試験・調査報告

試験・調査報告●解説コーナー溶接技能継承の新たな取組み1.はじめに従来、溶接技能継承には、熟練者が現場で新人や若手の前で実演する方法や、図や口頭でイメージを伝える方法が多く取られてきました。この方法は一定の成果はあるものの、熟練者の指導が感覚的であることや、実際に溶融している箇所は溶接士本人にしか見えないなどの課題があります。そのため、技能向上は本人の反復練習によるところが大きく、習得までに時間を要するケースが多く見受けられます。一方、近年、ICT(InformationandCommunicationTechnology:情報通信技術)の発展にともない、技能継承について新たな取組みがでてきおり、溶接分野ではVR(VirtualReality:仮想現実)によるシステム1)、2)やモーションキャプチャーによる動作の記録3)の事例が報告されています。今回は、溶接作業を撮影および測定することで技能の見える化を行い、技能継承に活用した事例を紹介します。2.複数ビデオ撮影による溶接技能の見える化図1に複数ビデオカメラによる溶接技能の撮影システム概要、写真1に実際に溶接している状況を撮影した画像(実際は動画)を示します。これはティグ溶接による初層の裏波溶接です。撮影装置は4つのビデオカメラとそれらのデータを集積する記録装置で構成されており、同期された4つの映像を見られることが特長の1つとなります。左上の画面(CH1)は、溶接遮光面に取付られた小型カメラ(写真2)の映像です。これまでと異なり溶接士の視野に近い撮像を想定しており、教える側と教えられた側で同じ動画を共有しながら『溶接開始から終了までの間に、何を注意したのか?』を説明することができます。右上の画面(CH2)は、電流計と電圧計の映像です。ティグ溶接の場合、アーク長の変化は、電圧の変化としてあらわれることから、溶接士が安定した動きで施工できているかを確認することができます。当然、アーク長が変化しますと、溶込みにも大きな影響がでますので、溶接品質を考える上で重要なパラメータとなります。左下の画面(CH3)は、溶接試験板の裏側から見た溶融池の映像です。今回の溶接条件では、キーホール溶接を行っていることが分かります。溶接中に、裏側の溶込み状況を普段見ることができないので、溶接士は映像から裏波ビードの形成に対するイメージを持ちやすくなります。右下の画面(CH4)は、溶接中の姿勢を撮影したものです。溶接は安定したトーチの動きが品質の安定につながりますが、溶接姿勢自体が不安定になれば、トーチの動きも不安定になるため、品質のばらつきにもつながります。また、個々の映像から考察するだけでなく、先に述べ192021Winter電流・電圧計AVビデオカメラ向方接溶小型ビデオカメラ(遮光面)ビデオカメラ(溶接士の姿勢)小型ビデオカメラ(裏側の溶融池)4画面記録装置図1複数ビデオカメラによる溶接技能の撮影システム概要CH1:溶接遮光面からの映像CH3:裏側からの溶融池の映像CH2:電流・電圧計の映像CH4:溶接士の姿勢写真1複数ビデオ撮影による溶接状況写真2溶接遮光面の小型ビデオたとおり、本装置を用いることで、4つの視点を同期して観察できることから、溶接技能や品質に関わるそれぞれの要素を関連付け考察することが可能となり、効率的な技能継承へとつながります。得られた映像は、新人などへの教材にも活用できますし、貴重な熟練工の技能を記録として残すためにも使えます。また、ゴルフのスイングチェックのように自分自身の溶接中の動きをあらためて客観視することができます。