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情報処理

熱画像センサとステレオビジョンによる高度なホットメルト検査システムの開発

宮城県

東杜シーテック株式会社

2020年4月8日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 熱画像センサとステレオビジョンによる高度なホットメルト検査システムの開発
基盤技術分野 情報処理
対象となる産業分野 ロボット、産業機械、食品、物流・流通
産業分野でのニーズ対応 高性能化(信頼性・安全性向上)、高効率化(生産性増加)
キーワード サーモグラフィー、可視カメラ、ステレオマッチング、3次元温度データマッピング
事業化状況 研究中止または停滞中
事業実施年度 平成23年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

製造業の自動包装に幅広く用いられるホットメルトの接着状態の検査精度向上を目的に、位相限定相関法(POC)によるステレオキャリブレーション、3次元計測を活用して可視3D画像と熱画像を統合し、従来手法では成し得なかった正確な接着位置および接着面積(量)の推定が可能な検査システムを実現することにより、飲料メーカー等で用いられるダンボールの自動包装を対象としたホットメルトの高度化した接着検査システムを開発する

開発した技術のポイント

熱画像センサと可視カメラを併用したホットメルト塗布検査システムを実用化する
・3次元マッピングシステムの実現→製造ライン上のダンボールの傾きや位置ズレを高速計測、温度分布を正確にマッピング
・室温変化に強い接着良否判定→室温0℃050℃の環境下で検査可能
・検査システムの高速化→タクトタイム2秒以内を実現
(新技術)
新たなホットメルト検査システム
・熱・可視画像を併用した塗布検査
‐3次元熱画像マッピングの実現
→最大60fpsでの3次元計測と、3D形状と熱画像の位置合わせ誤差1pixel未満を実現
‐室温変化に強い接着良否判定
→ホットメルト塗布部との温度差が3℃以上あれば接着良否判定が可能な手法を開発
‐検査システムの高速化
→タクトタイム2秒を実現

具体的な成果

・高速な3次元計測手法の開発
‐単眼可視カメラでダンボール面の位置・姿勢を推定可能な簡易3次元計測手法を開発
‐最大60fpsでの検査面の位置・姿勢推定を実現
・高精度な熱画像マッピング技術の実現
‐3次元計測の検査面と熱画像を正確に位置合わせする高精度マッピング技術を開発
‐熱画像の再投影誤差1pixel未満を実現
・接着良否判定アルゴリズムの開発
‐環境温度の変動による影響を受けにくい温度閾値決定アルゴリズムを開発
‐温度格差での分布帯を用いた検査では、98%の検査成功率を達成
・検査システムの高速化
‐GPGPU化した処理単体で10倍、処理全体で1.7倍の高速化を確認
‐機器のコストダウンを目的としてGPGPUを用いずに目標(タクトタイム2秒)を達成

知財出願や広報活動等の状況

・特許:「接着検査装置」(特願2011-281875)
・新聞:「包装材の接着立体画像で検査」(河北新報朝刊H23.3.1)
・出展:ネプコンジャパン2012(H24.1)

研究開発成果の利用シーン

・ホットメルト塗布工程において、接着面積の不良検出
・熱圧着工程の圧着不良検出
・立体構造における温度分布シミュレーションと実測温度の比較

サーモフュージョンシリーズ
サーモフュージョンの活用方法

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・H26年4月の実用化を目指し、補完研究及び実証検証を継続中
・試作機・サンプルなし
・サーモグラフィーカメラの低価格化やホットメルト塗布装置の高精度化のため、需要が下がっている。
・技術の横展開を模索中

提携可能な製品・サービス内容

試験・分析・評価、共同研究・共同開発、技術コンサルティング

製品・サービスのPRポイント

・低コスト化→従来の検査システムと比較し導入コストを30%削減
・管理能力向上→接着不良による荷崩れ事故の防止
・省スペース化→製造ラインを組み替えずに設置が可能

今後の実用化・事業化の見通し

フィールドテストを経て実用化に弾みをつける
・H25年4月よりホットメルト検査専用のカメラユニットの試作開発及び製造ライン上でのフィールドテストを実施済み
・ホットメルト塗布装置の高精度化やエラーの低減のため、検査装置の必要度合いが下がっている。
・熱を扱う装置の検査や解析用として横展開を図る

実用化・事業化にあたっての課題

・単純に温度計測するだけでなく、予知保全など工程の安定化に向けたAI的なソリューションを取り込んでいく。

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 東杜シーテック株式会社
事業管理機関 株式会社インテリジェント・コスモス研究機構
研究等実施機関 株式会社山形チノー
宮城県産業技術総合センター

サポイン事業者 企業情報

企業名 東杜シーテック株式会社(法人番号:8370001012280)
事業内容 組込みソフトウェア開発、画像処理ソフトウェア開発
社員数 101 名
本社所在地 〒983-0047 宮城県仙台市宮城野区銀杏町31-24
ホームページ http://www.tctec.co.jp
連絡先窓口 ビジネスセクション
メールアドレス business@tctec.co.jp
電話番号 022-354-1230