短期間・低コストで導入できる協働ロボットを提供し、企業の自動化を支援

ユニバーサルロボット

 人とともに働く協働ロボットが生産現場に普及し始めた。世界で初めて協働ロボットを開発したのはデンマークに本拠を置くユニバーサルロボット。同社は2005年に南デンマーク大学の教授3名によって設立された。同社の協働ロボット「URロボット」の特徴は、使いやすく低コストで導入が可能なこと。その点が評価され、URロボットの稼働台数は世界中で1万7000台を超えている。国内でも日産自動車などが生産を効率化するためにURロボットを採用するなど、多くの企業がURロボットを導入している。
 以下でURロボットの特徴と活用法を示すことにする。

人手不足を背景に導入が広がる協働ロボット


 人手不足が深刻化する日本の産業界。人手不足解消の切り札として生産現場で導入が広がっているのが協働ロボットである。協働ロボットの特徴は安全柵を必要とせず導入できることである。協働ロボットは、人間が誤ってロボットに接触した場合でも、自動で動作を停止させる機能を備える。そのため、人間は協働ロボットの隣で安全に作業を行うことができるわけだ。

外部からの力が設定した限界を超えると 保護停止が発生する

 安全柵を設置する必要がないため、生産ラインの変更は不要。また、工場内のスペースを有効活用できる点も協働ロボットのメリットだ。協働ロボットの導入コストは小さい。その一方で、協働ロボットを導入する際に必ず検討すべき点があるとユニバーサルロボットのテクニカルサポートエンジニアであるエリック スピネリィ氏は指摘する。それはロボットを含むシステムの潜在的な危険性を見つけ出し、これを除去、低減するためにリスクアセスメントを行うことだ。

 さて、ここで協働ロボットの生みの親であるユニバーサルロボットが開発・提供している協働ロボット「URロボット」の特徴について見ていくことにしよう。同社は協働ロボットとして、「UR3」「UR5」「UR10」という3つのタイプの製品をラインナップしている。製品に冠せられた数字は可搬重量を指す。UR3は、最大3㎏のタスクを自動化することが可能だ。同様にUR5は最大5㎏の、UR10は最大10㎏のタスクを自動化する。3つの製品は可搬重量が異なるとともに、動作半径もUR3が最大500㎜、UR5が最大850㎜、UR10が最大1300㎜と異なる。
 最小タイプのUR3は卓上で使用できる協働ロボットであり、高精度な実装を要する軽作業に向いている。省スペース性も特徴だ。UR5は、ピック・アンド・プレイスや試験などの軽量プロセスを最適化することに向く。パワーに優れたUR10は長い稼働エリアが求められる梱包や組み立て作業の自動化用途に向く。ちなみに、URロボットはISOが制御システムの安全基準として定めたISO 13849-1のパフォーマンスレベル(PL)dの認定を取得している。

低コストで導入が可能なURロボット


 URロボットの特徴は、ローコストで導入できることだ。一般的にロボットに作業を行わせるには、モノをつかんだり溶接作業を行うなど用途に応じたエンドエフェクターを取り付けることが必要となる。作業内容に応じてプログラムを組むことも欠かせない。通常、ロボットプログラミングはティーチングマンと呼ばれる専門家に委託する。そのため、そのプログラミングのコストが発生する。

 さらにメンテナンスコストやソフトウェアライセンスの支払いも必要。ロボットを導入しようとすると、企業はこれらのコストを負担することになる。しかし、URロボットの場合、簡単なアプリケーションであればロボット本体のほかに発生するコストはエンドエフェクターの購入に要するコストのみといっていい。その理由はURロボットが、プログラミングに関する知識がない人やロボットを使用した経験がない人でも簡単にプログラミングできるテクノロジーを搭載しているからだ。

Polyscopeソフトウェア(画面上でロボットの動きを表示)

 URロボットのプログラムの作成は、キーボードでプログラムコードを打ち込む必要はなく、タブレット画面に表示されたボタンを選択していくだけで作成が可能だ。プログラミングの結果はタブレット画面に実機と同様に動くロボットの画像を表示することによって確認できる。ユーザーは、専門家にプログラムの作成を発注する必要がない。また、ソフトウェアのライセンスコストも発生しない。

 同社は、ユーザーのプログラミングを支援する「Universal Robotsアカデミー」という名前のオンライントレーニングを無償で提供している。このアカデミーを通じてユーザーはURロボットのプログラミングを学ぶことができる。アカデミーは6つのモジュールで構成されている。すべてを受講するのに必要な時間はわずか87分だという。利用者登録をすればURロボットの購入証明なしでだれでもトレーニングを受講することができる。プログラミングの容易さを確認してから製品を購入することが可能だ。URロボットは操作も簡単。URロボットを導入したある企業の担当者は、「ロボットを使った経験がなく、使いこなせるか心配していたが、その心配は不要だった」と振り返る。
 現在のところ、トレーニングに用いられている言語は英語、スペイン語、ドイツ語、フランス語、中国語の5カ国語だが、近く日本語版がリリースされる予定となっている。

コントロールボックス((幅×高さ×奥行) 475mm×423mm×268mm)

 メンテナンスコストが小さいこともURロボットの特徴だ。URロボットの場合、保全メンテナンス作業は、ロボットにひびが入っていないか、汚れが付着していないか程度で、ユーザーが簡単に行えるものだ。そのため、ロボットメーカーの保守担当者が客先に足を運んでメンテナンス作業を行うことは不要。そのためメンテナンスコストを抑制できる。
 URロボットのコントロールボックスは15㎏と軽量でサイズも小さい。そのため、移動が容易だ。家庭用電源の100Vが使えるため、本稼働させる前に、事務所など生産ラインとは別の場所にロボットを設置してテスト的に動かしてみるという使い方もできる。

<次ページ:日産自動車など国内企業も相次いで導入>

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