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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。[◎△◎]

溶接ロボットにはお世話になってます。よく見たら、ROBoINさんも体中が溶接だらけですよね。

そうそう、精度が素晴らしいので、溶接ロボットには日々感謝しています。

産業用ロボットの代表的なものに溶接ロボットがあります。比較的認知度が高いのが、自動車の車体を溶接したり建設現場で鉄骨を溶接したりするロボットでしょう。

これまで、溶接と言えば職人の技という認識がありました。しかし、近年のロボット技術の向上により、溶接ロボットを導入することでより精度の高い溶接ができるようになっています。

そこで、本記事では溶接ロボットについて下記3点を取り上げました。

  • 仕組みや価格
  • 主要メーカー
  • 具体的な導入事例

この機会に溶接ロボットを導入して、生産性・品質の向上と人件費削減などに取り組んでみませんか?溶接ロボットの導入を検討されている場合は参考になる記事ですので、ぜひ最後まで記事をご覧ください。

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溶接ロボットとは?職人の技も再現可能な自動溶接機!

かつて、溶接は手動で行なうことが当たり前でした。しかし、近年の自動化によって、溶接も自動溶接に変わってきています。自動溶接と言っても、「半自動溶接」と「ロボット溶接」の2種類があり、その中でもロボットが溶接を行う装置が溶接ロボットです。

では、溶接ロボットにはどのような特徴があるのでしょうか。

溶接ロボット3つの特徴!速い・安全・高品質!

溶接ロボットには次のような3つの特徴があります。

  • プログラミングによって安定的な作業が可能
  • 作業スピードが速く作業効率が良い
  • 作業環境が悪くても利用可能

溶接ロボットはプログラムによって動作します。プログラム通りにしか動かないので、安定的な作業が可能。今までは職人しか再現できなかったような難しい溶接も、データに基づいた溶接ロボットなら容易に再現できます。

しかも、ロボットは人間のように疲労の蓄積やストレスを感じることもありません。したがって、長時間労働にも耐えることができます。生産性も劇的に向上するでしょう。

また、作業スピードが速いので、作業も効率的です。手作業と比較すると、何倍もの速さで溶接ができるのはロボットならではと言えるでしょう。

さらに溶接ロボットは作業環境を選びません。たとえば、建設現場では下から上に向かって溶接をしなければならないケースがあります。人間が人手作業で溶接をするには大変危険な状況です。

しかし、溶接ロボットを使用すれば危険な場所でも安全に作業ができます。詳しくは、下記の記事を参考にしてください。

それでは、これらの特徴を踏まえたうえで、溶接ロボットを導入した場合のメリットについて考えてみましょう。

溶接ロボット4つのメリット

溶接ロボットを導入した場合のメリットとして主に考えられるのは次の4点です。

  • 品質の安定
  • 生産効率の向上
  • 人手不足の解消・人件費の削減
  • 作業環境の改善

前述した通り、溶接ロボットは作成したプログラム通りに動作するので、溶接の品質が安定します。また、ロボットは人間とは異なり働き続けることができるので、生産効率は向上するでしょう。

当然、溶接ロボットが人の代わりに仕事をしてくれるので、人手不足も解消されます。人件費の削減も可能ですし、今まで溶接工程に従事していた人材は別の業務に就くことも可能です。

また、前述した通り溶接ロボットは作業環境が悪くても問題ありません。したがって、作業環境の悪い部分を人ではなく、ロボットを稼働させることで作業環境の改善もできます。

溶接ロボットのメリットについては、下記の記事も参考にしてください。

ところで、溶接ロボットはどのような仕組みになっているのでしょう?

溶接ロボットの仕組み

溶接ロボットの仕組みを解説するにあたり、

  • 対応可能な溶接方法
  • 溶接ロボットの形状
  • プログラミング

の3つに分けて考えてみましょう。

溶接ロボットが対応可能な溶接方法

溶接の手法には下記のような種類があります。

  • スポット溶接
  • TIG溶接
  • YAG溶接

もちろん、溶接ロボットは上記の溶接方法に対応可能です。

ただし、溶接面の制限がある場合もあるので、溶接面の形状については注意しなければなりません。溶接ロボットは直線に近い溶接については問題ありませんが、現状の技術では複雑な面の溶接が困難です。

溶接ロボットの形状

溶接ロボットの形状はアーム型で、ハンド部分(マニピュレータ)には溶接加工用のトーチがあります。トーチを交換することで、多種多様な溶接が可能です。

溶接ロボットは多関節ロボットのため、ハンドの動きは非常にスムーズ。前述したように複雑な形状の溶接は困難な場合がありますが、ある程度の形状には対応可能です。

溶接ロボットにはプログラミングが必要

溶接ロボットを利用するには、プログラミングとティーチングが必要となります。

ティーチングにより溶接のポイントを決め、プログラムによって軌跡、速度、動作などを決めなければなりません。また、直接的に溶接と関係のないロボットの動作が必要な場合もプログラムによって指示する必要があります。

そんなに便利なら、溶接ロボットは価格が高くて手が出ないのではないですか?

溶接ロボットの価格について

溶接ロボットの購入価格としては、200万円前後~というのが相場です。ただし、ロボットの仕様によって価格は大きく異るので、一概には言えません。

また、溶接ロボットはほとんどの場合、単体で購入してそのまま使用することは不可能です。実際に稼働させるには、下記の費用が必要となります。

  • 周辺機器・関連装置
  • SIerのコンサル費
  • 教育費用

溶接ロボットを生産システムに組み込む為には、周辺機器・関連装置が必要です。もちろん、そのための設計費・製造費も掛かることになります。

SIerのコンサルは必須というわけではありませんが、早期立ち上げを望むなら必要不可欠。費用対効果を考えると、SIerに依頼することをおすすめします。

また、前述した通り溶接ロボットにはプログラミングやティーチングが必要となります。その点に関してもSIerに丸投げすることは可能ですが、後々のメンテナンス作業などは従業員が実施することになるでしょう。

したがって、教育費用も必要となります。

溶接ロボットの購入には補助金を利用しよう

溶接ロボットの導入に際しては多額の費用が必要となります。そこで利用したいのが補助金です。ロボットの導入に利用可能な補助金としては「事業再構築補助金」「ものづくり補助金」などがあります。

また、各自治体で利用できる補助金もあるかもしれませんので、一度自治体に確認してみてください。

ロボット導入時の補助金に関しては下記の記事も参考にしてください。

それでは、続いて溶接ロボットのメーカーを紹介しましょう。

溶接ロボットの主要メーカーについて

溶接ロボットを製造しているメーカーはいくつかありますが、主要メーカーは次の3社です。

  • ダイヘン
  • パナソニック
  • 安川電機

それでは、各メーカーについて詳しく見ていきましょう。

溶接に関する総合メーカー「ダイヘン」

出典:ダイヘン

溶接機メーカーとして評価の高いダイヘンは溶接ロボットも製造している溶接に関する総合メーカーです。

代表的な溶接ロボットFD-B4S・B4LSは7軸ロボットで繊細な動きも可能です。

高速溶接+低スパッタのパナソニック溶接ロボット

出典:Panasonic

溶接ロボットとして知名度が高いのがパナソニックです。パナソニックの代表的な溶接ロボットは

  • 溶接電源融合型ロボット:TAWERSシリーズ
  • レーザ溶接/切断ロボット:LAPRISSシリーズ

などです。特に「Super Active TAWERS」はスパッタ発生量を最大約99%削減し、生産性向上に貢献します。

産業用ロボットは世界第4位のシェア率「安川電機」

出典:安川電機

安川電機の産業用ロボットは世界第4位のシェア率。産業用ロボットの歴史は古く、評価も高いロボットメーカーです。

2022年5月時点で最新の溶接ロボットがアーク溶接ロボット「MOTOMAN-AR1440E」。可搬質量は6kgという小型ながら、最大リーチが1440mmという7軸ロボットで省スペース化を実現しました。

それでは、続いて溶接ロボットの導入事例を紹介しましょう。

溶接ロボットの導入事例

具体的な溶接ロボットの導入事例を紹介しましょう。取り上げたのは下記の3社です。

  • 搬送システムのマキテック
  • KOBELCOの造船
  • ダイヘンの揺動ロボット用溶接システム

動画を交えて具体的に見ていきましょう。

搬送システムのマキテックは溶接ロボットで自動化

動画は安川電機の溶接ロボットを使用し、コンベアの溶接を行なっている様子。

株式会社マキテックはコンベアを始めとする様々な搬送装置を製造販売しているメーカーです。溶接ロボットを導入し、自動化に取り組んでいます。

KOBELCOの造船では溶接ロボットが活躍

動画は船体の横向溶接の自動化に取り組んだ様子です。安定したアークで高精度な溶接を行っています。

この溶接ロボットの特徴は、小型で持ち運びも簡単で屋外での溶接に最適という点です。

ダイヘンの協働ロボット用溶接システム

こちらはダイヘンのプロモーション用動画です。

人と協働で作業が可能な協働ロボット用の溶接システムに関する動画になっています。簡単にティーチングできるのも大きなメリットでしょう。

溶接ロボットについてのまとめ

本記事では溶接ロボットについて、仕組み価格などについて詳しく解説しました。もう一度記事を振り返ってみましょう。

溶接ロボットの主な特徴は次の3点でした。

  • プログラミングによって安定的な作業が可能
  • 作業スピードが速く作業効率が良い
  • 作業環境が悪くても利用可能

また、溶接ロボットを導入することで得られる主なメリットは次の4点です。

  • 品質が安定する
  • 生産効率の向上
  • 人手不足の解消・人件費の削減
  • 作業環境の改善

溶接ロボットの国内主要メーカーとして、本記事では次の3社を紹介しました。

  • ダイヘン
  • パナソニック
  • 安川電機

溶接ロボットの導入にはロボット本体だけでなく、周辺機器やSIerのコンサル費なども必要です。

溶接ロボット本体の価格は200万円前後~が相場となっていますが、仕様によって大きく異なるので具体的な金額については個別に見積もりを取る必要があります。

溶接ロボットに関するご相談は、ROBoINまでお気軽にどうぞ!

ROBoINでは、産業用ロボット全般を、お客様へのヒアリング、コンサルティング、市場リサーチ、設計、構築、組立、納品、アフターサポートまで行っております。

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