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適切な3Dビジョン製品を選ぶためのアドバイス(上)

2022-04-18 10:16

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3Dビジョン製品はどのように選べばよいのでしょうか？

すべてがスマート化中、どの製造業もオートメーションのアップグレードと変革の真っ只中にあります。しかし、自動化はロボットで実現できるのでしょうか？製造業の発展とともに、生産工程の複雑さ、工程の複雑さ、製品の反復速度のすべてが新たな高みに達しています。採用格差や能力効率の問題をロボットで解決した後、高品質生産、高効率生産、柔軟な生産をいかに実現しますかという課題が自動化に突きつけられているのが現状です。

過去40年ほどの間、2D産業用ビジョン技術の急速な発展により、ロボットはマシンビジョンの助けを借りて組立、ハンドリング、検査などの反復作業を行うことができるようになりましたが、シナリオが豊かになるにつれ、アプリケーションの限界も現れ続け、2Dビジョンの技術障壁を打ち破る、より的を射た製品およびソリューションが必要となり、3Dビジョン技術が出現してきました。

では、どのように適切な3Dビジョン製品を選び、どのようなシーンで3Dビジョンが必要なのでしょうか。

1.3Dビジョンの必要性

まず、一つのビジョンが万能ではないを認識しなければならないですが、最も適したものを見つけることが確かに可能です。

2Dビジョンは、その長期的な開発により、ハードウェア設計やソフトウェアアルゴリズムの標準化が進み、すでにほとんどの生産シナリオの要件に対応できるようになっていますが、撮像原理の制限により、対象物の2D平面情報（X軸とY軸の情報）しかユーザーに提供できず、対象物の奥行き情報を取得したり、曲面上の位置や量を測定します必要が生じた場合、次のことができなくなります。

3Dビジョンは人間の目に最も近いソリューションであり、対象物を見るだけでなく、多次元的な位置認識を可能にします。実際の産業現場は、以下に挙げたシナリオよりも複雑で、ユーザーはより多くのシナリオでインテリジェントなロボット生産を実現したいと考えており、視覚の精度やテンポに対します要求もますます高くなっています。ロボットの目や脳としてのビジョンシステムは、この要求に応じて急速に発展し、ロボットに深い認識能力を与えることは必至です。

2Dビジョンでは対応しきれないシーン

a. 形状ワーク、表面認識、動作認識、体積測定など、深さ（Z軸）情報を取得します必要がある場合。

b. ワークに空間的な回転があり、正確な位置決めのために回転角（例：Rx/Ry/Rz）情報の取得が必要な場合。

c. 良質で安定した光源を持ってきない。

d. 黒い背景に置かれた黒い被測定物のようなコントラストの低いシーン

て

2. 3Dビジョンが対応するワーク

異なるサイズ

　　　　　　　　　　　　　　　大型ワーク

　　　　　　　　　　　　　　　　小型ワーク

　　　　　　　　　　　　　　　薄いパイプ継手

§　ALSONTECHは、業界最大のベースライン高精度センサーAT-S1000-02A-Wを搭載し、大型ワークの撮像の要求を満たすために、最大遠位視野は3570×2877@3900mmに達します。それでもミリ級の精度を維持し、大型ディーゼルエンジンの中子、大型スタッキングやその他の位置操作ニーズを容易に達成します。

§　AT-S1000-07Cは、ボルトなどの小さなワークの高速撮像が可能な高精度グレーティング構造光センサーで、精密組立などのシーンに対応しますため、近距離で非破壊点群を±0.03mm精度で取得します。

§　0.7mmという薄いチューブの完全な外郭を抽出しますことができ、重心と円の中心を抽出する機能で、ロボットを軸方向の認識とロードを誘導します。

異なる特性

　　　　　　　　　　　　　　　成形ワーク

　　　　　　　　　　　　平らなワークピース

　　　　　　　　　　　　　　　　高反射率ワーク

§　ワークの形状や材質によって仕様が異なるハードウェアとアルゴリズムによる戦略を目標とします。

§　AT-S1000-0XA』は、業界唯一の2眼式ラインレーザー製品で、幅広いサイズをカバーします広い視野、ワークへの映り込みがなく、明るい場所でもエッジが完全に整った高品質な点群観測が可能です。

§　アルゴリズムが完成しており、形状の異なるワークの特徴を抽出し、高速でマッチングを行います。複雑なワークが無秩序に配置されていても、オフラインのシミュレーションソフトウェアによって最適な把持ソリューションを得ることができ、ユーザーがプロジェクトを迅速に実行し、運用リスクを避け、高価なツーリングの投資を削減できるよう支援します。

§　3D+AI技術で平面ワークや特徴の弱いワークの取り残し率を低減し、産業現場の生産要件に対応します。

異なる色

適格なビジョン製品は、あらゆる色のワークピース、異なる特性、素材、サイズを認識できることが必要です。現在、ALSONTECHの全製品はすべての色を正確に認識しますことができます。 カラーカードテストでは、得られた点群データがフラットで欠陥がなく、最も「光を吸収します」ブラックカラーでさえも問題ないことがわかります。