美和電気工業株式会社

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画像検査ソリューション

当社がFA(ファクトリーオートメーション)分野で培ってきた豊富な経験・実績と、
世界最高水準の画像処理エンジンHALCONを融合させた画像検査ソリューションをご提案します。

低コスト・ハイパフォーマンスな画像検査システムの実現

低コスト・ハイパフォーマンスな画像検査システムの実現
お客様のニーズに合わせた検査システムを提供致します

シート類検査

画像処理装置において、最も重要になるのが最適なハードウェアの選定です。弊社のシート表面検査装置は、高解像度かつ輝度ムラの少ない検査画像が得られるラインセンサを使用しています。
「シート幅」「検出したい欠点種類」「ライン速度」に応じて、ラインセンサの台数や性能を決定します。
また、ラインセンサを使用した大容量画像処理に対しては、HALCONを用いたPCベース(マルチコア)システムの高速処理によって欠点検出を実現します。
光学系に関しては高周波蛍光灯、LED、LED光源、ハロゲンなどの選定ラインナップがあり欠点種類に応じて、最適な光学系を選定します。

画像処理装置

正反射

製品の上方向から光を照射させ、撮影することにより、製品表面上のキズ・汚れ等を検出することができます。

正反対

計測

製品表面のキズや汚れの検出の他に、連続した製品中での異なる材質毎の識別、測長の計測などが可能です。

計測

透過

製品をはさむ形で投光器とカメラを置くことにより、光を透過させ、製品に混入した異物等を検出することができます。

透過

マップ

上図は画像処理PC検査画面の一例です。測長毎に欠点別情報・種類等をマップ表示することができます。

マップ

HALCON特有のアルゴリズム(動的閾値法)

HALCON特有のアルゴリズム(動的閾値法)

シート製品の検査において製品の地合や製品の揺れにより輝度ムラが生じることがあります。

製品の地合

製品の地合は画像処理を行う上で邪魔な存在です。
背景模様がでることで過剰検出をしたり、逆に照明系で地合を消そうとすると欠点を見えづらくしてしまうことがあります。

製品の揺れ

生産ラインの都合上、製品の揺れがあることで光の反射の仕方が変化します。それによって輝度ムラが生じることがあります。

上記のような場合、通常の二値化ではうまく処理が実現できない場合が多くあります。

このような場合HALCONではまず対象画像を平滑化することでベースのコントラストを算出します。そこからオフセットを設定することで興味の対象である領域のみを抽出することができます(上図)。画像の各要所においてダイナミックに閾値を設定するということから、この特殊な二値化手法を『動的しきい値法』と呼んでいます。
例えば下図のように、シート製品のキズを抽出したいというタスクがあるとします。原画像(画像1)に対し、通常の二値化では輝度ムラも発生しているため、キズの領域を抽出することができません(画像2)。これに対して、動的閾値法を用いると、画像全体に対して均等にセグメンテーションを実現できます(画像3)。あとはモフォロジーやブロブ解析を行うことで、キズの領域だけを抽出することが可能です(画像4)。

  1. 1.原画像
    原画像
  2. 2.二値化処理
    二値化処理
  3. 3.動的閾値法
    動的閾値法
  4. 4.動的閾値法+モフォロジー処理
    動的閾値法+モフォロジー処理

画像検査全般

新設ライン導入照明・搬送機械・制御盤等、検査装置全体の構築

新設ライン導入

既設ライン改造既設ラインにそのまま取付省スペースで実現可能

既設ライン改造

エリアセンサ

エリアセンサ
  • 素子が縦横方向に並び、二次元的に画像の撮影ができます。
  • 検査システムの設計が容易にでき、速度の遅い対象物の撮影に優れています。

エリアセンサを用いたシステム構成例

生産ライン上における外観検査
生産ライン上における外観検査
光学素子を用いた外観検査
光学素子を用いた外観検査

ラインセンサ

ラインセンサ
  • 素子が横一列に並び、一次元的な画像の撮影しかできません。
  • 対象物を動かしながら撮影する為、検査システムが複雑になりますが、高解像度の画像を撮影することができます。
  • 1ライン素子で撮影する為、レンズの歪み・輝度ムラがない画像を取得できます。

ラインセンサを用いたシステム構成例

回転機構による外周検査
回転機構による外周検査
高速生産ラインに対応
高速生産ラインに対応
生産ラインの落下工程
生産ラインの落下工程
コンベア隙間より画像撮影
コンベア隙間より画像撮影

投光器(照明)

検査システムの性能を大きく左右する要素に投光器(照明)があります。
投光器の種類によって輝度や波長などの特性が異なり、検査対象製品の光学的特性と検出する欠点の種類により、適切な投光器を選定することが安定した検査画像の取得に繋がります。
主な投光器の種類として、蛍光灯・LED照明・ハロゲン照明・赤外線照明・紫外線照明等があり、価格や寿命などそれぞれの特性は大きく異なります。

赤外線照明による不透明容器透過撮像
赤外線照明による不透明容器透過撮像
紫外線照明による異物励起撮像
紫外線照明による異物励起撮像

お客様のご要望に最適な画像検査ソリューションを提供いたします

検査事例

外観検査金属・機械・材料

HALCONの特徴的な機能である動的閾値法を用いることによって、画像のような金属表面上の外観検査も容易に実現できます。
ここでは模様のある金属表面上の直線的なキズを抽出する処理をご紹介します。

  1. 1.動的閾値法により、金属表面上においても、近傍の輝度値との変化が大きい領域のみを抽出します。

    外観検査1
  2. 2.ハフ変換により領域に含まれる直線成分を見つけ出します。

    外観検査2
  3. 3.直線成分の傾き情報を用いて、キズが水平方向を向くように画像全体を回転します。

    外観検査3
  4. 4.動的閾値法では、水平方向と垂直方向の輝度変化に対する感度をそれぞれ調節することができます。水平方向の感度を上げて再度動的閾値法を適用することで、金属表面上の直線的なキズを抽出することができました。

    外観検査4

円弧状の計測金属・機械・材料

この事例では下記のような金属部品の中央部4つの穴同士の幅を計測することが目的です。
計測範囲を矩形で設定して計測を行ってしまっては、直線と円弧の違いにより高精度な計測を実現することはできません。

  1. 1.直線に限らず円弧状に沿った計測も可能です。
    アプリケーションの内容に合せて最適なものをお選びいただけます。

    円弧状の計測1
  2. 2.HALCONでは計測矩形と同様に、環状に計測範囲を設定することが可能です。これにより、円弧に垂直なエッジ点を抽出することが可能になり、円弧に沿ったエッジ点間の距離の計測を実現することができます。

    円弧状の計測2
  3. 3.エッジ点が抽出された付近を拡大した画像です。
    高精度にエッジ点が抽出できていることが分かります。

    円弧状の計測3

ラベル検査食品・食料品

形状ベースのパターンマッチングを用いることにより、商品ラベルの印字検査を高速に処理することができます。

  1. 1.まずは、検査する項目毎に領域を細かく分割します。

    ラベル検査1
  2. 2.次に分割した各領域から、それぞれ、パターンマッチング用のモデルを生成します。

    ラベル検査2
  3. 3.新たに撮像したラベルの画像に対して、各検査領域用のモデルを用いて、同時に複数パターンマッチングを行います。ラベルが回転しているような場合でも問題なく検査を実現できます。この処理により、高速にエラー部分を見つけ出します。

    ラベル検査3
  4. 4.さらに、登録しておいた参照パターンとの比較を行うことで、印字の細かな欠けまでも検出することができます。

    ラベル検査4

当社製システムの特徴

高機能

  • 世界最高水準画像処理ソフトHALCON搭載
  • PCマルチスレッドによる高速処理

低コスト

  • 汎用機器での構築
  • 汎用PCベースによるシステム設計
  • HALCONアルゴリズムによる開発工数短縮
  • 必要最低限かつ最適なハードウェア構成

お客様ニーズ

  • 欠点項目に対し、照明・カメラ等の最適な選定
  • システムに最適なアルゴリズム設計
  • マップ・トレンド・リスト表示等の検査システム画面表示機能
  • ラベラ・パトライトなどの現場エラー出力
  • データベースを用いた履歴管理
  • 上位生産管理システムとの連携

当社では画像処理アプリケーションだけではなく、機器の選定、各種制御、データベース、画面(GUI)開発など、総合的に検査システムをご提案致します。
また、システム導入後のメンテナンス等、アフターサポートも致します。

システムご提供までの流れ

無料ですのでお気軽に御相談ください。

  1. 仕様お打合せ

    ヒアリングによるシステム概要構築

    →
  2. サンプル評価

    検査ニーズに最適な画像処理アプリケーションのご提案

    →
  3. システムご提案

    現場環境に合せた検査システム全体のご提案

    →
  4. システム購入

    現場導入における立ち上げのご支援

    →
  5. アフターサービス

    メンテナンス等のサポート

お問合せ先

郡山支店

担当者:石原 佐藤

札幌支店

担当者:津崎 小滝

ソリューションに関するお問い合わせ

お問合せ
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