人と機械が最適に強調する“半自動化”

オムロン草津工場 外観検査自動化事例

人の感覚に頼った検査を自動化し、
不良流出ゼロへ

作業員の確保、スキル習得教育、高い品質の維持。目視に頼って外観検査を実施している現場にはさまざまな課題があります。
ここではオムロン草津工場で実践した、制御機器製品を対象にした外観検査工程の自動化による
不良流出ゼロと活人化の両立をめざした取組みをご紹介します。

Issue

課題

検査員のスキルに左右されやすい目視での外観検査が安定品質と混流対応の障壁に

検査員のスキルに左右されやすい
目視での外観検査が安定品質と混流対応の障壁に

目視の外観検査では、検査対象物を手で動かして光の当て方を変えたり目を細めながら、部品の取付や印字、嵌合状態などへの欠陥の有無を見極めていました。これには熟練したスキルが必要で、担当者によって品質が左右されやすい工程です。
また、多品種少量生産ラインにおいては、大量受注・段取り替え・普段は流れない品目への対応などが頻発します。増産や複数品目の混流に対応しながら、属人的なスキルに頼らない安定した品質保証の実現が求められていました。

Solution

解決策

多品種少量生産ラインでこそ活きる自動化を

これまで検査員が行っていた、部品の有無・マーキング印字・部品の取付状態などの外観検査を、画像処理システムとロボットを活用して自動化。多品種少量生産対応に求められていた熟練したスキルがなくても、安定した品質を担保できます。

作業分析にもとづく自動化への見極めの図
高速ハンドリング・撮影により、70秒で69項目を検査

高速ハンドリング・撮影により、70秒で69項目を検査

垂直多関節ロボットとY-θステージを連動させて高速ハンドリング。仕様の異なる28種の製品に対して70秒で、5面・32箇所(検査項目数69)の高速検査を実現しました。

高速ハンドリング・撮影により、70秒で69項目を検査
撮影画像例:文字のみ抽出した画像を合成(写真中央)
撮影画像例:文字のみ抽出した画像を合成(写真中央)

マーキング印字された文字を正確に高速抽出

照度差ステレオ照明により、1カ所の計測に最大9パターンを撮像。角度や光によって見え方の異なる汚れと、文字印字の検査を同時に実行します。複数方向から順番に照明を点灯し明るさの変化分析を行い、文字のかすれなどの高速抽出を実現しました。

撮影画像例:文字のみ抽出した画像を合成(写真中央)
撮影画像例:文字のみ抽出した画像を合成(写真中央)
ロータリスイッチが正しい向きに設定されているか、撮像画像を数値で判定
ロータリスイッチが正しい向きに設定されているか、撮像画像を数値で判定

操作性や使い勝手などの官能検査領域の検出も

電気的なテスターでは良品と誤認されることのある、ロータリスイッチの方向チェックなどの操作性・使い勝手に関わる項目も、閾値を定めて自動チェックできるようにしました。

<自動チェック化項目 一例>

ロータリスイッチ

ロータリスイッチが正しい向きに設定されているか、撮像画像を数値で判定
ロータリスイッチが正しい向きに設定されているか、撮像画像を数値で判定

Achievement

成果

検査品質の安定化・検査時間30%短縮と、活人化を両立

検査箇所・項目と良品基準を定量化し、外観検査を自動化したことにより、検査時間を短縮しながら、工場全体においての活人化と検査品質の安定化を実現。
また、自動化によって検査結果のエビデンスを残せるようになったことで、出荷時など他工程で重複実施していた検査・確認作業も削減できました。
この検査システムなら、多品種少量生産においても熟練したスキルがなくても対応可能です。マシンデータと製品全数の検査結果を紐づけて管理すれば、重複検査の廃止やポカミスによる不良流出ゼロも実現できます。

Voice

担当者の声

オムロン株式会社 インダストリアルオートメーションビジネスカンパニー 商品事業本部 草津工場 生産管理部 生産技術課 西林 和則
オムロン株式会社
インダストリアルオートメーションビジネスカンパニー
商品事業本部
草津工場 生産管理部 生産技術課
西林 和則

今後も外観検査は進化を続けていきます

外観検査は細かい検査項目が多くあり、熟練作業者に依存する官能検査工程でした。今回の自動外観検査装置の導入により、人に依存しない検査品質を担保でき、生産性も向上する工程へ改善することができました。さらに、製品を持ち上げて回転させながら検査するため重量があり煩雑な作業が不要となり、作業者の方に喜んでいただけたことは生産技術者として非常にうれしい声でした。
今後は画像検査装置の更なる使いこなしによる外観傷検査の安定化と、立ち上げ調整工数削減に向けてAIによる学習機能導入を目指し、画像検査の完成度向上と可能性を広げていきます。