【導入を検討の方向け】溶接ロボットガイド

溶接ロボット 導入ガイド パナソニック コネクト株式会社 プロセスオートメーション事業部

近年の溶接業界 2 溶接ロボットのニーズは、ますます高まっています 2009年以降、溶接技能者と熟練工の不足 が続き人材確保が困難になると同時に、 溶接の自動化、ロボット化、省人化、溶 接品質の安定化などのニーズを受け、溶 接ロボットの出荷台数は飛躍的に高まっ てきました。 2020年には新型コロナウイルス感染症の パンデミックに伴う世界的な経済危機に より一時的に落ち込むものの、以降は堅 調に推移。高精度な制御で疲労や集中力 の低下を気にせず長時間作業が可能な溶 接ロボットは、大量生産やスピードを要 する場面で需要が高まっています。 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

溶接ロボットが求められる理由 3 溶接業界の直面している課題 1.人材不足 2.スピード化 3.品質管理 溶接作業には高度な技能と経験が必要であ 顧客の要求や市場の競争に対応するため 品質管理は溶接業界で特に重要であり、欠陥 り、熟練した溶接技術者の不足が業界全体で に、溶接プロセスのスピード化が求められ 製品のリスクを最小限に抑える必要がありま 問題となっています。人材不足のため、適切 ています。特に大量生産分野では、効率的 す。誤差や品質のばらつきを抑え、一貫性の な資格を持つ作業者を採用・維持することが な生産プロセスが必要で、スピードが競争 ある品質を維持するためにも、適切な溶接パ 難しく、製造工程における品質と生産性に悪 力の鍵となっています。 ラメータの設定が求められます。 影響を及ぼす可能性があります。 4.生産性 5.マルチ対応 6.省スペース 生産性の向上は、溶接業界において競争優位 溶接業界はさまざまな製品や素材に対応す 工場のスペースは貴重な資源であり、効率 性を維持するための重要な要素です。高効率 る必要があり、マルチ対応性が求められて 的なスペース利用が求められます。省ス な溶接機器や自動化システムの導入、生産プ います。異なる形状や材質、少量多品種生 ペースの溶接機器や設備の採用は、工場内 ロセスの最適化が必要です。また、設備のダ 産に対応できる溶接プロセスや設備の開発 の設備配置の最適化に寄与します。 ウンタイムを最小限に抑えることも生産性向 が必要です。 上の鍵となります。 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

溶接ロボットが求められる理由 4 時代とともに進化してきた、溶接ロボットへのニーズ 長時間にわたる連続作業にも対応し、コスト削減にも貢献。 現在では制御技術が進化し、高効率で高品質な溶接作業がスピーディーに行えるなど、 溶接ロボットに求められるニーズは、時代とともに進化してきました。 1980年ごろ 1990年ごろ 2010年以降 ３Ｋからの開放 大量生産を支える 多様性の時代 産業用ロボットの普及が急激に増加した 需要が急増したロボット溶接機の需要 産業用ロボットの知能化が求めら 1980年代。きつい・汚い・危険、いわゆ はバブル崩壊により低下。費用対効果 れ、AIやIoTを取り入れた生産ライ る3Kと呼ばれた溶接作業の事故予防や、 を見据えた結果、単に人件費削減だけ ンの需要が上昇。進化したセンサー 生産コストを下げるため、ロボット溶接 でなく、人にできない作業ができるロ 技術によりプログラミング化が可能 機の普及が急激に増加しました。 ボットの導入が行われるようになり、 に。より高性能で柔軟な溶接作業に 大量生産を支えました。 対応できるようになりました ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

溶接ロボットが求められる理由 5 溶接ロボットで解決できる課題 人による溶接の場合 溶接ロボットの場合 熟練した溶接技術者が必要であり、人材不足 ロボットはプログラムに従って自動的に作業を が課題となることがあります。技術者の採用 行うため、熟練した技術者の必要性が低くなり 人材確保 やトレーニングに時間とリソースがかかりま ます。人材不足の影響を受けにくく、比較的容 す。 易に運用できます。 労働時間 人間の労働時間に依存し、労働時間制約や ロボットは24時間稼働が可能。作業者の労働 ・ 休憩が必要です。大量生産には多数の溶接 時間を効率的に活用できます。また継続的に 技術者が必要であり、コストと時間がかか 高品質の製品を提供できるので、大量生産に 生産性 ることがあります。 適しており生産性向上が見込めます。 溶接作業は高温、騒音、粉塵などの危険な ロボット溶接は高温や有害物質が発生する環境 労働環境 作業環境を伴うことがあり、作業者の安全 での作業が可能で、作業者を危険から保護しま と健康に影響を与えることがあります。 す。これにより作業者の安全が向上します。 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

溶接ロボットが求められる理由 6 溶接ロボットで解決できる課題 人による溶接の場合 溶接ロボットの場合 作業者の技量や経験に依存するため、作業ス ロボット溶接はプログラムに基づいて自動的 ピードにばらつきが生じます。熟練者は比較 に作業を行うため、一貫した高速作業が可能 スピード 的高速に作業を進めることができますが、経 です。反復作業を高速で繰り返すことがで 験の浅い者や初心者は遅い場合があります。 き、高い一貫性を保ちます。 作業者の腕前や経験に大きく依存。また人間 プログラムに基づいて自動的に作業を行うた の誤差や疲労により、不良品や欠陥が発生す め、一貫した高品質の溶接を提供。一定の精 製品の品質 るなど、品質にばらつきが生じる可能性があ 度を保ち続けるため、品質のばらつきを最小 ります。 限に抑えることができます。 作業者の技能や経験に大きく依存。形状や材 プログラムに基づいて自動的に作業を行うた 素材や形状 料に応じた溶接に対応するためには、 め、異なる形状や材料に対応することが比較 への対応力 作業者が適切なトレーニングを受け、経験を 的容易です。プログラムを調整することで、 積む必要がなり、時間と労力がかかります。 新しい製品や部品に対応できます。 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

人による溶接 と 溶接ロボット の比較一覧 7 人とロボットにはそれぞれ特長があります 人による溶接の場合 溶接ロボットの場合 特記事項 大量生産 溶接ロボットは一度ティーチングをすれば × ◎ 同じ結果を維持できる 多品種少量生産 ◎ △ 生産性の向上 溶接ロボットは導入コストがかかるものの × ◎ 高速動作でタクト短縮。量産に強みがある 溶接品質の安定性 溶接ロボットは人の経験に依存せず、 × ◎ 高品質を維持できる 人材採用 × ◎ 人材不足、作業者の離職など、 熟練溶接工の採用は厳しさを増す状況 溶接ロボットは人と違い休憩不要で稼働可能。 長時間労働 × ◎ 深夜作業、残業など法的な問題をクリア 鉄板・厚板 △ 〇 溶 プラント機器 ○（TIG溶接） 〇 接 対 薄板 △ 〇 象 高張力鋼・アルミ・異種 △ 〇 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

アーク溶接ロボットの構成 8 マニピュレーター トーチ 人で例えると腕に当たる部分です。溶接トーチや 先端へワイヤとガスを送給し、溶接を行うため 各種治具を持たせて使用できます。溶接の対象物 に使う装置です。用途により品番が異なる為、 や設置面積によって適切なものを選定する必要が 適切なものを選定する必要があります。 あります。 ショックセンサー ワイヤ送給装置 ぶつかった時の衝撃など、かかった力に応じてロ 溶接ワイヤをスプール及びワイヤパックから ボットの動きを制限することが可能です。 トーチ先端に送るための装置です。使用するワ イヤの径（太さ）に応じて送給ローラーを選定 する必要があります。 ロボットコントローラー ロボット全体の制御装置です。 マニピュレーターに動きの命令を出したり、溶 ティーチペンダント 接の開始・終了等様々な命令・指示系統を司る 装置です。 マニピュレーターを 動かす、溶接条件を 設定する、プログラ ムを起動するなど、 パワーユニット（溶接電源） ロボットを操作ため 溶接電源の機能を備えた装置です。一般的な溶接 の装置です。 電源をコントローラーと別に配置する仕様も存在 します。 ※写真はパナソニック溶接ロボットの標準モデル TM-1400WG4 を使用 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

溶接ロボットと周辺機器の参考レイアウト 9 ガスホース シールドガス 標準長さで足りない場合は別 溶接対象素材や使用する溶接法により適 途ご準備ください 切なものを使用する必要があります。 溶接治具 ブレーカー ロボットコントローラーへの電源 溶接対象物の位置がずれないよう 供給に使用します。使用するロ に固定するための装置です。 ボットコントローラーによって、 適切な容量のものを準備する必要 があります。溶接電源とコント 作業台 ローラーが別置きの場合にはブ レーカーが２つ必要です。 溶接対象となる部品や溶接治 具を設置するための台です。 1次側ケーブル 溶接対象物や設備の構成によ り適切な高さを設定する必要 工場の電源設備(ブレーカー)とコン があります。 トローラーを繋ぐケーブルです。 ロボット架台 母材ケーブル マニピュレーター用のかさ上げ コントローラーと作業台を繋ぐための 台です。作業台・治具高さ等、 ケーブルです。使用する電流域や距離 設備レイアウトに合わせて高さ によって、それぞれ適切な長さ・太さ を設定しご準備下さい。 を選定する必要があります。 ※溶接用ワイヤはスプールかパックワイヤを選択しご準備ください ※上記以外に安全対策として、設備を囲む安全柵や遮光用の幕が必要です。 ※グレー表示のケーブルは標準付属品です。 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

溶接ロボット導入のポイント 10 設備稼働にはティーチング（教示作業）が必要です ティーチングの方法には2種類あり、どちらを選ぶことも可能です。 ロボットと実ワークを用いて ソフトウェア用いて 備考 現地でティーチングを行う場合 PCでティーチングを行う場合 実ワークが不要 現物合わせのため メリット 生産中でもプログラム作成が可能 設定後の修正が不要 生産量をキープできる ティーチング中は プログラム完成後に 生産ができないため 実際のロボットを使用した 生産量が落ちる 微修正作業が必要 デメリット ティーチング作業が設備の ソフト導入の 非稼働時間（夜間や休日）に イニシャルコストがかかる なる傾向で人件費コスト増 ティーチング時間 長い 短い ティーチング点80か所の 総登録時間を想定 導入費用 不要 必要 オフラインの場合はソフトが必要 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023

お問い合わせ 11 パナソニックは機器の導入をサポートします 安全講習と操作講習（2日間）がセットの、 パナソニック コネクトのホームページから、 ロボットカレッジを毎月開催しています。 溶接ロボットの導入や自動化に関するご相談を 初めてのロボット導入でもご安心ください。 受け付けております。お気軽にご相談ください。 ※写真をクリックするとパナソニック コネクトのホームページが開きます。 ©️ Panasonic Connect Co., Ltd. 2023