6軸力覚センサ特集

Chapter 1
6軸力覚センサ: 精密制御の未来を拓く、ニデックコンポーネンツの革新技術

近年の産業界は、人件費高騰と深刻な労働力不足という喫緊の課題に直面しています。この状況は、製造、物流、医療・介護といった多岐に亘る分野において、ロボット技術の導入加速と市場の拡大を強く牽引しています。特に、人工知能(AI)と機械学習の飛躍的深化は、人間と同等、あるいはそれ以上の高度かつ繊細な作業を実行可能な次世代ロボットの開発を促進しており、その実現には高感度かつ高精度なセンサ技術が不可欠です。

協働ロボットの性能を最大化する開発背景

6-axis force sensor image1_Nidec Components

製造現場において、人と協調して作業を行う協働ロボットへのニーズは、従来のFAロボットでは達成し得なかった、より精密で人間の感性に近い作業へと昇華しています。この高度な市場要求に応えるべく、ニデックコンポーネンツは、、長年に亘るトルクセンサの開発で培った金属基材への直接薄膜成膜技術を応用し、この度、画期的な6軸力覚センサを開発いたしました。これは単なる製品開発に留まらず、ロボット技術の新たなフロンティアを切り拓くものです。

精密計測の核心: 6軸力覚センサの技術的優位性

当社の6軸力覚センサは、対象物に作用する3方向の力(Fx, Fy, Fz)と3方向のモーメント(Mx, My, Mz)の計6成分を同時に、かつ極めて高精度に検出します。従来の少軸センサでは捉えきれなかった複雑な力の変化を精緻に検知することで、ロボットは人間の手首のような「触覚」を獲得します。これにより、、「押す」「引く」「ねじる」「傾ける」といった、空間のあらゆる方向の応力をリアルタイムで把握し、高度なフィードバック制御を可能にします。

金属上薄膜センサチップ

6軸力覚センサのセンシング構造

押す/引く
ねじる
傾ける

6軸力覚センサが実現するアプリケーションと技術的優位性

6軸力覚センサの導入は、さまざまな分野で革新的なソリューションをもたらします。

精密組立・加工における革新
コネクタ挿入、研磨、精密嵌合といった、従来は熟練者の感覚に依存していた作業を、ロボットが極めて高い精度で自動化します。これにより、生産効率と品質の飛躍的な向上が実現されます。
物流・検査プロセスの最適化
ロボットハンドに搭載することで、パッケージの外観のみならず、質量差をも判別し、員数不足や誤搬送を確実に防止します。
医療・介護分野への貢献
手術支援ロボットにおいては、プライマリ側(操作者)とセカンダリ側(作業機)間での力覚フィードバックをリアルタイムに制御し、術者の微細な操作感を忠実に再現します。また、リハビリテーションロボットや介護支援ロボットが人の身体に触れる際の力加減を最適化し、安全で優しい介助を実現します。
ヒューマノイドロボットの高度な自律制御
2足歩行するヒューマノイドロボットの足裏や関節部に搭載することにより、地面からの反力や身体にかかる荷重を精緻に検知します。これによって、不整地での安定した歩行、バランス保持、そして転倒回避といった高度な自律制御を実現可能とし、実用化に向けた研究開発を加速させます。

Chapter 2
主な特長: ニデックコンポーネンツが提供する確かな価値

当社の6軸力覚センサは、その卓越した特性により、お客様の多様なニーズにお応えします。

高モーメント比
ロボットの急停止・急加速時における慣性モーメントの影響を抑制し、予期せぬ負荷にも耐えうる余裕のある動作を実現します。
小径・薄型設計
φ 63 mm というコンパクトな筐体は、アームへの直接実装を可能にし、システム全体の省スペース化と設計自由度を向上させます。
高い耐衝撃性（専用ストッパー機構搭載）
独自の金属薄膜成膜技術と専用ストッパー機構により、外部からの過大な力や衝撃に対し、センサ本体の破損を物理的に防止し、長期的な信頼性と運用コストの低減に貢献します。
卓越した耐環境性能
高感度かつ低温度係数のひずみゲージの採用に加え、IP65相当の防塵・防水性能により、温度変化が激しい環境や粉塵・水が介在する過酷な条件下でも、一貫して安定した高精度な計測を維持します。
高速サンプリング
瞬時の力の変化を捉える高応答性により、ロボットのリアルタイム精密制御を可能にし、より滑らかで繊細な動作を実現します。
優れたコストパフォーマンスと高品質
センサ素子の製造から組立、校正までを自社工場で一貫して行う垂直統合生産体制により、徹底した品質管理と大幅なコスト効率化を両立しています。

当社は、この6軸力覚センサを通じて、お客様の技術革新を強力に支援し、未来の自動化、精密制御の実現に貢献いたします。。

6軸力覚センサデモ動画

センサにかかる歪・応力を可視化しました。当社6軸力覚センサの高感度・高精度をご覧ください。

技術仕様

	モデル名		FS063
	形状	外径	φ 63 mm
		厚み	38 mm
	定格荷重	Fx, Fy, Fz	± 300 N
		Mx, My, Mz	30 Nm
	過負荷容量		400 % F.S.
	直線性		± 3 % F.S.
	ヒステリシス		3 % F.S.
	他軸感度		± 5 % F.S.
	重量		490 g
	保護構造		IP65 相当
	通信方式		RS-485
※ 仕様は改善のため予告なく変更する場合があります。予めご了承ください。