熱間鍛造用の金型の硬化処理を自動化!熟練技能を正確に再現し品質向上へ!ーロボット導入事例45

    こんにちは!産業用ロボットの情報を発信しているROBoINです。[◎△◎]

    今回も、ロボット導入事例を掲載していきます。
    参考資料は経済産業省が展開しているロボット事例となりますが、見やすく、わかりやすく、をモットーに嚙み砕いてまとめていきます。

    みなさんの困りごとに対しての解決方法となれば幸いです!

    ①主な導入内容

    【導入内容】
    ・ロボットオフラインソフトを用いて曲面ティーチング作業を数分で効率的に処理
    ・レーザクラッティング溶接装置により歪が少なく高品質な肉盛り溶接を実現

    【企業情報】
    ・中小企業
    ・製造業(金属製品)

    【導入工程情報】
    ・溶接工程
    ・生産性向上

    ②導入前(生産現場の課題)

    今回のエンドユーザー様は事業の一環として、熱間鍛造で金属製品の製造を行っていました。

    熱間鍛造とは、その名の通り、金属が赤くなるまで加熱し、
    プレス機によって圧力をかけることで、製品形状を作り上げる成型法
    のことです。

    今では、時代が移り変わり、金型の3Dデータ化とマシニング加工によって、
    再現性のある金型へと順次置き換わっています。

    そんな熱間鍛造、金型を数千、数万回と利用するため、
    金型の新規制作時やメンテナンスである摩耗補修時には、
    金型の表面を効果肉盛り処理をする必要
    がありました。

    しかし、この処理には特に高度な熟練技能が必要であり、
    スキルの高い技能者の力を借りざる負えなく、
    人財の確保はもちろん、技能の継承も難しかった課題がありました。

    今回、そんな課題を解決すべく、自動化を検討しました。

    ③ロボットシステムの導入

    【主な導入製品】
    ・溶接ロボット

    今回の事例では、3DCADデータを利用したオフラインティーチングにより、自動化を実現しました。

    今回の事例の場合、通常の溶接とは異なり、
    母材同士の溶接ではなく、金属の粉体を利用し、金型の肉盛り溶接を行う、
    レーザクラッチング工法
    をロボットが行うことで、
    一連の金型製作、保守工程の熟練作業の置き換えを行うことができました。

    溶接欠陥がなく、金型への入熱が少ない溶接条件出しと、
    溶接歪(溶接による歪)が発生しにくい熟練者の経験値を活かした作業を
    正確に再現するロボット軌跡制御により、従来よりも品質を向上させることに成功しました。

    ④自動化による効果

    本案件は、弊社が設計したものではないため、具体的な導入費用を掲載することができませんが、効果などとしては下記のようになっています。

    【主な効果など】
    投資回収年数 :約1.9年
    生産性    :約165倍
    効果     :900万円/年
    その他の効果 :過酷作業の代替、品質の向上

    ※参考動画は本案件のロボットシステムではありません

    ⑤最後に

    溶接作業は、繊細かつ、高い品質が問われる作業です。

    例えば、同じ速度、同じ送りで溶接を行っていかなければ、
    溶接が均一にできず、場合によっては、使用時に応力集中が発生してしまう可能性もあります。

    品質の向上は勿論、安定させるためには、自動化が必要となってきます。

    いろいろなメーカーが溶接ロボットを製造しているため、導入イメージが比較的しやすく、
    作業目的も定まっているため、ハードルは決して高くはありません。

    更なる発展のためにも、ぜひロボットを迎え入れたいですね。

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    いかがだったでしょうか?

    ロボット導入について「もうちょっと知識を深めたい」という方はこちらのコラムをご覧ください!
    『初心者必見!これを読めば導入に向けて大きく前進!ロボット導入に必要な情報をまとめました!①』

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