レーザー溶接ロボットの紹介

製造されたコンポーネントがより複雑になるにつれて、正確な組み立てソリューションの需要が生じています。この問題は、プラスチック製造でより高度な部品が製造されるにつれてさらに悪化します。レーザー溶接はこれらの問題を解決します。レーザー溶接は、銅やアルミニウムなどの難しい材料の溶接も容易にします。このような材料の溶接は、バッテリーシステムの製造において一般的です。一部の施設では、レーザーを使用して材料を手動で溶接します。ただし、精度に対する要求が高いため、メーカーは一般に自動化を行っています。
レーザー溶接ロボット産業

レーザー溶接ロボットは、製造分野におけるニッチな用途として存在します。レーザー溶接の独自の特性と利点を必要とする業界はほとんどありません。ただし、これらの業界にとっては、自動レーザー溶接へのアクセスが不可欠です。例としては次のものが挙げられます。

1.自動車
2. 航空宇宙
4. エレクトロニクス
5. ヘルスケア
6. 金属
7. プラスチック

ロボット溶接セルは、他のサブシステムを複雑に組み合わせたものです。最初は、必要なコンポーネントを追跡するのが大変かもしれません。それでは、このシステムを各部分に分解してみましょう。

ロボット

溶接ロボットは溶接セルの中心的なコンポーネントです。ここでのロボットとは、ロボットの機構と制御を指します。タイプに関係なく、ロボットが溶接を適用します。このコンポーネントは、レーザーの制御を直接移動および操作します。ロボットの選択は主にアプリケーション要件によって決まります。ロボット モデルにはさまざまな設計特性があります。ロボットを選択するときは、到達距離、可搬質量、速度、精度などの評価を考慮する必要があります。アプリケーション要件には特定のパフォーマンス特性が求められ、プロジェクトに適したロボットの種類が絞り込まれます。次のセクションでは、ロボットの選択オプションをいくつか見ていきます。

レーザー

レーザー システムは溶接ビームの生成を担当します。レーザーにはヘッドと発電機/増幅器が含まれており、場合によっては別個のコンポーネントが含まれます。材料と溶接の要件は、必要なレーザーの種類を定義するのに役立ちます。どのレーザーが溶接用途に最適であるかを必ず理解してください。

冷却

ほとんどの種類のレーザーは、機能するために冷却システムを必要とします。レーザーは大量の熱を発生します。その結果、この熱により内部コンポーネントが損傷する可能性があります。冷却システムはレーザー温度を機能範囲内に保ちます。したがって、レーザー冷却システムはレーザー パッケージ全体の一部であることがよくあります。

パートプレゼンテーション

溶接のためにロボットに部品を渡す方法を検討する必要があります。この分野では、レーザー溶接システムにはさらに多くのオプションが利用できることがよくあります。これは、このプロセスが溶接中に部品に与える物理的影響が少ないためです。一般的なオプションは次のとおりです。

1. コンベヤ
2.治具
3. ターンテーブル
4. クランプ
5. その他のロボット

センシング/モニタリングシステム

このようなハイテク システムには、センシング機器が豊富に搭載されています。溶接セルには温度センサーと安全装置が標準装備されています。さらに、ビームトラッカーやシームトラッカーも珍しいものではありません。サプライヤーはビジョン システムを使用してパッケージを構成することがよくあります。これらのシステムはさまざまな機能を提供できます。アプリケーションに応じて、さまざまな機能を好む場合があります。一般的なアプリケーションには次のものがあります。

1. 品質管理・検査
2. 安全性
3. 温度監視

安全性

レーザー溶接は人にとって危険な用途です。したがって、従業員を保護するために安全対策を講じることが不可欠です。リスク軽減策には一般的に次のものが含まれます。

1. 安全保護/囲い
2. ライトカーテン
3. セーフティスキャナ
4. ロックアウト/タグアウトシステム
5. ライブマンスイッチ

現在使用されているレーザー溶接ロボットの種類

いくつかの種類のロボットがレーザー溶接市場を独占しています。これらのロボットは、レーザー溶接作業を自動化するために必要な機能を提供します。ただし、それらの違いは重要です。これらの違いを理解すると、どちらがアプリケーションに適しているかを知ることができます。
6軸ロボット

6 軸ロボットは、速度、到達距離、可搬質量、到達距離の優れた組み合わせを提供します。これらのロボットは、レーザー溶接アプリケーションの大部分をカバーできます。中小規模の溶接作業に優れています。優れた可動範囲により、複雑な部品形状の溶接に役立ちます。

ただし、6 軸ロボットの欠点により、大規模なジョブとの互換性が制限される可能性があります。たとえば、彼らの到達距離は 1 ～ 2 メートルに制限されています。残念ながら、これは最大のロボットにも当てはまります。ただし、メーカーは RTU を利用することでこの欠点を軽減できます。ロボット搬送ユニット (RTU) は、6 軸ロボットの到達範囲を拡張します。ただし、これは高価なハードウェアです。さらに、RTU には個別の統合コストと考慮事項がかかります。

さらに、ロボットには積載量の上限があります。これにより、一部のタスクに必要な巨大なレーザーを処理する能力が制限されます。残念ながら、より堅牢なロボットまたは異なるタイプのロボットを使用しない限り、この制限を緩和することはできません。

ガントリーロボット

ガントリー ロボットは、ほぼ無制限のレーザー溶接能力を提供します。サプライヤーは、最大のアプリケーションを処理できるようにガントリー ロボットを構成できます。さらに、優れた機械的剛性により、最大のレーザーを動かすことができます。さらに、そのシンプルな設計により、ガントリー ロボットは比類のないレベルの精度を達成できます。

これらの利点には欠点がないわけではありません。ガントリー ロボットは複雑な部品を処理できる能力に限界があります。 6 軸ロボットは、高度な器用さを要求されるタスク向けに設計されています。多関節構造により、このような用途で優れた性能を発揮します。

レーザー溶接ロボットのサプライヤーの種類

これで、ロボット レーザー溶接機の基本を理解できました。次に考えられるステップは、潜在的なサプライヤーを調査することです。ロボット溶接市場には多くのオプションがあります。一般的なサプライヤーのタイプをいくつか取り上げてみましょう。この明確さにより、調査においてサプライヤーを分類することができます。最終的には、どのサプライヤーが自社に適しているかを理解することで、統合プロセスをスムーズに行うことができます。

ロボットメーカー

ロボットメーカーはロボットを設計、製造、販売します。ほとんどのメーカーは幅広いアプリケーションと業界をカバーしています。溶接を念頭に最適化された独自のモデルを備えているものもあります。メーカーから直接購入すると次のようなメリットがあります。

1. 最高のエンジニアリングサポートへの直接アクセス
2. 事前設定されたオプション
3. 設計されたソリューション
4. 最適なトレーニングへのアクセス
5. 標準的なアプリケーションに最適

インテグレーター

インテグレーターはサードパーティのソリューションプロバイダーです。彼らは通常、少なくとも 1 つのロボット メーカーの公式チャネル パートナーです。インテグレータは、ロボット システムに隣接する他の機器ラインに幅広くアクセスできる傾向があります。インテグレーターと協力することの利点は次のとおりです。

1. 多くの場合、最良の現地サポートを提供します
2. カスタムソリューションに対する高い柔軟性
3. ロボティクス以外のさまざまなサービスを共通に提供

システム ソリューション プロバイダー (OEM)

システム ソリューション プロバイダーは、既製のロボット パッケージを提供します。これらの事前構成済みシステムは、特定のアプリケーション専用に構築されています。多くの場合、広範なアプリケーション要件をカバーするために、これらのパッケージにはバリエーションが存在します。これらのサプライヤーと協力することには次のような利点があります。

1. 全体的にコスト効率が高い
2. 通常、独自の機能を備えて構築されています
3. 使いやすさ
4. 他システムとの互換性（インダストリー4.0）
5. 迅速な統合
6. システムトレーニング

レーザー溶接は現代の溶接における最もハイテクなアプリケーションの 1 つであり、自動化によりメーカーはこのプロセスの生産性をさらに高めることができます。
より広範な溶接業界の中でもニッチなサブ分野であるため、レーザー溶接とそれを自動化する方法には謎がいくつかある場合があります。自動化への取り組みを開始するには、ロボット レーザー溶接システムのサプライヤーとコンポーネントを理解することが重要です。このタスクを正常に自動化するには、これらの事実を認識することが不可欠です。この記事では、初めてのレーザー溶接ロボット セルを自信を持って進めることができるように、上記のトピックについて説明します。