中国における産業オートメーションの発展は高度な成熟度に達しており、ほとんどの人がそれをある程度理解しています。産業オートメーションに関する知識を深めるために、この記事では 2 つの重要な側面を探ります: 1. 産業オートメーションにおけるマシン ビジョンの応用、および 2. 産業オートメーションがマシン ビジョン システムを利用する理由。今後のコンテンツに興味をそそられる場合は、そのまま読み続けてください。
I. 産業オートメーションにおけるマシンビジョンの応用
マシンビジョンは、従来の手動検査に代わって生産品質と生産量を向上させるために、長い間産業オートメーションシステムに統合されてきました。ピックアンドプレイス操作や物体追跡から計測や欠陥検出に至るまで、視覚データを活用することで、単純な合否フィードバックを提供したり、閉ループ制御ループを有効にしたりすることで、システム全体のパフォーマンスが向上します。-
ビジョンの使用は産業オートメーションをはるかに超えています。また、カメラは、コンピュータ、モバイル機器、特に自動車など、日常生活に広く応用されています。カメラが車両に導入されたのは数年前ですが、現在では車両に多数のカメラが搭載されており、ドライバーは車両の 360 度の完全な視界を得ることができます。
しかし、マシン ビジョンにおける最も重要な技術進歩は、間違いなく処理能力です。プロセッサのパフォーマンスが 2 年ごとに 2 倍になり、マルチコア CPU、GPU、FPGA などの並列処理テクノロジーに継続的に重点が置かれているため、ビジョン システムの設計者は非常に複雑なアルゴリズムをビジュアル データに適用して、よりスマートなシステムを作成できるようになりました。-
処理テクノロジーの進歩により、単にアルゴリズムがよりスマートになったり、より強力になったりするだけではなく、新たな機会が開かれています。製造機械にビジョン機能を追加するアプリケーション ケースを検討してみましょう。これらのシステムは伝統的に、協調的な分散システムを形成するインテリジェント サブシステムのネットワークとして設計されており、モジュール設計が可能です。
ただし、システムのパフォーマンスが向上するにつれて、このようなハードウェア中心のアプローチを採用することは困難に直面する可能性があります。これらのシステムでは通常、相互接続にタイム クリティカルなプロトコルと非タイム クリティカルなプロトコルが混在しているためです。{{1}{1}}さまざまな通信プロトコルを介してこれらの異種システムを接続すると、遅延、決定論、およびスループットのボトルネックが発生する可能性があります。
たとえば、設計者が、{0}}ビジョン サーボ アプリケーションで必要とされる-ビジョン システムとモーション システム間の緊密な統合を維持しながら、この分散アーキテクチャを使用してアプリケーションを開発しようとすると、処理能力が不十分なために重大なパフォーマンスの問題に遭遇する可能性があります。さらに、各サブシステムに独自のコントローラーがあるという事実により、実際には処理効率が低下します。
最後に、このハードウェア中心の分散アプローチにより、設計者はサブシステムごとに異なるツール（ビジョン システムには専用のビジョン ソフトウェア、モーション システムにはモーション固有のソフトウェアなど）を使用する必要があります。-これは、1 人のエンジニアが複数のコンポーネントを担当する可能性がある小規模な設計チームにとって特に課題となります。
II.マシンビジョンシステムが産業オートメーションで使用される理由
産業オートメーション制御にマシンビジョンシステムを採用する主な理由は次の 5 つです。
精度- 人間の目の物理的な限界により、精度においては機械が明らかに有利です。人間が製品検査に虫眼鏡や顕微鏡を使用している場合でも、機械はより正確であり、1,000 分の 1 インチまでの精度を達成します。-
再現性- 機械は、同じ方法を使用して疲労することなく繰り返し検査を実行できます。対照的に、人間の目は、同じ製品を検査する場合でも、検査ごとに微妙な違いを示します。
スピード- 機械は製品をより迅速に検査します。これは、生産ラインなどの高速移動物体を検出する場合に特に有利であり、製造効率が向上します。
客観性-人による検査には、感情的な偏見という重大な欠陥があります。結果は検査員の気分によって変動しますが、機械は人間の感情を無視して動作し、一貫して信頼できる結果が得られます。
料金-機械は人間よりも速く動作します。つまり、1 つの自動検査ユニットで複数の作業者の作業負荷を処理できます。さらに、機械は休憩する必要がなく、病気になることもなく、継続的に稼働できるため、生産効率が大幅に向上します。
マシン ビジョン システムは、膨大な量のデータを迅速に取得し、自動処理を促進し、設計仕様および製造制御とシームレスに統合します。その結果、プロセス監視、完成品検査、品質管理のために最新の自動生産に広く導入されています。マシン ビジョン システムは、生産の柔軟性と自動化レベルを強化します。これらは通常、手作業には適さない危険な環境や人間の視覚能力が不十分な環境で人間の視覚を置き換えます。 -大量の工業生産では、手動の目視検査は非効率で不正確であることが判明しますが、マシンビジョン検査法は生産性と自動化を大幅に向上させます。さらに、マシン ビジョンはシームレスな情報統合を促進し、コンピュータ統合製造の基礎テクノロジーとして機能します。-