深度センサーカメラによる粉体表面の凹凸見える化・数値化システム【製造・食品工場向け】

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導入事例 —

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食品工場

粉体、粒体を扱う製造業

製造・食品工場の現場において、粉体の充填状態や表面の凹凸を均したいとき、目視だけでは個人差が出やすく、
クレーム対応や品質保証の場面で説明に困った経験がある方もいらっしゃるかもしれません。

こうした課題を解決するのが、深度センサーカメラによる粉体表面の凹凸見える化・数値化システムです。

3次元の深度情報を活用することで、これまで感覚に頼っていた「表面の状態」をデータとして捉え、誰が見ても同じ基準で判断できるようになります。

本記事では、粉体検査への活用メリット、導入までの流れなど解説いたします。

深度センサーカメラによる粉体表面の凹凸見える化・数値化システム【製造・食品工場向け】

課題背景

化学製品を製造するあるメーカー様では、粉体原料(フッ素樹脂の一種)を
製造工程の途中で一時的に専用容器へ供給する工程があります。

この工程では、粉体と液体が同時に投入されるため、
容器内の粉面が中央部だけ凹んだ「カルデラ状」の凹凸が発生していました。

画像のような砂の山の真ん中がへこんだ状態の画像
▲カルデラは、粉や砂など山の真ん中がへこんだような状態(※画像はイメージです。)

この凹凸は後工程の品質や作業効率に影響する可能性があり、
供給方法の工夫や作業者による均し作業など、さまざまな改善が試みられていました。

課題

  • 改善の効果を客観的に評価できない
  • 凹凸の状態が担当者の目視判断に依存している
  • どの程度で均し作業を行うべきかの判断基準が曖昧

上記課題から、粉体表面の状態を数値として把握したいというニーズが生まれました。

ご要望

  • 容器内の粉体表面の凹凸を定量的に把握したい
  • 改善前後の違いを数値データとして比較・蓄積したい
  • 凹凸が大きい場合には、作業者に注意喚起できる仕組みがほしい

提案内容

当社では、深度センサーカメラRealSenseD555 を活用した粉体表面計測システムを提案しました。

深度センサーカメラとは、
撮影対象までの距離(奥行き)をリアルタイムに測定し、3Dデータ(深度マップ)として取得できるカメラです。

深度情報を取得することで、粉体表面の高さ分布を取得し、 独自の演算処理により以下を実現しました。

  • 表面高さを複数ポイントで数値化
  • 凹凸の状態をスコア化
  • 設定した基準を超えた場合には管理画面上にアラート表示
  • 結果をCSV形式で保存し、分析・記録に活用

これにより、目視に頼っていた工程をデータに基づく判断へと置き換えることが可能になりました。

導入の流れ

STEP 1|課題整理

現状の運用課題やご要望をヒアリングし、導入目的を明確化します。
お客様の業務フローや環境を丁寧に把握することで、最適なシステム構成の検討につなげます。

STEP 2|要件定義・機器類の選定

ヒアリング内容をもとに、必要な機能・性能要件を定義します。
あわせて、設置環境や運用条件に適した機器を選定いたします。

STEP 3|提案

要件定義・機器選定の結果をもとに、システム構成・費用・スケジュールをご提案します。
内容についてはご要望に応じて柔軟に調整いたします。

STEP 4|開発

ご承認いただいた提案内容に基づき、システムの開発・設定・動作検証を行います。
品質と安全性を確保しながら、着実に構築を進めます。

STEP 5|導入

開発完了後、接続・動作確認を実施し、運用開始をサポートします。
担当者へのご説明・操作レクチャーも対応いたします。

システムの特長

  • 非接触・短時間計測
    粉体に触れることなく、短時間で状態を取得
    (製造過程では異物混入が原則NGであるため、接触機会を極力減らすことが重要)
  • 凹凸の見える化・数値化
    表面状態を高さデータとして取得し、改善効果を客観的に評価
  • 現場判断を支援するアラート機能
    規定値を超える凹凸を検知した場合、作業者に通知
  • データ蓄積による品質管理支援
    計測結果を保存することで、傾向分析や工程改善に活用可能
    凹凸を減らすために供給方法を工夫したり、トンボで均しているのですが、効果があるのか統計し、それらの改善が可能と考えております。

導入効果

  • 粉体の高さを㎜単位で表示可能になり、改善施策の効果を数値 で確認できるようになった
  • 均し作業の実施判断が明確化
  • 作業者の経験に依存しない、再現性のある工程管理を実現
  • 品質管理・工程改善に向けたデータ活用の第一歩を構築

今後の応用可能性

本システムは、以下のような分野でも応用が可能です。

粉体・粒体を扱う製造業全般(化学原料、医薬品、食品原料など)

  • 混合不良・水分異常の兆候検知
  • しきい値超過で ライン停止 or 作業者アラート
  • CSVファイルへダウンロードで品質トレーサビリティ
工場内の粉体・粒体を扱う製造業のイメージ画像

 

食品工場(衛生、品質管理)

  • 小麦粉、パン粉等の量や均一性検知
  • 記録を残し、HACCP対応に求められる記録業務の負担を大幅に削減
工場で働いている様子の画像

 

その他、これまで「人の目」で見ていた凹凸や均一性を確認していた
作業のデジタル化・省人化に応用できる可能性があります。

最後まで、お読みいただきありがとうございました。
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