協働ロボットのリスクを低減する国際規格「ISO 12100」「ISO TS 15066」とは：協働ロボット

ユニバーサルロボットは2020年5月22日、協働ロボットのリスクアセスメントの進め方を解説するウェビナーを開催。リスクアセスメントの国際規格「ISO 12100」「ISO TS 15066」などを扱った。

[池谷翼，MONOist]

　ユニバーサルロボットは2020年5月22日、協働ロボット導入を検討中のユーザーなどを対象に、リスクアセスメントの進め方を解説するセミナーをオンラインで開催した。リスクアセスメントの実施時に重要な国際規格「ISO 12100」「ISO TS 15066」などを取り上げ、その概要を説明した。なおここでのリスクとは、作業員と協働ロボットの身体的接触に伴う事故の発生可能性を指している。

協働ロボットのリスクアセスメントに関連した国際規格［クリックして拡大］出典：ユニバーサルロボット

　協働ロボットのリスクアセスメントと、それに基づいたリスク低減の方法はISO 12100に記載されている。同規格では、リスクアセスメントとリスク低減の手順について以下のように説明する。

　まず、協働ロボットの動作範囲や出力を調整して作業員の安全性を確保する（機械的制限の決定）。その後、協働ロボットの試運転で新たな接触リスクを発見し（ハザードの同定）、さらに接触時の被害程度まで予測する（リスク推定）。予測時には接触に伴い生じ得るケガの深刻度だけでなく、接触の発生確率や回避可能性まで考慮に入れて対策必須のリスクを選定（リスク評価）、最最後に機械的制限を通じてリスク改善を図る（リスク低減）。一度に全リスクの排除を目指すのではなく、リスク低減サイクルを回し続けることで徐々に接触リスクを減らすという考え方だ。

リスクアセスメントとリスク低減のサイクル［クリックして拡大］出典：ユニバーサルロボット

　またロボットと人間の接触は、その接触の仕方によって「過渡的接触」と「準静的接触」の2種類に分類される。この区分を定義しているのがISO TS 15066である。過渡的接触と準静的接触の区分は、ロボットと人間の接触時間の違いによるものだ。具体的にはロボットと人間の間に0.5秒以下の身体的接触が発生する状況、平たく言えば身体の一部が跳ねのけられるような接触を過渡的接触、0.5秒以上にわたる、いわゆる挟まれ事故に分類されるような接触を準静的接触と定義している。

身体部位別の協働ロボットの最大許容圧力［クリックして拡大］出典：ユニバーサルロボット

　なお、ISO TS 15066には過渡的接触と準静的接触の発生時に、人間にかかる力がどこまで許容できるかを示す最大許容圧力も記載されている。例えば準静的接触時には首は150N、背中は210N、指は140Nまでの圧力が許容される。一方で、過渡的接触の場合は、準静的接触の許容圧力の2倍が限界値として設定されている。ユニバーサルロボットのテクニカルサポートマネージャーである西部慎一氏は「ISO TS 15066には安全設計方策として、力やトルクの速度制限をかける、ロボットのグリップ部分の接触表面積を増やすといった手法が記載されている。こうした工夫により最大許容圧力の範囲内に収まるように接触リスクを低減できるだろう」と語った。

ユニバーサルロボット テクニカルサポートマネージャー 西部慎一氏

　ただし、どれほど機械的制限を施しても排除しきれないリスクというものも当然ながら存在する。西部氏は「刺し身の加工作業のためにロボットに刃物を搭載することがあったとして、こういう場合はロボット単体では防ぎきれず、ユーザー側で刃物に触れないよう最大限気を付けるしかない。有効な対策としては、センサーでロボットを停止させる、ロボットの作業中に警告ランプで作業員に知らせるなどの方法が考えられる」と指摘した。

　また西部氏は、リスク低減サイクルを円滑に回すためのポイントとして「ロボットのグリップ部分にかかる接触面積あたりの圧力など、細かい部分を検討しだすときりがなくなり、リスク低減の施策が進みにくくなる。まずは2Dスキャナーなど一定程度の安全を比較的簡単に確保できるオプション品をロボットに搭載して、それをベースに自社の安全基準を考えていく流れが現実的なアプローチになるだろう」と語った。