より微細な欠陥の検出と過剰判定の抑制を可能にする複数波長レーザーの多次元データ処理による傷検査装置の試作開発

当社はレーザー光を利用した非破壊・非接触の検査の自動化・データ管理を強みとし、円筒形状内外壁検査用レーザー傷検査装置を独自開発・製造・販売してきた。レーザーを活用した内壁傷検査装置の生産は、補助事業実施時点では当社のみで、2014年に1社が参入した。顧客からは高精度な検査装置へのニーズがあった。

事前の共同研究により、複数波長レーザーを使うと欠陥と洗浄痕等で反射光の変化量に差があるとの見通しを得た。光の波長による散乱光量の変化をシミュレーションし、鋳巣と洗浄痕の分離実験で検証して最適なレーザー波長を選定した。3波長レーザーでは判別に課題があったため、紫外レーザー光による散乱（鋳巣）と蛍光（洗浄痕）を用いる検査方法を導出した。実用的な焦点深度（±5mm）を確保できるようビーム径を最小化（φ60μm）し、プローブ上部の限られた空間に収まるコンパクトな光学系を設計した。スピンドルは立上げと回転安定性に優位なサーボモーターで設計・試作し、筐体・コントローラーも設計・試作した。実際のエンジン部品を使ってデータ取得と分析を行い、鋳巣と洗浄痕の分離検出に必要な検査アルゴリズムを検証した。

紫外線レーザーにより鋳巣と洗浄痕を判別する新傷検査装置を開発し、微細な欠陥検出と過剰判定抑制を同時に満たした。焦点深度±5mm、ビーム径φ60μmを確保し、疑似鋳巣と周辺の洗浄痕を明確に分離できることを確認した。今後は国内市場に加え、自動車関連の海外工場や他業種からの受注を見込み、次期モデル「穴ライザーV」の開発を進める。年間100台程度の販売を目指す。

国内市場のほか、自動車関連の海外工場、さらに他業種からの受注を見込む。傷検査と同時に内径や表面の加工具合も測定できる次期モデル「穴ライザーV」を開発中で、既存主力機「穴ライザーIV」、新開発の「穴ライザーIIIV」、次期モデルの投入で年間100台程度の販売を目指す。