製造業必見！外観検査装置の導入で品質管理を改善

2023.12.25 自動化

外観検査装置の導入は、製造業において品質向上に欠かせない取り組みです。しかし、導入を成功させるためには、メーカーの力も重要です。
メーカーは、装置の選定から導入、運用までをサポートします。装置のスペックや機能、価格などの情報を提供してくれるだけでなく、顧客のニーズに合わせた最適な装置を提案することもできます。また、装置の導入後のトラブルや故障にも迅速に対応してくれるので、安心して運用することができます。
外観検査装置の導入を検討している場合は、信頼できるメーカーを選ぶことが大切です。メーカーの選定にあたっては、実績や技術力、サポート体制などを考慮するようにしましょう。

製造業では不良品を納品しないために、寸法や表面粗さ、硬さなど様々な検査が行われます。
特に需要とされるのが、外観の検査です。外観の傷や凹みは寸法測定で見つけることは難しい反面、ひと目で不良と分かるため、エンドユーザーにも認識されやすいという特徴があります。万が一不良品がエンドユーザーの手に渡った場合、企業のブランドイメージが損なわれてしまいます。つまり、外観検査は製品の品質を保ち、企業のブランド戦略にまで関係するほどの重要なものになります。

機械による外観検査の方法は、いくつか種類があります。
例えば、カメラによる画像検査、プローブ検査、光学検査や超音波検査などがあります。

カメラによる画像検査は、検査対象の製品をカメラで撮影し画像処理をした上で、あらかじめ設定した基準に沿って良し悪しを判定します。

プローブを使った接触式検査装置では、検査する製品にプローブを接触させて寸法を測定します。この方法では傷や色などを検出することはできませんが、目視では判断しづらい変化を見つけることができます。

他にも非接触式の検査装置として、光学式や超音波式、渦電流式などの変位センサを用いた装置や、X線によってパッケージ内部の検査をするものもあります。

機械によって外観を検査することで省人化が可能です。また、基準のばらつきがなく、品質安定化、歩留まり向上につながります。
熟練した検査員の検査基準を標準化することで、技術継承の問題も改善します。
検査結果の履歴をデータで残せるため、問題が発生した場合の解析や波及性調査がしやすいメリットもあります。
また、工程の途中に外観検査を入れることで生産性を下げることなく、検査を実施することが可能です。

項目	内容
金属、樹脂など	金属の錆びや傷、へこみ、バリ、クラック、寸法、溶接部の気泡等。樹脂の傷やウェルドライン、気泡や変形等。
食品	パッケージ内部の製品の個数、異物の入り込みや破損、傷等、賞味期限などの印字のずれ等。
医薬品	内容量、シール性、印字ミス等。
電子部品	パターン品質、端子の変形、クラック、シリコンウェハの変形や割れ等。
フィルム、シート材	ピンホール、気泡、異物混入、汚れ等。
包装、パッケージ	印刷のずれ、かすれ等

項目	内容
カメラ	画素数画素数が高いと、小さな異常もきれいに撮影できます。欠陥の大きさに適したカメラを選定することが大事です。カラー白黒のカメラは、画素数と感度が高いです。色の情報が判定に必要な場合は、カラーカメラを使います。フレームレート（ラインレート）フレームレートとは1秒あたりに撮影可能なフレーム数です。検査対象の製品が高速で動いている場合は、フレームレートが高いカメラが必要となります。フレームレートが低いカメラだと、生産ラインの速度を遅くしなければならず、生産性が下がります。データ転送速度データの転送速度が速いと素早く画像解析でき、生産性も向上します。
照明	カメラで撮影する場合、照明の当て方で得られる画像が変わります。光は入射光に対して一定の角度で反射する正反射光と、さまざまな方向に反射する拡散反射光があります。キズ、凹みを検査するときは拡散反射光、シミや濁りなどを検査するときは正反射光といったように適切に光を当てる必要があります。また、照明の色によっても得られる画像の色が変わります。例えば、白色光は赤色が反射しますが、紫や青色は吸収されます。
AIの学習用サンプル数	AIの学習用サンプルの数は多いほど検出の精度が上がります。さまざまな角度からの画像を用いたり、不良形や大きさなどを多数取り込んだりすることで検出精度があがっていきます。
PCスペック	PCスペックが高いほど、処理速度が速くなり生産性が上がります。インラインで画像検査をする場合は、生産設備のスピードに対応できるPCスペックを使う必要があります。