協働ロボット（コボット）のメリット・デメリット：柔軟性と効率のバランス

この記事を読む理由：協働ロボットは従来の産業用ロボットより安価で柔軟ですが、通常は速度と精度で劣ります。本記事ではコボットの利点・欠点を提示し、従来の6軸ロボットとの違いを明らかにします。

メリット

コボットは柔軟で、設置・移設が容易

コンパクトなサイズにより、組立・分解・移設が容易で、生産レイアウトを変更せずに工場内を移動できます。プログラミング面では、キネステティックガイディング（ハンドガイディング）により、エンジニア以外でもロボットプログラミングが可能です。ティーチングペンダント（ロボットコントローラー）のボタンを押すだけで、アームを空間内で自由に動かし、タスクを直接教示できます。示された軌跡は記録され、ティーチングペンダントからアクセスして直感的に追加プログラミングできます。このプロセスは最大1時間程度で完了します。

短時間での段取り替えが可能なため、コボットは多品種少量生産の中小企業（SME）に特に適しています。

コボットは産業用ロボットより安全

コボットの大きな利点は、専用ワークセルが不要な点です（アプリケーションによりますが、常に当てはまるわけではありません）。フェンスやライトカーテンが不要です。ロボットの関節が力制限されているためです。各関節に力センサーが搭載され、衝突時に即座に反応して停止します。さらに、レーザーセンサーなど外部センサーを追加すれば、人が接近した際に減速・停止させられます。

コボットはコストパフォーマンスに優れる

コボットは産業用ロボットより安価な場合が多いです（主にサイズ差による）。しかし重要なのはロボット本体価格だけでなく、投資全体のコストです。前述の通りワークセルが不要であれば、それに伴うハードウェア、人手、時間のコストが削減されます。また、従業員の特別なトレーニングや、産業用ロボットのように常駐のロボット専門家も不要です（オプション）。コボットのROI（投資回収）は1年未満ですが、6軸ロボットでは18ヶ月かかることもあります。

二腕コボットでさらに高速化

一部メーカーがコボットに第二アームを追加しています。これは従来の産業用ロボットにはない機能です。二腕は、小型部品組立（電子部品等）やネジ締めなど繊細なタスクで有用で、速度と柔軟性を向上させます。並列ビンピッキングも適用可能です。ビンピッキング（ランダムな姿勢の小型部品をビンから取り出す工程）を二腕で実行すれば高速化できます。二腕コボットがまだ普及していない理由は、二腕を連携動作させる制御の複雑さにあります。

デメリット

高荷重用途には不向き

柔軟性には代償が伴います。コボットの可搬荷重は通常3〜10kg（一部モデルで35kgまで）です。一方、一部の6軸ロボットは最大2トンまで対応可能です（アプリケーション依存）。確実なのは、コボットは重荷重用途向けではないということです。

コボットの速度は制限される

安全性がコボットの主眼であるため、高速動作との両立は困難です（特に追加安全対策を講じる場合）。典型的なコボット速度は250mm/秒で、従来型産業用ロボットの約1/4です。人がコボットとインタラクションする際は、安全性を優先して速度が低下し、サイクルタイムが犠牲になります。したがって高速性が求められるアプリケーションには通常コボットは推奨されません。

コボットは6軸ロボットほど効率的ではない可能性がある

ハンドガイディングによるプログラミングは便利ですが、これは人間の動作（作業者がデモする）をトレースするため、場合によっては最適解になりません。例えば極めて精密・繊細な動作が必要なタスクでは、人間がコボットに適切に指示できないことがあります。一方、産業用ロボットは内部プログラミングで軌道を生成し、より高速・滑らか・最適化されたパスを生成します。

コボットは完全自律ではない

ロボット・人間のシナジーには欠点もあります。コボットは原則24/7稼働可能ですが、夜間に全員が帰宅した後も人間の支援や監視を必要とします。対照的に、産業用ロボットは人のいない環境でフルキャパシティ稼働できます。

コボットの安全認証が煩雑になる場合がある

コボットの安全認証は煩雑になり得ます。安全規制の種類が多いだけでなく、コボットの移設、タスク変更、ツール変更により新たな安全認証が必要になるためです。これはCEマーキングの文書化として、通知機関による実施が必要です。例えば、尖ったエッジを持つ新しいグリッパーを取り付ければ、元の機能が変更されたとみなされ、安全認証の更新が必要になります。これには時間とコストがかかります。

結論

コボットを従業員が恐れる必要はありません。彼らは人間を置き換えるためではなく、共に働くために存在します。さらに、低コストであるため多くの中堅企業（SME）にとって最適なソリューションです。しかし、あらゆる新技術には限界があり、投資前に慎重に検討すべきです。