ロボットティーチングとは？属人化・安全課題を解消する現場体制づくりも解説
工場向け安全対策の動画マニュアル「tebiki現場教育」を展開する、現場改善ラボ編集部です。
産業用ロボットの導入が進む現代の製造現場において、多くの管理者が直面するのが「ティーチング作業の属人化」という課題です。特定の熟練作業者にしかロボットを扱えない状況は、単なる不便さにとどまらず急なトラブルが発生した際の復旧遅れやベテラン退職による技術伝承の断絶など、経営リスクに直結する深刻な問題です。
本記事ではロボットティーチングの基礎知識から、現場で実際に起きている「属人化」の実態、そして解消するための標準化の仕組みづくりについて解説します。
正しい知識と教育体制を整えれば、経験の浅い若手でも迷わずに作業を行えるようになり、組織全体の成果につながります。次世代に技術を残し、止まらないラインを構築するために、今から準備を進めましょう。
目次
ロボットティーチングとは？概要と製造現場での重要性
産業用ロボットに動作を記憶させる「ティーチング（教示）」は、自動化設備の運用における心臓部ともいえる重要な工程です。 従来のティーチングプレイバック方式では、ロボットは指示された通りにしか動きません。
そのため、人がいかに正確な位置や手順を教え込めるかが、安全かつ効率的な稼働の重要なポイントとなります。
ロボットティーチング（教示）の定義と仕組み
ロボットティーチングとは、産業用ロボットに対して意図した動作を記憶させる作業のことです。具体的には、人がコントローラー（ティーチングペンダント）を用いてロボットのアームの座標や動作速度、角度などをひとつひとつ設定し、実行データとして保存していきます。
ロボットは保存されたデータに基づき同じ動作を正確に繰り返すため、ティーチングの精度が製品の品質や生産効率に大きく影響します。
現場では「教示」とも呼ばれ、ロボット運用の根幹をなす技術です。
なぜティーチングが必要なのか？産業用ロボットの特性
産業用ロボットは与えられた命令を忠実に実行する能力に長けていますが、一般的なティーチング運用では、状況変化に対する自律的な判断ができません。
たとえば、ワーク（部品）の置き場所が数ミリずれただけでも、ロボットはそれをつかみ損ねたり、最悪の場合は設備に衝突して破損させたりする恐れがあります。
そのためあらゆる動作パターンや回避ルート、干渉してはならない危険エリアなどを事前に人が厳密に定義し、教え込む必要があります。ロボット特有の融通の利かなさを補い、性能を最大限に引き出すのがティーチングの役割です。
適切な指導を行えば、機種や運用条件によっては24時間稼働を視野に入れた運用や、人には難しい精密動作が可能となり生産性向上が期待できます。
製造ラインにおけるティーチング担当者の役割
ティーチング担当者は、単にロボットを操作するオペレーターだけではなく生産ライン全体の動きを理解し、他の設備や作業者と連携が取れるようプログラム作成の中心となる存在です。
現場では、タクトタイムを短縮しつつ、ロボットの関節にかかる負担を減らすような「滑らかな動作軌道」を設計するスキルが求められます。また、稼働中にエラーが発生した際には即座に不具合の原因を特定して修正するなど、メンテナンス面でも重要な役割を持ちます。
現場の安全を守るため、リスクアセスメントに基づいた速度設定や停止位置の調整も欠かせません。
【比較】ロボットティーチングの主な種類とメリット／デメリット
ロボットティーチングには、おもに4つの手法があります。
それぞれの特徴と現場への影響（メリット・デメリット）を理解し、自社の工程に最適な手法を選択することが重要です。
オンラインティーチング（実機教示）｜確実だがライン停止のリスクも
オンラインティーチングは、実際の製造現場でロボットを動かしながら動作を記憶させる手法です。
ティーチングペンダントと呼ばれる専用の操作盤を使い、実機やワーク、周辺設備との位置関係を目視で確認しながら作業できるため、干渉リスクを防ぎやすいのがメリットです。プログラム上の数値と実際の動きのズレが生じにくく、直感的に修正を行えるため、さまざまな現場で採用されています。
ティーチング（特に内容修正）には、ロボットや対象ラインの停止が必要となる場合があり、品種切り替えや修正のたびに稼働が止まるため、多品種少量生産の現場では生産効率を落とす要因になりかねません。また、作業者がロボットの可動範囲内に入る作業が頻発するため、厳重な安全管理が求められます。
オフラインティーチング（シミュレーション）｜効率的手法だが細かいプログラミングが必要
オフラインティーチングは、パソコン上の専用ソフトを使ってプログラムを作成する方法です。
現場のロボットを止めずにデスク上で動作確認やシミュレーションができることから、ラインを稼働させたまま次の製品の準備ができるため、生産性を落とさない点がメリットです。
複雑な動作や軌道計算も、ソフト上での数値入力やシミュレーションを活用することで、効率的に行えますが、仮想空間でのシミュレーションと現実の現場環境には微細な誤差が生じます。作成したデータを実機に転送した後、最終的な位置合わせや補正作業が別途必要になるケースがほとんどです。
導入には高価なソフトが必要であり、操作には専門的なプログラミング知識も求められます。
ダイレクトティーチング｜直感的に操作できるが正確性が求められる
ダイレクトティーチングは、作業者がロボットのアームを自ら手で持って動かし、その軌道を記憶させる手法です。
専門的なプログラミング言語を知らなくても、人の腕を動かす感覚で教示できるため、動きが複雑で数値化しにくい作業や、微妙な力加減が必要な工程の再現に適しています。協働ロボットの普及とともに注目されており、導入のハードルが比較的低い点もメリットです。
ただし、人の手で動かすため、機械的な正確さや直線的な動きを完璧に再現するのは困難で、大型のロボットやアームが重い機種では、作業者の身体的な負担が大きくなる懸念があります。精密な位置決めが求められる工程よりも、塗装や単純な搬送など軌道の滑らかさが重視される作業に向いています。
ティーチングレス・AI活用｜自動化できるが導入コストが高額
2010年代後半以降、AI技術の進化により人間による教示作業の削減を目指すティーチングレスを志向する技術が登場しました。一例として、カメラや3Dビジョンセンサーでワークの位置や形状を認識し、その結果をもとに動作経路を自動で生成する方式があります。
熟練作業者のノウハウに依存せず、誰でも安定した稼働を実現できるため、属人化の解消に役立つ手段として広がっています。
ただし、導入コストが高額になりがちで、現場の照明環境やワークの素材によっては認識精度が落ちる点に注意が必要です。技術的にも発展途上の部分があり、すべての工程を完全に自動化できるとは限らない点に留意してください。
実務で役立つティーチング作業の具体的な流れ
ここからは、実際の現場でどのようにティーチングを進めるか、実務的なフローを解説します。
単に動かすだけでなく、安全確保から微調整まで、段階を踏んだアプローチが不可欠です。
【事前準備】リスクアセスメントによる動作制限範囲の明確化
ティーチング作業を始める前に、以下の手順で物理的・ソフト的な範囲定義を行い、安全を確保します。
- リスクの洗い出しと見積もり：接触や挟み込みのリスクがある動作を特定し、危険度のレベル分けを行います。単なる注意喚起ではなく、具体的な対策が必要です。
- 物理的な限界点（メカニカルストッパー）の設置：アームが絶対に超えてはならない範囲に、物理的な器具を設置して制限をかけます。
- ソフトでの領域制限（ソフトリミット）の設定：システム上でも動作範囲を設定し、物理対策と合わせて二重の安全策を講じ、操作ミスによる事故を防ぎます。
- 安全レベルの最終確認：危険が許容可能なレベルまで低減されたことを確認してはじめて、実機に触れて作業を開始します。
基本動作のプログラム作成と位置決め
安全確認完了後、以下の手順でロボットの基本動作プログラムを構築します。
- 動作軌道の大枠設定：始点と終点、および経由すべきポイントを大まかに設定し、ロボットの動きのベースを作ります。
- パラメーターの入力：アームの移動速度や加速度などのパラメーターを入力します。
- ツール動作の組み込み：さらに、ワークをつかむ・離すといったツール動作のタイミングを組み込みます。
- 机上でのコード検証：最後にシミュレーターなどでコード検証を行い、論理的な矛盾や干渉がないかを入念にチェックする。いきなり実機で高速運転するのは厳禁です。
無理な動きはロボットの寿命を縮める原因となるため、バランスの取れた設計が必要です。
条件設定・微調整とテスト運用のポイント
基本プログラムができたら、実際にロボットを低速で動かしながら、詳細な位置合わせを行います。
ここが最も神経を使う工程であり、ミリ単位のズレが品質不良やチョコ停（一時停止）の原因になるため、実際のワークを使い、周辺設備との隙間やケーブルの巻き込みがないかを目視で確認するのが重要です。
動作が不安定な箇所があれば、ポイントを追加して軌道を滑らかにし、徐々に速度を上げて本番の生産速度でも問題ないかテストします。この微調整は担当者の経験や感覚が問われる場面であり、納得のいく動作になるまで地道な修正を繰り返します。
トラブルシューティングと修正のサイクル
本稼働後も、継続的な監視とプログラムの修正は欠かせません。連続稼働による熱膨張や摩耗で位置ズレが発生したり、ワークの個体差でエラーが出たりすることがあるからです。
エラー停止が頻発する箇所があれば原因を特定してプログラムを見直し、ワークの個体差や配置のばらつきに対応できるように、センサーの感度調整や公差設定の見直しも行います。
現場作業者からの「使いにくい」「危ない」といった声を反映して改善を続け、一度設定したら終わりではなく、運用しながら育てていく姿勢がロボットの安定稼働につながります。
ロボットティーチングに必要な資格「特別教育」と法規制
労働安全衛生関係法令で定める範囲において、産業用ロボットの可動範囲内で教示等を行う作業などに従事する場合は特別教育が必要です。
対象となる作業に従事する者に加え、可動範囲外で教示等用装置を操作して可動範囲内の作業者と連携する者など、法令で定める範囲の関係者は特別教育が必要です。
特別教育で教えるべき内容や受講の流れについては、下記の記事内でより詳しく解説していますので、本記事と併せ参考にしてください。
関連記事：産業用ロボット特別教育の内容は？社内実施を通じた安全教育や受講の流れ
労働安全衛生法に基づく特別教育の受講義務
前述のとおり対象となる作業に従事させる場合、事業者は特別教育を実施する必要があります。特別教育を受けていない者に従事させることは法令違反となるおそれがあるため注意が必要です。
事業者は、対象となる業務に就く従業員に対し、規定のカリキュラムに基づいた教育を実施しなければなりません。たとえベテランの作業員であっても、この特別教育を修了していない場合、教示作業はできない扱いになるからです。
ティーチング作業者・監視者に求められる知識
特別教育ではロボットの構造や機能といった基礎知識に加え、安全装置の取り扱いや非常停止の手順を学びます。学科教育だけでなく、実際にロボットを操作する実技教育も必須です。
ティーチング担当者だけでなく、可動範囲外の監視者や、関連業務に携わる人も教育の対象です。異常発生時の措置や再起動の手順など、緊急時にパニックにならず対応できる能力を養います。法令関係の知識も習得し、労働安全衛生規則に則った正しい運用方法を理解する必要があります教育内容は教示作業と検査作業で区分されており、それぞれの業務に必要な時間数や科目が定められています。
一度受講すれば終わりではなく、技術の進歩や法改正、設備更新などに合わせ再教育や周知を徹底しましょう。
現場が抱えるティーチングの課題と属人化のリスク
ロボットティーチングは、その専門性の高さゆえに「特定の人しか扱えない」という属人化が起きやすい業務です。これが現場にどのようなリスクをもたらすのか、具体的に見ていきましょう。
微調整などの感覚的なノウハウが熟練工頼みになりやすい
ティーチング作業、とくに最後の微調整では、数字で表しにくい感覚が必要になります。 たとえば、「もう少し動きを滑らかに」「ここのタイミングをコンマ数秒遅らせる」といった判断は、長年の経験則に基づくケースがほとんどです。
マニュアルどおりに設定してもうまくいかないとき熟練工は、音や振動などの違和感から修正点を見抜きますが、この「感覚的な技術」は言葉で伝えにくく、マニュアル化も困難です。
結果として、若手が育たず「ロボットの機嫌を取れるのは〇〇さんだけ」という状況が生まれてしまい、これが属人化の入り口となり組織全体で技術を高めていくのを妨げる原因となります。
誰がやっても同じ結果になるような標準化が進まない限り、品質の安定も特定の個人に依存し続けるでしょう。
担当者変更や退職によりノウハウが喪失する
属人化が進んだ状態で熟練担当者が退職してしまうと、現場は「誰も触れないロボット」を抱えることになります。実際に、「エラーで止まったが、プログラムの意図がわからず復旧できない」「なぜその軌道設定になっているのか修正履歴がない」といったトラブルは多くの現場で発生しています。
ブラックボックス化したプログラムは触るのが怖く、改善どころか現状を保つことすら危うくなるケースも少なくありません。
技術やノウハウが人とともに去ってしまうのは企業にとって計り知れない損失であり、異動や休職といった一時的な不在であっても、生産ラインが停止するリスクを常に抱えることになります。
後任者がゼロから解析して学び直すには膨大な時間がかかり、その間の生産性は著しく低下します。企業としての継続性を保つためには、ノウハウを個人の記憶だけに留めず、組織の資産として残す仕組みが必要です。
再ティーチングによる工数増加と生産ラインの停止
担当者が変わるたび、あるいはトラブルのたびに「前任者のプログラムが理解できないから」とゼロから再ティーチングを行うのは非効率です。 その間、生産ラインは停止を余儀なくされ、稼働率は大きく低下するでしょう。
また、人によってプログラミングの「癖」が異なるとメンテナンス性が悪化し、さらなる工数増加を招く悪循環に陥ります。短期間で修正を終わらせようと焦るあまり、安全確認がおろそかになり事故につながるリスクも高まります。
新人教育にかかるコストや時間が現場を圧迫する
高度なティーチングスキルを持つ人材を育成するには、長い時間とコストがかかり、従来の『見て覚える』OJTでは習得までに何年もかかるのが一般的です。
その間、指導役の熟練社員も本来の業務時間を削られ、教育に時間を割かなければならず、人手不足が深刻な製造現場において、教育に十分なリソースを割く余裕がないのが実情です。
体系的な教育カリキュラムがないまま現場任せにしてしまうと、指導者によって教える内容にばらつきが生じてしまい、結果として若手社員がなかなか育たず、いつまでも戦力にならないという悩みを抱える現場が後を絶ちません。
ティーチング業務の効率化と技能伝承を成功させるポイント
ティーチング業務の属人化を解消し、技術を確実に引き継ぐためには、人の感覚だけに頼らない仕組み作りが重要です。
誰でも安全かつ正確に作業を再現できるようにするための、具体的なツールの選び方と標準化の進め方について理解しましょう。
使いやすいツール・ソフト（オフライン他）の選定
ツールの力で作業のハードルを下げることが有効です。 直感的な操作が可能なオフラインティーチングソフトや、ノーコードで設定できるシステムを導入すれば、専門知識がない若手社員でも画面上で安全にシミュレーションし、学習することができます。
最近では、タブレット端末を活用した簡易的な教示ツールや、メーカーごとに異なる操作系を統一するプラットフォームも登場しています。自社の現場スキルに合ったツールを選定することは、教育コストの削減だけでなく、若手がロボット操作に興味を持つきっかけ作りにもなるでしょう。
標準化・マニュアル化による「誰でもできる化」の推進
個人の感覚に頼っていた作業手順を言葉にして整理し、マニュアルとしてまとめていくのが重要ですが、紙のマニュアルだけでは、ティーチング特有のアームの動きやジョイスティックの操作感は伝わりません。
そこで有効なのが、作業手順をそのまま映像に残せる動画マニュアルの活用であり、熟練工の手元の動きやロボットの挙動を動画で撮影すれば、ニュアンスまで正確に共有できます。
実際に化学メーカーである児玉化学工業株式会社では、動画マニュアルによる標準化推進を実現しています。
※以下の動画は同社の現場従業員がスマホで作成した、実際のサンプル動画です。
▼動画マニュアルによる標準化の例▼
※「tebiki」で10分で作成
上のような動画を利用すれば、視覚的に納得して覚えられ、操作は記憶に残りやすくなります。
動画マニュアル等を活用した「見てわかる」教育環境の整備
ロボットティーチングは空間上の位置座標やアームの軌道、スピード感など、言語化しにくい「動的な情報」がスキルの核心を握ります。これらを効率的に継承するためには、五感の中でも特に視覚に訴える教育環境の構築が不可欠です。
熟練者の手元の動きやロボットの軌道を一人称視点で映像化すれば、学習者は直感的に正解の動作をイメージできます。また、衝突リスクのある箇所や失敗例を視覚的に共有することで、安全教育の質も向上します。こうした視覚情報のインフラ化は若手の習得スピードを速めるだけでなく、技術の属人化を防ぐ極めて有効な手段となります。
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まとめ｜ロボットの性能を最大化するには「人」の教育と効率化が鍵
本記事では、ロボットティーチングの基礎から現場の課題、そして解決策としての標準化について解説しました。
ティーチングはロボットの性能と安全を左右する重要な工程ですが、同時に属人化しやすい業務でもあります。熟練作業者の「勘・コツ」に頼った体制は、技術喪失や生産ライン停止といったリスクをはらんでいます。
法令で定められた特別教育の受講を徹底しつつ、誰でも安全に作業できる明確な基準を作らなければなりません。そのための有効な手段として、動画マニュアル「tebiki」を活用し、手順を可視化・標準化する動きもみられます。
ロボットを導入するだけでは、生産性の向上は約束されません。誰でも安全に、正確に操作できる体制を作ってはじめて、ロボットは真の戦力となります。熟練作業者の感覚に頼った教育だけでなく、動画マニュアルを活用した育成方法も取り入れてみましょう。
