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そのほかの自動外観検査

目次

そのほかの自動外観検査「色ムラ検査、輝度変化検査」とは

モノづくりにおいて外観検査は不良品の流出を防止するだけでなく部品や製品の品質や信頼性を保つための重要な工程として行われます。また不良が発生している原因を突き止めて不良発生を予防するという目的もあります。外観検査の項目は数多くありますが、その中に色ムラ検査や輝度変化検査があります

この検査は食品の生産ラインや自動車工場など、さまざまな業種で行われています。樹脂製品は空気やガスで断熱圧縮するときに熱が生じて樹脂が焼けて変色したり、着色材の分散不足で色ムラができたりします。

色ムラができてしまうと製品として流通させることができず廃棄処分となるためコスト的にもダメージが大きいです。また自動車の塗装ラインでドアなどに色ムラや輝度が異なっていると、そのドアを取り付けることができなくなってしまいます。

「そのほかの自動外観検査」を自動化する方法

色ムラ検査や輝度変化検査の自動化には、画像処理技術が用いられるケースが一般的です。

画像処理アルゴリズムが明暗のノイズ除去や平滑化、エッジ検出、カラー調整などの処理を行った後、特徴量抽出やパターンマッチングなどの解析手法を用いて色ムラや輝度変化を数値化し、基準と比較して合否を判定します。

ルールベース外観検査

現在の外観検査現場では、ルールベース検査が主流です。ルールベース手法では、検査員が事前に外観の異常や不良の特徴に関するルールを定義したうえで、センサー技術を駆使して製品の外観を検査・判定します。

色ムラや輝度変化を検査するためには、画像センサーを用いるケースが一般的です。マルチスペクトル照明を搭載した画像処理システムを活用すれば、製品表面の微細な色ムラや輝度変化を検出できます。

AI外観検査

色ムラや輝度変化を含む外観検査現場では、AIのディープラーニング技術を活用した検査が普及しつつあります。

自社の製品や品質ポリシーに合わせて、ディープラーニングによる異常検知を導入したうえで念のため目視検査もおこなう、AI検査で異常と判断された対象物だけ目視検査するなど、従来の検査方法と組み合わせて運用するケースが一般的です。

マルチスペクトル照明で、わずかな色ムラも正確に判別

従来の色ムラ検査や輝度変化検査は目視検査がメインでしたが、色ムラや輝度変化を人間が見つけるのは難しく検査員によるばらつきもありました。画像処理システムでの検査もしていますが、光沢のある表面の色ムラや輝度変化を検知することが不可能でした。

しかし最近では画像処理技術の進化によって自動外観検査装置での検査が可能になっています。画像処理システムに搭載されたマルチスペクトル照明は、これまでのカラーセンサでは検出できなかったわずかな色ムラや輝度の違いも検出できます

8波長のLED照明とカメラを使って、これまでのRGBカラーのカメラよりも大幅にカラー判別能力が向上し、わずかな色ムラも正確に判別、表面の凹凸やハレーションの影響なく検査ができるようになりました

自動外観検査装置による色ムラ検査方法

撮像した画像データを解析して塗装などの色ムラや輝度変化を判定します。まず対象物に光を照射し高精度カメラで対象物を撮影。撮影した画像データから検査対象部分だけを切り出し、画像のノイズを除去して鮮明な画像に設定。対象物の色を測定し測定基準に適合しているか判定し、判定結果が基準内なら良品、判定基準外なら不良品となります

【省人化につながる】AI外観検査とは

ディープラーニング(深層学習)技術を活用したAI外観検査は、従来の目視検査に代わる新たな検査手法です。AI外観検査の導入により検査精度が向上すれば、検査工数や人的コストを削減できます。また、検査員の作業負担が軽減される、生産性が向上するなど、従来の目視検査が抱えてきた課題の解決につながります

“省人化・省力化”できるAI外観検査の すべてがわかる
“省人化・省力化”できる
AI外観検査の すべてがわかる

これまで人の目で確認していた外観検査を自動化できる「AI外観検査」。とにかく外観検査を省人化したい企業も、自動化して自社製品の品質を担保できるか心配な企業も、AI外観検査の導入前に仕組みを理解したうえで導入することで、うまく活用することができます

本サイトでは、AI外観検査のしくみからメリット、初めての導入におすすめの開発会社までをすべて紹介しています。

AI外観検査を詳しく知る

業界別に行われる異種混入検査

自動車業界

自動車のドアやボンネットなどの塗装は、部品ごとに行われます。これまでの色ムラ検査や輝度変化検査は主に目視や測色計によって行われてきました。しかし目視では検査の漏れ、測色計では測定範囲が狭いなどの問題がありました。

最近では人の目に極めて近い感度のカメラを使った測定機器によって隣接する部品の色合わせや色ズレの検査を非接触で行うことができるようになってきています

印刷業界

パンフレットなどの印刷物はこれまで目視検査でチェックされていました。しかし大量に印刷されるので検査員の経験が必要で手間と時間もかかっていました。また全てを検査することも不可能でした。

最近では高精度カメラと画像処理技術の進歩によってマスター画像を元にして印刷の色ムラなども高速で正確に検出できるようになり印刷物の品質が向上しています。

樹脂・成形・シート業界

ペットボトルのキャップなど樹脂成形品は表面の色の変色や色ムラが出たりすることがありますが、これは成型中の温度が変化することや着色剤の分散不足で起こります。

合成樹脂は限度以上に加熱すると変色し、さらに過熱すると黒く焦げてしまいます。これまで色ムラ検査は目視がメインでしたが、検査員によって判定が異なることや、生産ラインの高速化で目視検査が難しくなっていました

最近では専用検査装置や画像処理システムで検査の自動化をする工場が多くなっています。

【目的別】
初めての導入におすすめの
AI外観検査3選

AI外観検査の中から、初めての導入におすすめのAI外観検査開発会社をピックアップ。
AI外観検査は、製品や開発会社によって自動化できる対応領域が異なります。
ここでは、自動化したい範囲に合わせておすすめの開発会社を紹介しています。

曖昧な差異や傷も綿密に自動化したいなら
製品の品質担保まで
綿密に自動化したいなら
曖昧な差異や傷も細かく検知できる「オーダーメイド」の
AI外観検査がおすすめ

品質の一定化やヒューマンエラーに課題を感じる企業におすすめ。定量化しづらく、思わず人の判断に頼ってしまっている検査項目も丁寧に検証し、細かく定量化したうえでAIに判断させることが可能。
自社固有の要件をしっかりと採り入れて検査ラインを構築できます。

おすすめの企業
「システムインテグレータ」の
公式HPを見る

単純な検査からまずは自動化したいなら
単純な検査から
まずは⾃動化したいなら
検査項目のカスタマイズもできる
パッケージ型」のAI外観検査がおすすめ

単純作業に人的工数がかかっている企業におすすめ。AIベンダーが保有する既存のAIパッケージに対して、自社の要件に合わせて判断基準をカスタマイズすることで、これまで統一化されていた判断が可能。

誰でも検査が可能であった項目を自動化することができ、オーダーメイドに比べて比較的短期間で導入できます。

おすすめの企業
「マクニカ」の公式HPを見る

目視検査のサポートとして一部自動化したいなら
目視検査のサポートとして
一部自動化したいなら
低価格で導入できる
AI機能付き検査カメラ」がおすすめ

検査そのものの工数から削減し、社員の負担を減らしたい企業におすすめ。画像データを基に、定量化した判定が可能。細かなカスタマイズの対応は難しいものの、比較的低価格で導入することができます。
異常判定が出た部品のみ目視で検査するなど、目視と自動化を使い分けて活用することが可能です。

おすすめの企業「オムロン」の公式HPを見る

2023/4/23時点、Google検索にて「AI外観検査」と検索し、表示された企業のうち、初めての企業でも安心のサポートを提供できる企業として以下3つの内容が公式HPに掲載されている企業をピックアップ。
・撮像の        サポートがあるか
・サーバ・カメラ・照明等のハードウェアの提供
・導入後の運用サポートがあるか        
ピックアップされた企業を「AI機能付き検査カメラ」「パッケージ型」「オーダーメイド」のシステムを提供する企業に分類し、それぞれの項目から条件に当てはまる企業を厳選しています。
「パッケージ型」のみ条件に当てはまる企業が複数社あるため、その中でも「パッケージ型」の特徴である効率的なAI構築に特化している企業として、「撮像」「判定」「運用」の3つのノウハウを統合したワンストップソリューションを提供する「マクニカ」をピックアップしています。