韓国の昌寧にあるBorgWarnerの生産センターでは、電気自動車への世界的なシフトは単なるトレンドではなく、製造イノベーションの機会です。世界中の自動車メーカーがEV製造工場をリツールする中、ミシガン州に本社を置く自動車サプライヤであるBorgWarnerは、EVパワートレインアセンブリの精度と信頼性の新基準を設定しています。
「私たちは新しい取り組みを行っていることにワクワクしていますし、今もなお問いを持ち続けています」とBorgWarnerの昌寧工場で生産技術チームを率いるイ・ヨンジュン氏は語ります。「電気自動車のすべてのコンポーネントの製造、組み立て、検査が新鮮です。本当に魅力的な仕事だと思います」
リー氏と彼のチームの課題は明確です。EVパワードライブは、組立と検査においてこれまでにないレベルの精度を必要とします。複雑な組立プロセスには人間の専門知識が不可欠ですが、BorgWarnerは、高度なマシンビジョン技術が品質管理能力を劇的に強化できることを発見しました。
人間の専門知識と高度なビジョンシステムを組み合わせる
EVパワードライブで使用される電力量の供給と制御は、完璧な調和で連携しなければならないさまざまなコンポーネントが関与する複雑なプロセスです。モータは電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、モータコントローラはバッテリからモータに流れる電力を管理し、インバータは直流を交流に変換します。
人間は製造プロセスに不可欠です。組み立てが必要な複雑なEVコンポーネントの数と、それに伴う変数の量は、自動化には適していません。
「これらの部品を高い精度で組み立てられるのは人だけですが、人はミスを犯します」と、昌寧の生産技術チームでシニアマネージャーを務めるデボム・パク氏は述べています。「これらの間違いを見つけるのに、マシンビジョンシステムは本当に重要です」
EVアセンブリのような高度に技術的なアプリケーションに適したビジョンシステムを見つけることは、曲がりくねった道になる可能性があります。EV業界は、内燃機関車よりも高性能な機器を必要としています。
「センサを買うなら良いものを購入しなければならず、部品を買うなら、エンドユーザの仕様を満たすためにもっと高度な部品を購入しなければなりません」とリー氏は話します。「まず、マシンビジョンシステムが問題を解決できるようにする必要があります。もしそれが問題を解決できなければ、たとえそれが10%、20%安いとしても役に立たないでしょう」
EV欠陥検出で安全を第一に実践
「EVモーターにおいて欠陥や部品の欠落を見逃すリスクは、ビジョンシステムの導入コストをはるかに上回ります。最も重要なのは乗員の安全です」とパク氏は話します。「最終アセンブリ検査の正確性と信頼性を確保することは最も重要です」 「人の命に関わることなので、どんなビジョンシステムでもよいわけではありません。最も信頼性が高く、最も高精度に動作するビジョンを使わなければならないのです」
「コグネックスのソリューションは、BorgWarnerにおいて従業員の働きやすさの向上にも貢献しています。これまでの検査工程の中には、最大で5人を必要とするものもありました」とパク氏は語ります。コグネックスのマシンビジョンシステムを1台導入することで、BorgWarner は、それまで検査に携わっていた従業員を他の業務に配置できるようになりました。
BorgWarnerのEVパワードライブアセンブリアプリケーションでは、生産技術チームは非常に平らな表面で欠けている部品を検出する必要がありました。一部のマシンビジョンシステムでは、画像のコントラストが低いために欠陥を検出できないケースがあり、ソリューションの配置を変更したり、パワードライブの別の箇所を検査したりしても、改善されないことがありました。
単一のマシンビジョンシステムによる高度な検査
コグネックスのマシンビジョンおよびオートメーションシステムは、自動車エレクトロニクス製造のオペレータも支援します。室温加硫（RTV）シリコーン接着剤は、回路基板、コネクタ、センサ、およびその他のコンポーネントをストレスや温度変動から保護するために、電子製造全体で使用されています。
RTVシリコーンゲルの形状確認は、エラーの可能性が多い難しいアプリケーションです。ゲルの塗布量は様々で、ゲルの形状は、気泡や欠陥なしに均一でなければなりません。これらの欠陥は、電子部品をほこりや振動にさらしたり、ショートを引き起こしたりする可能性があります。
BorgWarnerは、コグネックスの別の三次元画像処理システムに着陸する前に、さまざまなマシンビジョンサプライヤからのソリューションを試みました。
1つのカメラと1つのシステムでソリューションを構築したという事実に非常に満足しており、それがおそらくコグネックスの最大の利点だと思います。
重要な安全部品に対するAI搭載検査
BorgWarnerのパークロックシステムは、電気自動車とハイブリッド車に共通の安全機構です。このデバイスは駐車時に自動車のトランスミッションをロックし、意図しない転がりや移動を阻止します。このシステムは、ロック機構、電気機械および油圧システム、センサー、電子機器を含む最大20の部品で構成されています。
パークロックは、ボルトを締めて部品を組み立てる手動オペレーターによっても製造されています。BorgWarnerは、使いやすいAIテクノロジであるエッジラーニングを備えたコグネックスIn-Sightマシンビジョンシステムを使用して、すべてのパークロックコンポーネントが正しくインストールされていることを確認します。
「ばねもあれば、薄いナットもあり、組み立て時に起こり得るミスは数多くあります」と、パク氏は述べています。「薄く平らな部品にボルトを取り付けた場合、多くのビジョンシステムでは、それが面一になっているか、所定の公差を満たしているかを判断するのは困難です。しかし、私たちはIn-Sight 2800を持っていたので、これらの欠陥をすべてキャッチすることができ、それは私たちの問題の100%を解決しました。
明日のEV製造を、今日の技術で変えていく
パワードライブアセンブリからパークロックシステム検証まで、三次元ビジョンシステムとAIを活用した検査の統合により、BorgWarnerは人員配置を最適化しながら、新たなレベルの精度を達成できるようになりました。
自動車業界が変容を続ける中、BorgWarnerの経験は、成功は人間の専門知識と高度な検査技術の適切なバランスを見つけることにあることを示しています。同社のアプローチは、単に欠陥を発見するだけでなく、工場から出荷されるすべての部品の信頼性を高めることにあります。
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