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2021.10.15

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「協働ロボット」とは? -従来の産業用ロボットとの違いや基礎知識-

従来の産業用ロボットは、単純なルーティンワークを人の代わりに行うものが主流でした。繰り返し行う単純作業は得意ですが、他の作業に流用しづらいことから、頻繁なライン変更を行う現場などでの導入は困難な状況といえます。
このような状況を背景に近年注目を集めているのが、柔軟な作業を行える「協働ロボット」です。この記事では、協働ロボットとは具体的にどのようなものなのかに加えて、近年急速に導入が進められている理由などをご紹介します。

■協働ロボットとは

協働ロボットとは、「協(力を合わせる)働(はたらく)」という文字通り、人と協力しながら一緒に働くロボットのことです。「Collaborative Robot」や「Cobot」、「人協働ロボット」と表記される場合もあります。 協働ロボットの特徴は、人と同じスペースで作業が行えるよう設計されている点です。 従来の生産ラインにおいて人手だけで作業を行っていた場所にも設置でき、作業者のすぐ隣で作業を行えます。人とロボットで作業を分担したり、人の作業をロボットが補助したりするなどの運用も可能です。

■従来の産業用ロボットとの違い

従来の産業用ロボットと協働ロボットは、ともに工場などの現場で作業を行う点では同じですが、ロボットを用いる目的が大きく異なります。

従来の産業用ロボットは、特定の場所に固定して使われ、人の代わりに繰り返し単純作業をする用途で主に使用されていました。 一方で協働ロボットは、小型で軽量なことから設置場所を選ばず移設も簡単に行え、人と同じように使うことができる点が大きな違いです。そのため、生産工程や生産ラインの新設や変更に対して柔軟な対応が可能です。

■協働ロボットが向いている作業

協働ロボットに適しているのは、人と一緒に行う作業や、多品種小ロット生産などです。具体的な作業としては、組み立てや仕分け、コンベアへの移送などが挙げられます。

ただし、従来の産業用ロボットと比較して、協働ロボットは小型で軽量なものが一般的です。人と協働できるよう動作スピードも一定値に抑えられているため、重量がある物品の搬送や、高速な動作が求められる作業には向きません。 そのような作業が求められる生産ラインに協働ロボットを導入する場合は、作業分解と生産サイクルの見直しを行い、ひとつの作業ではなく全体での効率化を考える必要があります。

■協働ロボットが導入されている理由

近年、さまざまな分野において協働ロボットの導入が進んでいます。なぜ協働ロボットが注目され、導入が増加しているのでしょうか。考えられる理由を2点ご紹介します。

柔軟性と使いやすさ、ティーチング負荷などの軽減

従来の産業用ロボットは、導入に際して多くの準備やセットアップが必要でした。ハンドやセンサーなど必要部品の取り付けだけでなく、作動内容に関する複雑なプログラミングを行うなど、使用までには多くの作業が必要です。 生産ラインで産業用ロボットの運用を開始した後も、生産工程や生産ラインの変更、製品の仕様変更があれば、プログラミングし直さなければいけません。

近年は多品種少量生産にニーズが移行しつつあり、生産工程や生産ラインが柔軟に対応できないと、受注の増加につながらない傾向にあります。その点において、協働用ロボットはセットアップが比較的容易で、タブレット端末で操作したり、ロボットアームを手で動かして位置決めできるなどティーチングを感覚的に行えるよう工夫されたものが一般的です。生産工程や生産ラインの変更にも柔軟に対応できるため、産業用ロボットと比較して導入のハードルは低いといえるでしょう。

規制緩和やロボットと協働する環境の構築

産業用ロボットは、原動機の定格出力80W以上のものを利用する場合において、人との作業スペースを安全柵などで物理的に隔離するよう定められていました。 しかし、2013年に規制緩和が行われ、メーカーやユーザーがISO(国際標準化機構)規格に準じた措置を講じるなど、リスクアセスメントを行うことを条件として、例外措置が設定されています。

規制緩和に基づき、協働を目的としたロボットは、一定基準を満たせば人と同じ空間で使用できるようになったのです。 同時に、安全技術の進化によって安全性の確保が容易となり、ロボットと協働する環境が構築されつつある点も、協働ロボットの導入が進んでいる理由として挙げられます。

■新たな分野での活躍が期待される協働ロボット

協働ロボットは、工程間移動が容易に行え、生産工程や生産ラインの構築に柔軟性を持たせつつ省人化も実現できます。このように、これからの製造業に求められる要素を数多く備えている協働ロボットは、従来の産業用ロボットが導入されていた現場はもちろん、導入が進んでいなかった現場でも活躍が期待でき、今後もさまざまな現場で導入が加速していくと考えられます。