導入事例紹介

2012年、アーク溶接やYAGレーザ溶接が主流の板金業界へ向けて、アマダからファイバーレーザ溶接システム「FLWシリーズ」がリリースされました。ファイバーレーザ溶接特有の低ひずみで滑らかな溶接ビードにより、仕上げ工数の削減、リードタイム短縮が可能になりました。そして2017年には独自の光制御技術「ENSISテクノロジー」を搭載した「FLW-3000ENSIS」が発表され、ENSISテクノロジーによる「リングモードビーム」と、「アダプティブフィラー制御」により、「レーザ溶接はギャップ（すき間）に弱い」という常識をくつがえしました。「リングモードビーム」は、ビーム径の周縁部がピークとなっており、材料のエッジ同士を溶かし合うことによって、ギャップへの対応力が向上しました。「アダプティブフィラー制御」は、ティーチングプログラムを変えることなく、加工条件設定画面でフィラー使用の有無を選ぶだけで、共付けと肉盛り溶接の切り替えが可能になりました。そして高出力化によりさらなる生産性と高品質加工を目指して「FLW-6000ENSIS」が発表されました。

受注する仕事の中で、食品向け包装機械はSUS304の使用割合が高く、溶接の技術レベルがそのまま品質を左右するため、寸法精度を確保しつつ高品質な仕上げを実現するためには高度な職人のスキルが必要でした。しかし、一人前の溶接作業者を一から育成するのは大変な時間と労力がかかります。そこで「作業者の負担を軽減でき、経験が浅い社員でも溶接作業ができるところがポイント」（菊池公太郎取締役工場長）として導入されたのが「FLW-3000ENSIS」でした。

導入の結果、「溶接技能が必要な製品でも、寸法精度を確保しつつ高品質な仕上げ加工が可能となりました」（菊池取締役工場長）。現在は専任の作業者がティーチングプログラムを対応していますが、「今後は当社の強みである3次元CAD/CAM技術を活用したオフラインティーチングにより、プログラムの外段取り化にも挑戦していきたい。最新設備と熟練工の技能を融合することで、高難易度製品にも取り組んでいきたい」（菊池取締役工場長）とさらなる効率化への意欲を燃やしています。

エヌアイエ(株)（三重県伊賀市、仁尾明良社長）の板金事業部は7200m²の敷地を生かして大物板金加工を行っています。主要製品は、大型の防音カバーや空調機器関連の筺体、装置関連などで、得意先は数十社、そのうち数社で売上全体の60～70%を占めています。
同社は設立以来「お客さまから信頼されるモノづくり」をスローガンとし、板金・筐体設計から塗装組立までを一貫して行うワンストップビジネスモデルを確立しています。そして、高品質な製品を安定してタイムリーに提供する生産体制を構築されました。

また、属人化を避けるため「FLW-ENSIS」のオペレーターには、あえて板金加工の経験がまったくない「ロボットの操作をやってみたい」という好奇心旺盛な新人を採用、アマダのCE（カスタマーエンジニア）から1週間ほど指導を受け、翌週にはアマダスクールで1週間の操作教育を受けた後に現場で、アルゴン溶接や半自動溶接で加工していた製品から溶接作業に取り組み、1カ月ほどで操作に習熟したということです。「VPSS 3i WELD」は専任のプログラマーを配置していますが、現場でティーチングを活用されています。

すでに筐体、それに関連する扉、装置用水槽など既存製品の工法転換にもチャレンジされ、効果や実用性を検証できた製品からファイバーレーザ溶接に工法転換されています。

ファイバーレーザ溶接は、従来のアルゴン溶接や半自動溶接と比較してエネルギー密度が高く、ワークへの熱影響が少ないため、低ひずみで深い溶け込みの高速溶接が可能です。「水槽などの製品も高い気密性を保ったまま、なめらかな溶接ビードを実現でき、仕上げなどの2次作業の工数を削減できたのも大きな効果である」さらに、「ファイバーレーザ溶接のような接合技術が普及すると、これまで曲げで対応していた製品を分断して高品位な溶接で接合することもできるので、設計提案を積極的に行っていきたい」と仁尾社長は語っています。

一方で工法転換すると4M(Man・Machine・Material・Method)変更が必要になるため、発注元への工法転換申請が必要になってきます。そこで工法転換で製品強度に影響はないか、試験データ（エビデンス）が必要になります。仁尾社長は「エビデンスの元になる、おおよその試験データをアマダで用意してほしい」と話していました。

同社は新規開拓を進めるうえでも、自社の特長を打ち出す必要があると考え、各種補助金を活用して設備力強化を進めており、2018年からは「エネルギー使用合理化等事業者支援補助金」（エネ合）や「ものづくり補助金」を活用し、レーザマシン、ベンディングマシンなどの板金設備を相次いで拡充してきました。さらに、「事業再構築補助金」は第1回公募で採択され、ファイバーレーザ溶接システム「FLW-3000ENSIS」とFLW用CAM「VPSS 3i WELD」に加えて、ポジショナーテーブルと走行台車、3D定盤をセットで導入しました。

同社は、溶接作業の自動化・スキルレス化を目指しています。アルゴン溶接や半自動溶接で一人前の溶接工になるためには、少なくとも数年の年月が必要といわれています。同社で取り扱いの多いステンレスやアルミの溶接は、ひずみの発生を抑えるために、経験と熟練の技能が欠かせません。

「溶接の経験が浅い社員でも熟練技能者と同じ品質で溶接できるようにするためには、ファイバーレーザ溶接ロボットが必須になると考えています。また、『FLW-ENSIS』はファイバーレーザ溶接特有の局所入熱により、ひずみが少なく、なめらかな溶接ビードを形成でき、仕上げ工数の削減やリードタイム短縮を実現できます。加えて、若手社員を引きつけ、興味を持ってもらえる設備でもあると思います」と中塚社長は語っています。導入当初は現場でのティーチングプログラムが主体ですが、順次プログラム作業を外段取り化して稼働率改善を目指し、「VPSS 3i WELD」を活用するようになっています。