溶接作業は安全かつ迅速に行いたいものです。適切なレイアウトは作業員の安全確保に役立ちます。また、作業効率の向上にもつながります。溶接もさらに改善できる可能性があります。世界中の工場では多くのロボットが活用されています。400万台以上のロボットが稼働しており、その半数が溶接作業を行っています。ロボット溶接セルは、ものづくりの方法を変革しました。ロボットはより多くの製品を生産するのに役立つだけでなく、ミスを減らすことにも役立ちます。作業スペースを適切に計画すれば、安全性が向上し、作業効率も向上します。
ベストプラクティス
主要な原則
いくつかの重要なルールに従うことで、溶接エリアを成功に導くことができます。専門家は、最良の結果を得るために以下の手順を推奨しています。
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溶接パスがクランプの性能に左右されるので、しっかりとクランプしてください。クランプが緩んでいるとトーチが動いてしまい、溶接不良につながる可能性があります。
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熱や周囲の設計に注意してください。金属は熱くなると動きます。この動きに対応するために、フローティングクランプやスプリングを使用してください。
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トーチを箱に詰め込まないでください。ロボットアームがすべての関節に届くためにはスペースが必要です。十分なクリアランスがあれば、より良い溶接ができます。
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モジュール式のセットアップは長期的に見て有利です。交換可能なプレートと再構成可能なクランプにより、毎回最初からやり直すことなく、さまざまなパーツを扱うことができます。
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シーケンスが最優先です。治具は溶接順序をサポートする必要があります。サポートされていない場合、ロボットが途中で停止する可能性があります。
多くの工場は、熟練労働者の確保、多種多様な部品の取り扱い、ロボットの適応性確保といった課題に直面しています。これらの問題は、シンプルなプログラミングツールを使い、チームに 良いトレーニングワークショップやセミナーは、オペレーターがより早く学習し、より効率的に作業を進めるのに役立ちます。
迅速な改善
いくつかの簡単な変更を加えるだけで、溶接セルの効率を向上させることができます。以下の表は、簡単に実行できるアップグレードの例です。
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改善タイプ |
詳細説明 |
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清掃ステーション |
ノズルを清潔に保ち、すべてのアークが適切に開始されるようにするために、クリーニング ステーションを追加します。 |
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ケーブル長の最適化 |
摩耗を防ぎ、ロボットアームの動きをスムーズにするには、適切なケーブルの長さを使用してください。 |
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電子ガス管理システム |
電子レギュレータを使用してガスの流れを制御し、溶接中のダウンタイムを短縮します。 |
以下の手順に従うことで、ロボット溶接セルをより安全かつ生産的にすることができます。 ベストプラクティス.
ロボット溶接セルの概要
ロボット溶接セルとは
あなたが見ることができます ロボット溶接セル 今日、多くの工場でロボット溶接セルが採用されています。これらのセルでは、プログラム可能なロボットアームが用いられ、人手をほとんど介さずに溶接作業を行います。ロボットはトーチとワークピースの位置の両方を制御します。この点が、人が一部の手順を指示する半自動溶接とは異なる点です。ロボット溶接セルは、特別なワークステーションとして機能します。ロボット、ツール、安全システムを一つの空間に集約します。1つのセルでは、1台のロボットを使用することも、複数のロボットを使用することもできます。作業エリアが1つしかないセルもあれば、複数の作業エリアがあるセルもあります。また、ポジショナーやガントリーなどの可動部品が追加されたセルもあります。
コアコンポーネント
すべてのロボット溶接セルには、正常に動作するために役立つ重要な部品があります。
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ロボットアーム: これがメイン部分です。プログラムされた経路に沿って、さまざまな方向に動きます。
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溶接トーチ: トーチは必要な溶接の種類に適合する必要があります。すべての溶接箇所に到達でき、長持ちする必要があります。
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ワイヤーフィーダー: このツールは、溶接に必要なワイヤーを安定的に供給します。強くてきれいな溶接を実現するのに役立ちます。
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動力源: これらは溶接に適切な量の電力を供給します。電力が多ければ、より良い溶接ができます。
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固定具とポジショナー: ワークピースを固定し、様々な角度で溶接することができます。
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溶接テーブル: このテーブルは部品を安定させ、正確な溶接を行うのに役立ちます。
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安全システム: これらには、ヒューム抽出装置や緊急停止装置などが含まれます。これらは溶接作業中の安全を確保します。
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ソフトウェア: これにより、ロボットをプログラムし、溶接セルをスムーズに実行できるようになります。
これらの部品について理解していれば、ロボット溶接セルをより自信を持って設置・運用できます。それぞれの部品は、溶接を高速、安全、そして高品質にするために重要な役割を果たします。
レイアウトが重要な理由
安全性と保護
次のことを行う必要があり 安全を最優先に 溶接セルを設置する際は、必ずリストに記入してください。適切なレイアウトは、あなたとチームを危険から守ります。排気システムや保護パネルを使用することで、危険な煙や火花への曝露を減らすことができます。これらのツールは空気を清浄にし、作業中の快適性を高めます。溶接エリアを計画する際は、作業員と材料のための通路を確保してください。これにより、安全かつ迅速に作業を進めることができます。また、安全に関する知識を継続的に習得することも重要です。トレーニングプログラムや安全に関する会議は、溶接作業中の安全確保のための最善の方法を全員が身に付けるのに役立ちます。
品質と一貫性
すべての溶接箇所が均一に見え、かつ強固に保たれることが求められます。ロボット溶接セルの配置は、この目標達成に役立ちます。溶接エリアを適切に設定することで、ロボットは毎回正しい経路をたどることができます。これによりミスが減り、溶接がより均一になります。すべての溶接が基準を満たすことを確信できます。また、溶接部に隙間や弱点が生じる可能性も低減します。適切なレイアウトにより、自動化の能力を最大限に活用し、少ない労力でより良い結果を得ることができます。
生産性とコスト
A スマートなレイアウトで時間を節約 コスト削減にもつながります。類似の作業を行う機械をグループ化することで、作業フローがスムーズになります。部品を遠くまで移動させる必要がなくなるため、より短時間でより多くの溶接を完了できます。視覚的なツールと明確なルールを活用することで、問題を早期に発見し、迅速に修正することができます。適切なレイアウトは、以下のようなメリットをもたらします。
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未完了の作業が滞留することがなくなります。
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データ ツールを使用して、毎日完了した部品の数を追跡します。
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毎回同じ溶接を行うのに役立つ手順に従います。
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ソフトウェアを使用して作業をガイドし、スムーズに実行します。
適切に計画された溶接セルは、作業の安全性を高め、溶接の品質を向上させ、コストを節約するのに役立つことがわかります。
溶接セルの設計
始めるとき 溶接セルの設計安全で効率的、そして高品質な溶接の土台を築くことができます。プロセスの各ステップが重要です。スペース、設備、作業者の動き、材料の流れ、そして空気の質について考慮する必要があります。より良い溶接エリアを構築するために、各ステップを詳しく見ていきましょう。
機器の配置
溶接機器の設置場所は、溶接セルの成功を左右します。作業の遅れやミスの原因となるよくあるミスは避けたいものです。以下に注意すべき点をいくつかご紹介します。
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ツールセンターポイント（TCP）を正しく設定してください。これを省略すると、特に曲線上でロボットが正しい位置を逃してしまう可能性があります。
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ロボットには衝突防止装置を取り付けてください。衝突防止装置がないと、衝突によって溶接トーチがずれてしまう可能性があります。
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クランプとワークピースを確認してください。クランプに不具合があると部品が動いてしまい、溶接精度が低下します。
溶接トーチ、ワイヤ送給装置、電源はロボットが容易に届く場所に設置してください。安全装置も近くに設置してください。固定具やポジショナーを設置するための十分なスペースを確保してください。これにより、様々な角度で溶接することができ、作業の安定性も確保できます。
動きのシミュレーション
動作シミュレーションソフトウェアを使用すると、ロボットの動作を計画できます。これにより、実際の溶接を始める前に問題点を特定することができます。シミュレーションでは、以下のことが可能になります。
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生産を停止しないように、仮想空間でロボット プログラムをテストします。
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溶接ガンが何かにぶつかることなくすべての溶接ポイントに到達できるかどうかを確認します。
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各溶接作業にかかる時間を調べます。
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ロボットが溶接セルのすべての部分に到達できることを確認します。
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側面 |
詳細説明 |
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オフラインプログラミング |
実際のマシンを停止せずにロボット プログラムを構築およびテストします。 |
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溶接ガンのクリアランスチェック |
溶接ガンが必要なすべての場所に到達できることを確認します。 |
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サイクルタイム |
各溶接作業にかかる時間を把握し、作業をスピードアップします。 |
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ロボットの到達範囲研究 |
ロボットがセル内のすべての領域に到達できるかどうかを確認します。 |
動作シミュレーションはダウンタイムを削減します。問題を実際に発生させる前にコンピューター上で修正できるため、溶接の精度が向上し、コストのかかるミスを回避できます。
材料の流れ
優れた溶接セルは、部品の動きをスムーズに維持します。ロボットにワークピースを遅延なく供給する必要があります。材料フローを設定する際には、以下の点に留意してください。
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ロボット溶接セルはほぼ常時稼働し、稼働率は90%を超えます。つまり、より多くの成果を上げることができます。
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サイクルタイムが高速化され、場合によっては 30% ～ 50% 高速化されるため、ボトルネックを回避できます。
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自動化システムはミスが少なく、不良率は0.5%まで低下します。これにより、手戻りにかかるコストを削減できます。
換気
溶接作業では健康に害を及ぼす可能性のある煙が発生します。空気を清潔に保ち、作業員を守るためには、適切な換気が必要です。作業スペースに適した排気システムを選択してください。
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広いエリアには、CMAXX のような大型の屋外用集塵機と煙集塵機を使用してください。
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小さな屋内セルには、Shadow などのコンパクトな排気装置を選択してください。
全員の安全を守るために、安全基準に従ってください。
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スタンダード |
詳細説明 |
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OSHA ペル |
六価クロムや酸化亜鉛などの溶接煙の安全限度を設定します。 |
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NESHAPルール6X |
カドミウム、クロム、鉛、マンガンなど、溶接による危険な大気汚染物質を制御します。 |
溶接ヒュームへの長期曝露は深刻な健康問題を引き起こす可能性があります。六価クロムは肺がんを引き起こす可能性があります。酸化亜鉛は金属ヒューム熱（インフルエンザのような症状）を引き起こす可能性があります。常に適切な換気を行い、空気の質を頻繁にチェックしてください。
これらの手順に従うことで、安全で効率的で、高品質の溶接に適した溶接セルを設計できます。
機器の統合
多用途溶接ヘッド
溶接セルから最高の結果を得るには、適切な溶接ヘッドが必要です。汎用性の高い溶接ヘッドがあれば、セットアップ全体を変更することなく、異なる溶接ジョブを切り替えることができます。1つの溶接ヘッドで、様々な種類の接合部や材料に対応できるため、時間とコストを節約できます。溶接ヘッドの中には、厚い金属にも薄い金属にも使用できるものもあれば、角度を変えたり、狭い場所にも到達できるものもあります。また、自己冷却機能付きの溶接ヘッドもあり、溶接を中断することなく長時間の作業を可能にします。
ロボットアームの適応性
最新のロボットアームは、これまで以上に多くの選択肢を提供します。これらのアームは、新しい溶接タスクに合わせて再プログラムできます。つまり、製品が変わるたびに新しいロボットを購入する必要はありません。同じアームを、小さく精密な部品にも、大きく重量のあるアセンブリにも使用できます。この柔軟性により、新しい注文や変化する溶接ニーズにも対応できます。
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協働ロボットの溶接アームは、人の隣でも安全に作業できます。人が近づきすぎるとアームを停止するセンサーが搭載されています。
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一部の協働ロボットは力センサーとトルクセンサーを搭載しています。これらのセンサーは、ロボットが溶接設定をリアルタイムで調整するのに役立ちます。これにより、材料が変化しても安定した溶接が可能になります。
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タッチベースのティーチング機能により、ロボットを手で操作できます。ロボットに溶接する場所を示すと、ロボットがその経路を記憶します。これにより、セットアップが迅速かつ簡単になります。
これらの機能を使用すると、 溶接セルの柔軟性向上 生産性も向上します。セットアップにかかる時間が短縮され、より強力できれいな溶接に多くの時間を費やすことができます。
将来を見据えた自動溶接セル
溶接セルを最新の技術で稼働させたいとお考えですか？事前に計画を立てることで、後々の大きな変更を回避できます。賢明な計画によって、溶接設備を将来に備えることができます。
自動化のアップグレード
溶接セルを改良するには 新しい自動化ツールこれらのアップグレードにより、より多くの製品を作成し、作業をより速く進めることができます。アップグレードの方法は次のとおりです。
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半自動溶接システムでは、一部の工程を人が制御できます。これは、成長を目指す小規模工場に適しています。
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特殊な溶接自動化ツールは、簡単な繰り返し作業も自動化します。これにより、熟練した溶接工はより高度な作業に集中できます。
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高度な制御システムは、溶接条件の変化に応じて設定を変更します。これにより、状況が変化しても良好な溶接状態を維持できます。
システムの柔軟性
新しい仕事に対応するには柔軟なシステムが必要です。 フレキシブル溶接セル 作業を迅速化し、変更を容易にします。システムを柔軟にするための方法をいくつかご紹介します。
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さまざまな材料や形状に合わせて溶接システムをプログラムします。
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セットアップ時間をほとんどかけずに、MIG、TIG、レーザー溶接を切り替えます。
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事前に作成されたロボット溶接セルを使用してセットアップを高速化します。
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ロボット1台で溶接工3人分の作業が行えます。これにより、スペースとコストを節約できます。
柔軟なシステムにより、新しい作業や技術にも対応できます。変更を迅速に行い、溶接セルの良好な稼働を維持できます。
レイアウトチェックリスト
ベストプラクティスの概要
いくつかの重要な手順に従うことで、安全で効率的な溶接セルを構築できます。まず、ロボット溶接システムの予防保守を実施してください。これにより、機器の稼働状態を維持し、高額な修理費用を回避できます。消耗品は常に適切な方法で取り付け、メンテナンスしてください。これにより、消耗品の寿命が延び、溶接プロセス中のダウンタイムが短縮されます。ロボットが各溶接ジョイントに容易にアクセスできるようにしてください。適切な治具設計により、部品の取り付けと取り外しが迅速に行えます。ロボットと治具は頻繁に清掃してください。破片は部品の接合部に影響を与え、溶接プロセスの品質を低下させる可能性があります。すべての接続がしっかりと固定されていることを確認してください。定期的な休止中にツールセンターポイント（TCP）を確認してください。これにより、溶接プロセスの精度と再現性が維持されます。