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ねじ締めにロボットが採用されている事例を紹介します。

・自動車部品工場
自動車部品の工場ではさまざまな箇所をねじ締めしています。なかには1つの部品に対して数百本のねじ締めをする場合もあります。
ロボットでねじ締めを行うことにより、繰り返し作業を可能にして生産性を上げています。また、締め忘れやねじの浮きを予防し、品質も向上できます


・電気機器工場
家電製品やデジタル機器といった電気機器の工場では協働ロボットを採用して、製品組み立てラインの効率を向上しています。
例えば、ロボットがプリント基板を本体カバーなどの筐体にねじ締めする際には、人がプリント基板を筐体にセットし、ねじ締めは協働ロボットが担当します。作業者はロボットが作業している間に次の作業を進められます。


オムロンは、産業用ロボットや協働ロボット*に加え、センサ、コントローラや安全機器などさまざまな制御機器も取り揃えており、ライン全体の自動化をご支援します。

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サーボモーターは、モーターに加えて、コントローラー、ドライバー、エンコーダ（回転検出器）で構成されます。

プログラムに従ってコントローラーがドライバーに指示を出し、その指示通りにドライバーがモーターを動かします。その後、モーターの動作状況をエンコーダが検出して、情報をドライバー経由でコントローラーに送ります。この動作状況が、指示した通りであるのかを確認し、誤差が生じているようであれば、再びコントローラーからドライバーを経てモーターに対して制御命令が出される仕組みとなっています。この一連の動作が、目標とする動作に一致するまで繰り返されるため、精度の高い制御が実現できるのです。

エンコーダから得られるモーターの動作に関する状況が極めて重要になりますが、この信号は「フィードバック信号」と呼ばれます。そして、フィードバック信号がドライバー側に戻され、閉じられたループを構成することから、「クローズドループ制御」と命名されています。クローズドループ制御が、サーボモーターのポイントとなる技術です。


さらに、この高精度の制御を実現するためには、起動と停止を繰り返し行っても問題なく正確に動くように、モーター自体も高性能である必要があります。


ACサーボモーターの場合は、シャフトを中心とする永久磁石の周囲を、コアとなる鉄心の周りに電線を巻き付けた固定子が取り囲むのが、一般的な構造です。固定子の電線に電流が流されると、永久磁石が回転してモーターとしての機能を果たすことになります。電線を巻く技術などが進歩したことによって、モーター全体の小型化が可能となり、慣性が小さくなることで回転の制御が容易となりました。使用される部品も、高精度／高耐久性を持ったものが使われることで、長期間安定した動作が可能となっています。

光センサーとスリットを刻んだ円盤を組み合わせたエンコーダが固定子に付けられて、モーターが回転した時の位置や速度を検出します。

これらのサーボモーターを構成する要素は、メーカーが一式セットにして、すぐに利用できる状態にしていることがほとんどです。

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協働ロボットを導入するメリットを経営者目線で3つ解説する。

メリット1．業務効率化
協働ロボットなら、人間の手作業よりも生産性を高められるメリットがある。業務の効率化を実現するには、自社の業務を分析し、適切な工程で協働ロボットを活用することが重要だろう。


メリット2．人件費削減
協働ロボットを活用して生産性を向上させれば、残業時間を削減して人件費を抑えられる。

また、人材の採用・育成にはコストが発生するが、協働ロボットであればそもそも採用・育成の必要がない。人の入れ替わりが激しい職場なら、協働ロボットのメリットはさらに大きいだろう。


メリット3．品質向上
協働ロボットを適切な工程で活用すれば、自社の商品・サービスをブラッシュアップし、欠陥品やクレームを防げる。

人間に得意分野があるように、協働ロボットにも得意分野がある。クリエイティブな仕事は人間にしかできなくても、正確さを求められる仕事なら協働ロボットに軍配が上がる。

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ロボットに関わる専門知識の他、ロボット開発者は複数人数からなるチームで開発を行うためパーソナルスキルも重要です。

ロボット開発における重要なパーソナルスキルをご紹介します。

向上心や探究心

まだまだ多くの発展を遂げる可能性があるロボット開発分野では、向上心や探究心を持つことは非常に重要です。

次々に新しい技術が誕生するなかで自分の技術に固執せず、新しい技術を吸収して更に良いものを生み出す姿勢が求められます。


想像力

ロボットが普及し、ユーザーニーズが高くなるにつれ、ロボットが提供する動作や領域なども複雑化してゆきます。

そのため、既にあるロボットを改良していくのではなく、新しい分野に参入していけるロボットを開発していく必要が出てくるでしょう。

その場合、新しい領域でロボットがどのような役割を果たせるのか。

ロボットが社会実装していくなかでどのような価値を生み出すかなど、常に想像力を働かせなくてはなりません。

新しいプロダクトを産んでいく上で、想像力は重要や役割を果たします。

コミュニケーション能力

複数人数で仕事をする以上、コミュニケーション能力は必須といえます。

まして、新しいものを生み出すことにおいては、各専門分野の間でも認識を一緒にしていかなくてはなりません。

また、新しいプロダクトを生んでいく場合でもユーザーニーズの聞き出しでも、コニュニケーションスキルが求められます。

ロボット開発における様々な場面で、コミュニケーション能力は必要不可欠であるといえます。


言語能力

ロボット開発の分野においては、日本国内だけでなく、海外の大学やメーカーとの共同開発や、情報交換の機会が多く設けられます。

この機会を活用するために、外国語を身につけておくと良いでしょう。

英語はもちろんのこと、ロボット開発が盛んな、中国や韓国の言語も身につけると、より活躍の場を持つことができます。

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通常、垂直多関節ロボットのようなある程度の大きさがあるロボット（出力が80W以上の製品）では、安全対策としてロボット周辺に柵を設置し、人と作業エリアが重ならないようにする必要があります。これは法律で定められており、全ての使用者が遵守すべき事項でした。しかし最近では法規制が緩和され、人が近づいた時に減速・停止したりといった人に危害を加えることがないように安全対策が行われている場合には柵を設けなくても良いというようになりました。しかし、その普及はまだまだ拡がっていないのが現状です。これは、法改正されたのが2013年であり、それ以降企業の産業用ロボットに対する設備投資が進んでいないことが一因として挙げられます。


一方、卓上ロボットは以前より人と協働して使用されることを想定して開発されており、出力80W以下の製品が多く存在します。このような製品ではロボットの周囲に柵を設置する必要がないため、人と一緒に作業を行うことが可能です。しかし、例えば卓上ロボットに塗布をさせる場合などは、卓上ロボットアームの先端にニードルが装着されており危険なため、距離センサーやカメラなどでロボット周囲を常に測定し、人に危害を加えないようにシステム側で監視するような安全対策を実施することが好ましいです。


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