今回は金属部品、圧着端子の小さな打痕、傷、変形を検査してみました。
コンベアを流れる金属部品に傷がある場面は多くあると思います。近年は大変厳しい品質管理が求められており、僅かな製品の傷も不良品として扱われてしまいます。より確実に傷を検出することが重視されています。
コンベアの上を流れる不良品を発見するとブザーを鳴らしパトライト赤点灯コンベアが止まり、不良品を取り除くとコンベアが再び動き出す、安価な仕組みのご提案です
非常に実用的でわかりやすい仕組みなのでぜひお役立てください。
製作期間：2時間
材料費：2万円
材料・部品
- ソリッドステートリレー［AQA211VL］
- DC24Vアダプタ [秋月電子 / GF18-US24075T]
- コンセント [パナソニック / WH2163KWP]
- 木板 300 x 200 x 12
- ブザー[秋月電子 / PB10-Z338R]
- 木ビス 3.5 x 12：10本程度
- 木ビス 2.6 x 12：2本
- Y型圧着端子 1.25Y-3.5：4個
- 圧着端子用絶縁キャップ：2個
- パトライト［ミスミ / LR5-302WJNW-RYG］
詳細な作り方は「錠剤の欠けを検出してコンベアを止める（ブザー・パトライト）」
をご確認ください
工具・備品
- PC[マウスコンピューター/G-Tune, Corei9, 16GB RAM, RTX 2070 SUPER]
- 画像処理ソフト[スカイロジック/DeepSky DS100K]
- IOユニット[スカイロジック/EI-ITIO-T01]
- 130万画素カメラ[Daheng/MER-133-54u3c]
- 12mm レンズ[M1214-MP2]
- カメラスタンド（アルミフレーム）
工具・備品計：90万円程度
検査対象
カメラ位置とピント、絞りの調節
コンベア上の圧着端子を撮影するため、真上にカメラを設置します。今回は社内のアルミフレームで組んだカメラスタンドを使用しました。アルミフレームを組み合わせた非常にシンプルなものです。絞りやピントについては記事「絞りの役割」を参考にして下さい。
- アルミフレーム：ミスミ5シリーズ、40mm角
- 直角ブラケット：５シリーズ（溝幅６ｍｍ）押出厚型ブラケット
- 六角穴付ボルト：M5, 10mm
- フレームナット：5シリーズアルミフレーム用後入れバネナット
登録方法
DeepSkyを起動しカメラ反映しているか確かめます
新規登録
設定
「設定≫」から お手本になる教師画像の撮影をしていきます 「撮影＆保存」 をクリックします。
DeepSkyの動画マニュアルに従って欠けた錠剤を含めて10～100箇所程度位置を変えながら撮影します。今回は15枚撮影しました。 画面上のいろいろな向きや場所で同じ写真がないようにします。
アノテーション開始
次にアノテーション（検査部分を囲んで検出対象をソフトに教える作業）を行います。
学習を実行します。アノテーションの際にはアノテーション忘れ（囲い忘れる）に注意して下さい。検出率が下がってしまう場合があります。撮影とアノテーションについては記事「プラキャップ黒ブツの検出とコンベアからの排出」も参考にして下さい。今回アノテーションは打痕と変形に分け小さく囲っていきました。
学習
開始をクリックして 今回の学習は教師画像20枚で行い学習回数（ステップ）を1,000回で学習させました。Lossの値が 0.1未満で安定するまで学習を続けて下さい。今回使用したPCでは1,000回学習するのに5～10分程度かかっています。
撮り溜めた画像でテスト
学習が終わったら教師画像を含む、撮り溜めた画像を読み込んで欠け部分が認識されるかどうか確認します（「設定」→「ファイルから」ボタンで画像を読み込み、「<<」「>>」ボタンで前/次の画像の検出を確認していくことができます。）。認識率が低ければ認識点数を調節したり、再学習を実行したりしてNG部分が確実に検出できるようにしてください。問題なければ実際にコンベアを流してテストします。
追学習と調整
実際に運用している中で見逃す部分があったり、不良品ではないものを誤検出したりすることがあるかもしれません。その場合、追学習によって見逃した不良品を覚えさせます。また、異なる不良品のパターンなどを学習させることにより、検出対象を増やすこともできます。
今回は誤判定してしまう場所がありましたので３枚 教師画像を増やしアノテーション・500回数の追学習をして精度を上げました。
I/Oユニットを制御するための設定
DeepSkyのマニュアルに従い、I/Oユニットを制御するためのCOMポート設定を行って下さい。また、「撮影形式」を「連続撮影」にします。「インターバル」は0に設定します。
詳細は「錠剤の欠けを検出してコンベアを止める」をご確認ください。
コンベアを流してテスト
「検査/監視開始(F5)」をクリックします。
まとめ
今回はスムーズに精度の高い画像検査の設定ができました。
定点カメラで連続的にコンベア上を検査することで「NG品をその先に流さない」シンプルな検査をDeepSkyで作りました。用途は様々で、様々な事例や技術等でも応用できると思います。もしお客様が製造されているのが微細な傷も許されない金属加工品であるなら工場の生産効率をあげるためにDeepSky「WEBお試しサービス」をご利用ください。デジカメなどで撮影した良品画像・不良品画像があればお客様ご自身の画像で検出のテストを行って頂けます。ご不明点等ありましたらお気軽にお問い合わせください。