製造ラインでワイヤなどの細長い製品をリアルタイム検査

April, 21, 2014, Freiburg--パイプ、レール、ワイヤなどは高速で製造される。新しい光学検査システムは、10m/秒で製品を検査し、リアルタイムで毛髪程度の欠陥を検出する。
1秒間に10mの速度で加工品が出てくる工程では、インライン検査はこれまでは追いつかなかった。フラウンホーファー物理計測技術研究所IPMSは、この技術的ギャップを埋めた。光学検査システム、WIRE-AOIは細長い加工品の欠陥をリアルタイムで検出できる。細長い製品とは、パイプ、レール、ワイヤ、ボードなどで、これらは高速で量産される。検査システムは、10m/秒で流れるマイクロメートルの欠陥を拡大検出する。作業員は、必要な処理が行われた欠陥をモニタで見て、一致する加工品を除去することができる。このシステムは欠陥の位置をマークし、データベースに関連するカメラ画像を蓄積する。こうして、製品メーカーは、製造中の欠陥を特定し、分類し、記録することができる。例えば、表面欠陥の深さ、幅、長さのしきい値レベルを決めて製品に適用する。加工品がこのパラメータを超えるとソフトウエアが光学的、または音声で警告する。
4つの高速カメラが欠陥の画像を送り出す。それぞれ1秒に10000画像を撮ることができ、リアルタイムで処理する。IPMのインライン計測技術担当グループマネージャ、Dr. Daniel Carl氏は「産業用カメラ検査でこの数の画像を記録できるものはほんのわずかであり、ましてやそれをリアルタイムで分析できるものはない」と言う。この最高パフォーマンスの前提となっているのは細胞神経回路網。「これは、個々のピクセルが、それ自身独自のコンピュータであると言うことだ。これらをプログラムするためには、IPMの開発チームが意のままにできる並列アーキテクチャについての特殊知識が必要になる」。先ず、対応するソフトウエアによって、カメラが撮った画像をシステムが解析できなければならない。
Carlの研究チームが開発したLED光が、カメラが撮った画像を鮮明にする。LEDの光は1秒の500万分の１で光り、明るさは100suns、フラッシュは1秒に10000回光る。「それは普通の写真と同じだ。光が明るければ明るいほど、また照射周期が短ければ短いほど、動く対象物の画像は鮮明になる。そのような短い時間周期では原理的に何も動かないので、10m/秒のスピードでも画像がぼけることはない」。人の目は、このような短い時間を感じ取ることはほとんどできない。したがってこのシステムは、非常に高輝度ではあるが網膜にとって安全である。
もう1つ重要な要素は頑丈なハウジングである。ワイヤなどの細長い製品を生産するときは現場が荒れる、乱雑になり、装置が振動する。この検査システムは高感度エレクトロニクスや光コンポーネントを内蔵しているが、製造ラインの直中に置かれている。加工品は、文字通り、その検査装置を直接通過していく。
(詳細は、www.fraunhofer.de)