自動光学検査 (AOI) ガイド: AOI マシンについて知っておくべきことすべて
編集者: Bryan Ng – マーケティング マネージャー
編集者: Preethi – テクニカル サポート エンジニア
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1.光学検査とは何ですか？
自動光学検査 (AOI) マシンの説明に入る前に、業界における光学検査とは何かを理解しましょう。
光学検査は、さまざまな基準に基づいて光学表面の傷や掘り出し物を検査するなど、光学品質をチェックおよび維持するための光学製造において重要な役割を果たします。
検査は、手動検査と呼ばれる人、または光学検査機のいずれかによって実行できます。
手作業による検査は、肉眼または単レンズ拡大鏡、光学比較器、光学顕微鏡などの補助器具を使用して行われます。
ただし、これらの補助具を使用すると、光学系を移動する必要があり、光学系が損傷する可能性が高くなり、欠陥を定量的に検出することもできません。 このように、審査員によって判断が異なります。
これは、AOIマシンが、従来の手動検査と比較して、光学検査をより簡単かつ迅速にする役割を果たしている場合です。
光学検査は、商品が良好な状態であると判断されて販売の準備が整う前に、製造プロセスのすべての段階で行われます。
2.自動光学検査とは何ですか？
AOI は、通常、光学の製造業で使用される機械ベースの技術です。 これは、フラット、カーブ、コーティング、およびさまざまな素材の光学部品などの光学部品の検査と認証に使用されます。
平らな光学系には窓や鏡などが含まれますが、湾曲した光学系には異なる曲率のレンズが含まれます。
AOI では、光学系を使用して画像をキャプチャし、寸法欠陥や表面欠陥 (掘り込み、傷、エッジの欠け、気泡、染み、不純物の欠陥など) などの潜在的な欠陥を評価します。 製品が製造上の欠陥のない高品質であることを保証するために、迅速かつ正確な検査を提供します。
製品の複雑さが増し、サイズが小さくなるにつれて、手作業で検査することは作業者にとって深刻な課題となっているため、AOI は製品の品質を確保する上で重要な役割を果たしています。
3.AOIマシンの動作原理
AOIマシンは、照明、マシンビジョンカメラ、処理ソフトウェアのXNUMXつの重要な側面に依存しています。
3.1イルミネーション
光学系は、高度に照らされた光源の下に配置されます。 適切な光源を選択することで、さまざまな種類の欠陥をより簡単に投影できます。
以前のAOIマシンは、蛍光灯、白熱灯、紫外線、赤外線などのさまざまな照明スタイルを使用していましたが、光技術の進歩により、新しいマシンは現在、赤、緑、白、青などの色のLEDライトを採用しています。
LED照明は、より安定した形の照明を提供し、その光の出力は時間の経過とともに減少しますが、電流を増やすことで相殺することができます。 LEDを使用して光の量を制御することもできます。
したがって、LED、特に同軸スポットライト、リングライト、コリメートライトは、蛍光灯や白熱灯よりも、さまざまなビジョンや均一な照明アプリケーションにはるかに適していることがわかります。
照明の種類は別として、光源の配置も同様に重要です。 欠陥を強調するために、すべての領域が十分に照らされていることを確認する必要があります。したがって、さまざまなサービスに対して調整が必要になる場合があります。
3.2マシンビジョンカメラ
画像キャプチャシステムは、製品の画像を取得し、AOIマシン内の処理プログラムによる分析のために送信します。 通常、パフォーマンスを向上させるためにXNUMXつ以上の高解像度カメラがインストールされ、一部のシステムでは、ソフトウェアのコマンドの下で移動できます。
使用されるカメラはXGAユニットから高解像度ビデオカメラまで多岐にわたり、生成される画像はモノクロまたはカラーのいずれかです。 古いカメラと比較して、新しいカメラはより高いフレームレートを持っています。
これによりスキャン速度が速くなり、通常、大量のデータが生成されます。 したがって、このような大量のデータを管理するには、適切な処理ソフトウェアが必要です。
AOI マシンの画像解像度は、識別してキャプチャできる詳細の量を定義します。 解像度は、検査精度と検査速度に影響を与えるため、AOI マシンの重要な要素です。 カメラの解像度によって視野 (FOV) が定義されます。FOV は、XNUMX つの画像に含まれるセクションを示します。 FOV が広いほど、少ない画像で製品を調べることができます。
ただし、カメラのピクセル数が多いため、各画像のキャプチャに時間がかかり、フレームレートが低下します。 一方、FOVが狭いカメラは、ピクセル数は少なくなりますが、ピクセル数が大きくなるため、フレームレートが高くなります。
当社では様々なマシンビジョン用レンズとカメラを取り扱っております。精密光学製品をご覧ください。
3.3処理ソフトウェア
AOIマシンが製品を検査できるようにするには、受け入れ可能な製品の情報がシステムにすでにインストールされている必要があります。 AOIマシンをプログラムする方法はXNUMXつあります。
- 「ゴールデンボード」の使用：AOIマシンのターゲットとして優れた製品が使用され、この製品はスキャンのためにシステムを通過します。 検査対象のさまざまな側面について製品を観察し、通常、システムに十分な分散データを提供するためにいくつかの製品が必要です。
- アルゴリズムベースのプログラミング：システムは、製品データを製品に供給することにより、製品の独自のプロファイルを生成します。
4.AOIマシン対。 従来の手動による人間による検査
4.1効率
人間は疲労しやすく、検査中に時々休憩や休息が必要です。 また、各スタッフが一度に XNUMX つの製品しか検査できないため、プロセス全体の効率が低下します。 市場の生産需要が高まり、製品がますます小さくなっている現在、手作業による検査はもはや現実的な選択肢ではありません。
一方、機械は、バッチ検査と呼ばれる複数の製品を一度に検査することができ、休憩を必要としません。 これらはリモートでプログラムおよび監視でき、24時間稼働します。 これは、人間に比べて検査速度が速いため、製造業者が生産需要を満たすのに役立ちます。 ただし、機械は磨耗しやすく、メンテナンスが必要な場合があります。 また、万が一故障した場合、生産ラインの効率に影響を及ぼします。
4.2一貫性
人間は、疲労が始まると長期的な一貫性を維持できなくなり、検査プロセスの効率にも影響します。 調査によると、人間の検査官は、高レベルのエラー トラップを長期間維持することはできません。
検査官のエラートラップ機能は、作業開始から15分以内に大幅に低下します。 仕事の複雑さと時間帯は、エラーの数に影響します。
さらに、製品に合格するための要件は彼らに主観的である可能性があるため、異なる検査官の間には矛盾が必ずあります。 これらは、チェックされている製品の異なる基準につながります。
一方、機械は安定性が非常に高く、すべての製品で同じ基準を維持できるため、検査の一貫性が保たれます。
上記のセクションでは、分光計がどのように機能するかについて説明しました。 このセクションでは、分光計のコンポーネントと各コンポーネントの種類について説明します。
4.3年の費用
通常、一度に複数の検査官が必要になるため、手動検査には高い人件費がかかります。 報告によると、機械と操作スタッフが5人の人間の検査官を置き換えることができ、時間の経過とともに大幅に節約できます。 生産ラインが多ければ多いほど、より多くのお金と人員が節約されます。
ただし、マシンの初期コストは非常に高くなります。 また、機器の管理、プログラミング、修理を行うスタッフのトレーニングにもかなりの費用がかかります。 ユーティリティ、修理費用、保険を忘れないでください。
4.4のドキュメント
手動検査レポートはほとんどが手書きであるため、タイプミスがはるかに発生しやすくなっています。 手書きのレポート データベースは、製造プロセスの各段階のレポートを維持および分析するのが困難です。
マシンは、製造プロセスの各段階で必要なファイル形式で印刷可能なレポートを生成するため、エラーの分析が容易になり、製品の品質を維持するのに役立ちます。 これにより、お客様からのクレーム・断りを防ぎ、お客様の信頼と満足度の向上につなげます。
5. OptiNspecの比較–AMFとAOF対MOF
Wavelength Opto-Electronic として知られている AOI マシンを提供しています オプティスペック 3 つのバリエーション:
- 自動フラットマイクロオプティクス検査機（AMF）
- 自動フラット光学検査機（AOF）
- 手動フラット光学検査機（MOF）
機械の名前が示すように、AMFとAOFは自動的に検査を行う機械ですが、MOFは人が操作する手動の機械です。 この幅広い表面品質テスターは、さまざまな材料の平面、曲面、コーティング、および光学部品の品質保証と品質管理チェックを実行できます。
すべての機械は、標準 MIL-PRF-13830B および同等の可視性仕様標準に従って、光学面の傷や掘り込みを検査するように校正されています。 これは、市場で容易に入手できるグリッドが印刷された一般的なゲル ボックスに梱包されたフラット オプティクスのその場での表面検査用に設計されています。
AOF および MOF マシンは、直径が最大 25.4 mm のフラット オプティクスの検査用であり、AMF システムは、直径が最大 12 mm のフラット マイクロ オプティクスの検査に使用できます。
OptiNspec-AOF101およびOptiNspec-AMF101モデルはフルサイズのマシンであり、MOFおよびその他のAMFモデルは卓上マシンです。
OptiNspec-AMF103は、WOEによって発明された最初の最新モデルであり、複数のタイプのマイクロレンズをテストできます。 平坦な光学系とは別に、湾曲した光学系も検査できます。 表面検査に加えて、このモデルはレンズ寸法検査を実施できる最初のモデルでもあります。
長さ、角度、半径、真円度などの平らな部品の外形寸法を自動的に検出し、寸法が適格かどうかを判断することもできます。
さらに、OptiNspec-AMF103 は、さまざまな複雑な精密部品の輪郭とサイズ測定を識別し、形状によって製品を自動的に分類することができます。 このマシンには、直感的なマシン操作のためのユーザーフレンドリーなデザインと GUI、および従業員の疲労を軽減するための人間工学に基づいたデザインが付属しています。
AMF103のいくつかの利点と機能：
- さまざまな材料の平坦、湾曲、コーティングされた光学部品の寸法と表面の欠陥の自動検出
- その場でのバッチ検査が可能
- 属性の検査<2秒/個およびスクラッチ＆ディグ<6秒/個
- 従業員の疲労を軽減し、生産性を向上させます
- ユーザーフレンドリーなデザインで、物理的なスペースを節約できます。
- 視覚化による欠陥部品の識別と分離。
- 望ましい形式での詳細レポートの高速かつ正確な自動生成。
6. 結論
全体として、この記事では、AOIマシンの基本情報、人間と自動光学検査の長所と短所、および提供するさまざまなAOIマシンの違いについて説明しました。
技術の急速な進化により、機械が人間の仕事に取って代わりつつあることは間違いありません。これは、効率の向上や運用コストの削減など、より多くの利点につながるためです。機械の操作や適切なメンテナンスの確保など、光学検査プロセスの一部では依然として人間が必要です。 .
このような技術の発明により、機械オペレーターは新しいスキルを習得して、他の分野での会社の生産性を向上させることができます。
