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協働ロボットにおける人間とロボットの安全規格とプロトコル
製品情報
協働ロボット(コボット)は産業オートメーションにおけるパラダイムシフトを示し、人間とロボットが安全に並んで作業できるようにします。この変革は、厳格な安全規格と高度な安全技術によって支えられています。
主要な安全規格
- ISO 10218 はロボット安全の基盤となり、産業用ロボットの設計要件、防護手段、使用情報を定めています。この規格は、以下の4つの協働運転モードを定義しています:安全監視付き停止、ハンドガイディング、速度・間隔監視、パワー・フォース制限。
- ISO/TS 15066 は協働ロボットシステムを特に対象とし、人間とロボットの協働に関する詳細なガイドラインを提供します。身体の各部位ごとの生体力学的限界を導入し、一時的接触や準静的接触における最大許容接触力や圧力を規定しています。
リスクアセスメントの方法論
安全対策の実装は、ISO 12100 の原則に従った包括的なリスクアセスメントから始まります。エンジニアは危険を特定し、リスクを評価し、防護策を体系的に実施します。
- 危険の特定:挟圧、切断、衝突、巻き込みのリスクを分析
- リスク評価:重大性、曝露頻度、回避可能性を考慮
- リスク低減:本質安全設計、防護装置、補完的保護策の導入
安全技術
最新のコボットは複数の安全システムを組み合わせて活用します。
- 力の制限(Force Limiting): 高度なトルクセンサーと制御アルゴリズムにより、接触力を生体力学的閾値以下に維持。予期しない接触が発生した場合、ロボットは即座に力を低減または停止します。
- 速度監視(Speed Monitoring): 高度なアルゴリズムでロボットの速度を継続的に監視し、人が協働作業エリアに入ると自動的に速度を低減。これにより人との距離に応じて動的に変化する「安全バブル」を形成します。
- 衝突検出(Collision Detection): 関節トルク監視、外部力センサー、ビジョンベース検出など多層的なセンシングにより、意図しない接触を素早く検知し、ミリ秒単位で防護応答を発動します。
これらの統合安全システムにより、コボットは従来型の安全柵なしで稼働でき、作業者の保護を維持しながら、製造の柔軟性と人間とロボットの協働の可能性を革新しています。
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