協働ロボットを活用して多品種少量生産の溶接作業を自動化!!

1.はじめに

近年、人手不足や技術革新などが要因となって産業用ロボットが注目を集めています。特に溶接作業は3Kと呼ばれており、技術者も減ってきているため、自動化・効率化ができないかと色々検討されている企業様も多いかと思います。しかしながら、検討はしてはいるものの「多品種少量生産の為、投資効果がないのではないか」、「産業用ロボットを導入するスペースがない」など懸念点が多く実際に導入に踏み切れない企業様も多いのではないでしょうか。
今回はそんな企業様におすすめの協働用ロボットに溶接トーチを持たせたシステムをご紹介いたします。

2.協働用ロボットとは

皆さまも協働用ロボットについてはすでにご存じの方もおおいかと思いますが、その名の通り人と一緒に作業ができるロボットの事です。
特徴としては下記のような特徴があります。

①非常にコンパクトで軽量な為、安全柵の設置が必要なし
広いスペースや安全柵を必要とせず、人の隣で人と一緒に作業を行うことができます。
②必要に応じてロボットを移動して別の場所で使う事が可能
協働ロボットの架台にキャスターを付けることで、臨機応変に必要な場所に移動させて使うことが可能です。
③ダイレクトティーチングが可能で、ティーチング作業が容易
普通のロボットであればティーチングペンダントというコントローラーを使ってロボットの動作を記録していきますが、ダイレクトティーチングは人の手でロボットハンドを指定したい場所に動かしてポイントを登録するだけでティーチング出来るという教示法となるので感覚的な操作で簡単かつ素早い教示が可能です。

以上が協働用ロボットの特徴で、多品種少量生産の企業様向きのロボットと言えるかと思います。

協働用ロボットというとハンドリングで使用するイメージをお持ちの方も多いかと思いますが、近年では協働用ロボットに溶接トーチを持たせて溶接を自動化する会社様も増えてきており、非常に幅広い用途に使われるようになってきました。
次に溶接に用いられる協働ロボットについて解説します。

3.溶接協働用ロボットの特徴

協働用ロボットも様々ございますが、今回はテックマンの協働用ロボットにTIGトーチを持たせたシステムをご紹介いたします。
テックマンのロボットの機能を活用することで多品種少量生産の溶接を比較的簡単に自動化することが可能で、主な特徴としては下記の通りです。

①協働用ロボット
ダイレクトティーチングが可能なので、人が実際にロボットのアームを動かすことでティーチングが可能です。溶接したい箇所までロボットのアームを持って行って、ポイント登録していくだけで、TIGフィラ溶接も簡単にロボット化できます。安定的な運棒を要求されるような薄板部分のうろこビード等、熟練工の技をお手軽にダイレクトティーチングで実現することが可能です。
②タッチパネルで簡単ティーチング
ダイレクトティーチングに合わせて、モニターを見ながらタッチパネルでロボットの作業を編集することが可能です。システムに関する専門知識がなくてもフローチャートにて直感的に作業の指示を行うことができます。
また、溶接条件についてもタッチパネル上で設定することが可能です。
③スマートビジョンカメラが内蔵
基本的に他の協働用ロボットにカメラは内蔵されておりませんので、ワークの位置決めを自動で行いたい場合など必要な場合は別途取り付けと設定が必要になります。今回ご紹介しているテックマンのロボットはカメラ内蔵となっております。
スマートカメラには、テンプレート比較、部品位置決め、画像強調、バーコード認識、色彩分類等の機能を含んでいるため、内蔵のカメラで様々な用途に活用可能です。
④ローコスト
カメラ内蔵ということで非常に高額と思われるかと思いますが、一般的な協働用ロボットに比べ非常に安価というのも特徴の一つになります。
⑤ランドマークアライメント機能により製品が限定される位置決めの機構が不要
協働用ロボットの特徴としては上記で、必要に応じて必要な場所に移動させて使うことができると説明させていただきましたが、一般的にはロボットは決められた動きしかできないため、すでにティーチングが完了しているワークであっても場所を移動させた場合は多少のずれが生じるため、再設定が必要になります。
ですが、テックマンロボットについてはこのランドマークアライメント機能があるため、
TMランドマークを移動先の機器の近くに張り付けておき、これをロボットのカメラで読み取るだけでロボットアームと製品間の相対的な関係を認識し、ポイントが再生成してくれます。(移動による位置ズレを補正)
そうすることで、ロボットを移動させても簡単に再設置・稼働させることができます。

4.まとめ

ただいまご紹介させていただきましたように協働用ロボットは非常に汎用性があり、比較的低コストでの導入が可能です。
可搬重量が大きいものがない・リーチが短い、稼働速度が遅いなどのデメリットもありますが、多品種少量生産の溶接を自動化する場合には協働用ロボットを活用したほうが、投資効果が良いことも実際に多くあります。
今回ご紹介させていただいたのはテックマンロボットにTIGトーチを持たせたシステムですが、もちろんその他の協働用ロボットにTIGトーチを持たせたシステムもあれば、
半自動のトーチを持たせたシステムもあります。もっと言えば、溶接以外にも様々な用途で協働用ロボットが活用されておりますので、ぜひ一度協働用ロボットの活用を検討されてはいかがでしょうか。

 
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