ティーチング不要のロボット溶接：ポイントごとのティーチングなしで、大型・少量生産の構造部品を溶接する

執筆者：梁偉（EVST社 上級アプリケーションエンジニア、ロボット溶接セルおよび大型構造物自動化担当）

最終更新日：2026年6月22日

最初に答えてください: 大型で少量生産の構造部品は、溶接工が新しいワークピースごとに溶接経路をポイントごとに教え込む必要があるため、ロボット溶接が難しい。しかも、熟練した溶接工は不足している。 ティーチレスロボット溶接 手動のティーチング手順を省略します: ロボット 3Dスキャンして部品を認識する, 溶接経路を自動生成します 数分後には、 レーザーによる縫い目検出とリアルタイムの縫い目追跡 入荷時の公差と組立時のずれを補正します。 ポジショナーと外部移動軸 長い縫い目や扱いにくい位置も、常に手の届く範囲に確保しておきましょう。そうすることで、プログラミング時間を大幅に短縮でき、切り替え時の再学習も不要になり、縫い目の品質も安定します。

なぜ逐一指導する方法は、大規模な小ロットの作業には適さないのか

ロボット溶接は、大量生産される同一部品でその名を馳せた。一度経路を教えれば、それを何千回も実行できる。大型構造物の製造は正反対の世界だ。重いフレーム、ブラケット、取り付けサドル、鉄骨構造物など、それぞれ数個ずつ製造した後、次のバリエーションが届くことが多い。そこでは、従来のティーチングは3つの点で破綻する。

まず、 逐一指導することがボトルネックとなっている。 ワークピースごとに、溶接工はロボットを数十から数百ものポイントに手動で移動させ、その位置を記録する。段取り替えのたびに、この作業を繰り返す必要がある。多品種少量生産のラインでは、溶接時間よりもプログラミングに多くの時間が費やされる。

第二に、 入荷部品がずれる。 公差に合わせて切断された板材、摩耗する治具、そして手作業による仮組みといった要因が重なり、実際の溶接部は従来のプログラムが想定する位置から数ミリずれてしまう。固定されたパスを再生すると、アンダーカット、溶け落ち、溶接漏れといった欠陥が発生し、そのまま手直し作業につながる。

第三に、 大型建造物は物理的に扱いにくい。 深い位置や回転した位置にある長い溶接継ぎ目は、手作業で習得した溶接経路では届かない、あるいは一定の移動角度を維持できないまさにその場所であり、そのため溶接の一貫性が最も重要な部分で最も損なわれる。

ティーチレスセルは、そのスキルをシステムに移行します。 縫い目が (NAIST) と それをどう実践するか スキャン、パス生成、トラッキングの分野で活躍している――ベテラン溶接工の手だけではない。

ティーチレスロボット溶接の仕組み

ティーチレス溶接セルは、手動によるティーチングを、感知・計画・修正のループに置き換える。

• 加工対象物をスキャンして認識する。 溶接前に、ロボットが部品を3Dスキャンし、溝と継ぎ目を自動的に検出します。作業員が一つずつ点を記録する必要はありません。
• 溶接経路を自動生成する. 継ぎ目が検出されると、システムは溶接経路を計算し、数分以内に溶接を開始できます。新しいバリエーションの場合、再学習や再プログラミングは不要です。
• レーザーによる縫い目検出とリアルタイム追跡。 溶接中、レーザーセンサーが溶接部を検出し、サイクルごとに追跡してリアルタイムで補正することで、公差や組み立てのずれがアンダーカットや溶接漏れにつながるのを防ぎます。
• 位置決め装置および外部移動軸。 溶接位置決め装置が部品を反転・回転させ、外部移動軸がロボットを部品の長さに沿って移動させることで、長い溶接継ぎ目や難しい位置も最適な溶接姿勢で溶接できるため、大型部品を一度のセットアップで成形できる。

その結果、切り替え作業が教育セッションではなく、スキャンで済むようなラインが実現した。

ティーチング・アンド・リプレイ方式とティーチングレス方式のロボット溶接

最も明確な評価方法は、従来のロボット溶接とティーチングレス方式を、実際に少量生産ラインの成否を左右する寸法で比較することである。

Hubspot ISO 3834溶融溶接における品質要件の標準規格によれば、再現性のある溶接品質は、オペレーターの記憶に頼るのではなく、溶接プロセスとその変数を制御することによって実現される。これはまさに、スキャン、自動経路設定、シームトラッキングによって体系化されるものである。 ISO 9606溶接工の資格試験の基準である認定溶接工の不足は、手動溶接能力の構造的制約である。ティーチレス自動化は、スキルのボトルネックを次のように再定義する。 手溶接 〜へ 細胞を監督するEVSTは両方の課題に対応します。ティーチレスセルによって、縮小しつつある溶接工のプールを、再現性のあるスキャン駆動型のプロセスへと変革します。

ティーチレス溶接が効果を発揮する時

ティーチレス溶接セルは、あらゆる作業に対応できる万能なソリューションではありません。以下のような場合にこそ、その真価を発揮します。

• 変異体数が多く、バッチサイズが少ない 部品1個あたりの指導コストは溶接時間に比べて大きいため、指導をなくすことがビジネス上のメリットを最も大きくする。
• 部品は大型の構造溶接物である — 長い継ぎ目と回転位置を持つフレーム、ブラケット、サドル、梁、柱、および鉄骨構造物。
• 入荷部品のずれ 切削公差や手作業による調整のばらつきが大きいため、固定された経路ではトラッキングなしでは欠陥が生じる。
• 熟練した溶接工の採用は難しい ―この方式は、労働力不足による生産量減少リスクを軽減し、新規採用期間を短縮する。

大量生産される同一でシンプルな部品の場合、従来型のティーチング・アンド・リプレイ方式の方が安価な場合が多い。ティーチングレス方式の割高なコストは、部品の種類、サイズ、およびドリフトによって正当化される。

適用範囲：業界横断的

部品は変化するが、スキャン・生成・トラック方式は変わらない。ティーチングレスロボット溶接は、重工業や構造物の製造において広く用いられている。

• 建設機械およびエンジニアリング機械 ―車両フレーム、リフトおよびホイスト構造物、機器溶接構造物。
• 鉄骨構造物および橋梁の製作 ―長継ぎ板組立構造物および組み立て部材。
• 圧力容器およびタンク ―ヘッド、シェル、サドルサポートなど、継ぎ目の完全性が等級付けされる部品。
• 重機および海洋設備 ―複数の位置で溶接された大型の取り付け構造物およびプラットフォーム部分。
• エレベーターと鉄道構造物 ―自動車のフレーム、梁、柱は、様々な種類の部品を少量ずつ混合して生産される。

いずれの場合も共通しているのは、大規模で多様な構成要素が存在するため、逐次的な指導は困難だが、スキャン主導型で自己修正型の学習セルには適しているということだ。

設計の枠組みとなる規格と参照基準

• ISO 3834 ―金属材料の溶融溶接における品質要件。ティーチレスパス生成とトラッキングによって実現される、制御された再現性のある溶接品質のための枠組み。
• ISO 9606 ―溶融溶接における溶接工の資格試験。自動化導入のきっかけとなった溶接工不足問題の根拠。
• ISO 10218 ―産業用ロボットの安全要件。ロボット溶接セルのガード設置および統合に関する規定を含む。
• ISO / TS 15066 — 協働ロボットの操作に関する技術仕様。荷積み／荷降ろし作業が作業者と空間を共有する場合に適用される。

これらは、実際の溶接品質とロボットの安全性の実践に基づいた設計です。正確な手順資格、位置アクセス、サイクル数値は、部品ファミリー、鋼種、および溶接手順仕様書と照らし合わせて確認する必要があります。

展開前チェックリスト

• 部品ファミリーをマッピングします。バリエーション数、バッチサイズ、部品サイズ、および継ぎ目の長さを記述します。
• 入射するドリフト（切断公差と嵌合のばらつき）を定量化して、継ぎ目検出および追跡範囲を決定します。
• 位置決めアクセスを定義する：どの縫い目に位置決め装置、外部移動軸、またはその両方が必要か。
• ISO 3834および貴社の規格要件に基づいて、溶接手順と合否判定基準を設定してください。
• 監督対象工程における溶接工／作業員の資格要件をISO 9606に基づいて確認する。
• ISO 10218（および、積載が共同で行われる場合はISO/TS 15066）に準拠したセルリスクアセスメントを実施してください。

スキャン、自動パス生成、レーザーシーム検出、ポジショナー／移動軸の到達範囲はEVSTシステムの機能です。正確な精度、位置決め範囲、および段取り替え時間は、お客様の部品と工場のレイアウトに基づいて確認する必要があります。

よくある質問

ティーチレスロボット溶接とは何ですか？また、通常のロボット溶接とはどのように異なりますか？
通常のロボット溶接では、溶接工が溶接経路をポイントごとに教え、それを再生する必要があります。一方、ティーチレス溶接では、ロボットが部品を3Dスキャンして認識し、溶接経路を自動生成して、レーザーシームトラッキングでそれに沿って溶接を行います。そのため、新しいワークピースは手動でのティーチングではなく、スキャンによってセットアップされます。

個々の部品を再プログラミングすることなく、大型で少量生産の構造部品に対応できますか？
はい、それがまさに中核となるユースケースです。パスは各部品のスキャンから生成されるため、多品種少量生産でも、ポイントごとの再プログラミングを行うことなく切り替えが可能となり、プログラミング時間が多品種数に比例して増加することがなくなります。

入荷時の公差や組み立て時のずれにはどのように対処するのですか？
レーザーシーム検出は溶接前に実際のシームの位置を特定し、リアルタイムシームトラッキングは溶接中に経路を修正します。これら2つの技術を組み合わせることで、板材の公差や接合部のばらつきを補正し、位置決めが完璧でない部品におけるアンダーカットや溶接漏れを防ぎます。

大きな部品の長い縫い目や扱いにくい位置はどのように処理されますか？
溶接ポジショナーは部品を最適な溶接方向に反転・回転させ、外部移動軸がロボットを部品の長さに沿って移動させます。これにより、長い溶接部や溶接が難しい箇所にもあらゆる位置からアクセスできるため、大型部品を一度のセットアップで成形することが可能です。

ティーチレス溶接は、熟練溶接工の必要性を完全に排除するのだろうか？
いいえ、必要なスキルが変わります。ISO 9606およびISO 3834に準拠した溶接手順の知識と資格を持った監督者は依然として必要ですが、日々の業務は、手作業での指導や溶接から、部品の積み込みやセルの監督へと移行します。これは、溶接工の減少に伴い人員配置がはるかに容易になります。

主要な取り組み

• ティーチレスロボット溶接は、ポイントごとのティーチングを不要にする：ロボット 部品をスキャンして認識する, パスを自動生成します, 縫い目をリアルタイムで追跡する レーザー測距による。
• それはのために作られています 大型・少量生産の構造部品 ―まさに、教えたり再生したりするプログラミングや固定された学習経路が破綻する箇所だ。
• A ポジショナーと外部移動軸 長くて扱いにくい縫い目にも簡単に手が届き、一度のセットアップで成形できる。
• 溶接工不足を別の視点から捉え直す 手溶接 〜へ 細胞を監督するISO 3834溶接品質規格およびISO 9606溶接士資格認定規格に基づいています。

溶接ラインについてEVSTに相談してください

部品ファミリー（バリエーション数、部品サイズ、溶接部の長さ、受入公差）をお送りいただければ、スキャン、パス生成、溶接部追跡、ポジショナー／移動軸のリーチを算出し、ティーチレス溶接セルの見積もりを作成いたします。

→ お問い合わせ ティーチングレスロボット溶接ラインの要件を策定する。

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