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日立ほか、鉄道車両向けにAR技術を利用したボルト締結作業管理システムを開発

2019年1月15日(火)IT Leaders編集部

日立製作所は2019年1月11日、YAMAGATA、京都機械工具とともに、鉄道車両向けにAR(拡張現実)技術を利用したボルト締結作業管理システムを開発したと発表した。作業者が装着するヘッドマウント型スマート端末のディスプレイ上へ締結すべきボルトの位置を表示し、表示どおりのボルトを規定の力で締めることができたかをメーターで確認できる。同時にデジタル処理によって自動的に管理することも可能だ。今後は実運用に向けた現場での実証を進める。

 鉄道車両製造では、機器類を固定するボルトが走行中も緩むことがないよう、確実にボルトを締める必要がある。日立はこれまで、デジタルトルクレンチシステム(デジタル式トルクレンチとタブレットPCにより締結力の判定と記録を自動で行うシステム)を使い、自動で締結力を判定するとともに、その結果を記録していた。

 具体的には、作業者がタブレットPC上に表示されたボルトを選択後、連動するデジタルトルクレンチによって締結作業をすることにより、自動的に締結結果の照合と合否判定、データベースへの登録を行っていた。

 この方法では、作業者はタブレットPC上で作業対象のボルトを選択、指定する必要があった。また、作業者はタブレットPCで選択したボルトと実物のボルトが相違ないことを確認して締めつけ作業を行うが、タブレットPC上で指定したボルトと実際に締結したボルトが一致しているかの確認はシステムで自動的に判定することができず、作業ごとに作業者と検査員などが人手による複数回の安全性、品質確認を行ってきた。

 今回、デジタルトルクレンチシステムに、ヘッドマウント型スマート端末を利用したAR技術を導入することで、締結作業全体のデジタル処理による自動での合否判定を可能にした(図1)。ヘッドマウント型スマート端末のディスプレイには締結すべきボルト上にボルトの3Dモデルを表示し、事前に入力した3Dモデルに付随する設計データを基に作業者を誘導する。

図1:AR技術によるボルト締結(出典:日立製作所)図1:AR技術によるボルト締結(出典:日立製作所)
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 スマート端末に付属するカメラは、締結作業を常時監視しており、デジタルトルクレンチとの連携によって、指定のボルトが規定の力で締められたかを自動判定する。作業が指定通り行われたと判定した場合は次の作業を表示し、ボルトの締結が不十分だった場合などは、再度作業を行うよう表示する。これにより、作業者はヘッドマウント型スマート端末のディスプレイを通した視界上で、効率的に作業を実施できるようになる。

 日立は今後、鉄道車両製造において、今回開発したボルト締結作業管理システムの現場実証を重ね、2019年度下期の実運用を目指す考えだ。

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AR / 日立製作所 / 京都機械工具 / VR

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