「産業用ロボットを導入したいが、ロボットティーチングができる社員がいない」そう悩んでいる企業の皆さまもいるでしょう。
そこで今回は、ロボットティーチングの種類や手順、人材の確保方法を紹介します。この記事を最後まで読めば、ロボットティーチングに必要な基礎知識を得られるので、産業用ロボットを導入する際の参考にしてください。
目次
産業用ロボットのティーチングとは
産業用ロボットのティーチングとは、産業用ロボットにどういった風に加工してほしいか、組み立ててほしいかなどの動作内容をインプットする作業のことです。
ティーチングにより、熟練作業者と同じように、適切な姿勢や力加減で作業を実行できるようになります。また、ロボットのティーチングを行う作業者は、「特別教育」を受講しなければなりません。
産業用ロボットのティーチングの種類
ロボットティーチングの方法は、大きく分けて下記の4種類です。
- オフラインティーチング
- オンラインティーチング
- ダイレクトティーチング
- AIによるティーチングレス
遠隔操作で安全にできる方法やAI技術により自動でできる方法など、さまざまなティーチング方法があります。下記で詳しく解説します。
オフラインティーチング
オフラインティーチングとは、パソコンやスマートフォンなどの端末でソフトウェアを使用し作成したプログラミングを、産業用ロボットに転送しティーチングを行う方法です。
対象のロボットを稼働せずに、プログラム上で動きをシミュレーションできるため、ティーチングのために生産ラインを停める必要がありません。
また、ロボット設置後も、ソフトウェアに位置補正機能が搭載されていれば、わずかな修正で済みます。
オフラインティーチングは、プログラミング言語やCADの知識がある作業者であれば、比較的早く必要なティーチングスキルを身につけられます。
なおオフラインティーチングは、4種類に分かれているので下記で紹介します。
テキスト型
テキスト型のオフラインティーチングは、ロボットに実行させたい作業プログラムを、テキストエディタへ直接打ち込む方法です。
テキスト型は、プログラミングする内容が比較的少なくて済むような、積み下ろしや搬入など単純な作業を行う直交ロボットで主に使用されます。
シミュレータ型
シミュレータ型のオフラインティーチングは、ロボットとパソコン間で、作業プログラムや座標を送受信しながらティーチングする方法です。
ソフトウェアには、座標位置を変更できる逆変換機能や、3Dデータ作成機能が備わっています。作成したプログラムはソフトウェア上で各メーカーのロボット用の独自言語に変換できるので、別メーカーのロボットにも同じプログラムを利用できるメリットがあります。
エミュレータ型
エミュレータ型のオフラインティーチングは、SLIMなどのロボット用プログラミング言語やC言語で作成したプログラムを読み込ませる方法です。
実機が模倣された3Dの仮想空間内で、対象ロボットの姿勢や速度を計算できるため、ほかのティーチングに比べ精度の高い動きが可能です。そのため、オフラインティーチングでは主流とされています。
しかし、作成されたプログラムはソフトウェアの仕様上、同じメーカーのロボットでしか利用できません。
自動ティーチングシステム
自動ティーチングシステムでは、現場で使用されているCADデータを元に、自動でプログラムを作成します。CADで作成された3Dモデルを元に自動的にロボットの動きを作成するため、複雑な動きへの対応が可能です。
また、プログラムが自動で作成されるので、大幅な工数削減となります。自動ティーチングシステムは、ロボットの設定が自動型に制限されている場合や、CADデータの取り扱いに慣れている場合に向いています。
オンラインティーチング
オンラインティーチングは、ティーチングペンダント(操作するリモコン)でロボットを動かしてティーチングする方法です。記録した動作を再生して確認を行います。
プログラミングを入力する手間がないので、初心者でも操作が比較的簡単です。
しかし、ティーチング担当者が必要な動作を一つひとつ丁寧に教え込む必要があるためティーチング自体に多くの時間がかかるうえに、実際に現場でロボットを動かしながらティーチングする必要があるため、生産ラインを停めなければならないデメリットがあります。
また、ティーチングの精度によって、ロボットの作業効率も大きく変わります。
ダイレクトティーチング
ダイレクトティーチングは、ティーチング担当者がロボット本体を手で動かしてティーチングを行う方法です。ティーチング担当者が動かした操作経緯を産業用ロボットに覚えさせています。
直感的にティーチングを行えるため、プログラミング言語やCADなど、専門的な知識が必要ありません。
しかし、正確なティーチングを行うのは難しく、ティーチング中にロボットが誤作動を起こした場合、事故につながる可能性もあります。
そのため、安全対策がしっかりと施されている協働ロボットに使用される場合が多いです。
AIによるティーチングレス
AIによるティーチングレスは、作業者が対象のロボットへ作業目標を伝えるだけで、AIが位置や速度を最適化し、人の手を借りずに自動でティーチングを行う方法です。
AIが作業を繰り返すなかで自動的に精度を上げていくため、ティーチングの修正を最小限にできます。そのため、ティーチング担当者を外注・育成する必要がなく、コスト削減につながります。
また、この方法はセンサーの情報を分析した結果に基づいてアームを的確に制御できるため、従来のロボットでは対応できなかった複雑なティーチングも対応可能です。
ロボットのティーチングには「特別教育」の資格が必要
ロボットティーチングを行うためには、一部の例外を除き、特別教育を受講する必要があり、以下のように労働安全衛生法第六章でも義務づけられています。
事業者は、危険又は有害な業務で、厚生労働省令で定めるものに労働者をつかせるときは、厚生労働省令で定めるところにより、当該業務に関する安全又は衛生のための特別の教育を行なわなければならない。
引用『第六章 労働者の就業に当たつての措置‐第五十九条三項』
下記で特別教育の概要を解説します。
特別教育とは
特別教育とは、産業用ロボットのティーチングやメンテナンス作業を行う作業者が受講しなければならない教育です。特別教育の講義では、関連法令や安全対策、ティーチング方法、ロボットの危険性など、産業用ロボットを使ううえで必要な知識を学びます。
そのため産業用ロボットのティーチングを自社の作業者に任せる場合には、必ず受講させるようにしましょう。
詳しい「特別教育」の概要は下記をご覧下さい。
参照産業用ロボット特別教育とは?安全と効率を両立させる必須資格を取得しよう!
80W未満の協働ロボットは資格がなくても良い
80ワット未満の協働ロボットを利用する際は、例外として特別教育の受講は必要ありません。
協働ロボットは、人間と同じ環境や同じタイミングで稼働する前提で製造されています。そのため人間と接触しないよう動作が停止され、接触した際も事故が起こらないよう十分な対策が施されており、安全性が高いです。
協働ロボットは、一般的な産業用ロボットと比較して安全性が確保されていることから、特別教育を受ける必要がないとされています。
ロボットのティーチングを行うまでのステップ
実際ロボットティーチングを行いたい場合は、どのように進めればよいのでしょうか。
下記でロボットティーチングを行うまでの手順を紹介します。
1.特別教育の資格をとる
ロボットティーチングを行うには、特別教育を受講し資格を取得しなければなりません。特別教育はロボットメーカーや労働基準協会、システムインテグレーターで行われています。
特別教育の内容は、座学と実務の2つから構成され、産業用ロボットの仕組みから法令を学びます。居眠りや、長時間の退席があった場合は修了要件を満たしていないと判断される場合もあるため、しっかりと集中して受講するようにしましょう。
受講後は、修了書が発行され、履歴書にも記載できるようになり、修了書が資格取得の証明となります。
2.ティーチング方法を決め実行する
特別教育受講後は、まずロボットのティーチング方法を決めます。
ロボットティーチング方法は、ティーチングの自動化を優先したい場合には、AIティーチング、熟練作業者の作業内容を的確に模倣してほしい場合にはダイレクトティーチング、といったように、作業者やロボットの特性に合わせて決めます。ただしロボットメーカーからティーチング方法の指定がある場合は、それに従いましょう。
そして、実際にロボットティーチングを行う際には、操作方法のマニュアルを作成し、自社でティーチングができるようにしておきましょう。
産業用ロボットのティーチングができる人材確保の方法
産業用ロボットの導入時にティーチング作業ができる人材がいない場合には、自社で人材育成をするか、ティーチング担当者の外注を検討しましょう。
下記でそれぞれの人材確保方法のメリットを解説します。
自社で人材育成する
産業用ロボットは、定期的にメンテナンスや修正を行う必要がありますが、自社でティーチング担当者を育成しておくと、外注費用の削減につながるほか、ロボットにトラブルが起きた場合もすぐに対応できます。
自社でロボットティーチングの人材を育成するには、特別教育の受講を通じて、プログラミング言語やロボットの操作方法などの基礎的な知識を習得してもらうのが近道です。
ティーチング担当者を外注する
ティーチング担当者を育成する時間がない、早くロボットを導入したい場合は、ティーチング担当者を外注する方法もあります。
特に、難しい作業をティーチングする際は、自社で行うよりも、専門のティーチング担当者に任せた方が良い場合もあります。
ただし、ティーチング担当者の外注は1日あたり10万円程度かかるため、予算との相談が重要です。外注にかかる費用は、会社によって異なるため、事前に問い合わせて確認しておきましょう。
まとめ
今記事では、ロボットティーチングとは何か、ロボットティーチングの種類や手順について紹介しました。
ロボットティーチングの方法はいくつかあるので、ロボットや作業者に合わせた方法を選ぶのがポイントです。ティーチング担当者を自社で育成する場合には、特別教育を通じて資格を取得させるようにしましょう。