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画像処理を活用することで、自動車部品サプライヤの柔軟な検査対応と優れたトレーサビリティー

In-Sight vision systemsinspection solution of fuel injectors

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In-Sight ® 画像処理システムは

検査、識別、位置決めする能力に非常に優れています。

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自動車業界のサプライヤにとって、柔軟性、経済性、信頼性に優れた検査システムは、重要な要素です。画像処理アプリケーションの範囲は単純なチェック機能から複雑な検査領域まで広範に及んでおり、また、品質管理アプリケーションは画像処理システムのサプライヤやシステムインテグレータにまで課題をもたらす場合があります。ドイツのインテグレータであるFuetec社は、燃料噴射装置の主要サプライヤに、In-Sight®ビジョンシステムを利用した信頼性の高い検査ソリューションを提供することで、品質管理上の困難な課題を解決しました。

完全な検査およびトレーサビリティーを1つのソリューションで保証

自動車エンジンの燃料噴射装置には、製造において厳密な精度要求があるため、完全に自動化された品質管理システムが必要です。この大量生産品を経済的に検査するには、視覚検査セルが、信頼性の高い検査精度を保証することに加え、さまざまな種類のエンジンに高スループットで対応できる柔軟性を確実に備えていなければなりません。

課題

ホンブルクにある自動車業界大手の燃料噴射装置サプライヤでは、エンジニアが製造において上記のような状況に直面していました。このサプライヤは、さまざまな燃料噴射装置に関して、多様な特徴を参照しながら、高い信頼性で検査する必要がありました。また、検査ソリューションを既存の品質管理システムに組み込み、データマトリックスコードによる部品識別によって完全な製品トレーサビリティーを確保する必要もありました。さらに、週末を含む3交替制操業で生産しなければならないため、視覚検査セルの信頼性の高さも強く求めていました。

複数の対象物と複数の特徴に単一の画像処理ソリューションで対応

そこで、このサプライヤは、さまざまな画像処理システムインテグレータから、これら要件に対応した完全に自動化された新しい視覚検査セルの見積りをとりました。ドイツの画像処理インテグレータであるFuetec社が提案したコンセプトと、アプリケーション要件に関するその実行可能性のデモンストレーションは、サプライヤの意思決定者たちを納得させるのに十分なものであり、3台の視覚検査セルのうち最初の1台が2006年3月に設置されることになりました。2007年10月の時点で、さらなる拡張が進められています。

この視覚検査ソリューションは、In-Sightファミリの5100、5110、5403画像処理システムをベースにしています。5つの異なるIn-Sightビジョンシステムを使用して、検査セル全体の各作業を実行します。例えば、高解像度In-Sight 5403は、高い画像解像度が必要とされる作業で使用され、In-Sight 5110はデータマトリックスの検証と読み取りに使用されます。このシステムは、PCベースのソリューションよりずっと柔軟で信頼性が高いシステムです。独立したIn-Sightシステムのそれぞれを、検査課題に合わせて1対1ベースですぐに置き換えることができ、あらゆる問題に迅速に対応できるからです。検査セルに装備された5台のIn-Sightはすべて、特別な精密機構で取り付けられており、いつでも最小の設定時間で新しい作業に対応できます。

32種類の製品と25の特性を数秒で検査

現在、それぞれ5台のIn-Sightが取り付けられた2つの検査ステーションを、32種類もの噴射ノズルが通るようになっています。0.5秒の間に25の異なる特性が検出され、その結果は中央制御サーバに直接送信されます。部品は、1サイクルあたり約11秒で検査ステーションの中を移動します。これは、週末を含む3交替制操業において、シフトあたり1,500~3,000個の部品に相当します。

In-Sightが実行する品質検査の内訳

  • ノズル張力ナットの溝が正確に形成されていることの確認。カメラの解像度が低い場合、エッジがぼやけて結果が不正確になります。高解像度In-Sight 5403では、信頼性の高い結果が得られます
  • 電気コネクタの角度を0.5度の精度で保証
  • 保護キャップと銅シーリングディスクのシーリングが適切であることの確認

正しいノズル張力ナットの存在を検証

コグネックスの画像処理ツールは、Fuetec社が提案したソリューションにおいて非常に重要な要素でした。In-Sightビジョンシステムには、部品認識および位置検出のための幾何学ベース高性能画像処理ツールPatMax®があります。また、コード読み取りのIDMax®ソフトウェアは、歪みにも強く難しいコントラストにも対処できるため、表面が油分のためにコード上で反射が生じるなどの厳しい条件においても、信頼性の高い検証とデータマトリックスコードの読み取りという困難な作業を遂行できます。

部品の完全なトレーサビリティー

検査対象の部品にはすべて、識別コードがあります。このデータマトリックスコードは、ダイレクトパーツマーク(DPM)という方法で、レーザエッチング等で部品の金属表面に永久的に刻印されます。大きさはわずか4.5×4.5mmです。100%のトレース品質のためには、リードアフターライトによる検証が必要です。この検証で、単純なコード読み取りではなく、厳密な高性能画像処理アルゴリズムを使用することで、コードの品質を検査します。この画像処理ソリューションでは、高い読み取り率が不可欠です。高価な部品が多数ある場合、この事例のように読み取り率を98.8%から100%にできれば、コストを大幅に節約できます。このデータマトリックスにより、製造された部品の完全なトレーサビリティーも保証され、画像処理ソリューションが同社の品質管理システムに完全に統合されます。もう1つの長所として、In-Sight Explorerのユーザフレンドリな開発環境によって、検査プログラムに便利なユーザインタフェースを使用できるという利点があります。

この自動車業界サプライヤの場合、目視検査セルの画像処理ソリューションがFuetec社1社から提供されたため、標準化されたハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントのスペア部品の在庫管理が大幅にシンプルになり、応答時間が短縮されるという利点も得られました。

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