溶接検査って何?検査の種類と自動外観検査機について解説

3D溶接検査システム

溶接検査には様々な種類があり、キズや溶接長などの外観を目視で検査するものから、超音波や放射線を用いて内部状態を確認するものまで存在します。これらを手法を解説しながら、FA業界で採用が進んでいる自動外観検査システムについてご紹介します!

【この記事がおススメな人】

  • 溶接の検査方法について知りたい方
  • 溶接の外観検査の品質を向上させたいとお考えの方
  • 溶接の外観検査を自動化したいとお考えの方

溶接工程は6軸多関節ロボットの導入などで、自動化が進みましたが、検査工程については検査員に依存している現状があります。

また最近の自動車部品は、安全性が向上するにつれ、部品の構造が複雑になり検査員の負担が大きくなっています。検査員の技量によって、検査精度や検査時間にバラつきが発生したり、検査数値までは残せないなどトレーサビリティ面でも課題があります。

 

検査員によって、検査精度や検査時間にバラつきが出てしまう…
検査員の確保や、育成が難しい…

検査機導入のメリット

《メリット1》検査品質が安定する

検査機で数値化し、専用のソフトウエアでOK/NG判定をするため、検査品質が安定しやすいです。

《メリット2》検査データが残せる

検査機によっては、検査時のデータを保存できます。この検査データを活用すればIoTや、予防保全に役立ちます。

【POLASTARシリーズ】溶接検査システムなら20項目の検査が可能

《メリット3》自動検査機なら、省人化に繋がる

外観検査を中心に、多関節ロボットを使用して溶接部分を自動でスキャン、付属の専用ソフトウエアで解析し、OK/NGの判定結果を出力するものがあります。このタイプを採用すれば、検査品質の安定化と検査工程の省人化、それにライン全体の自動化が行えます。

溶接自動外観検査装置の詳しい解説はこちら

検査手法(外観検査と内部検査)

溶接検査には大きく、外観検査タイプと内部検査タイプに分けられます。

外観検査タイプ

対象物の表面を検査する方法で、傷、寸法、異物、変形、汚れなどを確認してOK/NG判定を行います。

検査員による目視検査

溶接検査で最もポピュラーな検査方法です。検査員の手で、検査対象1点1点を目視で検査していきます。必要に応じて、ノギスや検査治具を用いて規定通りの溶接長で溶接がされているか、外観で溶け落ちなどが起きていないかを確認します。

3Dカメラによる自動外観検査(目視検査の自動化)

最近は3Dカメラを用いて溶接箇所を撮像し、それを三次元データ化して判定する自動検査するシステムが出始めました。生産速度と安定した品質の両方が求められるFA自動化設備の中にあっても高速、高精度で自動検査ができるため、ニーズが高まっています。

溶接自動外観検査装置の詳しい解説はこちら

磁紛探傷方式(MT)

強い磁性を持った材料の表面や表面近くについたキズを目視で検出しやすくする検査方式です。
表面や表面に近い浅い部分にキズがついていると、漏洩磁束が発生し、この状態で磁粉を振り掛けると磁束の部分に磁粉が付着します。
この状態を目視確認することより、キズを確認する手法になります。

浸透探傷方式(PT)

表面についた微細で直接目視では見えにくいキズを、目視検査しやすくする検査手法です。
検査員の目で見えやすい色や蛍光色の浸透液を検査対象部分に塗布し、キズの部分に浸み込ませます。
余分な液体をふき取った後で、現像液を塗布し、浸み込んだ浸透液を吸い出すと、表面に浸透液が広がり目視で確認することができます。

内部検査タイプ

放射線やエコーを用いて内部状態を検査する方法です。

放射線透過試験(RT)

病院で使われるレントゲン撮影と同じ手法で、検査対象を放射線源とフィルムで挟むように設置し、撮影する手法です。内部欠陥の位置や大きさを調べることができます。
放射線を扱うため、安全管理が必要です。

超音波探傷試験(UT)

内部の割れや溶け込み不足の検査に使われます。検査対象に当てて、超音波を発生させると内部に空洞があると他の部分よりも早く戻ってきます。このエコーを画像化し、欠陥の有無や位置を特定します。

溶接の自動外観検査機

近年、溶接箇所の外観検査を3Dカメラを用いて、自動で行うシステムが登場しています。
6軸の多関節ロボットに3Dカメラを取り付け、撮像した溶接箇所を三次元データ化し、その部分が設定された閾値に入っているかを検査および判定するものです。

自動外観検査機を導入するメリット

  • 検査員を削減できる
  • 検査品質にバラつきが出ない … 品質の安定化
  • 検査結果を生産ラインへ直接送れる
  • 検査結果だけでなく、溶接長などの計測データも残せるのでトレーサビリティ管理に効果的

溶接の自動外観検査機で3Dカメラが多い理由

溶接後は凹凸(ビード)ができたり、表面の色が変化することが多く、二次元カメラ(エリアカメラ)だとビードの向きによっては影などが検査結果に影響したり、高さ方向の情報が画像から判断できないといったような理由から、安定した検査が行えません。その反面、3Dカメラであれば撮像した対象物を三次元データ化するので、ビードの立ち上がり部分やビードの高さなどを明確に検知することができます。

自動外観検査機の一例

コアテックが販売している『POLASTAR』シリーズは、2015年にリリースされました。
主に自動車部品や建築関係の溶接外観検査の自動化ラインで採用されています。
溶接部分を3Dカメラヘッドで撮像し、それを三次元データ化します。溶接の外観検査専用で開発した解析ソフトウエアで、20種類以上の判定項目の中からお客様自身で必要な項目を選択し、検査パラメータを設定していただけます。最大48TBのNASを搭載可能で、三次元データから判定結果までを保存することが可能です。

まとめ

自動車部品は自動車の燃費性能と安全性の向上と共に構造が複雑になり、部品1点あたりの溶接箇所が増えているモノも少なくありません。検査員1人が行う1日あたりの検査数は1万を超える日があるとも言われ、負担は増しています。自動外観検査機で全数検査を行い、NG品だけを再度検査員がチェックを行う流れにすれば、検査員の負担を減らせ、ラインを構成する人員も減らせ、検査品質の安定にも繋がります。検査および判定結果も全数のデータが残せるようになり、トレーサビリティにも有効です。

溶接の外観検査工程は、『目視検査』から『自動検査機』へ移り変わろうとしています。

溶接の自動外観検査に関するご相談は…

コアテックは溶接の自動外観検査機の販売はもちろん、
1972年の創業から8000台以上のFA設備を送り出してきた実績を基に、溶接工程の設計、製作も可能です。
POLASTAR(ポーラスター)はコアテックの三次元検査システムのブランドネームです。

POLASTARシリーズ

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この資料では、

  • 曲がった溶接
  • パイプ上の重ね合わせ溶接
  • 高さが低い溶接
  • 終点の微小溶け落ち
  • ダボ・切り欠き
  • 3Dパターンマッチング
  • 母材形状を利用した検査
  • 画像合成機能
  • 曲面を利用したスパッタ検出

など溶接検査システムに関するポイントについて解説しています。
貴社の改善にお役立てください。

溶接検査システムの強み_POLASTAR_コアテック

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