自動車産業に変革をもたらす！ 「スポット溶接検査ロボット」とは？

「傾き推定エンジン」の導入でスピードアップを実現

スポット溶接検査の自動化に必要なのは、『Matrixeye™』で超音波により接合個所を3D映像化する際、検査用プローブの平行度を適切に保つことだ。従来はこれを人的なテクニックで賄ってきたが、自動化するにあたって平行度を保つためにどうすべきかが障壁だった。

「例えば、当初試していたのは、溶接部位のナゲット径（接合部分の直径）が最大になる個所を探し、そこからパラメータ（傾き）を順次変形させ、最大値を計測する手法でした。しかし、これだと何回も計測を繰り返す必要があり、どうしても30秒程度かかってしまう欠点がありました」（高橋氏）

いくつかの手法で試行錯誤を続けた末にたどり着いたのが、 「傾き推定エンジン」だった。

「『傾き推定エンジン』は、検査用プローブの測定角度を自動調整する新技術です。『Matrixeye™』が測定した超音波の反射データから溶接部の傾きを推定し、ロボットが検査プローブの角度を自動補正するというものです。これによって人による検査では30～40秒ほどかかっていたところ、約7秒にまで短縮することができました」（生産技術センター・齊藤真拡氏）

単に自動化するだけでなく、人力以上のスピードが出せなければ意味が無いというのが開発陣の総意。技術を確立させた現在は、試験用のサンプル材の確保が課題であると齊藤氏は語るが、圧倒的なスピードは省力化、低コスト化に通じ、自動車製造の現場に多大なメリットをもたらすはずだ。

「現在は各メーカーからサンプル材をいただいて実証実験を重ね、とにかく多くの試験データを集めながらユーザビリティの向上に努めている段階です。今後は現場の声をもっとヒアリングして、ユーザーインターフェースの改善を重ねていきたいですね」（齊藤氏）

海外展開にも大きな期待

このスポット溶接検査技術は、1年以内の立ち上げを目指して実証実験が進められている。今後一層労働人口の減少が進む中で、自動車製造の現場にとって大きな追い風となるだろう。

「我々としては、まずは自動車製造の分野で検査の自動化を根付かせることが第一。その後はより多くの溶接手法への対応を目指し、将来的には飛行機や船舶などの製造現場にまで進出できれば理想的ですね。また、今後は当然、海外展開も考えられるでしょう。もともと海外メーカーは非破壊検査に積極的なので、マーケットは大きいと思います」（高橋氏）

ビジネス面でも大きな可能性を秘める今回の技術。これも東芝社内の技術資産が有機的に結びついたからこその成果だ。

「私たちが所属する研究開発本部では、社内の様々な技術をフレキシブルに活用し合う土壌があり、東芝独自の技術を有効活用することができました。今後、MaaS（※）の概念が進んでいくと、公共の車両が増えていくかもしれません。そうした時代に対応するには、自動車を高品質かつスピーディーに製造できる体制が現場に求められるでしょう。そこで私たちの技術が貢献できるのではないかと期待しています」（齊藤氏）

（※）モビリティ・アズ・ア・サービス：情報通信を活用することで、運営主体にかかわらずマイカー以外のすべての交通手段による移動を一つのサービスとしてとらえ、シームレスにつなぐ新たな移動の概念。

自動車産業の製造現場がどのように変化していくのか、楽しみに見守りたい。