検査に使うと決定的に効いてくる3点
写真としてきれいに写ることと、判定に使えることは別の話です。
撮るタイミングを外部から決められるか
検査は、ワークが所定の位置に来た瞬間に撮る必要があります。カメラ側の都合で撮影が始まる仕組みでは、対象が写っていない画像が混ざり、全数の検査になりません。
毎回同じ明るさ・同じ色で写るか
民生用のカメラは、人が見て自然に見えるように明るさや色を自動で調整します。判定に使う場合、この自動調整が働くと同じワークでも画像が変わり、しきい値が定まりません。
動いている対象がゆがまずに写るか
撮像素子の読み出し方式によっては、動いている対象が斜めにゆがんで写ります。寸法や位置を判定する場合、このゆがみがそのまま誤差になります。
FAカメラに求める条件を決める4ステップ
何を判定するかが決まれば、必要な条件も決まります。
検出したい欠陥の大きさから分解能を出す
見たい範囲の広さと、検出したい欠陥の大きさから、必要な画素数を計算します。ここが検査で最初に決まる条件です。
撮像のタイミングをどう与えるかを決める
ワークが所定の位置に来たことをどの信号で知るかを決めます。装置の動きに合わせて撮像の指示を出せる構成にします。
対象が動いているかを確認する
止めて撮るのか、搬送中のまま撮るのかを確認します。動いたまま撮る場合は、ゆがみが出ない読み出し方式のカメラが必要です。
設置場所の環境条件を確認する
粉じんや水しぶきがかかる場所か、振動があるか、カメラを斜めに付けざるを得ないかを確認します。環境に応じた仕様や補正の機能が必要になります。
検査用と、見るためのカメラの違い
同じカメラでも、判定に使うときに求められる条件が異なります。
| 観点 | 産業用（FAカメラ） | 民生用・監視用 |
|---|---|---|
| 目的 | 判定結果を数値と信号で出す | 人が見て判断する、記録する |
| 撮像のタイミング | 外部からの信号で、決まった瞬間に撮る | 連続で録る、またはシャッターを押した時に撮る |
| 明るさ・色の扱い | 毎回同じ条件で撮り、同じワークが同じ画像になることを優先 | 見た目が自然になるよう自動で調整する |
| 照明 | 判定の手がかりが出るよう、専用の照明を組み合わせる | その場の明るさに合わせる |
| 動く対象 | ゆがみが出ない読み出し方式を選べる | 読み出し方式は選べないことが多い |
| 設置条件の補正 | カメラの傾きやレンズの歪みを補正して寸法の誤差を抑える | 補正の仕組みは前提にない |
| レンズ | 視野と設置距離に合わせて交換できる | 一体型で交換できないものが多い |
| 外部との接続 | 判定結果をPLCやロボットへ出力する | 映像やファイルとして記録する |
画素数だけでは検査用かどうかは決まらない
民生用のカメラにも高い画素数のものがあります。検査で効いてくるのは、撮るタイミングを外から決められること、毎回同じ条件で撮れること、判定結果を装置へ出力できることです。分解能はそのうえで満たすべき条件のひとつと考えると、選定を間違えにくくなります。
検査用カメラを構成に組み込む
カメラ単体ではなく、照明とコントローラを含めて検査の構成にします。
AI×ビジョンストレージ搭載 画像処理システム
VS-Gシリーズ
VS-Gシリーズは、コントローラにカメラと照明を接続して使う画像処理システムです。カメラは31万画素から6400万画素まで24種類をそろえ、検査に必要な分解能と転送時間から選べます。6400万画素カメラは、移動体の検査に必要なグローバルシャッターを採用しており、動いている対象でもゆがみを抑えて撮像できます。撮像のタイミングは外部からの信号で与えられ、現在の処理と非同期に指示を受けることもできるため、装置の動きに合わせて撮像できます。カメラの傾きやレンズの歪みはキャリブレーションで補正でき、斜めに取り付けざるを得ない場合や、画面の中央と端で結果が変わる問題に対応します。明るさが安定しない条件では、シャッタースピードを変えて撮った複数枚を合成し、白とびや黒つぶれのない画像を生成するHDR撮像を使えます。判定結果はPLCやロボットへ出力できます。
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判定に使うからこそ必要になる条件
いずれも、写るだけでなく毎回同じ条件で撮れることが前提になります。
ECU上の防湿剤の有無検査
基板に塗られた防湿剤があるかを判定します。塗られた部分と基板の差はわずかなため、毎回同じ明るさで撮れることが前提になります（VS-Gシリーズ）。
燃料ポンプの2Dコード読み取り
部品に付けられた2次元コードを読み取ります。コードのセルを分解できる画素数と、読み取りに適した画作りが必要です（VS-Gシリーズ）。
インジェクタ品番の文字読み取り
部品に刻印された品番を読み取ります。刻印は濃淡の差が小さいため、照明の当て方とあわせて構成します（VS-Gシリーズ）。
FAカメラと民生・監視カメラの違いに関するよくあるご質問
- 手持ちの市販カメラを検査に流用できますか？
- 画像を撮ること自体はできますが、検査に使う場合は、ワークが所定の位置に来た瞬間に撮れること、毎回同じ明るさと色で撮れること、判定結果を装置へ出力できることが必要になります。これらが満たせないと、全数の判定を安定させることが難しくなります。
- 監視カメラのほうが画素数が高いのですが、そちらでは駄目ですか？
- 画素数は必要な条件のひとつですが、それだけでは決まりません。撮るタイミングを外部から与えられるか、自動調整で画像が変わらないか、動く対象がゆがまずに写るかが、判定の安定性を左右します。検査したい内容をお伝えいただければ、必要な条件を整理してご提案します。
- グローバルシャッターとは何ですか？
- 撮像素子の全画素を同じタイミングで露光する読み出し方式です。画素を順に読み出す方式では、動いている対象が斜めにゆがんで写ることがあります。搬送中のワークを撮って寸法や位置を判定する場合は、この方式のカメラが適しています。
- カメラを斜めに取り付けると寸法がずれませんか？
- カメラの傾きやレンズの歪みを補正するキャリブレーション機能があります。設置スペースの都合で斜めに取り付ける場合や、画面の中央と端で測定結果が異なる場合に補正できます。
- 工場の照明が変わると判定も変わりますか？
- 周囲の明るさが変動する条件では、判定が不安定になることがあります。検査には専用の照明を組み合わせて、外乱の影響を抑えるのが基本です。あわせて、シャッタースピードを変えた複数枚を合成し、白とびや黒つぶれを抑えるHDR撮像も利用できます。
- 判定した結果はどのように装置へ渡せますか？
- 端子からの出力に加えて、PLCとの通信やロボットへの出力に対応しています。ロボットビジョンでは複数のメーカーのロボットと直結して通信できます。ご使用の装置構成に合わせてご案内します。
検査に必要な条件を、対象物から整理します
検査したい対象物、見たい範囲、検出したい欠陥の大きさ、ワークが動いているかどうかをお伝えください。必要なカメラの条件を整理してご提案します。カタログまたはお問い合わせフォームからご相談ください。