パナソニックの溶接ロボットが進化、溶接中に飛散する「スパッタ」が6割減

パナソニックコネクトは2月16日、同社が製造販売する、ロボットと溶接機を融合した溶接電源融合型ロボット「TAWERS:タワーズ(The Arc Welding Robot System)」の次世代コントローラー「G4コントローラー」を発売開始すると発表した。希望小売価格はオープン価格で、月間生産台数は2200台を予定している。

次世代コントローラー「G4コントローラー」を発売

TAWERSは、溶接電源、送給装置、トーチ、ロボットが一体化しており、各種材質に応じた溶接工法をソフトウェア制御で実現する製品。今回、溶接性能をさらに向上させ、IoTソリューションへの対応力を強化するために、新型のコントローラーを開発した。

「溶接は社会のインフラ設備には欠かせない技術。しかし、溶接工程の現場は熟練者の勘・経験・根性頼りになっており、世界中で熟練者や後継者が不足している。ロボットを活用した溶接技術を広げていくためには、ソフトウェアの進化だけでなく、将来のシステム化を見据えたハードウェアも必要だ」と、プロセスオートメーション事業部熱加工システム事業事業統括の池谷啓司氏は語った。

プロセスオートメーション事業部熱加工システム事業事業統括池谷啓司氏

まず、従来の製品に比べて、ロボットの最高速度が向上した。加減速制御の最適化により、6軸の最高速度を同社従来比で最大27%向上したという。特に、基本3軸の高速化によって空走タクトタイムを短縮することに成功。

加減速制御の改善による各軸の最高速度向上(右が従来機)　資料:パナソニックコネクト

【動画】加減速制御の改善による各軸の最高速度向上

また、溶接時に発生する金属の粒「スパッタ」の低減にも成功。同社独自のスパッタ抑制制御技術であるMTS制御(Metal Transfer Stabilization Control)の進化により、従来比で最大6割減となる低スパッタ性能を実現した。

溶接時に発生する金属の粒「スパッタ」の低減にも成功　資料:パナソニックコネクト

溶接時に発生する金属の粒「スパッタ」の低減(右が従来機)

従来のMTS制御では、アーク(2つの電極間で放電させることによって形成されたプラズマ)溶接中に溶融池が大きく振動し、微小短絡となってスパッタが飛散していた。新たなMTS制御では、波形制御を行いアーク力を強くすることで、アーク期間中に起きる微小短絡を減らし低スパッタを実現させている。

さらに、ハード面だけでなくソフト面もアップデートしている。オープンなインターフェース仕様である「OPC UA」および「OPC UA for Robotics」に対応した。OPC UAとは、産業用アプリケーションの相互運用を実現するオープンアクセスインターフェース仕様のこと。さまざまなメーカーが同じルールの下で通信を行うため通信先の制約がなく、つまり同仕様に対応しているメーカーならどんなメーカーでも通信できる。また通信がセキュアで、安全性の高いデータのやり取りも可能だ。

また産業用ロボット向けの業界標準規格であるOPC UA for Roboticsに対応したことで、業用ロボットに必要とされる標準的なデータについては特別な設定せずにデータ連携が可能になった。さらに、これまでの技術を継承しながら新たにIoT機能や外部機器(レーザセンサやカメラなど)との接続機能を強化したとしている。

そのほか、従来機同様の溶接条件テーブルを150種類以上搭載しており、今後も随時追加を予定している。加えて、溶接データ管理機能も強化し、TAWERSシリーズ初の10マイクロ秒周期で最大60秒間の電流電圧を記録できるようになった。

また、メンテナンス性も向上した。コントローラー部では、ラックの開閉なく、前面から部品にアクセス可能な構造にするとともに、1次側入力線、接続ケーブル類を背面に、ティーチペンダントケーブルを前面配線にして側面の突起を抑制。加えて、サーボ基板等のユニット化で省配線とメンテナンス性が向上した。

溶接電源部では、コントローラー接続部・フィルタなどを前面に、出力・治具端子類を一か所に集約させた。外部軸は、機能安全により各軸個別サーボON/OFFに標準対応させたとのこと。