テレの発展

画像: EWI

快適なホーム オフィスから離れることなく、船体の内側の溶接、またはその他の溶接ができると言ったらどうなるでしょうか? 「そうなんだ」と思うかもしれませんが、本当です！ 非営利のエンジニアリングおよびテクノロジー組織である EWI は、このコンセプトの実現を支援するために、過去数年間政府および業界と提携してきました。

「このプロジェクトは、国家造船研究プログラム（NSRP）との共同研究プロジェクトとして2018年に始まりました」とオハイオ州コロンバスのEWI主任エンジニアのコニー・ラモーテ氏は述べています。 「私たちは、造船所が熟練労働者を早期退職させないよう支援する方法を検討していました。 造船、特に溶接は、特に溶接工が奇妙なスペースや足場の上に這わなければならない場合が多いため、肉体的に負担がかかる場合があります。 何十年もこれを続けてきたので、彼らはもうこれらのポジションに就くことができません。 私たちはどうすれば溶接工にもっと楽に作業をしてもらうことができるかを自問しました。 これが、溶接、機械加工、検査などの重要な製造プロセスを遠隔地から実行する方法を開発するきっかけとなりました。」

ラモルテ氏は、このプロジェクトは新型コロナウイルスによる閉鎖前に開始されたと指摘した。 しかし、パンデミックにより、他の多くの労働者とは対照的に、溶接工やその他の製造技術者などの肉体労働に従事する人々は、必要なときに在宅勤務できないことが明らかになり、事態は加速しました。

「当時、私たちは人々がより簡単に溶接を行えるようにし、業界により深く関与できる方法を模索していました」とラモーテ氏は語ります。 「私たちは、次世代に溶接に興味を持ってもらう方法を常に模索しています。 パンデミック関連のすべての要因が同時に発生したとき、なぜ私たちが NSRP に遠隔溶接を提案したかが強調されました。」

ダ ヴィンチ医療ロボットの成功に触発されて、チームは、物理的に溶接空間にいないオペレーターが溶接装置を駆動できるコンセプトの開発に取り組みました。 この概念は、テレ溶接またはクラウドベース溶接として知られています。

「遠隔溶接により、溶接工は遠隔地で快適かつ安全に機械システムを操作できるという利点が得られます」と LaMorte 氏は述べています。 「当初は溶接に重点を置いていましたが、後にガウジングや研削などの他の困難な用途にもテレマニュファクチャリングを適用できるようになりました。作業ゾーンからオペレーターを排除することで保護レベルを高めることができます。」

遠隔溶接は、特に新しい部品が入荷するたびにロボットをプログラムするための時間や人材が工場にない状況で、多品種少量生産やジョブショップスタイルの生産にも意味があります。

EWI は 1 年以上をかけて、遠隔溶接を実現するためのさまざまな方法を調査しました。 まず、インスピレーションを得るため、既存の溶接トレーニング システムを調べました。 溶接トーチを使用し、動きを追跡するために頭上カメラを備えたターゲットを [トーチ] 上に置くというアイデアが 1 つありました。 別のオプションは、偽またはダミーのトーチを備えたデータ グローブを使用し、頭上のカメラで監視することでした。

他のコントローラー オプションには、ジョイスティック、ハンドヘルド スタイラス、PC マウスなどがありました。 EWI は、オペレータの手の動きを溶接を行うロボットに効果的かつ正確に伝達する方法の研究に多大な時間を費やしました。 オペレーターが手の動きがプロセスの反対側でどのように機能し、動作することを期待しているかを理解することが重要でした。

「最終的には、手持ち式のスタイラス デバイスを使用することが最も簡単なオプションの 1 つであり、熟練した溶接オペレーターがすでに使い慣れているものを最大限に活用することができました」と LaMorte 氏は述べています。 「この装置により、オペレーターは思いどおりに動くことができました。 そして、画面上で何が起こっているかを見ながら、手の動きに応じてロボットが動く様子を見て、溶接動作を実行することができました。」

最初に採用されたスタイラスデバイスは、最もリアルな体験を提供します。 ただし、移動範囲が限られているなど、いくつかの制限があります。 たとえば、ロボットが 2 フィートの溶接を実行すると予想される場合、スタイラスの範囲は 8 ～ 10 インチしかないため、スタイラスからロボットへの動作方法をそれに合わせて調整する必要がありました。