溶接ロボットとは

溶接ロボットとは

ロボットスポット溶接とは、産業用ロボットアームに溶接ガンを取り付けて行う抵抗スポット溶接作業を指します。のスポット溶接ロボット溶接ガンを持ち、銅電極を介して 2 枚以上の重なり合う金属シートをクランプし、シートに高電流を流します。電気抵抗によりシートの接触点で熱が発生し、小さな領域の金属が溶けて溶融池が形成されます。冷却して固化すると、溶接ナゲット-つまり溶接継手-が形成されます。溶接ガンはプログラム可能なロボットアームによって運ばれるため、スポット溶接ロボットは、手動操作を必要とせずに、プログラムされた指示に厳密に従って、何百もの事前に定義された位置で繰り返し溶接を自動的に実行でき、すべての溶接点を正確に再現できます。

これら 2 つの用語はしばしば同じ意味で使用されますが、スポット溶接は実際には抵抗溶接プロセスファミリー内の 1 つの分野であり、シーム溶接やプロジェクション溶接も含まれます。このカテゴリのすべての溶接方法は同じ動作原理を共有しています。溶接熱は、外部の火炎やフィラー溶接ワイヤではなく、電極の圧力下でワークピースに固有の電気抵抗によって発生します。スポット溶接の特徴は、各溶接が金属シートの重なり合う領域に独立したドット状の接合部のみを形成することです。-スポット溶接ロボットによって実現される自動溶接モードは、手動操作と固定機器の位置決めを置き換えるだけであり、溶接自体の基本的な物理原理は変わりません。

Spot Welding Robots

車体スポット溶接

中国の現在の市場では、完成車メーカーが必須のプロセス仕様を発行しており、自動車部品の溶接手順において完全な手動溶接を禁止し、生産ライン全体に自動溶接装置と産業用スポット溶接ロボットを完全に導入することが求められています。手作業による溶接では、自動車部品の統一品質基準を一貫して満たすことができません。溶接の欠落や不十分な融合などの欠陥は、完成した車両に重大な安全上の危険をもたらす可能性があります。プロ仕様のスポット溶接ロボットにより、メーカーは品質トレーサビリティと量産一貫性監査の厳しい要件を満たすことができます。

car body spot welding

一貫した溶接形成品質

スポット溶接ロボットは、固定された溶接パラメータでプログラムを実行します。溶接電流、溶接時間、動作軌跡、電極圧力は、プロセス全体を通じて標準化された閉ループ方式で実行されます。-溶接欠落を完全に排除できると同時に、ワークピースのすべてのバッチの溶け込み深さと溶接寸法が非常に均一になり、溶接品質の制御可能な一貫性が実現されます。

高い生産効率

柱-タイプのスポット溶接の場合、手動操作は人の手が届く範囲に制限されています。複雑な曲面や内部位置での溶接には、分解、再組み立て、治具の位置変更を繰り返す必要があり、実質的な補助的なダウンタイムが発生します。単一のセットアップでフィクスチャをクランプして位置決めすると、スポット溶接ロボットは多軸リンケージを利用してさまざまな角度と位置で溶接を実行し、フィクスチャの切り替えに費やすダウンタイムを大幅に削減します。{3}}

強力なトレーサビリティ

スポット溶接ロボットのコントローラーは溶接点ごとに溶接パラメータを記録し、IATF 16949 などの自動車製造システムで規定されている品質アーカイブ保存要件に準拠しています。

より安全な自動運転

自動化された生産により、オペレーターは高温、溶接スパッタ、有害な溶接ヒュームから遠ざけられます。また、重い溶接ガンを手作業で扱うことによる身体的負担も防止し、工業生産におけるスポット溶接ロボットの操作上の利点を十分に反映します。

ロボットによるスポット溶接ワークステーションは、溶接ナゲットを形成する溶接ガン、溶接ガンを取り付けて位置決めする産業用ロボット、ロボットの動きと溶接のタイミングを同期させるコントローラという 3 つの主要なシステムの協調動作に依存しています。これら 3 つのコンポーネントのマッチング性能が、生産ライン全体の溶接品質と動作の安定性を大きく左右します。

軽量空気圧溶接ガンは、スポット溶接ロボット用に特別に開発されたシリンダー駆動の抵抗スポット溶接トングで、小型および中型のワークピース用に 20 kg の耐荷重を備えています。-主に C- タイプ直圧設計と X- タイプシザー設計という 2 つの主流構造を特徴としています。軽量ボディを採用し、溶接圧力の出力に空気圧シリンダーを使用しており、水冷式電極アーム、空気圧調整バルブ、内蔵水循環冷却システムを備えており、中空リストスポット溶接ロボットに直接取り付けて動作させることができます。-

溶接ガン、変圧器、ケーブルの総重量によってロボットの定格積載量が決まります。モデルを選択する際には、次の 3 つの重要なパラメータを優先する必要があります。

ペイロード容量: 追加の安全マージンを確保して、溶接ガンの完全なアセンブリをサポートする必要があります。

作業半径: 電極キャップがワークピースのすべての溶接位置に到達できることを確認します。

軸数: 複雑なワークピース構造との衝突を回避するためのロボットの柔軟性を決定します。

すべてのロボットによるスポット溶接作業は、接合部形成のための 4 段階の溶接サイクルと、溶接プロセスを管理する一連の重要なパラメータという 2 つの中心要素に依存します。-これら 2 つの要素を完全に理解することによってのみ、溶接品質を安定して制御し、プロセスパラメータの隠れた逸脱を回避することができます。

抵抗スポット溶接は、4 つの連続した段階を経て各接合部を形成します。金属の溶融に必要な熱は、外部の炎やフィラーワイヤではなく、ワークピース自体の電気抵抗から発生します。電極が金属シートをクランプした後、重なった材料に大電流が流れます。ジュール熱 (I²R 熱効果) は接触抵抗により接合面で発生し、溶接点に集中し、局所的な金属を溶かして小さな溶融池を形成します。溶接電流が遮断されると、電極はクランプされたままになり、圧力下で溶融池が冷えて固まり、最終的には実際の溶接継手である溶接ナゲットが形成されます。{4}他のすべての作業ステップは、この溶接ナゲットを作成し、成形するために役立ちます。

詳細な操作手順:

1. 予圧ステージ-：電極が閉じ、クランプ力が設定値まで上昇します。

2. 現在の溶接段階：溶接電流が流れ、抵抗熱によりシート接触面が溶けます。

3. 鍛造保圧ステージ: 電極が圧力を加え続けている間に電源が遮断され、溶融池が凝固して緻密な溶接ナゲットが形成されます。

4. リリースステージ: 電極が開き、ロボットが次の溶接位置に移動します。

プロセスパラメータ (溶接スケジュールとも呼ばれます) の組み合わせによって、適切な溶接ナゲットを形成できるかどうかが決まります。

1. 溶接電流(数千アンペア。鋼の一般的な範囲は約 8,000 ～ 15,000 アンペア): 電流が不十分だと有効な溶接ナゲットが形成されず、電流が過剰だと溶融金属のスパッタが発生します。

2. 予圧力-（数百ニュートンまたはポンドの力で）: 圧力が不十分だと、溶接スパッタが発生しやすくなります。過剰な圧力により金属シートが薄くなり、溶接ナゲットのサイズが小さくなります。

3. 溶接時間(AC サイクルまたはミリ秒で測定): 薄いシートには短い溶接時間が採用されますが、厚いプレートには長い時間が必要です。

4. 開催時間: 停電後も継続的に圧力を加え、溶接ナゲットを完全かつしっかりと固化させます。

5. デューティサイクル: 冷却のためのダウンタイムが必要になる前にガンが実行できる連続溶接の最大数。これは生産ラインの実際の上限容量も定義します。

私たちが適合するかどうかを確認するには、実際の要件をエンジニアの前に提示してください。部品の図面、サイクルタイム、セルの制約を送信していただければ、構成とリードタイムを返信いたします。