ぼうだより2014年7月号


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ーよくわかるロボットシステムーROBOTSYSTEMロボットシステム用周辺装置について1.はじめに当社では、溶接ロボットシステムのお引き合いをいただいた際にお客様と打合せをさせていただき、ご要望に応じたシステムを検討、提案しています。システムを構成する機械装置(ロボットシステム用周辺装置)は図1に示すように様々ですが、今回はシステム構成の中でも、お客様のご要望に応じて都度設計を行うことが多い、ロボット移動装置、ポジショナ、クランプ治具について紹介します。図1溶接ロボットシステムの構成例2.ロボット移動装置当社製ロボットを多くご使用いただいている中厚板業種の溶接では、ワーク(溶接対象物)も大型になるため、ロボット単体の動作範囲では全ての対象溶接線にアプローチできないことが多々あります。このような場合に、サーボモータ駆動のロボット外部軸を付加し、可動部にロボットを搭載することで、ロボットの動作範囲を大幅に拡げることが可能になります。ロボット移動装置の種類としては、長尺ワークに対応する左右1軸のシンプルなものから、前後方向、上下方向への移動軸を追加した2軸、3軸タイプのものまであり、対象とする溶接線にロボットがアプローチできるよう必要な軸数とストロークを検討します。また、一般的な床置きタイプ(図2A)と比較して設置面積を小さくできるロボット天吊りタイプ(図2B)の移動装置も3軸まで用意しています。天吊り移動装置は、ロボットがワーク上方からアプローチできるため溶接適用率の向上に有効です。ロボットは移動装置上でタッチセンシングやウィービング等の動作をしますが、この時にロボットからの反力を受けて移動装置ごと(最終的にはトーチ先端が)振動してしまっては溶接に悪影響が出ます。溶接品質に影響を与えないだけの装置剛性が必要になりますが、剛性を上げれば上げるほど装置は大きく重くなりますので、一般的にコストとはトレードオフの関係になります。当社製ロボット移動装置は過去の実績から得た経験則に加え、最近では3D-CADで設計を行うことで固有振動数や剛性の解析(図3)も容易となり、性能と価格のバランスが取れた製品を提供しています。3.ポジショナロボット溶接は一般的に下向き姿勢か水平姿勢で行います。ワークに複数存在する対象溶接線を溶接に適した姿勢に位置決めするために、任意の角度にワークを回転させる装置がポジショナです。ワーク形状によっては、1軸ポジショナ(図4A)で対応できる場合も多いですが、1軸目に直交する形で2軸目を配置する2軸ポジショナ(図4B)(傾斜+回転)を用いれば、全ての対象溶接線を下向き姿勢、或いは水平姿勢に位置決めすることが可能になります。更に、ワーク着脱時の作業高さを低くしたい場合や、個々の対象溶接線の高低差が大きくロボットの動作範囲に入りきらない場合は、ロボット移動装置上下軸の代わりとしてポジショナに昇降軸(図1参照)を設けることも可能です。お客様のワークに合わせて軸構成や主要寸法(軸高さやターンテーブルのオフセット量等)の仕様を決めますが、基本的には対象溶接線がポジショナの傾斜及び回転中心から極力離れないよ図2図3ロボット移動装置の固有振動数解析(A)床置き移動装置(3軸)(B)天吊り移動装置(2軸)4


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