協働ロボット標準をマスター：安全性、危険、コンプライアンス

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協働ロボット（コボット）は製造生産性にとって不可欠です。コボットは人間の作業者と協働して働けるよう組み込み安全機能で設計されていますが、これらのテクノロジーは「箱から出してすぐ」安全を保証するものではありません。むしろ、包括的でアプリケーション固有のリスクアセスメントが、労働力の保護とコンプライアンス達成に不可欠です。

自動化のパートナーとして、JHFOSTERは、協働ロボットアプリケーションの安全性とコンプライアンスに必要な設計、評価、統合、サポートサービスを提供します。

コボットが安全な理由

この新世代の産業用ロボットは、協働ロボットが物体や人の近接を検出し事故と怪我を防ぐセンサー、カメラ、ソフトウェアプログラミングなどの高度な安全機能を提供するため、従来の産業用ロボットより安全と見なされています。高度な安全機能には：

• 安全監視停止： 制御システム内のセンサーが、人間が近すぎるときコボットを完全停止させ、従業員が安全な距離にいるときに再起動します。
• 速度と分離監視： SSMと呼ばれるこの安全機能は、センサーとカメラを使用して人間作業者への近接を検出し、コボットを安全な速度まで減速させます。
• 出力と力の制限技術： PFLとして知られるこの機能は、オペレーターと接触した場合の怪我を防ぐため、コボットの力とトルクを制御・削減します。

これらの安全機能により、コボットは通常、安全ガードや囲いなしで人間オペレーターと共有エリアに配置できますが、統合設備、ワークセル、ワークフロー、エンドエフェクターなどのアクセサリーを含むアプリケーション全体が安全な運用のために評価される必要があります。このため、ロボット設置の業界安全基準へのコンプライアンスを確保するために、オートメーションシステム全体のリスクアセスメントが必要です。

コボットの安全基準とは

ロボットとコボットの設置には、いくつかの業界安全基準が適用されます：

ISO 10218

国際標準化機構（ISO）のISO 10218は、産業用ロボット安全に関する最も認知されたガイドラインです。最新版のISO 10218は、メーカー向けおよび産業用ロボットアプリケーション向けの産業用ロボット安全要件をカバーしています。

ISO 10218は、コンプライアンスとリスク軽減に関する正確なガイドラインを含む機能安全要件を提供します。以前は別だったISO/TS 15066を統合した協働ロボットの統合安全要件がISO 10218に含まれています。

さらに、手動荷降ろし手順とエンドオブアームツーリングの安全ガイダンスが、以前は別だった技術報告書TR 20218-1とTR 20218-2から組み込まれ、対応する機能安全要件とテスト手法を持つ新しいロボット分類も追加されています。

ANSI R15

米国規格協会（ANSI）はISO 10218をANSI R15の一部として採用しており、産業用ロボットの使用とワークセルへのロボット統合に関する安全要件を定めています。

OSHA

労働安全衛生局（OSHA）はロボティクス業界やオートメーション統合に特化した基準を持っていませんが、職場でのリスクアセスメント、保護措置、その他関連する危険を規定するISO、ANSI、その他関連業界基準に依拠しています。

専門的な自動化パートナーとして、JHFOSTERは貴社のコボットアプリケーションのコンプライアンス準拠統合とサポートを提供し、労働力の安全と業界基準へのコンプライアンスを確保します。

ロボットに関連する主な危険とは

OSHAはロボットアプリケーションにおける8つの主要な危険を特定しています：

• 人的エラー： オペレーターが危険な場所/位置に身を置くこと。
• 制御エラー： 制御ソフトウェアまたはハードウェアのエラーによって引き起こされるロボットワークセルの危険。
• 不正アクセス： 未許可/未訓練のオペレーターがロボットワークセルに入ること。
• 機械的故障： 危険を生む予期せぬ機械的不具合。
• 時間的プレッシャー： 急いでいるとき、作業者は安全プロトコルをバイパスする可能性があります。
• 環境： 環境要因がロボット機能に干渉する可能性があります。
• 電源故障/不具合： 電源障害やロックアウト/タグアウト手順の不遵守が運用に干渉したり、エネルギーを解放して電気的危険を生んだりすること。
• 不適切な設置： 設計不良で不適切に設置されたロボットシステムは運用上の危険をもたらす可能性があります。

OSHAによれば、ロボットアプリケーションの適切な設計、テスト、統合、運用、メンテナンスによりこれらの問題を防止できます。経験豊富な自動化パートナーとして、JHFOSTERはこれらの危険を回避するお手伝いができます。

ロボット事故の4つの主要タイプと回避方法

ロボット事故の4つの主要タイプには以下が含まれます：

1. 衝突/衝撃事故： オペレーターがロボット、エンドエフェクター、ロボットが扱う材料に衝突される。
2. 挟み込み/挟まれ事故： オペレーターがロボットと別の表面の間に挟まれる、またはロボット自体に挟まれる。
3. 機械部品事故： ロボットの部品や安全装置の故障による怪我。
4. その他の事故： 飛散部品、機械部品への挟まれ、コンポーネント故障など。

ロボット事故を回避する方法

自動化関連事故の大半は、以下の予防措置で回避できます：

• リスクアセスメント： ワークセルにロボットを設置する前、および設置後の包括的なリスクアセスメントにより、潜在的リスクを特定し予防措置を講じられます。
• 概念実証テスト： シミュレーションでは現れない潜在的危険を特定するのに役立ちます。
• 安全装置： 従来の産業用ロボットセルではガードやライトカーテンで、コボットでは高度な安全機能を使用して、オペレーターを危険から守ります。
• 適切な設計、設置、統合： ロボットワークセルが安全コンプライアンスを念頭に設計、設置、統合されていることを確認すれば、多くの危険を防止できます。
• トレーニング/手順： オペレーター、メンテナンス技術者、その他従業員への徹底したトレーニングにより、リスク認識と安全予防措置・手順の詳細を提供します。
• システムメンテナンス： ロボットセルのすべてのコンポーネントが良好な作動状態にあることを確保すれば、不具合関連の事故を防止できます。

コボットとロボットで作業する際に守るべき安全ルール

保護措置と安全手順はアプリケーションごとに異なりますが、これら6つのルールはロボット/コボット関連事故の防止に役立ちます。

1. 常に包括的なリスクアセスメントを実施する。
2. 物理テストでロボット/コボットの力限界を検証する。
3. 蓄積エネルギーを管理し、ロックアウト/タグアウト手順を実践する。
4. エンドエフェクターを適切に固定する。
5. 作業スペースを障害物なしに保つ。
6. 決してセーフガードや安全装置をバイパスしない。

安全なワークゾーンの構築：速度と分離

組み込みの速度と分離安全機能が、コボットをロボットから差別化し、人間オペレーターとの安全な協働を可能にします。

コボットの安全な速度とは？

真の協働モード（人間との接触が可能）でのコボットの業界推奨速度制限は、ISO/TS 15066/ISO 10218で定義される250 mm/s以下です。この速度では衝突時の力制限が可能です。

ただし、特定アプリケーションの包括的なリスクアセスメントが最も安全な速度を決定します。速度と分離監視や非協働モードなどの機能を採用すれば、より高速も可能です。

ロボット周辺の安全ゾーンとは？

ロボット周辺の安全ゾーンは、ロボットのタイプ、速度、運用モード、アプリケーションに依存し、リスクアセスメント時に定義されるべきです。

従来の産業用ロボットは、従業員を安全な距離に保つためのフェンスやケージなどの物理的バリア、またはオペレーターがエリアに入ると動作を停止するライトカーテンなどのセンサーベースデバイスを必要とします。包括的なリスクアセスメントと業界基準が、アプリケーションに必要な保護措置のタイプを示します。

協働ロボットは一般的に、コボットが速度と分離監視、安全監視停止、PFLテクノロジーを装備して安全に運用できる定義された領域である協働スペースで作業する際、物理的バリアを必要としません。アプリケーションの包括的なリスクアセスメントに従い、コボットはプログラム可能な仮想壁である定義された安全境界（センサーに依存し、境界が侵害されるとコボット安全機能をトリガー）を維持するようプログラムされるべきです。これにより安全な作業ゾーンが確保されます。

JHFOSTER、コンプライアンス準拠ロボット統合のパートナー

自動化のパートナーとして、JHFOSTERは複雑なコボット安全基準をナビゲートし、貴社のアプリケーションにコンプライアンス準拠、信頼性が高く、安全なソリューションをカスタム設計する専門知識を持っています。今日、効率を高めコボットの安全を確保するためにお問い合わせください。

• 自動化統合担当プレジデント、Tavoron

  Robert Komljenovic氏は、グローバル製造と自動化組織で30年以上のリーダーシップ経験を持つ経験豊富な産業・自動化エグゼクティブです。Tavoronの自動化統合担当プレジデントとして、戦略的成長、運用パフォーマンス、プラットフォーム全体でのコラボレーションに焦点を当てた同社の自動化統合セグメントを率いています。Tavoron入社前は、自動化と先進製造企業でエグゼクティブリーダーシップ役職を歴任し、ビジネス変革を主導し、市場プレゼンスを拡大し、収益性の高い成長を推進しました。Robert氏は製造エンジニア協会教育財団の理事会メンバーとして、奨学金と基金プログラムを通じたSTEM教育イニシアチブを支援しています。

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