外観検査を自動化するためのポイント

外観検査とは

外観検査とは製品の外側をチェックする検査です。検査項目は、傷、歪み、汚れ、変色、寸法、異物混入など製品によって使い分けます。
外観検査には、一般的に人間の目による「目視検査」と、画像センサや画像処理システムを活用した「自動検査」の2種類があります。

外観検査の目的は「品質の保証」「品質の維持」「品質の向上」です。大量に製品を生産する場合、必ずといっていいほど不具合品が出てしまいます。それを外観検査によって発見し、除外することで品質を一定に保ちます。
また、不具合品の外観を調査することで、どの工程で何が起こったのかがわかるため、製造ラインの改善にも役立ちます。

目視検査は手軽に実施できる一方で、ヒューマンエラーが発生する、判定基準のばらつきが発生するというデメリットがあります。また、検査には技術を持っているベテラン人材を確保することが難しく、新規採用者が一人前になるまで教育などの手間がかかるという問題も発生します。人口減少・高齢化が進んでいる現在では、ベテラン検査員が減少しつつも若手が採用できないという状況に陥っています。そこで注目されているのが画像センサを用いた外観検査の自動化です。

外観検査を自動化するためのポイント

検査を自動化するためのポイントはどこの工程で、何を、どれくらいの速さで検査したいのかを明確に決めることです。

検査したい内容や速度、インラインかオフラインかによって導入する設備が変わってくるため、必要なスペースも変わってきます。スペースが足りなければ生産設備そのものを改良しないといけなくなったり見直ししなくてはいけなくなったりと、大掛かりになってきます。

弊社にご相談いただければ、お客様の検査対象や自動化する範囲・項目にあった提案をさせていただきます。

外観検査を自動化するメリット

一番最初の課題はコストについてです。検査設備は費用がかかると思われがちですが、予算に見合った選択をすることで最小限のコストで導入することが可能です。また助成金を活用して導入することも可能な場合があります。

次の課題は製品の形状・姿勢についてです。製品の形状がバラバラ・複雑、姿勢がランダムだったりで検査やシステム作りが大変などといった内容です。これについても検査箇所を増やしたり、検査方法を工夫するなどで対応可能です。

最後の課題は検査精度についてです。自動化検査のため「本当にちゃんと検査できているのか？」といった不安は必ずでてきます。弊社はあらゆるパターンを想定した上で、検査精度を高くできるように工夫しています。

外観検査に用いられるツールの紹介

外観検査によく使われるツールについてご紹介します

カメラ（エリアカメラ・ラインカメラ）

カメラで対象物を撮像し、その画像を解析して検査を行います。
部品の形状、傷、色の変色などさまざまな検査が可能です。
高精度で安定した外観検査を行うには、「ピントの合った」「明るくはっきりした」いわゆる撮像再現性があるワーク画像が必要となります。そのためにはカメラのみならず、レンズ・照明の選定がキーとなるため、これら3つ（カメラ・レンズ・照明）が重要となります。

具体例として

光の影響を受ける→照明を用いて撮像環境を十分に明るくし、外乱光が入ってもほとんど影響の無いようにする、という対処方法があります。(暗幕で撮像環境を保護する、という手もあります)
ピントが合う範囲しか対応できない→ピントが合う範囲（被写界深度といいます）は、「レンズの絞りや焦点距離」「被写体までの距離」「明るさ(=明るいほどレンズを絞れる)」などによって変化します。撮像再現性のある定点撮像を前提としたとき、ワークに応じて被写界深度を調節すれば、この点も対処することが可能です。