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サイアム オリエント エレクトリック
因幡電機産業のタイ現地法人、ユニバーサルロボット正規代理店、各種電気・電子機器、FAシステム・ロボットシステムの提案

人間協調型の産業用ロボット「協働ロボット」

近年の工場ではご存知のように自動化や品質向上のため、たくさんの産業用ロボットが普及していま す。一般的にそのようなロボットは安全柵の中に入っていて、安全性の観点から人が触れることがで きないようになっている場合がほとんどです。ロボットは危険で大きなスペースをとってしまい、かつ 専門知識のある特定の担当者のみしか扱えないイメージをお持ちではないでしょうか?
その中で、昨今目覚ましい成長とともに注目を集め始めているのが、人と共に働く安全柵のいらない 人間協調型の産業用ロボット「協働ロボット」です。

SOEは「協働ロボット」に焦点をあて、さまざまな事例を含めたご提案をいたします。
今回ご紹介させていただくUNIVERSAL ROBOTS(ユニバーサルロボット)は、協働ロボット分野の 礎を築いたロボットメーカーです。

UNIVERSAL ROBOTSは世界でもいち早く協働ロボットを世の中に送り出しました。安全・簡単・安価 なロボットとしてグローバルに活躍し、リーダー的存在になっています。
必ずみなさまの課題にお役立ちができるソリューションとしてご提供させていただきます。

協働ロボットとは


1. 協働ロボットとは

2. 産業ロボットと協働ロボットの違い

3. ロボット導入のメリット

協働ロボット導入ステップ


1. ロボットシステムを構築する為に
 誰に頼めばいいのか

2. 協働ロボットシステム導入までのステップ

3. 協働ロボットシステム構築にかかる費用

4. 協働ロボットシステム導入の効果

 

 1.協働ロボットとは

協働ロボットとは、「人の代わりに作業するロボット」ではなく、「人と共に作業するロボット」安全柵なしで人と協働して作業することができるロボットです。

 

製造業のラインで、人と人の間に協働ロボットが入り、各種作業を行います。

 

このように製造現場は多品種変量に柔軟に対応する必要があり、これまでのような一定数の注文が一定量常にやってくる専用ラインでは対応しきれない現状があります。その課題へひとつの答えを提示したのが「協働ロボット」なのです。

 

 2.産業ロボットと協働ロボットの違い

これまでの産業用ロボットは、量産の製造ライン等で柵で囲い、人の作業と分離した状況で固定的に使用するように法律で定められています。 しかし法規制の緩和により、柵なしでの人とロボットの協働作業が可能となり、産業用ロボットの分野の中に、人との協働作業を前提としたロボットが「協働ロボット」になります。

ティーチングの容易さなど、協働ロボットの特徴があり、従来の用途以外でも製造現場おいて活用の可能性が一気に広がっています。

►導入の容易さ

従来の産業用ロボットは、ロボットだけですぐに使用できるものではありませんでした。 そのため、産業用ロボットを使用できるようにするには、ロボットの先端に付けるハンドなどの新たなハードウェアを組み合わせ、これらが機能するようにソフトウェアをプログラムするインテグレーションする必要がありました。
従来、段取り替えをするたびにプログラミングを行わなければならなかったため、大きな負担が発生してましたが、さまざまな技術革新により、作業のプログラミングや製造ラインへのインテグレーションの手間や負担を軽減され、 実装期間の短縮や効率化を実現できるようになってきました。

 

 3.ユニバーサルロボット導入のメリット

メリット1  

小型・軽量で
架台設計や
取付が簡単

UR3テーブルトップロボット(アーム部分のみ)は本体質量がたったの 11Kg。従来のロボットに比べ突出して軽いため、取り付けが簡単です。 これまでになかったロボットの移動も可能となりました。 また外観がスマートで小型かつシンプルな作りのため、作業者は安心 感を持ち、近くで働くことができます。各軸はモジュール化されている ため、ロボットの故障原因と考えられるモジュールを交換するだけで、 すぐに稼動を始められます。

メリット2  

ダイレクト
ティーチングで
らくらく設定

ダイレクトティーチングとは、教示者がロボットを直接手に持って動か し任意の位置で教示ポイントを作ることです。ダイレクトティーチング により、教示の際の工数を大幅に削減できます。
また付属のティーチングペンダントは直感的で非常にシンプルなもの ですので、例えばユニバーサルロボットにはフォースという独自の機 能が備わっており、常に任意の方向に力をかけ続けることができます。 このような機能も簡単な操作で使用することができますので、今まで にロボットを触ったことがない方でも比較的すぐにロボットを扱えるよ うになります。そのためエンジニアリング費も抑えることができます。

メリット3  

安全柵なしで
導入が可能

URは最低100N(UR3の場合50N)の力で停止します。
作業者の近くで一緒に働けるので、人と協調しながら運用することが できます。また安全柵を必要としないため、大幅な省スペース化が実 現します。その結果コスト削減へもつながります。

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協働ロボット導入ステップ

 

 1.ロボットシステムを構築する為に誰に頼めばいいのか

ロボットメーカーに依頼をしても、直接、ロボットシステムを構築は通常してくれません。 実際にロボットシステムを構築する役割をもっているのが、ロボットシステムインテグレーター(SIer)になります。

ロボットシステムインテグレータとは、ロボットシステム導入の提案から設計、構築等を行う事業者です。対応できるシステムを構築の内容に関してはシステムインテグレーターによってさまざまです。


製造現場で実際に稼働させ成果を挙げるためには、いくつかの注意したい点があります。

①ロボットを導入したい現場に合ったロボットを選ぶ必要がある
②作業に必要なハンドや追加装置(センサーや画像処理システムなど)を
​ ロボット本体と組み合わせる必要がある
③そのために製造ラインから見直す必要がある
④人の安全を確保する必要がある  etc.

つまり、お客様ごとの課題を見える化して、最適な協働ロボットシステムを設計。導入、運用までをサポートする。それが私たちロボットSIerの最大の役割なのです。


 

 2.協働ロボットシステム導入までのステップ

ロボットシステムインテグレータとは、ロボットシステムの導入提案、設計及び構築等を行う事業者です。対応できるシステムを構築の内容に関してはシステムインテグレーターによって様々ですが、例えば次のようなプロセスがあります。

潜在的ニーズの発掘や課題の明確

・・・・・

現在の作業工程を見直し、潜在的ニーズを発掘。
課題を明確にして、解決方法を検討します。

   

プロジェクトマネージメント

・・・・・

計画段階から運用開始まで
全体をまとめます。

   

業務別ロボットコンサルテーション

・・・・・

作業工程や衛生面など業務別に異なるニーズにあった
ロボットの選定をサポートします。

   
ロボット設計 ・・・・・ 作業の内容や目的に応じて、ロボット本体の選定やアームの動かし方、
生産ラインの構築などロボッ ト全体に関わる設計を行います。
   
安全設計 ・・・・・ ロボット導入により発生するリスクを解析し、
柵や安全機器を選定するなど安全規格に沿った設計を行います。
   
周辺設計 ・・・・・ ロボットが作動する前後のラインや作業工程を必要に応じて見直し、
ロボットが作業しやすい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設計を行います。

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 3.協働ロボットシステム構築にかかる費用

(1) 協働ロボット本体の費用

(2) 協働ロボット以外のシステム(ハンド、ビジョン等)の周辺機器

(3) ティーチング等設定にかかる費用

(4) 協働ロボットを扱う為のトレーニングにかかる費用

(5) メンテナンス費用

協働ロボットシステム構築にかかる費用

 

 4.協働ロボットシステム導入の効果

ロボット導入への想定工程 ロボット導入により期待される効果

ピッキング
整列・検査 (ラベル印字等)箱詰め
包装工程へのロボット導入

※食品業界等

人手不足を緩和
夜間など、工場の長時間安定稼動が可能
作業環境の改善が可能(高温多湿の作業工程等)
残業代が削減でき、コストを削減可能
ロボット導入に合わせた作業工程全体の見直しが可能
突発的に対応しなければいけない時に稼動時間調整が容易となり、機会損失を減らせる
作業者の経験、ノウハウによるバラつきを押さえられ品質向上につながる
人材募集にかける手間・コスト・時間を削減できる

(検査工程)ラベル印字確認
加工表面の傷のチェック
動作確認へのロボット導入

※機械加工、化学プラント等

省人化によるコスト削減と価格競争力の強化
長時間の同作業の繰り返しに伴う人的ミスの予防と品質安定
画像による検査データの整備により、トレサビリティが強化される
データの蓄積による製造工程改善へのフィードバック
重いワークの搬送など、人間では難しい作業がなくなり、作業環境が向上する
危険な作業が減り、労働環境が改善する
ロボット導入によりIoTも同時に進めることが可能になる

出典:近畿経済産業局「平成 27 年度 産業用ロボットの新分野展開における導入阻害要因調査事業」参考に編集・加筆

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よくあるご質問

 

Q なぜユニバーサルロボットは安全柵なしで使えるのですか?

A

ユニバーサルロボットは、物に当たったら止まるという設計になっているため、安全柵を使う必要がありません。
ISO10218-1:2011における協働運転をするための要求事項5.10.1~5.10.5項目に対し、一つ以上要求を満たす必要があります。
ユニバーサルロボットは5.10.5の動力(パワー)と力(フォース)の制限に適合しているので協働運転することが可能です。

但しユニバーサルロボット使用時は、必ずリスクアセスメントを行ったうえで運用してください。

Q ロボット単体だけでなく周辺機器も提案していただけないのでしょうか?

A

ロボットのご提供だけではなく、ハンドや架台の設計、システム構築、導入支援まで幅広く対応いたします。
またSOEにて、テスト、導入トレーニングもできますのでぜひ一度お越しください。

Q 故障時のサポート体制について教えてください

A

・専任担当によるヒアリング(電話、メール対応)
・緊急対応用の在庫貸し出し
・現地対応 など、ご対応いたします。
ユニバーサルロボットは各ジョイントがモジュール化されておりますので、故障箇所のジョイントのみの交換ができます。

 

 

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最近の更新 2020年03月16日
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