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溶接ロボット は、製造分野で最も重要な産業用ロボットの 20 つです。ロボットは溶接を担当します。溶接は基本的に、自動車を含む機械を組み立てる唯一の作業です。自動車製造におけるロボット工学は、世界中のほぼすべての自動車製造工場で人間の労働力を置き換える自動溶接に大きく依存しています。製造におけるすべての産業用ロボットの用途のうち、ロボット溶接は最も新しく、XNUMX 年未満前に導入されました。
ロボット溶接プロセスの種類
広く使用されている自動溶接プロセスは約6つあります。 工業製造各プロセスは独自の機能を果たし、その機能を実行するために設計された特別なロボットがあります。
抵抗スポット溶接
抵抗スポット溶接 電気抵抗による熱を加えて金属材料を溶接するプロセスです。この一点への圧力と電気の集中により、金属は溶融状態にある間に溶融し、合体します。その後、金属が冷却されるまで放置され、その場所で永久に接合されるため、スポット溶接と呼ばれます。
スポット溶接ロボットを使用する利点は数多くあります。5000 つは、継ぎ目がないため、溶接の跡が残らないことです。もう XNUMX つは、他の溶接方法に比べて強度がはるかに高いことです。XNUMX つの部品が互いに溶け合うと、弱点が残ります。自動車業界ではスポット溶接ロボットに大きく依存しており、平均的な自動車には XNUMX を超えるスポット溶接が施されています。
レーザー溶接
これは、レーザー光線を使用して熱を一点に集中させる、金属接合のもう 30 つの先進的な方法です。このテクノロジーは XNUMX 年以上前から存在しています。 レーザー溶接 2枚の金属シートを互いに接触させて組み合わせることで機能します。続いて、レーザービームが金属シートの端に集中します。激しい熱で同時に溶けて混ざり合い、接合部が完成します。冷めると一つになります。
レーザー溶接の利点としては、レーザー光線の制御が容易なため、精度が高いことが挙げられます。溶接速度も非常に高速です。強烈な熱により、あらゆる種類の金属が互いに溶け合い、瞬時に接合部が形成されます。濃度も高いので、均一感を出したい場合に最適な方法です。
ガスメタルアーク溶接
これは、 ロボット溶接 このプロセスでは、熱源は消耗金属電極と、通常は不活性ガスである外部から供給されるガスシールドによってワークピースとの間に形成されるアークです。これにより 2 つの材料の間に溶接池が形成され、冷却後に接合されます。
ガス金属アーク溶接ロボットには 2 つのタイプがあります。1 つは、アルゴンやヘリウムなどの不活性ガスを使用する金属不活性ガス溶接 (MIG 溶接ロボット) です。もう 1 つは、通常酸素、二酸化炭素、アルゴンの混合物である活性ガスを使用する金属活性ガス溶接 (MAG) です。
の主な利点 ガスメタルアーク溶接 他の溶接技術でよくあるような、溶融材料の飛散がないことです。シールドガスは、溶融池が冷えるまで保護します。
ガスタングステンアーク溶接
これは 溶接の一種 電極と溶接材料の間に電気を流すものです。溶接部は、溶接領域を覆うシールドガスによって大気から保護されます。このプロセスで使用される電極はタングステンで作られています。この金属が選ばれる理由は、どの金属よりも高い融解温度が華氏 6,170 度であるという事実です。
この溶接プロセスで使用される 3 つの主なタングステン合金は、非鉄金属に使用され、より高い AC 電流を使用するジルコニア処理タングステンです。カーボンやステンレス鋼に使用されるトリエーテッドタングステン、そして最後にアルミニウムやマグネシウムに使用される純タングステンがあります。
薄肉アーク溶接
これは、繊細な溶接を必要とする薄い材料に用いられるロボット溶接プロセスです。溶接に精通した人なら誰でも、薄い金属板の溶接が極めて難しいことを証言するでしょう。過度の力を加えたり、極端な溶接方法を用いたりすると、材料の性質そのものが変わってしまう可能性があります。薄板アーク溶接は、溶け落ちを最小限に抑えることで、溶融溶接部の崩壊を防ぎ、材料の外観を損ないます。このプロセスでは、スプラッタを最小限に抑えるために、タングステン不活性ガス（TIG）と金属不活性ガス（MIG）の2種類の不活性ガスが使用されます。
プラズマ溶接
プラズマ溶接 薄ゲージアーク溶接と同様の方法で機能するアーク溶接プロセスです。ここでの唯一の違いは、プラズマ アークをシールド ガス エンベロープから分離できることです。次に、プラズマは細骨銅ノズルを通して絞り出され、アークが狭められます。このプロセスは主に 0.1 つの方法で実行できます。厚さXNUMXmm程度の薄板を溶接するマイクロプラズマ溶接です。
15 つ目は中電流溶接と呼ばれるもので、200 ～ 10A の電流を使用します。より深い浸透力を持っています。最後の方法はキーホール溶接と呼ばれ、厚さ XNUMX mm までの金属シートに使用されます。
溶接にロボットを使用するメリットとデメリット
ロボットが社会への関与を強めているという事実は否定できません。 製造プロセス 時間が経つにつれて。一部の国では、人間の労働力が完全に置き換えられています。がある 利点 溶接にロボットを使用する場合のデメリットとしては、以下のようなものが挙げられます。
長所
効率と生産性が向上します。溶接ロボットはプログラムされているので作業が正確で、エラーが発生する余地はほとんどありません。繰り返し作業を疲れることなく何度も実行できるため、生産性が向上します。
サイクルタイムの短縮: 製造が効率化されるにつれてサイクルタイムが短くなり、人間の労働力に頼っていたときよりも、その時間枠内でより多くのものを生産できるようになります。
床面積の有効活用: 作業場の自動化により、人的フットプリントが削減され、他の用途に使える床面積が増えました。溶接ロボット 1 台で、これまでは複数の人が行っていた作業を行うことができます。スペースが増えるということは、移動のためのスペースが増えるだけでなく、新しいロボット溶接機を追加できることを意味します。
安全性の向上: 人間は長時間集中力を維持できません。作業が長くなるほど集中力が低下します。これが重機を使用する場所での事故につながります。一方、溶接ロボットは、何日もミスなく稼働できます。これにより、製造工場での事故はもはや一般的ではありません。
無駄の削減: ロボットが示す高い精度は非常に効率的であるため、廃棄されるものはほとんどありません。ほとんどの製造工場では、人間の労力が無駄の最大の原因となっています。しかし、ロボットを使用すると、ほとんどの原材料が最大限に活用されます。
短所
自動化の初期コストは非常に高額です。ロボットの製造に必要な産業用ロボット プログラミングの量と、ロボットが適切に機能するために必要な複雑なツールを考慮すると、工場の自動化の初期段階でのコストは非常に高くなります。
トレーニングが必要: ロボットが人間の仕事を引き継いでいるとはいえ、ほとんどのロボットは依然として人間が操作し、監督する必要があります。産業用ロボットの高度な機能を考えると、これらのロボットを操作するための人間のトレーニングは、非常に費用がかかり、時間がかかります。修理やメンテナンスについても同じことが言えます。この種の作業に対応できるのは専門のエキスパートだけであり、市場にはそのようなエキスパートが限られています。
意思決定には限界がある: ロボットはどれほど洗練されていても、意思決定能力がなく、プログラマーが入力した一連の指示に基づいて動作するだけです。職場では、人間的要素を必要とする意思決定が無数にありますが、現在のロボットにはそれが欠けています。AI 開発が加速するにつれ、将来ロボットが物事をまずじっくり考える能力を持つようになると期待されています。
柔軟性が限られている: 2 つの異なる役割を連続してこなせるように訓練できる人間とは異なり、ほとんどの溶接ロボットは専門分野が多すぎて、これをやり遂げることができません。溶接ロボットは、逸脱することなく、特定のニッチな分野を満たすようにプログラムされています。溶接ロボットが役割を切り替える唯一の方法は、意図的に再プログラムされた場合です。
導入期間は長い: ロボットへの切り替えは、簡単にできるものではありません。まず、ロボットを収容できるように工場を再構築する必要があり、次にロボットの重量を考慮して、敷地内への配送の問題があります。また、ロボットのセットアップには専門家の助けも必要になります。これらすべての後には、生産を再開する前に、ロボットが期待どおりに動作することを確認するための試用期間があります。完全に稼働するまでに、最低でも 20 週間かかります。
ロボット溶接システムとプログラミング
溶接ロボットに必要なもの 特定のソフトウェア ロボットが役割を果たせるようにするためです。このソフトウェアは独立した企業によって作成され、ロボット製造業者に販売されます。以下は、最も人気のあるロボット溶接システム ソフトウェアの一部です。
バーボティクス
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バーボティクス Weld は、どのデスクトップからでも実行できる、シンプルだが強力な溶接ソフトウェアです。これは、ロボット溶接を簡単にするオフラインセットアップです。プログラムで溶接ロボットをどのように制御できるかをプレビューできるユーザー インターフェイスが備わっています。 Verbotics は無料ではありませんが、最終的な決定を下す前にソフトウェアをテストできる試用版があります。
アルマカム ウェルド
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アマラカム溶接 は、メーカーが溶接ロボットを最適化して効率を高めることができるオフライン溶接ロボット ソフトウェアです。 Almacam Weld は 20 年以上使用されており、長年にわたって改良され、最も人気のある溶接ソフトウェアの XNUMX つになりました。このソフトウェアの利点の XNUMX つは、インストールが簡単で、オペレーターが操作を習得するのにあまり多くのトレーニングを必要としないことです。
図
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図 は、どの職場でも簡単に使用および実装できるもう 1 つのオフライン溶接ソフトウェアです。すべてのロボット システムへの投資を最大限に活用しながら、リスクを軽減するだけでなく生産性も向上します。 ABB は多くの溶接ロボットと互換性があり、その仕組みを理解するための訓練を受けていれば誰でも操作できます。
ロボット溶接の適用分野
ロボット溶接は主に次のような用途に使用されます。 製造工場 重機を扱う仕事です。これらの業界には次のようなものがあります。
自動車産業
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平均的な車 5000以上の溶接部品があり、それがいかに重要であるかを十分に証明しています 自動溶接システム 重要です。以前はこの作業は人間が行っていましたが、溶接が不均一になり、車の走行効率が低下してしまいました。現代の自動車メーカーは溶接ロボットなしではやっていけません。ロボット溶接の技術は今後さらに進化すると予想されます。
エレクトロニクス産業
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コンピューターのマザーボードは、手で溶接できない非常に小さなコンポーネントでできています。このような製品の製造に関わるロボット溶接は非常に進歩しており、肉眼では識別が困難な微細なものでも溶接することができます。ロボット溶接の使用は、要求に応じて迅速にエレクトロニクスを製造できる唯一の方法です。
石油産業
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原油を長距離輸送するために使用される巨大なパイプは、部分的に製造する必要があるため、それらを接続するためにロボット溶接に依存しています。パイプの溶接にロボットが関与するもう 1 つの理由は、安全性と関係しています。人や環境に害を及ぼす可能性のある爆発や漏れを避けるために、パイプは漏れ防止でなければなりません。
航空宇宙産業
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車よりも飛行機は、空中に留まらなければならないという事実を考慮して、部品の製造に最も注意を払う必要があります。エラーを減らすために、すべての 飛行機部品の溶接 溶接は、すべての部品をカバーするようにプログラムされた高度な溶接ロボットによって行われます。彼らはあらゆる欠陥を検出するために使用できる視覚技術を備えています。
溶接ロボット購入ガイド
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の最も難しい部分 製造ビジネスを自動化する 適切なロボットを決定中です。世界には無数のロボットメーカーがあり、それぞれが最高の結果を約束する独自の製品を提供しています。ロボットの価格は高額であるため、何を選択するかを決めるには多くの調査が必要です。一生に一度の投資ですから、正しく行う必要があります。以下は、製造工場用の溶接ロボットの購入に関するガイドです。
複雑
A 良い溶接ロボット わかりやすいものでなければなりません。複雑すぎる溶接ロボットを導入すると、問題が発生すると生産が停止する可能性があります。再稼働するにはメーカーから専門家を派遣する必要があるためです。溶接ロボットを選択するときは、将来の修理コストを節約するために、社内の技術者が簡単に扱えるかどうかをまず確認してください。
PC周辺機器
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一部の溶接ロボットは動作させるためにアドオンが必要ですが、これは追加コストであり、できれば避けるべきです。他の部品の購入に追加費用を費やすことなく、無数の機能を処理できる、完全なパッケージで提供される溶接ロボットをお選びください。アクセサリが必要な製品を購入する必要がある場合は、該当する部品が地元で簡単に見つかることを確認してください。
空き容量
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購入する溶接ロボットの数とサイズは、工場で利用可能なスペースによって異なります。いつ 人間の労働力に取って代わる ロボットを使用する場合は、事前に床を片付ける必要があります。スペースが広ければ、設置できる溶接ロボットの数も多くなりますし、その逆も同様です。小規模な工場を運営していて自動化する場合は、より大きな床面積が必要になります。
仕事の性質
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製造プロセスによっては、高度な溶接プロセスを必要としない場合もありますが、重金属部品を扱うような製造を行っている場合は、ロボット溶接が最も賢明な方法となります。自動車製造では人間の労働力ではうまく扱えない重い自動車部品が使用されるため、この業界に残された唯一の選択肢は溶接ロボットです。
ご予算
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最も安い 大型産業用ロボット ロボットは約 50,000 ドルで販売されていますが、中古品ならそれより少し安く購入できます。しかし、結局のところ、ロボットは高価です。長い目で見れば目的は手段を正当化しますが、製造工場の自動化に必要な溶接ロボットの初期費用は、注意しないと借金になってしまいます。購入費用の他に、人材のトレーニング、工場での設置、将来の修理にもお金がかかります。初期投資をすべて回収できるまでにはしばらく時間がかかるでしょう。
柔軟性
製造に関与するほとんどのロボットはタスク指向型、つまり特定の役割を処理するように設計されています。これにより効率が良くなりますが、範囲は制限されます。コストを考慮すると、 工場用ロボットアーム 複数の役割を処理できます。ピッキングとプレースも実行できる溶接ロボットは、溶接のみを実行できるロボットよりも優れた投資となります。
利用状況
特定のタイプの溶接ロボットが地元で見つからない場合、それを輸入するにはコストがかかります。大手ロボット製造業者の近くに住んでいる場合は、カスタマイズされたロボットを特別注文できるほど幸運かもしれません。産業用ロボットの使用はすべての地域で普及しているわけではないため、産業オートメーション製造業者は特定の地域に集中しており、工場から遠く離れている可能性があります。選択する前に、溶接ロボットの輸入コストを考慮してください。
サポート
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ロボットを扱う上で欠かせないのがアフターサポートです。これらは他のマシンと同じようなマシンですが、高度に進化しているだけです。いずれにせよ、長期間使用すると、最終的には故障したり、動作不良が発生したりします。これが起こった場合、途方もない金額を支払うことなく、彼らの助けが必要になります。をやる 産業用ロボットメーカー 特定の期間の保証と専用の技術的希望を提供できる企業。
スペアパーツの入手可能性
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エンドエフェクターなどの使いすぎた溶接部品は、ほとんどの作業を行うため、故障する可能性が最も高くなります。可動部品は何らかの摩擦を受けやすいため、時間がかかっても途中で交換が必要になります。スペアパーツがすぐに入手できる溶接ロボットを選択してください。スペアパーツの不足により生産が停止する可能性があり、これは対処したくない中断の 1 つです。
ソフトウェアのアップグレード
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ソフトウェア アップグレードが利用できるかどうかも、工場に必要な溶接ロボットの種類を絞り込む際に役立つもう 1 つの大きな要素です。アップグレードするとロボットの効率が向上しますが、期限が過ぎたソフトウェアを使用しているロボットを使い続けると、生産の品質に影響を及ぼし始める可能性があります。少なくとも年に 1 回のアップグレードで、一貫したソフトウェア サポートが継続的に提供されるロボットを選択してください。
結論
溶接ロボットは、製造分野で最も重要な産業用ロボットの 1 つです。このプロセスには高熱が伴うため、人間よりも熱に強く、耐熱性のある溶接ロボットがその役割を最もよく果たします。購入する予定がある場合 溶接ロボット 製造工場の場合は、最寄りの溶接ロボット製造業者を訪問し、企業に最適な自動溶接機を入手してください。
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