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LED メーカーが DataMan バーコードリーダの採用で完全なトレーサビリティーを実現

Lumileds manufacturing using mounted cognex dataman 360

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マレーシアのペナンを本拠地にする発光ダイオード (LED) メーカーは、年間 8 億個を生産します。世界中に輸出される生産品は、主に LED テレビセットや自動車照明に使用されています。

オーブン処理や回路テストおよびインテグリティテストなどの数々の生産工程が、製造ライン上で実施されます。すべての完成品が各工程を通過し、必要なテストを完了しているか確認するため、このメーカーは、DataMan® バーコードリーダを用いた信頼性の高いトレーサビリティーシステムを導入して、各生産段階でLEDストリップにレーザーで印字された二次元コードを読み取ることにしました。

挑戦の源

LED 生産に使われる材料は、さまざまな国のサプライヤーから供給されます。各サプライヤーはグレードの異なるレーザーマーカーを使用して二次元コードを印字しているため、印字品質も異なります。使用されるセラミックの種類も異なる可能性があるため、問題はより複雑です。コンポーネントは小型で、刻印される二次元コードのサイズは 2 ミリメートル以下です。

また、LED は基板表面の各パッドに電気部品のリードをオーブン処理で取り付けています。半田接続部を乾燥させるための熱(約 300º C)は、バーコードの劣化を招くことがあります。

既存のバーコードスキャンナでは、これらのコード劣化が原因となって、100%の読み取り率を達成できません。問題の一部は、最初に導入されたスキャナのいくつかはハンドヘルド型リーダであり、高速移動する生産ラインでバーコードを素早く読み取る性能がなかったことでした。

「読み取りエラー」が発生すると、オペレータが手作業で情報を入力しなければならず、これが製造工程全体に悪影響を与えていました。さらに、生産量が増加するにつれ、大量に高速処理できる信頼性の高いソリューションの必要性がますます明らかになりました。

対策

このメーカーが最初に導入した DataMan® バーコードリーダ が100%の読み取り率を達成しました。続いて、DataMan バーコードリーダを 15 台追加で設置して、LED メーカーは、完全なコンポーネントトレーサビリティーを実現することができました。

DataMan バーコードリーダを使えば、メーカーは生産の完全なトレーサビリティーを達成し、テストでコンポーネントに不具合が見つかったり、人的エラーが発生した場合は、その部品を排出するか、次の工程でバーコードが読まれた時点でエラーを表示します。品質保証の点からみて、このようなトレーサビリティーシステムを持つことにより、生産ラインを通過したコンポーネントはすべて必要なテストを通過したことがわかります。

読み取り技術

このアプリケーションに採用された DataMan 300 バーコードリーダの特長は、高解像度(1.3 メガピクセル)と柔軟性の高い照明オプションです。このアプリケーションの環境は、バーコードが小さいために、高解像度の画像が必要でした。また、このアプリケーションには最適な読み取り率を得るために青色の照明が使われました。DataMan バーコードリーダでは、ユーザが輝度を調整できます。また、双方向、一方向、またはすべての方向からの照射を設定可能な照明バンクが備わっています。

微調整をした後の画像は、品質が高まり、必要とされていた強いコントラストが実現しました。これにより、読み取り全体のパフォーマンスが 90%から 100%に向上しました。

ほかにも、リーダはスキャンされる対象物から「安全な」距離に設置するという要望がありました。リーダの位置が近すぎると、リーダの静電気が LED の電気回路に影響を及ぼすのではないかという懸念がありました。また、オペレータが生産ラインから LED を手作業で取り出そうとしたときに不注意にリーダに接触してしまうのではないかという心配もありました。

これら二点の要件を検討した結果、メーカーはリーダをスキャンされる対象物から約 8 センチメートル離れた位置に設置することにしました。DataMan バーコードリーダが提供する高解像度によって、十分に拡大された鮮明な画像を、この距離でも得ることができました。

プロジェクトマネージャの Lennard Lim は次のように述べています。「バーコードリーダを生産工程の異なる段階に設置するために、実装チームは、各設備および技術に対応するサプライヤーと協力する必要がありました。DataMan バーコードリーダは、Siemens などのメーカーが提供するマシンに搭載されなければなりませんでした。また、バーコードリーダを保持するブラケットを設置する時期を見計らって全体の導入スケジュールを立てる必要がありました。」

性能の最適化

生産ラインの各アプリケーションに合わせてソリューションをカスタマイズするため、実装チームは、さまざまなレベルの拡張機能を試さなくてはなりませんでした。これは、バーコードリーダのレンズが調整可能であるために実現できました。小さな二次元コードを読み取るためにコードを学習させる必要もありました。こうしてシステムはモジュールの大きさやピクセルサイズなどのコードの特徴を記憶し、読み取りパフォーマンスを最適化することができます。

ほかには、各工程でバーコードリーダを起動させるトリガ入力方法、さらに、バーコードリーダからのデータ出力、またはPCへのデータ送信方法を決める必要がありました。

最適なパフォーマンスを達成するために、さまざまな構成をテストするという取り組みが行われました。輝度、露光時間、レンズの距離がこれらの構成で考慮すべき要素でした。複数のサプライヤーから取り寄せられた製品サンプルは、読み取り率への影響を理解するために、徹底的な調査が行われました。
 
Lim氏は次のように述べています。「コグネックスの献身的なサポートに感謝しています。難しい問題が提起されるたび、最適なソリューションを見つけ出してくれました。問題の解決と、カスタマイズ要望に合わせたソリューションを提供する熱意に感銘を受けました。」

最大の効率性を確保するため、オペレータとマシンサプライヤーは、運用で遭遇する可能性のある問題のトラブルシューティングのトレーニングを受けています。このような訓練を受けた人員がテクニカルサポートにおける初期対応を担当しています。また、彼らは必要に応じてバーコードリーダの再設定方法を知っておく必要があります。

「このシステムを実装したことにより、生産量が高まり、廃棄物の大幅な削減ができました。」と Lim 氏は述べています。

 

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