フィンランドの外観検査機、見えないものを見える化へ

北欧フィンランドに拠点を置く、Helmee Imagingはめっき、塗装、サテン加工された光沢のある表面の品質検査を専門にした外観検査機を開発、販売している。

一般的に、めっきのような光を反射するような表面の外観検査はヒトの眼にとっても困難ではあるが、Helmeeが自動で検査を行うことを可能にしたその秘密は、同社が国際特許を持つCSDテクノロジーにある。この特許技術により、あらゆる形を持つ立体物の自動検査を実現可能にしている。

人の眼では困難な理由がある

実際には未だに人の眼を使った品質検査が多くの製造現場で行われている。しかしながら、何時間も同じ作業を淡々と繰り返す作業は人の眼や手を疲れさせ、検査結果を均一にすることが難しい。何よりも数秒内で欠陥の面積を平方0.03ミリか0.04ミリか判断し、良品か不良品か見分けることは人の眼ではほぼ不可能である。今まで多くの企業が品質検査工程の自動化に沢山の時間と努力を費やしてきた。目視検査は現代の表面加工現場で唯一自動化されにくい工程である。その理由は製品が眼で検査される必要があるからだ。つまり、それを自動化するためにはビデオや画像を撮影する必要がある。光を反射するような表面から小さな欠陥を表面から発見するためには光が必要である。しかし、一般的な方法でそれをすると反射した光がカメラに写り込み、欠陥を発見するのを妨げてしまう。過去500年にかけて技術が進歩してきたように、人の眼による目視検査の代わりにHelmeeのCSDシステムがそれを自動化する時がやってきたのだ。

表面からの反射光が検査を妨げる問題をHelmeeの検査機は逆手にとった。つまり、表面が光を反射することを利用しているのだ。Helmee CSDシステムは製品の表面から反射光を得るために、特定の模様の光を製品の表面に照射しているのだ。次に、カメラの活用である。CSDシステムはHelmeeのソフトウェアによって分析することにより３種類もの画像を作成する。この三種類というのは、グレイスケース画像、人の眼には見えない欠陥を見える化するクオリティー画像、立体的な欠陥を見える化するシェイプ画像である。ソフトウェアによって分析、作成されたこの画像を使って、CSDシステムは自動車部品の品質検査において99.97%の正確性をたたき出した。これはつまりこの分野でいう300ppmに当たり、不良発生率0.03%、つまり一万個に3個が誤選別される計算になる。

Helmee CSDは人による目視検査に置き換わる。しかし、もちろん何を置き換わったのか知っておく必要がある。言うまでもなく人には眼があり、それを主に品質検査を行っている。

Helmeeの自動外観検査技術の秘密はその眼にある。

とはいえ人は手を使って製品を取り扱っている。自動外観検査機が品質検査の工程に組み込まれるとき、製品をどのように取り扱うかに関しては考慮する必要がある。製造現場によってその取扱い方法は様々である。箱から箱、トレイからトレイのような場合もあれば全工程をコンベヤーで行う場合もある。自動化において、こういった取り扱い方法の違いは手の違いを指す。人の手ではどのような形の製品でも自由自在に掴むことが可能だが、機械ではグリッパーが完璧に製品に合うようにしなければならない。ここでもう一つ、全工程を計画するにあたって念頭に置いておかなければならないことがある。グリッパーを変更する際にはある程度の時間がかかることだ。

そしてもう一つ、Helmee CSDは人の脳も置き換えている。脳は手を動かす指令を送り、取得した画像を基に、良品か不良品かの判断を下している。機械化された脳はそういった繰り返しの作業にはぴったりである。人の脳のように二日おきに変わる判断基準に対してストレスを感じることなく適応できる。費やす時間に関して言えば、機械はお昼ご飯やトイレ休憩などを考慮にいれずに働いてくれる。さらに、機械は記憶能力に長けている。つまり、検査する製品が変わったとしても、変更があったと機械に教えさえすれば検査の最初から最後までその検査結果は常に最高の状態で維持されることが可能なのだ。

人に置き換えるべく、Helmee CSDシステムは人と同じく眼、手、脳を持つターン・キー方式を導入している。とはいえ、Helmee CSDの秘密はその『眼』にあるので、もちろん、希望であれば自分自身で製品の取り扱い方法を整えて使用することも可能である。

年間に製造されているめっき、塗装など光沢のある表面をもつ製品の数を考えると、そのほとんどの検査が未だに人によって行われているということは驚くべき事実である。特に、人の眼にはその欠陥の発見は困難かつ負担である。しかし、今日では様々な解決策が存在してきている。Helmee CSDの技術や光沢面の自動外観検査についてさらに詳しく知りたい場合は是非www.helmee.comへアクセスして欲しい。

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