易游体育app官网入口神戸製鋼所とファナック易游体育app官网入口が異種金属接合用ロボットシステムを共同開発

超ハイテン鋼板とアルミを高い強度で易游体育app官网入口可能

2018年4月19日

株式会社神戸製鋼所
ファナック株式会社

易游体育app官网入口神戸製鋼所(以下、神戸製鋼)と、ロボット・FA装置大手のファナック易游体育app官网入口(以下、ファナック)は、従来、接合が困難であった超ハイテン鋼板とアルミなどの異種金属や超ハイテン鋼板同士の接合方法について、従来法と比較し最高強度で接合可能なロボットシステムの試作モデルを共同開発しました。今後、自動車メーカーへの提案を進め実用化を目指します。

尚、本試作システムは、4月25日(水)~28日(土)に東京ビッグサイトで開催される「2018国際ウエルディングショー」に出品し、ファナックの展示ブースにて実演を行う予定です。

近年、世界的な燃費規制及び衝突安全規制の高まりを受け、車体軽量化を目的に従来の鋼材だけなく、様々な素材を適材適所で組み合わせて使う「マルチマテリアル化」の流れが強まっています。しかし、異なる金属の溶接は溶接時に発生する金属間化合物や腐食の観点から容易ではなく、これまでは主に溶接法の代わりにネジやかしめの仕組みを使った機械的易游体育app官网入口法が一般的でした。また、これまでも異材易游体育app官网入口方法はあるものの、超ハイテン鋼板とアルミの組合せに対しては、その鋼材の強度に耐え、かつ扱い易い易游体育app官网入口法がありませんでした。

このような中、神戸製鋼は昨年、アーク溶接とエレメントと呼ばれるリベットを用いて、超ハイテン鋼板とアルミを易游体育app官网入口できる異種金属易游体育app官网入口法「エレメントアークスポット溶接法(=EASW)※1」を考案していました。更に、自動車産業への適用においてはロボットシステム化が必要不可欠であり、この度、ファナックの持つロボット、エンジニアリング、センサー技術を活用し、この溶接法の自動化に目処を付けました。具体的には、画像センサーによる易游体育app官网入口箇所の位置検出、ロボットの正確な移動、加圧、エレメントの送給と嵌合、アーク溶接といった一連の動作を高速かつ自動で行います。本方式のメリットは主に以下4点です。

今後、本格採用を目指し、易游体育app官网入口て参ります。

  • ※1:EASWの概要

易游体育app官网入口

複数の穴を予め空けたアルミ板と、穴無しの鋼板を重ね合わせ、中空形状のリベット状消耗材(=エレメント)をアルミ穴に挿入した後、極短時間のアーク溶接で穴内に液体の溶接金属を注入する易游体育app官网入口法。エレメントと鋼板が溶接され、アルミ板をこれらの間に強固に挟みこむことで易游体育app官网入口される。

人手を介さず、本手段をロボットによる自動溶接化するためには、①穴の正確な位置検出技術、②ロボットアームの正確な移動、③穴に対し直径差がほとんど無いエレメントを正確に挿入する精密嵌合技術、④微量な溶接易游体育app官网入口を確実に注入するためのアーク溶接のスタート&エンド処理、などの高いセンサーおよび制御技術が必要不可欠であり、かつこれら一連動作を高速で処理できることが求められる。

EASW方式のメリット

1.高い易游体育app官网入口強度

十字引張試験(上下方向)では、従来方法と比較し高い易游体育app官网入口強度を実現。また、せん断引張試験(左右方向)でも最高クラスの強度を実現。

十字引張試験

十字引張試験

せん断引張試験

せん断引張試験

2.超ハイテン鋼板とアルミだけでなく、超ハイテン鋼板同士も易游体育app官网入口可能。

一般的に易游体育app官网入口が難しくなるとされる1,000MPa級以上の超ハイテン鋼板を継手の一部、あるいは全てに使用しても欠陥を発生することなく易游体育app官网入口が可能。

3.易游体育app官网入口も材質を選ばず適用可能。

自動車用として一般的な5000系、6000系薄板だけでなく、高易游体育app官网入口な7000系押出し材にも適用可能。更に、板厚が比較的厚くなるダイキャスト材(鋳造材)にも適用可能。

4.片面アクセスが可能

対象部材を両側から挟むことが必要な抵抗スポット溶接法や多くの機械的異材易游体育app官网入口法とは異なり、片側から溶接が可能なため、ツールで挟むことが出来ない閉断面構造部材や大面積部材へも対応可能。適用部材範囲が拡大する。

他方式との比較

易游体育app官网入口継手 易游体育app官网入口同士 易游体育app官网入口強度が高い
(せん断&剥離)
片側アクセス可能 重さ ランニングコスト 機構的信頼性
Al
/Steel
Steel
/Al
EASW ×
SPR × × × ×
FDS × × × ×
FSW × × × × ×
ろう付け × × ×
SPR:
蓋が付いた円環状のリベットを、重ねた板に押し込みつつ変形させることで、かしめ拘束して易游体育app官网入口する手段。最も普及しているアルミ同士およびアルミと鋼の異材易游体育app官网入口方法。
FDS:
形状や仕組は木ねじと等しく、易游体育app官网入口用にアレンジした技術。部材を挟む必要がなく、片側アクセス性が特徴。低強度素材であれば穴あけの必要が無い。
FSW:
超硬ツールを高速回転させながらアルミ側から鋼板側に加圧し、直接アルミと鋼を金属結合させる手段。アルミ材同士の易游体育app官网入口用途では広く普及している。消耗材は不要。
ろう付け:
ブレージングとも呼ばれるが、易游体育app官网入口系の溶接材料を用いてレーザまたはアークで溶融し、金属間化合物の生成を最小限に抑制しつつ、鋼と金属結合させる手段。強度担保目的では使用されない。

「2018国際ウエルディングショー」開催概要

日時:
2018年4月25日(水)~28日(土) 10:00~17:00 ※最終日28日は16時まで
場所:
東京ビッグサイト

(写真)

試作機外観

試作機外観

関連リンク

(注記)プレスリリースの内容は発表時のものです。販売がすでに終了している商品や、組織の変更など、最新の情報と異なる場合がございますので、ご了承ください。

ページトップへ