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インダストリアルオートメーションを促進する3つのトレンド

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1980年代の創業以来、マシンビジョンは「技術の力と能力を向上させ、使いやすくすること」を中心に発展してきました。現在のマシンビジョンは、優れた機能を搭載した高解像度カメラであり、工場現場の内外で新しい自動化ソリューションを強化しています。すべての操作がスマートフォンから行えることで、エンジニアリングの要件と関連コストが大幅に削減されています。

また、ビッグデータ、クラウド、人工知能(AI)、モバイルなどの技術の急速な進歩の恩恵を受けている他の産業と同様に、製造業、物流運用、およびその他の企業がオートメーションにおいてマシンビジョンを活用しています。

急速に進化したセンサ技術

1、2、5 メガピクセル (MP) カメラがマシンビジョンカメラの大部分を占めていますが、最大12 MPまで、さらに高解像度のスマートカメラにかなりの関心があると見ています。高解像度センサとは、自動車エンジンの検査において、1台のスマートカメラで、検査の精度を維持しながら複数の低解像度スマートカメラの作業を行うことができることを意味します。

コグネックスの特許取得の High Dynamic Range Plus (HDR+) 画像処理テクノロジは、一般的な HDR よりもさらに優れた画像忠実性を提供します。これは、照明が均一でない環境において、大きな対象物全体に対して複数のエリアをスマートカメラで検査できるようにします。これまで、照明のばらつきによって、欠陥と間違えられたり、機能が見えなかったりする可能性がありました。現在、HDR+ は照明のばらつきの影響を受けにくく、数年前の画像処理技術では困難とされていた環境でのアプリケーションを可能にしています。

高度なスマートカメラは、FPGA (現場で修正可能なゲートアレイ) 上でHDR+技術を実行し、フレームレート速度で取得した画像の品質を向上させ、タイムオブフライト型 (ToF) センサなどの補完的なセンサ技術を組み込み、「距離ベースの動的フォーカス」を実現しています。ToF 距離測定および高速リキッドレンズテクノロジを使用する新しい高輝度内蔵照明(HPIT) 画像形成システムは、動的オートフォーカスを有効にすることで高速なフレームレートを達成できます。最新のバーコードリーダには、パッケージや製品サイズが大きく異なり、カメラで異なる焦点範囲に迅速に適応する必要がある高速トンネルソートや倉庫管理などのアプリケーション向けの HPIT 機能が組み込まれています。

ディープラーニングとの統合

AI が他の産業に影響を及ぼすのと同様に、ファクトリーオートメーション用ディープラーニング対応画像処理ソフトウェアは、これまで手動でしか行うことができなかった検査の自動化を可能にしたり、従来のルールベースのマシンビジョンでは、面倒で時間がかかる複雑な検査の課題をより効率的に解決したりできるようになりました。

ディープラーニングへの投資を促進する最大の目的は、多くの場合、ディープラーニングベースの検査システムを備えることにより、これまで検査に携わっていた人材を適切に配置することです。メーカーは初めて、人間と同等の性能を発揮できる検査ソリューションを提供する技術を持つことができました。

ディープラーニングが組織にもたらすメリットの一例として、欠陥検出検査が挙げられます。すべてのメーカーは、可能な限り簡単な方法で製造上の欠陥を排除し、製造工程のダウンストリームで時間とコストがかかる影響を減らしたいと考えています。

欠陥検出では、欠陥の原因が必ずしも一定でないこと、許容範囲内にある欠陥の説明が難しいことから、実現が難しい課題とされてきました。そのため、多くのメーカーは、プロセスの最後に検査官を配置して、許容できない製品の欠陥を最終確認していました。ディープラーニングを使用すると、品質エンジニアはマシンビジョンシステムをトレーニングして、一連の参照画像データで欠陥の許容範囲を学ばせることができ、膨大な欠陥の可能性をプログラムする必要がなくなります。

モノのインターネット (IoT)

インダストリー4.0 の取り組みを可能にするスマートカメラビジョンシステムで重要な開発は、Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) です。世界中のすべての主要なマシンビジョン協会からの貢献によって、機器間通信を支援するために開発された産業用相互運用性標準 OPC UA が作られました。

高度なセンサ技術やディープラーニングなどのトレンドと組み合わせることにより、OPC UA は、工場内の産業世界と外の物理世界を橋渡しするポイントソリューションからマシンビジョン技術への移行を支援します。現在、ビジョンシステムとバーコードリーダは、現代における企業データの主要なソースとなっています。

コグネックスのマシンビジョンシステムと、採用されている最新技術がどのように組織において役立つかについては、マシンビジョンソリューションガイドをダウンロードしてご覧ください。

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