カーボン繊維積層異物検査

■業界：自動車・航空等
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製品を生成するには、軽量性、高強度複合材として使用されるプリプレグシートを何層にも貼り合わせる（積層する）工程があります。この積層工程において、人の目視作業にたよっていた各層の浮きや異物の有無を検査を自動化した事例をご紹介します。

課題

【業務課題】
・貼り合わせ位置確認
・浮き、異物確認

【技術課題】
・高さ計測
・積層直後の状態をリアルタイム検査

積層されたシートの状態を検査するため、光切断法による高さ計測を活用しました。光切断法は、検査ニットにカメラとレーザを搭載し、ヘッドを少しずつ動かしながら都度レーザーの凹凸を撮像して高さ情報を生成し、高さの面を作ることができます。

高さ情報を濃度情報に置き換え高さを図った画像を作り、その画像からシートの浮きがないか、異物によって突起物かないかを検査します。特に異物検査では、シート間に異物があることが多くシート盛り上がりを精密に検知します。

カーボン繊維積層-異物検査_高さ計測 図1. 積層されたシートの状態検査

リアルタイム検査を実現するため、光切断法の画像処理をハードウェアにオフロードすることで高速化するとともに検査ユニットを、装置の走行部に搭載することで、積層しながら張り合わせ位置検査、浮き検査、積層内異物検査を可能にしました。これにより、最大毎分40mでの検査を実現しました。

カーボン繊維積層-異物検査_高速プロファイリング 図 2. 積層しながらリアルタイムに検査

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