【AIRDS 第7回研究会】人とロボットの協働試験システム

第7回AIロボット駆動科学研究会 発表資料
発表者：岡村 建 氏（島津製作所 分析計測事業部 試験機BU プロダクトマネージャー）

Transcript

1. 次世代材料試験システムへのとりくみ 人とロボットの協働試験システム 2026年5月11日 岡村 健 島津製作所 分析計測事業部 試験機ビジネスユニット
2. 自動化システムの歴史 試験機の製造を1917年に開始して以来、島津製作所は早くから自動化シ ステムの開発に注力し、1974年に日本初となる全自動引張試験装置を納 入しました。 現在においても、お客様のニーズに応える多様な自動化システムを提供 し続けています。 金属用全自動引張試験システム が表紙のカタログ 自動糸給送装置 自動ゴムリング給送装置
3. 自動化システムのメリット 3 材料試験を自動化するメリットとしては、以下の ３つがあげられます。 ⚫ 省人化（しょうじんか） たとえば…、材料試験と書類作業で1.8人日の作 業が自動運転中に書類作業を行うことで1人日に 省人化。（生産性UP） ⚫ データ安定性 試験片寸法測定、つかみ具への試験片取付姿勢 、伸び計取付姿勢など、操作毎のばらつき、作 業者によるばらつきをなくすことができる。 ⚫ 不確定要素削減 寸法値入力間違えや試験片を取り違えて試験順 序を間違え、チャッキング時の怪我などをなくす ことで、不確定要素を削減。
4. 全自動試験システムラインナップ 金属用全自動引張試験システム プラスチック用 全自動引張試験システム プラスチック用 全自動曲げ試験システム ゴム用 全自動引張試験システム 当社製品は主に金属、プラスチック、ゴムの 出荷検査で利用されていますが、それ以外で もご要求に応じた自動化に対応しております 。
5. 鉄鋼材料自動引張試験システム 5
6. 最新自動化製品MCT-210AD / MCT-211ADの紹介 6 •MCT-211シリーズへ測定者の作業負担を低減した新モデルを発表しました。 二次電池材料(電極材)の粒子強度特性を評価されていて、N数を稼ぐことに 苦労されているお客様にむけた製品です。 人とくるまのテクノロジー展 横浜5/27(水)～5/29(金)で実機展示いたします。 約100分 約20分 約60分 広域を粒子検出 候補リスト提示 粒子測長・条件適合度の 高い順にリスト化し提示 結果確認 連続負荷 圧縮 清掃 リスト全完 までくりか えし繰返し 自動 自動 測定者 確認・承認 自動 測定者 確認・承認 従来は、粒子1個ずつN数分だけ手動操作 MCT-210AD
7. 人とロボットの協働 7 ⚫ 協働ロボット（Collaborative robot）とは、 人と同じ作業空間で安全に作業を行うことができる産 業用ロボット。センサー技術、制御技術の進歩により 安全性が劇的に向上し、人と共に協働するロボットが 実現化しました。 ⚫ 協働ロボットが導入されるようになった背景 労働力不足、少子高齢化、労働環境の改善といった社 会課題への対応が急務となる中、ロボット技術が飛躍 的な進化を遂げ、より安全に、より低コストでロボッ トの導入ができるようになりました。 特に大きな転機となったのは、2013年12月に労働安 全衛生規則が改正され、80W以上の産業用ロボットで 必要とされていた安全柵が、リスクアセスメントの実 施を前提に設置不要となったことです。 社会課題への対応、技術革新、法的担保が整ったこと から協働ロボットの導入が加速しました。
8. 協働ロボットの向き・不向き 8 協働ロボットの特長を活かせるケースと不向きなケースがあります。 不向きなケースでは、従来の専用自動化システムが適しています。 項 目 協働ロボット 専用自動化システム 安全性 ◎ センサー、動作制御で安全に人と作業 ◦ 柵とインターロックで安全性を担保 操作性 ◎ プログラムの変更が容易にできる ダイレクトティーチ △ 高度なスキルが必要。専任技術者が必要 可搬重量 △ 可搬重量3～10kgが主流 （Max.20～30kgのモデルもあり） ◦ アンカー固定で高可搬重量が可能 （当社実績では最大88kgのモデルを使用） リーチ △ リーチが限定的 ◦ アンカー固定でリーチが長い 動作スピード △ 安全のため、スピードは遅い 協働時：250mm/s ◦ アンカー固定で高速動作が可能 最大速度：500～1500mm/s（推定） 設置柔軟性 ◎ 省スペースで、移動可能 配置変更可能 △ 広い設置スペースと柵が必要 配置固定 用途 ー 多品種試験や試験内容が変わる現場で有効 ー 大量試験、試験内容が変わらない現場で有 効
9. リスクアセスメント 9 協働ロボットとして使用するためにはリスクアセスメントが必要です。 システムインテグレーター ⚫ ISO10218-2（JIS B8433-2）に基づくシ ステム設計 ⚫ リスクアセスメント ISO12100（JIS B9700） ⚫ リスク低減処置 ⚫ 残留リスク情報の提示（取扱説明書） エンドユーザー ⚫ リスクアセスメント ISO12100（JIS B9700） ⚫ リスク低減処置 ⚫ 残留リスクの受入れ 運用マニュアルの作成、保護具、警告表示などの活用 ⚫ リスクアセスメント記録の作成と管理 設備稼働
10. 協働ロボットー簡易自動システム 10 2025年9月に開催されたTEST2025では、このコンセプトシステムを 展示し、前回の約1.5倍の集客でした。 自動化、ロボットがより身近になってきており、お客様の関心を集め ています。
11. 協働ロボットを使用するイメージ 11 協働ロボットは従来の専用自動化システムとは異なります。 大量の試験片を効率的に試験を行う専用自動化システムに対して、状況に応じて変化することがで きる自由度が最大の特長となります。 協働ロボットが使用される現場のイメージは以下です。 ➢ 測寸作業と試験条件設定を人が行い、協働ロボットが試験片を搬送、自動で試験を行う。 ➢ 初期予算では導入できない測寸ユニットをあとから追加する。 ➢ 要求されるデータが追加され、別ユニット（硬度計など）を組み合わせたシステムに変更する。 ➢ 引張試験で利用していた協働ロボットを曲げ試験で利用するシステムへ変更する。 ➢ 産休などで一時的な人員減を補填ができなかった職場へ協働ロボットを派遣する。 上記は一部の例です。 利用方法はお客様の現場の状況や発想により、さらに広がっていくと考えます。
12. 今後のとりくみ 12 島津製作所としての今後のとりくみとしては、まず協働ロボットを使ったシステムの可能性を追求 し、付加価値の高い材料試験システムをお客様に提供することを目指しております。 また合わせて、AI技術についても調査・検討をすすめ、次世代の材料試験システムを構築していき たいと考えております。 【AI技術の利用】 ➢ ロジックでの試験結果判定が難しいケースをAIで判定 ➢ 材質情報、試験片形状などの情報から試験条件をAIで作成 ➢ 画像認識技術で試験状態、装置状態の正常、異常を判断 ご清聴ありがとうございました。