高負荷対応ケーブルロボット

ここで紹介するアプリケーションでは、プラットフォームにパレットグリッパーがエンドエフェクタとして搭載されており、マテリアルハンドリングでパレットを空間内で6自由度全ての方向に移動・位置決めできます。

フラウンホーファーIPA（生産技術・オートメーション研究所）が長年開発してきたケーブルロボットは、ロボティクスとクレーン技術を融合した自動化ハンドリング・加工タスク向けの革新的ソリューションです。特に、大きな作業空間や重荷重に適しています。IPAnema 3の設置空間は16×11×6メートルで、最大ペイロードは250キログラムです。

会社情報
フラウンホーファーIPA（生産技術・オートメーション研究所）
担当者：Johannes Stoll氏
国：ドイツ

ケーブルロボットのエンドエフェクタには電力、データ、媒体を供給する必要があります。前述のパレットグリッパーの場合、電力、EtherCAT、圧縮空気の供給が必要です。

一方、別のプロジェクト（HINDCON3Dプロジェクト）では、3Dコンクリートプリンティング用のエンドエフェクタが使用されました。コンクリート供給はプラットフォーム上のタンクのみで行うため、プリント体積に制限がありました。3Dプリントヘッドへの連続供給を行うには、イグスのtri-spool（トライフレックスとe-spoolの組み合わせ）の利用が可能です。これにより、体積的に制限のないコンクリートプリントが可能になります。

2014年には、ケーブルロボットのアプリケーションがイグスのベクター賞を受賞しています。ただし、この時は「標準」構成で、エナジーチェーンとe-spoolを使用し、ケーブルロボットは主に二次元で移動していました。
現在のIPAnema 3は6次元で移動可能であり、供給ラインが空間内の全方向・姿勢に追従する必要がある点が課題です。

この課題を克服するために、IPAnema 3では、多軸エナジーチェーン（triflex、トライフレックス）でデータ・供給ラインを空間内でガイドし、e-spoolでチェーンを巻き取り・伸長する組み合わせを使用しています。このtriflexとe-spoolの組み合わせを「tri-spool」と呼びます。

e-spoolはトライフレックス専用に設計されたもので、通常のe-spoolでは対応できません。このtri-spoolはプロトタイプの特注品で、ドラム直径は約2メートル、延長長さは約11メートルです。トライフレックスエナジーチェーンは最大1メートル/秒の速度で巻き取り・伸長が可能で、以下のケーブルを内包しています：Ethernet/CAT7ケーブル1本、外径10mmの空気圧ホース1本、制御ケーブル5×2.5mm²と12×0.5mm²各1本。

エナジーチェーンのガイドには、偏向ユニット付きのトレイシステムも設計されています。このチャンネルシステムにより、e-spoolは床に簡単に設置でき、天井への取り付けは不要です。