ARC Specialties社、AI搭載の新パイプ溶接システムの「黄金の腕」としてユニバーサルロボットを採用

Universal Robots AS
ARC Specialties社（以下、ARC）はAI（人工知能）、最新型センサー、ユニバーサルロボットの協働ロボットUR5を組み合わせ「高い繰り返し精度で完全溶込パイプ溶接を行う」という難題を克服しました。他に例のないこのAI搭載パイプ溶接システムは、5月6日から9日にかけてヒューストンで開催されたOffshore Technology Conference 2019で初公開されました。


　溶接の中でも難しいとされるのが、完全溶け込みV形突合せ片面パイプ溶接です。ヒューストンの溶接ソリューション開発会社ARC（https://www.arcspecialties.com/) はこれまで、継手の仮付溶接を高精度で繰り返し行うのが不可能だったため、この作業は請け負っていませんでした。ARCのDan Allford社長は述べています。「この仕事はルート間隔、溶接中心線、開先量の変化を補正できる『黄金の腕』を持つ人間の溶接工にしかできない、難しいものでした。業界は人手不足に悩んでいます。そこで私たちは、あらゆる動きが可能で高精度の溶接ができるような、パイプ溶接に熟練し知能を備えた機械を作ろうと決めました」。

　AIパイプ溶接システム(AIPW) には、難度の高い溶接作業を行うためにユニバーサルロボットの6軸協働ロボットUR5 (https://www.universal-robots.com/ja/製品ラインナップ/ur5-ロボット/) が使われています。Allford氏は述べています。「UR5は私たちの『黄金の腕』になりました。UR5は持ち運びできるほど小型なのに、レーザースキャナも溶接トーチも自在に動かすことができます。このロボットなら協働しやすく人間のすぐ近くでも安全に使えます」。AIPWはテキサス州ヒューストンで5月6日から9日に開かれたOffshore Technology Conference 2019のARCブースで正式に初公開されました。

　ユニバーサルロボットのアメリカ大陸地域セールスディレクタを務めるStuart ShepherdはARCのAIPWシステムでUR5が活躍していることに大いに喜びを感じています。「こうした活用事例があることで、高精度やリアルタイムの応用力が求められるような過酷な加工作業でも私たちのロボットが力を発揮するという証明になります。石油・ガス業界にこのようなソリューションを示せてとても嬉しく思います」

　AIPWは2Dレーザーを使いルート間隔（ギャップ）をプレスキャンし、続いてそのデータを使ってロボットのパスと溶接パラメータを生成します。間隔の変化は、振動の変化、トーチの位置、移動速度、溶接条件で補います。UR5は仮溶接部分の上にトーチを配置してアークを開始し、ルート間隔許容値100%を維持します。フィルとキャップパスのプログラムが最適化され、ユーザーが選んだ技法（ウィーブまたはストリンガビード）で開先を埋めます。AIPWではMiller社の溶接機 Auto Continuumの溶接電源を使ってルートに制御された肉盛り溶接溶接を行い、それからパルススプレーに切り替えてフィルとキャップパスの溶接を行います。このようにガスメタルアーク溶接技術を組み合わせることで、溶接作業の生産性を最大化しながらX線検査にも耐える品質の完全溶け込みパイプ溶接が可能になります。

　ARCはAIPW以前にもUniversal Robots製品を使ってMIG溶接システム「SnapWeld」、およびプラズマ切断システム「SnapCut」という2つの溶接ソリューションを開発し、成功しています。SnapWeldはNew Equipment Digestのイノベーションアウォード(https://www.newequipment.com/industry-trends/innovation-its-finest-ned-award-winners/gallery?slide=3)を史上初の2年連続で受賞しました。