この記事の答え
外観検査装置は、カメラで製品を撮って、キズや汚れ、欠けを自動で見つける装置です。選ぶときは「何を、どれくらい小さな不良まで見たいか」「1分に何個流れるか」「不良品の画像がどれだけ集まるか」の3つを先に決めます。部品の決まった所を見るなら画像センサ、良品の形がそろわない物はAI、凹みやバリは3D、錠剤や基板を大量に見るなら専用機です。
外観検査装置とは
外観検査装置は、ラインを流れる製品や部品をカメラで撮り、キズ・汚れ・欠け・異物・印字の間違いを見つけて、良品と不良品を分ける装置です。人の目視と違って全数を同じ基準で見られ、不良品をその場ではじく仕組みとつなげて使います。
比較表には、メーカーが自社で作るか自社製品として売り、公式サイトで仕様を確かめられる製品を載せています。受託の検査サービス、カメラやレンズ・照明の単体、カメラを一式で出さない検査ソフトだけの製品、X線検査装置は入れていません。
| 方式 |
見分け方 |
向いている物 |
掲載した製品の例 |
| 画像センサ・画像処理 |
明るさや形の基準を人が決めて比べる |
部品の有無・向き、印字、小物の傷 |
キーエンス CV-X480F、オプテックス・エフエー CVS3-N20-RA、パナソニック インダストリー SV-N500C |
| AI外観検査 |
画像をAIに学ばせて見分ける |
形や色がそろわない食品・原料、光る金属 |
キーエンス IV4-H500CA、理経 POLYGON VISIO、フツパー メキキバイト、YUASA F[ai]ND OUT MEX TYPE-S |
| 3D形状検査 |
レーザーで高さを取って比べる |
凹み・膨らみ・バリ、段差 |
キーエンス LJ-X8080 |
| 専用機 |
対象を決め、搬送とカメラを1台に組む |
錠剤、実装基板、フィルム、チップ部品 |
池上通信機 TIE-10000、サキコーポレーション 3Di-LS3EX、ヤマハ発動機 YRi-V、オカノ電機 OVS-6610 |
画像センサ・画像処理
カメラと判定する部分をラインに付け、何を見るかは設定で決めます。パナソニック インダストリーのSV-N500Cは、2値化・濃淡・パターンマッチング・傷検知といった道具を組み合わせて判定します。基準を人が決めるので、なぜ不良になったかを説明しやすいのが強みです。
小さいものは、カメラ・照明・判定を手のひらに乗る1台にまとめています。オプテックス・エフエーのCVS3-N20-RAは約200gで白色LEDを12個内蔵し、別置きのコントローラがありません。値段も199,000円（税別）と公開しています。印字の日付やロット番号を読むなら、同じ会社の文字認識タイプCVS4-N23W-RA（280,000円（税別））があります。
いろいろな物を1台で見たいときは、カメラを何台もつなぐ画像処理システムを使います。キーエンスのCV-X480Fは2,100万画素のカメラにつなげ、照明もLumiTraxやマルチスペクトル照明から選べます。
AI外観検査
良品と不良品の画像をAIに学ばせて見分けます。食品や原料のように良品の形や色が1つずつ違う物は、ルールで基準を書くと良品まで不良にしてしまいがちです。AIなら、そのばらつきごと学ばせられます。
学ばせ方は製品で違います。
| 製品 |
学ばせ方 |
| キーエンス IV4-H500CA |
学習サーチは画像1枚の登録で検出を始める。追加で学ばせられる |
| YUASA F[ai]ND OUT MEX TYPE-S |
良品だけで学ぶ。撮ってから最短5分でAIを作る |
| アプライド AeyeBOX |
10枚程度の画像から学習を始める（領域検出の場合） |
| フツパー メキキバイト |
導入後に自社でモデルを足して学び直す |
不良品がめったに出ない工程では、不良品の画像がなかなか集まりません。そういう工程は、良品だけで学ぶ製品を選びます。
AI外観検査は、カメラ・照明・PCを検査する物に合わせて組む製品が多く、カメラの画素や処理の速さを公式に書いていないものもあります。理経のPOLYGON VISIOは、最大5台のカメラで1分あたり最大200部品を見て、値段は500万円からと公開しています。フツパーのメキキバイトは月額制です。
3D形状検査
レーザーを当てて断面の高さを取り、凹み・膨らみ・バリを高さの差で見ます。黒い物や模様のある面は、カメラの明るさだけでは凹みが写りにくいので、高さで見るほうが確かです。
キーエンスのLJ-X8080は青色半導体レーザで、高さの繰り返し精度は0.5μm、基準距離での測定幅は35mmです。3Dで検査するには、3Dモードを持つコントローラLJ-X8000と組み合わせます。
専用機（錠剤・基板・フィルム・チップ部品）
対象を決め、送る仕組みとカメラ・照明を1台に組んだ検査機です。速さと見つけられる大きさが仕様で決まっているので、比べやすいのが特長です。
| 対象 |
製品 |
速さ |
見つけられる大きさ |
| 錠剤の全周 |
池上通信機 TIE-10000 |
最大70万錠/時（直径5mmのFC錠） |
直径50μmの黒点相当 |
| PTPシート |
CKD フラッシュパトリ FP835 |
800シート/分 |
記載なし |
| 実装基板 |
ヤマハ発動機 YRi-V |
3D検査56.8cm²/s（分解能12μm） |
分解能12μm、7μm、5μm |
| 実装基板 |
サキコーポレーション 3Di-LS3EX |
8μmカメラで4,500mm²/sec |
0201mm部品 |
| プリント基板 |
倉敷紡績 BBMaster-8800 |
最速5秒/枚 |
解像度10〜16μm |
| チップ部品の6面 |
オカノ電機 OVS-6610 |
最大5,000個/分 |
記載なし |
| フィルム・金属箔 |
池上通信機 PIE-650 |
カメラ最大43台 |
記載なし |
速さはメーカーの決めた条件での値です。TIE-10000の70万錠/時は直径5mmのFC錠、YRi-Vの56.8cm²/sはメーカーの最適条件での値です。自分の物で同じ速さが出るかは、サンプルで試してもらって確かめます。
見つけたい不良の大きさから決める
カメラが1画素で見る範囲は、視野の幅を画素の数で割った大きさです。視野を広くとるほど1画素で見る範囲が広がり、小さな不良は写りにくくなります。キーエンスのIV4-H500CAは1280×960画素で、視野は22×16mmから1184×888mmまで変えられますが、広い視野で見るほど細かい傷は拾えなくなります。
先に「一番小さな不良は何mmか」と「1回で見たい範囲」を決め、それに合うカメラと視野を選びます。足りなければ、カメラの台数を増やして範囲を分けます。
PLCとのつなぎ方
良否の結果は、PLCに信号で返して、不良品をはじく仕組みを動かします。
- オプテックス・エフエー CVS3-N20-RA：NPNの出力2点と、設定の切り換え入力4点
- キーエンス IV4-H500CA：EtherNet/IP、PROFINET、TCP/IP
- キーエンス LJ-X8000：EtherNet/IP、PROFINET、EtherCAT
- パナソニック インダストリー SV-N500C：EtherNet/IP
値段
値段を公式に出しているのは、このページの18製品中3製品だけです。オプテックス・エフエーのCVS3-N20-RAが199,000円（税別）、CVS4-N23W-RAが280,000円（税別）、理経のPOLYGON VISIOが500万円からです。方式が違うので、この3つを並べて安い・高いは決められません。ほかの製品は、検査する物・見たい不良・ラインの速さを伝えて見積もりを取ります。照明で写り方が大きく変わるので、見積もりの前に実物のサンプルで試し撮りをしてもらうと、入れたあとの食い違いが減ります。
