溶接板金業界向け溶接ロボットシステム、カエリ取りシステムを開発

―先端デジタル技術で溶接現場にティーチレスを―

株式会社スギノマシン（富山県滑川市、代表取締役社長：杉野 良暁）は、溶接板金業界向けにロボットと３Dビジョンカメラやロボットシミュレーションソフトなどのデジタル技術をパッケージ化し、段取りレスを実現した「溶接ロボットシステム」、「カエリ取りシステム」を開発しました。本商品は7月4日（木）から7月6日（土）にAichi Sky Expo（愛知県国際展示場）で開催される「ロボットテクノロジージャパン2024※1」に出品しています

1．開発背景
溶接板金業界ではブランク加工※2や曲げ加工の自動化が進んでいるのに対して、溶接工程においては自動化が遅れている現状です。人材確保が厳しい状況のなかロボット導入が進まない理由として、次のような課題を抱えています。

・多品種少量生産が多いため専用機導入のメリットが出しにくい
・工程が多く、かつ形状が複雑であるため自動化しにくい
・材質や形状に合わせた条件出しが難しく、常に微調整が発生するため熟練した技術が必要

このように人のノウハウが詰まった工程の自動化はハードルが高く、同時に技能伝承が進まないことが大半です。

一方でロボットシステムには、安定した速度での作業、曲線・曲面への対応、安定した品質レベル、作業環境への影響低減などのメリットがあります。
これらの自動化の課題とメリットのギャップを埋めるため、１つ１つの課題を紐解き、デジタル技術で解決していくことで溶接板金業界の人手不足と作業改善、品質向上につなげることを目指しています。今回、独自のロボット制御とセンシング技術を組み合わせてティーチレスとワークのバラつきに対応するシステムとして「溶接ロボットシステム」を開発しました。

また溶接板金業界で使用されているバリ取り機は鋼板全体に研磨をかけるものが一般的ですが、食品業界向けなどに「できるだけキズをつけたくない」というニーズがあり、既に確立していたエッジの倣い動作をさせるバリ取りシステムを鋼板用に特化させ、新しく「カエリ取りシステム」としてパッケージ化しました。

2．【新商品】溶接ロボットシステム（TIG※3／ファイバーレーザ※4）
本溶接ロボットシステムは、ロボットシミュレーションソフト「CROROROS」で動作検証し作成したプログラムを送るだけで溶接動作が可能です。リンクウィズ株式会社（静岡県浜松市、代表取締役：吹野 豪）と共同開発したスキャナーシステムで実ワークのエッジを検出し、そのバラつきに合わせた動作経路を自動生成することでティーチレスを実現します。それによりティーチング時間を大幅に短縮するだけでなく溶接経路精度を向上させます。
ロボットは設置面積やワークサイズによって壁掛けタイプCRbと協働ロボットCRXの2種類から選択でき、壁掛けタイプCRbは可動域が広く長手方向のカスタマイズが可能です。どちらもTIG溶接仕様、ファイバーレーザ溶接仕様に対応し、稼働状況のモニタリング機能を標準装備しています。

壁掛けタイプCRb（図はTIG仕様）

協働ロボット(図はファイバーレーザ仕様)

＜パッケージ内容＞
・溶接方式： TIG／ファイバーレーザ　から選択
・ロボット： CRb(壁掛けタイプ)／協働ロボット　から選択
・スキャナーシステム
・ロボットシミュレーションソフト「CROROROS」
・電極交換装置（※オプション、TIG溶接のみ）
・稼働管理モジュール「ViiNUS」

3．【新商品】カエリ取りシステム 
薄板鋼板のカエリ※5やドロス※6などのバリ取りに特化したロボットシステムです。ロボットシミュレーションソフト「CROROROS」で作成したプログラムを送るだけで狙ったエッジのカエリ除去が可能で、処理したいエッジを指定しツールのオフセットや角度などを簡単に設定できます。3Dビジョンカメラでワークの種別や表裏判別をしているため、おおよその位置に置かれたワークの位置ずれを自動補正することでティーチレスを実現します。壁掛けタイプCRbを採用しているため加工範囲を広くとることができ、ワークの複数個取りに対応します。さらに自社製バリ取りツール「BARRIQUAN」で均一にカエリ取りが行えます。

＜パッケージ内容＞
・ロボット：CRb(壁掛けタイプ)
・３Ｄビジョンカメラ
・ロボットシミュレーションソフト「CROROROS」
・フローティング機構付きツール「BARRIQUAN」
・ツールチェンジャ（オプション）
・ワーク固定用吸着パッド
・稼働管理モジュール「ViiNUS」

4．各モジュール詳細

4-１．ロボット CRb015H612(溶接ロボットシステム)／CRb020H610(カエリ取りシステム)
CRbシリーズは垂直または水平に直動軸を設け、そこにアームを取り付けた独自構造の多関節ロボットです。省スペースでコンパクト、高い剛性と直進性が特長で防水・防塵に対応しています。

4-２．ロボットシミュレーションソフト「CROROROS」
使いやすいオブジェクト指向のUI(ユーザーインタフェース)を採用し直感的な操作を実現したシミュレータで、干渉チェックから高度な工程検証までを簡単に行うことができます。自社製CRbシリーズと他主要メーカーのロボットに対応した高機能で低価格のロボットシミュレーションソフトです。またロボット単体のみでなく、複数ロボットの同期動作や周辺装置を含むトータルシステムとして動作検証ができることも特徴です。

4-３．ロボット装置の稼働監視モジュール
　ロボット装置の稼働監視モジュールは工場生産性可視化システム「ViiNUS」の可視化モジュールの一つです。自動運転中やトラブル発生などの稼働状況をタブレットやスマホで素早くモニターできるだけでなく、電圧・電流など溶接条件の変動も確認できます。セキュアな専用回線で溶接条件などをクラウドに保存し、蓄積データから材質や形状における最適条件を見出すことを目指すモジュールで、工場全体の設備稼働を管理する「ViiNUS稼働管理」へそのまま接続することが可能です。機械設備から収集した稼働データを３Dマップやガントチャートで分かりやすく表示したり、様々な切り口で実績を集計したりすることで、工場の生産性向上を支援するシステムです。

5．用語・補足
※1　ロボットテクノロジージャパン2024
https://robot-technology.jp/
※2　ブランク加工
パーツの輪郭を外形抜き加工することで、プレス（タレットパンチ含む）、レーザ加工がある。
※3　TIG溶接
不活性ガス溶接。火花を飛び散らさずに、さまざまな金属の溶接に対応するアーク溶接の一種。
※4　ファイバーレーザ溶接
光を熱源とするレーザ溶接の一種。
※5　カエリ
プレスで金属に穴を開けた際に、せん断加工の切断した面に表れる突起
※6　ドロス
レーザ外形加工で生成される、ワークの加工部裏面に付着する溶解金属のこと。

＜本件に関する報道関係者からのお問合せ先＞

株式会社スギノマシン RI事業部 RI部 第一技術課 

TEL：[phone]

＜会社概要＞
■会社名：株式会社スギノマシン
■代表者：代表取締役社長　杉野良暁、代表取締役副社長　杉野岳
■本社所在地：〒936-8577富山県滑川市栗山2880番地
■TEL：[phone]（代）
■創業：1936年3月1日
■事業：高圧ジェット洗浄装置、超高圧水切断装置、原子力発電保守用機器並びに廃炉機器、湿式・乾式微粒化装置、ドリリングユニット、タッピングユニット、マシニングセンタ、拡管工具･装置、抜管装置、鏡面仕上工具、バイオマスナノファイバー、産業用ロボット等の開発、設計、製造、販売
■URL：https://www.sugino.com/
－以上－