フレームグラバー「PCIE-1121」を活用したセラミックカバーの高速検査を実現

概要

　スマートフォンの製造において求められる厳格な品質基準を満たすため、大手のセラミックカバー生産ラインでは、極めて高精度な外観検査とリアルタイムのプロセス制御が不可欠となっていました。この外観検査システムの核として採用されたのが、産業環境における高速かつ確実な画像キャプチャ向けに設計された、アドバンテックの高性能Camera Linkフレームグラバー「PCIE-1121」です。

システム要件

　効率的なセラミックカバーの生産システムを構築するには、極めて高速なモータ応答性、正確なI/O管理、そして高性能なマシンビジョンが不可欠でした。特にタイトな生産サイクルが求められる今回の用途では、多軸ロボットアームの組み立てや迅速な部品配置の要求を満たすため、マイクロ秒（μs）単位の応答速度が必要とされていました。さらに、開発期間を最小限に抑え、統合速度を最大限に高めるため、システムには高速な応答性に加えて、接続性の簡素化が強く求められていました。

　自動搬入出機構には多数のシリンダー、センサ、電磁弁が組み込まれているため、堅牢なマルチチャネルI/Oに対応する、安定した高スループットのデータ収集カードの統合が極めて重要でした。具体的には、システムにおいて以下の要件が求められました。

• 108点のデジタル入力および96点のデジタル出力
• 限られたPCIスロットの効率的な活用（モーション制御カード用のスペース確保）

　高速かつ大量生産を行う環境では、製造から搬送にいたるあらゆるステージで欠陥が発生する可能性があります。そのため、高性能な外観検査システムが不可欠でした。ここでは、画像の鮮明さと低遅延を保証するために、高フレームレートカメラをサポートするCamera Link対応のフレームグラバーが必要とされました。

　最後に、すべての制御および管理機能をメンテナンスが容易な単一のプラットフォームに集約するため、以下のシステム要件が定義されました。

• 少なくとも4基のPCIスロットと2基のPCIeスロットを搭載したシステム
• ミドルからハイエンドクラスのプロセッサ
• 長期にわたる24時間365日の連続稼働に対応する、実証済みの産業用グレードの安定性

システムの概要

　本システムのワークフローは、主に以下の3つのステージで構成されています。

システム構成図

アドバンテックが選ばれる理由

　アドバンテックが選定された理由は、モーション制御とマシンビジョン統合における深いドメイン専門知識に加え、産業用グレードの広範なコンポーネントポートフォリオを有している点にあります。導入された主な製品は、以下の通りです。

Camera Linkフレームグラバー「PCIE-1121」

• Camera Linkカメラと直接インターフェイスを介して接続することで、高速かつ多角的な外観検査を実現します。
• Base/Medium/Full/80-Bit構成をサポートし、幅広い産業用カメラとの高い互換性を保証します。
• リアルタイムトリガーと高フレームレート対応により、低遅延での画像キャプチャを提供します。

2ポート EtherCAT対応 ユニバーサル PCI メインデバイスカード：「PCI-1203」

• 最大16軸に対応し、複数軸をグループ化して高度な多軸協調制御を行うことが可能です。
• 650 MHz デュアルコア ARM プロセッサ搭載により、リアルタイムでの自己診断とエラー処理を実現します。
• 共通のモーション制御開発環境「Common Motion SDK」に対応しており、初期開発と将来的なシステムアップグレードの双方を加速させます。

128ch 絶縁デジタルI/OユニバーサルPCIカード「PCI-1758UDIO」

• 128ch の絶縁デジタルチャネルを搭載し、各種センサ、電磁弁、照明、および緊急停止制御の確実な管理を可能にします。
• ESD保護、デジタルフィルタリング、および堅牢な信号処理機能を内蔵し、過酷な工場環境における高い信頼性を確保しています。

産業用PC「ACP-4020」

• 過酷な環境向けに設計され、製造現場で豊富な実績を持つ4Uサイズ ラックマウントシャーシを採用しています。
• 必要なPCI/PCIe拡張カードを余裕を持って格納でき、長期にわたる信頼性とアップグレードの可能性を提供します。
• マザーボード「AIMB-786」を組み合わせることで、強力な演算処理能力と多様な接続性を実現しています。