本記事では、協働ロボットの特徴やメリット・デメリットを詳しく解説し、具体的な導入事例を通じてその効果を探ります。協働ロボットの導入を検討している企業にとって、必見の内容です。ぜひ最後までお読みください。
目次
協働ロボットとは？ 特徴を紹介
協働ロボットとは、人間と同じ作業空間で協働作業を行うことができるロボットのことです。協働ロボットは産業用ロボットの一種で、基本的には産業用ロボット特別教育が必要となります。
しかし、協働ロボットは対策により安全柵をなくすことができるため、柔軟な配置も可能です。その場合、技術ファイル（概要、リスクアセスメント、安全自己宣言など）の作成が必要となります。
結果的に効率的かつ安全に作業を行うことができるため、製造業を中心に広く導入されているのが、協働ロボットです。
協働ロボットには、以下の特徴があります。
安全性の確保
- 協働ロボットは高度なセンサー技術と制御アルゴリズムを搭載しており、人間と同じ空間で安全に作業を行える
- 衝突検知機能や力覚制御機能により、人間と接触した場合には即座に動きを停止するなど、安全性が非常に高い
柔軟性と汎用性
- コンパクトなデザインと簡単なプログラミングにより、さまざまな作業環境やタスクに対応することが可能
- 生産ラインの変更や新しい作業の導入が容易であり、小規模な生産から大規模な生産まで幅広く対応できる
生産性の向上
- 協働ロボットは人間と協力して作業を行うことで、作業効率の向上が可能
- ロボットが繰り返し行う単純作業を担当することで、人間はより複雑な作業や品質管理などに集中することができ、全体の生産性が向上
産業用ロボットと協働ロボットの関係とは？
協働ロボットは産業用ロボットの一種です。どちらも製造現場での作業を効率化するために使用されるという点は同じですが、その設計思想や用途にはいくつか違いもあります。
ここでは、特に3つの相違点をご紹介します。
- 作業スタイル
- 安全対策
- 用途と作業範囲
作業スタイル
協働ロボットは人間と一緒に作業することを前提に設計されています。これに対して、産業用ロボットは人間の作業員を置き換え、作業を完全に自動化することを目的としています。協働ロボットは、人間と協力して行う作業をサポートすることで、安全かつ効率的な作業環境を実現します。一方、産業用ロボットは、人間の手を借りずに大量生産を行うために使用されます。
安全対策
協働ロボットは高度なセンサー技術を用いており、人間との接触があった場合でも即座に停止するなど、安全性が確保されています。このため、協働ロボットは対策を講じることで、安全柵なしで運用することが可能です。ただし、高機能なため、高額なことが多いです。これに対し、産業用ロボットは高出力で動作するため、安全柵や専用の作業エリアが必要です。作業エリア内に人間が立ち入らないようにすることで、安全を確保しています。
用途と作業範囲
協働ロボットは小型で軽量な設計が多く、精密な作業や軽作業に適しています。そのため、製品の組み立てや検査、パッキングなど、人間と共に細かい作業を行う現場で活躍します。一方、産業用ロボットは大型で高出力なため、自動車の製造や大型機械の組み立てなど、重量物を扱う作業に適しています。これにより、大量生産ラインでの使用が一般的です。
協働ロボットを導入することのメリット・デメリット
協働ロボットを導入する際は、メリットとデメリットの両方を考慮する必要があります。このセクションで、それぞれ確認していきましょう。
メリット
協働ロボットを導入するメリットには、以下の3つが挙げられます。- 人件費の削減
- 製品品質の安定
- 生産効率の向上
人件費を削減可能
協働ロボットの大きなメリットのひとつは、人件費の削減が可能な点です。協働ロボットは、人間のように休憩や休暇を必要としません。24時間365日、連続して作業を行うことができるため、労働時間に関する制約がありません。この特性により、従来人手に頼っていた作業を自動化することで、企業は人件費を大幅に削減することができます。
製品品質の安定
協働ロボットを導入することで、製品の品質も安定します。協働ロボットは精密なプログラムに基づいて動作するため、毎回同じ動きを正確に再現することができます。これにより、製品の品質にバラつきが生じることがなくなります。人間が行う作業では、作業者の熟練度や体調、注意力の違いにより品質のばらつきが避けられません。しかし、協働ロボットを導入することで、これらの問題を解消できます。
生産効率の向上
協働ロボットを導入すると、生産効率の向上も見込めます。協働ロボットは、人間が行う単純で反復的な作業を正確かつ迅速に行うことができます。これにより、人間の作業員はより複雑で創造的な業務に専念することができ、全体的な生産効率が大幅に向上します。協働ロボットの導入により、24時間体制で作業を行うことが可能となり、生産ラインの稼働率が向上します。
デメリット
一方で、協働ロボットを導入する際は、以下の2点も考慮する必要があります。- 作業の完全無人化は難しい
- 協働ロボットを扱える人材が必要
作業の完全無人化は難しい
協働ロボットのデメリットのひとつは、作業の完全無人化が難しい点です。協働ロボットは、人間と協力して作業を行うように設計されているので、全ての作業をロボットのみで完結させることは現実的ではありません。特に、複雑な判断や繊細な作業、人間の感覚が必要とされる業務においては、協働ロボットだけでは対応が難しい場合があります。したがって、協働ロボットはあくまで人間の作業をサポートするためのツールとしての役割が中心です。
重要なのは、人とロボットの協力体制を強化することが重要です。まず、協働ロボットを適切なタスクに割り当てることが求められます。ロボットには反復作業や精密な動きを必要とするタスクを担当させ、人間は創造的な業務や判断が必要な作業に集中します。さらに、ロボットの性能を最大限に引き出すために、定期的なメンテナンスやアップデートを行うことも必要です。
協働ロボットを扱える人材が必要
協働ロボットのもうひとつのデメリットは、協働ロボットを適切に扱える人材が必要であることです。協働ロボットを導入することで作業の効率化が図れる一方、ロボットの操作やメンテナンスを行うための専門的な知識を持つ人材が求められます。定期的な調整やトラブルシューティング、プログラムの更新など、協働ロボットの運用には高度なスキルが必要となります。これにより、人材の確保や育成が企業にとっての課題となります。
重要なのは、社内教育やトレーニングプログラムを導入し、既存の従業員が協働ロボットを扱えるようにすることです。これにより、内部での専門人材の育成が可能となります。また、ロボットメーカーや専門のトレーニング機関と連携し、外部の専門家による研修を受けることも効果的です。
協働ロボットの用途と導入事例
このセクションでは、以下の3社での協働ロボットの導入事例をご紹介します。
田野井製作所
田野井製作所は、精密機械部品の製造を手掛ける企業であり、協働ロボットの導入により生産効率を大幅に向上させています。同社では、主に組立工程に協働ロボットを活用しています。これまでは人手で行っていた小型部品の組み立て作業を協働ロボットが担当しています。特に、細かい部品を正確に組み立てる工程において、協働ロボットはその正確性と一貫性を発揮しています。
有川製作所
有川製作所は、金属製品の製造を専門とする企業であり、協働ロボットの導入により生産プロセスを革新しています。同社では、金属製品のプレス加工工程に協働ロボットを導入しました。従来、人手で行っていたプレス加工の作業を協働ロボットで自動化することで、作業の効率化を図っています。
特に、小ロット多品種の生産スタイルに対応するため、金型交換などの段取りスペースを考慮し、ロボットを移動式としました。また、自社でシステム構築とプログラムを行い、柔軟な運用を実現しています。
クズハラゴム
クズハラゴムは、ゴム製品の製造を専門とする企業であり、協働ロボットの導入により作業効率と品質を大幅に向上させています。同社では、治具へのワーク整列作業を協働ロボットで自動化しました。従来は人手によって行われていたワークの整列作業を、協働ロボットにより正確かつ迅速に行うことができるようになりました。
協働ロボットは、レイアウト面積が40×1,000ミリメートルと省スペース設計であるため、限られた作業スペースでも効率的に設置および運用が可能です。扱うワークサイズは47×33×0.8ミリメートル、重量は2グラムと非常に軽量であるため、協働ロボットの精密な動作が活かされています。
3つの選定基準 | 協働ロボットの選び方
協働ロボットを選ぶ上で、特に以下の3点を考慮することが重要です。
- アームの長さ
- 可搬重量（ハンド込）
- 移動の有無 ※クリックすると該当箇所に飛びます
アームの長さ
協働ロボットのアームの長さによって、適用範囲や作業効率が変わります。導入の際には、作業内容や設置環境に応じたアームの長さを選定することが求められます。長いアームを持つ協働ロボットは、広範囲な作業をカバーできるため、大規模な生産ラインや広い作業エリアでの使用に適しています。また、ロボット本体を固定したままでも作業範囲を広げることができるため、生産ラインの変更や障害物がある環境にも柔軟に対応できます。
主に、以下のような用途で活用されることが多いです。
- 自動車製造：車体の組み立て、塗装、検査
- 物流倉庫：高いパレットからの荷降ろし、ピッキング作業
- 食品製造：大型容器からの食材の取り出し、製品の梱包
一方で、短いアームを持つ協働ロボットは、高精度な作業や狭いスペースでの作業に向いています。アームが短いことで振動が少なくなり、高精度の作業が可能です。また、短いアームの協働ロボットは設置面積も小さく、小回りの効いた配置も実現します。
そのため、アームの短い協働ロボットは、以下のような用途で活用されることが多いです。
- 電子部品実装：小型部品の高速実装
- 医療機器製造：精密な部品の組み立て
- 研究開発：試作、実験など、柔軟な作業に対応
可搬重量（ハンド込）
協働ロボットの可搬重量によって、その適用範囲や作業効率が変動します。適切な可搬重量を選定することで、作業の生産性や安全性を向上させることができます。重い可搬重量を持つ協働ロボットは、大型部品の取り扱いや重量物の搬送に適しており、重い部品や製品の搬送、パレタイジング作業が可能であり、大型部品の組み立てに活用されます。また、形状が複雑なワークピースにも対応可能であるため、汎用性の高い自動化ラインの構築も可能です。
そのため、可搬重量が重い協働ロボットは以下の用途で活用されることが多いです。
- 自動車製造：エンジンやトランスミッションなどの大型部品の搬送、組み立て
- 物流倉庫：重いパレットの積み降ろし、大型商品のピッキング
- 金属加工：重いワークピースの加工、溶接
逆に、軽い可搬重量の協働ロボットは、精密な作業や狭いスペースでの作業に向いています。特に小さな部品を組み立てる精密な作業や柔軟な配置を実現します。
そのため、以下のような場面で活用されることが多いです。
- 電子部品実装：小型部品の高速実装
- 食品製造：食品の包装、箱詰め
- 研究開発：試作、実験など、柔軟な作業に対応
移動の有無
協働ロボットを選ぶ際に、可搬重量やアームの長さだけでなく、移動の有無も重要な要素のひとつです。特に、以下のような状況では、比較的小型で持ち運びやすいアームが適しています。- レイアウト変更の頻度が高い職場：生産ラインの変更に伴い、ロボットの設置場所を頻繁に移動させる必要がある場合
- 多品種少量生産：多様な製品に対応するため、ロボットを複数の作業場所に柔軟に配置する必要がある場合
- 狭小スペースでの作業：設置スペースが限られている場合、コンパクトで軽量なロボットが求められる
協働ロボットを製造する代表的メーカー7社とSIer（システムインテグレーター）
協働ロボットのメーカー
協働ロボットを製造する代表的なメーカーとして、以下の7社が挙げられます。Universal Robots（ユニバーサルロボット）
ユニバーサルロボットは、2005年にデンマークにて設立された、南デンマーク大学発の協働ロボット開発メーカーです。現在もデンマークに本社を置き、ワールドワイドで協働ロボットソリューションを提供しています。協働ロボットの世界シェア率1位を誇っています。- 協働ロボットソリューション：多種多様な協働ロボットの開発・製造
- メタバース技術の応用：日本のスタートアップであるネクストスケープ「RoboLens」による仮想設置シミュレーションを認証
- 親会社はテラダイン：2015年にテレコム産業およびインターネット産業世界大手メーカーのテラダイン傘下に
Techman Robot（テックマン・ロボット）
テックマン・ロボットは、2016年に台湾にて設立された、協働ロボットメーカーです。拠点は台湾のまま、100以上の販売代理店を通じワールドワイドで組み込みビジュアルシステム、ソフトウェア、アプリケーションベースのソリューションを提供しています。協働ロボットの世界シェア率2位のメーカーです。- 協働ロボットとAI：AI Cobotシリーズとして、AIを搭載した協働ロボットを開発
- TMパレタイジングソリューション：パレタイジング専用に設計されたオールインワンソリューションの提供
- 親会社はクアンタ・コンピューター：1988年に設立された世界最大のノートパソコンメーカーの傘下
JAKA Robotics（ジャカ・ロボティクス）
ジャカ・ロボティクスは、2014年に中国で設立された協働ロボットメーカーです。上海交通大学ロボット研究所が培ってきた技術を基盤に、研究開発チームを結成し、以下の事業を展開しています。- 協働ロボットの開発・製造・販売：豊富なラインナップを取り揃え、お客様のニーズに合わせた最適なロボットを提案
- ロボットソリューションの提供：アプリケーション開発、導入支援、アフターサービスまで、一貫したソリューションを提供
- ロボット関連コンサルティング：ロボット導入の検討段階から導入後まで、幅広いコンサルティングサービスを提供
安川電機（YASKAWA ELECTRIC）
安川電機は、1915年に創業した、世界トップクラスのモーションコントロール機器メーカーです。福岡県北九州市に本社を置き、産業用ロボット、ACサーボモータ、インバータ事業を中心に、世界100カ国以上で事業を展開しています。- モーションコントロール事業：世界シェアトップクラスのACサーボモータ、インバータ、コントローラなどを提供。半導体、液晶、自動車、食品など幅広い産業で採用
- ロボット事業：産業用ロボット「MOTOMAN」シリーズを主力に、多関節ロボット、協働ロボットなど、豊富なラインナップを取り扱う
- システムエンジニアリング事業：ロボットシステムやモーションコントロールシステムの設計、導入、メンテナンスまで、トータルなソリューションを提供
ファナック（FANUC）
ファナックは、山梨県南巨摩郡忍野村に本社を置く、世界トップクラスのNC装置およびロボットメーカーです。1955年の創業以来、一貫して工場の自動化に取り組んできており、現在では世界100カ国以上で事業を展開しています。- FA事業：工作機械用NC装置、サーボモータ、レーザ装置などを提供し、工作機械の自動化・高精度化に貢献
- ロボット事業：産業用ロボット「FANUC Robot」シリーズを主力に、幅広い種類のロボットを開発・製造・販売
- ロボマシン事業：ロボットと工作機械を融合させた「ロボマシン」を開発・製造・販売し、生産性の向上に貢献
- サービス事業：製品販売後の保守メンテナンスや、システム構築、アプリケーション開発などを提供
KUKA（クーカ）
クーカは、ドイツのアウクスブルクに本社を置く、世界をリードするオートメーションソリューション企業です。1898年の創業以来、ロボット工学、自動化システム、製造ソリューションの分野で革新的な技術を開発し続けています。現在、クーカは世界約14,000人の従業員と、約30拠点の販売・サービスネットワークを擁し、自動車、航空宇宙、エネルギー、医療など様々な業界のお客様にソリューションを提供しています。
- ロボット事業：産業用ロボット、協働ロボット、モバイルロボットなど、幅広い種類のロボットを開発・製造・販売
- オートメーションシステム事業：ロボットを統合した自動化システムを設計・構築し、お客様の生産性向上に貢献
- 製造ソリューション事業：自動車ボディ製造ライン、航空機アセンブリラインなど、業界特化の製造ソリューションを提供
- サービス事業：ロボットの保守メンテナンス、トレーニング、アプリケーション開発などを提供
川崎重工（Kawasaki Heavy Industries）
川崎重工は、1878年に創業した、日本を代表する総合重工メーカーです。神戸市と東京都港区に本社を置き、陸・海・空の幅広い分野で事業を展開しています。2023年度の連結売上高は約2兆円、従業員数は約4万人です。- 航空宇宙システムカンパニー：民間航空機、防衛航空機、宇宙開発システムなどを開発・製造
- エネルギーソリューション＆マリンカンパニー：タンカー、LNG船、コンテナ船、発電プラント、環境プラントなどを開発・製造
- 車両カンパニー：鉄道車両、バス、オートバイなどを開発・製造
- 精密機械カンパニー：工作機械、ロボット、油圧機器などを開発・製造
協働ロボットのSIer（システムインテグレーター）
協働ロボットのSIerとして、ここでは2社ご紹介します。。- レステックス（RESTEX）
- ウィングロボティクス（Wing Robotics） ※クリックすると該当箇所へ飛びます
レステックス（RESTEX）
レステックスは2011年に千葉に設立され、半導体製造装置向けの温度制御や筐体設計などの設計企業としてスタートしました。現在ではロボットシステムインテグレーターとしても知られています。2022年には台湾のテックマン・ロボットの輸入販売代理店契約を結び、協働ロボット「TM Robot」シリーズの提供を開始しました。
レステックスは、導入サポートや操作支援を含むトータルな技術支援を行っています。例えば、TM Robotの「TM-REX5900」パッケージの導入支援事例があり、ロボットと人の作業を簡単に切り替えられる柔軟性のある運用が評価されています。
協働ロボットやサービスにご興味がある方は、レステックスの担当者におつなぎしますので、以下ボタンからお問い合わせください。
JET-Globalに問い合わせる
ウィングロボティクス（Wing Robotics）
ウィングロボティクスは2018年に東京に設立されました。労働環境における省人化・省力化のために、AIやロボティクスなどの各ジャンルのプロフェッショナルでチームを構成し、実用性のある最先端ロボットを派遣するベンチャー企業です。ジャカ・ロボティクスと代理店契約し、Zuシリーズの販売およびロボットシステムインテグレーターとして活躍しているほかに、月額制ロボット派遣サブスプリクションサービスも提供しているのが特徴です。
ウィングロボティクスは、多品種小ロットの工場生産工程に導入支援をした実績があります。そのひとつが、産業用のネジやナットを製造するために必要な「タップ」「ダイス」を製造する田野井製作所です。人材不足の解消のため、ウィングロボティクスの支援を受けながら協働ロボットを導入し、生産の効率化を図りました。以下の記事でこの事例を紹介しています。
2024年9月13日
協働ロボットやサービスにご興味がある方は、ウィングロボティクスの担当者におつなぎしますので、以下ボタンからお問い合わせください。
JET-Globalに問い合わせる
