ロボット溶接システムは、生産性を高め、溶接品質を改善し、製造コストを削減することができる。しかし、実際に達成されるメリットは、シス テムが長期にわたっていかに効果的に使用されるかに よって決まる。
オートメーションのROIを最大化するには、主に2つの方法がある。1つ目はシステムのダウンタイムを最小化することであり、2つ目は業務効率を最適化することである。
IPGのロボットとオートメーションの専門家が推奨する、これらの目標を達成するための11の「ベストプラクティス」をご紹介します。
#1.定期的な予防・予知保全
予防保全と予知保全を利用して問題を事前に特定し解決することは、生産中断を回避する最も確実な方法である。多くの場合、予防保全と予知保全は、最高レベルの製品品質の維持にも役立ちます。
予防メンテナンスのチェックリストに入れるべき主な項目は以下の通り：
- トーチ、光学系、ケーブル、消耗品、クーラントシステムの定期点検。
- 予知ツール（IoTセンサー、熱モニタリング、振動解析、レーザーパワーフィードバック）を使用して、初期の故障をキャッチする。
- 消耗品（コンタクトチップ、ノズル、光学部品）の寿命を追跡し、故障や性能の著しい劣化が起こる前に確実に交換する。
#2.消耗品とスペアパーツの在庫を積極的に管理する
簡単なことのように思えるが、スペアパーツの適切な在庫をストックすることを怠ることは、驚くほどよくある間違いである。スペアパーツは、機器の稼働を維持し、必要な修理を行うために必要なものである。適切な部品がすでに手元にあれば、メンテナンスや修理のダウンタイムを劇的に短縮できる可能性がある。
スペアパーツへのアクセスを最適化する：
- 標準化された消耗品（コンタクトチップ、ノズル、レンズ、保護ウィンドウ、ワイヤーライナー）を利用できるようにしておき、理想的には装置の近くに置いておく。
- セル間の消耗品のばらつきを最小限に抑え、混乱や間違った部品を使用する可能性を減らす。
- 重要な部品がいつでも入手できるように、ベンダー管理在庫（VMI）を検討する。
#3.プログラミングとシミュレーションをオフラインで行う
新しいジョブのセットアップとロボット溶接パスのプログラ ミングには時間がかかる。この作業を生産システム上で行うと、不要なダウンタイム が発生し、生産が中断される可能性がある。オフライン・プログラミング（OLP）とシミュレーショ ン・ツールを使用すれば、この作業を仮想環境に移行 することができる。これにより、時間が節約され、エラーの可能性も 低減する。
オフライン番組から最大の利益を得るために：
- 配備前にパス、サイクルタイム、リーチエンベロープを検証する。
- シミュレーションを使用して、潜在的な衝突、トーチ角度の問題、治具の干渉を事前に特定します。
- オフラインでプログラムを作成し、手動でのティーチインを不要にする。
#4.オペレーターとメンテナンス担当者の徹底したトレーニング
よく訓練されたオペレーターは、常にロボット溶接システムから最高の効率と最良の結果を得ることができます。知識豊富なメンテナンス担当者は、小さな問題が大きなダウンタイムに発展するのを防ぎ、問題が発生した場合はより迅速に対応します。
チームのスキルと対応力を強化する：
- 最も一般的な問題を素早く特定し、解決するために、オペレーターを訓練する。 バードネスト光学汚染、システム・リセット手順など。
- メンテナンス・スタッフと生産スタッフの相互連携により、シフトを超えた一貫したサポートとカバレッジを確保する。
- 各セルに、明確で視覚的なSOPを掲示する。これにより、トラブルシューティングの時間を最小限に抑え、一貫した品質のためのベストプラクティスを標準化することができる。
#5.リアルタイム・モニタリングとアラートの導入
リアルタイムのシステム・ステータスと溶接性能の監視は、予知保全の貴重な補助手段です。これによって、異常の早期発見が可能になり、小さな問題が長時間のダウンタイムに発展するのを防ぐことができます。
例えば、破壊試験のような品質保証方法に比べ、大幅な改善をもたらす様々なレーザー溶接モニタリング・ツールや技術がある。リアルタイムの直接溶接計測のような方法は、非常に正確な幾何学的データを提供し、欠陥溶接が発生する前にそれを予測するために使用することができます。
リアルタイムのモニタリングから最大限の効果を得るために：
- ロボットステータス、溶接パラメータ、障害追跡のためのダッシュボードを実装する。
- しきい値を超えたとき、または障害が発生したときに自動アラート（テキスト/電子メール）を送信します。
- ダウンタイムイベントを記録し、傾向を分析し、根本原因を特定し、対策を実施する。このデータは、継続的な改善の推進にも役立ちます。
#6.適切なワイヤー供給を維持する
ワイヤ送給の問題は、ロボット溶接におけるダウン・タイムの最も一般的な原因です。小さな不一致でさえ、溶接品質を低下させ、不必要な停止やコストのかかる再加工を引き起こす可能性があります。
適切なワイヤ送給を確保し、維持すること：
- ライナーが適切な長さで、ロボットの関節運動中に抵抗を生じないことを確認する。
- スリップや変形を防ぐため、ワイヤーの種類に合わせてドライブロールとテンション設定を合わせてください。
- 安定したワイヤ送給を優先 - 安定生産に直結する
#7.正確な継ぎ手のはめ込みと隙間管理を維持する
どんなに優れたロボット溶接システムでも、位置合わせが不十 分な部品や、不揃いに配置された部品を常に補正する ことはできない。不十分な治具や部品配置のばらつきは、いずれも 溶接不良、手直し、予定外のダウンタイムにつながる。生産を安定させ、溶接の品質を高く保つために、堅牢で再現性の高い治具に投資する価値は十分にある。
- ポカヨケ」機能による精密な固定具を使用してください。これには、部品の正しい向きを保証するビルトインガイド、一貫した配置のためのピンとスロットのロケータ、および均一なクランプ力を適用する自動クランプが含まれます。
- 作業者の負荷や部品の公差のばらつきに影響されないように、治具を設計すること。
- 溶接の隙間や不具合を防ぎ、停止を回避するために、正確な継手のはめ込みと隙間管理を確実に行う。
#8.クイックチェンジが可能な設計
クイックチェンジコンポーネントを使用することで、日常点検がより迅速かつ簡単になります。また、予期せぬ問題が発生した場合の平均修理時間（MTTR）も最小限に抑えることができる。保守性のための設計は、稼働時間のための設計である。
サービス性を最大限に高める：
- クイックチェンジトーチマウント、カートリッジ式光学部品、モジュール式消耗品をシステムに装備。
- 定期的なメンテナンスを合理化し、技術者が迅速かつ一貫してタスクを完了できるようにします。
- 設計によりMTTRを短縮し、修理に必要な工具、時間、混乱を最小限に抑えます。
#9.ロボットに高品質の部品を供給する
ロボット溶接システムは、低品質の部品を完全 に補うことはできない。粗悪な部品や一貫性のない部品は、必然的に 溶接不良、手直し、不必要なダウンタイムにつながる。ビジョン・システム、シーム・トラッキング、堅牢な治具のような技術は、助けになるとはいえ、コストと複雑さを追加します。
これは特にレーザー溶接に当てはまります。レーザー溶接は、高品質の接合部を形成する精密なプロセスですが、他の接合方法に比べて、公差や部品の品質のばらつきに対する許容度が低い場合があります。レーザー溶接は、部品、組立品、および上流工程がレーザー溶接を念頭に置いて設計されている場合に、最大の利点を提供します。
高品質のロボット溶接をサポートする部品を一貫して生産する：
- 厳しい公差、一貫した材料、適切な接合準備で部品を設計・製造する。
- ユニットがセルに到達する前に、部品の一貫性を確認する。これにより、手直しや工程調整の必要性を減らすことができます。
- 補填技術への依存を最小限に抑え、部品品質不良の代用品としてではなく、保護措置として使用する。
#10.ロボットの正確なセットアップと設定
正確なセットアップは、ロボット溶接システムの生産 性と信頼性を維持するために不可欠です。ツール・センター・ポイント（TCP）、マスタリング、またはトーチ/光学系の完全性におけるエラーは、ミスアライメント、溶接品質の低下、または予定外のダウンタイムにつながる可能性があります。定期的な検証および較正は、ロボットの再現性を維持し、生産に支障をきたす前に問題を防止します。
ロボットのセットアップと構成を最適化する：
- セットアップ時およびメンテナンス後に、正しいTCP、マスタリング、トーチ/光学系の整合性を確認する。
- 再現性を確認するために、アライメントと位置チェックを使用する。これには、ロボット手首検証ツール、アーム終端ツール（レーザーまたはトーチ）アライメント、レーザーアライメントクーポンなどが含まれます。
- 一貫したキャリブレーションを維持することで、ばらつきを抑え、セットアップエラーによるダウンタイムをなくします。
#11.生産環境を積極的にコントロールする
動作環境は、ロボット溶接の信頼性に直接的な影響を与えます。ほこり、ヒューム、温度変動は、機器の性能を低下させ、部品の寿命を縮めます。 - 特にレーザー溶接光学部品の場合です。積極的な環境制御は、デリケートなシステムを保護し、汚染を低減し、生産を円滑に維持します。
環境への影響を最小限に抑える：
- 汚染を最小限に抑えるため、効果的なヒューム抽出と気流管理を行う。
- レンズやその他の光学部品を適切なカバーで保護し、定期的にクリーニングを行う。
- アクティブな温度・湿度コントロールで環境を安定させ、プロセスの一貫性を最大限に高め、熱による中断を防ぎます。
ロボット溶接は、一度だけの投資ではなく、最適化の継続的なプロセスであるとお考えください。ここで説明するステップを踏むことで、ダウンタイムを最 小化し、効率を最大化し、高品質の部品を一貫して生産す ることができます。そうすることで、自動化投資の完全な回収を実現し、将来にわたってそれを保護することができます。
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