By 陳好上級重工業セルエンジニア EVSTヘビーセルエンジニアリングチーム · ・EVSTロボティクス統合エンジニアリングによるレビュー済み
鍛造現場では、熱、蒸気、油ミストによって、部品の取り出し作業は人員配置が最も困難で、最も失敗しやすい作業となります。プレス機の横に置かれた標準的な産業用ロボットは、6か月以内に故障します。蒸気と油ミストが電気系統に到達し、投資回収前にセルが停止してしまうのです。ここで問題となるのは、ロボットアームではなく、保護等級です。IP67規格に準拠した完全密閉型の正圧保護ボディは、鍛造環境で長期間稼働します。柔軟なフロートグリッパーは、金型を詰まらせることなく高温部品を取り出し、サイクルロックピックアップによりプレス機のアイドリングを防ぎます。一般的な導入環境では、このステーションは約2年で投資回収でき、作業員は火傷や煙の危険地帯から完全に解放されます。
主要な取り組み
この記事は、鍛造工場のオーナー、生産管理者、および熱間抽出の自動化に取り組むプロセスエンジニアを対象としています。鍛造プレスおよび鋳造プレスにおけるIP67規格のテンディングセルについて解説しており、溶融金属の取り扱い、後工程の機械加工、または熱間抽出以外の工程については対象外です。
なぜ普通のロボットは6ヶ月で壊れてしまうのか
標準的な6軸アームは、粉塵、軽度のオイルミスト、周囲の熱といった、一般的な機械操作環境向けに設計されています。一方、鍛造プレスでは、金型冷却による高温蒸気、潤滑システムからの微細なオイルミスト、セル内部の60℃をはるかに超える放射熱など、全く異なる環境が発生します。その結果、以下の3つの故障モードが生じます。
- シールラインからの液体の浸入。 標準的なIP54またはIP65規格のシールでは、微細な霧状の油が数ヶ月かけて侵入します。油が電気部品に到達すると、モーターのベアリングやサーボドライブが故障します。
- 熱サイクルによるガスケットの疲労。 日常的な温度変化によってシールガスケットが変形し、最終的に漏れが発生する。ロボットは外見上は問題なく、予告なく突然停止する。
- エンコーダーの汚染。 オイルミストに含まれる微粒子がエンコーダーに付着し、時間の経過とともに位置がずれていき、最終的に精度が許容範囲外になる。
解決策は、より頑丈な標準ロボットにすることではなく、異なる保護等級を導入することです。
鍛造抽出の自動化が効果を発揮する場合と、そうでない場合
決定的な要因は 労働負担、安全リスク、保護コストこのフレームを使用してください。
| IP67規格の鍛造・メンテナンスを選ぶべきなのは… | 再考すべき時… |
|---|---|
| 熱、蒸気、オイルミストは継続的に | 涼しく乾燥した環境は標準IP54に適合します |
| 火傷や煙への曝露は、実際に怪我をするリスクがある。 | 手作業による抽出は、許容できる安全実績がある。 |
| オペレーターの遅延により、プレスサイクルがアイドル状態になります | サイクルが十分に遅いため、オペレーターのペースは問題ありません。 |
| 2交代制の操業が必要 | 単一シフト、低稼働率 |
| 熟練した採掘労働者は不足している | 十分な訓練を受けた労働力が確保されている |
EVSTは、当社のエンジニアが「 保護第一の方法まず、実際の環境に合わせてIP等級と正圧システムを設計し、次にグリッパーとサイクルインターロックを設計してください。なぜなら、環境に耐えても金型に詰まってしまうロボットや、きれいに取り出せても腐食してしまうロボットは、どちらも失敗だからです。
手動とロボットによる鍛造抽出の比較
| 因子 | 手動抽出 | IP67準拠のロボット介護 |
|---|---|---|
| オペレータの露出 | 熱、蒸気、油ミスト、火傷 | ゾーンから削除されました |
| 抽出タイミング | 可変、アイドルボタンを押す | サイクルロック、アイドリングなし |
| グリップの安定性 | 手動トング、擦り傷 | フロートグリッパー、傷なし |
| 連続走行 | 疲労を伴う1回のシフト | シフト交代制でシフト変動なし |
| 環境下での機器の寿命 | オペレーターの離職率 | IP67準拠、長時間の運転でも正圧に対応 |
EVST鍛造作業セルはどのように構築されるか
3つの技術的な詳細が、細胞が生産に耐えられるかどうかを決定づける。
| 手順 | EVSTが行うこと | 重要性 |
|---|---|---|
| 保護等級 | IP67完全密閉ボディ＋ラインに合わせた正圧保護 | 長距離運転でも液体や微粒子の侵入なし |
| グリッパー設計 | 柔軟性のあるフロートグリッパー、耐酸化物性／耐熱性材料 | 位置ずれを吸収し、詰まりや鋳造時の傷を防ぎます。 |
| サイクルインターロック | ドアを押して、排出し、安全信号をロボットコントローラと交換する | プレスはオペレーターの反応を待たない |
| 遮熱 | ロボットの手首とグリッパーのインターフェースを覆う反射カバー | 熱負荷を軽減し、グリッパーの寿命を延ばします。 |
| メンテナンスアクセス | クイックデタッチ式グリッパーモジュール＋サービスポジション | IPエンベロープを破ることなくスケジュールされたサービス |
実際には、最もよく見られる失敗は、保護を後回しにすることです。プレス機の横に置かれた標準的なロボットは、クールなデモでは動作しますが、数ヶ月以内に腐食します。EVSTはIP定格でリードしています。 IEC 60529 そして、細胞内で最も高温で汚染度の高い条件下でグリッパーの性能を検証する。
投資対効果：安全第一、次に稼働時間
多くの自動化事例とは異なり、ここでのROIの主なレバーは 安全性作業員は高温で煙が充満した危険区域から永久に排除されます。主な投資回収要因は、負傷によるコスト削減（火傷、煙への曝露、反復性ストレス）です。一般的な保険料率への影響は非常に大きく、負傷事故が発生している工場では投資回収期間が短縮されます。
2番目のレバーは uptimeIP67規格に準拠したロボットが24時間稼働し、オペレーターの反応時間に合わせてプレス機がアイドル状態になることはなく、同じプレス機から生産量が増加する。3つ目は 鋳造スクラップの削減 フロートグリッパーは、手動のトングで発生する衝撃や落下を解消します。
ブレンドすると、通常は 約2年で回収可能 EVST社が導入した鍛造作業セルにおける費用対効果。実際の投資回収期間は、ショット重量、サイクル、現在の人員配置、および負傷事故の履歴によって異なります。当社はセルごとに費用を算出します。
業界全体に適用される
- 自動車および新エネルギー ―構造用鋳造品、特に大型アルミニウムギガ鋳造品。
- ハードウェアおよび金属製品 ―小型から中型の鍛造品およびダイカスト部品。
- 調理器具と家電製品 ―調理器具の本体および筐体の鋳造品を大量生産。
- オートバイ部品 ―フレームおよびエンジン部品。
- パワーツール ―工具本体の鋳造品。
環境（熱、蒸気、油ミスト、危険範囲）がクラスター全体で同一であるため、保護を最優先とする同じ論理が適用される。
FAQ
IP67とは実際にはどういう意味ですか？ IEC 60529 IP67は、完全な防塵性（「6」）と一時的な水中浸漬に対する保護（「7」）を備えていると定義されています。鍛造作業においては、ロボットが水没するからではなく、霧状の油ミストや蒸気が微細な液体汚染物質のように振る舞うため、この規格が重要になります。IP54やIP65では、数ヶ月にわたって十分な量の水や蒸気が侵入し、故障の原因となります。IP67は、こうした汚染物質の侵入を防ぎます。
体がすでに密閉されているのに、なぜ陽圧が必要なのか？ 念には念を入れる。IP67規格の筐体でも、アクセスパネルやケーブルグランドは経年劣化する。正圧とは、内部圧力が周囲圧力よりわずかに高い状態を意味し、小さな漏れ経路があっても、汚染された空気が侵入するのではなく、きれいな空気が排出される。標準的なEVST鍛造セルは、両方の方式に対応している。
フロートグリッパーが金型に詰まってしまわないでしょうか？ 柔軟性のあるフロートグリッパーは、X、Y、および回転方向のわずかな位置誤差（通常±2～3mm）を吸収するため、金型クリアランス内に詰まることなく収まります。フロート範囲を超える位置ずれが発生した場合でも、グリッパーが無理に動くのではなく、安全ストッパーが作動します。その結果、詰まりや傷が発生することはありません。
それは報道のペースを鈍らせるだろうか？ いいえ、ドア/排出/安全信号を介してロード/アンロードがプレスサイクルに統合されている場合です。ロボットは、高速オペレーターと同じ数分の1秒でプレスオープン信号に反応しますが、すべてのショットで一貫して動作します。EVSTはスコープ設定でタイミングを連動させており、ロボットを別個の機械として追加するわけではありません。
異なるキャストについてはどうでしょうか？ 新しい鋳造品は、グリッパーインサートとプログラムの変更によって作られ、保護等級は変わりません。プログラム可能なロジックを持たない段階的な形状変化は自動化の対象外です。同一ファミリー内の複数バリエーションは、クイックチェンジグリッパーインサートで対応します。
それは安全ですか？ 産業部門は、 ISO 10218 セル内部において、セルの目的はオペレーターを高温危険区域から遠ざけることにある。安全システムは、アームおよび統合システムに関してISO 10218-1およびISO 10218-2に準拠している。
それをあなたの工場に持ち込む
ロボットのサイズをカタログではなく作業環境に合わせて設計すれば、鍛造品の取り出し作業は人員配置が最も難しい工程ではなくなります。IP67の保護等級と正圧システムを最優先に考え、フローティンググリッパーを実際のミスアライメント範囲に合わせて設計し、プレス機にサイクルロックをかけましょう。 EVST 保護優先方式で介護セルを設計し、密閉型ロボット、柔軟なグリッパー、プレスハンドシェイクを1つのセルとして統合します。ガイドを参照してください。 ロボット機械の手入れ, 重量パレット積載 (NAIST) と 協働ロボットの投資回収期間または、EVSTに鍛造セルの設置範囲について相談してください。
著者紹介: - 陳好 は、 EVSTヘビーセルエンジニアリングチーム鍛造、ダイカスト、鋳造、高温マテリアルハンドリングラインにおけるIP67ロボットセルの導入経験13年。上記で説明した保護優先方式を用いて、保護等級、グリッパーの適合性、プレスインターロックなど、最悪の環境を想定してセルの規模を最初に決定します。EVSTロボティクス統合エンジニアリングによる技術的な正確性の確認済み。数値は一般的な達成可能範囲であり、保証値ではなく、プロジェクトごとにサイズが決定されます。 訂正および更新情報：最終更新日をご覧ください。