3Dプリンターで家を建てることのメリット

▼建設のスピードが早い
上段に記載した各国での「3Dプリンター製の住宅」の実例を見て分かるとおり、まずメリットとして挙げられるのは「工期の短さ」と言えるでしょう。

 通常家を含め何かを建築する際は、コンクリートなどの材料が主に使われています。

コンクリートは固まるまでに時間を要します。

しかし3Dプリンター製の住宅は固まるのが速い複合材料であったり、現地で調達した材料を使うことにより、工期を短縮することができるようになりました。

▼費用が圧倒的に安い
費用についても工期と同様上段の実例から分かるように、通常建築にかかる費用と比ではないほどの安価さを実現しています。

その大きな理由としては「人件費」がかからないことが挙げられます。

その他にも新しい材料の使用や、現地での材料を調達、工期が短く済むこと、無駄な材料（足場など）や建築用具が不要など様々な理由で建築にかかる費用を抑えられています。

▼自由自在なデザイン性
6角形のスペースや球体の家など、従来の建築方法では実現できないようなデザイン性に富んだ住宅や建物を建てることができます。

災害に強いような実用性のあるデザインだけでなく、デザイン性のあるユニークな形状の建物を建築することでアートや広告・シンボル的な効果を持たせることができます。

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クローズドループ制御について

クローズドループ制御とは

クローズドループ仕様のステッピングモータは、ステッピングモータでありながらサーボモータの特徴であるフィードバックの機能があります。 モータ軸の回転角度/回転速度を回転検出器（エンコーダ）で検出し、モータドライバへフィードバックします。

このフィードバック情報と、コントローラからモータドライバへの回転命令の差が指定した偏差以内になるように動作します。

クローズドループ制御の特徴

１、位置決めの信頼性が向上する
２、オープンループタイプのステッピングモータでは脱調してしまう負荷変動でも脱調しない
３、フィードバック情報から偏差を判定し、過負荷検出が可能となる

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3Dプリンターのメリット

1.コスト削減と開発期間の短縮
外注に依頼していた試作品も、3Dプリンターを導入すると、社内で開発が完結します。外部とのやり取りが排除され、開発期間を大幅に短縮することが可能です。さらに、試作工数とコストを削減できることもメリットです。

2.アイデアの創出
ひらめいたデザインを造形することで、アイデア創出の場が増えます。現場で創出したイメージがすぐに完成します。

3.設計品質の向上
手軽に造形できるため、細かい形状や動きの確認が容易になります。複数のパーツを組み立てて作っていたものも、3Dプリンターを使うことによって接合部のない1つのものとして完成させることが可能です。そのため耐久性も強化され、全体の品質の向上につながります。

4.セキュリティーの確保
試作品の製造を内製化することによって、外部にデータを持ちだす必要がなくなります。そのため、セキュリティー面の向上にも役立ちます。

5.商品開発の幅が広がる
今まで実現できなかった形状が3Dプリンターでは作成可能です。試作品が気軽に造形できるため、商品開発の幅が広がるのもポイントです。

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ブラシレスDC（BLDC）モータ

ブラシ付きDCモータに対し、寿命が長く効率的なモータがブラシレスDCモータです。

ブラシレスDCモータは、駆動回路（ドライバ）が必要となり､　回転子の磁極位置を検出、巻線に適切な電流を流すことで回転します。ブラシレスDCモータは、駆動回路により回転するのでブラシと整流子は必要ありません。

ブラシレスDCモータは、ブラシと整流子がないためメンテナンスは不要であり長寿命という高性能なモータです。最近では、家電や精密機器以上に車載分野でブラシレスDCモータを使用したさまざまな装置が開発されています。回転子（ローター）に永久磁石を使用したモータをPMモータと言います。永久磁石式モータ、磁石式同期モータなどとも呼ばれています。 さまざまな分野で使用されているブラシレスDCモータですが、ロータへの永久磁石装着法の違いで下記のように分類されます。

SPMモータ：ロータ部分に永久磁石を「貼りつけたもの」
IPMモータ：ロータ部分に永久磁石を「埋め込んだもの」

IPMモータは磁石を埋め込む構造のため、SPMモータに比べ、機械的な安全性が高く高速回転が可能になります。

それでは、この2つのモータの特徴を挙げていきます。
表面磁石型（SPM：Surface Permanent Magnet）
表面磁石型はSPMモータと呼ばれています。ロータ外周に永久磁石が貼り付けられたものとなります。

埋込磁石型（IPM：Interior Permanent Magnet）
埋込磁石型は、永久磁石型同期モータ（PMSM）の一種です。ロータの内部に永久磁石を埋め込んだ構造をもつ回転界磁式のものとなります。

埋込磁石型モータは、ハイブリッド自動車や電気自動車などにも用いられています。エンジンの高速回転に対応しているだけでなく、幅広い速度での運転を可能とする高い性能を持ってます。

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業務用機械器具産業における産業用ロボットの導入事例

ウレタン注型金型の清掃工程へのロボット導入
ウレタン注型製品の生産は自動化していますが、金型の清掃と離型剤の塗布は手作業で行われていました。

金型の清掃状態が製品の品質に大きく影響するため、自動化が難しい工程でしたが、手作業だと作業員の精神的な負担が大きく、また金型は重量物なので体力的にも大変という問題がありました。

本事例では、双腕スカラロボットを導入することで、右手で清掃、左手でブローといったように人と同様の作業ができるようになり、また複数のハンドを入れ替えて清掃することで、高い品質を保ちつつ清掃作業の自動化を実現しています。

また離型剤の塗布については、塗布速度や時間を制御することで人手よりも高い品質で作業できるようになっています。

粉薬用の分包紙振分工程にロボット導入
粉薬用の分包紙を振り分ける工程では、品目ごとに自動で振り分けする装置を使用していましたが、振り分け容量の小ささからシステムの満杯停止が発生し、作業速度が低減してしまう問題がありました。

本事例では、多関節ロボット4台を使った振り分けシステムに変更したところ、それぞれのロボットが振り分けを行うことで作業速度が向上、生産性が3.2倍になりました。

眼内レンズの検査工程へのロボット導入
眼内レンズの検査工程では、作業者が一日5000枚のレンズを寸法測定、光学測定にて検査していました。

手作業の場合、眼内レンズのサイズが小さいためハンドリングに時間がかかり、多くの人員が必要になる問題点がありました。

本事例では、産業用ロボットと自動光学検査システムを連携させることで、レンズの適合／非適合の自動判定と、非適合品の除去を実現し、人員の大幅な削減を実現しています。

カメラレンズ絞りユニット組立工程へのロボット導入
一眼レフカメラ用のレンズ絞りユニットを組み立てる際、絞り羽を一枚ずつ取り付ける工程があります。

従来は作業者がピンセットで一枚ずつ取り付けていましたが、微細な作業で負担が大きいという問題がありました。

本事例では、産業用ロボットがトレイから絞り羽を取り出し、自動で整列させたことで、作業員の負担を軽減し、生産性も1.3倍に向上しています。

MEMSセンサ基板アセンブリ工程へのロボット導入
超微細な差圧センサを内蔵したMEMSセンサ基板の製造において、センサの組立は自動化を行い、ワークの投入、取り出し、機械のスイッチ操作を人が行っていました。

しかし自動化装置の作業中は人が待つ必要があり、かつ微細な基板を何度も取り扱うため作業者への負担も大きいという問題がありました。

本事例では、協業型の双腕ロボットを導入することで、人の作業場にそのままロボットを導入することができ、従来の設備や手順を変更することなく、省人化とヒューマンエラー低減による歩留まり向上を実現しています。

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金属製品業界で産業用ロボットを導入されやすい工程

鍛造・鋳造工程
鍛造・鋳造工程は、作業環境が劣悪で自動化ニーズが高いことから、産業用ロボットが導入されやすい工程です。

熟練作業員によるノウハウは完全に自動化できませんが、技術の標準化もロボットの導入によって進んでいます。

部品加工工程
プレスや溶接などの金属加工工程も、危険な工程であることから、産業用ロボットが導入されやすい工程です。

溶接などは熟練の技術が必要ですが、技術の発展により産業用ロボットへの代替が進んでおり、作業員の育成コストも削減が進んでいます。

外観検査工程
部品の外観検査工程も、ロボットが導入されやすい工程です。

画像認識技術やロボットの撮影技術向上によって、高速かつ高品質な外観検査が実現しており、品質の安定と生産性向上、コスト削減に貢献しています。

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電気機械器具産業における産業用ロボットの導入事例

塗装の遠隔操作＆自動化
部品の塗装は、作業者の負担が大きく自動化のニーズが高いですが、人の感覚に頼らなければならない所が多く、また多種多様な製品を扱うため、自動化が進まない問題がありました。

そこで、川崎重工では遠隔操縦装置「コミュニケーター」を使って塗装用ロボットを遠隔操作し、課題を解決するソリューションを開発しています。

微細な動きも直観的に伝えられるので、作業者の負担を減らしつつ、品質の高い塗装を行えるのが特徴です。

さらにロボットが動作を記憶して再現できるので、熟練技術の継承や新人の教育にも活用できます。

工場ラインの無人化
アイリスオーヤマは、LED照明の生産ラインにおいて、産業用ロボットを始めとする自動化装置を導入し、製造から出荷までの無人化を実現しました。

基板実装から製品の梱包まで、全ての工程をロボットが行っており、現在でもラインごとの作業員が1名のみで生産できる状態になっています。

この作業員が遠隔で対応できるようになれば、工場の完全な無人化も実現できるかもしれません。

多品種少量生産の省人化
多品種少量生産の生産ラインは、大量生産用の生産ラインで使われている自動化装置が使えず、自動化が難しいという課題がありました。

オムロンでは、ケース組立や検査、梱包など自動化で効果が出やすい工程を明確にし、最適なロボットや自動化装置を導入することで半自動化し、効率を200％以上へ改善しました。

人為的ミスが生じやすいピッキング工程なども自動化することで、歩留まり向上も同時に実現しています。

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