ベプト空圧ロゴ
JA
見積依頼
JA

空圧グリッパには内部検出と外部検出のどちらを選ぶべきか？

PLC が証明すべき状態を基準に空圧グリッパの内部・外部検出を選び、3 状態監視、ワーク検出、配線、故障試験を比較します。

2 分で読めます
共有
Eric Zhou, 空圧制御システムエンジニア, ベプト空圧

著者について

Eric Zhou

空圧制御システムエンジニア

Ericです。ベプト空圧の空圧制御システムエンジニアとして、見積前の空圧製品要件、部品用途、技術詳細の確認を支援します。

著者の記事Eric@bepto.com

PLCがグリッパ駆動部の位置を小型で保護された方法で確認するだけなら内部検出を選びます。ジョー、ターゲット、ワークを直接観察する必要があるなら外部検出を選びます。取り逃しが重大なら両方を使い、それぞれ別の状態を証明させます。

取付位置の呼び名だけでは判断できません。ハウジング外の溝に付く磁気センサでも内部磁石を読み、外部光電センサはワークを検出しても把持力までは分かりません。機械が信頼すべき物理状態を先に決めます。

要点

  • SICKは「ワークなしで開」「ワーク把持」「ワークなしで閉」の3状態を示しています。
  • 内部検出は駆動位置を監視し、力を直接測りません。
  • 外部検出はジョーやワークを見られますが、ブラケット、ターゲット、配線、材質、汚染も測定系の一部です。
  • 据付後に故障試験を行います。

内部検出は実際に何を確認するか？

SICKの2025年MPS-G説明書は、1台で「ワークなしで開」「ワーク把持」「ワークなしで閉」の3状態を識別します（SICK MPS-G取扱説明書、2025年）。これは磁石位置から得るため、接触力そのものではなく機構位置または教示窓を確認します。

本稿の内部検出は、グリッパ内蔵の駆動部またはフィンガ位置機構を読む構成です。センサヘッドが本体のC溝やT溝にあっても、対象は内部ピストン、ウェッジ、ラック、磁石です。長い、柔軟、摩耗した、交換式のフィンガでは特に重要です。ピストンが教示窓へ入っても緩んだフィンガはずれ、薄いワークは受付後に滑る場合があります。センサは故障しておらず、指定された基準を報告しています。PLCタグも part_ok ではなく gripper_drive_in_part_window のように物理状態を明示すると故障解析が速くなります。

内部信号には狭い質問を割り当てます。

  • 駆動部は動いたか。
  • タイムアウト前に教示した把持窓へ入ったか。
  • ワークなしで全閉位置へ達し、把持成功ではなく空閉じだったか。
  • 搬送中も信号が安定したか。

グリッパ以外で終端または連続位置帰還が必要なら、空圧シリンダ位置検出ガイドでリード、半導体、LVDT、エンコーダを比較してください。

外部検出は何を証明できるか？

SCHUNK FPSはグリッパ内の磁石を検出し、最大5つのジョー位置領域を教示できます（SCHUNK FPS、2026年）。別の外部構成ではフィンガ、可動ターゲット、治具、ワークを直接見て、PLCが判断すべき工程結果に近い基準を測れます。

外部検出では、検出素子とターゲットを内部駆動経路の外へ置きます。金属フラグを見る誘導形、ワークを見る光電形、ジョー移動量を測る独立位置センサなどがあり、それぞれ別の基準を見ます。

ジョー位置だけで柔軟な袋がまだ挟まれていると証明できるでしょうか。必ずしもできず、レシピ通りの開き量を示すだけかもしれません。

透過形または反射形光電センサは実在を確認できますが、ネスト内のワークを検出してもグリッパが閉じたとは限りません。両者の証明内容は異なります。

外部検出は調整自由度を増す一方、ブラケット、締結、芯合わせ、露出ケーブル、環境経路が増えます。電気的繰返し精度が高くてもブラケットが動けば誤った位置で切り替わります。

センサをPLCの判断に合わせる

SMC D-MH1アナログオートスイッチは最大3点を識別し、高分解能範囲では0.2 mmの寸法差を示します（SMCグリッパ用オートスイッチ、2026年）。価値があるのは、教示点が異なる機械判断に対応するときだけです。

型式を選ぶ前にPLC判断を文章にします。「グリッパを検出」では曖昧ですが、「空閉じ窓へ入ったら不良」は試験できます。駆動センサは機構窓、光電センサは遮光、圧力スイッチはしきい値を証明します。いずれも単独では保持力を証明しません。各入力に駆動、ジョー、ワーク、治具、圧力という物理名詞を割り当てると、試運転の故障注入試験も明確になります。

機構と把持状態

PLC判断 観察する物理基準 適切な方法 主な限界
全開 開位置のピストン、ウェッジ、ジョー 内部磁気スイッチまたはジョー位置 ピック領域の空きを証明しない
ワークが寸法窓内 把持中のジョーまたは駆動位置 教示磁気位置または外部ジョーターゲット 正しい窓でも保持力は不明
ワークなしで閉 機構の全閉位置 空閉じスイッチまたは位置窓 有効把持窓との分離が必要

ワーク、着座、圧力状態

PLC判断 観察する物理基準 適切な方法 主な限界
ワーク実在 表面または遮光 光電、誘導、静電容量、画像 材質、色、反射、形状、汚染に依存
基準面へ着座 ワークと治具の隙間 ギャップ、エアキャッチ、接触確認 着座は把持力と同じでない
圧力がしきい値超過 選定回路点の圧力 圧力スイッチまたは変換器 ジョー接触や摩擦は不明

信号は別々の証拠経路として扱います。機構位置はグリッパ、ワーク有無はワーク、圧力は空気回路を説明します。PLCで組み合わせれば判断を強化できますが、信号名を変えても別の物理量は測れません。

検出設計前の形状選定は、平行グリッパと開閉グリッパおよび空圧グリッパ種類ガイドを参照してください。

内部検出が適する場合

ifmは、IO-Linkシリンダセンサがストローク50 mm以下の短ストロークシリンダで連続位置を測れるとしています（ifmシリンダセンサ、2026年）。対応する磁石と溝があり、露出ターゲットなしで位置状態が必要なら本体溝センサが有効です。

小型配置と保護された取付をワークの直接観察より優先する場合に選びます。把持窓が開位置・空閉じ位置から明確に離れ、再現性のあるワークに適します。

具体的な利点は次のとおりです。

  • センサがグリッパと一体で移動する。
  • 埋込みヘッドは突出ブラケットより衝突しにくい。
  • 磁石経路と溝をメーカーが定義し、外部フラグ位置に依存しない。
  • ロボット手首の可動ケーブルを短くできる。
  • 対応機種では複数教示点で個別スイッチ数を減らせる。

正確な溝、磁石、検出範囲、ケーブル出口、コネクタ、入力、窓分解能を確認します。同じグリッパ系列でも寸法・オプションで非対応があります。SCHUNKは磁石、溶接機、モータ、磁化材の影響も警告しています。

内部検出が常に保守困難、安価、長寿命というわけではありません。型式ごとの取付時間、ケーブル交換、予備品、故障アクセスを比較します。

外部またはハイブリッド検出が優れる場合

SICKは光電センサを遮光または反射光による物体・有無検出装置と説明します（SICK光電センサ選定、2024年）。正しいジョー位置でも対象ワークの存在を証明できない場合に独立視点が役立ちます。

交換式フィンガ先端、柔軟パッド、寸法ばらつきの大きいワーク、独立確認が必要な治具着座など、工程基準が駆動部の外にある場合に選びます。磁石や溝がないグリッパにも適します。

ハイブリッド構成は異なる故障境界を持つ2信号を使います。本体溝センサで把持窓、光電センサでワーク有無を確認し、不一致なら搬送を止めて原因を記録します。同じ対象へ2センサを向けるだけでは独立ではありません。「ワークがなくてもジョーは通常窓へ入れる」のような故障文から、2台目が見るべき対象と試験を決めます。

センサを増やしても自動的に安全機能にはなりません。ISO 13849-1:2023は電気、空圧、機械などの安全関連制御の設計統合方法を定め（ISO 13849-1、2023年）、OSHAはグリッパをロボットシステムの一部と扱います（OSHA Technical Manual、2026年）。安全関連保持にはリスク評価、要求PL、適切な構成、診断、妥当性確認が必要です。

環境・電気条件で何が決まるか？

IEC 60529はIPコードで外郭保護を分類します（IEC 60529、2013年）。「内部」という呼び名はIP等級を保証しません。センサ、コネクタ、ケーブル入口、グリッパ、組立状態を確認します。

油の多い加工セルでは埋込み磁気式が適しても、鉄粉や磁界が検出を乱す場合があります。光電式は磁気の影響を避けますが、冷却液膜、粉塵、透明樹脂、黒色面、背景反射で余裕が減る場合があります。

項目 内部・溝取付の確認 外部の確認
機械適合 溝形状、ヘッド長、磁石、挿入方向 ブラケット剛性、ターゲット、調整、衝突域
電気接続 PNP/NPN、NO/NC、アナログ、IO-Link 同左＋増幅器、反射板、別置評価器
ケーブル 出口、手首運動、曲げ半径、交換 固定間隔、屈曲域、引掛り、露出コネクタ
環境 磁界、鉄粉、材質、IP等級 ターゲット汚染、背景、洗浄、振動、IP等級
保守 教示アクセス、工具を外さず交換、保存値 ブラケット基準、交換芯出し、教示、ターゲット点検

動きがヘッドやコネクタへ荷重を掛けないよう配線し、アナログ線はソレノイド、溶接、インバータ線から離します。可動工具では空圧配管ルーティングと調整し、全手首範囲、最高速度、最小曲げで確認します。

シーケンスのプログラム方法

SICK MPS-GはIO-Linkで最大16点と、温度、姿勢、振動、最大加速度などの診断を提供できます（SICK MPS-G取扱説明書、2025年）。PLCが遷移、タイムアウト、矛盾状態を定義して初めて有用です。

単一許可信号ではなく状態ロジックを使います。

  1. 開・ピック準備を確認。
  2. ピック基準でワーク有無を確認。
  3. 閉指令とタイムアウト開始。
  4. 所定時間内に開信号が消えることを要求。
  5. 位置がレシピ窓へ入り、独立ワーク信号が有効で、矛盾・診断ビットがない場合だけ把持受付。
  6. 空閉じ、あり得ない組合せ、タイムアウトを不良。
  7. 落下検出が必要なら加速、搬送、減速、到着まで監視。
  8. 解放時にワーク離脱と機構全開を確認。

空閉じ状態は一般的な閉信号より有用です。「機構はストロークを完了したが、許容ワークがジョーを止めなかった」ことを示し、ピックミスと弁・供給・運動故障を分離できます。

寸法変更時は教示限界をレシピ別に保存し、無断編集を防ぎます。センサ型式、設定、PLCスケーリング、フィルタ時間、タイムアウトも記録します。連続位置を使う場合はフィードバック統合ガイドを参照してください。

誤った安心感を見抜く試運転試験

SMC D-MH1は1～5 V出力と最大3位置を示しますが、換算ストローク値はアクチュエータに依存します（SMCグリッパ用オートスイッチ、2026年）。据付グリッパ、フィンガ、ワーク、配線、PLCしきい値を一つの系として試験します。

生入力から始め、全ストロークを低速で動かし、両方向の実切替点、ヒステリシス、繰返し、機械ストッパ余裕、把持窓と空閉じの重なりを記録します。その後、量産速度と最低動作圧力で試験します。空ピックは part_ok なしで空閉じへ入り、最小許容ワークは最低圧力でも空閉じ窓外に残る必要があります。

代表的な故障ワークを使います。

  • 空閉じを証明。
  • 最小・最大許容ワークを試験。
  • 必要に応じ過小、過大、傾き、二重供給、反射、透明、汚染、損傷ワークを試験。
  • 圧力を警報境界まで下げ応答確認。
  • 各センサ回路を制御下で抜線・断線。
  • 外部ブラケットを信頼できる最小量ずらし、起動確認または試験サイクルで検出。
  • 想定範囲でターゲットやレンズを汚染。
  • 搬送各段階でワーク信号を中断し、停止、不良、警報、復旧を確認。

フィンガ、パッド、ブラケット、センサ、ケーブル、レシピ、PLCコード、圧力、グリッパ位置を変えたら再試験します。ケーブル交換でもピン配列、配線応力、入力極性が故障応答を変えるためです。

許容限界と結果を記録し、保守担当者が欠品、誤品、芯ずれ、配線故障、圧力問題、グリッパ摩耗を1つの「把持失敗」から推測しなくて済むようにします。

空圧グリッパ検出に関するFAQ

SICK MPS-G の取扱説明書に示される3状態例は、ワークなし開、ワーク把持、ワークなし閉を分けます。以下でも機構、ジョー、ワーク、圧力、安全を混同しません。

内部グリッパセンサはワークの存在を証明しますか？

単独ではできません。磁気センサは駆動磁石またはその位置を読みます。教示窓から物体がジョーを止めたと推測できますが、フィンガ緩み、滑り、別の障害物でも同じ位置になります。影響が大きい場合は独立したワーク検出を追加します。

外部検出は常に高精度ですか？

いいえ。精度はターゲット、ブラケット、芯合わせ、ヒステリシス、環境、ケーブル、入力、試験方法の全経路で決まります。ワーク基準に近くても、ブラケット移動や光学面汚染で信頼性は下がります。

圧力スイッチで把持力を確認できますか？

接続点の圧力としきい値だけを確認します。フィンガ力、摩擦、接触形状、ワーク保持を直接測りません。圧力は回路証拠として使い、保持性能は計算、カタログ、代表ワークの動作試験で確認します。

1台のセンサで何位置を監視できますか？

装置と接続に依存します。SMC D-MH1は最大3点、SICK MPS-Gは離散2～3点とIO-Link最大16点、SCHUNK FPSは5領域です。実機で互換性と有効分離を確認します。

一律ではありません。ISO 13849-1:2023は安全関連制御の方法を定めますが、全機械の安全機能や要求PLを指定しません。危険と安全状態を定義し、必要な構成、診断、部品、妥当性確認を選びます。

発注前に指定する内容

SCHUNKは多くの対応グリッパでFPS分解能がジョーストロークの1～3%、一部は10%としています（SCHUNK FPS、2026年）。RFQには正確なグリッパ、ストローク、フィンガ、ワーク窓、状態分離が必要です。

  • 正確なグリッパ型式と寸法
  • フィンガ図面、把持点、材質、全許容寸法、空閉じとの最小差
  • PLCが識別する全状態
  • 量産時応答時間、周期、タイムアウト
  • 入力、電圧、PNP/NPN、アナログ、IO-Linkマスタ
  • ケーブル長、コネクタ、屈曲、配線経路、交換、曲げ半径
  • 冷却液、切粉、粉塵、洗浄、温度、振動、磁界、IP、洗浄薬品
  • 教示方法とレシピ数
  • 公称・限界ワーク、空ピック、圧力喪失、ブラケットずれ、汚染、信号故障の受入試験

センサ構成は簡潔にします。機構監視には内部検出、ジョー・ワーク・治具が基準なら外部検出が有効です。ハイブリッドの追加費用は、異なる故障隙間を閉じ、試運転で再現できる場合にのみ正当化されます。

制御レビューにはグリッパ型式、フィンガ図、ワーク限界、PLC I/O、希望センサ、環境、故障応答を技術お問い合わせから送付してください。

Eric Zhouが空圧制御の観点から作成しました。技術ライブラリの背景はベプト空圧についてをご覧ください。

出典

本ガイドは8件の一次技術資料に基づきます。特にSICKの2025年MPS-G説明書は離散2～3点とIO-Link最大16点を記載します。購入前に正確な型式で確認してください。