硬貨鋳造：コインスタンプのための正確な角度検出

皆のポケットの中に：高精度大量生産の小さな傑作

私たちが毎日持ち歩く少数アイテムの1つです。 デジタル決済手段の普及にもかかわらず、硬貨は依然として食料雑貨店、キオスク、切符機、駐車メーターで信頼できるバックアップです。 何十億ドルもの硬貨が流通しており、それぞれが正確に同じである必要があります。 硬貨の各タイプは、同一の頭と尾のデザイン、直径、エッジの形状、および重さを示さなければなりません。 したがって、主要な通貨の各硬貨鋳造は産業大量生産であり、高精度プロセスで動作しなければなりません。

課題 

各硬貨の直径は1000分の1インチで指定され、重量は1000分の1グラム単位で指定されます。 同様に、頭と尾のデザインは同じ角度で整列する必要があります。 鋳造プロセスでは、これらの写真は、最大100トンの圧力で金型によって硬貨ブランクに適用されます。 それらのダイは「マスターハブ」の正確なコピーです。 鋳造プロセス中のダイの高精度要求および高い摩耗のために、ダイは非常に頻繁に交換する必要があり、主要な鋳造操作では年間約5万回の交換が必要です。 したがって、製造工程を自動化し、金型を金型に正しく挿入することが、硬貨製造の歩留まりを最大にする上で重要です。

打抜き機のヘッドとテールダイとの間の正確な回転角度を保証するために、グラインダーは、コイン設計の向きに対して指定された角度で、各円筒形ダイの小さな部分をキーにします。 このようにして、金型は正確な角度でスタンピングマシンに収まります。 この課題は、ダイ上の硬貨デザインの実際の角度を正確に認識し、正しいフィードバックを提供することにあります。そのため、精密キーイングのためにダイをグラインダに直角に配置します。

アライメントシステムは、ダイの設計角度を認識するというアルゴリズム上の課題の他に、CNCスチールグラインダの過酷で湿った汚れた周囲条件にも耐える必要があります。 障害のない24時間365日の運用の信頼性と最小の保守対策も必要です。

解決策

Artemis Visionは、複雑で困難な環境条件で要求される精度を提供する硬貨鋳造のためのアライメントシステムを開発し、それを24時間連続して行うことができます。 Artemisのシステム設計者は、2.3 MP解像度のFLIR Grasshopper3カメラとGigE Visionインターフェイスを含む堅牢な筐体にコンパクトなマシンビジョンシステムを作成しました。 彼らは、拡張リング、PC、およびシャフトからダイまでの領域を照らす拡散光を使用して、Tamron社の固定焦点Cマウントレンズを選択しました。

カメラは、光沢のある金型面に対応するために必要な高いダイナミックレンジを提供するSony Pregius IMX174を使用しています。 アラインメントシステムは、FLIRのFlyCapture SDKを使用して、PC上で前処理する連続的なビデオストリームをキャプチャします。 MicroscanのVisionscapeソフトウェアを使用すると、角度は1/10以下の精度で認識されます。 結果はグラインダにフィードバックされ、コイン型を正確な角度に回転させます。

角度検出システムの基本モデルはわずか5インチx 12インチで、24時間365日稼働するように設計されています。 ギガビットイーサネット以外にも、インターフェイスとしてRS-232、USB、RS-485、およびデジタルI/Oが搭載されています。

クライアントの向けの機能?

アラインメントシステムは、より速い生産、高品質の硬貨および最小の歩留まりを実現します。 グラインダーにはわずかな誤差がありますので、最後のコインに欠陥がないことを保証するために、ダイスはプレス中に正しく向きを合わせる必要があります。 鋳造は、歩留まりが悪く、ダウンタイムが長くなる可能性があるため、誤った位置合わせされたダイのために不必要なコストが発生します。 欠陥は手作業で検出するのが難しい場合があり、オペレータが毎回最小の偏差をキャッチすることは期待できません。 アライメントシステムは、アライメントエラーを人間の目が成し遂げるよりも効率的かつ正確に確実に識別して訂正することでこういった問題の修正に寄与します。

FLIRを選ぶ理由

Artemis Visionの社長であるTom Brennan氏は、Grasshopper3 GigE Visionカメラをいくつかの理由でFLIRから選んだと述べています。「このシステムでは、このシステムでFLIR製品を使用しています。 Angle Detection SystemはCNCマシンに組み込まれているため、アクセスやサポートが難しいため、ハードウェアに依存したいと考えています。 FLIRから入手可能な様々なGigE Visionカメラモデルの中で、2.3MPおよびCMOSグローバルシャッター技術を備えたSony Pregius IMX174センサーは、画質にとって重要な高いダイナミックレンジを有しているため、必要な角度の正確な認識を提供します。 GigEカメラインターフェイスのおかげで、内部の角度検出システムを備えたCNCマシンとコンピュータの間の距離が長くなり、コンピュータを簡単にブリッジすることができます。

 その他の課題? 解決策