最新の自動車製造工場、重機製造工場、さらには特殊金属部品の作業場を最近訪れたことがある人なら、最も経験豊富な人間の溶接工でも生産速度を 2 倍にすることができる、動作がスムーズで正確で一貫した溶接を行う溶接ロボットを見たことがあるでしょう。しかし、ロボット溶接を初めて検討し始めるときに、多くの人がつまずく疑問があります。清潔で空調管理された作業現場で完璧な溶接を行う同じロボットは、まったく異なる雰囲気で作業するときにどのように適応するのでしょうか?私はこの質問をよく受ける溶接ロボット供給チームの一員です。そこで、専門用語を使わずに、これらのシステムを毎日構築、テスト、展開している人々から得た実際の洞察だけを話しましょう。
まず最初に、はっきり言っておきたいのですが、溶接は単に「金属を溶かす」だけではありません。これは、溶接領域を汚染から守るために安定した制御されたガスシールドに依存する高温プロセスです。湿気、ほこり、さらには屋外の空気などによってシールドが汚れた瞬間に、溶接の品質は急速に低下します。ここで、ロボットのプログラミング、ハードウェアのアドオン、さらには選択したロボットのモデルが大きな違いを生みます。そしてサプライヤーとして言えるのは、当社は 1 台の溶接ロボットを販売してそれで終わりというわけではありません。私たちはロボットを、それが動作する環境に合わせます。それが実際に生産を継続するためです。
まずは、最も一般的な雰囲気である、標準的な屋内製造工場から始めましょう。これは、クリーンで温度管理され、風が最小限に抑えられ、湿度が一定であるという、当社の溶接システムのほとんどにとって最適な場所です。このような設定では、精度、到達距離、耐荷重のバランスが完璧にとれているため、ほとんどの一般的な溶接作業には多用途の産業用多関節ロボットをお勧めします。待ってください。そのリンクをチェックしている間、注目に値するのは、当社では標準的な溶接セットアップと、大きなアセンブリに組み込まれる小さなブラケットやファスナーを仕分けるような溶接前作業のような小型部品仕分け万能機械を組み合わせることが多いということです。これは大幅な時間の節約になります。ロボットセルでも部品の仕分けができるのに、なぜ別のオペレーターが部品の仕分けを行う必要があるのでしょうか。
ただし、制御された屋内空間であっても、変数は突然現れます。たとえば、高湿度は溶接の隠れた敵です。溶接中に空気中の水分が水素に変化し、気孔（溶接部内の小さな小さな気泡）が発生したり、ラインにひび割れが発生したりする可能性があります。では、溶接ロボットはどのようにこれに対処するのでしょうか?シンプル: 専用のガス乾燥システムをロボットの溶接トーチに追加し、溶接ゾーンに到達する前にシールド ガスを乾燥させます。当社の高速セットアップの一部では、ロボットのガスラインを直接通過する乾燥剤ベースの乾燥機を使用しているため、セルの床に余分なスペースを占有しません。大量の部品を処理する必要があるペースの速いラインの場合は、高速ユニバーサル ロボットを組み合わせます。その動作サイクルが速いということは、ガス システムがダイヤルアップされている限り、余分な湿度が問題を引き起こすほど長い時間 1 つの場所にロボットが留まることはないということです。この組み合わせは、何百もの小さな同一の溶接を毎回完璧にする必要がある家電製品の部品や HVAC ユニットなどに最適です。
ここで、より複雑な雰囲気について話しましょう。それは、建設現場や造船所などの屋外または半屋外での溶接です。外では風が最大の問題です。時速 8 マイルのような微風でも、溶接部を保護するシールド ガスが吹き飛ばされる可能性があります。そうなると、溶接部が脆くなり、汚染され、失敗する可能性が非常に高くなります。溶接ロボットは、トーチの耐風性ガス ノズルと、ガス流量をリアルタイムで調整する特殊なプログラミングという 2 つの主なアップグレードでこの問題を解決します。もう少し長い距離が必要な、大規模な屋外スタイルのプロジェクトの場合はどうでしょうか?当社では、屋外溶接にも適応したロングアーム設計の塗装ロボットを導入しています。リーチが 2.5 メートルあるため、頻繁に位置を変更することなく、大きな鉄骨梁や船体セクションを溶接できます。また、ロングアームの密閉ジョイントにより、風や埃が内部コンポーネントに侵入するのを防ぐため、作業の途中で故障することはありません。私は中西部の橋の建設現場でこの作業を直接見てきました。彼らの古い手動溶接作業員は、風が吹くたびにシールドガスの吹き飛ばしや溶接不良に対処していました。その後、長いアームのセットアップと組み合わせたカスタムロボット溶接セルに交換したところ、最初の 1 か月で再作業率が 70% 低下しました。それは、すべての小さな調整に価値があるような勝利です。
ほこりっぽくて汚い作業場に遭遇する可能性があるもう 1 つの厳しい雰囲気は、金属の削りくずが飛び交う金属プレス工場や、古くて錆びた部品を扱う農機具店などです。ほこりや金属の破片がロボットの電子機器に侵入し、ガスノズルを詰まらせたり、ワークピースに傷を付けたりする可能性があるため、溶接ロボットには特別な保護が必要です。当社では、ロボットのジョイントとコントロール パネルに完全に密閉された IP67 定格のハウジングを使用して塵の侵入を防ぎ、溶接トーチ領域から破片を除去するために常時稼働する送風機を追加しています。このような環境では、当社の低故障汎用ロボットが頼りになります。これは、冗長部品と、金属の削りくずやほこりが付着しない掃除しやすい表面で構築されているためです。また、ガスラインを吹き飛ばしてノズルを検査するための毎週のクイックチェック (すべてのロボットに印刷可能なチートシートを送信します) をお勧めします。これにより、故障がほぼゼロに抑えられ、ダウンタイムが発生しません。これは 24 時間年中無休で稼働している店舗にとって非常に大きなことです。
待って、極端な気温についても忘れないでください。氷点下（部品の冷蔵倉庫など）や 100 度をはるかに超える空間（砂漠の太陽光パネル工場など）で溶接を行う場合、ロボットのパフォーマンスも変化します。低温ではシールドガスが濃くなる可能性があるため、ロボットは溶接部を適切に覆うように流量を調整しますが、高温ではロボットのモーターの動作がより高温になる可能性があるため、コンポーネントを動作範囲内に保つために追加の冷却ファンと断熱材を追加します。夜間には気温がマイナス20度まで下がる山中で設備を溶接する鉱山会社にもロボットを設置しました。ロボットは作業を開始する前にガスラインの予熱サイクルを実行するだけなので、屋外の温度に関係なく、溶接の品質は一定に保たれます。
溶接ロボットは「万能」なのかと多くの人が私に尋ねますが、答えは間違いなくノーです。作業中の雰囲気は、適切なロボットとセットアップを選択する際の最大の要素の 1 つです。ほこりの多い工場で小規模で少量の溶接を行うだけの場合は、派手な高速汎用ロボットは必要ありません。瓦礫を処理するために構築された、故障の少ない汎用ロボットが必要です。また、大規模な屋外プロジェクトに取り組んでいる場合は、溶接に適した長いアーム設計の塗装ロボットの方が、標準的な小型モデルよりもはるかに優れています。
結局のところ、さまざまな雰囲気での溶接は、ロボットの魔法のようなものではありません。ロボットのハードウェアとプログラミングを条件に適合させることと、機器を販売するだけでなく、特定の工場に合わせてセットアップを微調整するのを支援するサプライヤーを持つことが重要です。私は、これらの質問をせずにオンラインで溶接ロボットを購入し、実験室ではうまく機能しても、実際の作業場では壊れてしまう機械を手に入れた多くのオーナーと話をしてきました。そんな人にはならないでください。時間をかけて、働いている雰囲気について尋ね、その空間に合わせて作られたロボットを選択してください。
一貫性のない溶接、高いやり直し率、最も必要なときに故障するロボットに対処するのにうんざりしている場合は、チャットしましょう。私たちは、お客様の特定の工場、部品の種類、作業条件を詳しく調査し、お客様のニーズに合った適切な溶接ロボットのセットアップを選択するお手伝いをします。セールストークやわかりにくい専門用語は一切ありません。あなたの立場に立った人々からの本当のアドバイスだけです。
参考文献
- アメリカ溶接協会。 （2021年）。変動する大気条件におけるロボット溶接のパフォーマンス。 AWS 溶接ジャーナル。
- 国際標準化機構。 （2020年）。 ISO 10218-1: 溶接および関連プロセス用ロボット – 安全要件。
- ファナックロボティクス。 （2022年）。産業用ロボット溶接システムの環境適応。
- リンカーンエレクトリック。 （2021年）。風の強い産業環境におけるシールドガスの効率。
- ボッシュ・レックスロス。 （2022年）。金属加工施設における多関節ロボットの防塵・汚染対策。