Smart Vision Moduleの接続と基本設定

1. はじめに

Doosanロボットは、物体の位置を映像情報を通じて測定し、ロボットの作業指令と連動できるビジョンシステム、スマートビジョンモジュール (Smart Vision Module) を提供しています。ロボットの先端に装着されたカメラを利用し、抽出した特徴をもとに物体検出や特徴マップに応じて分類し、認知した物の位置を追跡して高レベルの作業ができるようになります。

2. スマートビジョンモジュールの取り付け

Doosanロボットが提供するスマートビジョンモジュールは、本体、電源＆LANケーブル、DCジャックで構成されています。ビジョンの取り付けと電源、通信の接続方法について学びましょう。

2.1 フランジ締結

M6六角ソケットボルトを4本用意し、ボルトを9Nmで締め付けます。次に、SVM本体コネクタに内蔵ケーブルを接続します。ボルト、ピン、レンチなどは付属しておりません。

2.2 電源接続

コントローラーの電源を切った後、電源用端子ブロック (TBPWR) に従来接続されているケーブルを外します。 24 V電線はVCCに、GND電線はGNDに接続した後、電線を固定し電源用端子ブロックに接続します。

2.3 通信接続

コントローラーの右上のLANポートにケーブルを接続します。 WANポートに接続しないように注意してください。コントローラに接続したDCジャックをSVM本体の電源ケーブルに接続します。

3. スマートビジョンモジュールを設定する

Workcell Manager、周辺機器でSmart Vision Moduleを選択します。デフォルトでスマートビジョンモジュールアプリがインストールされているため、簡単に設定できます。

3.1 カメラ接続の確認

「カメラ接続」タブで確認できます。カメラのIPアドレスは固定IPでデフォルト (192.168.137.5) に設定され、接続に成功するとConnectボタンは無効になります。

※スマートビジョンモジュールとティーチペンダントが接続されている状態で物理的にケーブルを抜く場合、それぞれの電源を再起動する必要があります。

3.2 ビジョン作業の作成

「ビジョン作業」タブをタップして、「ビジョン作業管理」の「＋新規ビジョン作業作成」でジョブを作成します。既存のジョブが存在しない場合は、「Visionjob_01」で名前が生成され、既存のジョブがある場合は、作成されたジョブの最後の番号を確認して新しいジョブ名を割り当てます。

3.3 明るさ、露出、ゲイン (Gain) レベル、フォーカス設定

作業テーブルとカメラの視野が水平に見えるようにロボットを移動させます。

1. ライブ画像が表示され、キャリブレーションボードを映します。
2. LED照明の明るさを調整し、ゲインレベルを制御します。そしてカメラの露出時間を調整し、焦点を調整します。
3. キャリブレーションボードが正しい位置にあることを確認し、停止映像を押して画像を撮ります。
4. すべての輪郭がオレンジ色で検出されていることを確認したら、リファレンス画像入力を押して保存します。表示されない場合は、フォーカスと明るさの調整が必要です。

3.4 キャリブレーションの進行

キャリブレーションは、開始前に測定ツール（キャリブレーション治具）がフランジに取り付けられ、TCP情報がそれに合わせて変更されている必要があります。

1. キャリブレーションボードは、作業物体の高さと同じに配置する必要があります。 X、Y平面測定誤差は、キャリブレーションの高さ誤差に影響します。
2. カメラ較正のトグルボタンをオンにします。
3. カメラの視野にキャリブレーションボードを平らに配置した後、カメラ較正実行ボタンを押して画像を確認します。

※キャリブレーションボードは技術資料からダウンロード可能です。 A4規格の用紙に合わせて印刷し、紙に書かれている210 mm x 135 mmが正しく表示されていることを確認して使用してください。

4. キャリブレーションボードのすべてのグリッド点が検出されたら成功です。
5. 使用する測定ツールのTCP情報を選択し、設定ボタンを押します。

6. キャリブレーションボードのポイントA、B、C、DのポイントへTCPの先端部を移動させ、各ポイントごとの座標をポーズ保存します。
7. ティーチング完了後、ビジョン-ロボット座標系マッチングボタンがアクティブになり、SuccessまたはFailureが表示されます。カメラとロボットの座標系の誤差が4 mm以上の場合、キャリブレーションは失敗します。

3.5 オブジェクト認識

1. キャリブレーションが完了したら、移動ボタンを押してロボットをビジョン測定位置に移動し、キャリブレーションボードを取り外してターゲットを視野の中心に置きます。
2. 停止映像ボタンをクリックした後、オブジェクトの輪郭が正しく表示されていることを確認し、リファレンス画像入力を押して更新された画像を確認します。

3.6 ビジョンツールの設定

1. ビジョンツールの詳細設定が必要な場合は、鉛筆の外観アイコンをタップして修正します。
2. 物体にできるだけ近づくように検出領域を移動させ、検出角度（回転量の許容範囲）、検出類似度（類似度許容限界）を設定します。

3. 下部中央のアイコンをタップして新しいツールを追加できます。ツールには、位置検出、有無検査、距離／角度／直径測定などがあります。

4. 検査したい領域にできるだけ近づくように領域を移動した後、計算ボタンを押して設定された領域のヒストグラムを計算します。ヒストグラムグラフの下のボタンを動かして領域を選択し、有無検査の許容範囲を入力します。

5. ツールの追加が完了したら、確認を押して保存します。

3.7 テストの進行

ライブ映像を押してリアルタイム映像表示後、停止映像で画像検出します。

4. まとめ

このコースでは、Doosanロボットが提供するスマートビジョンモジュールのハードウェア接続と基本設定について学びました。物体外形の自動認識により、物体の位置が変わってもXY平面移動およびZ軸回転を自動的に計算し、スマートビジョンモジュールを利用したPick & Placeなど多様な作業が可能です。より詳細な使用方法は、リファレンスマニュアルで確認できます。

5. 参考資料

• Doosan Robotics リファレンスマニュアル

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