By スンジエ溶接ポジショナー主任エンジニア EVST溶接ポジショナーチーム · ・EVSTの機械・品質エンジニアリング部門によるレビュー済み
ポジショナーが間違っていると、ロボットの精度は極めて高くても、セルがサイクルに達しないことがあります。 真のゲートとなるのは、ペイロード、回転トルク、インデックス精度の 3 つの数値です。 EVST の現在の EVS-SWP 単軸ファミリーは、300～1,200 kg の承認済み定格ペイロードオプションをカバーし、EVS-DWP 二軸ファミリーは、構造に応じて 200～5,000 kg の承認済みオプションを含み、インデックス精度は ±0.3° より優れており、2 ステーションレイアウトではアークオン時間が 2 倍になります。 ターンテーブル、L タイプ、ヘッドストック-テールストック、H タイプ、フェリスホイールの 5 つのレイアウトオプションは、部品タイプに一致します。 長い継ぎ目では、W500～W800 トラベルレールと組み合わせて、協調外部軸として使用します。 これは、実際に重要な 3 つの仕様をゲートする購入ガイドです。
主要な取り組み
- 真の鍵となるのは以下の3つの仕様です。 ペイロード、回転トルク、インデックス精度.
- EVS-SWP現在の単軸構造では、構造に応じて300～1,200kgの積載量が承認されています。
- EVS-DWP現在の二軸構造では、構造に応じて200～5,000kgの積載量が承認されています。
- インデックス精度 < ±0.3° ±0.5mmの縫い目追従マージンを維持します。
- 5種類のレイアウト 部品タイプを一致させてください — ターンテーブル / L型 / 主軸台・心押し台 / H型 / 観覧車。
- 2ステーションアークオン片側が溶接されている間、もう片側は負荷がかかる ― セル出力の約2倍。
- ペアリング W500～W800用トラベルレール 長い縫い目に沿って、両方とも調整されたコントローラーに接続します。 ISO 9283 外部軸。
この記事は、新規または改修用の溶接セル向けに溶接ポジショナーを選定する溶接セル設計者、システムインテグレーター、プラントエンジニアを対象としています。EVST EVS-SWP / EVS-DWPポジショナーのサイズ選定と5種類のレイアウトオプションについて解説していますが、ロボット本体、移動レール、溶接手順の詳細については、別途ガイドで説明していますので、ここでは触れていません。
ペイロードだけでなく、なぜ3つの仕様なのか
ほとんどのポジショナーの仕様書では、ペイロードが最初に記載されています。しかし、ペイロードだけでは不十分です。同じペイロードクラスの2つのセルでも、スループットとシーム品質は大きく異なる可能性があるからです。セルの性能を実際に左右する3つの仕様は次のとおりです。
- ペイロード ポジショナーが部品を物理的に保持するかどうかを決定する。
- 回転トルク インデックス作成の速度、ひいてはサイクルタイムを決定します。
- インデックス精度 継ぎ目の位置、ひいては溶接品質を決定づける。
3つすべてを同時に選択してください。どれか1つでも省略すると、書類上は合格でも、実際の生産段階で不合格となる可能性があります。
適切なポジショナー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 部品の向きのカウント、溶接面のカウント、サイクルゲインこのフレームを使用してください。
| ポジショナーは、次のような場合に効果を発揮します… | 再考すべき時… |
|---|---|
| この部品には2つ以上の溶接方向があります | 単一方向の平面部品 |
| 現在、手作業による再固定がサイクルの主流となっている。 | ロボット溶接で平面を溶接、位置調整不要 |
| 熱入力制御は重要（多層構造、厚膜） | シングルパス薄板 |
| 2ステーションレイアウトは床面積に収まる | 2ステーション設置には床が狭すぎる |
| パートファミリーはマウントにおいて一貫性を保っている | マウントはショットごとに変わります |
EVST はポジショナーをスコープし、 3スペックマッチ方式ペイロードは部品に対して30%のマージンを考慮してサイズ設定し、トルクは偏心量×重量×角加速度に合わせてサイズ設定し、インデックス精度は継ぎ目追跡マージンに合わせてサイズ設定する。これら3つは同時に設定し、1つずつ設定するわけではない。
ペイロードのサイズ決定 — EVS-SWPおよびEVS-DWP
| ファミリー | 軸 | ペイロード範囲 | 典型的な使用 |
|---|---|---|---|
| EVS-SWP | シングル（回転） | 構造に応じて、300kg / 500kg / 800kg / 1200kgのオプションがあります。 | 平面部品、回転継ぎ目、簡単な位置決め |
| EVS-DWP | デュアル（回転＋傾斜） | 構造に応じて、200 / 300 / 500 / 1000 / 2000 / 3000 / 5000 kg のオプションがあります。 | 3D部品、多面溶接、複雑な方向 |
| EVS-DWP-U | 二重構造のU字型フレーム | 1000 / 3000 / 5000 kg | 重量構造部品、大型フレーム、トン級鋳造品 |
授業の選択： 最大部品重量 + 治具 + 30%のマージン → 上位クラスに分類されます。1500 kgの部品と200 kgの治具（合計1700 kg）の場合、現在のSWPマトリックスは範囲外です。承認済みの2,000 kg DWP構成を確認し、選択前にトルクと構造を検証してください。30%のマージンには、動的負荷（加速度）と将来の部品バリエーションが含まれます。
回転トルクの選定 ― 最も見落とされがちな仕様
トルクは 偏心率×重量×角加速度1000 kgの部品が0.5 mの偏心量で1 rad/s²の加速度を必要とする場合、500 N·mのトルクに加えて、重力によるオフセットに抵抗するための静的トルクが必要です。ペイロードは記載されているがトルクが記載されていない仕様書は、動作の遅いセルを設定することになります。
EVSTポジショナーのトルク曲線は、軸ごと、クラスごとに公開されています。選定基準は、必要トルク≦連続トルク定格（50%のマージンを含む）です。この基準を満たせない場合は、ペイロードが問題なくても、上位クラスを選択してください。
サイズインデックスの精度 - 縫い目追跡マージンを維持する
ロボットの縫い目追跡（ビジョンベース）は、通常、関節部で±0.5mmの精度を維持します。ポジショナーのインデックス誤差がこれに加算されます。ポジショナーが半径500mmの円弧上で±1°の精度でインデックスする場合、縫い目は追跡が想定する位置から約8.7mmずれてしまい、±0.5mmの追跡範囲を大きく超えてしまいます。
EVSTポジショナーは保持します ±0.3°以上のインデックス精度 (ISO 9283 （再現性試験方法論）。半径500mmの場合、最悪の場合の変位は約2.6mmで、一般的なシームトラッキング補正の範囲内です。厳しい公差が求められる作業（圧力容器の円周シームなど）では、±0.1°よりも優れた仕様が必要です。
5種類のレイアウト - 部品タイプ別に選択可能
| レイアウト | ベスト | Why |
|---|---|---|
| 単軸ターンテーブル（EVS-SWP） | 平面部品、回転継ぎ目 | 軸は1つ、シンプルで高速なインデックス機能 |
| 二軸L型（EVS-DWP） | 多面溶接を施した3D部品 | 回転＋傾斜、すべての面が下り坂 |
| 主軸台・心押し台（EVS-SWP-ZW） | 長いシャフト、パイプ、チューブ | 2つの同軸チャックが部品を挟み込む |
| H型2ステーション（プロジェクト固有の構成） | 高スループット多方向 | ロボットが片側を溶接している間に、作業員がもう片側を積み込む。 |
| 観覧車（プロジェクト固有の構成） | 高密度小型部品、多方向バッチ | 回転フレーム上の複数の固定具 |
2ステーションアークオン ― スループットの乗数
最大のセルスループット向上は、 2駅レイアウトロボットがステーションAで溶接を行っている間、オペレーターはステーションBに材料を積み込む。ポジショナーは両者の間を回転し、アーク時間はサイクルの約50%ではなく約80%に維持される。
サイクル効率の向上（シングルステーション方式との比較）：多面加工の重量部品で約30～80%のスループット向上。正確な向上率は溶接時間と負荷時間の比率によって異なり、負荷時間と溶接時間がほぼ等しい場合、理論上の2倍に近づきます。
H型、観覧車型、および一部のL型レイアウトはすべて2駅運転に対応しています。EVSTは、床面積や安全上の制約により1駅運転となる場合を除き、デフォルトで2駅運転用にセルサイズを設定します。
トラベルレールとの組み合わせ
ロボットの到達範囲を超える長さの継ぎ目（通常 >2 m）の場合は、ポジショナーを W500～W800トラベルレール両方とも、コントローラーに協調外部軸として接続されます。 ISO 9283位置決め装置は向きを制御し、レールは長さ方向の制御を制御する。
レールクラスの選択：ロボットのペイロード、トーチ、ケーブルパッケージに合わせてレールクラスを選択し、ポジショナーの静荷重と照合します。承認済みの2,000 kg DWP構成のW650レール（ペイロード1000 kg）の場合、セルは検証済みのポジショナーの荷重範囲内で部品を搬送し、ロボットはレールの1000 kgの荷重範囲内に留まります。
ポジショナーが従う規格
- ISO 9283 — ロボットの性能基準。位置決め装置のインデックス精度は、外部軸として使用される場合、本規格の方法論に基づいて試験される。
- ISO 10218 — ロボットの安全性；ポジショナーはロボットシステムの保護空間内に収まります。
- ISO 3834 — 溶接品質。ポジショナーが対応するWPSは、3つのクラスのいずれかに分類されます。
- ISO 17663 ―位置決め装置の構造金属部品の熱処理（焼きなまし）。
- AWS D1.1 — 構造溶接基準：鋼材。
FAQ
旋回トルクがペイロードとは別の仕様になっているのはなぜですか？ なぜなら、これらは異なる質問に答えるからです。ペイロードは「部品を保持できるか」という質問に答え、トルクは「部品を十分な速さで移動できるか」という質問に答えます。ペイロードは十分でもトルクが不十分なポジショナーは、インデックス動作が遅くなり、セルサイクル時間がロックされます。EVSTは、軸ごとに両方の値を公表しています。
実際に必要なインデックス精度はどの程度ですか？ シームトラッキングの許容誤差に合わせて調整してください。半径500mmの部品で±0.5mmのビジョンシームトラッキングを行う場合、±0.3°未満のインデックス（最悪の場合2.6mmの変位）が必要です。より厳しい公差が求められる作業（例えば、±0.1mmのシームを持つ圧力容器）では、±0.1°未満のインデックスが必要です。EVSTポジショナーは、これらの両方の範囲に対応しています。
単軸か二軸か？ 部品が1つの回転面内でのみ溶接される場合は、単軸（ターンテーブル式）を使用します。溶接部を水平重力位置にするために傾斜させる必要がある場合は、二軸（L型、DWP式）を使用します。多面構造部品のほとんどは二軸が必要であり、回転対称部品（リング、ギアブランクなど）のほとんどは単軸が必要です。
主軸・心押し台式か、それとも二軸式か？ 主軸台・心押し台は、両端の回転支持が必要な長尺の軸対称部品（シャフト、パイプ、長尺チューブなど）に最適なソリューションです。二軸L型は、回転と傾斜の両方が必要な3D部品に適しています。これらは異なる形状に対応します。
2ステーション方式は1ステーション方式と比べてどれくらい速いですか？ 負荷時間と溶接時間の比率に応じて、セル処理能力は30～80%向上します。負荷時間と溶接時間が等しい場合、向上率は約2倍になります。EVSTは、床面積や安全上の制約によりシングルステーションとなる場合を除き、デフォルトで2ステーション構成で設計されます。
既存の溶接セルにポジショナーを追加することはできますか？ はい。既存の溶接コントローラーのほとんどは、設計上の制限（通常4～10軸）まで外部軸に対応しています。EVSTは、見積もり前に軸数、安全機能の統合、プログラム移行などを検討する改修評価を実施します。
それをあなたの工場に持ち込む
溶接ポジショナーを選ぶ際には、ペイロード、回転トルク、インデックス精度という3つの仕様を同時に考慮する必要があります。5種類のレイアウトで部品の種類に対応し、2ステーション構成でスループットが2倍になり、W500～W800レールとの組み合わせで作業範囲が拡大します。 EVST 3-Spec Match方式を採用したスコープポジショナー - 部品に合わせてペイロードサイズ、サイクルに合わせてトルク、シームに合わせてインデックス調整。ガイドを参照してください。 ロボットの移動レールを選ぶ方法, 協調的な細胞統合, 厚板多層溶接または、EVSTに連絡して、お使いのセルに適したポジショナーのサイズについて相談してください。
著者紹介: - スンジエ は、 EVST溶接ポジショナーチーム溶接ポジショナーの設計に12年間専念しており、EVS-SWP単軸、EVS-DWP二軸、EVS-DWP-UヘビーUフレーム、ヘッドストック・テールストックおよびフェリスホイール型バリアントを取り扱っています。顧客とのあらゆる取引において3スペックマッチ方式を採用し、出荷前にインデックス精度QCゲートを監督しています。EVSTの機械および品質エンジニアリング部門が技術的な正確性についてレビューしており、数値は達成可能な典型的な範囲であり、保証値ではなく、プロジェクトごとにサイズが決定されています。 訂正および更新情報：最終更新日をご覧ください。