...

3.6.2 規制内容の解説 (1) ロボット全般について (2) 規制対象となる

by user

on
Category: Documents
147

views

Report

Comments

Transcript

3.6.2 規制内容の解説 (1) ロボット全般について (2) 規制対象となる
材料加工ガイダンス
3.6.2
「3.6
ロボット関連」の変更箇所抜粋
資料3−11
規制内容の解説
(1) ロボット全般について
1)
ロボットは一般産業においてハンドリング、組立、加工、溶接、塗装、保守検査等幅
広い分野で使用されている。多関節型ロボットの構造例を図3.6-1 に示す。
図3.6-1
多関節型ロボットの例
<出典:(社)日本ロボット工業会:ロボット・ハンドブック(2005年版)>
2)
ロボットはプログラマブルな自動機械であるため、原子力関連施設、武器・大量破壊兵
器の設計製造、あるいは通常兵器の一部として、適用される可能性がある。従って、こ
れらの用途に適用できる能力を持つロボットが規制対象となる。
3)
2008年1月末現在、輸出令別表第1にて明記されている規制対象ロボットは以下の
7種類のロボットである。
①防爆構造のもの(原子力2の項(15)および材料加工6の項(7))
②耐放射線能力を有するもの(原子力2の項(15)および材料加工6の項(8))
③高度な画像処理能力を備えるもの(材料加工6の項(8))
④高高度で使用できるもの(材料加工6の項(7))
⑤水中ロボット(航法装置12の項(5))
⑥高引火点作動油が使用できるもの(機微品目14の項(7)、貨物等省令第13条第6項)
⑦耐電磁パルス能力を持つもの(機微品目14の項(7)、貨物等省令第13条第6項)
(2)
1)
規制対象となるロボットの要件
規制対象となるロボットの共通要件
① 規制対象から除外されるロボット
輸出令別表第1の2,6,12および14各項の仕様を定めた貨物省令にて「操縦ロボ
ット及びシーケンスロボット」は規制対象から除外されている。「操縦ロボット」とは
- 119 -
手動操作、遠隔操作など必ず人が操縦しないと動かないロボット、「シーケンスロボッ
ト」とは動作が固定のシーケンスに従っており使用者が自由に変更できないロボットで
ある。柔軟な対応ができる自動機械としての能力を持たないこれらロボットは規制対象
から除外される。手動操作型ロボットの例を図3.6-2 に示す。「シーケンスロボット」
については、②二でさらに解説する。
図3.6-2
手動操作ロボットの例
<(社)日本ロボット工業会提供>
② 規制対象ロボットとしての要件
規制対象ロボットとして備えるべき要件は「輸出令別表第1と貨物等省令の用語解
説」に列挙されており、イロハニのいずれかの項目をひとつでも満たさないものは規制
対象外である。通常、3自由度以上のプログラマブルな一般的なロボットはこれらの要
件を満たしている。
イ. 多機能である:
プログラマブルであれば基本的には多機能である。一般的なプログラマブルなロ
ボットには汎用性があり、使用者がそれぞれの意図に従ってプログラミングを行い、
所望のエンドエフェクタを製作することにより目的をはたすことができるため、こ
の要件を満たす。一般的なロボットは異なり、使用目的や対象物の制約が明確で、
専用性の高い装置として完結しており、転用困難なものは必ずしも多機能とはいえ
ない。(後述の(5)規制から除外されるロボットの例
参照)
ロ. 三次元空間を自由に動くことにより、材料、部品、工具または特別装置の位置決
めまたは方位決めが可能である:
エンドエフェクタを三次元で動かせるものが規制対象である。三次元位置決めが
できるマニピュレータあるいは三次元空間を移動することのできる機構がこの要件
を満たす。平面内あるいは所定線上での移動・作業に限定されたものはこの要件に
当たらない。(後述の(5)規制から除外されるロボットの例
参照)
ハ. 閉ループまたは開ループのサーボ装置を3以上有する:
3自由度以上のサーボ制御機構(オープンループ制御、ステッピングモータも含
む)を備えるロボットであれば要件を満たす。
- 120 -
ニ. 教示もしくはプレイバック方法により、またはプログラム可能なロジックコント
ローラとして用いる電子計算機により、メカニカルな介在なしで、利用者による
プログラム書き換えを可能とする機能を有する:
使用者がプログラミングや教示によって機能性能を引き出し、所望の作業を得る
ことが自由にできるようなプログラマブルな一般的なロボットはこの要件を満たす。
この要件を満たさないものは「シーケンスロボット」であり、動作が固定されてお
り全く変更できないもの、さらに、所定のパターンに従った動作しかできず、所定
の部品交換や機械的設定変更によってのみ動作順序や経路や姿勢の選択程度の変更
ができるものに限られる(注1)。
(注1)WAのControl List の用語定義(Definitions of Terms)にて
Robot
が
定義されており、そのNote 2,3,4にて「シーケンスロボット」が解説
されている。
2)
ロボットとしての規制対象範囲
原子力2、素材加工6、機微品目14の各項では、規制対象範囲はロボット機構に加
え、その部分品および制御装置であることが記載されている。ここで言う部分品とは、
これら各項に対応した貨物等省令の各条項にてエンドエフェクタであることが明記され
ている。すなわち明に規制対象となるロボットとは、ロボット機構、制御装置及びエン
ドエフェクタを含む。
(3) 規制対象ロボットの仕様解説
1)
防爆構造のもの
輸出令別表第1の2の項(15)および6の項(7)で規制される防爆仕様ロボット
は、火薬工場での爆発物環境下で使用されるものから、自動車工場での一般的な塗装用
まで広い用途で使用され、使用環境、爆発性ガスの危険度などにより要求される管理レ
ベルは様々である。例えば、軍需品製造工場の製造工程では、塗装用よりも爆発性の高
いガスが使用され、相応の管理レベルが要求される。
2の項(15)で規制されるロボットは、主として原子力施設で使用したり高性能爆
発物を扱えるように設計されたものを規制しているが、一般工業用の塗装ロボットは除
外されている(注2)。一方、6の項(7)では軍需品製造工程での爆発環境で使用で
きるように設計されたものを規制しており、塗装ロボットは除外されていないことに注
意が必要である(注3)。
(注2)対応する NSG 1.A.3.の Note に注記されている。
(注3)現行の法令では、塗装用ロボットは6の項(7)で規制されているが、H19年
度の WA(ワッセナー)の国際会議において、6の項に対応する WA 2.B.7.b.に
「塗装用のものを除く」という文言の注記追加が承認されたため、H20年度
の法令改正には反映されるものと考えられる。法令改正の時期については、官
報などで確認していただきたい。
- 121 -
2)
放射線による影響を防止するように設計したもの
輸出令別表第1の2の項(15)2、貨物等省令第1条二十号ロでは、全吸収線量が
シリコン換算で 50,000 グレイを越える放射線照射に耐えることができるように設計さ
れたロボットが、また、輸出令別表第1の6の項(7)3、貨物等省令第5条九号ハで
は、全吸収線量がシリコン換算で 5,000 グレイを越える放射線照射に耐えることができ
るように設計されたロボットが規制されている。
これらの規制の対象となるロボットは、原子炉格納施設などの原子力関連施設(注
4)や、人工衛星などの宇宙空間(注5)あるいは軍事施設で使用するために耐放射線
設計をしたロボット等を対象としている。
全吸収線量とは、放射線を長時間浴びることによって、最終的に回路や機能が破壊さ
れるまでの総放射線量をいう。シリコン換算とはシリコンの検出器で検出したものをい
う。耐放射線用に設計されていることを、カタログ・仕様書等によりメーカが保障して
いるロボットなどが規制される。
(注4)運転中の核格納施設内で使用するロボットに要求される耐放射線性は
104∼106 グレイが必要とされている。
(注5)機微な軍事技術をリストアップしたアメリカ国防省発行の MCTL には、宇宙空間
用機器の耐放射線性として 5x103 グレイ以上とされている。
3)
実時間で三次元の画像処理または画像解析をすることができるもの
輸出令別表第1の6の項(7)1項および、貨物第5条第9号では、高度な三次元認
識能力を備えたロボットを規制している。例えば未知の、あるいは不完全な情報しか得
られない既知の環境において、特定の目標を識別したり、障害物を自律的に回避したり
することができるような高度な能力を備えたロボットが規制対象となる。
技術的には、即時性と完全な三次元対応能力が判断の対象となる。即時性は、厳密な
リアルタイムの定義で解釈するというより、人の認識速度と違和感なく十分に早い判断
能力か否かを問題にしていると解釈すべきである。完全三次元は基本的に立体視により
不完全な事前情報から対象を認識特定する能力である。したがって、固定角度からの画
像を元に三次元情報を推定する方法や、あらかじめわかっている状況で観測された部分
から奥行きや表面状態を補間推定で三次元情報を求める簡易な方法は含まれない(注
6)。
(注6)対応するWA 2.B.7.a の Technical Note 参照
4)
高い高度で使用するように設計したもの
輸出令別表第1の6の項(7)4、貨物等省令第5条九号二で規制されるロボットは
30,000mを超える高度で使用することができるものが規制される。これらの規制の対象
となるロボットは宇宙空間で使用することができるロボット、例えば人口衛星内で使用
できる又は人口衛星などの修理のために使用できる宇宙ロボットなどである。
30,000mという高度はジェットエンジンによる航空機の到達限度とされており、これ
以上の高度はロケットエンジンによる飛行空間とされる。ここでは、そのロケットによ
- 122 -
り飛行できる宇宙空間で使用できるロボットが規制対象となる。
5)
水中ロボット
輸出令別表第1の12の項(5)、貨物等省令第11条第六号で規制されるロボット
は次のイ又はロに該当するものであって、2の項又は6の項に該当しないものである。
イ 外部物体に加えた力又はトルクを測定するセンサー、外部物体までの距離を測定する
センサー又はロボットと外部物体の間の触覚からの情報を用いて制御する水中用のロ
ボットを規制
ロ 構造材にチタン合金又は繊維強化複合材料を用いたロボットであって、250 N 以上の
力又は250 Nm 以上のトルクを発生させる能力を有する水中用のロボット
なお、250 Nの力とは、例えば、質量 250 kg の機雷を静止状態から1秒間に 1m 移動
させる力に相当する(1N=1kg・m/sec2)。
なお、マニピュレータ機構のない潜水艇は他の項目で判定する必要がある。
6)
引火点が566度を超える圧力油を使用することができるように設計したもの
輸出令別表第1の14の項(7)貨物等省令第13条第6項一では、引火点が 566℃
を超える圧力油を使用したロボットを規制している。
7)
電磁パルスによる影響を防止するように設計したもの
輸出令別表第1の14の項(7)貨物等省令第13条第6項二では、電磁パルスによ
る影響を防止するように設計したロボットを規制している。
この項で述べている「電磁パルスによる影響」とは、Electro-Magnetic Pulse
(EMP)による影響のことを意味し、空中で核爆発などを起こすことにより発生する電磁
衝撃波や雷によって引き起こされる無線通信の途絶などの現象を指す。核爆発によるも
のをNuclear Electro-Magnetic Pulse (NEMP)、雷によるものをLightning ElectroMagnetic Pulse (LEMP)と呼ぶ。
EMPに対する設計・評価は、いわゆるCEマーキングの電磁両立性指令(注7)とは違っ
たレベルである。そのため、CEマーキングのEMC指令に対応するように設計・評価された
ロボットは、一般的にそれ以上のEMPに対応する能力を持たない。従って、一般的なEMC
に対応したロボットはこの項目に該当しないので規制対象外である。
(注7)IEC61000-6-2にて規定されているレベルのEMC(Electro-Magnetic
Compatibility)指令
- 123 -
(4)
1)
輸出管理上の留意事項
技術進歩について
ロボットは現在でも技術進歩が続いており、過去想定し得なかったものが急速に実用
化に達することもありうる。従って本来のリスト規制を十分に理解するとともに、過去
想定し得なかったと思われる、先進的な貨物の輸出に当たってはキャッチオール規制の
基本趣旨に十分照らし合わせるとともに、所轄省庁との協議を進んで行うべきである。
2)
保守部品の輸出
ロボットの保守部品を輸出する場合は、当然各々部品単位で所定の輸出管理を行う
ことになる。特に高性能な機械・電機電子部品や高性能素材については注意が必要であ
る。例えば、近年様々な高級素材を用いたエンドエフェクタが流通しており、現地加工
を想定した素材や半加工品の送付では素材と加工の程度によっては規制対象になる。
(Q&A参照)
(5)
規制から除外されるロボットの例
第2項にて示した定義に従い、規制除外となるロボットの例を示す。
1)
電子部品実装ロボット
規格化された形状・寸法の電子部品のハンドリングのためだけの目的に設計され、
これ以外の目的に使用することが不可能であれば、「イ
多機能である」とは言い難い。
従って一般的な電子部品実装機は規制されるロボットとして扱う必要はない。一般的な
電子部品実装機の例を図3.6-3 に示す。
図3.6-3
電子部品実装ロボットの例
- 124 -
2)
マニピュレーション機構のない無人搬送台車
マニピュレータを搭載していない無人搬送台車は、平面内のみを移動するものであり
2次元空間しか移動できない、かつマニピュレータを搭載していないため、三次元的な
対象物のハンドリングができない。従って「ロ
3次元空間を自由に動くことにより、
材料、部品、工具又は特別装置の位置決め又は方位決めが可能である。」を満たすもの
とはいえず、規制されるロボットとして扱う必要はない。一般的なマニピュレータを搭
載していない無人搬送車の例を図3.6-4 に示す。
操作部
搬送品架台部
車輪部
(図示せず)
図3.6-4
(6)
マニピュレータ機構の無い無人搬送車の例
産業用ロボットにかかわる各種の定義、用語の解説
本ガイダンス及び政省令にて使用されている用語等について解説する。
1)
ロボットに関する用語規格について
ロボットに関しては各種の用語解説、定義が以下の体系にてJISにまとめられている。
(2008/1/31現在)
①FAおよび制御全般にかかわる用語規格
JISB3000
JISZ8116
FA−用語
自動制御用語−一般
②ロボットに関連した用語規格
JISB0134
JISB0144
JISB0185
JISB0186
JISB0187
産業用マニピュレーティングロボット−用語
電子部品実装ロボット−用語
知能ロボット−用語
移動ロボット−用語
サービスロボット−用語
③ロボットにかかわる個別規格
JISB0138
JISB843
産業用ロボット−図記号」
産業用マニピュレーティングロボット−特性の表し方
- 125 -
JISB8432
JISB8433
JISB8436
JISB8437
JISB8441
JISB8442
JISB8443
産業用マニピュレーティングロボット−性能項目及び試験方法
産業用マニピュレーティングロボット−安全性
産業用マニピュレーティングロボット−メカニカルインタフェー
ス−フランジ形
産業用マニピュレーティングロボット−座標系及び運動の記号
産業用マニピュレーティングロボット−メカニカルインタフェー
ス−シャフト形
産業用マニピュレーティングロボット−エンドエフェクタ自動交
換装置−用語及び特性の表し方
産業用マニピュレーティングロボット−把握型グリッパによる対
象物ハンドリング−用語及び特性の表し方
④電子部品実装ロボットにかかわる規格
JISB8460
JISB8461
JISB8462
電子部品実装ロボット−特性及び機能の表し方
電子部品実装ロボット−インタフェース
電子部品実装ロボット−安全性
⑤その他関連規格
JISC093x
JISC60079-x
電気機器の防爆構造
x=0,1,2,4
爆発性雰囲気で使用する電気機械器具−第x部
x=0,6,11
2) 産業用ロボットの簡単な解説
①ロボットの構造の簡単な解説
次ページの図3.6-5 にロボット本体例、ロボットにエンドエフェクタと制御盤を取り
付けた例、アプリケーションシステムに組み込んだ例を示す。
一般に、ロボットとは対象物や特定のツールを繰るための機構部分、いわゆるマニピ
ュレータあるいはマニピュレーション機構を指し、図3.6-5 で示すように、設置のため
のベースプレートから作用具であるエンドエフェクタを取り付けるメカニカルインター
フェースまでの機構を総称する。水平型あるいはその他の構造を持つロボットでも考え
方は同一である。
エンドエフェクタで総称する作用具は、対象物に働きかけるいわゆるハンドが一般的
であるが、直接ロボットに取り付ける工具や検査機器などの場合もある。
②ロボットの制御の簡単な説明
ロボットの動作制御方式としてはPTP制御とCP制御がある。PTP制御(PointTo-Point)とは、目的とする位置を次々与えることによりロボットを動作させる方式で、
PointとPoint間の経路は何らかの補間計算によって決められる。補間計算としては、直
線補間や円弧補間などの何らかの関数的動作補間、各動作軸空間で各個の軸が目的の位
置に同時に到達するような関節補間などが一般的である。
CP(Continuous
Path)制御とは、加工用途のように動作軌跡で作業を実現する用
途で必要な制御である。実際には短ピッチ点列のPTP制御や点列の高次関数による補
間制御などを基本として、線速に配慮した制御方式とすることが多い。
- 126 -
ロボット本体
ベースプレート
メカニカルインターフェース
メカニカルインターフェースにエンドエフェ
クタを取り付け、制御装置に接続した状態
制御装置
エンドエフェクタ
アプリケーションシステムに組み込んだ状態
図3.6-5
ロボットの構造の簡単な解説
- 127 -
3) 用語解説
用語
あ
ウィスカー
か
グリッパ
グレースケー
ル
さ
た
記載箇所
解説
10の項(6) 複合材
料解釈
2の項(15) エンドエフ
ェクタ解釈
6の項(7) 情景解
析解釈
短い、繊維状の、単結晶の、無機の強化用材
料
把持型のエンドエフェクタ
濃淡を持たせた白黒だけで色を表現する方
法。多くの場合、256階調のグレースケール
が使われる。
前もって定められ、かつ、ハードウエア上の
変更だけによって変えられる運動パターンに
従って与えられた動作の各ステップを実行す
るマニピュレータ。
変化する目標値に追従させる制御装置
固定シーケン
スマニピュレ
ーション機構
2の項(15) シーケンスロ
ボット解釈
(閉ループま
たは開ルー
プ)サーボ装
置
三次元の画像
処理
2の項(15) ロボット
解釈
6の項(7) 1 条文
画像データを処理し、環境や対象物の三次元
情報を抽出すること
三次元目の推
定近似
シーイー
(CE)マーク
6の項(7) 情景解
析解釈
ガイダンス解説
3.6.2 (3) 7)
スタッカーク
レーン
全吸収線量
2の項(15) ロボッ
ト解釈
2の項(15) 対応省
令条文、6項7対
応省令条文
2の項(15) ロボッ
ト解釈
一定の方向から見た画像から三次元目の情報
を推定して定量化すること。
CEマーキングは、EU(欧州連合)域内で流
通させる製品に対して、その使用者及び消費
者の健康及び安全を保護する事等を目的に、
欧州委員会が発令したニューアプローチ指令
を尊守し、EU域内におけるその製品の自由流
通を確保する事である。従って、欧州への輸
出に関係する企業や欧州に生産拠点を持つ企
業にとっては、CEマーキングへの対応が必須
の条件となる。
ユニットロードを格納位置及び入出庫ステー
ション間で搬送するクレーンの総称。
電離放射線によって物資に与えられる平均付
与エネルギーの総和。
直角座標マニ
ピュレータシ
ステム
電磁両立性指
令(EMC指
令)
ガイダンス解説
3.6.2 (3) 7)
な
(能動)ツー
リングユニッ
ト
2の項(15) エンドエフ
ェクタ解釈
は
ハンドリング
ガイダンス解説
3.6.1 (1) 1)
2の項(15) ロボッ
ト解釈
プレイバック
方法
腕の機械構造が三つの直進ジョイントを持
ち、それらが直角座標形式であるマニピュレ
ーション機構。
EMC指令は、ECの市場統合に伴う強制規格分
野の基準認証制度の統一を目指す「ニューア
プローチ」関係指令の一つで、機器が発生す
る電磁気が通信機器等の使用を妨げないこと
及び機器が電磁気妨害に対して一定水準以上
の抵抗力(immunity)を有することを求めるも
のである。
被加工物を加工するための動力若しくはエネ
ルギーを供給し、又は被加工物を感知するた
めの装置を言う。
対象物を運ぶあるいは何らかの作用を施すな
どの、対象物操作を行うこと。
予め実環境を用いて教示したり、プログラミ
ング装置による動作入力プログラミングなど
の教示作業を行い、その動作や位置/姿勢を
再現することにより、対象とする機構を制御
する方法。
- 128 -
参考文書
JIS K6900より
解説引用
JIS B0144、
B8443を参考
-
JIS B0134を参
考
JIS B0185、
B0134、Z8116、
Z8117、Z8118
を参考
JIS B0185、
B0134、B0188、
B0189、B0186、
B0187 を参考
JEMINAによる解
説文書引用
JIS Z8941より
解説引用
JIS Z4005を参
考
JIS B0134を参
考
JEMINAによる解
説文書引用
CISTEC 平成
16.11.01貿局
第3号解説文引
用
JIS B8443を参
考
JIS B0134を参
考
は
ま
用語
記載箇所
解説
ベースプレー
ト
2の項(15) エンドエフ
ェクタ解釈
防爆構造
2の項(15) 条文、
6の項(7) 2 条文
マガジン
ロボット関係 Q&A
No.1
マニピュレー
ション(機
構)
2の項(15) ロボッ
ト解釈
無人搬送台車
ガイダンス解説
3.6.2 (5) 2)、
Q&A No.2
環境にロボットを固定するための基盤板部
材。
ロボットにエンドエフェクタを取り付けるた
めの基準板部材(メカニカルインターフェー
ス)を称することもあり、該当文中記載のベ
ースプレートは、メカニカルインターフェー
スを指している。
電気機器がその周囲に存在する爆発性雰囲気
の点火源となることがないように、電気機器
に適用する技術的手法。
工作機械の工具保管・交換機構や部品実装機
などの連続して取り出すことが出来る部品供
給機構を総称。
単純にマニピュレーション機構は、マニピュ
レータ、すなわち互いに連結された分節で構
成し、対象物を掴むまたは、動かすことを目
的とした機械を指す。
なお、マニピュレーション機構には制御方法
により、人間操作型、固定動作型、プログラ
マブルな自動制御型があり、自動制御による
マニピュレーション機構をマニピュレーティ
ングロボットという言い方で産業用ロボット
を総称する。
人手又は自動で荷物を積み込み、指示された
場所まで自動走行し、人手又は自動で荷卸し
をする無軌道又は有軌道車両
- 129 -
参考文書
JIS B0134を参
考
JIS C0930より
解説引用
JIS B0106、
B3000を参考
JIS B0135、
B3000を参考
JIS Z0111、
B3000を参考
Fly UP