目次
効率化・省人化のために産業用ロボットを導入している企業が増えています。そして、ロボットを思い通りに作動させるためにはティーチングが欠かせません。
今回は、産業用ロボットのティーチングについて必要な情報を厳選して解説していきます。
・ティーチングとは「産業ロボットにプログラムを与えて、目的の行動が行えるよう教え込むこと」
・ティーチングはオンライン、オフライン、ダイレクト、AIによるティーチングレスの4種類がある
・ティーチングを行うためには特別教育の資格が必要
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は教示とも呼び、「産業用ロボットにプログラムを与えて、目的の動作が行えるように教え込むこと」を言います。
例えば、ロボットアームに対象物を運搬させたいときは、
①対象物のある位置にロボットの先端を移動させる
②ロボットに対象物を持たせる
③対象物を置きたい位置まで移動させる
④ロボットに対象物を置かせる
⑤ロボットの先端をもともとの位置(原点)へ移動させる
という動作をティーチングすることで自動的に同じ作業をさせることが可能です。
産業用ロボットのティーチングで人でなければできなかった作業を代わりに行わせることができ、作業効率の向上や人件費削減が実現できます。
関連リンク：ロボットの制御方法は？一歩先の自動化のために知っておくこと｜ティーチング
産業用ロボットのティーチングの種類
産業用ロボットをティーチングさせる方法は4種類あり、それぞれに特徴があります。
オフラインティーチング
オフラインティーチングはPC上でプログラミングを行い、ロボットにデータを転送して動作を教え込ませるティーチング方法です。
PCだけでなく、スマホなどの端末からでもプログラミングを行え、ロボットが設置されている現場に向かう必要や産業用ロボットを停止させる必要がないのがメリットです。
ロボットの動きを大まかにティーチングでき、PC上で動作を確認。問題なさそうであれば実際にロボットを動かします。
オフラインティーチングにはテキスト型、シミュレータ型、エミュレータ型、自動ティーチングシステムの4種類があります。
テキスト型
テキスト型はロボットのプログラムをテキストでコードを記入する方法です。単純な動きを行うロボットによく使われています。
シミュレータ型
シミュレータ型は設計ソフトの「3D CAD」を応用したティーチング方法です。作成したプログラムをロボット用の言語に変換できることから、さまざまな会社に対応できるのがメリットです。
3Dでの画面表示やモデル作成などの機能が充実しています。
エミュレータ型
ロボット言語で作成したデータを読み込ませるタイプのティーチング方法です。実際のロボットや制御システムの動作を再現するソフトウエアを使用するため、高精度なプログラムを行え、複雑な作業も可能になります。
オフラインティーチングの中ではもっとも使用されています。ただし、メーカーごとにソフトを用意しなければならないのがデメリットです。
自動ティーチングシステム
自動ティーチングシステムはCADデータから自動的にプログラミングを作成するティーチングシステムです。プログラミングを自動化することで大幅な工数削減が実現できます。ただし、技術的に難易度が高くあまり実用されていません。
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を用いてロボット本体を動かして座標や姿勢を教示する方法です。ティーチングペンダントはゲームのコントローラーのようなもので、ロボットを手動で操作でき、実際に動かして動作を教え込ませます。
各関節の位置や姿勢、アームの先端の座標などをティーチングペンダントで記録することで一連の流れを覚えさせ、記録した動作を再生させて確認します。これをプレイバック方式とも呼びます。
プログラミングを直接記入する必要なくティーチングを行えるので初心者でも使えるのがメリットです。
ただし、実際にロボットを動かしてティーチングを行う必要があるので、生産ラインを停めなければならないのが難点です。
ダイレクトティーチング
ダイレクトティーチングは直接ロボットを手で動かして動作を教え込ませるティーチング方法で、直接教示法ともいいます。
人がロボットの先端を手で動かしてロボットに動きを記憶させることでティーチングした通りに動作。最近では双腕ロボットによく使われているティーチング方法です。
簡単に教示できますが、正確にティーチングすることが難しいのがデメリットでしょう。
AIによるティーチングレス
AIによってティーチングなしでも動作できる産業用ロボットもあります。オフラインティーチングを行ったロボットに対してダイレクトティーチングで修正、という行程を繰り返すことで精度が向上していき、高精度な作業を行うことができます。
ティーチングがいらないため、ティーチングマンの育成や外注が必要ないため、人件費削減にもなります。導入コストはかかってしまいますが、ティーチングを何回もするコストと比較すると導入した方がいいでしょう。
産業用ロボットのティーチングには「特別教育」の資格が必要｜例外あり
自社で産業用ロボットのティーチングを行うためには必ず「特別教育」を受けなければなりません。
「特別教育」の資格や講習について
特別教育の資格は「産業用ロボットを安全に作業する教育をうけたため、ティーチングを行ってもいいですよ」という許可をもらう資格です。過去にロボットの誤作動による死亡事故などがあった背景もあり、ティーチングを行う人は、講習を受講しなければなりません。
特別教育を受けなければならないと以下の法律でも定められています。
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：労働安全衛生法 第六章 労働者の就業に当たっての措置（第五十九条－第六十三条）
受講内容は法令や安全対策、教示の方法など産業用ロボットを扱うために最低限必要な知識を学習します。
関連リンク：産業用ロボットの特別教育は履歴書に書ける！書き方と合わせて解説
社内に産業用ロボットのティーチングができる人材がいない場合の対処法
産業用ロボットを初めて導入する会社には、ティーチングできる人材がいないケースも少なくありません。そこで、対処法として2つの方法を紹介します。
社員が勉強して資格を取得する
先ほど紹介した特別教育を社員に勉強してもらい取得してもらう方法があります。自社にティーチングできる人材がいることで、産業用ロボットにトラブルが起きたときも即時対応できるのがメリット。
ただし、特別教育を受けたからといってすぐにティーチングできるわけではありません。自社でロボットSlerに教えてもらったり、実務経験を重ねることでスピーディに高精度なティーチングができるようになります。
また、今後ティーチングができる社員を増やすために、マニュアルの整備もすることも考えておきましょう。
関連リンク：「産業用ロボット特別教育インストラクター資格」とは？内容も解説！
ティーチングマンを外注する
ティーチングマンを外注してロボットの教示をお願いする方法もあります。技術があるため丁寧にティーチングをしてくれますが、外注費1日で10万円程度の費用がかかります。
外注できたとしても経験が浅かったり、スキルがあまりないティーチングマンが派遣されることもあるため、おすすめできません。
そのため、何度もティーチングが必要な企業であれば、社員をティーチングマンとして育てる方がいいでしょう。
80W未満の協働ロボットであれば資格がなくても扱える
基本的にティーチングを行うには資格が必要ですが例外もあり、80W未満の協働ロボットであれば資格がなくても問題ありません。
協働ロボットは人と同じ環境で作業することを目的に作られたロボット。人とぶつからないように動作を停止したり、人とぶつかったとしても怪我のリスクがないように安全対策が施されています。
労働安全衛生規則が改定されたこともあり、協働ロボットは資格がなくても扱えるようになりました。
そのため、80W未満の協働ロボットであれば、ティーチングを行うことができます。
ロボットティーチングの勉強について
ロボットティーチングにはプログラミング言語の基礎知識が必要ですが、対応言語が多いのも特徴です。
プログラミング言語は応用が効きやすいので、プログラムの勉強がロボットティーチングの勉強に繋がります。プログラミングスクールに通ったり、プログラミングに関する本の購入等が一般的ですが、最近ではプログラミングを勉強するためのサイトやアプリ等があるので無料で始めることが出来ます。言語ではPythonやJava等が人気ですが、基本的な構造は似通っているのでどの言語の勉強であっても無駄にはなりません。
ロボットティーチングの安全対策について
ロボットティーチングの安全対策は、十分に注意する必要があります。
ロボットの操作における安全性の確保だけでなく、ティーチング時に同様の注意が必要です。
ロボットの周囲を柵で囲む他に、危険な動作をしないようなティーチングや非常時にすぐに動作を停止できるようにすることも重要です。他には、周囲の環境の監視や危険を回避するプログラム等を行うことで、しっかりと安全対策に取り組みましょう。
産業用ロボットの法律や規格・規則について詳しく知りたい方は、以下の記事をご参照ください。
ロボットティーチングについて
産業用ロボットのティーチングについて紹介しました。ティーチング方法にはさまざまな種類があるため、導入目的や費用対効果を考えて選ぶといいでしょう。
また、産業用ロボットを導入するのであれば必ず特別教育を受けましょう。産業用ロボットはティーチングのことも踏まえた導入を心がけてください。
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