協働ロボットは、 安全柵？
はい、ただし、作業固有のリスク評価によって、工具、加工対象物、工程、周辺機器を含むアプリケーション全体が許容可能な残留リスクで動作することが証明された場合に限ります。
60秒 どちらにするか決めかねている
「協働ロボット」という製品ラベルから始めるのではなく、まずはタスクから始めるべきです。正しい問いは、人間がロボットの完全なアプリケーションに近い場所で、意図された、そして予見可能なすべての作業を、許容できないリスクなしに実行できるかどうかです。
リスクの低い取り扱い、検査、または組み立て作業では、固定された境界フェンスの代わりに、協働技術を利用できる場合が多い。
安全なロボットは、鋭利な工具、高温部品、挟み込み箇所、危険なエネルギー、放射線、煙、不安定な積荷などを無力化するものではありません。
タスクを定義し、危険を特定し、リスクを低減し、安全機能を検証し、実際の生産構成を検証する。
スキャナー、監視区域、安全速度、安全停止、工具の再設計、インターロック、または部分的な安全ガードが依然として必要となる場合がある。
協働ロボットは、柵なしで合法かつ安全に稼働できるのか？
最も重要な修正点は、技術的な側面だけでなく言語的な側面にも及ぶ。コラボレーションはアプリケーションに属するものであり、ロボットに自動的に帰属するものではない。出力や力が制限されたアームは協働アプリケーションの一部となり得るが、鋭利なカッター、重いワークピース、あるいは高エネルギープロセスが追加されると、同じアームが非協働アプリケーションの一部となる可能性もある。
そのため、「協働ロボット」として販売されている製品を購入しても、安全ガードを取り外す許可は得られません。システムインテグレーターと雇用主は、通常の自動運転、ティーチング、ローディング、詰まり除去、清掃、メンテナンス、故障後の再起動、そして合理的に予見可能な誤用について考慮する必要があります。最も安全な通常サイクルであっても、非定型的な作業において最大の危険が潜んでいる可能性があるのです。
「安全柵なし」とは実際にはどういう意味か
これは通常、作業領域全体を囲む高さのある物理的な境界障壁がないことを意味します。必ずしも無制限のアクセスを意味するわけではありません。フェンスのないレイアウトには、安全レーザースキャナ、ライトカーテン、安全マット、安全速度ゾーン、監視付き停止、ロボットスペースの制限、丸みを帯びたツール、制御されたペイロードの向き、明確に定義されたオペレーターアクセス経路などが含まれる場合があります。
言い換えれば、この設計では、静的な障壁を、固有の設計対策、安全関連の制御機能、および存在検知機能の検証済みの組み合わせに置き換える。この組み合わせですべての重大な危険を制御できない場合は、物理的なガードが設計に再び組み込まれる。その場合、ロボット全体ではなく、プロセス、治具、または機械インターフェースの周囲のみにガードが配置されることもある。
2025年申請優先 安全に関する用語
最新の規格では、重要な点が明確に示されています。それは、安全な協働作業はアプリケーションレベルで確立されるということです。「協働ロボット」を特別なフェンスレス機械のカテゴリーとして扱う従来の規格は、もはや信頼できる設計上の近道とは言えません。
ISO 10218-1：2025
産業用ロボットの設計、本質的な安全対策、安全機能、および統合前に提供される情報について解説します。
公式ISO概要 →ISO 10218-2：2025
産業用ロボットアプリケーションおよびセルの統合、試運転、運用、保守、および廃止措置について解説します。
公式ISO概要 →ISO / TS 15066：2016
引き続き公開されており、連絡先の評価を含むコラボレーションシステムのガイダンスを提供しているが、ISOは改訂が予定されていると述べている。
公式ISO概要 →ANSI/A3 R15.06-2025
国内ではISO 10218パート1およびパート2を採用し、共同適用に関するガイダンスを更新されたフレームワークに統合する。
A3判の掲載通知 →2025年の用語に関する重要な更新
以前のガイドラインでは、一般的に4つの協調制御方式が挙げられていました。安全評価済みの監視停止、手動誘導、速度と車間距離の監視、および出力と力の制限です。2025年のANSI/A3改訂版では、手動誘導制御、速度と車間距離の監視、および出力と力の制限という3つの協調制御技術が強調され、より広範な用語である監視停止が使用されています。この記事では、読者が古い文書を現在の設計用語として扱うことなく理解できるよう、両方の用語について説明します。
フェンスのない協働ロボットセルはいつ 現実的に実現可能か？
このマトリックスはスクリーニングツールであり、コンプライアンスに関する決定事項ではありません。資格を有するインテグレーターは、タスクベースのリスク評価を別途実施し、検証する必要があります。
| 適用要因 | オープンなコラボレーションとの互換性が高い | 想定される反応 | 警備が必要となる可能性がある兆候 |
|---|---|---|---|
| ツール形状 | 丸みを帯びたグリップ、パッド入りの接触面、露出した鋭利なエッジなし | 良い候補者 | ナイフ、針、回転カッター、研磨工具、または狭い硬い接触点 |
| ワークピース | 軽量で安定性があり、滑らかでしっかりと握れる | 良い候補者 | 重い、熱い、鋭利、壊れやすい、化学的に危険、または飛翔体となる可能性がある |
| モーション | 低速・低エネルギーで、安全な停止動作が検証済み | 有効にする | 高速、長い停止距離、高い慣性、または急激な方向転換 |
| 罠が仕掛けられる箇所はなく、人が後ずさりするのに十分なスペースがある。 | 有効にする | ロボット、ツール、治具、壁、または隣接する機械の間に身体部位を挟み込むことができる。 | |
| プロセス | 検査、軽作業組立、低リスクのピックアンドプレースまたは梱包 | 多くの場合実現可能 | レーザー光、アークフラッシュ、溶接ヒューム、高温スパッタ、切断、研削、または高圧媒体 |
| 人間の仕事 | 明確なアクセスポイント、予測可能な相互作用、および危険領域への限定的な侵入 | タスクレビュー | 頻繁な詰まり除去、器具の裏側への手の届く範囲、予測不能な通行人、または通電中のメンテナンス |
| 安全対策の概念 | 安全規格に準拠した監視、検証済みの安全パラメータ、および文書化されたリセットロジック | フェンスなしで支えることができます | 警告テープ、通常のカメラによる検出、オペレーターの注意、または安全規格に準拠していないソフトウェアのみ |
| 残留リスク | 組織が認める階層構造を通じて、組織が認めるレベルまで縮小される | 検証に進みます | 共同管理措置を適用した後でも、深刻な被害が発生する可能性は依然として高い。 |
アプリケーション優先のアプローチは、ISO 10218-2:2025およびOSHAのガイダンスに準拠しており、ロボット、エンドエフェクタ、ワークピース、プロセス、およびタスクの危険性をまとめて評価します。
制御する3つの方法 人間とロボットの相互作用
フェンスのないセルでは、単一の技術、または検証済みの複数の技術の組み合わせを使用することができます。ロボットモデルは、必要な安全機能を実際にサポートしている必要があり、すべてのパラメータが正しく設定され、保護されている必要があります。
手動操作
利用者は、共有空間内で設計されたハンドガイド装置を通してロボットの動きを指示する。これは、通常のプログラミングにおける単なるアームの引きずり操作とは異なり、有効化、速度、停止といった動作が明確に定義された協働機能である。
最適な用途：誘導位置決め、特殊なプロセス経路、および制御されたオペレーター主導の動作。速度と間隔の監視
安全規格に準拠したセンシング機能は、人と危険なロボットの動きとの間の距離を監視します。システムは、距離が検証済みの停止性能で許容範囲を超えるほど小さくなる前に、速度を落とすか、保護停止を行います。
最適な設定：人が遠くにいるときは処理速度を高くし、近づくにつれて処理速度を遅くする。パワーと力の制限
このアプリケーションは、リスク評価で許容される範囲において、接触が検証済みの制限内に収まるように設計されています。ツールの形状、有効質量、ペイロード、速度、接触位置、および捕捉形状はすべて結果に影響を与えます。
最適な用途：軽量で扱いやすく、丸みを帯びた低リスクの工具を使用し、制御された動作を行うもの。監視対象の静止状態が当てはまる場合
監視付き停止機能は、人が該当する安全空間内にいる間、ロボットを停止させ、安全関連の監視機能によって停止状態が維持されていることを確認します。これは、アクセスは必要だが同時自動動作は不要な場合に有効です。用途によっては、侵入検知、安全な再起動ロジック、および空間全体の監視が依然として不可欠です。
共同作業を行う部門であっても、非共同作業的なタスクを生み出す可能性がある。
ロボットは、安全規格に準拠した速度、位置、力、停止機能を提供する場合があります。インテグレーターは、ロボットをセル内の他の機器と組み合わせた後に発生する危険性を、これらの機能がどのように制御するかを決定する必要があります。
- ロボットアームとコントローラー
- エンドエフェクタ、ホース、ケーブル、ツールチェンジャー
- ペイロードの形状、質量、および放出の可能性
- 治具、クランプ、および機械インターフェース
- プロセスエネルギー、排出物、高温表面
- オペレーター、保守、清掃作業
協働ロボットがまだ必要とする6つの理由 物理的な警備
フェンスの設置決定は、ロボットのパンフレットに記載されている最も安全な機能ではなく、最も深刻で現実的な危険性に基づいて行われる。
鋭利な先端部または回転する先端部
刃物、ドリルビット、フライス工具、針、研削砥石などは、ロボットの一般的な接触限界をはるかに下回る力でも怪我の原因となる可能性があります。協働的な接触に頼る前に、危険箇所を保護するか、工具を再設計してください。
重い、鋭利な、または不安定な積荷
滑らかなアームだからといって、鋭利な板の端が安全になるわけではありません。ペイロードの慣性、向き、グリップの喪失、および揺動動作は、停止および接触の評価に含める必要があります。
圧殺ポイントと罠ポイント
ロボットと壁、治具、または機械との間の準静的な挟み込みは、人が反動できない可能性があるため、短時間の衝撃よりも危険な場合があります。
放射線、熱、煙、または飛沫
レーザー加工、アーク溶接、高温部品の取り扱いには、ロボットの力制限システムでは検知または制御できない危険が伴います。そのため、工程用囲いや排気装置が必須となる場合があります。
生産速度と慣性
必要なサイクルタイムが、安全なアクセスと両立しないエネルギー消費量や停止性能を必要とする場合、無制限の協働よりも、警備された高速ゾーンを設ける方が生産性の高い解決策となる可能性がある。
障害復旧とメンテナンス
作業員は、セットアップ時、詰まり解消時、またはトラブルシューティング時に内部に入る可能性があります。蓄積された空気圧、電気、または重力エネルギー、および予期せぬ再起動は、通常のサイクルが協調的に行われている場合でも危険要因となります。
正当化する方法 フェンスのないデザイン
ISO 12100は、一般的な機械のリスク評価およびリスク低減手法を規定しています。ロボット固有の規格は、その用途に応じた要件をさらに詳細化します。
フェンスはリスク軽減策の一つであって、出発点となる前提ではない。
危険要因、作業内容、深刻度、曝露状況、および回避可能性を理解した上で、安全対策を選択する。
画像：機械1456、 ウィキメディア·コモンズ、CC0。アプリケーションの制限を定義する
使用目的、動作モード、最大積載量、工具、加工対象物、速度、作業空間の境界、使用者、環境条件、および予見可能な誤使用について文書化する。
ライフサイクル全体にわたるタスクを一覧表示します。
設置、試運転、自動生産、積載、教育、検査、故障復旧、清掃、保守、工具交換、および廃止措置を含む。
各作業における危険性を特定する
衝撃、圧壊、せん断、絡まり、飛散、電気エネルギー、蓄積エネルギー、熱、騒音、煙、放射線、人間工学、および近隣の機械との相互作用を評価する。
リスクを推定および評価する
定められた企業基準または標準に基づく方法を使用してください。重大度、曝露度、発生確率、および回避可能性を考慮してください。マーケティング上の宣言を業務上の証拠の代わりに使用しないでください。
正しい順序でリスクを軽減する
まず本質的に安全な設計から始め、次に工学的安全対策と安全関連の制御を行い、最後に残りのリスクに対する情報、手順、訓練、個人用保護具（PPE）を提供する。
検証、妥当性確認、文書化
PFLが使用されている箇所について、安全機能のアーキテクチャ、停止動作、センシング範囲、リセットロジック、アクセス制御、および接触限界を確認してください。結果を記録し、関連する変更後に再度評価を実施してください。
4 つの保護層がサポート可能 オープンセル
これらの対策は、フェンス設置を自動的に代替するものではありません。アプリケーションの安全対策の一環として、選択、設定、検証を行う必要があります。
本質的に安全な形状
センサーを取り付ける前に、角を丸め、挟み込み箇所を覆い、積載物の質量を減らし、突起物をなくし、アクセス可能な隙間を制限し、ツールを人から遠ざけるように向きを変える。
安全規格に準拠したロボットの制限
速度、位置、作業空間、運動量、力、電力、停止機能には、検証済みの制限値を使用してください。安全パラメータが不正に変更されないようにしてください。
存在検知および分離検知
安全スキャナー、ライトカーテン、安全マット、またはビジョンシステムは、カバー範囲と停止距離が検証されていれば、警告ゾーンと保護ゾーンを作成することができる。
標的を絞った物理的ガード
レーザー加工、回転工具、クランプ、または排出経路の周囲に小さな囲いを設けることで、作業者の手の届く範囲へのアクセスを維持しながら、実際の危険を制御できる可能性がある。
協働溶接とレーザーセルが必要な理由 プロセスガード
このロボットの協働技術はロボットの動作を制御するものであり、光放射、アークエネルギー、高温金属、ヒューム、ワイヤー、スパッタ、または部品保持システムを自動的に制御するものではありません。
フェンスのないアームは、クラス1レーザーセルを形成しません。
高出力レーザー溶接では通常、レーザーの種類、ビーム経路、予測される反射、プロセスエンクロージャ、インターロック、アクセス、検査、およびヒューム制御に基づいた光学安全コンセプトが必要となる。
- 直接光および反射光の照射
- 連結式の囲いと観覧設備
- プロセス発生源での排煙抽出
- 高温部分、配線、および器具の挟み込み箇所
- レーザー安全プログラムと資格のある監督者
ロボットの速度が遅い場合でも、アーク放電、飛沫、ヒュームは依然として危険要因となる。
出力や力の制限だけでは、近くにいる人を光放射線、火傷、飛沫、溶接ヒュームから完全に保護することはできません。カーテン、スクリーン、排気装置、個人用保護具（PPE）、およびアクセス制御は引き続き必要となる場合があります。
- アーク放射と反射光
- 高温の飛沫と高温のワークピース
- 溶接ヒュームと換気
- ワイヤーの動きとトーチの形状
- 回転位置決め装置およびクランプ装置
ハイブリッドレイアウトは多くの場合、最良の解決策です
危険な工程が密閉された環境下であっても、協働ロボットは依然として有用性を維持できる。実用的なレイアウトの一つとして、溶接、レーザー照射、切断などの作業領域を局所的に保護し、インターロック機構を設けることで、積載や検査へのアクセス性を確保しつつ、工程の危険性がなくなったかのように見せかけることなく、柔軟性を維持できるものがある。
フェンスの前に検証しなければならないことは 外に留まる
リスク評価によって必要な管理策が予測される。検証によって、設置されたセルが最終構成において意図どおりに機能することが実証される。
停止と分離
関連する速度、ペイロード、および伸長条件の下で、停止時間と停止距離を測定します。実際の最悪の想定構成を使用して、スキャナの視野と保護距離を確認します。
力と圧力
PFLが接触を許容する場合は、適切な測定機器と適用可能な制限値を使用してください。予見可能な接触箇所、方向、工具の形状、および捕捉状況をテストしてください。
安全機能の動作
安全限界、監視停止状態、ミュート、リセット、再起動防止、障害対応、アクセス保護、および不正なパラメータ変更に対する耐性を確認します。
放射線、煙、熱
工程固有の囲い、排気装置、スクリーン、インターロック、および個人用保護具（PPE）の要件が、ロボットの動作安全とは独立して危険を制御していることを確認してください。
実際の作業観察
作業員、技術者、清掃員が代表的な作業を行っている様子を観察します。異常事態発生時における作業経路、視界、迂回防止策、人間工学、安全なアクセス状況を確認します。
追跡可能な安全ファイル
リスク評価、安全要件、計算結果、試験記録、デバイスデータ、構成バックアップ、トレーニング記録、および変更管理基準を保管する。
フェンスがないことが必ずしも 最も低価格な選択肢
床面積、安全工学、検証、速度制限、アクセス時間、将来の製品バリエーション、およびプロセス上の危険性など、経済的な影響全体を比較してください。
オープンなコラボレーションレイアウト
人間のアクセスが不可欠であり、かつ作業に必要なエネルギーが少ない場合には、魅力的な選択肢となり得る。
- 設置面積が小さく、オペレーターのアクセスが容易
- 柔軟な積載と頻繁な製品切り替え
- スキャナー、検証、安全工学にかかる潜在的なコスト
- 速度低下や頻繁な停止によるサイクルタイムのロスが発生する可能性あり
- ツール、ペイロード、レイアウトの変化に対する感度の向上
ガード付きレイアウトまたはハイブリッドレイアウト
プロセスに危険が伴う場合や、自動化されたスピードが価値を生み出す場合には、コラボレーションよりも優れた成果を上げることができる。
- 高エネルギー運動やプロセス上の危険から明確に分離する
- 自動速度の向上と予測可能なサイクルタイム
- 局所的な囲いは、ロボットの完全な周囲よりも小さくすることができます。
- 資材搬送およびアクセスポイントの設計は依然として必要である。
- 将来的なペイロードやスループットの増加を簡素化できる可能性がある
注文前に答えるべき質問 フェンスのない協働ロボットセル
| メッセージ | 要求する証拠 | 重要性 |
|---|---|---|
| アプリケーションのリスク評価の責任者は誰ですか？ | インテグレーター名、スコープ、方法、成果物リスト | ロボットの宣言だけでは、統合されたタスクを評価することはできません。 |
| どのようなコラボレーション技術が使用されていますか？ | 安全要件仕様およびサポートされる安全機能 | 「協調的」とは、単一の運用モードや設定を指すものではありません。 |
| 最も深刻な、信憑性の高い傷害を引き起こす要因とは何か？ | 工具、部品、治具、および工程を網羅した作業危険リスト | 主な危険要因は、腕との接触とは無関係である可能性がある。 |
| 停止距離と検知フィールドはどのように検証されるのですか？ | 測定方法、最悪ケースの負荷、および試験記録 | 保護距離は、実際の反応と停止行動によって決まる。 |
| PFLコンタクトはどのように評価されますか？ | 接触図、力/圧力試験計画、および測定記録 | 工具の形状やトラッピングによって、接触の激しさが変化する可能性がある。 |
| 故障や停電が発生した後はどうなるのでしょうか？ | リセット、再起動、復旧、およびエネルギー遮断のシーケンス | 非定型業務は、ロボットに遭遇する主な原因の一つである。 |
| どの変更が再検証のトリガーとなるのか？ | ツール、速度、ペイロード、レイアウトの変更管理制限 | わずかな製造工程の変更によって、有効な評価が無効になる可能性がある。 |
| オペレーターと保守担当者の訓練は誰が行うのですか？ | 役割別トレーニング内容と能力記録 | 安全な相互作用は、正しい操作と障害対応に依存します。 |
関連する協働ロボットと自動化 リソース
コボット安全フェンス FAQ
これらの回答は計画策定のための指針です。最終的な決定は、設置場所に適用される基準、規制、および適切な安全評価を反映したものでなければなりません。
すべての協働ロボットに安全柵は必要ですか？
いいえ。タスク固有のリスク評価と検証によって十分なリスク低減が実証された場合、コラボレーションアプリケーションは従来の境界フェンスなしで運用できます。ただし、その他の安全対策が必要となる場合もあります。
力覚センサーを搭載しているからといって、協働ロボットが自動的に安全になるのでしょうか？
いいえ。力覚センシングとPFLはロボットの動作リスクを低減できますが、ツール、ペイロード、トラップ形状、隣接する機械、熱、煙、放射線、蓄積エネルギーによる危険を排除するものではありません。
協働ロボットと協働アプリケーションの違いは何ですか？
「協働ロボット」とは、協働機能を備えたロボットを指す業界用語です。協働アプリケーションとは、ロボット、工具、ワークピース、プロセス、作業空間、そして人間の作業が統合され、相互作用するように設計・検証されたものです。
レーザー溶接協働ロボットは、筐体なしで稼働できますか？
ロボットの動作評価とレーザーの安全性評価は異なる。高出力レーザー加工では通常、直接光と反射光、インターロック式アクセス、視認性、ヒューム、高温材料に対する制御が必要となる。協働アームがあっても、これらの要件は免除されない。
安全スキャナーはフェンスの代わりになるだろうか？
場合によっては。安全規格に適合したスキャナは、カバレッジ、応答時間、停止距離、フィールド切り替え、再起動ロジック、バイパス防止機能が正しく設計および検証されている場合に、速度および分離監視、または保護停止をサポートできます。
力と圧力をテストする必要はありますか？
安全コンセプトが、電力と力の制限による許容接触に依存している場合、アプリケーションは、該当する要件と適切な測定方法を使用して評価および検証されなければなりません。ロボットコントローラの値だけでは、最大接触圧力を正確に表すことはできません。
リスク評価はいつ更新する必要があるか？
工具、積載量、加工物、速度、安全設定、治具、周辺機器、工程、ソフトウェア、レイアウト、または作業内容に変更を加えた後、あるいは想定が間違っていたことを示す事故や証拠が発生した後に、これを見直す。
OSHAには協働ロボットに関する具体的な規制はありますか？
OSHAは、ロボットに特化した単一のOSHA基準は存在しないと述べています。機械の安全対策、危険エネルギー制御、個人用保護具（PPE）、およびプロセス固有の規則など、一般的な要件は引き続き適用されます。OSHAのロボット安全に関するガイダンスは、現在の合意基準とリスク評価も参照しています。
安全基準と 公式ガイダンス
- ISO 10218-1：2025 ―産業用ロボットの安全要件。
- ISO 10218-2：2025 ―産業用ロボットの用途およびセルに関する安全要件。
- ISO / TS 15066：2016 ―協働型産業用ロボットシステムおよび作業環境。
- ISO 12100:2010 ―機械設備のリスク評価およびリスク低減手法。
- ISO/TR 20218-1:2018 ―ロボットエンドエフェクタの安全設計に関する指針。
- ANSI/A3 R15.06-2025 発行のお知らせ ―米国での導入と2025年の機能強化。
- OSHA技術マニュアル：産業用ロボット — 危険、リスク評価、およびリスク低減に関するガイダンス。
- OSHAレーザーの危険性 ―ロボットによるレーザー加工に関連する光学的および非ビーム的な危険性。
フェンスを決める前にフェンスを選ばないでください 真の危険。
加工対象物、加工工程、積載量、希望するサイクルタイム、オペレーターの操作手順をOceanplayerにお送りください。当社は、実用的な自動化の方向性を確立し、安全システムインテグレーターが必要とする情報を特定するお手伝いをいたします。