溶接工程は、製品の強度や外観品質を左右する重要な工程です。アーク溶接やTIG溶接、レーザー溶接などでは、安定した軌跡制御や溶接条件の再現性が求められます。一方で、熟練溶接工の確保や技術継承、作業者による品質のばらつき、長時間作業による身体的負担が課題となる現場も少なくありません。協働ロボットを活用することで、繰り返し発生する溶接作業を安定して自動化し、溶接品質の均一化と生産性向上を図ることができます。
溶接工程の自動化を検討する現場では、次のような課題が多く見られます。
こうした課題から溶接工程の自動化を検討していても、専用機や従来型の産業用ロボットでは、導入スペース、コスト、操作習得、製品変更への対応がネックとなり、導入が進みにくいケースもあります。
協働ロボットは、従来の産業用ロボットに比べて直感的に操作しやすく、溶接パスや作業位置の設定に対応しやすい点が特長です。ダイレクトティーチングにより、実際のワークに合わせてロボットを動かしながら動作を設定できるため、ロボットのプログラミング経験が少ない作業者でも、溶接工程の自動化に取り組みやすくなります。
溶接工程では、ワークの形状や材質、溶接箇所、加工条件が案件ごとに変わることがあります。協働ロボットは、作業内容に合わせて動作や条件を変更しやすく、多品種少量生産や製品切り替えが発生する現場にも適しています。受注内容に応じてTIG溶接やレーザー溶接などの用途を切り替えたい場合にも活用できます。
溶接作業は、長時間同じ姿勢での作業や、熱・光・粉塵などを伴う作業環境により、作業者の負担が大きくなりやすい工程です。協働ロボットに繰り返し作業を任せることで、一定の軌跡と作業スピードを確保しやすくなり、溶接品質のばらつき抑制や作業者負担の軽減につなげられます。
精密板金や小型部品の溶接では、溶接位置の精度や外観品質が求められます。TIG溶接やレーザー溶接など、条件管理が重要な工程でも、協働ロボットを活用することで溶接位置やトーチ姿勢を安定して再現しやすくなります。薄物部品や小型部品など、作業者の技能に依存しやすい工程の標準化にもつなげられます。
角パイプや丸パイプ、フレーム部品など、同じ形状のワークに対して繰り返し溶接を行う工程にも協働ロボットは適しています。作業者が長時間同じ姿勢で溶接する工程をロボットに任せることで、身体的負担を軽減しながら、安定した作業スピードで溶接を行いやすくなります。増産対応や作業の平準化を進めたい現場にも有効です。
協働ロボットは、溶接作業だけでなく、サンディングなどの仕上げ工程にも活用できます。粉塵が発生する作業や、熟練者が時間をかけて行っていた作業をロボットに任せることで、作業環境の改善や業務効率化につなげることができます。
協働ロボットによるピッキング自動化は、小型部品のピック＆プレースだけでなく、バラ積み部品の取り出し、重量物の投入、工作機械への供給など、さまざまな工程で活用されています。ここでは、ユニバーサルロボットの協働ロボットを活用した自動化事例を紹介します。
精密板金加工を手がける北上製作所では、UR5eとUR10eを導入し、TIG溶接、レーザー溶接、サンディング工程の自動化に活用しています。従来の産業用ロボットでは、ティーチングの習得や本格稼働までに時間がかかることが課題でしたが、協働ロボットの直感的な操作性により、ロボットのプログラミング経験が少ない作業者でも溶接工程で活用しやすくなりました。
精密板金加工を行うタカノでは、角パイプや丸パイプへのTIG溶接工程にUR10eを導入しました。従来は作業者が手作業で対応していた溶接作業を協働ロボットに任せることで、2日かかっていた作業を1日で完了できるようになり、作業時間の短縮と生産性向上を実現しています。
精密板金加工を手がける長尾製作所では、UR5eを導入し、TIG溶接工程の自動化に活用しています。同社では、人材育成や技術承継が課題となっており、難易度の高い溶接作業を初心者が短期間で習得しにくいことが課題でした。
協働ロボットの導入により、ダイレクトティーチングで溶接パスを設定しやすくなり、ロボット操作が初めての作業者でも短期間で操作を習得できるようになりました。熟練職人の技術を活かしながら、ロボットと人の作業を分担することで、溶接品質の安定化と技能継承の両立につなげています。
URロボットは、高い軌跡精度により、狙った溶接パスを繰り返し再現しやすい点が特長です。作業者による品質のばらつきを抑え、安定した溶接品質の確保に貢献します。長時間の繰り返し作業でも一定の動作を維持しやすいため、量産品や反復作業が多い溶接工程にも活用できます。
ユニバーサルロボットの協働ロボットは、ダイレクトティーチングにより、手の力加減でアームを直感的に動かしながら溶接ポイントや溶接パスを設定できます。従来の産業用ロボットに比べて操作習得の負担を抑えやすく、ワーク変更や条件変更が発生する現場でも柔軟に対応できます。
溶接専用ソフトウェアやUR+、OEMパートナーのソリューションと組み合わせることで、タッチセンシングによる位置ズレ補正やウィービング条件の設定にも対応できます。また、回転ポジショナなどの外部軸と連動させることで、大型ワークや複雑形状のワークでも、安定した溶接姿勢を保ちながら作業を行いやすくなります。
協働ロボットを活用した溶接加工の自動化について、導入の考え方や検討ポイントをまとめたガイドブックです。フォームよりダウンロードいただけます。
