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自動光学検査マシン (AOI) ：Wavelength Opto-Electronics

印刷されたグリッドを備えた一般的なゲルボックスに梱包された平らなマイクロ光学部品のその場表面検査用に設計されています（市場で容易に入手可能）。 米国陸軍規格 MIL-PRF-13830B および同等の視認性仕様規格に従って、光学面の傷や掘り込みを検査するために校正されています。

当社の OptiNspec モデルの範囲:
　　AMF: 自動平面マイクロ光学検査機
　　AOF：自動平面光学検査機
　　MOF: 手動平面光学検査機

また、この最先端のテクノロジーをあなたの地域に配布する国際的なパートナーも探しています。


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

1. 光学検査とは何ですか?

自動光学検査 (AOI) 装置の説明に入る前に、業界における光学検査とは何なの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込みを検査するなど、光学部品の品質をチェックおよび維持するために光学部品の製造において重要な役割を果たしています。

検査には、手動検査と呼ばれる人間による検査と、光学式検査機を使用する方法があります。

手動検査は、肉眼、または単レンズ拡大鏡、光学コンパレータ、光学顕微鏡などの補助器具を使用して実行されます。

ただし、これらの補助具を使用するには、光学系を移動する必要があるため、光学系が損傷する可能性が高くなります。また、欠陥を定量的に検出することもできません。 したがって、検査員によって判断が異なります。

このとき、AOI マシンは、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ます。

光学検査は、商品が良好な状態であると判断されて販売できるようになるまでの、製造プロセスのあらゆる段階で行われます。

2. 自動光学検査とは何ですか?

AOI は、光学機器の製造業界で通常使用される機械ベースの技術です。 平面、曲面、コーティングされた光学部品、およびさまざまな材質の光学部品を検査および認証するために使用されます。
平面光学部品には窓、鏡などが含まれますが、曲面光学部品には異なる曲率のレンズが含まれます。
AOI 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、汚れ、不純物の欠陥など) などの潜在的な欠陥を評価します。 迅速かつ正確な検査を行い、製品に製造上の欠陥がなく、高品質であることを確認します。
製品の複雑化と小型化が進む中、手作業による検査は作業員にとって大きな課題となっており、製品の品質を確保する上でAOIが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、処理ソフトウェアという 3 つの重要な側面に依存します。

3.1 照明

光学系は、高照度の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、照明技術の進歩により、新しいマシンでは赤、緑、白、青などの色の LED ライトが採用されています。
LED 照明はより安定した照明形式を提供し、時間の経過とともに光の出力は減少しますが、電流を増やすことでそれを相殺できます。 LEDを使用して光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、コリメート光は、蛍光灯や白熱灯よりもさまざまな視覚や均一な照明用途にはるかに適していることが証明されています。
照明の種類とは別に、光源の位置も同様に重要です。 欠陥を強調するにはすべてのエリアが十分に照明されていることを確認する必要があるため、サービスごとに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 1 つ以上の高解像度カメラがインストールされており、一部のシステムではソフトウェアのコマンドに従って動作することができます。

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になります。 古いカメラと比較して、新しいカメラはフレーム レートが高くなります。

これによりスキャン速度が速くなり、通常は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するため、AOI マシンの重要な要素です。 カメラの解像度は、1 つの画像に含まれるセクションを示す視野 (FOV) を定義します。 FOV が広いため、少ない画像で製品を検査できます。

ただし、カメラのピクセル数が増えると、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、ピクセルが小さいですがピクセルが大きいため、フレーム レートが高くなります。

当社はさまざまなマシンビジョンレンズとカメラを提供しており、精密光学系でそれらをチェックしてください。

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、合格した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には 2 つの方法があります。

4. AOI マシン vs. 従来の手作業による人間による検査

効率

人間は疲労しやすいため、検査中は時々休憩や休息が必要になります。 また、各スタッフは一度に 1 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。 現在、市場の生産需要が高く、製品がますます小型化しているため、手作業による検査はもはや実行可能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。 リモートでプログラムおよび監視することができ、24 時間稼働することもできます。 これにより、メーカーは人間よりも検査速度が速くなり、生産需要を満たすことができます。 ただし、機械は摩耗しやすいため、時々メンテナンスが必要です。 また、予期せぬ故障が発生した場合、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。 研究によると、人間の検査員は長期間にわたって高レベルのエラートラップを維持できないことがわかっています。
検査員のエラー追跡能力は、作業開始から 15 分以内に大幅に低下します。 ジョブの複雑さと時間帯は、発生するエラーの数に影響します。
さらに、製品を合格させるための要件は検査官の主観的なものとなる可能性があるため、異なる検査官間で不一致が生じることは避けられません。 これらにより、検査される製品の基準が異なります。
機械用としては非常に安定性が高く、全ての製品を同一の規定基準に保つことができるため、検査の一貫性が保たれます。
上のセクションでは、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 コスト

手動検査では通常、一度に複数の検査員が必要となるため、人件費が高くなります。 報告によると、機械と操作スタッフが 5 人の人間の検査員の代わりをすることができ、長期的には多額の費用を節約できることが示されています。 生産ラインが増えれば増えるほど、より多くのお金と人員が節約されます。
ただし、機械の初期費用は非常に高くなります。 また、機器の管理、プログラム、修理を行うスタッフの訓練にもかなりの費用がかかります。 光熱費、修理費、保険も忘れずに。

4.4 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、タイプミスが非常に発生しやすくなります。 手書きのレポート データベースでは、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ことが困難です。

機械は製造プロセスの各段階で希望の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、製品の品質の維持に役立ちます。 これにより、顧客からのクレーム・拒否を防止し、顧客の信頼と満足度の向上につながります。

5. OptiNspec の比較 ? AMF と AOF vs. 財務省

Wavelength Opto-Electronic は、OptiNspec として知られる AOI マシンを 3 つのバリエーションで提供しています。

　　・自動平面マイクロ光学検査機 (AMF)
　　・自動平面光学検査機（AOF）
　　・手動平面光学検査機 (MOF)

AMFやAOFはその名のとおり自動で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。 このあらゆる種類の表面品質テスターは、さまざまな材質の平面、曲面、コーティングされた光学部品の品質保証および品質管理チェックを実行できます。

すべての機械は、規格 MIL-PRF-13830B および同等の可視性仕様規格に従って、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印刷グリッドを備えた一般的なゲルボックスに梱包された平面光学部品のその場表面検査用に設計されています。

AOF および MOF 装置は、直径 25.4 mm までの平面光学部品の検査を目的としており、AMF システムは直径 12 mm までの平面マイクロ光学部品の検査に使用できます。

OptiNspec-AOF101 モデルと OptiNspec-AMF101 モデルは、フルサイズのマシンですが、MOF と残りの AMF モデルはテーブルトップ マシンです。



OptiNspec-AMF103 は、WOE によって発明された最初で最新のモデルで、複数のタイプのマイクロレンズをテストできます。 平面光学部品とは別に、曲面光学部品も検査できます。 表面検査に加え、レンズ寸法検査も初めて可能になりました。

平らな部品の長さ、角度、半径、真円度などの外形寸法を自動的に検出し、その寸法が適格であるかどうかを判断します。 さらに、OptiNspec-AMF103は、さまざまな複雑な精密部品の輪郭や寸法測定を識別し、形状に応じて製品を自動的に分類することができます。 この機械は、直感的な機械操作を可能にするユーザーフレンドリーなデザインと GUI を備えているだけでなく、従業員の疲労を軽減する人間工学に基づいたデザインも備えています。

AMF103 の利点と特徴:

6. 結論

全体として、この記事では、AOI マシンの基本情報、人による光学検査と自動光学検査の長所と短所、および当社が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、効率の向上や運用コストの削減などのメリットが増えていることは間違いありませんが、機械の操作やメンテナンスが適切に行われていることの確認など、光学検査プロセスの一部の部分では依然として人間が必要です。

このようなテクノロジーの発明により、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。