溶接ロボットとは
溶接ロボットとは、重工業では必ず行われる溶接加工を自動で行うことができる産業用ロボットのことです。
溶接ロボットを導入することで、省人化することや、時間的な制約に縛られないため、生産性の向上を図ることや、短時間かつ安定した作業によって作業効率を上げることや、溶接作業に伴う事故や健康被害などのリスクやヒューマンエラーによるミスを減らすことができることなどといった多くのメリットがあります。
また、作業員の技能によるばらつきなどがないため、常に均一な製品を生産することが出来、品質の信頼性を向上させることにもつながります。
溶接ロボットの使用用途
ここで、溶接ロボットの使用用途について説明します。
溶接ロボットは、溶接加工を無人で自動的に行う用途に使用されています。
無人で行えるため、省人化による人件費の削減や、人材不足による作業効率の低減を防止することに貢献しています。
また、人手で溶接加工を行う際には、加工時に刺激が強い光が生じることで失明のリスクにつながったり、有害なガスなどが発生することによる健康被害などのリスクも高いため、作業環境の安全性の向上という点でも役立っています。
溶接ロボットの原理
続いて、溶接ロボットの原理について説明します。
溶接ロボットは、アーム形状をしており、関節部分を多く持つことによってスムーズな動作を行うことができる構造になっています。
溶接ロボットのアームの先端に溶接加工を行うトーチが付いており、このトーチ部分を替えることで多種の溶接作業を行うことが出来ます。
コンピューター上で溶接ロボットの作業動作に関する指示をプログラミングすることで、溶接ロボットが自動で作業を行うことができるようになります。
プログラムした通りの動作を無駄なく続けるため、作業効率が高いですが、単純な動きを得意とする反面、複雑な形状や面に対する溶接などには不向きという側面を持っています。
そのため、現状で溶接ロボットが作業できる範囲は、水平、下、横の向きでの溶接作業が主体となります。
溶接ロボットのティーチング
ロボットに溶接の動作を教え、自動で動くようにプログラミングを行う作業です。ロボットは決められらた作業しか行えません。少しの位置ズレによって溶接の精度が大きく変わるためティーチングは非常に重要な仕事です。
ティーチングには2種類の方法があります。1つは、オフラインティーチングです。コンピューター上で3Dデータによるシミュレーションを行いデータをロボットに転送する方法、直接ロボットに溶接動作のプログラミングを打ち込む方法があります。
2つめは、オンラインティーチングです。リモコンを使いロボットを直接動かし、溶接動作を行います。その動作をロボットに記憶させ、まったく同じ動作をロボットに再現させる方法です。ティーチングといえばもともとこのオンラインティーチングが取られていましたが、作業に多くの時間かかり、ティーチング作業中は数少ないロボットでの生産を停止する必要があることから、生産能力の低下を鑑みて近年はオフラインティーチングが主流になっています。
溶接ロボットティーチングの資格
溶接ロボットのティーチングを行う為には特別教育の受講が必要です。これは労働安全衛生法59条に定められており、違反した場合は作業者だけでなく事業者も罰せられます。
2日ほどかかる特別教育はあくまで、作業の資格を獲得したに過ぎず、即座にティーチング作業が行える技術や知識を獲得したわけではありません。ティーチングには、プログラミングや3Dデータを使ったシミュレーションの技術、溶接作業の知識が必須です。社内の経験者や社外のティーチングマンより教育を受ける必要があります。
センサによる溶接ロボットの制御
大きな部品は前工程の加工・組立誤差により、溶接部の位置ズレが生じることが多々あります。近年、ロボットにセンサをつけることで溶接部の位置ズレへの対応を行うセンシング技術が発達しています。溶接前に事前にセンシングを行うワイヤタッチセンサ、レーザー変位センサ。溶接中にリアルタイムでセンシングを行うアークセンサと視覚センサがあります。
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