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ティグ溶接「見える化」で技能伝承、溶接事業所3社の知力結集し開発

 溶接事業所3社が共同でデジタル技術による技能伝承システムの開発に取り組んでいる。今野製作所(東京・足立区、今野浩好社長)エー・アイ・エス(東京・江戸川区、石岡和紘社長)、クリエイティブワークス(東京・江戸川区、宮本卓代表)の3社は「デジタル技術によるティグ溶接の見える化システム」の実用化に向けて、研究開発に着手。モーションキャプチャーシステムで溶接士の動きを数値化し、溶融池をハイスピードカメラで捉えることで溶接技能を「見える化」。同システムで測定した溶接技能を標準データに活用することで技能伝承に活用することを目指す。実用化に向けて今野製作所の新工場に同システム専用ブースを常設する予定だ。
 今野製作所は油圧機器事業、板金加工事業などを主業務とし、板金加工事業ではステレンス鋼の薄板(1?3ミリ)をティグ溶接する製品が多い。理化学関連の開発試作、一品物など多品種少量生産の製品を手掛ける同社の板金加工では高度な技能が求められる溶接が多く、その部分を溶接ロボットなどで自動化することは難しいため、人の手による溶接というものが非常に重要になる
 一方でユーザーからの発注や溶接指示書に書かれていない部分、裏波を出すか出さないか、溶接ビードの溶込みの調整など、現場の熟練技能者自身の経験や知見で判断をして溶接するケースも少なくない。さらに、溶接技能者としてのキャリアが浅い社員が増加し、ベテランの引退などで新しく溶接技能者を育ていく必要性が強まるなかで、熟練技能者の経験や知見に頼っていた溶接技能や技術をどのように次の世代に教えていくかが課題となっている。
 今野社長は「当社と同じく都内で板金加工業を手掛け、様々な問題意識を共有していたエー・アイ・エスの石岡社長、東京都立城東職業能力開発センター溶接科の講師を務め、さらに自ら宮本溶接塾を主催するなど溶接技能伝承に注力するクリエイティブワークスの宮本代表と当社の3社で有効な技能伝承の方法を検討している中で、熟練技能者の溶接そのものを見える化し、データとして標準化するというシステムにチャレンジすることになった」と同システム開発のいきさつを語る。
 同システムでは溶接士と溶接トーチにセンサを取り付けており、その動きを測定し、データ化するためのモーションキャプチャー用のカメラを5台使用している。また、溶接する姿を撮影するためのカメラを4台用意、さらに溶接ビードや溶融池を撮影するため溶接ワークの近くに設置されたハイスピードカメラが溶接中の動きを捉える。さらに温度センサなどもあり、数値と動画を含めて溶接技能を見える化することを実現している。
 実証実験で溶接士の動きをモーションキャプチャーで測定した数値を見ると、熟練溶接士の運棒速度やアーク長、ウィービングの幅は安定している。また、ハイスピードカメラで撮影した溶融池付近の画像を見ると非熟練者の溶接はアークが上下に揺れており、溶融池の形も安定せず、フィラーを入れるタイミングも適切ではないのに対して、技能が高い溶接士はアークの上下の揺れも小さく、溶加棒も適切なタイミングで添加していることが明確になった。
 今野社長は「動きを数字化するだけではなく、実際に溶接している動きや溶融池の付近の様子も同時に撮影しているため、溶接士としてキャリアの浅い社員でも合理的に溶接を現象として理解することができる」と同システムのメリットを語る。
 溶接ワークに合わせた溶接条件や高度熟練技能者の溶接技能の動きを「見える化」したデータや撮影した動きを、標準データとしてデータベース化として3社で共有することで、技能伝承に活用していく予定だ。
 今年度の目標としてステレンス鋼の薄板について、溶接の種類(突合せ、隅肉、角)と3種類の板厚・溶加棒の有無など18種類の条件に応じた熟練溶接士のデータを同システムの標準データとして実装に向けて研究開発を進めている。


提供元:産報出版株式会社

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