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協働ロボットとはcollaborative-robot

協働ロボットとはどんなロボットなのか?

協働ロボットとは、人と協力スペースで作業する事が可能なロボットの事です。協働ロボットは産業用ロボットのカテゴリのうちの一つです。産業用ロボットは自動車工場やその他製造ラインなどで主に使用されておりますが、ハイスピード、ハイパワーで動く高出力な機械なので、人との接触は即重大な事故につながる事から、運転時には安全柵などで物理的・空間的に隔離して使用する必要がありました。しかしロボットの制御技術の進歩により安全性が劇的に向上したことで、人間と共に作業することを実現できるロボットが近年現れました。それが協働ロボットです。協働ロボットは、リスクアセスメントを正しく確実に行い、レーザーセンサー等で安全性を向上させ、残留リスクを許容範囲内に収めれば安全柵無しで使用することが可能です。その為、協働ロボットのシステムは省スペースであり、比較的軽量で組み上げることができるので、システムを移動させる想定をするなど、1つの協働ロボットシステムを様々な工程で使いまわすことができます。しかし協働ロボットは人の隣で作業を行う事から、産業用ロボットのような高出力は想定しておらず、低速度・低可搬重量であることがデメリットとして挙げられます。(作業者の真横で100㎏ぐらいのものをハンドリングされても怖いですもんね…)どのようなシステムを構築するか、協働ロボットの最適な適用についてのご相談はiCOM技研にお任せください!

人と協働するロボットが出てきた背景

産業用ロボットは非常にハイスピード・ハイパワーで動く高出力な機械なので、運転中の事故を防ぐために、人の作業領域と機械の動作範囲とを物理的・空間的に分離する安全対策を行う事ことが法律で義務づけられていました。具体例としては、産業用ロボットの動作範囲を「安全柵」で囲うなどの対策です。そのため、安全柵を設置するスペースがない工場などではロボットシステムの導入が困難でした。そんな中、欧米ではセンサーやソフトウェア技術の進歩に合わせて、安全対策を講じればロボットと人が安全柵なしで共存することが認められるようになり、協働ロボットの普及が進みました。日本もそのような世界的な流れに追随する形で、平成25年に法律が緩和され、欧州と同様の基準の対策(ISO 10218-1/-2:2011)を行えば人との共同スペースにおいてロボットを使用できるようになりました。

協働ロボットの意義

平成25年に法律が緩和されたことにより、これまで自動化を成しえなかった中小企業などの小規模な現場においてもロボット導入が進み、人件費の削減や品質の安定、生産効率の向上がこれまで以上に図られるようになりました。また、今後のWithコロナの時代において、人の替わりに協働ロボットを導入する事で、労働集約的な作業場の密状態を回避しつつ生産性の向上を実現する事も可能となります。

協働ロボットの活動領域

従来の産業用ロボットは、自動車産業を中心に大規模製造業での活躍の場が大きかったために、ロボット自体の機能もある程度限定的で問題ありませんでした。しかし、少子高齢化による労働力不足が進む中、ロボット安全技術の進歩と共に誕生した協働ロボットが新たな産業への広がりを見せ始めている。なかでも食品・化粧品・医薬品産業や、物流・外食などのサービス産業は、自動車産業に比べて企業数も多い上にロボットに対するニーズも多様ですので、今までにはなかったタイプの「協働ロボット」の活用に期待が寄せられている。しかしながら、「対象物が均一でない(大きさ、形状、固さ)」「ユーザー様にノウハウが無い」などの導入ハードルもありますが、それらを乗り越えるお手伝いをするのがiCOM技研の役割です。

協働ロボットの主なメーカー紹介

1.ユニバーサルロボット(デンマーク)
2005年に創業。協働ロボットの先駆的企業であり、世界市場シェア6割であり、No.1の協働ロボットメーカーです。(iCOM技研調べ)
全ジョイントが±360°回転し、特に3㎏可搬タイプのUR3eはツール取付軸が無限回転するのが特徴的です。リスト先端にフォーストルクセンサが標準装備され、細やかな動作制御が可能です。可搬重量3㎏、5㎏、10㎏、16㎏の4機種がラインナップされています。エコシステムと言うパートナー企業数や、UR専用に最適設計された周辺機器(ハンドや架台、他)の豊富さは他の協働ロボットと比べて群を抜いています。eシリーズにおいては停止時間、停止距離の設定ができるなど17の安全機能を備えており、その機能はいずれも、機械の安全性に関するISO規格の中で最も信頼性が高いとされる『カテゴリー3』となっています。第三者認証も取得しており、安全機能や安全対策のしやすさについても最も充実したロボットと言えます。手を挟まない様にアーム同士が離れて設計されたユニバーサルロボットの形状が、協働ロボットにおける一般的な形となっております。

2.テックマンロボット(台湾)
2016年に設立したロボットメーカー。ハンドカメラが標準で搭載されており、アプリ構築に必要な時間が削減可能。また、リスト先端部にダイレクトティーチングやカメラ撮影する為のボタンがついており、使い勝手も考えられています。プログラミングはパソコンを使ったフローチャート形式で製作可能。可搬重量5㎏、12㎏、14㎏のロボットがあります。

3.ファナック(日本)
ファナック株式会社は、1972年創業。高品質・高性能・低価格をモットーに工作機械用CNC装置、産業用ロボットにおける市場シェア世界1位の言わずと知れた日本を代表するロボットメーカーの一つです。
2019年12月に発表された白いロボット「CRXシリーズ」は、中小企業に積極的に導入しても会えるように、使い勝手を重視した設計となっています。

4.安川電機
1915年創業の老舗ロボットメーカー。メカトロニクス製品を得意とし、産業用ロボットのほか、ACサーボモータやモーションコントローラでもトップクラスのシェアを誇ります。
同社が提供する協働ロボットHCシリーズは、アーム同士の隙間を確保し、指や手が挟まれにくい構造。外部からあらかじめ設定した制限値を超える力を検出すると自動で停止する「人協働モード」を備えており、安全柵の設置が不要です。「ダイレクトティーチボタン」により、初心者でも簡単に操作ができます。※安全柵無しで使用する場合には別途リスクアセスメントが必要です。

iCOM技研の協働ロボットの特徴

まず、iCOM技研でのシステム構築におけるメリットについて説明します。産業用ロボットが単独で仕事をするという事は、現状、全くと言っていいほど存在しません。ロボットは他の周辺機器やセンサ、ハンドとの連携を行う事で初めてシステムとして機能します。システムインテグレーターの中には、ロボットのティーチングだけ自社で行って、電気制御のソフト・ハードを外注している会社様も珍しくありませんが、システム構築における心臓部である制御の部分を外注してしまう事で、柔軟性が無くなりトラブルのもとになるケースもあります。iCOM技研はもともと制御盤の設計・製作事業が発祥の会社ですので、電気制御は得意分野であり、電気制御設計・製作は社内で行います。また、3Dプリンターや板金事業の設備を使ってテスト治具やパーツの製作も行えますので、ワンストップでの対応が可能です。
次に、協働ロボットシステムインテグレーターとしてのメリットについて説明します。iCOM技研が扱っている協働ロボットは、世界No.1の協働ロボットメーカーであるユニバーサルロボット社の協働ロボット(ユニバーサルロボット)です。iCOM技研はユニバーサルロボット社の公認システムインテグレーターであり、ユニバーサルロボットの操作方法や使い勝手などにおいて豊富な知識を有しております。また、扱いロボットをユニバーサルロボットに特化していますので、協働ロボットを使用する際に行うリスクアセスメントや、ユニバーサルロボットが故障した際のメンテナンス対応においてもご満足いただけるサービスを提供できます。