効率的なポカヨケシステムとは?アーム・モーキャプ・Webカメラ比較

効率的なポカヨケシステムとは?アーム・モーキャプ・Webカメラ比較

「OptiTrack」製品を使ったモーションキャプチャカメラ式ポカヨケなら、驚きのビフォーアフターを実現。アーム式やWebカメラ式との比較で、最適なポカヨケシステムの導入検討ができます。

ポカヨケに効果的なシステムは3タイプ

製造現場では、作業工程をミスなく完了させることが求められています。
そのために、目視によるチェック回数の追加や管理体制の改善、さらにはポカヨケに効果のあるシステムの導入が進められています。

ポカヨケとは、工場等の製造ラインにおいて、作業ミスを防止する仕組や装置のこと。「ポカ」を「避ける(よける)」ことからポカヨケと呼ばれています。
代表的なポカヨケシステムのタイプは次の3つ。

  • アーム式
  • モーションキャプチャカメラ式
  • Webカメラ式

タイプ別ポカヨケシステムのメリット・デメリット

タイプ別ポカヨケシステムのメリット・デメリット

※当社調べ。モーションキャプチャカメラ式は「OptiTrack」製品使用の場合のみ。その他のモーションキャプチャカメラ製品を使用の場合は検知範囲や精度、準備工数、価格帯等が異なります。

アーム式ポカヨケシステム

アーム式は、その名の通り、腕のように曲げ伸ばしが可能な機器でボルトの締め付け作業等を行うもの。締付け時に信号を発信し、締付け回数をカウントします。据置型なためライン生産には向いていますが、稼働範囲に限界があることや二度締めを検出できず、誤カウントを招く等、デメリットがあります。

モーションキャプチャ式ポカヨケシステム

モーションキャプチャカメラ式は、Webカメラや一般的な一眼レフカメラとは違い、モーションキャプチャ専用カメラを使用。専用カメラなため高額だと捉えられがちですが、さまざまな価格帯のカメラがあり、一概に高額とはいえません。
カメラで監視したい対象にマーカーを貼付することで、位置を取得。締め付け回数や順序判定を行います。
このとき、マーカーは工具の先端に貼付する必要はなく、Webカメラのように作業ごとにカメラ位置や角度を調整することも、熱や環境に左右されることもありません。
また、システムの設置では、モーションキャプチャカメラの種類の中でも比較的安価な「OptiTrack」カメラは、実績として20m以上離れた箇所でも問題なくセンシングが可能なため、場所を問わず設置が可能。さらに位置検知精度は0.1mmと高精度という特徴もあります。
さらに、モーションキャプチャカメラは、工具だけでなく人の手の動きも認識することが可能という点もメリットに挙げられます。
※センシング範囲や精度は、「OptiTrack」製モーションキャプチャカメラ使用の場合のみ。その他のモーションキャプチャカメラ製品を使用の場合は検知範囲や精度が異なります。

Webカメラ式ポカヨケシステム

Webカメラ式は、パソコンとWebカメラを繋ぎ、工具の先端に色マーカーを貼付した状態で作業を行います。このとき、Webカメラは工具の先端に貼付された色マーカーが指定箇所に触れているかを監視。画像判定によるチェック機能なため、順序判定や時間判定、二度締めの検知等、より高度なチェックが作業をしながらリアルタイムに実行できます。しかし一方で、熱や環境によって先端にマーカーが貼付できない場合は検知することが困難。カメラがきちんと工具の先端を認識できるよう画角調整が必要なため、運用面では、作業者の負担にもなります。またカメラのセンシング距離の課題もあり、設置場所が制限されます。

ここでは、モーションキャプチャカメラを使った、ポカヨケの仕組みをご紹介していきます。

モーションキャプチャとは?ポカヨケの仕組みを知る

モーションキャプチャでイメージしやすいのは、VtuberやCGキャラの動きです。人にマーカーを貼付し、自由に動くことで、画面上のキャラクターが滑らかに動くというもの。このとき、モーションキャプチャカメラが人に貼付されたマーカーの位置情報を取得。そうすることで、骨格を崩すことなく微細な動きを表現することが可能です。
こうしたエンタメ業界で知名度を上げつつあるモーションキャプチャ。
製造現場にはなじみがないのではないかと思われがちですが、マーカーの位置情報を取得できるという特性を応用することで、さまざまな課題解決が可能となります。
今回ご紹介のポカヨケもそのうちのひとつ。

モーションキャプチャによるポカヨケの仕組み

工具にマーカーを貼付し、そのマーカーの位置情報をカメラが捉えます。
このとき、マーカーは工具の先端に貼付する必要はありません。前準備として、工具に貼付したマーカーから先端までの距離をカメラに認識させることで、作業中はカメラが見ているマーカーの位置情報から、先端の位置を自動的に判定することが可能だからです。

具体的な活用メリットをシーン別に紹介

マーカーの位置情報をカメラで取得し、位置判定や順序判定を行う、モーションキャプチャカメラ式のポカヨケシステム。
具体的な活用シーンは以下の通りです。

締め付け作業のポカヨケ ▲組付け作業チェックシステムで、締め付け作業を行う工具の位置を高精度に特定。作業中にその場でOK/NGのフィードバックが可能です。

手順遵守の活用例 ▲組付け作業の手順遵守を判定するため、モーションキャプチャカメラ「OptiTrack」で工具の先端の位置情報を取得。組付け作業が手順通り行われていない場合はパトランプが点灯する等、正誤判定の結果が可視化されます。

侵入エリアの検知 ▲モーションキャプチャカメラによるポカヨケは、モノの検知だけでなく、人の検知も可能。指定エリア内に侵入した際は即座に検知。アラート音やパトランプで通知。設備を自動制御することも可能です。

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