多くの工業製品に使われているネジ。シンプルな構造ながら工業製品の締結部に多く使われるため、高い精度が求められます。

そのため、ネジとネジ穴は基本的に全数検査が必要。従来は人が対応していましたが、このネジとネジ穴の検査を自働化することで、大幅な効率化と品質向上が期待できます。

本記事ではネジの検査自動化に関する知識をご紹介していきます。

もし、ネジの自動検査装置の導入により、

• 省力化、省人化してコストダウンしたい
• 生産性アップして売上を上げたい
• 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
• どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽にFAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

１．ネジ穴の検査とは？

ネジとネジ穴には、どのような特性が求められているのでしょうか？また、ネジ穴の検査で確認する、具体的な内容を解説します。また、人力で行っているネジ穴検査の、問題点も合わせて紹介します。

（1）ネジとネジ穴に求められる特性

ネジに対して一般的に求められる特性は以下の４点です。

• 締結：もっとも一般的なネジの機能。物と物を締め付けて、動かないようにする機能
• 接合・結合：水道管、配管などのように物と物を繋ぐ機能
• 緊張：ワイヤやロープを引っ張ってゆるまないようにする機能
• 密封：ビンのふたなど、封をする機能

これらは固定状態で求められる機能ですが、稼働状態で使う場合には、「搬送・移動」、「測定、微調整」、「増力・減速」、「圧縮・圧搾」などの機能が必要とされます。

また、ネジと一言で呼ばれますが、その形状は使用される製品や求められる機能によって多岐にわたります。ネジの頭の部分を示す頭部、ネジが切ってある軸部、ネジが切られていない円頭部、座面、先端などに分類され、各部はさらに細かく分類されます。

（2）ネジ穴の検査で確認する内容

このように多岐にわたる形状のネジと、適切に締結されるネジ穴については、検査でどのような項目が確認されるのでしょうか？

代表的なものを以下の通り紹介します。

①ネジ山の切り忘れ・ずれ

ネジ側に山の切り忘れやずれが生じていると、ネジ穴との締結が上手くいきません。無理に締め付けると、適切に締結できているように見えるかもしれませんが、そのままにしておくと、破損の恐れがあります。

②ネジの破損

ネジが斜めになっていたり、ネジが破損していたりする場合も選別が必要です。ネジのネジ穴に入る部分が壊れていなかったとしても、締結の役割が果たせない可能性があります。ネジ穴にはめ込んでも見つけれない為、目視チェックが必要です。

③ネジ穴の深さ

ネジ穴が規定に比べて深すぎたり、浅すぎたりするとネジがきちんとはまらなくなってしまいます。ネジ山が切られている長さと、ネジ穴の深さや山の数が異なる為です。

④ネジ先端部の大きさ

ネジはネジ山に目がいきがちですが、先端部の形状も重要です。きちんとネジ穴の底と密着し、不要に締結する部材を傷付けないようにする必要があります。

（3）ネジ穴検査の問題点

ネジをチェックする観点は、このように複数の項目があります。しかし、このすべてを人力で行うには問題点があります。

• 全数検査に時間がかかる
• 締結力を管理するのが難しい
• 目視検査の検査漏れ

人件費がかかることで価格に転嫁したり、収益性の悪化に繋がります。また、締結力管理や目視検査の漏れは、安定した検査環境の構築を難しくしており、不良品の流出に繋がる可能性があります。

２．ネジ穴の自動検査装置とは

人力によるネジ・ネジ穴検査の問題点を解決する為に、自動検査可能な装置が開発されています。自動検査装置の構成例や、実際に導入を検討する際の注意点を、確認しましょう。

（1）ネジ穴自動検査装置の構成例

ネジやネジ穴の自動検査装置には、検査できる項目や手段が異なるタイプがあります。どのようなものがあるか、一例として紹介します。

①アクチュエータ駆動タイプ

ネジを実際にアクチュエータ駆動でネジ穴にはめ込み、その時にかかる負荷を元にネジやネジ穴の異常を検出する装置です。精度は高く、さまざまな不良を発見できますが、設備自体の価格は比較的高価となります。

【参考動画】

SMAC – リニア・ロータリ式電動アクチュエータによる自動ネジ穴検査

②プローブ検査タイプ

ネジ穴にプローブを差し込み、過電流やレーザー等の状態を見ることで、ネジ穴の形状を検査する装置です。非接触での検査となるため、アクチュエータ式と比べてネジ穴に負荷がかかりません。また検査装置自体の消耗もしにくいため、ランニングコストも安く抑えられる点が特徴です。

【参考動画】

シグマ　ANALYZER

一方で、プローブタイプの検査はネジ本体の検査はできません。

③光学検査タイプ

カメラ等で外観を撮影し、その画像を解析することで、良品・不良品の見極めを行う検査装置です。

プローブ検査と同じく非接触式となるため、コストやスペースを抑えることが可能です。

【参考動画】

日東精工「ねじ検査選別機」

こちらは主に、ネジ本体の検査に用いられます。

（2）ネジ穴自動検査装置を選ぶ際の注意点

ネジやネジ穴の自動検査装置を選ぶ際には、どのような点に注意する必要があるのでしょうか？特に次の2点に注意が必要です。

1. 現状の検査ラインに組み込めるか？
2. 検査が必要な内容を検査できるか？

①現状の検査ラインに組み込めるか？

ネジやネジ穴の検査を自働化するとしても、製造工程全体を変更するのはとても大がかりです。工程の変更を最小限に、今の検査工程に組み込む事ができれば、コストを低く抑えられます。また、周囲の動き方も変わらないので、悪影響を与えることもありません。

②検査項目は適切か？

自動検査設備ごとに検査の方式や検査できる項目が決まっています。必要な検査項目を必要な精度で検出できるか？　という点は確実に抑えておきましょう。どうしても合わない場合、カスタマイズに対応可能な設備を選ぶのも選択肢の一つです。

３．ネジ検査装置関連メーカー+SIer4選

ネジの検査装置関連メーカーや、導入を一貫してサポートしてくれるSIerを紹介します。

①株式会社FAプロダクツ

【特徴】
FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692（代表）
https://jss1.jp/

【営業品目】

• 産業用ロボット
• 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
• 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
• 治具の設計・製作

【実績】
ＮＭ社（電子部品の製造販売）、ＨＳ製作所（情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売）、ＴＴ社（ショッピングセンターなどリテール事業）、ＳＭ社（自動制御機器の製造・販売）、ＯＲ社（自動車安全システムの製造販売）

②SMAC Japan

【特徴】

世界的に活躍する電動アクチュエータの開発・製造・販売を行っています。

サブミクロンレベルでの、高精度な多点位置決めによって作業と検査を同時に行える点が特に強みといえます。

SMAC独自のソフトランディング技術によって高精度な検査を実現可能です。

【所在地】

東京都品川区東五反田3-1-6　ウエスト ワールドビル7F
TEL:81-(0)3-6408-5358
FAX:81-(0)3-6408-5358
https://www.smac-mca.com/?language=jp

③日東精工株式会社

【特徴】

ネジやネジ締め機、検査装置に強みを持っている企業で、他にも流量計などさまざまな製品を展開しています。

北米や東南アジアを中心に10の海外拠点があるため、海外でのサポートも対応可能です。

海外生産を前提とした検査設備の導入やサポート提案が魅力です。

【所在地】

京都府綾部市井倉町梅ヶ畑20番地
TEL:(0773)42-3111
https://www.nittoseiko.co.jp/

④株式会社第一測範製作所

 

【特徴】

検査工程では必要不可欠な、測定や位置決めに強みを持った企業です。

さまざまな計測機器に精通しているため、測定したい項目に合った製品を提案してくれる点が魅力です。

ネジ検査出は小径内径測定器やデジアナ表示ユニットが活躍します。

【所在地】

新潟県小千谷市大字坪野826番地2
TEL:0258-84-3911
FAX:0258-81-2113
https://issoku.jp/

５．ネジ穴検査の装置導入はFAプロダクツへ

ネジはほとんど全ての製造業で扱われる製品です。シンプルな構造ですが数多くの機能を持っているため、要求精度が高い点が特徴です。全数検査が必要な場合、人力でやりきるにはかなりのコストがかかり、さらにミスによる不良流出のリスクがあります。

ネジ検査の自働化を進めたいとお考えであれば、機械加工や画像診断を用いた検査設備導入に実績のある、株式会社FAプロダクツにぜひお気軽にご相談ください。

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