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装置に関する記事

異物検査装置とは?仕組みから使われる業界、おすすめメーカーを紹介

食品業界や製造業で、よく使われている異物検査装置。異物の混入は機械の故障や、お客さまの満足度に大きく関わってくる項目です。

従来、人間が一つひとつ目視で確認をしていましたが、テクノロジーの進歩によりロボットが工程に介入し、検査工程を担なっています。

この記事では異物検査装置の仕組みから使われる業界、おすすめメーカーまでをご紹介します。異物検査工程の作業工数の改善にお役に立つかと思いますので、ぜひご一読ください。

もし、異物検査装置の導入に関して、

  • 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。

また、外観検査などの自動化をご検討の際は、ルール型の画像処理からAIによる画像処理までワンストップで対応する「画処ラボ」もご活用ください。

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「画処ラボ」ではルールベースやAIの画像処理を専門エンジニアが検証。ご相談から装置制作まで一貫対応します。

1.異物検査装置とはどのようなものか

異物検査装置とは、商品に混在している微細なゴミやガラス、髪の毛などの異物を判別してくれる装置です。
カメラでの画像処理やX線、赤外線などの方法を駆使し、製品に触れることなく異物の混入を識別しています。

人間の目の代わりに製品に異物が混入していないか高精度で確認してくれます。確認後は製品の判別機と連動し、混入の有無によって判別され、異物のない製品を仕分けることが可能です。

どうしても人手がかかってしまう検査工程の作業を省力化し、かつヒューマンエラーを軽減し品質の平滑化を実現しました。

2.異物検査装置が使われる業界と具体的な工程

ここでは異物検査装置が主に使われる業界と具体的な工程をご紹介します。

  • 食品業界
  • 製造業
  • 製薬業界

それぞれ詳しく見ていきましょう。

(1)食品業界

まずは食品業界の異物検査事情について解説いたします。

①食品業界に異物検査が必要な理由

異物検査装置が使われる業界一つ目は、食品業界です。

食品業界は、異物が混入すると消費者の安全がおびやかされたり、企業のブランドイメージに影響を与えたりし品質には注力しています。

今ではインターネットの発達によりSNSなどの情報を共有するツールが数多くあり、異物混入などのニュースはたちまち拡散されてしまいます。
上記を避けるためにも異物混入は入念に確認し、商品の加工前後、また消費者に渡る前と各工程で異物の混入を確かめています。

②具体的な工程

ここでは食品業界の異物検査の具体的な工程をご紹介します。
食品の検査の工程としては、全部で4ステップに分けられます。

  1. 食品を異物検査装置にセットする
  2. 異物検査装置がCCDカメラや赤外線カメラで異物を判別する
  3. 2.のカメラで判別された異物をエアーによって排除する
  4. きれいに選別される

上記動画は、アイオ株式会社の画像食品選別機の動画です。まさに先ほどご紹介した4ステップで食品の異物を判別しています。

人間の目視での確認だと気の遠くなる作業も、機械によってスピーディーに作業できます。

(2)製造業

ここでは製造業の異物検査事情をご紹介します。

①製造業に異物検査が必要な理由

異物検査装置が使われる業界二つ目は、製造業です。

製造業では精密部品や機械を扱うこともり、異物の混入で、商品にトラブルが生じることも大いにあり得ます。

例えばモーターの製品内部に異物が混入し内部のローターとステータのすきまに異物が混入するとモーターがロックする原因になります。
モーターがロックすると発火や制御機器の故障など重大なトラブルに発展する可能性もあります。

上記のようなトラブルが生じないよう商品の内外観の傷や、内部の異物混入の確認が必要なのです。製造業で異物が混入すると、人の命に直結する部品もあり、その重要さがわかります。

②具体的な工程

製造業の異物検査装置では、AIを導入し、傷のパターンをAIに学習させ、判定精度を向上させています。具体的な工程としては以下の3STEPです。

  1. 不良品を大量に撮影する
  2. 不良品のデータをAIに学習させる
  3. 2.のデータを元にOK/NGを判定する

上記動画は株式会社松電舎の異物混入検査の動画です。器のような製品の異物検査をしています。装置に検査を任せることで省人化に貢献します。

(3)製薬業界

最後に製薬業界の異物検査事情を見てきましょう。

①製造業界に異物検査が必要な理由

製薬製品は、人間の体内に入る製品であり健康被害を及ぼす可能性があります。

そのため厳しく品質の管理や保証をしています。医薬品を製造する際の原則として「入れない」「造らない」「出さない」と言われるほどです。製薬工場の設計や作業員の服装、環境などまで注意を払っています。

薬剤の内部に侵入する異物の除去は苦手としていましたが、異物検査装置によって少しずつ改善しています。

②具体的な工程

製薬業界では、高精度カメラやX検査によって異物の検査をしています。
それによって外観の傷や、液体内の異物を判別しています。また気密性も確認しています。

上記動画は、Nanorayによる全自動の異物検査設備です。従来では検査できない製薬容器の気密性や不純物の検知に役立っています。

3.異物検査装置の種類(赤外線・X線・金属探知)と仕組み

さまざまな業界で異物検査装置が導入されていますが、異物検査装置と一口に言っても実は多種多様です。

  • 赤外線検査装置
  • X線検査機
  • 金属検出器

それぞれ特徴があり、仕組みも異なります。

(1)赤外線検査装置とは

赤外線と赤外線センサを用いて製品の良し悪しを判別する検査機です。

赤外線とは電波の一種で、リモコンなどにも使われており安全だと考えられています。
赤外線の仕組みとしては、赤外線を食品などに照射し、透過した映像をコンピュータで処理し、判別しています。

(2)X線検査機とは

X線検査装置とは、X線で撮影した画像を元に異物を検知する装置です。

X線は電磁波の一種でレントゲン撮影などに使われています。
X線検査機の仕組みとしては、X線を検査製品に照射し、ラインセンサでX線を検出します。透過しにくい部分は白色、透過しやすい部分は黒色で表されます。

非接触で製品の形状不良も確認できる一方、水に浮くような密度の低い製品の検出が困難という特徴があります。

(3)金属検出機とは

金属検出機とは、金属の異物の検出に特化した検査装置です。

X線などでも検知しにくい、針金や微小金属などを高感度で検知できます。
金属検出機の仕組みとしては、機械が磁界を発生させ、その磁界の変化を金属検出機が検知し、金属を検出しています。

ただ金属と言っても磁性体の検出は容易ですが、非磁性体の検出は困難で、特にステンレスなどの検出が難しい傾向にあります。

4.異物検査装置の導入事例

ここでは実際の異物検査装置の導入事例について3つご紹介します。

  • ロボット導入により異物検出精度が向上
  • 検査の自動化でヒューマンエラーを排除
  • ロボット導入により1.8倍の生産性を目指す

それぞれ見ていきましょう。

(1)ロボット導入により異物検出精度が向上

参照:経済産業省『ロボット導入実証事業 事例紹介ハンドブック2018』

導入事例一つ目は、トラストメディカル株式会社がロボット導入により異物検出精度を工場させた事例です。導入ロボットのメーカーはデクシスです。

異物検査装置導入前後での効果は以下の通りです。

改善前 改善後
労働生産性 1倍 7.5倍
人数 1人 1人
労働時間 7.5時間 1時間
生産量 900個 900個
その他の効果 品質が安定した

トラストメディカル株式会社は、免疫検査の抗体製造をしており、複雑な作業や目視での確認作業が求められていました。

しかし、複雑な作業に対応できる人材が不足していたこともありロボットの導入に踏み切りました。
ロボットを導入後は、複雑な作業や異物の確認作業を省人化でき、労働生産性が7.5倍に飛躍しました。また細かい異物の検出精度も向上し、品質の安定化につながっています。

(2)検査の自動化でヒューマンエラーを排除

参照:経済産業省 『事業紹介ハンドブック2018』

導入事例二つ目は、大沢工業株式会社が検査の自動化でヒューマンエラーを排除した事例です。導入ロボットのメーカーは川崎重工業です。

大沢工業株式会社は食品製造業を手掛ける中小企業です。

加工食品の袋詰め作業で袋詰め後の袋締めの圧着不足や、穴あきなどによりエア漏れが発生し、製品の腐敗などが生じてしまいます。

上記を防ぐためにも、検査工程では人が目視で検査をしていました。しかしヒューマンエラーが発生し、検査の精度が高くなく、24時間での作業ができずにいました。
そこで検査工程にロボットを導入し、自動化に踏み切りました。テスト中ではありますが、袋詰め後の外観不良や形状の違いは検知が可能になりました。

(3)ロボット導入により1.8倍の生産性を目指す

参照:経済産業省 『平成28年度ロボット導入実証事業

導入事例三つ目は、株式会社マルミツサンヨーが柑橘の缶詰製造工程事例をロボット化する事例です。導入ロボットのメーカーはトムラソーティングです。

株式会社マルミツサンヨーでは、柑橘の缶詰製造工程の仕分けを手作業でしていました。種や腐敗、異物の除去などです。

しかし長時間同じ姿勢での作業や、作業者の高齢化により、ロボットの導入による効果を検証することになりました。

光学式の自動ロボットを導入し、どれだけ高精度に異物を選別できるかがポイントになります。
検証段階ではあるが、労働生産性を1.8倍に向上させることを目標にしています。

5.異物検査装置のメーカー・SIer紹介

ここでは異物検査装置のメーカーおよびSIerを3つご紹介します。

  • 株式会社FAプロダクツ
  • 株式会社イシダ
  • 株式会社島津製作所

詳しく見ていきましょう。

株式会社FAプロダクツ

FAプロダクツ

【特徴】

FAプロダクツ社は、年間200台以上の装置・ロボット等の導入実績を持つ、関東最大級のロボットSIerです。

一貫生産体制をとっているため、検査装置のメーカー選定から検査装置導入、メンテナンスまでワンストップで対応。
さまざまな業種での製造ライン構築とともに、多数の実績とノウハウを持ち合わせており、製造品や製造条件から最適な検査装置導入をご提案します。

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。

業界最大級の画像処理検証施設を開設!

「画処ラボ」ではルールベースやAIの画像処理を専門エンジニアが検証。ご相談から装置制作まで一貫対応します。

【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)

株式会社イシダ

【特徴】
株式会社イシダは、計量・包装機の製造および販売をしている企業です。計量をメインとしており「はかりのイシダ」と呼ばれています。

食品生産ラインも70%と高いシェア率を誇っており、食のインフラを提供しています。
生産ラインの検査装置では、X線検査装置や金属検出機などのラインナップが揃っています。

【所在地】
京都府京都市左京区聖護院山王町44番地
TEL:(075)771-4141(代表)
Fax: (075)751-0747
https://www.ishida.co.jp/ww/jp/

【営業品目】

  • 計量・包装・値付
  • 検査・検出装置
  • 電子天秤、台秤
  • 対面プリンタ
  • 流通情報システム
  • 店舗販促
  • 電子棚札システム
  • 衛生管理
  • ソーティング/ピッキングシステム
  • 広報活動

株式会社島津製作所

【特徴】
株式会社島津製作所は、精密機器、計測器、医療機器、航空機器を手掛ける企業です。

非破壊検査機器の製造もしており、X線検査装置(透視)、X線検査装置(CT)などのラインナップがあります。非接触、非破壊で検査ができ、検査精度を高め、製品の品質を向上させてくれます。

【所在地】
〒604-8511
京都市中京区西ノ京桑原町1番地
TEL 075-823-1111(代表)
https://www.shimadzu.co.jp/

【営業品目】

  • 分析機器
  • 計測機器
  • 医用機器
  • 産業機器
  • 航空/海洋/磁気計測機器

6.異物検査装置導入に関するご相談はFAプロダクツ

この記事では、異物検査装置の仕組みから使われる業界、おすすめメーカーまでをご紹介しました。

SNSが発達し個人の拡散力が強くなったいまの時代だからこそ、製品の品質は重要視されています。
人の目で選別できる作業にも限界があるので、代替する異物検査装置を導入することで労働生産性の向上および製品の品質の向上に繋がります。

各種検査装置の導入をご検討されている方は、まずはFAプロダクツまで、お気軽にお問合せください。

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