電気自動車用バッテリー生産におけるサーマルペーストのモバイル品質管理
概要
- 業界:
- 電動モビリティ向けバッテリー組立
- 使用カメラ:
- U3-3886LE Rev.1.2, uEye LE
- 用途:
- 電気自動車用バッテリーホルダー上のギャップフィラー塗布状態の検査
- 課題:
- 熱伝導ペーストの塗布状態を、明確な基準に基づいて再現性のある検査・評価を行う必要がある
- ソリューション:
- 2台のカメラ、内蔵ミニPC、校正機能、カスタマイズ評価機能を備えたモバイル型GCMBフォトボックス
- 導入効果:
- 効率的な抜き取り検査、追跡可能な検査結果、および体系的に記録された試験データを実現
ギャップフィラーを可視化する
電気自動車用バッテリーの組立工程では、各部品を高精度に組み付ける必要があります。同様に重要なのが、ギャップフィラーや熱伝導材料(TIM)などの重要なプロセス材料を確実に塗布することです。熱伝導材料は、車載バッテリー内のバッテリーモジュールと冷却システムの間に熱伝導経路を形成し、発生した熱の放散を促進します。品質保証の観点では、熱伝導ペーストの塗布状態を再現性高く検査し、明確な基準に基づいて評価しなければなりません。
オーストリアのWESTCAM Technologiesは、ドイツの大手スポーツカーメーカーのサプライヤー向けに、Gapfiller Coverage Measurement Box(GCMB)を開発しました。この独自開発の測定システムは、電気自動車用バッテリーホルダーにおけるギャップフィラーの塗布状態を品質管理するために使用されています。このモバイル型フォトボックスは、バッテリーユニットが完全自動でバッテリーフレームに組み込まれた後、ギャップフィラーの塗布状態を抜き取り検査するために使用されます。目的は、工程の信頼性と製品品質を向上させる、効率的かつ再現性が高く、規格に準拠した品質管理の実現です。
ソリューション:柔軟な抜き取り検査を実現するモバイル型フォトボックス
GCMBはモバイル型検査ユニットとして設計されています。柔軟に運用できるほか、検査中に作業の妨げとなるケーブルを必要とせず、内蔵ミニPCによって独立して検査を実行できます。校正機能もシステムに組み込まれており、製造現場において再現性の高い検査手順を実現します。WESTCAMは、このようなモバイル検査システムを、標準的なスマートカメラでは期待する結果が得られない複雑かつ特殊な測定・検査用途向けに提供しています。
「GCMBでは、画像取得・校正・評価を1つのコンパクトなシステムに統合したモバイル検査ソリューションを開発しました。2台のカメラで塗布領域を撮影します。取得した画像データは、お客様の仕様に基づいて解析・評価されます。これにより、ギャップフィラーの塗布状態に対する抜き取り検査を効率的かつ再現性高く実施できます」と、WESTCAM Technologies GmbHのマネージングパートナー兼CEOであるHarald Unterrainer氏は説明しています。
このソリューションの強みは、モビリティ、統合コンピューティングユニット、および顧客仕様に合わせた評価機能の組み合わせにあります。GCMBは固定的な標準システムではなく、それぞれの測定・検査課題に合わせて最適化されます。そのため、工程に近い現場で、検査課題を高精度かつ柔軟に解決する用途に適しています。
画像処理:取得・結合・評価
この検査システムでは、IDSのUSB 3 uEye LEカメラ2台が、熱伝導ペーストが塗布された電気自動車用バッテリーホルダーの表面を撮影します。その後、塗布領域が顧客仕様に基づいて検査されます。画像処理により、2台のカメラ画像を統合し、塗布状態を解析した上で、結果をOKまたはNOK(不合格)として判定します。
主な評価項目は、充填率、欠陥の有無、および欠陥間の距離です。その後、検査結果は保存されます。オフライン画像を読み込んで解析することも可能です。カメラ校正用のターゲットに加え、システム機能の検証を行うためのテストターゲットも用意されています。
カメラ技術:コンパクト、高解像度、容易な統合
本アプリケーションでは、ソニーIMX178ローリングシャッターCMOSセンサーを搭載したIDS U3-3886LE Rev.1.2を使用しています。本カメラは6.41MP(3088×2076ピクセル)の解像度を持ち、USB3 Visionインターフェースと、BSI技術を採用した高感度ソニーSTARVISセンサーを組み合わせています。GCMBにおいては、インターフェース、センサー性能、サイズ、価格が主な選定基準となりました。
カメラはIDS peakを用いてシステムに統合されました。このSDKは、カメラの制御およびプログラミング向けAPIやソフトウェアツールを提供し、自社アプリケーションへの迅速かつ標準準拠の統合を支援します。これにより、本カメラは技術面・ソフトウェア面の両方において、顧客仕様のモバイル検査システムに適した選択肢となっています。IDSカメラのコンパクト設計により、小型機器や携帯型システムへの容易な組み込みが可能です。
導入効果:モバイルシステムによる工程の信頼性向上
GCMBは、モバイル検査、内蔵ミニPCによる自律運用、統合校正機能、個別の測定・検査要件への対応といった複数の機能を1つのシステムに統合しています。これにより、画像取得、解析、評価、結果の保存を組み合わせた再現性の高い検査プロセスを実現します。
本ソリューションは、柔軟性と結果のトレーサビリティが求められるアプリケーションにおいて品質保証をサポートします。固定式検査設備に抜き取り検査を合わせるのではなく、このモバイル型フォトボックスは画像処理機能そのものをコンパクトで持ち運び可能な形にしています。これにより、規定された品質検査を効率的に実施し、検査結果を体系的に記録できます。
展望:効率的な品質保証を支える画像処理技術
産業プロセスの自動化が進むにつれ、カメラベースの品質保証の重要性も高まっています。マシンビジョンシステムは、客観的かつ再現性の高い検査を実現するとともに、製造プロセスの継続的な改善に活用できるデータを提供します。高い品質要求と生産量の増加が同時に進むバッテリー製造分野では、モバイルかつ柔軟な検査システムの重要性がさらに高まると考えられます。こうしたシステムは、手動検査の標準化、欠陥の早期発見、そして生産工程内での品質データ取得に貢献します。
GCMBは、画像処理技術によって複雑な検査業務を再現性高く実施できることを示しています。このようなアプローチは、品質保証プロセスの効率化を実現し、今後さらに高度化する製造現場の要求に対応するための有効な手段となるでしょう。
WESTCAM Technologies GmbH
WESTCAM Technologiesは、自社開発のマシンビジョンシステムを活用した品質保証業務の自動化を専門としています。長年にわたり産業用画像処理に携わってきた経験を活かし、幅広い業界向けにカスタマイズソリューションを開発しています。製造業のお客様に対し、検査工程の効率化、工程信頼性の向上、そして持続的な品質改善を支援することを目指しています。
10年以上にわたり、プレスリリースやアプリケーションレポートを作成し、企業トピックや技術的な製品コミュニケーションを専門知識をもって設計しています。常に真実性と明快さを重視したアプローチを貫き、戦略的なB2Bコミュニケーションにおける豊富な経験により、的確なメッセージを構築し、信頼性の高い技術的コンテンツを提供します。
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