NACHI-BUSINESS
news
Robots

10 B1

Vol.

June/2006■ 新商品・適用事例紹介
スポット溶接ロボット「プレストSTシリーズ」
ロボット事業

Spot Welding Robot"Presto ST Series"〈キーワード〉スポット溶接ロボット・ケーブル内蔵アーム・省スペース・溶接ケーブルの長寿命化

ロボット事業部／ロボット開発部

赤川 正寿
Masatoshi Akagawa
新ブランド Presto／プレスト
びんしょう

敏捷 、素速い身のこなし。正確に流れをつくります。

スポット溶接ロボット「プレストSTシリーズ」

要

1.スポット溶接ロボットの旨

自動車の車体生産ラインにおいて、スポット溶接ロボットは、高速・高信頼性の高性能と、コンパクト化が進化をリード※2

NACHIのスポット溶接ロボット・プレストSTシリーズ
は、溶接ケーブルをアームに内蔵することで、溶接ケー求められる。
NACHIは1981年、国内で初めてスポット溶接ロボットの電動化を実現。それまでの油圧駆動・極座標型ブルの引き回しをコンパクトにし、周辺装置との干渉を最小限にすることに成功した。

サーボモーター駆動の垂直多関節を採用に替わり、ケーブルの挙動も含めたオフラインプ
これにより、することで、高速・高信頼性をもつコンパクトなロボッログラミングでの適用検討が可能になり、溶接ケーブ

トの開発に成功した。そして94年、軸直接駆動のリルそのものの信頼性の向上、保全費用の縮減が可ンクレスのSAシリーズを商品化し、省スペース性をよ能になった。

※1

り高めて、2002年にはサーボガンと組み合わせたSHシリーズを市場投入した。

プレストS Tシリーズの構 成は、可 搬 質 量 別に166kgと200kg、設置形態別に床置きと棚置きモデ

新しく開発したプレストSTシリーズは、溶接ケーブ

ルからなっている。これまでのスポット溶接分野は当ル内蔵を実現したことで、ケーブルも含めての信頼然のことであるが、重量物のハンドリング用途などに性を大幅にアップし、高密度設置を実現する省スペーつよく推奨できる。

スを実現した。

Abstract
Compact spot welding robots with high-speed
and highly reliable functions are required in
the frame body production lines for automobiles.
NACHI succeeded in developing the Japan'svery first electric spot welding robot back in
1981. We were able to develop the compact robot of high speed and high reliability with vertical articulation that is operated with a servo
motor drive instead of a hydraulic, polar coordinate system. In 1994, we marketed the arm
axis motor-driven SA Series robots designed
for the greater saving of space, followed by SH
Series with Servo Gun in 2002.
Our newly-developed Presto ST Series has
built-in welding cable with substantially-improved reliability, and it allows a saving ofspace for high-density installation.
1

プレストびんしょう

敏捷 、素速い身のこなし。正確に流れをつくります。
Quick, Rigorous2. 開発のねらいと特長
1）ケーブル内蔵アーム
プレストST200のケーブル内蔵アームタイプを図1に示す。ST166のケーブル内蔵アーム床置きタイプ（ S T 1 6 6−0 1 A ）の外 観 図と動 作 範 囲を図 2に、ST200の標準アーム棚置きタイプ（ST200T−01）の外観図と動作範囲を図3に示す。
それぞれの基本仕様は、巻末の表1に記載する。
シリーズの構成としては、可搬質量別に166ｋｇ可搬と200kg可搬、設置別に床置きモデルと棚置きモデル、それぞれにケーブル内蔵アームと標準アームからなる。
プレストSTシリーズは、現行SHシリーズの高速性
さらに、ケーブル内蔵アームの実をそのまま継承し、現による適用性、信頼性、保全性の改善と高密度設置を実現する省スペース性をねらって開発したものである。
図1 プレストST200図2 プレストST166-01Aの動作範囲

NACHI-BUSINESS news

Vol.

10 B1

図3 プレストST200T-01の動作範囲

2スポット溶接ロボット「プレストSTシリーズ」

2）ケーブル干渉をなくし、保守性を向上
従来の溶接ケーブル処理とプレストSTシリーズの溶接ケーブル処理を対比して図4に示す。図の上は、ロボットの上腕にケー従来の溶接ケーブル処理で、ブルハンガーをとり付けて溶接し、ケーブルの動作自由度を確保して、溶接ガンに接続している。こうしたケーケーブルの干渉領域も大きく、動作中、ブル処理では、ワークや周辺機器との不慮のケーブル干渉も発生し従来のロボットさらに、ケーブルハンガーやすいという問題があった。
やケーブルはロボットの動きに伴って変化する姿勢※3が予測できないこともあり、オフラインティーチング時ケーブル類も含めての干渉チェッのシミュレーションで、クが困難であった。
ケーブル内蔵アームは、図4の下に示すように溶接ケーブル類を配線処理ユニット内にコンパクトに収納することで、上述の課題を解決し、ケーブル干渉領域レスとオフラインティーチング時のシミュレーショ
ン容易化を実現した。
同時に、溶接ケーブル類の最小曲げ半径の確保と外部との不慮の干渉からの保護により、溶接ケーブルの長寿命化も達成した。

プレストSTシリーズ

付帯するケーブルもユニット化により、短時間での交換を可能とし、保守性を高めた。

3

図4

溶接ケーブル内蔵アームの特長

3）省スペース化により、使いやすく、生産性も向上

上述のスリム化は旋回軸（J1）の軸心を、溶接ケーブルも含めて通す機体内配線構造を採用することでロボットのフレーム回りをスリム化し、省スペースをこの配線構造は同時に、ケーブル類の可能となった。

同時に実現した。フレーム回りの、従来との比較をケーブル動作時の鋳物やガイドとのこすれを無くし、図5に示す。図の上が従来で、下がプレストSTシリーの長寿命化という信頼性の面での改良も可能とした。

ズとの対比である。

ロボットの全高も、現行SHシリーズの基本姿勢でロボットを底面から見た図で、右側は
図の左側は、の 2 , 2 5 0 m m から、プレストS Tシリーズ の 全 高

フロア面から400mm上がったところでの比較である。

2,180mmへ、70mmの低背化している。

旋回ベースを小型化し、従来の□ 810から20％減少

ロボットのフレーム部
こうしたプレストSTシリーズの、ロボットの高密度設置を可能にした。
させ、□734とし、から手首先端までの、溶接ケーブル配線を含めた省フロア面から400mm
右側の上面図に示すように、スペース化の実現により、より使いやすく、生産性のロボット後の高さでは、従来のＲ700からＲ600へと、向上に貢献している。

部の干渉半径を小さくし、干渉領域を低減した。

従来

20％省スペースプレストST
シリーズ

底面図

上面図

図5 フレーム回りのスリム化

NACHI-BUSINESS news

Vol.

10 B14スポット溶接ロボット「プレストSTシリーズ」

4）可動部の配線・配管の面倒な引き回しは一切なし
スポット溶接のサーボガン仕様で使う場合の配線・されている。ケーブル内蔵のため、ユーザーは可動部の配線・配管の面倒な引き回しを考える必要がない。
機体内に収納されている配線・配管のサイズは、溶接ケーブルとして22mm2×3本、水・エアー用の配管を図6に示す。
溶接ケーブルおよび水・エアーロボットベース部には、配管、入出力信号用接続ケーブルの接続口が準備配管としてφ12×6本、入出力信号用として20芯ケーブルとサーボガン制御用ケーブルである。

図6 サーボガン仕様の配線・配管図

53. さらなる進化に向かって
プレストSTシリーズは、SHシリーズの高速性に加え、サビリティを向上させる。

ケーブル内蔵による、溶接ケーブルを含めての高信オ
また、溶接ガン先端に超小型カメラを埋め込み、頼性と省スペース性を一段と高め、車体生産ラインフラインティーチングで作成したプログラムが持つ、教さらに貢献できる。
における生産性の向上に、示位置誤差を自動修正する機能を実現した。この

スポット溶接ガンに力センサーを内蔵し、溶今後、接ガンの加圧力そのものを直接観測し、加圧力フィーように、ロボットの設置から自動運転のフェーズまで、トータルな生産性の向上をめざしていく。

より正確な加圧力の実現する。そして、ドバックによる、加圧力を自動記録することにより、溶接結果のトレー用語解説※1 サーボガン
サーボモーターで加圧力制御を行なうスポット溶接ガン。

※2 スポット溶接ロボット
スポット溶接とは抵抗溶接の一種で、溶接対象のワーク（鉄板）を重ね合わせ、溶接部位に電極をあてて、加圧しながら大きな電流を流すことで、接触部の電気抵抗による発熱で素材が熔解し接合する溶接方法。スポット
ロボット先端にとり付けたスポット溶接用ガンを制御し溶溶接ロボットとは、接作業を行なうロボット。

※3 オフラインティーチング
ロボットの動作プログラムを、実際にロボットを動かしながら教示するのではロボットの動作・信号なく、CADなどと組み合わさったコンピューター上で、処理などのプログラムをシミュレーションしながら作成する教示方法。

NACHI-BUSINESS news

Vol.

10 B1

6

表1 プレストSTシリーズの基本仕様
項

目ケーブル内蔵タイプ

標準床置きタイプ

標準棚置きタイプ

旋回
前後
上下回転2
曲げ回転1
旋回
前後
上下回転2
曲げ回転1

ST166-01A
ST200-01A
関節型
6ACサーボ方式±3.14rad＋1.40〜−1.05rad＋4.19〜−2.38rad±3.58rad±2.09rad（複合動作制限あり）±3.49rad（複合動作制限あり）
1.75rad／s
1.57rad／s
1.66rad／s
2.62rad／s
2.09rad／s
2.62rad／s
2.09rad／s
3.67rad／s
3.32rad／s

ST166-01
ST200-01
関節型
6ACサーボ方式±3.14rad＋1.40〜−1.05rad＋4.19〜−2.38rad±6.28rad±2.36rad±2.27rad±6.28rad1.75rad／s
1.57rad／s
1.66rad／s
2.62rad／s
2.09rad／s
2.09rad／s
2.62rad／s
3.32rad／s
3.67rad／s

ST166T-01
ST200T-01
関節型
6ACサーボ方式±3.14rad＋2.09〜−1.13rad＋3.67〜−7.85rad±6.28rad±2.36rad±2.27rad±6.28rad1.75rad／s
1.57rad／s
1.66rad／s
2.27rad／s
2.09rad／s2.09rad／s
2.27rad／s
2.97rad／s
3.14rad／s

手首部
J3軸上部
J4 回転2J5曲げ手首許容静負荷トルク
J6 回転1
手首許容最大慣性モーメント J4 回転2曲げ（詳細は製品仕様書参照） J5
J6 回転1166kg
200kg
最大60kg（とり付け制限あり）
951N・m1274N・m
951N・m1274N・m
490N・m
686N・m
88.9kg・m2
117.3kg・m2
88.9kg・m2
117.3kg・m2
44.1kg・m2
65.9kg・m2

166kg
200kg
最大90kg（とり付け制限あり）
951N・m1274N・m
951N・m1274N・m
490N・m
686N・m
88.9kg・m2
117.3kg・m2
88.9kg・m2
117.3kg・m2
44.1kg・m2
65.9kg・m2

166kg
200kg
最大90kg（とり付け制限あり）
951N・m1274N・m951N・m1274N・m490N・m686N・m88.9kg・m2117.3kg・m288.9kg・m2117.3kg・m244.1kg・m265.9kg・m2

位置繰り返し精度
周 囲 温 度周 囲 湿 度
振動値
設 置 条 件本 体 質 量±0.3mm0〜45℃
20〜85％RH（結露無きこと）
0.5G以下
床置き
1200kg1245kg±0.3mm0〜45℃
20〜85％RH（結露無きこと）
0.5G以下
床置き
1170kg1215kg±0.3mm0〜45℃
20〜85％RH（結露無きこと）
0.5G以下
棚置き
1360kg1405kg

ロボット型式
構
造
自 由 度
駆動方式
腕
最大動作範囲手首
腕最 大 速 度
手首

J1J2J3J4J5J6J1J2J3J4J5J6最大可搬質量

NACHI-BUSINESS news
Vol.10 B1June / 2006

〈発行〉 2006年6月20日
株式会社 不二越 開発本部 開発企画部
富山市不二越本町1-1-1 〒930-8511
Tel.076-423-5118 Fax.076-493-5213