东芝泰力株式会社

工业相机 交付事例

图像传感器定位解决方案

图像传感器定位解决方案
  • 工业相机
  • 机器视觉相机
  • 工厂自动化相机
  • 定位
  • 自动调整
  • 高精度化
  • 产品小型化
  • 少人化
  • 高效化
  • 多品种少量生产
  • 生产效率
  • 确保劳动者
  • 作业品质
  • 图像传感器

通过图像处理实现高精度定位和自动调整

在制造现场,电子零部件小型化、高级精细化趋势加速发展。同时,对于工业相机的功能要求也越来越高,相关需求急速增长。

另外,生产模式也因为产品的多样化,正在从过去大量生产同一种产品的模式,向多品种少量生产转型。
实施多品种少量生产的制造现场,需要在提升品质的同时,实现作业的高效化。

而且,近年来,随着劳动报酬的上涨和少子老龄化的加剧,确保劳动者正在成为一项严峻的课题。

本公司通过图像处理实现了图像传感器的自动定位,从而解决了这些课题。
利用工业相机的图像传感器自动定位解决方案,实现了“工业相机高精度化”、“通过自动调整实现少人化”、“产品小型化”这3个目标。

光轴自动调整装置
光轴自动调整装置

Before

手动调整图像传感器

制造现场等环境中使用的生产设备所需要的精度日益提升,特别是自动化设备不可缺少、用于替代人眼的工业相机,离不开高水准的组装技术。

在被摄体位置对准等工序中使用的工业相机,对着产品的镜头中心必须与图像传感器的中心在设计精度上达到一致。为了将相机的光轴中心与图像传感器的基准轴对准后再安装,传统的方法是用对象图像传感器投射测量图,由作业者一边确认图像一边调整位置,最终调整完成后用螺丝紧固。

通过手动对准位置的作业需要作业者经验丰富,且作业步骤十分复杂,手动紧固螺丝还会导致位移等,因此调整作业费时,难以实现高效化。

After

通过图像处理自动定位

分别拍摄对象相机框、图像传感器的图像,计算图像处理中的位移,并将结果反馈给机构部,从而实现了自动的定位作业。

并且,通过将螺丝紧固工序自动化,可校正螺丝紧固导致的位移,实现更高精度的定位。
只需作业者安装零部件并按下开始按钮,就能完成高精度的定位作业,不会受到作业人员技术水平的影响。
利用图像,依靠人类手动作业难以实现的微米级别的自动定位变为现实。此外,还能通过自动调整实现少人化、产品小型化、削减零部件数量等带来众多益处,成功实现了作业的高效化。

定位用相机(BU505MG)
定位用相机(BU505MG)
校准
校准

功能

为保证图像传感器25μm的位置精度,我们选择了最适合的相机和镜头。
还采用了小型轻量的USB相机、可达到亚微米光学分辨率的显微镜物镜镜头,以及能更加清晰地提取被摄物特征的照明。另外,还能高速传输大容量图像。
凭借以下机器构成,实现了±25 μm的定位精度。

  • 相机:BU505MG(本公司产品)
    像素 2448(H)×2048(V)
    像素尺寸 3.45μm×3.45μm
  • 镜头:明視野用対物镜头
    倍率 5倍
  • 照明:同轴落射照明(纤维照明)

其他信息

  • XY位置精度  ±25um以下
  • θ精度 ±0.07°以下
  • 翻边精度 17.526mm±50um以下
  • 节拍时间 0.1H以下(6分以下)

对象机种

DU 系列、DDU 系列、CSC6M100 系列、CSCS60BM18

图像处理

图像处理

  • 自动对焦
    计算指定区域的清晰度,作为焦点值。一边移动Z台一边计算焦点值,在焦点值达到峰值的位置上停止工作台的移动。
  • 边缘检测
    检测作为相机框基准的边缘。
  • 类型匹配
    登记定位所需的图像传感器的类型,搜索对象图像传感器的指定类型。

机构部

  • 除振台
    在微米级的定位中,微小的振动也会产生影响。
    本装置设置了除振台,实现了自动化的高精度定位作业。

产品

DU 系列

USB3 相机 DU 系列 (CMOS・高性能版) DU657M 系列 / DU1207M 系列

DU 系列

DDU 系列

Dual USB3 相机 DDU 系列 (CMOS・高性能版) DDU1207M 系列 / DDU1607M 系列

DDU 系列

CSC6M100 系列

Camera Link (PoCL) Camera CSC6M100 系列

CSC6M100 系列

CSCS60BM18

Camera Link Camera CSCS60BM18

CSCS60BM18