協働ロボット：人間と機械のインタラクションに革命をもたらす

協働ロボットの概要

2008年、Universal Robotsがデンマークの工業用プラスチック・ゴムサプライヤーであるLinatexに初の協働ロボット（コボット）を販売しました。このロボットは、企業が職場に自動化を導入する方法に関するすべての先入観を覆しました。協働ロボットは、定義された空間で人間と直接作業し、重大な事故や重傷のリスクなく共存できます。コボットの魅力は協働性だけでなく、迅速な設置と投資対効果（ROI）の高さにもあります。協働ロボットシリーズはさまざまな業界で急速に普及し、技術の更なる進歩と非製造現場への導入を促しました。

導入後、協働ロボット分野は市場で爆発的な成長を遂げました。2019年の協働ロボットの世界収益は6億6,990万ドル、出荷台数は22,459台に達しました。市場は成功を続けましたが、COVID-19パンデミックの影響で、他のロボット市場と同様に需要が急減しました。しかし、市場は大幅な回復を見込み、2021年には過去最高の成長率20%に達すると予測されています。協働ロボットの革新的な設計は、産業用ロボットのメリットを備えながら、柔軟性、安全性、手頃な価格を提供し、市場で最も人気のあるロボットとなっています。

ロボットを「協働型」にするもの

コボットの革新的な設計により、作業者は協働スペースでロボットと安全にやり取りでき、怪我や損傷のリスクを最小限に抑えられます。コボットは、丸みを帯びた設計、安全定格停止監視、力制限、ハンドガイドプログラミング、コンパクトなボディにより、この高い安全基準を達成しています。協働ロボットの停止監視プログラムは、ロボットの作業包絡面への侵入を検知して停止します。例えば、作業者がロボットとやり取りするために協働スペースに入ると、作業者がロボットの作業包絡面から離れるまで完全に停止します。丸みを帯びた設計と力制限も、作業者との接触時の衝撃を和らげ、怪我を最小限に抑えます。

安全機能に加え、協働ロボットは最先端かつ使いやすいプログラミングインターフェースを提供します。作業者は少ないトレーニングで協働ロボットを使用開始できます。これらのロボットのプログラミングは、ハンドガイド機能（フリードライブモード）によりユーザーにとって直感的です。ユーザーはロボットを物理的に動かして所望の位置に誘導することで、ロボットの経路をプログラミングできます。協働ロボット技術は、作業範囲の拡大とともに更なる進化を遂げるでしょう。

技術進歩に伴い拡大するコボットアプリケーション

市場アナリストは、以下の要因により協働ロボット市場が成長し続けると予測しています：

• 熟練労働者の不足（製造業スキルギャップ）
• より多くの業界が協働自動化に投資
• 製品需要の増加
• 自動化プロセスにおける柔軟性の必要性

中小企業（SMB）が協働ロボットの最大の購入層となっています。コボットの低価格と少ない初期投資は、自然と優れたROIをもたらします。迅速な統合と柔軟性により、SMBは生産時間中のダウンタイムと非生産的活動を削減できます。協働自動化の進歩により、新たな業界がコボットを用いたロボットアプリケーションに投資するようになりました。中でも自動車とエレクトロニクス分野が、協働ロボットの最大ユーザーになると予想されています。

企業は、高い反復性と精度を要求されるアプリケーションに協働ロボットを活用しています。協働ロボットが担う上位3つのアプリケーションは、マテリアルハンドリング、組立、ピック＆プレースです。これらは2019年の協働ロボット収益の71.9%を占め、2024年には62.7%のシェアを維持すると予測されています。しかし、新たな業界がコボットに投資し始めたことで、特に製造業以外でのさまざまなアプリケーションへの試みが進んでいます。好例が医療業界で、コボットが手術支援やその他の医療分野で活用されています。その他、組立、ディスペンシング、仕上げ、マシンテンディング、マテリアルハンドリング、溶接、素材除去、品質検査などがコボットの一般的なアプリケーションです。

コボットは貴社に適していますか？

協働ロボットが人気なのは十分な理由がありますが、あらゆる状況に適しているわけではありません。協働自動化を検討する企業は、まず自動化が必要なタスク、満たすべき要件、ソリューションのリスクアセスメントを決定し、自動化ソリューションプロバイダーと相談する必要があります。自動化ソリューションへの投資には多くの要因を考慮する必要があります。コボット技術は急速に進歩していますが、これらのロボットには依然として一定の制限があります。コンパクトでスリムな設計のため、産業用ロボットと比較して可搬重量とリーチが限られます。一般的な協働ロボットの可搬重量は3〜16kgで、最大でも35kg程度です。もう一つの制限は速度制限です。安全を最優先するため、作業者を保護し衝突リスクを制限するために速度が抑制されることが一般的です。協働自動化が貴社に適しているかを判断するには、以下の質問に答えることが最善です：

• 自動化の目標は何か？
• 施設は作業者にとって安全で望ましい環境か？
• 自動化対象のプロセスは固定的か、変更可能か？
• ソリューションは手作業を支援するか、製造ライン全体を自動化するか？
• 施設に自動化設備を設置するスペースはどれくらいあるか？
• 長期的な成長を支える拡張性要件は何か？
• 可搬重量、リーチ、精度、サイクルタイムの要件は何か？

これらすべての質問に答えた後、自動化ソリューションプロバイダーと相談し、選択肢を比較検討して、最も有益なソリューションを決定できます。

協働ロボットは、正当な理由でここ数年大きな人気を集めています。自動化技術の進歩により多様なアプリケーションで有用になり、手頃な初期投資が製造業内外の多くの業界で魅力となっています。しかし、あらゆる自動化ソリューションと同様、導入を決める前に十分な調査と専門家への相談を行い、協働ロボットが貴社にとって最適なソリューションかどうかを判断することが重要です。