協働ロボット導入の安全規格・必要な要求機能・課題について

協働ロボットが人と共に働くにあたって、安全性の確保は最優先事項です。その安全性を担保するために、国際的な安全規格が定められています。
主な規格として、ISO 10218-1、ISO 10218-2、そしてISO／TS 15066があります。これらの規格は、協働ロボットの設計、製造、システムインテグレーション、そして協働ロボット特有の安全要件を網羅的に規定しています。

ISO 10218-1

この規格はロボット全般の設計・製造における安全要求事項を定めており、協働ロボットもその対象に含まれます。ロボット本体の安全機能や、製造過程におけるリスクアセスメントの実施など、基本的な安全対策が規定されています。

ISO 10218-2

こちらはロボットシステム全体の安全に関わる規格です。ロボットハンドや周辺機器を含めた生産ライン全体をシステムとして捉え、その安全性を確保するための要件が定義されています。システムインテグレーターは、この規格に準拠したシステム構築を行う必要があります。

ISO／TS 15066

この規格は、協働ロボット特有の安全要件を定めたもので、ISO 10218-1を補完する形で制定されました。協働ロボットの安全な運用を実現するために、より具体的な安全対策やリスクアセスメントの手法が規定されています。
特に、人とロボットが安全に協働作業を行うための条件や、接触時の力の制限値などが詳細に定められています。

これらの規格を理解し、遵守することで、協働ロボットを安全に導入・運用し、人とロボットが共に働く生産性と安全性を両立した職場環境を実現することが可能になります。

協働ロボットは人とロボットが同じ空間で作業を行うため、安全性の確保が最優先事項です。安全な協働ロボットを実現するには、さまざまな規格や技術的要件を満たす必要があります。
こちらでは、安全な協働ロボットに必要な要求機能を解説します。

安全適合の監視・停止

産業用ロボットは、安全のために作業者が可動範囲内にいる間は動作を停止し、作業者が範囲外に出てから作業を再開します。しかし、協働ロボットは人とロボットが同じ空間で作業することを前提に設計されているため、作業者が協働作業空間内にいても、安全が確保されている限りロボットは停止せずに作業を継続できます。

ハンドガイド

ハンドガイドは、協働ロボットを直接操作するための装置で、特に重量のあるワークを扱う際にロボットハンド付近に設置されます。
また、ハンドガイドには、緊急時にロボットを即座に停止させる「費用停止装置」や、ロボットの手動操作への切り替えが可能な「イネーブルスイッチ」が不可欠です。
イネーブルスイッチはティーチング作業に用いられ、作業中はロボットの移動速度を250mm／秒以下に制限する必要があります。

速度と間隔の監視

協働ロボットと作業者の安全な距離を確保するため、ロボットの速度と作業者との間隔を常時監視し、必要に応じてロボットの動作を調整・停止させることで、作業者へのリスクを最小限に抑えます。
ロボットを制御するアプリケーションは、リスクアセスメントによって決定することが求められています。

本質的設計または制御による動力および力の制限

ロボット自体が持つ設計上の特性、または制御システムによって、人との接触時に加わる力やエネルギーを制限するものです。人との偶発的な接触が発生した場合でも、怪我のリスクを最小限に抑えることを目的としています。動力や力の制限は、ロボットの設計段階で組み込まれる場合と、制御システムによって実現される場合があります。

協働ロボットは人とロボットが同じ空間で作業を行うため、安全性の確保が最優先事項です。安全な協働ロボットを実現するには、さまざまな規格や技術的要件を満たす必要があります。安全規格で定義されている4つの安全要件を理解し、適切な安全対策を実施することで、人とロボットが安全に協働作業を行うことができます。

協働ロボットは人と共に働くロボットとして期待されていますが、導入にはいくつかの課題が存在します。これらの課題を理解し、適切な対策を講じることで、協働ロボットのメリットを最大限に活かすことができます。

安全性の確保

協働ロボットは人との協働作業を前提としていますが、安全性の確保は最重要課題です。ISO 10218やISO／TS 15066などの安全規格に準拠したリスクアセスメントの実施は必須です。想定されるリスクを洗い出し、適切な安全対策を講じる必要があります。
協働ロボットは安全機能が充実しているとはいえ、作業内容によっては安全柵の設置や、作業者の安全教育の徹底も必要となります。

導入コスト

協働ロボットは産業用ロボットに比べて導入コストが低いといわれていますが、周辺機器やシステムインテグレーション、安全対策にかかる費用を含めると、相応の投資が必要になります。そのため、投資対効果を綿密に検討し、導入によるメリットが費用を上回ることを確認しましょう。
また、導入後の運用コストやメンテナンス費用も考慮に入れることが重要です。

複雑な作業への対応

協働ロボットは単純作業の自動化に適していますが、複雑な作業や判断を伴う作業への対応は難しい場合があります。高度なプログラミングやAI技術の活用が必要となるケースもあり、導入前に協働ロボットで実現可能な作業範囲を明確にする必要があります。
また、作業内容の変化に柔軟に対応できるシステム構築も重要です。

作業者の理解と協力

協働ロボットの導入は、現場作業者の理解と協力なしには成功しません。協働ロボットに対する不安や抵抗感を払拭するため、導入目的やメリット、安全性などを丁寧に説明する必要があります。
また、協働ロボットを適切に操作するための教育訓練も重要です。作業者と協働ロボットがスムーズに連携できる環境づくりが不可欠です。

スキルと知識の不足

協働ロボットの導入、プログラミング、メンテナンスには専門的なスキルと知識が必要です。社内に専門人材が不足している場合は、外部のシステムインテグレーターに協力を依頼しましょう。
また、導入後の運用やトラブル対応を円滑に行うため、社内での人材育成も重要です。

協働ロボットは適切に導入・運用することで、生産性向上や労働環境改善に大きく貢献できます。これらの課題を解決し、協働ロボットのポテンシャルを最大限に引き出すことが重要です。

協働ロボットを導入すると、安全性や生産性の向上が期待できますが、現場作業者にとっては新たな課題も生じます。導入前にこれらを把握し、対策を講じることが円滑な運用につながります。

操作への不安

ロボットの操作方法やプログラム変更に不慣れな作業者は、誤操作を避けるため教育が不可欠です。操作マニュアルや段階的なトレーニングで安心感を高めます。

安全規格への理解不足

ISO 10218やISO/TS 15066などの規格は、安全確保の基本です。作業者が規格の内容を理解することで、日常の運用中も安全意識を維持できます。

作業工程の変化への適応

協働ロボット導入に伴い作業手順が変わる場合があります。作業者からのフィードバックを取り入れ、現場に合わせた柔軟な調整が必要です。

心理的な抵抗感

「ロボットに仕事を奪われるのでは」といった不安は、説明会やデモンストレーションで協働のメリットを共有することで軽減できます。

これらの課題を事前に把握し、教育や環境整備を行うことで、協働ロボットは安全かつ効率的に現場作業を支える存在となります。

協働ロボットを安全かつ効果的に導入するには、ロボット自体だけでなく、現場環境の整備も欠かせません。例えば、作業スペースの整理整頓や床面の平滑化は、ロボットの動作安定に直結します。また、照明や温湿度の管理もロボットの性能維持に影響します。

さらに、人とロボットが同じ空間で作業するためには、作業動線の明確化も重要です。作業者の動きや通路をしっかり設計することで、予期せぬ接触やトラブルを未然に防げます。

こうした環境面の整備は、導入後のトラブルを減らし、協働ロボットの能力を最大限に発揮させる土台となります。導入前に現場をしっかり見直し、環境改善を進めることが成功のポイントです。

従来の産業用ロボットは、人との接触を避けるために安全柵で囲われていました。しかし、協働ロボットは人と同じ空間で作業できるように設計されており、製造現場における柔軟な働き方を可能にしています。
ただし、人とロボットが近接して稼働する以上、想定外の動作や誤作動によって人がケガをするリスクもゼロではありません。そのため、導入前には「安全」を最優先に考えることが求められます。

リスクアセスメントの実施

安全確保の第一歩は、導入する協働ロボットのリスクアセスメントです。ロボットの動作範囲、可搬重量、作業スピード、使用されるツールや周辺設備との干渉などを事前に洗い出し、リスクの度合いを評価しておく必要があります。
特に、手作業で材料を出し入れする工程や、人が頻繁に接近する作業エリアでは、予想外の接触事故が起こる可能性もあります。センサや制御システムだけに頼らず、現場の動線や作業者の行動を含めた総合的な視点での確認が重要です。

適切な安全装置の導入

リスクが判明した場合、その対策として安全装置や制御機能を適切に導入する必要があります。代表的なものに、力覚センサによる接触検知、非常停止ボタン、速度制限モード、動作範囲制御などがあります。
これらの対策を導入することで、人への衝突リスクを大幅に低減することができます。

作業者への教育と運用マニュアルの整備

いかに高度な安全機能が備わっていても、それを扱う人間が正しく使えなければ意味がありません。協働ロボットの導入にあたっては、作業者への操作教育、安全意識の醸成、そして実際の運用ルールを定めたマニュアルの整備が不可欠です。
特に中小企業など、初めてロボットを導入する現場では、トラブルが発生した際の対応フローや点検頻度なども明記しておくことで、安全な稼働体制を構築することができます。

導入後も「安全第一」の姿勢を維持する

協働ロボットは導入すれば終わりではなく、日々の運用の中で人とロボットの関係性が変化していきます。作業工程が変わったり、新しい道具を取り付けたりした場合には、改めてリスクを見直す必要があります。
安全を継続的に確保するには、定期的な点検、作業環境の見直し、従業員からのフィードバック収集など、現場に根ざした改善活動が求められます。

協働ロボットの導入を成功させるには、単にロボットを購入するだけでなく、社内体制の整備も重要です。導入前に役割や責任を明確にすることで、現場での混乱や事故を未然に防ぐことができます。

・導入担当者の選定：ロボットの設置・プログラム管理・保守点検を担当する責任者を決める
・安全管理チームの設置：リスク評価や安全規格の遵守状況を定期的にチェックできる体制を整える
・教育担当の配置：作業者向けの操作研修や安全教育を計画し、実施する
・運用ルールの策定：作業手順や異常時対応のマニュアルを事前に作成し、全員が理解するようにする

このように、社内での明確な役割分担と体制整備を行うことで、協働ロボットは安全に効率よく現場に導入でき、運用開始後もスムーズな作業環境を維持できます。

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