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メンテナンスフリーで、汚れやドライアイス洗浄にも優れた耐性を保持

自動車産業:自動溶接トーチキャップ交換機に汎用性のあるリニアガイドシステム採用

溶接ロボットのトーチキャップ交換器への投資は価値有。 シンプルな仕様のこのシステムは、非常に信頼性が高くなっています。 長い目で見れば、製造コストのダウンにもつながります。 スライド部にポリマーを使用した剛性の高いリニアガイドは、過酷な環境下での使用にも適しています。

「世界中で合計1,800台あまりの溶接トーチキャップ交換ロボットを供給しています。」とREU Schweißtechnik社(独ヘッセン州バウナタール)のテクニカルマネジャー Michael Geisler氏は言います。     簡単に素早くプログラミングでき、扱えるトーチキャップの寸法も大小さまざまであることから、溶接トングにシャフトを取り付けることができます。 新品キャップのストレージで符号化を行うため、異なるキャップサイズを使用しても、取り違いが起こることはありえません。 この、溶接用トーチキャップ交換器は、据付の溶接トング同様、竪方向の動作も横の動きもどちらにも対応可能です

溶接ロボットに使用のメンテナンスフリーリニアガイド:溶接キャップの交換で製造ラインが中断されることはありません。

 
1,400に及ぶ ドライリン®(DryLin®)リニアガイドシステムが設置されています。

ベアリングのスペシャリストイグス®( igus®)(独 ケルン市)が提供するドライリンWリニアガイドが、メカニカルキャップ交換器に使用されています。 このガイドシステムには、ダブルレールのご用意もあるため、設計面で融通が利きやすく、取り付けも簡単です。 レールには硬質アルマイト処理アルミニウムが使用されているため、摩擦係数が低く、耐摩耗性にも優れています。 また、無潤滑運転のため潤滑油を使用することが無く、汚れを寄せ付けません。 このロボットには、巾16mmのダブルレールが使われています。 「現在までに、当社は1400に及ぶリニアガイドシステムを納入しています。 丈夫な構造となっているため、今まで交換事例がただの1件もありません。」と Michael Geisler氏は言います。

矛盾且つでメンテナンスフリーのドライリンの種類は多岐に渡りますが、主に4つのグループに分けられます。無潤滑運転が可能なことは勿論のこと、それ以外にも堅牢性や、汚れ、水、化学薬品、熱、衝撃への優れた耐性がその特長として挙げられます。 これらの利点は、取り分け自動車産業において真価を発揮します。 モジュラー式設計のドライリンキットも充実度を増しています。これにより、未開発分野への参入の可能性も出てきました。

車のボディーの部分溶接

例えば、ドライリンTのガイドレールは効率的な動作を導くことが証明されています。 溶接トングは車のボディーの部分溶接にも使用されています。 溶接時の火花と、粉塵による汚れに対し非常に優れた耐性を持つイグスのドライリンTリニアガイドシステムは、長寿命と低コストとの両方の利点を提供しています。 現在ドライリンは、殆ど全ての分野の製造業で使用されています。 ドライリンRリニアガイドは又、自動車の部品としても幅広く使われています。 ドライリンRのサイズ展開は、ボールベアリングの標準品に匹敵するほどバラエティー豊かです。 特別な形状は、過酷な環境下でも剛性が保たれます。

溶接キャップ自動交換装置に使用されている、設計の柔軟性に富んだ、無潤滑ドライリンWリニアガイドシステム

 

REU-Schweißtechnik GmbH 社は、1985年に創設された電極キャップのリサイクリングの特許を持つ会社です。1995年以来、同社は抵抗溶接のトレーニングを提供しており、2002年以降はMSG-溶接のトレーニングも手掛けています。同社のビジネスの3番目の柱として、溶接トングの販売とパラメーターの最適化が挙げられます。 また、ここ数年の間に、当社のビジネス分野は電極キャップ交換装置の開発にまで及びました。 この社内開発では、いかなるタイプの溶接ロボットにも適した電極キャップ交換装置にたどり着きました。 この分野への投資は、モーター付きのものと比べて控えめではあるのですが。」とGeisler氏は言います。 「当社のシステムは原動機無しで機能します。ロボットを使うのです。 このソリューションを得たことで、現在考えうる最大の成果を達成したと言えます。 “

電極キャップの寿命を最大に

交換のプロセス:溶接コントローラーよりロボットに電極の寿命が尽きことを知らせるメッセージが送られます。溶接コントローラーはキャップ交換が必要であることを、信号にしてPLC経由で送ります。 ロボットはキャップ交換装置を動かし、キャップをゆるめ、ストレージより新品キャップを取り、所定の部位に取付けます。この動作の25から40秒後に製造ラインは通常の流れに戻ります。「電極キャップをその寿命ぎりぎりまで使うことが重要と考えます。このシステムを使えば、製造ラインが止まることはありません。」とMichael Geisler氏はいいます。

電極溶接キャップは消耗品。 設備にもよりますが、2000~10000回毎にキャップの交換が必要です。 それぞれの電力ホルダーに1つずつキャップが必要です。 だいたい、1日の交換は6回です。このことはそれぞれのホルダーで1日に12個の電極が交換されていることを意味します。 多くの自動車メーカーでは、このキャップ交換を、搬送ラインの休止中に手作業で行っています。そのため、作業者の技量によりしばしば電極を傷つけてしまうことがあり、それにより電極の摩耗を加速させてしまう事態が起こりうるのです。 それに加え、手作業では時間がかかります。 この自動化システムの導入により短縮できた時間は、メンテナンスやモニタリングなどもっと有効な活動に使うことができます。 「この手作業による交換には数分しかかかりません。しかし当社のシステムを使って、車のボディーの製造現場では、約30秒のサイクルタイムで1日に6回の交換が行われているのです。それを考えれば、我々の装置はいかに早く元を取れるかがおわかりかと思います。」とMichael Geisler氏は説明します。 価格的な話をすれば、4桁の前半でおさまります。駆動システムと比べればその1/3の価格となります。

磁界、汚れと粉塵、水濡れ、ドライアイス

ホルダーの動きに伴うミスアライメントを補正するために、同社は最初伸縮性のあるゴムの緩衝材を、かなり固く取り付けて使用していました。 「システムの改良が進み、現在ではリニアガイドを採用しています。これは単にパラメータの通りガイドするだけでなく、負荷にも耐性があり、いつもスタート地点に正確に戻ります。」と技術マネジャーは言います。 「汚れや粉塵などの外的要因にも耐性を持ったものでなければなりません。 リニアガイドは、溶接中に派生する磁場にも何ら問題なく動作します。ドライアイスなど、洗浄に用いる物質にも耐性を持ちます。

ドライリンWリニアガイドと併せて、摩擦・摩耗面共に最適化したポリマー製ベアリングもグリッパー部分に使用されています。 この樹脂のベアリングは、アルミニウム製のベアリングに替わって使用されています。アルミ製は導入コストが非常に高く、またサイズが合わなかったため、購入後に機械にかけての調整が必要でした。「このポリマー製ベアリングは、低コストで、納品後直ぐに使用可能であるという点からも、他に類を見ない製品といえます。」 「袋を開けて、新キャップを置くだけ」

「ドライリンWはキャップ交換装置での長年の使用でその実力を証明しているとともに、装置の長寿命化に大いに貢献しています。

 

ポリマー製の滑り要素を備えた堅牢な構造のリニアガイド  {HA}溶接システムは通常水もしくはドライアイスで洗浄されます。このドライアイスはリニアガイドシステムを使う際の最大の懸案事項の一つです。 レール、ハウジングベアリング及びスライド要素がドライアイスの使用に耐えなければなりません。そこで、無潤滑のイグリデュール(iglidur®)が注目されます。固形の潤滑剤がミクロ粒子となり、繊維で補強された固体の中の、何百万個も存在する微小な組織に入り込んでいます。この材質で作られたベアリングは、この組織から潤滑成分を放出しています。 直接接触する物質を潤滑するには、極微量な潤滑成分で十分なのです。

イグリデュール:低摩擦、低摩耗

固形潤滑成分は、イグリデュール製ベアリングの摩擦係数を低くしています。ベアリングの機能としては必要不可欠なものではありませんが、補助的は要素となります。固体潤滑剤は微小な組織中に入り込んでいるため、押し出されて無くなることはありません。 そしてベアリングまたはキャリッジが動くときには、いつでも潤滑機能を果たしているのでス。 潤滑剤は可能な限り外部の汚れから保護される構造となっているため、その効果を最大限に発揮することができます。この事例では、イグリデュールJ200材質が使われています。この材質は低い摩擦係数を持ち、アルマイト処理済アルミニウム製レールの摩耗を最小限にすることができます。 このイグリでジュールJ200材質は、環境に配慮の無い原材料の使用を節約しつつ、この装置では非常に重要役割りを果たしています。 溶接キャップの交換が正確に行われている限り、追加の潤滑油は必要ありません。このことは、最終的には環境への配慮にもつながるのです。 「お客様はこのシステムに半永久的に頼ることができます。 一旦導入すれば、その後一切人の手を煩わせることはありません。」とMichael Geisler氏は言います。

ミリ秒の単位で時間を短縮

REU Schweißtechnik社における、キャップ交換装置の生みの親Werner Kaeseler氏、作業フロアと設計部門マネージャーのHeinz-Peter Drießen氏は、数年前の見本市(ハノーバメッセ)で、ポリマー製ベアリングの汚れや砂への優れた耐性を知り感銘を受けました。 「その丁度一年後、我々は思い通りの設備を手にいれました 当社がこのベアリングを採用するに至った道のりの中で、リニアガイドに変わる代替案はありませんでした。営業的な見地からもまた技術な見地からもです。当社はリニアガイドシステムを自分達で組み立てます。なぜなら、ガイドレールを社内で適切な長さに切り、ドリルで穴をあけるのです。」 Michael Geisler氏は続けます。「我々の顧客は、コンセプト全体に興味を示しています。 シンプルであり、故障無く動きます。 自動車産業での溶接対象となる材質に対する要望レベルは、益々高くなってきています。 同時に、溶接にかかる時間はできるだけ短縮しなければなりません。 時間の短縮化は、ここではミリ秒の単位にまで及んでいます。 当社は、多くの部品を対象にその組み合わせ方に関するデータベースを作りました。 その結果、どんな組み合わせで行うべきか、いつ電極を交換すべきかを自信を持って言えるよになりました。 イグス(igus®)はまた、そのようなデーターべエースを提供しています:設計者は、ドライリンリニアガイドの正確な寿命を、最新のプログラムで予測することができます。

一連の電極キャップ交換動作は25~40秒で完了します。

 
その他の使用事例
その他さまざまな分野での使用事例は、こちらをご覧ください。
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