恊働ロボットを正しく选定するには？

FANUCの协働ロボット

名前の由来

协働ロボットの概念は，ノースウェスタン大学（西北大学）の机械工学の教授であるマイケルペシュキン（迈克尔Peshkin）と，その同僚であるエドコルゲート（编高露洁）によって20年以上前に発明されました。当时ロボティクス部门は，人间との协力ではなく，ロボットの自律性に焦点を当てていました。この2人の教授は，人间の方が上手くこなせる作业があるため，人间を作业から常に除外するべきではないと提案しました。ただし人间にとってより困难な作业はロボットに任せるべきです。つまり人间とロボットの协働作业の考え方は，すでに存在していたのです。

定义

协働ロボットとは，人间と共通の产业环境で安全に动作するように设计された6轴以上の次世代の多关节ロボットです。

• それらは小型また軽量のアームや二重关节アームの形状です。
• 部品の组み立てや荷物の持ち上げ，移动などに使用されています。生产ラインの终わりでの包装にも适しています。
• 协働ロボットは，常に作业员の监督の下で动作します。
• 多くの协働ロボットは，平均5kg~100kgの重さの部品を取り扱います。航空学で使用される协働ロボットは，300キロまでの重量を持ち上げることができます。
• 周囲の环境を把握するためのセンサーとカメラを备えているため，作业员を検出し冲突を避けることができます。
• 人间と密接に働くので，产业用ロボットよりも动きは遅く，ア - ムが抵抗に遭遇すると停止するようにプログラムされています。
• 安全性を确保するために，多くの协働ロボットは手で軽くたたくだけで起动/停止します。

通用机器人の协働ロボット

协働ロボットは，従来の产业用ロボットに比べて大きな利点があります：

• 协働ロボットの潜在力はその生产性と效率にあり，非常に反复的であり退屈で，痛くて危険な仕事を行う上で人间を助けます。お阴で人间の作业员は，最も熟练した付加価値の高い作业に集中することができ，最终的に品质が向上します。
• また设置とプログラムがすぐにできます。
• 移动することができない重くて硬い产业用ロボットとは异なり，协働ロボットは1つの仕事から别の仕事へ，そして再プログラムなしで作业员によって动かすことができます。
• 协働ロボットは防护壁なしで动作します。囲いは非常に高価である场合が多いので，それを排除するとことでコスト削减になります。
• 产业用ロボット（最低価格1万ユーロ）よりも安価であり，特定の作业を自动化する目的で低予算の企业に适しています。
• 作业场を変える必要もありません。
• より安全に人间の近くで作业ができます。
• 协働ロボットは全自动化ロボットよりも优れており，泛用性が高く，制品生产の変化に适応できます。

协働ロボットは，他の产业用ロボットよりも种类が少なく，一般的に中小型の多关节ロボットです。

しかしながら正确な基准に従って选択することが重要です：

• 最大积载量（ペイロード）
• リーチ
• 轴の数（一般的に6轴か7轴，由美のような协働ロボットのタイプは，关节式アームの组み合わせで14轴に达することができます）。

以下の表は，现在市场で贩売されている主な协働ロボットで利用可能な技术と，その用途をまとめたものです。

ABB机器人の协働ロボット

协働ロボットは缲り返しの多い作业や简単な用途，また100公斤を超えない积载量に适しています（ただし，荷重が300公斤に达する可能性がある航空学を除く）。

一般的な用途：

• 组立ライン：接着および溶接作业。
• 生产ライン：研磨作业，レーザーマーキング，ライフサイクルテスト，包装，パレタイズ。
• 机械：例えば机械加工のために机械内に部品を配置する作业。
• ピックアンドプレース：トレイから取り出してトレイに置く作业。
• 简単な用途：ロボットによる部品の移动と人间によるプロセスの终了。

协働ロボットは自动车から家电まで，物流，农业，医疗などの様々な分野で使用されています。

自动车业界は，人间と机械の共同作业を初めて成立させました：

• 2013年には宝马，车のドア组立ラインに协働ロボットを配置し始めました。
• 2013年にフォルクスワーゲンは，エンジンにグロープラグを取り付けるための协働ロボットを発表しました。
• 2015年にアウディは，ドイツの组立ラインで高さ1.40米の双腕协働ロボットを绍介しました。

航空产业：

• ボーイング社はシアトルに777の组立ラインに协働ロボットを配备しました。
• NEXTAGEは，日本企业であるカワダロボティクスによって设计されたヒト型双腕协働ロボットで，A380机の组み立てに使用されています。

エレクトロニクス分野：

• 协働ロボットは，组み立て作业やライフサイクルテストに使用されています。

KUKAの协働ロボット

従来の产业用ロボットとは异なり，非常にプログラミングが简単です。

• 必ずしもコ - ドを书く必要がありません含まれているソフトウェアは非常に直感的ですが，プログラムを使うことを学ぶ必要がないというわけではありません。
• 协働ロボットに利用できるもう1つのオプションは，学习によるプログラミングです。ロボットを操作して何をすべきかを教えるだけです。

学习によるプログラミングは作业场で直接でき，アプリケ - ションを介して行われます协働ロボットをどうプログラムするには：

• アプリケーションをダウンロードして，そのタスクを作成します。
• ロボットの手を取ることで必要な动作を教えます。そしてアプリケーションに学习内容を保存してください。
• ロボットはその后1人で作业ができます。
• 必要に応じて制造中に再プログラムしてください。

协働ロボットは人间と安全に働くように设计されていますが，それでも产业用ロボットです。そのため产业环境で动作する他の机器と同様に，安全基准をクリアする必要があります。

2016年以降ISO / TS 15066规格は，协働ロボットの制造业者および利用者に具体的なガイドラインを提供しています。

この规格とは？

• 协働ロボットは，人间と物理的に接触するように造られているので，规格は接触を除外しません。
• 规格では，协働ロボットの力と圧力の阈値が定められています。
• したがって安全性は冲突を回避することではなく，怪我をすることなくロボットに接触した时に作业员が耐えられる力と圧力にあります。

阈値

• 规格は人体29部位に対して阈値を示しています。
• 胸部の力の阈値は140Nまでとなっています。
• 胸骨と胸筋にかかる圧力阈値は120N / cm 2时，また170 / cm2的です。

KUKAの移动式働ロボット

移动ロボットは产业用ロボットの新しいタイプです：

• 自律型でもプラットフォーム上でも，移动ロボットはロボット分野の大きな革命と言えます。
• より柔软で，レーザー诱导システムで地面や磁石にマーキングすることなく工场内を移动できます。
• 静的恊働ロボットと同じくらい安全で，人间と一绪に働くことができます。*
• す市场に出ている恊働ロボット：KUKAのとOmniRob博世のAPAS

人工知能を组み込んだ恊働ロボットも将来的に有望です。人工知能を持つ恊働ロボットには，タスクを教えプログラムする必要があります。将来的にはAIによって基本的なタスクをロボットに见せるだけで，ロボットはタスクを再现でき，改善までできるようになります。

メ - カ - は，恊働ロボットと人间が対话できるように言语机能にも取り组んでいます。例えば库卡は，PNL技术を用いた神経言语プログラミングを开発しています。