協働ロボット（コボット）が切り拓く次世代先端製造ロボティクス

従来、製造現場における自動化は「ハンマー」のようなものでした。機械オペレーターもプラントマネージャーも知っている通り、すべての問題が「釘」であるわけではありません。

しかし幸いなことに、ここ数年で製造自動化は大きく進化し、製造業が抱える最も困難な課題に対して、より俊敏で、よりコスト効率が良く、より安全なソリューションがもたらされるようになりました。協働ロボット、通称「コボット」は、ISOの基準である「人間オペレーターと到達空間の全部または一部を共有しながら、協働的な性質を持つタスクを実行する」ことを満たす、新たなロボット群として登場しています。人間オペレーターと安全かつ効率的に共同作業できることが協働ロボットの決定的な特徴ですが、これらのより軽量で賢いロボットは、従来型の産業用ロボットと比較しても、数多くの利点を備えています。

コボットと従来型産業用ロボットの違いとは？

組み込み型の安全機能と外部力センサーのおかげで、コボットは人間オペレーターから必ずしもガードで隔離する必要がありません。そのコンパクトなサイズと統合された安全機能により、協働ロボットは大型・定置型・高速の従来型産業用ロボットと比べて、可搬重量が小さく、動作速度も遅くなります。しかし、人間オペレーターと並んで作業するため、プロセスの変動に即座に対応でき、面倒な停止・ロックアウト手順を経ることなく、人間がロボットに新しいプロセスを教示することが可能です。

直交ロボット、SCARAロボット、垂直多関節ロボット、デルタロボットといった従来型産業用ロボットは、変動の少ない高速アプリケーションや、大型ワークの搬送・大きな力を必要とする用途で非常に効果的です。しかし、プロセス変動が頻繁に発生する状況では、これらの大型・重量・定置型・高価な機械が、かえってダウンタイムを招く原因となります。協働ロボットはコストが低いだけでなく、異なるワークステーションへ移動できるほど軽量で、一般のオペレーターでも容易にプログラミングや「教示」が可能です。

さらに、安全で簡単にプログラミングできるこれらのロボットと共同作業することで、人間の作業者は最も単調で非人間工学的な作業から解放されます。協働ロボットのシンプルなプログラミングと学習能力は、信頼でき、文句を言わない同僚として機能します。

先進的な協働ロボティクスによる安全性と効率性

「ロボットが私たちの仕事を奪う！」という見出しはセンセーショナルかもしれませんが、協働ロボットが製造業にもたらす未来を正確に表しているとは言えません。人間の労働者を置き換えるのではなく、コボットは最も不快で、あるいは危険なタスクを引き受け、人間の仕事をよりやりがいのあるものにするために設計されています。労働力がますます逼迫する中、オペレーターもマネージャーも、作業者にはあらゆる支援が必要だと同意するでしょう。コボットは、労働現場のサポートニーズに応える、切望されていた供給源なのです。

作業者の安全はあらゆるプラントの最優先事項であるべきですが、組み込み安全機能を持たない従来型定置ロボットの周囲でこれを守るのは困難で手間がかかります。厳格なガードとロックアウト手順で保護されていても、これらの従来型産業用ロボットは、工場内の人間作業者にとって常に危険をはらんでいます。協働ロボットでは事情が異なります。光学センサーと外部力センサーのネットワークにより、協働ロボットは周囲の物体（人間など）を検知し、それに応じて反応します。設置後のシンプルなリスクアセスメントを完了すれば、コボットは人間の作業にとって安全な環境であれば、どこでも人間と安全に共同作業できます。協働ロボットは迅速なプログラミングにも最適です。コボットの助けにより、人間オペレーターはより安全に、現在の仕事をより楽しみながら、生産性と精度を向上させることができます。

2019年、Forbesは協働ロボットの成長アプリケーション上位5つとして、ピッキング/梱包/パレタイジング、溶接、組立、マテリアルハンドリング、品質検査を挙げました。コボットは自動車製造業でも採用が進んでいます。

協働ロボット用ロボットグリッパー

垂直多関節ロボットやSCARAロボットと同様に、コボットもさまざまな用途向けに設計された幅広いロボットアクセサリーやグリッパーを装着できます。協働ロボットの柔軟性により、コボット用グリッパーは通常、クイックチェンジが容易です。グリッパー交換は人間オペレーターが迅速に行えます（再び、機械の停止やロックアウトは不要）。あるいはコボット自身にヘッド交換をプログラムさせることも可能です。

コボットグリッパーは、2フィンガー、パレタイザー、磁気、シングルパッド、3フィンガー、バキューム、ソフト、カスタム用途など、多様な構成で提供されています。例えば、業界トップクラスのロボティクスサプライヤーであるOnRobotは、パレタイジングとスリップシート搬送の両方に対応した専用コボットグリッパー、高荷重リフト、ターンキー運用のためのガイドフロープログラミングにより、パレタイジング作業に革命をもたらしています。

協働ロボットと製造業の未来

業界専門家は数年前から、コボットを先端製造の次なるステージとして熱心に指摘してきましたが、COVID-19の影響を受け、その機運は大きく高まりました。2019年、TCT Magazineは「コボットは産業用ロボットより高い俊敏性と応答性を備え、製造プロセスの変化するニーズに対応するのに最適な位置にある」と報じ、BMW、日産、ロッテルダム港の增材製造フィールドラボを、コボット統合プロセスを先導する企業として挙げました。スマートオートメーション認証アライアンスは、本年1月にコボットの極めて重要な意義を強調しました。労働力がポストコロナの世界で新たな働き方を見出し続ける中、あらゆる兆候が、ますます統合された人間・ロボット協働労働力の到来を示しています。

これはSF映画に描かれるサイボーグ型AIの支配とは全く異なります。むしろ正反対に、コボットは文字通り人間に友好的で、彼らのタスクを支援するよう設計されています。おそらくそう遠くない未来、労働現場における協働ロボットの存在感増大が、AIに対する社会のネガティブな見方を和らげるでしょう。コボットが、先端ロボットソリューションによる人間生活の改善力を実証するからです。

要約すると、協働ロボットは労働者の仕事を奪いに来たのではなく、急速に変化し、人手不足にある労働力の中で、施設が継続的な製品需要に応えられるよう支援するためにここにあります。適切なカスタマイズアプリケーションがあれば、コボットは製造業者に効率と生産性の向上だけでなく、人間作業者の安全と満足度も提供します。

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