通常、ロボットの技術指標として使用され、ロボットの動作の柔軟性を反映し、軸の直線運動、スイング、または回転の数で表すことができます。 ロボット機構が独立して動かせる関節の数をロボット機構の自由度、Degree of Freedomと略し、DOFと略します。 現在、産業用ロボットで採用されている制御方式は、マニピュレータの各関節を別個のサーボ機構として扱い、各軸がサーバーに対応し、各サーバーがバスによって制御され、コントローラーがワークを均一に制御・調整するというものです。 。
IS08373 では産業用ロボットについて次のように説明しています。「ロボットには自動制御、再プログラム可能、多目的機能があります。ロボット オペレーターには 3 つ以上のプログラム可能な軸があります。産業オートメーションの用途では、ロボットのベースは固定または可動にすることができます。産業用ロボットの軸数は重要な技術指標です。
産業におけるさまざまな自由度を持つロボットの応用は、ロボットの軸の数によって決まります。 自由度は高いほうが良いのでしょうか？
自由度が高いほど、人間の手の動作機能に近づき、多用途性が向上します。 しかし、自由度が高くなるほど構造が複雑になり、ロボット全体の要求が高くなるという矛盾がロボット設計にはあります。 軸の数が増えると、ロボットの柔軟性も高まります。 ただし、現在の産業用途では、3 軸、4 軸、5 軸デュアルアーム、および 6 軸産業用ロボットが最も一般的に使用されており、軸数の選択は通常、特定の用途によって異なります。 これは、アプリケーションによっては、高い柔軟性が要求されない一方で、3 軸および 4 軸ロボットの方が費用対効果が高く、速度の点でも 3 軸および 4 軸ロボットの方が大きな利点があるためです。 コンベアベルトの間で部品をピッキングして配置するなど、いくつかの単純な用途だけであれば、4 軸ロボットで十分です。 ロボットが狭いスペースで作業する必要があり、ロボット アームをひねったり反転させたりする必要がある場合は、6 軸または 7 軸ロボットが最適です。
現在、産業分野では6軸ロボットが最も広く使用されています。 6つの関節を持つ産業用ロボットは人間の腕に非常に似ており、肩、肘、手首に相当する部分があります。 その「肩」は通常、固定されたベース構造に取り付けられます。 人間のアームの機能は手をさまざまな位置に移動させることですが、6 軸ロボットの機能はエンドエフェクタを移動させ、ロボット アームの端に特定のアプリケーション シナリオに適したさまざまなアクチュエータ (グリッパ、スプレーランプ、ドリルビット、噴霧器を使用して、さまざまな作業タスクを完了します。
近年、さまざまなロボットメーカーから最新の人機協働ロボットが発売されており、そのほとんどが7軸冗長自由度の産業用ロボットを採用しています。 世界的に有名なロボットメーカーは、ハイエンドの新たな市場を獲得するために、7軸ロボットの新製品を投入する努力を続けています。 しかし、従来の 4 軸および 6 軸の産業用ロボットと比較すると、製品タイプや売上構成比の差は現在非常に大きくなっています。