リモートサポート：マシンビジョン搭載ロボットを世界中でターンキー導入

経営陣および専門家の皆様へ。

ベラルーシのミンスクにある「Vector Technologies」は、2009年から17年間、産業自動化の分野で事業を展開しています。当社は、画像認識機能を備えたロボット用の独自のソフトウェアを開発しており、弊社のエンジニアが現地に赴くことなく、世界中のあらゆる工場でその導入をサポートいたします。

通常、現地での技術者が行う作業を、弊社はインターネットを通じて提供します。ビデオを通じて課題を分析し、機器の仕様を策定し、プログラムをリモートで設定し、お客様の製品を使用してAIモデルをトレーニングし、お客様の技術者と連携してロボットの稼働を開始し、オンラインでスタッフのトレーニングを実施します。これにより、出張費用を削減でき、作業期間はビザや航空便に左右されることがありません。

画像認識ソフトウェアとロボット制御ソフトウェアは、すべて当社で開発しています。そのため、カメラからの画像データからロボットの動作まで、一連のプロセス全体を当社が責任を持って管理し、お客様のニーズに合わせてソフトウェアをカスタマイズすることができます。

お客様が得られるメリット

敬具
セルゲイ・クンツェヴィチ
ベクターテクノロジーズ社の技術専門家、ソフトウェアエンジニア、プログラマーengiAIそしてRobot1
+375 33 380-78-10 (Viber, WhatsApp, Telegram) · support@engi.live

01見るロボット

通常の産業用ロボットは、あらかじめ記録された軌道を繰り返します。 部品が正しい位置にあるか、それがどの部品であるか、そしてどのように向き付けられているかを知りません。

そのため、従来のロボットの周りには、機械的な治具（ストッパー、受け台、振動ホッパー、センタリングステーションなど）が設置されます。 これらの治具は、1つの製品に対してしばしばロボット本体と同程度の費用がかかり、別の製品に切り替えるには、治具の改造が必要になります。 このようなアプローチでは、少量生産を自動化することはコスト的に不利です。

機械視覚を搭載したロボットは、まず「見る」動作を行い、その後「動く」動作を行います。 カメラが製品を撮影し、ニューラルネットワークがその製品に関する質問に回答し、その回答に基づいてロボットが動作を選択します。

02システムの構成

このシステムは、弊社が開発した2つのプログラムで構成されています。`engiAI` は視覚機能を担当し、`Robot1` はロボットの制御を担当します。これらのプログラムは、同じコンピューター上、または異なるコンピューター上で動作し、通常のネットワークを通じてコマンドを交換します。

031つのロボットが複数のタスクをこなします

Robot1 プログラムでは、ニューラルネットワークが生成する各回答に対して、それぞれ異なるロボットの動作パターンが設定されています。この動作パターンは、姿勢、移動速度、および繰り返しの回数といった要素で構成されています。

カメラが「正常」と判断した場合、ロボットは良品の経路を実行します。カメラが「不良」と判断した場合、ロボットは不良品の経路を実行します。動作中に同じコマンドを繰り返しても、ロボットは停止せず、重要な経路については、中断を禁止することも可能です。

1つのセルでロボットが兼ねる作業

04どの国でも、リモートでのセットアップとサポートを提供します

当社のソフトウェアは、システムを現場の技術者なしで、準備、テスト、そして稼働させることができるように設計されています。 私たちはミンスクから、世界中の顧客を、調整されたスケジュールに基づいてサポートしています。

リモート起動の信頼性について

リモート導入の手順

当社のプログラムを使用した遠隔学習

リモート作業には、コンピューターやセルに安定したインターネット接続、IT部門との連携が取れたリモートアクセスソフトウェア、およびスマートフォンまたはノートパソコンを使用したロボット側のビデオ通話が必要です。

05 単眼カメラによる視覚認識：engiAI

engiAIは、ニューラルネットワークを搭載した画像認識ソフトウェアです。このソフトウェアを使用すると、オペレーターはカメラを接続し、監視エリアを設定し、ニューラルネットワークをトレーニングし、製品を検査し、不良品の選別を管理することができます。

大量の画像データが不要な学習

通常、ニューラルネットワークの学習には数千枚のラベル付けされた画像が必要です。しかし、engiAIでは、オペレーターが製品の数枚の画像を撮影するだけで、プログラムが自動的に学習データセットを構築します。プログラムは、画像の領域を移動・回転させたり、明るさやコントラストを調整したり、鏡像を作成したり、画像をクラスごとに分類したりします。プリント基板の場合、プログラムは合成の不良品を自動的に生成します。例えば、基板の実際のテクスチャと一緒に部品をずらすといった処理を行います。1枚の画像から、数百枚の学習画像が生成されます。

トレーニングは、一つのボタンを押すだけで開始されます。これは、NVIDIA製のグラフィックボードまたはプロセッサを使用して実行されます。製品の提示、モデルのトレーニング、システムの動作といった一連のプロセスは、機械学習の専門家ではなく、技術者やラインのオペレーターによって行われます。

カメラと出力

06立体視：3D環境における高さと寸法

1つのカメラは平面画像を取得します。ロボットが高さ情報を必要とする場合（例えば、箱の積み重ねの高さや、容器内の製品のレベルなど）、ステレオビジョンシステムが接続されます。

2つのカメラが、人間の目のように、わずかに異なる角度から同じシーンを捉えます。プログラムは、2つの画像間の差を利用して、奥行きマップを作成し、箱の高さ、長さ、幅をミリメートル単位で計算します。また、カメラから箱の上部までの距離も算出します。使用できるのは、SICK社の産業用カメラ2台、USBカメラ2台、またはステレオモジュール1台（つまり、2つのレンズを搭載した1つのカメラ）です。

当社のシステムにおけるステレオビジョンの機能

• 2つの方法によるキャリブレーション。 正確なキャリブレーションは、チェス盤を使用して行います。簡略化された設定は、チェス盤を使用せず、テーブルまでの距離と、1つの標準ボックスを使用して行います。
• レーザー点投影機。このプロジェクターは、単色の表面に模様を投影し、深度マップをより詳細にします。レーザー機能の有無によって、それぞれ異なる設定が保存されます。
• ロボットの頭部に設置されたカメラ。 Robot1 プログラムは、ロボットの頭部の現在の高さを考慮し、頭部が上昇した場合の測定値を再計算します。
• 高さに関する規定。 各距離範囲において、ロボットのアクチュエーター（動作軸）に関する制限が設けられています。積み重ねられた物の高さが高いほど、ロボットが下がることは制限され、吸着パッドが段ボールに押し付けられることがありません。これらの規定は、ロボットのすべての動作に適用されます。
• 古いデータによる保護機能。 カメラのデータが古い場合、設定で指定された軸が動かないことがあります。この動作は、設定で無効にすることができます。

07Robot1: コンピュータからのロボット制御

Robot1は、ロボットコントローラーを介してネットワーク経由で産業用ロボットを直接制御します。ロボットメーカーが提供する特別なソフトウェアは必要ありません。ロボットのティーチングペンダントは、動作モードの起動や緊急停止に使用されます。

Stend デジタルツイン

Stendモジュールでは、ロボット、部品ボックス、取り出し位置、そして部品自体を、マウスを使って3次元の画面上に配置します。 グリッパーは、支柱、梁、吸着パッドで構成され、モデルそのものに直接組み付けられます。 プログラムは、可動範囲、部品の配置計画、サイクルタイムを計算し、その後、センサーや pneumatic システムのシミュレーションを含めた、全体のサイクルを可視化します。

08全てのソフトウェアは、弊社の開発によるものです

engiAIとRobot1のプログラムは、Vector Technologiesの専門家によって開発されました。これは、お客様にとっていくつかの具体的な利点をもたらします。

09Vector Technologies について

「Vector Technologies」は、ベラルーシのミンスクに拠点を置く、産業用オートメーション機器の開発・製造・販売企業です。同社は、プロジェクトの設計から実際の稼働まで、幅広いエンジニアリングサービスを提供しています。

当社のプロジェクト

プロジェクトに関する詳細は、vec-tech.by のウェブサイトの「プロジェクト」セクションで公開されています。

弊社は、0.4～630kWのVTDシリーズ、および0.75～15kWのVTD20シリーズのインバーター、11～600kWのソフトスターター、モーター減速機、制御盤、およびSMTおよびDIP技術を用いた電子機器を製造しています。「Vector Technologies」は、YASKAWA、SICK、WEG、VIPA、およびFATEKの正規販売代理店です。プラントの設計、自動化システム、および制御盤は、お客様のデータに基づいて設計し、現地での設置に必要な資料を提供いたします。お客様の国への機器の納入については、別途ご相談ください。

10適用分野と効果の算出

画像認識機能を備えたロボットが、従来の自動化よりも優れている理由

• 高価な専用部品は不要です。各製品に対応した治具、位置決め機構、振動フィーダーなどは必要ありません。なぜなら、ロボット自体が製品に合わせて調整できるからです。
• 設定変更には数時間かかります。 新しい製品の場合、新しいモデルを学習させ、新しい製造プロセスを登録しますが、セルの基本的な仕組みは変わりません。
• 少量生産が有利になる。 生産ラインの切り替えにかかるコストがほとんどない場合、たとえ1シフト分の少量生産でも、自動化が有利になることがあります。
• 一つのカメラが、3つの機能を果たします。 そのカメラは、ロボットの誘導、品質検査、および不良品の選別を制御します。
• システムは実際の環境下で動作します。 部品が不正確に配置されていたり、色合いが異なるものが含まれている場合でも、画像認識機能を備えたロボットは、座標ではなく部品そのものを認識して作業を継続します。

11 始め方

投資回収期間の算出方法

投資回収期間は、お客様が提供されたデータに基づいて算出します。計算には、以下の表に記載されているデータが必要であり、その結果は商業的な計算の一部として反映されます。