コボット導入の必須考慮事項：協働ロボットを施設に統合するための完全ガイド

コボットとは？

協働ロボット、またはコボット（Cobot）は、人間の労働を完全に置き換えるのではなく、それと協働するように設計された産業用ロボットの一種です。近年、その使いやすさとプラントプロセスへの比較的容易な統合により、オートメーションの世界でより大きなシェアを獲得しています。

コボットは、プロセスがシンプル、明確、かつ多品種少量生産であるアプリケーションで主に使用されます。通常の産業用ロボットより遅く動き、近接センサーにより進行方向に物体が触れると動きを止める必要があります。この遅い動きと高い衝突感度（完全な動作停止）の組み合わせが、怪我の防止に役立ちます。

産業用ロボットは、フェンスで囲まれたエリアで、従業員に触れる可能性がほぼないように設計されています。より高速で衝突感度が低いため、接触すれば怪我や死亡の可能性が高いためです。逆に、コボットは通常ワークスペースに保護ケージがありません。一般的に作業者の周囲で安全と見なされますが、適切な安全要件を必ず検討してください。

コボットは労働者を置き換えるのではなく労働負担を減らすことが期待されているため、プログラミング時間を短縮できます。作業員がより複雑なタスクを担当し、ロボットが反復作業や重量物運搬を行います。

コボットのプログラミング

コボットは産業用ロボットとは異なる方法でプログラミングされます。産業用ロボットは通常、専門のロボットプログラマー、エンジニア、またはロボットプログラミング言語とベストプラクティスで特別に訓練された人を必要とします。対照的に、コボットは大まかな動きを使用してプログラミングされ、多くの場合コントローラーの助けなしで正常にプログラミングできます。

「ロボットプログラマーやロボットエンジニア、オートメーションエンジニアでなくても、コボットをセットアップして動作させることができます」と、Universal Robotsのシニアマネージャー、戦略的マーケティングおよびアプリケーション開発のJoe Campbell氏はControl Automation編集部のインタビューで語っています。

図1. コボットのプログラミングは一般的にシンプルなタスクです。画像提供：Universal Robots

コボットのプログラミングは、オペレーターが希望する経路のさまざまなポイントを通ってアームを手で動かすだけというシンプルなものです。このルーチン中、コボットは手で簡単に動かせるプログラミングモードに設定する必要があります。

簡単にプログラミングできるコボットシステムのもう一つの例は、パレタイズ用コボットです。オペレーターはいくつかの簡単なステップに従って、異なるパレットとプロセスをプログラミングできます。まず、パレットの周りに「箱」を定義してサイズを取得し、次にパレットパターン、続いて積載を定義します。すべての異なるパラメータを定義した後、オペレーターは1点をプログラミングするよう求められ、新しいルーチンが完了します。

製造業におけるコボット

コボットはさまざまな製造とプラントプロセスに追加できます。しかし、すべてのプロセスが同じように作られているわけではなく、コボットを追加する前に正確な用途を検討する必要があります。

コボットは、労働力ギャップを埋めたい製造業者に独自の利点を提供します。コボットを導入すると、追加の労働力や人件費なしで現在の従業員がより多く生産できるようになります。産業用ロボットより安価に導入できることが多く、従来のロボットシステムの半分から3分の1のコストで済むこともあります。専門的なプログラミングと安全設備の削減により、産業用ロボティクスと比較して大幅なコスト削減が可能です。

Campbell氏によると、労働力不足は「当分解消しない」とのことです。

図2. 倉庫で働くコボット。画像提供：Universal Robots

コボットは導入プロセスで短期間での稼働を実現できます。インフラとダウンタイムの中断は最小3〜4週間に抑えられますが、従来のロボットシステムでは開始から最終設置まで12〜16週間かかります。「パートナーの一部は、工場に納品されてから4時間後にコボットを生産稼働させることを約束しています」とCampbell氏は言います。

コボットのアプリケーション

コボットは一般的に生産プロセスへの統合が容易なため、幅広い産業で利用されています。伝統的に、中小企業は産業用ロボットの高い初期コストと、一度導入したら変更が難しいことからロボティクスを避けてきました。コボットなら、SME（中小企業）がより速い統合と安価な投資でロボティクスを活用できます。

また、コボットは必ずしもその有効寿命全体を元の構成で運用する必要はありません。一部のメーカーはコボットをカートに載せ、従業員がワークステーション間で簡単に移動させ、必要な場所で有用な労働力を提供できるようにしています。Campbell氏は「コボットの稼働率は非常に高く、柔軟性があるため投資閾値がはるかに低い」と説明します。

溶接はコボットのもう一つの有用なアプリケーションです。米国では資格を持つ溶接工が不足しています。Campbell氏によると、「今日、75,000〜85,000の溶接職が空いています。これは今後10年間、増える一方です」。

図3. 作業員の監督下で単調な溶接を行うコボット。画像提供：Universal Robots

コボットは多くの場合、溶接工不足の緩和に使用されています。反復的な溶接が一般的で、小さな部品への小さな溶接が多い用途で有用です。これらの溶接は単調なので、コボットが作業員の時間を解放し、より難しい溶接を完了させることができます。このセットアップは、人的労働をより高いマージンが得られる難しい溶接に投入できるため有益です。

コボットの未来

コボットは従来の産業用ロボティクスとは異なるアプローチを提供します。労働置換システムではなく、省力化システムとして設計されています。Campbell氏は、数十年間「オートメーションによる雇用喪失を見たり聞いたりしたことはない。それは単に事実ではない。ロボットは人間ができない、またはやりたがらない仕事を自動化しているだけだ」と強調します。

これは特定のアプリケーションで独自の利点を生み出します。工場労働者の監督下でロボットが反復タスクを引き受けます。また、産業用ロボティクスではコスト面で手が出ない顧客にも対応できます。コボットは初期投資コストが低く、それほど多くの安全インフラを必要とせず、プログラミングコストも削減されるため、総コストも安くなることが多いです。

メーカーがプロセスへのコボット採用を検討する際、「ロボットは危険」という考えから「コボットは協働的」という考えへシフトする必要があります。コボットには複数の安全プロトコルがあり、従来のロボティクスでは運用できない環境でも動作できます。低速な反復タスクに適し、移動プラットフォーム上での運用能力もあります。製造業の労働力不足がコボットを製造業界のキープレーヤーに押し上げ、小規模事業からフォードのような大手メーカーまで幅広く浸透しています。

あなたはコボットの未来をどう見ますか？