低コスト自動化：RHEWUM®が協働ロボットで溶接工程を強化

高コストが障壁だった中小製造業でも導入可能な「第7軸」ロボットソリューション

ロボティクスの高コストにより、自動化は多くの中小規模製造業者にとって手の届かないものでした。特にユニークな用途では、参入障壁を取り除く適切なソリューションを見つけつつ、仕事を完遂するコンポーネントを見つけるのは困難な課題です。

ドイツのスクリーニング機械メーカーRHEWUM®は、溶接プロセスを支援する協働ロボットの低コストソリューションを発見しました。同社は、溶接プロセスでの飛散スパークと高温に耐えられるほど堅牢で、かつ適用エリアに到達できるほど可動性のある自動化ソリューションを求めていました。その答えが「第7軸」ロボットにありました。

4軸、5軸、6軸ロボットの制限要因は、それが固定されており、通常床にボルト固定され、定義済みワークスペース内で作業する固定位置にあることです。第7軸を追加することで、ロボットはリニアガイドに沿って他のワークステーションに移動し、他のタスクを実行できるようになります。これがまさにRHEWUM®が必要としていたソリューションです。

70年以上にわたり、RHEWUM®は乾式・湿式スクリーニング全範囲と振動コンベヤーのスクリーニング機械を製造してきました。製品は砂糖、肥料、塩、プラスチック粉末・粒子、その他多数の製品をスクリーニングします。すべての機械は、それぞれの動きに合わせて製造・調整されなければなりません。

生産ホールでは、軽量ロボットがコンポーネントの自動溶接に使用されています。Universal Robot UR 10は10kg以上のペイロードと1,300mmのリーチを持ちます。コボットの作業エリア範囲を拡大するため、5.5メートルの長さの第7軸上で移動します。

溶接用途に使用されるコンポーネントは、飛散スパークとプロセスに伴う高温に耐えられるほど堅牢である必要があります。RHEWUM®は、ギアボックス、アーティキュレートアーム、第7軸を含む低コスト自動化ソリューションを必要としていました。プロセスには第7軸に対応したエナジーチェーンも含まれます。両側から開閉可能なエナジーチェーンは、内側/外側プレートの原理により直線走行を実現。エナジーチェーンの特殊な滑り面も長寿命を保証します。

RHEWUM®は金属インертガス溶接プロセスを使用し、溶接継手の高度に再現可能な品質を達成しています。製造業では一般的ですが、このプロセスにはリスクがあります。騒音、熱、火災が作業者を危険にさらすほか、ガス状および粒子状の溶接ヒュームもリスクです。不活性ガスが作業エリアに蓄積し、酸素を置換し、潜在的に有毒なレベルで一酸化炭素を生成する可能性があります。

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RHEWUM®プロセスでは、重いコンポーネントをクレーンで配置。作業者がプログラムを開始すると、ロボットが複雑な溶接プロセスを引き継ぎます。元々、作業者は溶接プロセス中にコンポーネントを数回回転させていました。第7軸により、操作要員は今や他の付加価値タスクに時間を割けるようになりました。

「以前は溶接は手作業で行っていました」とRHEWUM®マネージングディレクターSigurd Schütz氏。「一方面、自動溶接システムにより高品質溶接継手のより高い再現性を達成できます。他方面、2021年2月以来、様々な分野からの受注が増加しています。この嬉しい発展を実現することが今の課題です。」

第7軸製品は、ドイツベースの高性能プラスチックメーカーigusによって製造されています。drylin® ZLWと呼ばれ、幅広い構造と低設置高さにより軸の理想的な位置決めが可能。1300mm〜5500mmのスペースで動作可能で、汚れと熱に強いライナー上を滑走します。RHEWUM®アプリケーションのエナジーチェーンもigus製で、過酷な環境での安全なケーブルガイダンスを可能にします。

1927年設立の独立系家族経営企業RHEWUMは、スクリーニング機械のフルラインを開発し、自動化プロセスを活用して産業プロセスを強化・効率化・安全性向上できるプロジェクトを継続的に模索しています。低コスト自動化製品を活用することで、同社は意図した目標を達成しつつ、手頃なロボティクスの道を成功裏に見出しました。

「現在、システムで何が可能かをチェックしています」とSchütz氏。「将来的には、ここで可能な限り多くの他のコンポーネントを製造する計画です。」

この記事は、エンジニアリング、建設、建築、その他のトレード業界トピックについて、米国とカナダ全土の出版物で執筆しているThomas Renner氏によって書かれました。詳細情報はこちら。