な寸法がなく、重量や調達面にも課題があった

カーボンラボ.jp導入前の課題はどういったものがありましたか

導入前は、カーボンパイプを外注する場合、コスト面や納期の観点から海外調達が中心というイメージがあり、品質や輸送時の不安がありました。

また、市販品では長さ・直径・肉厚が決め打ちになっていることが多く、ロボット設計に合わせた最適な寸法を選びにくいという課題がありました。

代替としてアルミパイプも検討しましたが、リンク重量が増加し、アーム先端の慣性や発生モーメントが大きくなるという課題を抱えていました。

カーボンラボを選んだ理由mm単位で指定できる加工対応と安心感が決め手

カーボンラボ.jpに発注した決め⼿をお聞かせください

発注を決めた理由は、国内企業であることによる安心感に加え、輸送コストを抑えられる点と納期の早さでした。

さらに、設計段階で詳細な見積を提示していただけたため、予算管理がしやすかったことも大きな決め手です。特に、長さをmm単位で指定して加工していただける点は、ロボットのリンク寸法を最適化するうえで非常に有用でした。

また、他のロボット製作団体での利用実績があったため、品質面への信頼性も高く、安心して発注することができました。

導入後の成果・効果軽量化と高精度な動作を実現し、品質にも満足

製作したパーツの品質はいかがでしたか？また導入後は課題が解決できましたか？

サービス利用後は、懸念していたアームの重量問題を解決することができました。

軽量化により関節部の負荷が低減され、加減速時の応答性が向上したことで、競技で求められる高速な位置決め動作を実現できました。

また、カーボンパイプの剛性が高く、たわみも小さかったため先端アクチュエータの位置精度が安定しました。加工精度や仕上がり品質も良好で、設計通りに組み付けることができ、目標としていたロボットの挙動を実現することができました。

今回製作されたパーツの注文内容

注文方法	カーボン丸パイプ（寸法値）
プリプレグ	標準（クロス）
表面織組織	平織
表面仕上げ	標準（マット加工）
カラー	標準（黒）
納品までの日数	発注から16日で発送

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  カーボン丸パイプ（寸法値）

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