ロボットティーチングとは？効率化の重要性とポイントを解説

産業用ロボットを動かす際には、あらかじめロボットにどのような動作をさせるのか記録する必要があり、これをティーチングと呼びます。一般的な産業用ロボットは記録された動作を再生するティーチングプレイバック方式を採用しているため、動作を記憶したプログラムを設定しておかないと、導入した産業用ロボットを動かすことができません。

ティーチングの方法は、大きくわけて4つに分類されます。それぞれの特徴について解説します。

オンラインティーチング

オンラインティーチングは、産業用ロボットを導入するライン上で行うティーチングです。専用のティーチングペンダントというコントローラとロボットをオンラインで接続し、ロボットに実際の動作をさせながら記憶させます。ティーチングに関する専門的な教育を受けた「ティーチング作業者」が必要となり、誰でもオンラインティーチングをできるわけではありません。
ティーチングは生産ラインを止めながら行う必要があるため、短時間でティーチングを完了しないと生産のロスや新規ラインの立ち上げが遅れてしまいます。

オンラインティーチングを効率よく実施する方法として、ダイレクトティーチングがあります。ダイレクトティーチングとは、ロボット作業者がロボットを直接触って動かすことで、その動きを再現するプログラムを作成する方法です。
専門知識や特別なスキルを必要とせず、直感的にプログラムを生成できる点がダイレクトティーチングの特徴です。ダイレクトティーチングでは教示しきれない軌道の微修正は、プログラムによって可能です。

オフラインティーチング

オフラインティーチングは、ロボットを導入するライン上ではなく、机上で作成したプログラムをロボットに読み込ませる方法です。生産ラインを停止する必要がなく、新規ラインの立ち上げ時にもライン立ち上げ準備と並行して実施できるため、生産ロスの発生を避けられます。

一方で、机上では問題ないと思って構築したティーチングデータでも、実際にロボットで再生すると位置がずれていたり、動作速度が期待通りとならず、調整が必要になる場合があります。

オフライン+オンラインを組み合わせたティーチング

最後に、オンラインとオフラインを組み合わせたAIティーチングを紹介します。予めオフラインティーチングで実現したい作業をプログラミングし、それを元にライン上でロボットを稼働させると、ロボットに搭載されているAIが実際のライン上での稼働データを分析し、動作精度を向上させていきます。

通常のティーチングではプログラム通りの動きしかできませんが、AIによるティーチングを行えば、ロボットに入力される画像などの外部情報を元に、柔軟な作業を行うことが可能です。ライン上でのティーチング作業を省人化できることから、今後はAIによるティーチングが可能なロボットの普及が進んでいくと考えられています。

産業用ロボットのティーチングにあたっては、さまざまな課題が生じます。

産業用ロボットを正確かつ効率よく稼働させるには、ラインの動きや対象物の特性にあわせ、最適な経路・動作を設定する必要があります。細かな動作の設定は難しく、プログラム修正と実機での動作確認には工数が必要になります。

また、産業用ロボットと人が接触した場合、事故に繋がる可能性があるため、一定以上の出力を持つロボットに対してティーチングを行う場合には、労働安全衛生法で定められた「産業用ロボットの教示等の業務に係る特別教育」を受講する必要があります。

現在はティーチングが可能な人材も限られており、ロボットのティーチングが可能な外部ロボットSIerへの発注は費用がかかる一方、社内での人材育成も時間と手間がかかります。

産業用ロボットを導入する際には、ロボットティーチングをいかに効率化できるかが重要なポイントです。

ロボットのティーチングを効率化するポイントについて解説します。

ポイント1：プログラミング知識が浅くても導入できるか

ロボットを動作させるためには、動作記録のためのティーチングと動作制御のためのプログラム作成、編集、デバッグなど、プログラミングに関する知識が必要です。一方で、ロボットの導入や稼働に必要なプログラミング部分にかかる時間を短縮できれば、効率化に繋がります。

オムロンでは、ロボットアームを直接動かすダイレクトティーチングができ、プログラム作成も簡単な協働ロボットをラインアップしています。

ダイレクトティーチングに対応したロボットの場合でも、定格出力が80W以上のロボットを扱う場合には、労働安全衛生法で定められた「産業用ロボットの教示等の業務に係る特別教育（教示）」の受講が必要です。

ポイント2：移設時の再ティーチング工数も短縮できるか

ティーチングは、ロボットが稼働する環境、扱う製品に対して最適化する必要があります。一度ティーチングを行ったロボットでも、移設するたびに再度ティーチングを行わないと動かせません。移設時の再ティーチング工数を削減することは、効率化を実現するための重要なポイントです。

オムロンの協調ロボット*には、「TMランドマーク」という機能により移設後のティーチングやキャリブレーションに必要な手間、時間を大幅に短縮できる機能を搭載しています。オムロンの協調ロボットはカメラが標準搭載されており、基準点となる「TMランドマーク」を読み取るだけで再設定が可能です。このため移設後の再稼働に再ティーチングが不要で、工数や作業人員の削減が可能です。ティーチングに必要な時間の短縮やプログラムの切り替えの手間が省けることで、生産する製品を切り替えるごとに必要なティーチングを効率化でき、多品種少量生産にも対応できます。

• ＊オムロンは、「人と機械の新しい協調」を実現するロボットとして、協働ロボットの商品名称を「協調ロボット」としています