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ロボットにティーチングする3つの方法と自動化

ロボットにティーチングする3つの方法と自動化

近年、産業用ロボットはさまざまな機種が開発され、製造業をはじめとしたあらゆる現場への導入が進められています。しかし、産業用ロボットを動かすには、ロボットに動作を記憶させる「ティーチング」という作業が必要になります。
ティーチングには専門的な技術と経験が求められるため、作業員なら誰でもできるという訳ではありません。また、作業員にティーチング技術を学ばせるとなると、多くの教育コストや時間がかかってしまいます。
最近では産業用ロボットとAIを組み合わせることで、ティーチングを補助したり自動化が可能になる技術の開発が進められています。

この記事では、一般的に行われるロボットのティーチングの方法や、ティーチングレスを実現する自動化の取り組みについてご紹介していきます。

ティーチングの方法は大きく分けて2つ

ティーチングの方法は大きく分けて2つ

産業用ロボットのティーチングは、「オンライン」「オフライン」の2つの方法に分けられます。ここでは、まずこれら2つの違いについてご紹介します。

専門的な知識が必要な「オンライン・ティーチング」

オンラインティーチングとは実際にロボットが納入されている現場でティーチングを行う方法です。この方法は専門的な教育を受けた作業員である「ティーチングマン」の存在が必要不可欠となり、作業員なら誰でもできる方法ではありません。
オンラインティーチングでは専用の「ティーチングペンダント」と言われるコントローラーでロボットを実際に動作させながら動きを記録させる必要があります。そのため、生産ラインを停止させたり、実際に現場へロボットが納入された状態である必要があり、ティーチング作業に時間がかかってしまうと生産ロスや新規の生産ラインがの立ち上げが遅れてしまうこともあります。
近年はティーチングマンの人手不足もあり、外部へ委託してもティーチング作業が完了するまで時間がかかってしまう場合もあります。また、製造ラインを変更する度にティーチングを外部委託していると莫大なコストがかかってしまいます。

メリットの多い「オフライン・ティーチング」

オフラインティーチングとはコンピューター上で作成したティーチングデータをロボットへ送信して動作をさせる方法です。この方法は「生産ラインを停止させる必要がない」「生産ラインを構築する前にティーチング作業ができる」ことが最大のメリットです。
しかし、正しいティーチングデータを作成しても、生産ラインで実際にロボットを動作させた場合は多少の調整が必要になります。ワークの形状や置き方を毎回100%同じにするのは、不可能なためです。また、この方法は大きく分けて3つに分類されています。これらの詳細については以下でご紹介していますので、ぜひ参考にしてみてください。

オフラインティーチング3つの方法

オフラインティーチング3つの方法

コンピュータ上でティーチングやプログラミングを行い、そのデータをロボットに転送し動作させる「オフラインティーチング」は「テキスト型」「シミュレータ型」「エミュレータ型」の3つに分類されます。

簡単な動きをするロボットには「テキスト型」

テキスト型は、その名の通り、テキストエディタでプログラムを書いていく方法です。主に簡単な作業を行うロボットのティーチングに使われています。

さまざまなロボットメーカーに対応した「シミュレータ型」

シミュレータ型は、CADから派生して作られた方法です。3D表示・作成などの関連する複数の機能が揃っています。作成したプログラミング言語はロボット用の言語に変換する必要がありますが、そのおかげで、ロボットメーカーに縛られないというメリットがあります。

精度が高い「エミュレータ型」

エミュレータ型は、ロボット言語を使ってティーチングデータを作成し、実際に画面上でロボットを稼働させながら行う方法です。高精度なプログラムによって複雑な作業や細かい作業も実行させることが可能ですが、各ロボットメーカー専用のソフトを用意しなければいけないのが難点です。

ロボットの自動化はAIの搭載で実現可能

ロボットの自動化はAIの搭載で実現可能

これまでの内容では、ティーチング作業を行うさまざまな方法をご紹介してきました。しかし、ティーチングにはオンライン、オフライン問わず専門的な知識や経験が必要で、人の手による定期的な動作チェックも必要になります。
また、最近ではティーチングマン不足が問題となっていますし、ティーチング技術を作業員に習得させるにしても、教育コストや時間がかかるといった課題も挙がっています。仮に自社でティーチングマンを養成する場合、約2年は必要になると言われています。
産業用ロボットの導入は人件費の削減、作業効率や生産性向上が目的となりますが、前述したような問題があることから、中小企業や多品種少量生産の工場へのロボット導入は難しいのではないかと言われています。

しかし、最近ではこうした問題を解決するために、産業用ロボットにAIやセンサーを組み合わせて使用する技術の開発が進められています。
センサーで収集したデータをもとにAIが自ら学習し改善していくことで、短期間で熟練者のような作業を期待することができます。最初は作業員が行う実際の動作をAIに記憶させる必要がありますが、その後は新たなワークや環境に合わせた作業を自動で学習できる仕組みとなっています。
つまり、センサーとAIを搭載することでコスト削減や作業効率・生産性の向上に加え、ロボットの自動化を実現させることが可能になります。さらに、人によるティーチング作業も削減できるなど、運用コストを大幅に削減できる可能性も秘めています。

産業用ロボットとAIを組み合わせるメリット

すでに産業用ロボットを導入している企業は多いと思いますが、ほとんどの企業はオフラインまたはオンラインティーチングによるロボット制御を行なっていると思います。そこで、ここでは産業用ロボットとセンサー、AIを組み合わせて使用するメリットについてまとめてみました。

自己学習機能でティーチングが不要

最初は人の手によるティーチングが必要ではありますが、AIは「自己学習機能」が備わっているため、その後のティーチングが不要になると言われています。つまり、システムが自動的にティーチングを行うことができるので、作業員の育成が不要になるといったメリットがあります。

運用コストの削減が可能

AIとの組み合わせによって、ティーチングレスが可能になり、ティーチング時間の削減や、作業員の育成・運用コストを大幅に抑えることができます。そのため、長期的な運用コストの削減を目的としているのであれば、ロボットとAIの組み合わせは大きなメリットになると言えるでしょう。

ティーチングの最も現実的な方法

オフライン、オンライン、AI…。ティーチングといっても、さまざまな方法がありますが、コストや人材、使いやすさなどの面から、なかなか導入に踏み切れない企業も多いのではないでしょうか。
そんな方は、リンクウィズのティーチングデータ自動生成・補正機能付きシステム「L-ROBOT」とインライン向け3Dロボット検査システム「L-QUALIFY」をご検討してみてはいかがでしょうか?

「L-ROBOT」は、ワーク個体差や置き位置のズレに対して、ロボットの動きを自動でコントロール。ロボットについたセンサーがワークの形状を読み取り、自動でティーチングデータに補正をかけます。
「L-QUALIFY」はロボットが3Dスキャナでワークをスキャンし、マスターデータと比較。ホールはもちろん、溶接ビードなどの複雑な3D形状のインライン全数検査を可能にしました。

どちらも、産業用ロボットに3Dスキャナを取り付け、リンクウィズ独自のシステムで制御しています。従来のシステムと比べ、ティーチングにかかる工数を大幅に削減できるため産業用ロボットの導入・活用を後押ししてくれるはずです。

もし、産業用ロボットを導入する上で、問題を抱えているようであれば、一度リンクウィズにお問い合わせください。

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