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metal parts being inspected by cognex system

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Meister 社、コグネックスのマシンビジョン・システムの利用により、
毎日12万個の自動車部品検査を実現

ビジョンシステム、センサ、バーコードリーダーのリーディング・カンパニーであるコグネックスコーポレーション(NASDAQコード: CGNX)は、精密機械分野における、工業用ビジョンシステムを利用したアプリケーションの事例を紹介いたします。自動車部品メーカーのMeister Franceでは、欠陥品の出荷をゼロにすることを目標に、製造部品に対して厳しい外観検査を実施しています。年間4,000万個もの部品を製造しているメーカーにとって、これは大胆な試みと言えます。この試みを成功に導いたのは、コグネックスが提供する工業用ビジョンセンサ、In-Sight®です。

Meister Groupは、主に自動車メーカーに製品を供給しているベルギーの企業です。ベルギー、フランス、チェコに工場があり、カットスチール部品の大量生産を専門としています。高精度旋盤を使用した最新の製造装置にとっての課題は、比較的複雑な部品も数秒間で製造し、生産性を犠牲にすることなく、出荷時に部品が基準を満たしていることを保証しなければならないというものでした。

Meisterのフランス工場はHaute-SavoieのScionzierにあり、ABS(アンチロックブレーキシステム)メーカー向けの電子弁を製造しています。工場には、24台ほどのマルチスピンドル旋盤が設置されており、毎日12万個の部品を製造しています。年間製造数は3,500~4,000万個にも達します。

Meisterは、最も重要な問題である品質に対するニーズにすべての労力を集中させました。欠陥品を出荷するわけにはいかなかったのです。この業界では、組立ライン上でどんなに小さなミスが発生しても包括的な検査が必要となってしまい、下請け会社にも複雑でコストのかかる手続きを強いることになるため、「欠陥ゼロ」は絶対に達成しなければならない目標でした。しかし、現在利用されている製造技術や、大量生産の必要性により、このような目標を機械だけで達成することは困難でした。部品の欠落、金属の削りくず、部品のゆるみ、振動や衝撃による破損など、欠陥の原因はさまざまであり、それらを分別して排除しなければならないからです。

これまでは、オペレータが目視検査を行っており、欠陥率は1000個中1個前後でした。この欠陥率では高すぎるため、100ppm未満の欠陥率を実現すべく、研究が進められました。また、部品コストに対する人件費の影響も最小限に抑えなければなりませんでした。
このような検査をビジョンツールによって自動化するという選択は、すでに寸法検査に工業用ビジョンシステムを利用したことのあるMeisterの技術者にとってはごく自然なことでした。また、Alpsitec社が開催するセミナーを通じて、Meisterの技術者は、工業用ビジョンシステムの世界的リーダーであるコグネックスのIn-Sightビジョンセンサの性能と機能を知ることができたのです。

Alpsitecは、コグネックスの正規パートナーであるシステムインテグレータです。同社は、コグネックスのカメラが実際に部品の欠陥を「見分け」られることをデモンストレーションするよう求められました。この最初の予備試験の後、最新のプロトタイプが用意され、1ヶ月間に渡って試験が行われました。In-Sightセンサの使いやすさも、導入を決定する大きな要素となりました。その後正式に契約が交わされ、2台の試験システムが発注されました。

この試験システム(実際には2台の独立したテストベンチ)は、製造ラインの最終工程に設置され、梱包直前の部品の最終検査に利用されました。製造されたすべての部品は、この管理ポイントに送られるため、100%の製造検査が可能になりました。

ロボットが部品をメッシュ梱包します。梱包が完了すると、ロボットが部品を試験面に置き、照明装置に接続されたコグネックスのIn-Sight 1000ビジョンセンサがメッシュに沿って部品上を通過し、検査が行われます。ビジョンセンサは、部品に含まれる可能性のある4種類の欠陥、つまり、金属削りくずの有無、部品の欠落、部品のゆるみ、振動や衝撃による破損について検査を実行する必要があります。検査結果は、センサによって、ロボットの制御センタに送られます。欠陥が見つかった場合、ロボットはビジョンセンサを降下させて、部品をシュートに落とします。シュートは欠陥の種類ごとに用意されます。シュートに落とされた欠陥品はホッパーに送られ、システムは動作を続行します。

片方のテストベンチには、2台のIn-Sight 1000センサが取り付けられており、毎時6000個の部品を検査します。他方のシステムにはセンサが1台取り付けられており、毎時4000個の部品を検査します。導入開始からの数ヶ月間は、両方のシステムがデュアルソーターとして使用されていました。

アプリケーションのアップデートで重要なのは、検査システムが認識すべきさまざまな欠陥を識別して、ビジョンセンサに「教える」ことでした。この手順は、検査システムの効率を高めるためには不可欠です。

顧客に出荷される部品の欠陥率は、40個/100万個まで激減しました。In-Sightセンサの強力なプロセッサアルゴリズムと、排除すべき欠陥を詳細に分析する機能により、欠陥率は20ppmより小さくできると考えられます。

Meister Franceの技術ディレクタ、Jean-Marc Sermet氏は、このプロジェクトを最初から最後まで統括しました。Sermet氏はコグネックスの製品とAlpsitecのサービスに満足しています。この組み合わせによって、ビジョンソリューションのセットアップに必要なスキルと経験が得られました。Sermet氏は「私たちは、高精度メタルカットを専門とするエンジニアです。Alpsitecの効率的で信頼できるサポートによって、プロジェクトを迅速に進めることができました」と述べています。

Alpsitecは、ビジョンセンサのパラメータのセットアップについても技術者向けのトレーニングを実施しました。そのおかげでMeisterでは、新たに欠陥種別のデータを自分たちで入力し、検査対象となる15種類の部品についてもパラメータを修正できるようになりました。

Jean-Marc Sermet氏はさらに言葉を続けます。「私たちは、試験システムによって生産性が落ちてしまうのではないかと心配していましたが、この工業用ビジョンソリューションは生産性には影響を与えないということがすぐに分かりました。このソリューションは非常に安定しており、オペレータの介入も不要です。」

最大の恩恵は、6ヶ月もしないうちにあがるようになった投資収益です。また、品質が大幅に向上したため、顧客との関係をより強化することができました。Meisterは現在、工業用ビジョンシステムを製造ライン上で別の目的で利用する道を探っています。

 

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