ビジョンシステムの主な種類は？
マシンビジョンシステムは幅広い機能とオプションを提供しますが、検討すべき主なカテゴリが3つあります。
ラインスキャンカメラは、ウェブ製造などの連続検査アプリケーションで使用されます。通常、材料がスキャン領域を通過する際に、幅は広くても非常に薄い画像を撮影し、ソフトウェアを使用してラインごとに画像線を再編成します。これらのアプリケーションでは、標準の二次元カメラよりもはるかに処理が高速です。例としては、布、紙、その他の柔らかい物品の検査などがあります。
ほとんどのマシンビジョンでは、エリアスキャンシステムとも呼ばれる二次元カメラを使用しています。シンプルな単一用途センサのこともあれば、フル装備のシステムになることもあります。センサはより幅広い機能を備えたカメラよりも低コストでコンパクト、しかも導入が容易で堅牢性に優れていることがよくあります。一般に、フル装備のシステムの方が、構成度が高く、複雑なタスクを実行し、より大型で高解像度の高い画像を撮影することができます。センサにするか、より複雑なマシンビジョンシステムにするかの判断は、実行するタスク、データ出力形式、費用、使いやすさによって決まります。
三次元画像処理は画像に深さを加え、時にはレーザーを使用して距離を測定し、深さを計算します。深さを加えると、複雑さとコストが多少増加しますが、一部のアプリケーションにはこの追加情報が不可欠です。たとえば、三次元画像処理は、対象物が領域のどこにあろうと、ロボットアームが正しい向きで正確につかめるように誘導するうえで不可欠です。三次元画像処理は、難しい切削および溶接プロセスを自動化する場合にも使用されます。
マシンビジョンの機能とは？
マシンビジョンプロバイダは、ガイダンス、識別、測定、検査を表すGIGIの頭字語で、システムの機能を分類している場合があります。このガイドでは、アプリケーションの種類について、もう少し詳しく説明します。
- 欠陥検出
- 対象物の検出とカウント
- 計測／測定
- サーチ／ガイド／位置検出
- バーコード読み取り
- OCR/OCV
欠陥検出
欠陥は、原材料または部品の品質に関連する問題から最終検査まで、製造プロセスのあらゆる部分で発生する可能性があります。欠陥を見つけるための検査は従来、訓練を受けた従業員が手作業で行っていました。
マシンビジョンは、人間による検査よりも大幅に改善されており、生産ライン速度で動作し、疲れることがなく、小さな予期しない欠陥も検出し、継続的な運用改善のために情報を保存します。
例:
コネクタの緩み、配線のはんだ付け不良、継ぎ目不良、チューブの圧着不良を探索。
ソーラーパネルの太陽光発電セルの欠陥、または半導体ウェーハやEVバッテリアセンブリの欠陥の検出
食品中の汚染物質またはその他の問題の検出
対象物の検出とカウント
対象物の有無を調べ、カウントする機能は、在庫管理や生産ラインで、また、荷物の発送／受け入れ前に、広く使用されています。手動検査と機械的計数はどちらも、高速で常に正確なマシンビジョンシステムと比較すると、低速でエラーが発生しがちです。
例:
プリント回路基板上のすべての電子部品について欠損を確認。
クリップ、ネジ、スプリング、ラベル、シール、マニュアル、インサート、アクセサリなどのコンポーネントの欠損を確認。
パッケージまたはパレットの製品をカウント。
計測／測定
精度の高い製造には、距離、面積、直径などを正確に計測することが不可欠です。ゲージ、キャリパー、または検査治具による手動計測は低速で矛盾が生じます。
マシンビジョンは部品がライン上にある間、高速でミクロンレベルまで常に正確に計測します。各画像および関連データは、保証またはコンプライアンスの問題が生じた場合に備えて保管できます。
例:
鋳造部品および射出成形部品の寸法を記録。
部品のチップの真円度と角度を計測。
ラベル位置またはパッケージサイズを判定。
部品のサーチ、ガイド、位置検出
組立、ピックアンドプレース、検査などの機能は、コンベア上であろうが、蓋つき容器の中であろうが、部品を見つけるマシンビジョンの能力によって決まります。マシンビジョンは、部品の選択と配置に関してロボットをガイドし、精密組立において正確なミクロンレベルの位置決めを保証します。
部品がずれている場合、マシンビジョンは所定の位置と実際の位置との差や向きの差を計測し、ロボットまたはプログラマブルロジックコントローラ（PLC）に伝えて部品の位置を修正させます。
例:
検査対象であるコンベヤ上の部品をサーチ。
自動自動車組立ラインでロボットを誘導。
ミクロンレベルの精度を必要とするマイクロチップを形成。
バーコード読み取り
バーコードは、サプライチェーン全体で原材料と完成品を追跡し、識別するために使用されます。小売製品のUPCコード、パッケージのデータマトリックスコードといった一次元および二次元コードが含まれます。
バーコードリーダは、高速で情報を処理し、部分的に破れているコード、不明瞭なコード、にじんでいるコード、または歪んでいるコードでも正しく読み取ります。画像ベースのバーコードスキャナは、読み取ったバーコードの画像を収集するので、読み取りなしや読み取りミスを分析し、プリントヘッドの詰まり、コードの破損、不適切な照明などの問題を診断できます。複数のカメラを使用するシステムの場合は、部品またはパッケージの複数の側面から同時にスキャンするので、すべてのコードが同じ向きになっていない場合でも、読み取り率を上げることができます。
例:
物流倉庫を経由する荷物を追跡。
正しいコンポーネントが組み立てられていることを確認。
医療用品の正確な追跡記録を提供。
テキスト読み取り：OCRおよびOCV
現代の産業において、バーコードはどこにでもありますが、特に小売、製造、医薬品、食品および飲料のサプライチェーンでは、有効期限、ロット番号、その他の重要な情報を確認するために、人間が判読できる印刷テキストが依然として不可欠です。このテキストを最新の高速処理で活用するには、機械が確実に読み取れるようにする必要があります。マシンビジョンシステムは、これらのコードをミリ秒単位、99.99%の精度で読み取ることができます。
光学式文字認識（OCR）と光学式文字検証（OCV）はどちらも、画像内のテキストを識別して解釈しますが、重要な相違点が1つあります。OCRはテキストを読み取り、別のアクションをトリガします。一方、OCVは、既知の標準に照らしてテキストの品質を検証するために使用されます。
例:
印刷された文字に基づいて部品を分類（OCR）
有効期限またはロット番号が正しく印刷されているかどうかを確認（OCV）
正規品と偽造品を区別（OCR）
規制上の要求（OCR）に対応する追跡記録を規定