マシンビジョンシステムは取り込んだ画像をどのように処理するのか？
画像の取得後、システムは結果を処理して分析し、バーコードを読み取るのか、欠陥を検出するのか、キットにすべての品目が含まれていることを確認するのか、それとも部品を計測するのかを決めなければなりません。
歴史的に、画像解析を実行できるだけの十分な処理能力を獲得する唯一の方法は、画像を外部PCに送ることでした。画像のサイズと複雑さによっては、時間がかかり、ラインが遅れ、タスク専用の別のPCが必要になる可能性があります。
現在、高機能なビジョンシステムは処理が組み込まれており、計算が高速化され、潜在的な障害点が減ります。
画像の取得後、システムは結果を処理して分析し、バーコードを読み取るのか、欠陥を検出するのか、キットにすべての品目が含まれていることを確認するのか、それとも部品を計測するのかを決めなければなりません。
画像解析ツールの種類
ビジョンシステムはタスクに応じて、1つまたは複数の特定の画像分析ツールを利用できます。
- エッジ検出／抽出 – 画像において、エッジは明度の明確な変化を示します。このような変化は、深さ、向き、材料の不連続を示し、対象物の境界を発見できるようになります。
- ピクセル計数 – 単純なアルゴリズムで、対象領域または画像全体のグレースケールレベルごとにピクセル数をカウントすることができ、他の機能に使用させる情報が得られます。
- ブロブ検査 – さまざまな領域を識別でき、他の機能に使用させる情報が得られます。
- パターン／テンプレートマッチング – ガイドおよび位置決め機能では、部品および製品のパターンマッチングまたはテンプレートマッチングを使用して、対象物の位置と向きを調べます。
- 色分析 – 対象物の色が重要な特徴である場合、色抽出とセグメンテーション、色照合など、カラーツールがいくつかあります。
ビードツール
ブロブツール
パターンマッチングツール
色解析
画像情報の利用
画像解析から得られた情報がカメラに留まっているのは決して好ましくありません。他のシステムと共有して、他のシステムが利用できるようにする必要があります。
そのために、マシンビジョンシステムでは標準的な産業用フォーマットまたはプロトコルを使用し、通常は有線接続を介して他のデバイスとデータを共有します。そのデータは、さまざまな使い方ができます。
- 近くのプログラマブルロジックコントローラ（PLC）に、ピストンを発射して欠陥部品をラインからはじき出すように指示することが可能。
- ヒューマンマシンインターフェイス(HMI)のモニタにポップアップ表示できるため、オペレータが製造プロセスを確認し、調整することが可能。
- 工場のプロセス制御システムまたは製造実行システム（MES）と組み合わせて使用できるため、システムで調整を図り、製造プロセスを最適化することが可能。
- 自動仕分けシステムで選別メカニズムをトリガし、適切なトラックに荷物を積むことが可能。
PLCは欠陥部品をラインからはじき出すことができます。
プロセス制御システムや製造実行システムは、プロセスを最適化するための調整を行うことができます。
画像ベースのデータをもとに重要な事項も決定可能
単独の部品、製品、またはパッケージに対する個々のアクションに加えて、マシンビジョンアプリケーションを通じて生成されたデータを集約し、より大きなビジネスの問題に取り組むために使用することもできます。
たとえば、企業はデータを使用して、遅延、欠陥、配送漏れの根本原因を突き止めることができます。部品に劣悪な原材料を使用しているサプライヤーがいるのか それとも、部品の保管または出荷方法が原因なのか 従業員の訓練不足なのか マシンビジョンデータを分析すれば、そのような問題の原因を特定できます。
マシンビジョンデータにはほかに、次のような用途があります。
- 特定のタイプの部品が原因で、それが取り付けられているアセンブリが拒否されたことを理解する。
- 部品のサーチと識別、在庫の継続的な更新、正確な受注処理の保証。
- エンタープライズリソースプランニング（ERP）システムで大規模なデータセットを解析し、長期的な運用上の判断を下す。
- 製造誤差がどこで発生したかを突き止めるために、故障率とタイプを精査する。
マシンビジョンのデータは在庫を常に最新の状態に保つことができます。
不良率データは、製造エラーがどこで発生しているかを特定するのに役立ちます。
通信プロトコルの種類
直接接続によって送信される単純なオン／オフ信号から、イーサネット／IP、Profibus、DeviceNetなどの高度な工業用プロトコルまで、自動製造で使用されるプロトコルは多岐にわたります。
相互運用性は当たり前なので、特定の業務に最適なデバイスを購入すれば、使用中のすべての機器と通信できるという点では安心です。一方、さまざまなメーカーが特定のプロトコルを好んでいることは事実であり、独自の規格が多数あります。
マシンビジョンシステムは、事実上あらゆる工業用プロトコルとの相互運用性が得られるように設定でき、自動産業用オペレーションの改善に利用しやすい形で情報を提供します。