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コンチネンタルタイヤ

ビジョンシステム、センサ、バーコードリーダーの世界有数のサプライヤであるコグネックスコーポレーション(NASDAQコード: CGNX)の工業用ビジョンシステムを利用した事例として、フランスのザーゲミン(モーゼル県)にあるコンチネンタルタイヤ社での、タイヤ製造品質チェックのアプリケーションについてご紹介いたします。

タイヤは、自動車の安全性や居住性を決定する重要な部品です。タイヤ製造技術は時と共に高度化してきましたが、現在では、きわめて高い精度が求められるようになっています。ほんのわずかな歪みでも、タイヤは使用することができなくなってしまいます。コグネックスのビジョンセンサは、生産ラインでタイヤを検査し、完璧な信頼性でどんな歪みも測定します。コンチネンタルタイヤのザーゲミン工場では、ビジョン検査を戦略上重要な役割を果たすものと位置付けました。製造段階で欠陥品を検出して排除できれば、競争上、大きな優位性がもたらされます。

コンチネンタルタイヤのザーゲミン工場では、自家用車向けのタイヤを生産しています。1日28,000本、年間で約900万本を生産し、総売上は年間2億6,500万ユーロに達しています。延べ床面積が100,000㎡にも及ぶ工場では、現在、1,200人の従業員数(3/4が生産スタッフ)が働いています。

コンチネンタル・グループのすべての生産拠点と同様に、この工場でも、生産された製品は非常に厳しい製造/検査基準をクリアする必要があります。タイヤは自動車の安全性や居住性に大きく影響するため、タイヤの製造工程は非常に複雑になっています。欠陥品が顧客の手に渡ることはあってはならないため、最終検査は特に念入りに行われます。

最終検査は、品質を保証するために不可欠なものですが、競争の厳しい現在の状況では、この検査だけでは十分とはいえません。このためザーゲミン工場では、生産ラインの検査ポリシーとして、最終検査において欠陥品を可能な限り少なくするという戦略を掲げました。この戦略の2つの目的は、品質管理の効率の向上、そして、生産工程のきわめて早い段階で欠陥品を検出しほかのプロセスに送らないことによるコストの低減です。次に説明するアプリケーションは、このような目的を達成するのに最適です。このアプリケーションは、ファイヤリング・ステージ直前の組み立てポイントに配置され、タイヤカーカスへのトレッドバンド取り付けの品質検査効率を向上させます。

タイヤは、簡単に言えば、カーカスとトレッドバンドという2つのコンポーネントで構成されています。これらは、加硫処理によって接合される前に、高い精度で組み立てておかなければなりません。カーカスそのものも、複数のコンポーネント(テキスタイルプライ、サイドウォール、サイドバンド、トレッド、ビードワイヤなど)から構成されています。
製造の工程は次のとおりです。機械でタイヤプライとトレッドバンドを合体させてカーカスに取り付け、2本の円柱(上下に1本ずつ)に組み立てます。これをリング状にしたら、膨張させて成形し、その後「グリーンタイヤ」と呼ばれる部品を回転させながらローラで圧力を掛けて押し付けます。ここで、ローラに向けて取り付けられているコグネックスIn-Sight® 5100ビジョンセンサを使用して検査を実施します。ビジョンセンサは、回転するトレッドバンド面全体を検査します。

この段階では、タイヤにはまだトレッドが付いていませんが、トレッドバンドに1本以上の溝があります。カメラは、中央の溝を基準点として正確に位置決めを行い、組み立てポイントの前後でリングの取り付けが不適切な場合に生じる「オフセット」や、部品が組み立て中に「動いた」場合に生じる「蛇行」を検出します。どちらの場合にも、タイヤは欠陥品と見なされ、廃棄の対象となります。

タイヤのトレッドは高度な研究の結果として誕生したものですが、さまざまな部品がタイヤの性能に影響することに留意する必要があります。「オフセット」はタイヤの不均一性に関する問題の原因となり、自動車を横方向に引っ張る力を生じさせます。「蛇行」は、タイヤのバランスを崩し、運転時の振動の原因となります。タイヤを自動車に取り付ける際にバランスを取るためには、重量を増やす必要があります。

検査に合格したタイヤは、後続の生産工程(スプレー、そして加硫処理など)へと送られます。不合格になった場合は、機械を止めてオペレータがその不良品を取り除いてから、次の部品を組み立てるために機械を再起動する必要があります。

この段階での作業にかかる時間は1分未満です。検査ソリューションを導入したコンチネンタルのエンジニアに課せられた使命は、ビジョンシステムが画像を取り込んで解析するための時間が、工程サイクルの時間に影響してはならないということでした。次に重要な条件となったのは、タイヤが合格と判定されるための許容誤差が非常に小さいため、正確で信頼性の高い計測ソリューションを見つけるということでした。

目的は、欠陥タイヤの検出を高い信頼性で行うこと、つまり、すべての欠陥製品を例外なく取り除き、かつ欠陥製品のみを取り除く、ということです。理想的なソリューションを探していたコンチネンタルのエンジニアは、工業用ビジョンシステムに行き当たりました。そして彼らは、コグネックスのシステム・インテグレータであるSolutech社に、コグネックスのビジョンセンサシステムのデモンストレーションを依頼したのです。

コグネックスIn-Sightビジョンセンサは非常にシンプルなものであったため、すぐにコンチネンタルのエンジニアの関心を集めました。エンジニアたちは、ビジョンの優れた機能や、短時間で容易に設定できることにも目を見張りました。

コンチネンタルタイヤのザーゲミン工場でプロジェクトマネージャを務めるLuc Vaucelle氏は「コグネックス製品の利用により、私たちは自らの手でアプリケーションを開発することができ、当社独自の条件に基づいて検査を実行することができました。コグネックスを選んだことは正解でした」と述べています。
 
また、「私たちが選んだIn-Sight 5100センサには、とても豊富なツールが備わっています。開発環境は非常に直感的でわかりやすく、マウスを数回クリックするだけで設定が完了します。PCが不要なので、接続も簡単になっており、メンテナンスの負荷も軽減されました。このセンサは、当社のアプリケーションには必須の、信頼性の高い計測を実現してくれます」と言葉を続けています。

コンチネンタルのエンジニアがコグネックスのビジョンシステムを高く評価したもう1つの利点があります。それは、堅牢な工業レベルの設計です。このシステムは、数ヶ月間連続して使用しても、正確な計測を安定して実行しています。このアプリケーションは、特別な照明がなくても周囲の光源だけで動作することができ、センサはそのほかの妨害要素にも影響を受けることなく精度の高い計測を実行します。Luc Vaucelle氏は次のように締めくくっています。「In-Sightセンサは非常に堅牢です。何らかの理由で電源が遮断されても、復旧後は、何も特別なことをしなくても、同じように動作を再開してくれます。コグネックスのツールが提供する性能と効率により、私たちはビジョンアプリケーションを完璧に管理することができます。このシステムの自律性には大いに満足しています。私たちは現在、別のアプリケーションのアップデートに取りかかっています。もちろん、使用するのはコグネックス製品です。コンチネンタルのザーゲミン工場では、コグネックスが、工業用ビジョンソリューションの最優先サプライヤとなりました。」 

 

 

 

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