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高精度協働ロボットのFAIRINO(フェアリノ・ファイリノ)

Force Limit: Contact Force Restriction in Collaborative Robot Safety

フォ-スリミット

フォースリミット(Force Limit)とは、ロボットが人と接触した際に発生する接触力(衝突力・押圧力)を安全基準内に制限する安全機能を指します。


主に協働ロボットにおいて採用される設計思想で、

接触を前提とした安全確保手法

の中核を成します。


■ 背景規格


フォースリミットは、以下の規格と密接に関連します。


  • ISO/TS 15066(協働ロボット安全)

  • ISO 10218(産業用ロボット安全)


ISO/TS 15066では、人体部位ごとに許容される


  • 接触力(N)

  • 接触圧力(N/cm²)

の上限値が示されています。


■ 実現方法


フォースリミットは以下の技術で実装されます。


  • トルクセンサー内蔵関節

  • 電流値ベースの外力推定

  • インピーダンス制御

  • 軽量アーム設計

  • 速度制限


衝突検知後は、


  • 即時減速

  • 保護停止

に移行します。


■ PFLとの関係


フォースリミットは、

PFL(Power and Force Limiting)

の一部概念です。


PFLは「接触時でも安全」であることを目的とし、フォースリミットはその具体的制御機能にあたります。


■ 設計上の重要ポイント


  • 最大速度設定

  • 可搬重量制限

  • 工具重量考慮

  • 停止応答時間

  • 妥当性確認(Validation)

工具変更時の再評価も重要です。


■ よくある誤解


× 協働ロボット=無制限に触れても安全〇 フォースリミット設定内でのみ安全

ワーク重量やツール形状により、安全条件は変化します。


■ 現場目線での意義


フォースリミットは、


  • 柵なし運用

  • 人と同一空間作業

  • 省スペース化

を可能にします。


ただし、

リスクアセスメントが前提

です。


■ まとめ


フォースリミットとは、


人との接触時に発生する力を規定値内に制限する協働ロボットの安全制御機能


です。

PFL安全設計の中核技術と言えます。

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