EVST編集チームによる記事 · 最終更新日：2026年6月10日
協働ロボット（コボット）は、安全柵なしで人のそばで作業できるように設計された軽量の産業用ロボットアームです。これは、各関節のトルクセンサーが接触を検知し、衝突による怪我を防ぐため、アームを停止または後退させることで、パワーと力の制限によって実現されます。ISO/TS 15066では、人間とロボットがどれだけ接近して作業できるかを規定する4つの協働モードが定義されています。2026年時点でのコボットの可搬重量は一般的に3kgから30kg、リーチは約600mmから1,800mmです。
協働ロボットとは何か、そして標準的なロボットとの違いは何か
「協働型」という言葉は、機械的な設計上のロボットのカテゴリーではなく、安全機能を表すものです。協働ロボットは、サーボモーター、ギアボックス、各関節にエンコーダーを備えた6軸関節アームであることに変わりはありません。協働型ロボットの特徴は、人間と安全に作業空間を共有できるセンシング機能と制御機能が追加されていること、そして怪我のリスクを軽減するために調整された機械設計（丸みを帯びた表面、低い可動質量、挟み込み箇所の排除、速度制限など）にあります。
従来の産業用ロボットは、安全柵で囲まれた作業空間内で、速度、可搬重量、再現性を重視して設計されています。動作中は作業空間内に人がいないことを前提としています。協働ロボットは、最高速度と可搬重量を犠牲にして、共有空間での動作を可能にします。その結果、導入コストが異なります。協働ロボットの作業空間では、柵で囲まれた産業用作業空間に必要なフェンス、ライトカーテン、床面積の確保が不要になることが多く、これが中小規模の製造業者にとって協働ロボットの大きなメリットとなっています。協働ロボットの種類と選定方法については、こちらをご覧ください。 協働ロボットの種類、選定、用途に関する完全ガイド本稿では、その基礎となる安全機構についてより深く掘り下げることで、既存の議論を補完する。
国際ロボット連盟（IFR）の「2025年世界ロボット市場レポート」によると、協働ロボットは、設置台数全体に占める割合は依然として少数派であるものの、産業用ロボット市場において、台数増加率で最も急速に成長している分野であり続けている。この成長は、部品重量が軽く、人間とロボットの近接性が運用上有効な電子機器組立、機械操作、包装といった分野に集中している。
協働ロボットの仕組み：安全機構
協働ロボットの決定的な技術は、接触力を感知し、制限する方法である。2026年には3つのアプローチが主流となり、ほとんどの生産用協働ロボットは複数のアプローチを組み合わせている。
関節トルクセンシング
各関節にはトルクセンサーが搭載されているか、コントローラーがモーター電流から関節トルクを推定します。通常の動作時、コントローラーはプログラムされた速度でプログラムされた経路における予想されるトルクプロファイルを把握しています。測定されたトルクが閾値を超えると、コントローラーはそれを予期せぬ外力、つまり衝突と判断し、保護停止を作動させます。接触から停止までの反応時間はミリ秒単位であり、これにより接触力が傷害閾値以下に抑えられます。
パワー・アンド・フォース・リミッティング（PFL）
パワー・アンド・フォース・リミッティング（PFL）は、最も一般的な協働ロボットの手法です。ロボットは、最悪の接触状況でも、伝達される力と圧力が、関連する身体部位についてISO/TS 15066附属書Aに規定されている生体力学的限界値以下に収まるように設計・構成されています。これは、可動質量の低減、速度制限、丸みを帯びた形状、そして前述のトルクセンシングストップの組み合わせによって実現されます。PFLは、ロボット自体が安全システムとなるため、多くの用途において、フェンスやライトカーテンなしで協働ロボットを動作させることを可能にします。
速度と間隔の監視
代替または補完的な方法として、外部センサー（安全規格に準拠したレーザースキャナー、3Dカメラ、または安全マット）を使用してオペレーターの位置を追跡する方法があります。ロボットは周囲に人がいないときは全速力で走行し、人が近づくと減速し、保護距離が守られると停止します。これにより、作業スペースに障害物がない場合、より高速で重量のあるロボットでも、生産性を損なうことなく協調動作が可能になります。
実際には、最もクリーンな導入では、複数の方法を組み合わせています。基本となる安全性として電力と力の制限を行い、オペレーターが不在の場合にはスループットを回復するために速度と間隔の監視を重ねています。組立ラインへの導入に関する業界の観察によると、最悪の場合のPFL速度のみに設定された協働ロボットは、作業スペースが空いているときに同じアームを高速で動作させた場合と比較して、潜在的なスループットの40～60%を失う可能性があります。そのため、ハイブリッド構成が大量生産ラインの標準となっています。
ISO/TS 15066における4つのコラボレーションモード
ISO/TS 15066:2016は、協働作業に関するISO 10218を補足する技術仕様であり、4つの異なる協働方法を定義しています。1つのアプリケーションで1つの方法を使用することも、複数の方法を組み合わせることも可能です。アプリケーションに必要なモードを理解することが、安全な協働ロボットセルを設計する第一歩となります。
| コラボレーションモード | 仕組み | 人間とロボットの相互作用 | 典型的なアプリケーション |
|---|---|---|---|
| 安全評価監視停止 | 人が共有スペースに入るとロボットは停止し、人が出ると再び動き出す。 | 共同作業ゾーンに人がいる間は、一切の動きは禁止されています。 | ロボットセルの手動による積み下ろし、時折の共有スペースでの作業 |
| ハンドガイド | オペレーターはハンドガイド装置を使用してアームを物理的に動かし、ロボットは加えられた力に従う。 | 直接的な物理的誘導、ロボットの動作はオペレーターによって制御される。 | 指導経路、補助付き持ち上げ、少量部品の位置決め |
| 速度と間隔の監視 | ロボットの速度は、安全センサーで測定されるオペレーターとの距離に応じて変化する。 | 動的な減速と共存し、最短距離で完全停止 | 人間とロボットが交互に近接して作業する混合セル |
| パワーと力の制限 | 設計と制御により、接触力と圧力を生体力学的限界以下に抑える | 直接接触は許可されています。予期せぬ力が加わるとロボットは停止します。 | 共同作業による組み立て、機械操作、オペレーターの隣での梱包作業 |
ISO/TS 15066によると、附属書Aの生体力学的限界は身体部位ごとに定められています。顔面や頭蓋骨の限界は、上腕や手に比べてはるかに厳しく設定されています。これは、接触した場合の影響がより深刻になるためです。適切なリスクアセスメントでは、ロボットの経路のうち接触の可能性がある部分を、接触する可能性のある身体部位にマッピングし、力と圧力が関連する限界値以下に収まっていることを確認します。そのため、ある用途で「安全」な協働ロボットが、別の用途でも必ずしも安全とは限りません。ツール、部品、レイアウトを変更すると、接触シナリオも変化するからです。
協働ロボットの構造：構成要素と仕様
協働ロボットの仕様書は小型産業用ロボットとよく似ていますが、協働作業に特化した機能がいくつか追加されています。選定時に最も重要なパラメータは以下のとおりです。
- ペイロード — グリッパーまたはツールを含む、ツールフランジにおける最大質量。2026年の協働ロボットのペイロードは、3、5、6、10、12、16、18、20、そして最大30kgクラスに集中しています。
- リーチ — 作業範囲の半径。通常500mm～1,800mm。製品ファミリー内では、到達距離と積載量はトレードオフの関係にある。
- 再現性 アームがどれだけ正確に元の位置に戻るかを示す指標で、通常はサイズに応じて±0.02mmから±0.1mmの範囲です。再現性は精度とは異なり、一貫性を測定する指標であり、ほとんどの組み立て作業やメンテナンス作業に必要なものです。
- 自由度 ― 6軸は一般的な3D作業の標準であり、7軸協働ロボットは、狭い空間での作業において、より柔軟な作業性を提供する。
- ツールフランジとI/O ―グリッパーやセンサーの取り付けインターフェースと電気／空気圧接続部。これらは多くの場合、手首を通して配線される。
- 安全規格に準拠した機能 — 設定可能な安全ゾーン、速度制限、力制限、および安全規格に準拠した監視停止機能。これらはすべて、ISO 10218-1およびIEC 61508/62061の機能安全レベルに準拠しています。
協調動作の機能は、単一の目に見える部品ではなく、主にコントローラと関節センシングに集約されています。そのため、ペイロードとリーチが同じ2本のアームでも、特定の協調作業を実行する際の安全性と速度に大きな違いが生じる可能性があります。その違いは、安全コントローラ、センサの解像度、および衝突検出の調整精度にあります。
協働ロボットの適用分野
協働ロボットは、部品重量が比較的軽く、人間との距離が近くて作業できるという利点があり、ピーク時のサイクルタイムよりもアームの再配置の柔軟性が重要な用途でその真価を発揮します。2026年に最も普及する用途分野は以下のとおりです。
マシンテンディング
CNC工作機械、射出成形機、プレスブレーキへの部品の積み込みと積み下ろし。協働ロボットはブランク材をピックアップし、機械に部品を積み込み、サイクルを待ち、完成品を積み下ろします。協働ロボットが停止している間もオペレーターは機械にアクセスできるため、セルは柔軟性を維持できます。これは、設置台数において最大の協働ロボットアプリケーションです。
組み立てとねじ締め
繰り返し行われる締結、挿入、ピックアンドプレース組立作業は、多くの場合、判断を要する工程を担当する人間と並行して行われます。力制御式協働ロボットは、プログラムされた力プロファイルによって部品の損傷を防ぐことができる挿入作業（圧入、スナップフィット）に最適です。
梱包とパレタイジング
最終工程でのケース梱包と軽量パレタイジング。協働ロボットパレタイザーは、アームの可搬重量までの箱を取り扱い、パレット上に安定した積み重ねを行います。重量のあるケースの場合は、可搬重量が制約となり、従来型のパレタイジングロボットが引き継ぎます。
品質検査とラボの自動化
カメラやセンサーを搭載した協働ロボットは、繰り返し検査作業を行い、研究室ではサンプル、ピペット、機器の取り扱いなどを担当します。フェンスのないレイアウトは、人と機器が狭い作業台を共有する環境に適しています。
溶接と表面仕上げ
協働ロボット溶接は、短い溶接線と少量生産のため、フェンス付き溶接セルを設置する必要がないジョブショップで急速に普及しています。協働ロボットは、力制御による研磨、研削、バリ取りも行います。重量部品の持続的な大量溶接には、フェンス付き6軸アームが依然として最適なツールです。これについては、当社の記事で詳しく説明しています。 重工業向け溶接ロボットガイド.
危険で過酷な環境
防爆型協働ロボットは、化学工場、塗料工場、エネルギー施設など、可燃性雰囲気のある環境でも協働作業を可能にします。これらの環境では、標準的な協働ロボット筐体ではなく、認証された筐体定格が必要です。詳細については、専用ガイドをご覧ください。 危険環境向け防爆型協働ロボット 認証の詳細については、こちらをご覧ください。
協働ロボット vs 産業用ロボット：それぞれの勝敗は？
協働ロボットと従来型産業用ロボットのどちらを選ぶかは、どちらの技術がより優れているかという問題ではなく、用途に応じた判断です。以下の表は、そのトレードオフを示しています。
| 因子 | 協働ロボット | 従来型産業用ロボット |
|---|---|---|
| ペイロード | 3～30kgが一般的 | 5～800kg以上 |
| 速度 | 安全上の理由により制限あり。分離監視により高速化 | 高い、サイクルタイムに最適化 |
| 安全対策 | リスク評価後、多くの場合フェンスなし | 柵で囲まれた独房、薄手のカーテン、インターロック |
| 床面積 | コンパクトで、設置面積も小さく、ガードも不要です。 | より大きく、安全境界を含む |
| 再配置 | 速い。腕は作業間で移動できる。 | 遅い；細胞は半永久的 |
| に適しています | 低ペイロード、高ミックス、人間に近いタスク | 大容量、高積載量、持続的なサイクル |
この選択に関する完全な意思決定フレームワークについては、関連分析を参照してください。 協働ロボット vs 産業用ロボット：2026年に工場でどちらを選ぶべきか簡単に言うと、ペイロードが少なく、レイアウトが人とスペースを共有することでメリットが得られ、ラインが頻繁に変更される場合は協働ロボットが有利であり、生産量とペイロードが多く、セルを専用に使用できる場合は従来型ロボットが有利である。
協働ロボットを安全に導入するためのリスク評価
よくある誤解として、協働ロボットは「箱から出してすぐに安全」だと考えられがちです。アーム自体は協働動作を前提として設計されていますが、アーム、ツール、部品、レイアウト、タスクなど、アプリケーション全体を含めた評価と認証が必要です。ISO 10218-2およびISO/TS 15066では、インテグレーター（エンドユーザーである場合もあります）が、協働アプリケーション全体のリスク評価を行う責任を負います。
- 危険箇所を特定する。 ロボットの経路上で人と接触する可能性のあるすべての地点、さらに工具による危険（鋭利なグリッパー、高温のエンドエフェクターなど）、および取り扱う部品をマッピングする。
- コラボレーションモードを分類してください。 タスクが使用するISO/TS 15066の4つのモードのうち、どのモードをサイクルのどのフェーズで使用するかを決定します。
- 生体力学的限界を確認する。 出力および力制限動作の場合、計算または力・圧力試験装置による測定により、考えられるすべての接触における接触力および圧力が、その身体部位に関する附属書Aの制限値以下であることを確認してください。
- 安全機能を設定します。 安全制御装置で速度、力、およびゾーン制限を設定し、それらを検証します。
- 文書化して検証する。 評価結果を記録し、それに基づいて実際のセルを検証し、ツール、部品、またはレイアウトが変更されるたびに再評価を行う。
実際には、EVSTのアプリケーションエンジニアが現場で協働セルを稼働させる際、検証中に最も頻繁に発見されるのは、アーム自体は力制限値内であるにもかかわらず、グリッパーや鋭利な部品がAnnex Aの制限値を超える接触圧力を発生させているという問題です。通常、解決策はグリッパーの再設計、エッジガードの設置、または影響を受ける経路セグメントの速度低下であり、ロボットの交換ではありません。これは、協働ロボットを導入すれば安全設計が不要になると考える購入者が最も見落としがちなステップです。
EVSTの協働ロボットシリーズ
成都に本社を置き、温嶺に製造拠点を構えるEVSTは、創業7年間で100カ国以上に自動化機器を出荷してきました。同社の協働ロボットは、3kgから30kgクラスの可搬重量に対応しており、3kg/620mmアーム、6kg/917mmアーム、12kg/1,300mmアーム、18kg/900mmアームなどのモデルが発表されています。EVSTは、従来のQJAR産業用ロボット、SCARA、デルタ製品ファミリーに加え、危険環境向けの防爆型協働ロボットやケータリングサービス向け協働ロボットも製造しています。
EVSTの認証記録によると、同社の協働ロボット生産ラインはIATF 16949自動車グレード品質認証を取得しており、製品はCE、SGS、TUVの第三者認証を取得しています。防爆型協働ロボットは可燃性雰囲気での使用が認められており、標準的な協働ロボット筐体では立ち入ることのできない環境でも協働作業が可能です。また、同社は1件の特許（CN ZL 2020 1 1601091.6）を取得済みで、4件の特許が実体審査中で、2件のソフトウェア著作権を保有しています。さらに、100か国以上に広がるフィールドエンジニアリングネットワークによるオンサイトでの試運転およびリスク評価サポートも提供しています。
よくある質問
協働ロボットとは、簡単に言うとどのようなものでしょうか？
協働ロボットとは、安全柵なしで人のそばで安全に作業できるように設計されたロボットアームのことです。関節部にトルクセンサーを搭載し、接触を検知して素早く停止します。また、ISO/TS 15066で定義されているように、接触による力や圧力が怪我の原因となる限界値を超えないように、低質量、低速、丸みを帯びた表面形状で設計されています。
協働ロボットは本当に安全柵を必要としないのでしょうか？
多くの場合必要ですが、必ずしも自動的に必要になるわけではありません。フェンスが必要かどうかは、アプリケーション全体、アームとそのツール、部品、およびタスクのリスク評価によって決まります。多くの低ペイロード、低速のアプリケーションは、評価後にフェンスなしで動作します。しかし、鋭利なツール、重い部品や鋭利なエッジを持つ部品、または高速動作が求められる場合は、追加のガードや速度・距離監視が必要になることがあります。協働ロボットはフェンスなしのレイアウトを可能にしますが、リスク評価によってフェンスの設置が許容されるかどうかが確認されます。
協働ロボットに必要な可搬重量と到達距離はどれくらいですか？
部品の重量とグリッパーの重量を合計してペイロードを算出し、約20～30%の余裕を持たせてください。小型部品の機械操作には5～10kgのアームが一般的ですが、パレタイジングやより重い部品の取り扱いには16～30kgが適しています。リーチは作業範囲全体をカバーする必要があり、ベンチトップ作業や機械操作では通常600mm～1,300mm、パレタイジングではさらに長くなります。
ISO 10218とISO/TS 15066の違いは何ですか？
ISO 10218（パート1および2）は、産業用ロボットとその統合に関するコア安全規格です。ISO/TS 15066は、特に協働動作のためにISO 10218を補足する技術仕様であり、付属書Aに4つの協働モードと生体力学的力および圧力制限を追加しています。協働アプリケーションは、両方の規格を満たす必要があります。購入者向けの詳細な説明については、ガイドを参照してください。 EVST製品サイトにおける協働ロボットの安全基準.
協働ロボットはどれくらいの速さで動けるのか？
出力・力制限モードでは、協働ロボットの速度が制限されるため、最悪の接触時でも生体力学的限界内に収まり、従来のロボットよりもはるかに低い速度で動作します。速度・距離監視機能により、作業者が保護ゾーン内にいない場合は同じアームを機械的な最大速度に近い速度で動作させ、人が近づくと減速または停止させることができます。ハイブリッド構成では、協働作業の安全性を維持しながら、失われたスループットの大部分を回復できます。
次はどこへ
特定の協働ロボットを可搬重量と到達距離の要件に適合させ、見積もりを取得するには、EVST製品サイトガイドを参照してください。 協働ロボットの積載重量選択範囲：3kg～30kgフェンスのないセルを指定する前に購入者が必要とする安全基準の詳細については、以下を参照してください。 購入者向けに協働ロボットの安全基準について説明しますより広範な住宅建設か購入の決定については、以下をお読みください。 協働ロボット対産業用ロボット収益を推定するために、 中小製造業向け協働ロボット投資収益率計算ツール調達に関するご質問は、EVST営業部までお問い合わせください。 コンタクトページ.
著者について：EVST編集チームは、自動化プロジェクトを評価するエンジニアやオペレーションリーダー向けに、産業用ロボットとインテリジェント製造に関する記事を執筆しています。2018年に成都で設立されたEVST（EVS TECH CO., LTD）は、600件以上の自動化プロジェクトを納入し、100か国以上に製品を出荷しています。QJAR、協働ロボット、SCARA、デルタ製品ファミリー全体で、IATF 16949自動車グレード認証およびCE / SGS / TUV第三者認証を取得しています。