コボット： ファクトリーオートメーションの新たな寵児

インダストリー4.0の登場により、工場の自動化は製造業の発展にとって重要な要素となっています。自動化は生産性を向上させ、生産性は収益性を高めます。実際、ロボットは何十年もの間、工場自動化の重要な役割を果たしてきました。従来の産業用ロボットは、その高い効率と精度で製造業を支配してきました。しかし、インテリジェントでフレキシブルな製造業への需要が高まるにつれ、従来のロボットの限界が徐々に明らかになりつつあります。

近年、"コボット"とも呼ばれる協働ロボットが新たなトレンドとして登場しています。コボットはファクトリーオートメーションの新たな寵児となりつつあります。従来の産業用ロボットとは異なり、コボットは人間の作業員との相互作用や共同作業に重点を置いています。産業オートメーションに新風を吹き込み、オートメーション技術の新たな方向性を示しています。

コボット： 伝統にとらわれず、未来の工場を作ります

2000年代初頭から、コボット（協働ロボット）の重要性はますます高まっています。その最大の特徴は、人間の作業員と連動して作業できることです。人間と同じ作業スペースで動作するように設計されているため、従来の産業用ロボットに必要だった安全柵などの防護壁は必要ありません。現代の多くの工場では、コボットはもはや単なる機械的な代替品ではなく、人間の労働者の「同僚」へと進化しています。高度な柔軟性と創意工夫が必要な状況で人間を支援し、生産プロセスの効率をカスタマイズして最適化することができます。

コボット市場は過去10年間で大きく成長し、この傾向は今後も続きそうです。Grand View Researchのアナリストによると、この技術は2023年から2030年にかけて年平均成長率32％で成長すると予測されています。現在の15億8,000万米ドルから、2030年には110億4,000万米ドルの世界市場規模に達すると予想されています。

2015年にドイツで開催されたハノーバー・メッセ見本市で発表されたABBの14軸デュアルアームコボットYuMiは、ロボット工学とオートメーションの世界を変えました。YuMiは、小さな部品の組み立てなど、高い精度と柔軟性が求められる繊細な作業のために開発されました。一緒に働くことも、独立して働くこともできる2本のアームを備え、通常は複数のロボットや人間のオペレーターを必要とする複雑な作業をこなすことができます。

ABB YuMi

英国を拠点とするメーカーQ5Dも最近、初の5軸CNC積層造形ロボットセルCY1000を発表しました。CY1000は、積層造形プロセスで裸線または絶縁線を使用できるスタンドアロン型ロボットセルです。これにより、重く、高価で、信頼性に欠ける可能性のある電気ハーネスが不要になります。マシンにさらに2つの軸を追加し、5つの自由度を可能にすることで、CY1000はさらに高い精度で構造物を構築し、電線を堆積させることができます。それゆえ、このユニークなコボットは、製造工程で配線作業を行うことができます。

Q5DのCY1000ロボットセルは、積層造形における大きなブレークスルーです。ワイヤーハーネス組立の自動化レベルを向上させるだけでなく、将来の電子製品の自動配線に道を開くものでもあります。将来的には、電子製品の配線自動化のモデルとなる可能性もあります。

Q5DのロボットセルCY1000

コボットの主な利点は、人間にとって非常に反復的で危険な作業や、複雑で繊細なハンドリングを必要とする作業を実行できることです。自動車、電子機器、食品、製薬など多くの産業で、コボットは組立、梱包、検査、運搬などさまざまな作業を行うようになっています。その汎用性と導入の容易さにより、企業は市場の変化や顧客の要求により迅速に対応することができます。このような人間とロボットのコラボレーションは、作業効率を向上させるだけでなく、作業環境の柔軟性も高めます。作業員は必要に応じて機械に介入し、操作することができるため、きめ細かな制御が可能になり、より効率的なワークフローが実現します。

安全第一

コボット（協働ロボット）に関する議論で最初に生じる疑問は、コボットが人間と一緒に作業できるほど安全かどうかということです。2016年に発表されたISO/TS 15066仕様は、コボットの安全な操作に関する詳細な国際基準を定めています。これらの規格は、パワー、スピード、コボットの力の制限、必須の安全制御システム、人間工学、オペレータートレーニング、必須のリスクアセスメントをカバーしています。これらの基準を遵守することで、メーカーは効率的に動作し、人間の同僚の安全を確保するコボットを開発することができます。

協働ロボットの分野では、安全が第一です。継続的な技術革新と改善が、コボットをよりスマートで安全な未来へと導きます。急速に進化するファクトリーオートメーション環境において、コボットの安全性と人間との効率的な協働を確保するためには、以下の4つの重要な要素を考慮する必要があります。

1. 認識機能：高度なセンサーのおかげで、コボットは人間の位置や動きを含む周囲の状況を瞬時に認識することができます。これらの知覚能力は、安全なコラボレーションの基礎となります。
2. スマートな意思決定：人工知能の助けを借りて、コボットは潜在的なリスクを効果的に回避し、安全性を高めるために迅速に反応することができます。
3. 力の制限：コボットの機械アームの力と速度を制限することで、人間の作業員と偶発的に接触した場合でも、可能な限り危害を与えないようにします。
4. マルチモーダルインタラクション:物理的インターフェースに加え、音声やジェスチャーコントロールなどの様々なマルチモーダルインタラクションの手段により、作業員はコボットとのコミュニケーションや共同作業を容易に行うことができます。

進化し続ける自動化の時代において、コボットのインテリジェントな能力と自律性を高めることは、高い優先事項となっています。人工知能と機械学習の継続的な発展により、コボットはより賢くなっています。将来のコボットは、より自律的に学習・適応し、より複雑なタスクを自動的に実行できるようになるでしょう。モノのインターネットが普及するにつれて、コボットは生産プロセス全体とサプライチェーンにより密接に統合されるようになります。ひいては、より効率的なデータ分析とリソースの最適化につながり、製造業をよりスマートで効率的な開発の方向へと前進させるでしょう。

結論

人件費の高騰、労働力不足、生産性の向上の絶え間ないニーズにより、コボット（協働ロボット）には大きな成長の可能性があります。ISO/TS 15066仕様の導入と過去20年にわたるコボットの徹底的な応用により、コボットの継続的な改善が促進され、ますます安全で効果的なものとなっています。

将来を見据えると、コボットの広範な展開は、よりスマートで、より柔軟で、より人間中心の製造業の到来を告げるものです。技術の絶え間ない進歩と、新しく多様なアプリケーションの絶え間ない開発が相まって、コボットは将来の工業生産においてますます重要な役割を果たすでしょう。企業はすでにコボットに依存するようになっており、さらに多くの企業がコボットに続くでしょう。

ファクトリーオートメーションの新たな寵児であるコボットは、生産性と労働条件を向上させるだけでなく、製造業全体の発展のためにエキサイティングな新たな機会を切り開くでしょう。