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生産設備に関する記事

3Dマシンビジョンの主要メーカ4選 選ぶコツや導入メリットも解説

3Dマシンビジョンは、3Dカメラによる高解像度の撮影と画像処理を行うソフトウェアを組み合わせた、対象物の形状や位置を3次元的に認識するシステムのことです。これまで人の目やセンサの組み合わせで行ってきた整列部品の状態検出を容易にしてくれるため注目を集めています。

しかし、3Dマシンビジョンはさまざまなメーカから販売されており、何を選んだらいいのか悩ましいものです。そこでこの記事では、3Dマシンビジョンを選ぶ時のポイント主要メーカの取り扱い製品を紹介し、3Dマシンビジョンで生産性を上げるポイントについて解説します。

もし、3Dマシンビジョンのコンサルティングを受けて、

  • 省力化、省人化してコストダウンしたい
  • 生産性アップして売上を上げたい
  • 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
  • どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽に日本サポートシステムまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

1.3Dマシンビジョンの選び方

3Dマシンビジョンを選ぶ際は、次に挙げる項目に注目して選びましょう。

(1)サイズ

まず最初にチェックしておきたいのは、3Dマシンビジョンのサイズです。このサイズによって、3Dマシンビジョンの導入可否に影響が出てきます。

3Dマシンビジョンを想定した生産ライン設計の場合は問題ありませんが、多くの場合は後付けになることがほとんどでしょう。このとき、設置スペースと次の項目で挙げる「計測範囲」との兼ね合いで、残念ながら3Dマシンビジョンを導入できない場合もありますので確認しておく必要があります。

(2)計測範囲

次にチェックしておきたいのは、3Dマシンビジョンの計測範囲です。この計測範囲によって、3Dマシンビジョンの導入可否とコスト面に影響が出てきます。

3Dマシンビジョンとワークとの距離が遠くなる程、選べる種類が限定され、専用のアタッチメントを追加すると対応できるものを選択する必要が出てきます。その分、コストも上乗せされるため、3Dマシンビジョンとワークとの距離がどれほど離れているのか確認しておく必要があります。

(3)転送される3Dデータ容量

最後にチェックしておきたいのは、3Dマシンビジョンから転送される3Dデータ容量です。このデータ容量によって、コスト面に影響が出てきます。

3Dマシンビジョンは毎秒30枚以上の高解像度の撮影と画像処理を行いますので、その処理を行える高性能PCを用意する必要が出てきます。なかには3Dマシンビジョンそのものに画像処理を行える組み込み機能を持たせた製品もありますが、その分コストも上乗せされます。

どんなメーカの製品を導入するのが最適か、費用対効果を検討しておく必要があります。

2.3Dマシンビジョンの主要メーカと製品

ここでは、3Dマシンビジョンを取り扱っている主要メーカと製品をご紹介します。

(1)キヤノンマーケティングジャパン株式会社

キヤノンマーケティングジャパン株式会社は、キヤノングループで開発・製造された3Dマシンビジョンの販売を手がけている企業です。

主な商品としてRVシリーズがあり、高精度な部品認識でピッキング作業を可能にしているのが特徴です。認識方式は、「3DCADマッチング」に対応しています。

(引用:Canon株式会社 | マシンビジョン(産業用カメラ) | RVシリーズ

プロジェクタとカメラを一体化させたことにより小型・軽量化し、ファンレスの密閉構造によって、IP54相当の防塵防水性能を実現させています。

(引用:Canon株式会社 | マシンビジョン(産業用カメラ) | RVシリーズ

RV以下の300、500といった数値は計測可能な範囲を表しており、商品ラインナップは「RV300」「RV500」「RV1100」が用意されています。

・使用事例:整列部品

・使用事例:医療器具

・使用事例:デパレタイズ

【所在地】
▼産業機器事業部 企画部 IoTビジョン営業課
東京都港区港南2-13-29 キヤノン港南ビル
Tel:03-3740-3433

▼マシンビジョン サポートメニュー
https://cweb.canon.jp/e-support/products/machinevision/index.html
https://canon.jp/business

(2)Kyoto Robotics 株式会社

Kyoto Robotics株式会社は、3次元ロボットビジョンセンサの開発・製造・販売を手がけている企業です。

主な商品としてFA向け3次元ロボットビジョンセンサ「TVS」があり、高精度な部品認識でピッキング作業を可能にしているのが特徴です。認識方式は、「3DCADマッチング」と「マスタレス」に対応しています。

①TSV Lite

(引用:Kyoto Robotics株式会社 | FAソリューション | 製品ラインナップ

ロボットに直接取り付けて使うことができる小型の3Dビジョンセンサです。バラ積みピッキングに利用できます。

②TSV 2.0

(引用:Kyoto Robotics株式会社 | FAソリューション | 製品ラインナップ

短時間で画像処理を行える独自のアルゴリズムを備える3Dビジョンセンサです。生産タクトタイムが短い現場に利用できます。

③TSV 4.0

(引用:Kyoto Robotics株式会社 | FAソリューション | 製品ラインナップ

高輝度プロジェクタを搭載した固定式の3Dビジョンセンサです。認識が難しいものでも幅広く認識できるように対応しています。

【所在地】
▼東京本社
東京都江東区辰巳3-9-27 OCS東京スカイゲート4F
Tel:03-6457-0899(代表)
Fax:03-6457-0898

▼問い合わせ先
https://www.kyotorobotics.co.jp/contact
https://www.kyotorobotics.co.jp

(3)SICK株式会社

SICK(ジック)株式会社は、Factory Automation / Logistics Automationといった工業用途向けのセンサ及びアプリケーションソリューションの提供をしているドイツの企業です。

主な商品として3Dマシンビジョンの「Visionary」があり、信頼性の高い環境認識を実現する2D・3Dデータを得られるのが特徴です。

①Visionary-Sシリーズ

(引用:SICK株式会社 | 3D Machine Vision | Visionary-S

Visionary-Sは計測範囲が500mm〜6500mmに対応したFA用途向けの3Dマシンビジョンです。外乱光にも強く、最大40,000lxの日光下でも機能します。部品のピッキング作業、パレット積荷の輪郭測定、デパレタイジングなどに適用できます。

②Visionary-Tシリーズ

(引用:SICK株式会社 | 3D Machine Vision | Visionary-T

Visionary-Tは屋内利用向けの3Dマシンビジョンです。タイムオブフライト測定を採用しており、ピクセルあたりの深度情報をリアルタイムに提供します。無人搬送機(AGV)といった衝突回避、周囲検出などに適用できます。

③Visionary-T Miniシリーズ

(引用:SICK株式会社 | 3D Machine Vision | Visionary-T Mini

Visionary-T MiniはVisionary-T をよりコンパクトにした屋内利用向けの3Dマシンビジョンです。少ない設置スペースでも高精度な深度情報をリアルタイムに得られるため、高いコストパフォーマンスを兼ね揃えています。無人搬送機(AGV)といった衝突回避、周囲検出などに適用できます。

④Visionary-Bシリーズ

(引用:SICK株式会社 | 3D Machine Vision | Visionary-B

Visionary-B は港や工事現場、農業などの屋外利用向けの3Dマシンビジョンです。2D画像と3Dデータを一対にし、モニタとライブ画像付きの運転支援システムとして、車両の衝突警報機能を提供します。運搬車両の衝突回避、周囲検出などに適用できます。

【所在地】
▼本社・営業部 技術サービスセンター
東京都中野区本町1-32-2 ハーモニータワー13F
Tel:03-5309-2112
Fax:03-5309-2113
技術 : 03-5309-2114
営業 : 03-5309-2115

▼問い合わせ先
https://www.sick.com/jp/ja/contact
https://www.sick.com/jp/ja/

(4)オプテックス・エフエー株式会社

オプテックス・エフエー株式会社は、ドイツの産業用カメラメーカIDS社の3Dビジョンカメラ販売を手がけている企業です。

主な商品としてロボットピッキング用の3Dカメラ「Ensenso」があります。ラインナップには以下のものが揃えられています。

  • 過酷な環境での使用に特化し、コンパクトに設計されたNシリーズ
  • モジュール型で様々な幅のカメラ取り付けブラケットや焦点距離が異なるCマウントレンズなどから選択できるXシリーズ
  • Xシリーズのモジュール型の特徴を備え、カメラ自体が3Dデータを処理するため高性能な産業用PCを不要にしたXRシリーズ

①Nシリーズ(N30/N35)

(引用:オプテックス・エフエー株式会社 | IDS産業用カメラサイト | Ensenso N30/N35

N30モデルは電子部品の放熱性能に優れたアルミニウム製のハウジングが採用され、過酷な環境下においても安定した出力を得られます。IP65/67保護クラスの防塵防水性能があり、狭い空間やロボットアーム上での物体検出にも最適です。

②Nシリーズ(N40/N45)

(引用:オプテックス・エフエー株式会社 | IDS産業用カメラサイト | Ensenso N40/N45

N40モデルは電子部品の放熱性能に優れたアルミニウム製のハウジングが採用され、過酷な環境下においても安定した出力を得られます。IP65/67保護クラスの防塵防水性能があり、狭い空間やロボットアーム上での物体検出にも最適。

③Xシリーズ(X30/X36)

(引用:オプテックス・エフエー株式会社 | IDS産業用カメラサイト | Ensenso X30/X36

X30モデルは用途に合わせた構成部品を組み合わせてカスタマイズできる柔軟性の高い3Dカメラシステムです。

この柔軟性によって5m以上の動作距離に対応することができます。耐久性が求められる環境下においても利用できる、IP65/67保護クラスの防塵防水性能があるタイプも用意されています。

④XRシリーズ(XR30/XR36)

(引用:オプテックス・エフエー株式会社 | IDS産業用カメラサイト | Ensenso XR30/XR36

XR30モデルはXシリーズの柔軟性のあるカスタマイズ性に加え、システムチップを内蔵することで組み込みシステムのメリットを併せ持つ3Dカメラシステムです。

処理能力はCore i7 CPUに匹敵し、計算負荷をカメラ側が担うことで高性能な産業用PCを不要にすることができます。耐久性が求められる環境下においても利用できる、IP65/67保護クラスの防塵防水性能があるタイプも用意されています。

【所在地】
▼東京営業所 センサ営業部システム開発課
東京都港区海岸1-9-1 浜離宮インターシティ3F
Tel:03-3578-7333
Fax:03-3578-7334

▼問い合わせ先
http://www.jfas.co.jp/contactus/
https://www.optex-fa.jp

3.3Dマシンビジョンの導入メリット・デメリット

3Dマシンビジョンを利用するときは、導入するとどんなメリットが得られるのか、どんなデメリットが生じるのか、おさえておくこともポイントになります。

(1)メリット

①整列部品の供給作業を自動化できる

3Dマシンビジョンを導入することで、計測するデータから整列部品の状態を正確にロボットへ伝えられるようになります。

これまで2Dビジョンセンサでは難しかった重ね積みや段積み、バラ積みの整列部品の供給作業を自動化させることが可能です。

②部品の梱包形態を見直せる

これまで整列トレイで生産ラインに投入しなければいけなかったものを、バラ積み投入へ変更できるようになります。

通い箱の輸送形態を整列トレイから袋詰めへ変えることで、物流コストの改善につなげることができます。

③作業環境を改善できる

3Dマシンビジョンを導入することで、輸送されてきたパレットから部品の積み下ろし作業を自動化できます。これまで人手で行われることが多かった積み下ろし作業といった作業環境を改善することが可能です。

(2)デメリット

①初期費用がかかる

3Dマシンビジョンは、高精度の3Dカメラといった周辺機器や独自の計測アルゴリズムを組み合わせたシステムで成り立っています。そのため、新たに導入する場合はこれらのものを一式揃えなければならないため初期費用がかかってしまいます。

②導入検討に時間がかかる

3Dマシンビジョンのカタログスペックが使用用途の基準を満たしているといっても、いきなり現場に導入はできません。導入するためには、品質面や安全面といった各企業で定めている基準を満たす必要があるため、どうしても導入検討には時間がかかってしまいます。

4.3Dマシンビジョンを用いて生産性を上げるポイント

最後に、3Dマシンビジョンの特徴を応用して生産性を上げるポイントを2つご紹介します。

(1)物流工程に取り入れる

3Dマシンビジョンはピッキング作業の状態把握が主な使われ方ですが、視点を変えれば非接触で対象物の形状を計測しているといえます。対象物の外寸計測から体積を算出できるため、パレタイズの積み込みシミュレーションなどに応用することで物流関連の生産性を上げることができます。

(2)インラインで3次元計測による品質管理を行う

複雑な形状の製品になると、その製品が品質基準を満たしているか抜き取り検査、または別途全数検査などで保証する必要が出てきます。そうした品質保証工程を3Dマシンビジョンを利用することで作業内容全体を見直すことができ、生産性を上げることも可能になります。

5.3Dマシンビジョン導入に関するご相談は日本サポートシステム

3Dマシンビジョンはこれまで従来のセンサでは検出できなかった高さ方向の形状、位置などを捉えることができる画期的製品ですが、使用する環境に適した性能のものを選ばないといけません。

もし、3Dマシンビジョンの導入にお困りでしたら、ぜひ日本サポートシステムまでお問い合わせください。豊富な知見を活かし、お困りごとに合わせた最適なソリューションを提供いたします。

【特徴】
日本サポートシステムは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

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https://jss1.jp/

【営業品目】

  • 産業用ロボット
  • 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
  • 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
  • 治具の設計・製作

【実績】
NM社(電子部品の製造販売)、HS製作所(情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売)、TT社(ショッピングセンターなどリテール事業)、SM社(自動制御機器の製造・販売)、OR社(自動車安全システムの製造販売)

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