お客様の事例

厳しい条件下でも高い読み取り率を達成した酒税スタンプ読み取り用のバーコードリーダ

Goody Goody Liquors Inc using cognex system inspect jager bottles

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テキサス州では、ホテルやレストランといった卸売りレベルで酒類の瓶に酒税スタンプを貼る義務を課しています。テキサス州のダラスに本拠地を置く Goody-Goody Liquors 社では、各瓶に酒税印を確実に貼り付け、監査用にその番号と瓶の番号を読み取ってデータベースに保存する工程を自動化しようと考えました。このアプリケーションには困難なバーコード読み取り処理を伴います。システムは、毎秒1本の速度で瓶を処理し、形状の異なる瓶および背景の異なるラベルを処理します。さらに、ラベルの位置が異なり、照明も頻繁に変化しています。

このスタンプ貼り付けのための自動システムを構築した Cisco-Eagle 社では、最初に採用したバーコードリーダで約95%の読み取り率までしか達成できませんでした。つまり、そのリーダでは、20秒ごとにバーコードの読み取りに失敗していることになります。これを改善するため、次に同社が採用したコグネックスの DataMan® 500 バーコードリーダでは、読めないバーコートはほとんどありませんでした。「コグネックスのカスタマーサポートはすばらしい。常に我々の側にいてアプリケーションが完成するまで協力してくれました。」と、Cisco-Eagle 社のロボット&ソフトウェア担当上級エンジニア Sam Chen 氏は語っています。

1964年1月に Joe Jansen 氏が Goo Goo 酒店を買収したとき、彼は、店の名を Goody Goody に変えることで、「dy」を追記して、新しい看板を購入せずに、その費用を削減しようと考えました。このとき、この店舗は幅 15フィート(約4.5メートル)で在庫は$2,400分しかありませんでした。その後、1969年には年商 $1,000,000 の会社になりました。Goody Goody は 1966 年に卸売り部門を立ち上げましたが、1974 年には小売業に注力するために同部門を売却しました。そして、1995年になって新しく卸売り部門を立ち上げました。現在、Goody Goody Liquors社は、小売店チェーンにおいて最も取扱量の多い会社であり、卸売り部門はダラス地域で 600 以上のホテルおよびレストランに商品を提供しています。

Goody Goody Liquors社が酒税スタンプの処理を自動化しようと考えたとき、経営陣は「適切な材料を適切な量、適切な時に適切な場所に、適切な条件と順序で、安全な方法かつ適切な費用で実現する」という方針で、アプリケーションの経験が豊富な Cisco-Eagle 社に検討を依頼しました。Cisco-Eagle社は、1953 年に創立した Cisco Material Handling 社と、1985 年にオクラホマ州タルサに設立された Eagle Material Handling 社が共同出資した会社です。Cisco-Eagle社は、1995 年に合併されました。同社の製造、流通、消費、廃棄工程全体において材料および製品の移動、ストレージ、復旧、管理、保護を行うソリューションを提供しています。

困難に対応するマシンビジョンアプリケーション

Cisco-Eagle社は Goody Goody Liquor社と協力して、自動的にバーコードの酒税スタンプを貼り付け、検証およびトラッキングのためにバーコードを読み取るシステムを開発しました。酒瓶は、高速でコンベアベルトの上を移動しています。貼り付け治具が自動的にスタンプを貼り付けますが、もし失敗した場合でもシステムがそれに対応する処理を行う必要があります。マシンビジョンを用いる事で、スタンプが張られていない瓶を特定し、ラインから取り出だせるようにしています。画像ベースのリーダは、監査に備えて、酒税スタンプの番号を読み取り、瓶の番号と一緒にデータベースに入力しています。

「この作業を行うために過去にさまざまなマシンビジョンシステムを試してきましたが、どれも信頼性に問題がありました。特に困難をきたしたのは、ラベルがバーコードリーダを通過する時間が短いことでした。またラベルを貼る瓶自体が丸い瓶や四角の瓶など、瓶の形状が異なるため、バーコード表示に大きく影響します。ライン処理は酒瓶によって異なり、たとえば、ラベルが非常に暗いまたは明るい、背景が縞模様である、半透明や透明で液体が見えるなど、ラベル背景の読み取りが難い場合もあります。さらに、このラインは照明のスイッチをオン/オフすることで照明が絶えず変化し、天気や時刻で自然光が変化する倉庫内で使用されています。」とChen 氏は語っています。

バーコードリーダの選択

Cisco-Eagle社は、さまざまなバーコードリーダを試しました。あるバーコードリーダは、瓶の背景が多種多様に異なるバーコードに対して、約 95%しか読み取れませんでした。つまり、20秒ごとに読み取りエラーが発生し、自動化のメリットを損ねていました。Cisco-Eagle 社のエンジニアは、さらに別のバーコードリーダを試しましたが、Rockwell社ControlLogix の PLC (Programmable Logic Controller)で制御されているラインに統合することが困難でした。また、この重要な問題の解決にバーコードリーダのメーカーから十分なサポートも得ることができませんでした。

「コグネックスの DataMan 500 バーコードリーダは、読み取り範囲が広く、高解像度で、そのデコーディング技術は厳しい条件でも信頼性が高く、読み取り率も高かったため、導入を決めました。」と、Chen 氏は語っています。DataMan 500 は、リキッドレンズの自動焦点テクノロジ備えたバーコードリーダとして初めて物流業界に採用されました。被写界深度を最大化することができるため、物流でパッケージ位置が異なるアプリケーションに対して高い信頼性を提供します。DataMan 500 は 1024 × 768 の解像度を持っています。DataMan 500 には、高度なデコーディング機能が装備されているため、印字の悪いコード、破損したコード、劣化したコード、派手な背景に印字されたコード、極端な遠近、高さの低いコード、ぼやけたコード、傷のあるコードなども問題なく読み取ります。

「他のバーコードリーダのメーカーは、説明書とテクニカルサポートの電話番号を渡すだけで、新製品への適用や統合の方法は最終的に自分たちで理解するしかありませんでした。一方、コグネックスは、製品の使い方について手順を追って説明し、バーコードリーダをシステムに統合する場合も手助けしてくれました。問題が発生しても、即座に現場に駆けつけ、アプリケーションが問題なく稼動するまで手助けしてくれました。」と、Chen 氏は語っています。コグネックスのバーコードリーダは、PC に接続して条件を設定します。GUI を使って、絞り、ゲイン、フォーカス、通信用パラメータなどが簡単に設定できます。

バーコードリーダと貼り付けシステムの統合

DataMan 500 は、Rockwell 社のEtherNet/IP プロトコルを使って通信し、Rockwell社PLC との統合を簡素化するためのドライバを装備しています。 ドライバが PC にインストールされると、カメラがコンポーネントとして表示されます。PLC のプログラムは簡単で、カメラによる画像取り込みなどコマンドも最小限のプログラムで簡単に作成できます。このアプリケーションでは、バーコードリーダに画像を取り込むコマンドを送り、バーコードが検出できたかどうかの結果を判断して、バーコード番号を返送する処理をたった3行のコードで行っています。

瓶をコンベアに乗せる直前にオペレータがハンドスキャナでバーコードを読み取ると、自動的に番号がデータベースに入力されます。その後でオペレータが瓶をライン上に置き、光学センサが瓶を検知するとラインが動き出します。ラインはさまざまな速度で運用することができ、PLC は瓶が最初に光学センサを通過したときに検知したエンコーダパルスを集計して各瓶の位置を追跡しています。瓶がライン上を移動中に、酒税スタンプが貼り付けられます。ライン上のバーコードリーダの直前に別の光学センサが設置されており、瓶がコンベア上を通過するたびに PLC に信号が送られています。

PLC は、そのタイミングでカメラに画像を取り込むための信号を送ります。バーコードリーダはバーコードを見つけて読み取るまで画像を繰り返し取り込みます。現時刻と瓶がライン上に投入されてから経過した時間を基に、PLC はバーコードリーダが読み取った画像がどの瓶のものであるかを判断し、そのラベル番号を保存したのと同じデータベースの行に酒税スタンプのバーコードを保存します。DataMan 500 がコードを見つけることができない場合は、その信号を PLC に送り、下流の排出ステーションでその瓶をラインから排出します。

「コグネックスのバーコードリーダの信頼性は、これまでに試したどのカメラより優れています。最も難しい背景や異なる照明条件でも瓶のラベルを検出できないことはほとんどありませんでした。バーコードリーダは、このアプリケーションが成功したのは、これまでにラベルの貼り付けや、手作業によるラベルのスキャニング、酒税スタンプ情報の手入力作業にかかっていた時間を大幅に短縮できたからです。お客様もシステムの性能に大満足しています。バーコードリーダに関するサービスコールは全くありません。」と、Chen 氏は語ってくれました。

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