協働ロボットとは
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人と同じ空間で働くことのできるロボットのことを協働ロボットと言います。
2013年の労働安全衛生規則の改定により、一定の条件を満たすことを条件に安全柵なしでロボットを設置することが可能になり、限られたスペースでも人と協働して作業ができるロボットの開発が進んできました。
協働ロボットが開発されたため、今までロボットの導入が難しかった場所でも人と協働して様々な作業ができるようになりました。
協働ロボットの基礎知識
従来のロボットは単純作業で同品種･大量生産が中心で、柵の設置が必要なため大型ラインでの作業を行っていました。
しかし協働ロボットは人と一緒に作業を行うことができるため柔軟な作業をすることができるようになり、変種変量に対応可能で、柵の設置が不要なので場所を選ばずに作業をできるようになりました。
協働ロボットは従来の位置制御のみではなく力制御も組み合わせているためより安全に人間と協働できるようになっています。
ロボット導入のハードルが下がっている
以前と比べて協働ロボット導入のハードルは大きく下がっており、多くの企業が協働ロボットを導入しています。
ハードルが下がった要因として、まず80W規制の緩和があります。この規制緩和のおかげで80W以上のロボットと人間が同じ空間で協働できるようになりました。
柵を必要としないことであらゆる場所にロボットを配置することができるようになりました。
次に安全技術の進化が挙げられます。ロボットのアームの先に取り付けた力センサを利用しロボットの力を制御できるようになったことで安全性が増しました。
アプリケーション活用の容易さも大きな要因です。
近年では簡単に導入時のプログラミングをできるアプリケーションや、プログラミングが不要になるアプリケーションも登場しました。
また、ロボット導入実証事業やものづくり補助金などの制度が導入されたこともロボット導入に対してのハードルが下がった要因となっています。
協働ロボットのメリット
協働ロボットのメリットとしては、柵が必要ないことや人間とロボットが同じ空間で作業をできること等以外にもたくさんあります。
品質については、人が行っていた作業を協働ロボットと行うことでヒューマンエラーを減らすことができ、自動化した部分の作業の再現性が高まり製品の品質が向上したり安定したりします。
他にも反復作業や過酷な環境での作業を自動化することで労働環境を改善できるため、人材が定着しやすくなります。
導入時のコストに関して、協働ロボット本体の価格は産業用ロボットと比較して高いですが、
柵の設置が不要であることやプログラミングを外注せずに済むことなどを考慮すると総コストはほとんど変わらない場合や、協働ロボットの方が安くなる場合もあります。
導入に不安がある場合はレンタルという選択肢もあります。レンタルの場合は税金や保険料がかからず万が一うまく稼働しなかった場合には返却可能です。
協働ロボットのデメリット
協働ロボットにはメリットだけではなくデメリットも存在します。代表的なデメリットを紹介します。
1つ目のデメリットとして、協働ロボットの動きは遅く設計されています。周囲に人がいる前提の設計のため安全に停止することができる速度で作業します。
しかしモードの切り替え機能がついている機種もあり産業用ロボットモードにすると速く動けるため、人が近くにいない場合は産業用ロボットモードに切り替えて効率的に作業を行うことが可能です。
2つ目のデメリットは力が弱いことです。基本的な機種では10数キロ程度の力しかありません。しかし部品の取り付けや検査などの作業ならば十分な重量と言えます。
協働ロボットの中には35キロの物を扱うことができる機種もあり、産業用ロボットと比較すると力が弱く感じますが人間と比較すると十分力強いと言えます。
3つ目は価格が高いことです。これはメリットでも説明しましたが総コストで見ると産業用ロボットと大きく変わらないこともあります。
さらに、これから協働ロボットが普及することで価格が下がることも考えられます。
このように協働ロボットにもデメリットがありますが致命的と言えるようなものはありません。状況によって産業用と協働のどちらかを選ぶと良いでしょう。
協働ロボット導入の流れ
最後に協働ロボットを導入する場合の一例を紹介します。
- 潜在的ニーズの発見や課題の明確化
現在の作業工程を見直して潜在的なニーズを発見し、課題を明確化して解決方法を検討します。
- プロジェクト･マネジメント
計画段階から運用開始までの計画の全体をまとめます。
- 業務別のロボット選定
作業工程や衛生面など業務によって最適なロボットの選定を行います。
- ロボット設計
作業内容などに合わせてロボット本体、アームの可動範囲、生産ラインなど全体の設計を行います。
- 安全設計
ロボットを導入するリスクを検討し、安全規格に合わせて設計します。
- 周辺設計
ロボットが作動する前後のラインや協働する人との関係を考慮し、必要に応じて設計を見直し、ロボットを有効活用できるように周辺環境を設計します。
- 制御･センシング設計
ロボットの動作を制御するプログラムや必要なセンサーの追加の設計を行い実際の生産ラインに組み込みます。
以上が基本的な協働ロボットの導入の流れとなります。協働ロボットは導入する際に産業用ロボットと比較して手間がかからないのでその点では導入しやすいと言えます。
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