生産ラインの高速読み取り：ラインが動いていても、コードを一回で読み切る
生産ラインの読み取りは、装置を架台に載せるだけでは済みません。三つのことを決める必要があります。ライン速度とコードが視野に留まる時間、一つの箱で読むコード数、読み取った結果を誰に渡すかです。ライン速度がシャッターとフレームレートを決め、コード数と寸法が視野と画素数を決め、結果をPLCに渡すかMESに渡すかがインターフェースとプロトコルを決めます。この三つが決まれば、型番はほぼ決まります。
- 五款の固定式：XT8131A / XT8131B / XT8161 / XT8501B / XT8601B
- グローバルシャッター30–40fps、I/Oによる品単位のトリガと組み合わせ
- 読み取り速度30–90コード/秒、箱内の複数コードも一回の撮像で
- Profinet / Ethernet-IP / ModbusでPLCに直結
生産ラインのどこに設置するかで、どの機種を選ぶかが決まる
同じ読み取りでも、側面設置で一件ずつ読む場合、天井設置で箱全体を読む場合、遠距離でパレット全体を読む場合では、レンズとシャッターの要件がまったく異なります。
| 作業台とシーン | よく使うモデル | 設置方法 | 導入の要点 |
|---|---|---|---|
| コンベヤ側面で一件ずつ読む | XT8131A / XT8161 | 側面設置ブラケット、レンズからコード面まで約150–400mm | 光電センサで品単位にトリガ。一品一コードで、読めなければ警報を出してラインを停止 |
| 天井設置で箱内の複数ラベルを読み取り | XT8501B（500万画素） | 天井設置は約400–700mm、広角レンズを組み合わせ | 一箱に3–6枚のラベルがあっても一回の撮像で読み、位置順に出力するため、上位システムは順序どおりにフィールドを取得します |
| 大きな荷物とパレットの通過 | XT8601B（600万画素） | 500–1200mmの遠距離、ポールまたはガントリー架台 | 大きな荷物は装置に近づけず、視野でパレットの断面全体を覆う。露光はライン速度で決める |
| 微小コードと刻印コード | XT8161（3mil） | 近距離は約80–150mm、マクロレンズを組み合わせ | 低角度照明で刻痕に影を出し、偏光で反射を抑える |
| 仕分けラインの多面読み取り | 2–3台の組み合わせ（XT8131A / XT8161） | 上面＋左＋右の三面設置 | 上位コントローラが到着時刻で三面の結果を統合し、同じコードは一件だけ残す |
この五款の外観
いずれも固定式で、違いは画素数、シャッター、レンズ、保護等級です。
1280×1024 グローバルシャッター、30コード/秒、IP54、USBまたはシリアル＋LAN
コンベヤ上の缶蓋Data Matrixを一括読取、自動検知で出力
1408×1024、84コード/秒、3入力3出力 I/O、IP67
500万画素、90コード/秒、8–25mmレンズ選択可、印字品質評価
600万画素、500–1200mm、大型品やパレット単位の一括読取
五款の主要指標
同じ表で横に比較し、まず解像度とシャッターで絞り、次にレンズとインターフェースで決めます。
| 型番 | 解像度 | シャッター | 読み取り速度 | レンズ | インターフェースとI/O | 保護 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| XT8131A | 1280×1024 | グローバルシャッター | 30コード/秒 | 注文型番による | USB、RS232 + ネットワークポート | IP54 |
| XT8131B | 同シリーズ | グローバルシャッター | 30コード/秒 | 注文型番による | USB、RS232 + ネットワークポート | IP54 |
| XT8161 | 1408×1024 | グローバルシャッター | 84コード/秒 | 6 / 12 / 15mm | ギガビットネットワーク、RS232、3入力3出力I/O | IP67 |
| XT8501B | 2560×2048 | グローバルシャッター | 90コード/秒 | 8 / 12 / 16 / 25mm | ギガビットネットワーク、RS232、3入力3出力I/O | IP67 |
| XT8601B | 3072×2048 | ローリングシャッター | 90コード/秒 | 8 / 12 / 16 / 25mm | ギガビットネットワーク、RS232、3入力3出力I/O | IP67 |
生産ラインの読み取りとハンディの読み取りは別物
人がスキャナを持って読む場合は角度を探せますし、一瞬止まることもできます。生産ラインではそれができません。
タクトが整合する
生産ラインは装置を待ちません。XT8501Bは処理フレームレート40fps、XT8601Bは30fpsで、I/Oによる品単位のトリガと組み合わせれば、各ワークを一度だけ撮影し、ソフトウェアのポーリングで撮影タイミングを判断する必要がなく、タクトをライン速度と整合させられます。
結果を装置へ返せる
読み取りは文字列をパソコンへ送るだけではありません。3入力3出力により、読み取り成功と失敗を別々の信号で出し、排除シリンダ、仕分けアーム、音光警報を直接駆動するため、不良品が次のステーションへ流れません。
設置後は日常的な調整が不要
ブラケット固定、24V給電、IP67アルミ合金筐体で、シフト交代時に機器の引き継ぎが不要です。製品を切り替えるときはレシピ変更か露光調整で済み、設置し直す必要がありません。
実際の生産ラインでの方法
いずれも具体的な作業台と具体的な課題に対応しています。
SMTラインの基板端コード読み取り
PCBパネル端の二次元コードは数ミリしかなく、基板上の部品は高低差があります。XT8161は3milの読取精度とマクロレンズを使い、マウンタの出口に設置して基板が通過する際に撮影し、読み取った基板番号をSMT工程のMESへ直接送ります。
医薬品のシールを一回で6コード読み取り
ワクチンや生物学的製剤の外箱シールには、一列のボルトシールにそれぞれ二次元コードがあり、人手で一点ずつ読むと半分かかります。XT8131Aは一度の露光で6個のコードを読み切り、左から右の順に出力し、梱包明細と項目ごとに照合します。
箱単位の出荷照合
一つの箱には箱コード、品名・仕様コード、合格証コードの三枚のラベルがあることがよくあります。XT8501Bを天井に設置し、500万画素の広角で箱面全体を一度に撮影し、三つのデータを位置に応じて固定順で出力すれば、システムが同じ箱かどうか、積み忘れがないかを直接判定できます。
大きな荷物の倉庫とプラットホーム
段ボール箱が1m以上の高さに積まれると、スキャナでは梯子が必要になります。XT8601Bは500–1200mm離れて読み、プラットホームのガントリー架台に設置すれば、フォークリフトが通過するだけでパレット全体の読み取りが完了し、人が荷物に近づく必要がありません。
現場の測定から検収までの順序
順序が合っていれば、サンプルを一度送ってラインで一度走らせれば決まります。
- 視野を計算する：幅＝一つのコードの寸法×一画面で読むコード数＋上下左右の余裕。コードは視野の端に寄せず、四方に10–15%の余裕を残します。
- 距離とレンズを決める：8mmは視野が広く作業距離が近く、25mmは視野が狭く遠くまで届きます。まず設置スペースを測り、そこから焦点距離を逆算します。
- トリガを決める：光電センサ、エンコーダ、PLCから信号を受け、品単位でトリガします。連続フリーランは調整向きで、量産には向きません。
- 光を調整する：白色光は汎用、金属、ラミネート、樹脂成形品はまず低角度と偏光を試し、その後に赤色光への変更を検討します。
- プロトコルを合わせる：Profinet、Ethernet-IP、MELSEC、Modbus、TCPのいずれも出力でき、配線定義とポイント表を提供して電気エンジニアと確認します。
- 連続試運転：少なくとも二時間稼働させ、誤読と読み漏れを集計してから検収の基準を定めます。
設置距離表の数値は一般的な範囲で、実際はレンズ焦点距離と視野の計算によります。ロットごとの印刷品質も読み取りに影響するため、試運転では実際の製品を使い、サンプル印刷では行わないでください。
設置しても安定しない場合、多くはこの四つが原因
いずれも、より高価な型番に替えるだけでは解決しません。
移動中のコードが斜めに流れる
ローリングシャッターは行ごとに露光するため、ラインが動きコードが移動していると斜めに写ります。XT8601Bはローリングシャッターで、静的または低速のシーンに適します。高速ラインではグローバルシャッターのXT8131A、XT8161、XT8501Bを使用します。
金属部品が一面に反射する
研磨面、アルミ部品、めっき面は光をそのままレンズへ返し、コードが白飛びします。まず入射角を変え、次に偏光板を加え、最後にデコードパラメータを調整します。
コードが視野の端に貼られている
レンズの周辺は歪みと周辺減光があり、同じコードでも中央では読め、端では読めないことがあります。常用するコード位置は画面の中央領域に置いてください。
トリガ信号がばらつく
光電センサが振動や反射で誤トリガすると、空撮影や二重撮影が発生します。遅延とフィルタを加えるか、エンコーダで一定距離ごとにトリガします。
固定式リーダーの開発・製造主な機能
構造、光学調整、デコードプログラムを自社体制で完結しており、提案内の各パラメータは実測値と出荷検査記録まで追跡できます。
生産ライン読み取りのよくあるご質問
以下のご質問は、工場の設備部門、倉庫物流、システムインテグレータから実際に寄せられた内容です。回答はそのまま選定の根拠としてご利用いただけます。
ライン速度1.5 m/sでも鮮明に読めますか。
読めるかどうかは、コードが視野に留まる時間と露光時間で決まります。グローバルシャッターと品単位のトリガであれば、多くのコンベヤ速度で読み取り可能です。具体的にはコードの寸法、印刷品質、設置距離で試運転が必要です。ライン速度とコード寸法をお知らせいただければ、まず滞在時間を算出してから型番を決めます。
一本のラインに複数のコードがある場合、一度に読み切れますか。
XT8501Bは500万画素、XT8601Bは600万画素で、いずれも一回の撮像で複数コードを読み、位置順に出力します。一つの箱に三、五枚のラベルなら問題ありませんが、パレット上の数十から百個のコードはエリアスキャン一体型の方が安定します。
ラインを止めないと読めませんか。
不要です。固定式リーダーはもともと動的な読み取りを前提としており、ラインが動きワークが視野を通過するときにトリガして撮影します。ラインを止めての読み取りは静的モードで、調整時や特殊な作業台でのみ使います。
読み取り結果はどうやってPLCへ渡しますか。
二つの方法があります。一つはI/Oで、3入力3出力によりOK/NGを直接信号で渡します。もう一つはバスで、Profinet、Ethernet-IP、MELSEC、Modbusのいずれも出力でき、PLCがレジスタから値を取得します。両方を同時に使うこともできます。
レンズは8mmか25mmか
設置スペースで決めます。位置が狭く広い範囲を撮影する場合は8mm、遠くに設置して狭い範囲だけを見る場合は25mmです。同じ型番でもレンズを替えれば視野を変えられ、本体を替える必要はありません。
IP54とIP67はどこが違いますか。
IP54は防塵・防滴で、装置内部や乾燥した作業場に適します。IP67は短時間の浸水に耐え、水洗い、切削液の飛散、粉塵が多い場所、冷凍庫の入口に適します。現場環境で選び、低すぎると故障率が上がります。
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生産ライン以外では、パレットと箱単位の作業は別の装置になります。
まずサンプル品をお送りください
コードが読めるか、一度に何個読めるかは、仕様表を見るよりサンプル実測の方が早く分かります。サンプル品を装置に載せて一度走らせ、当社が結論と推奨型番をお伝えし、その後に構成と数量を相談します。