ロボット検査設備:測定センサー技術を習得する

今日の Industry4.0 の状況では、自動化はオプションではなく、競争力の必須条件です。最も重要な自動化プロセスの中に、コンポーネントとアセンブリの検査があります。シリーズ第 3 回のこの記事では、測定センサー テクノロジーについて詳しく説明し、各タイプがどのように品質管理を強化し、生産をスピードアップし、コストのかかるやり直しを削減するかを詳しく説明します。

測定センサーの概要

測定センサーは、距離、厚さ、形状などの物理的特性を正確な電子信号に変換します。基礎となる原理に応じて、これらのデバイスは、超音波、接触、レーザーおよび光学、誘導変位センサーなどのいくつかのカテゴリに分類されます。

超音波センサー

超音波センサーは高周波音波を発し、対象物で反射して受信機に戻ります。往復の時間を計ることにより、デバイスは既知の音速を使用して距離を計算します。液体、透明または無反射の表面、光センサーがアクセスできない対象物の測定に優れています。超音波センサーは、対応するレーザーセンサーよりも範囲と解像度が低くなりますが、消費電力が最小限に抑えられ、多くの検査シナリオにおいて費用対効果が高くなります。

接触センサー

その名の通り、接触センサーは部品に物理的に接触して、高さ、厚さ、輪郭などの寸法を測定します。これらのデバイスは頑丈で、マイクロメートルレベルの精度を維持し、磁気感知機構のおかげで油や水などの表面汚染物質の影響を受けません。非接触方式が困難になる可能性がある過酷な環境に最適です。

レーザーおよび光学センサー

レーザーおよび光学センサーは、最も多用途な測定デバイスのグループを代表します。この領域を支配する 3 つの主要なテクノロジー:

• レーザー プロファイラー – パーツ全体にレーザー ラインを投影し、三角測量によって 2D または 3D ジオメトリをキャプチャします。迅速かつ大量の測定を実現できるため、動きの速い組立ラインでは欠かせないものとなっています。
• レーザー変位センサー – 一点に焦点を当て、優れた精度を実現します。 2D スイープには時間がかかりますが、重要な寸法チェックには最適です。
• 光学マイクロメーター – 断面全体を照明し、影のシルエットを記録して、領域、形状、欠陥 (亀裂やへこみなど) の検出を導き出します。スピードとミクロンレベルの精度を兼ね備えており、品質管理ラボで広く採用されています。

誘導変位センサー

電磁誘導により金属部品を検知する非接触近接センサーです。鉄製の物体が近づくと、誘導磁場によって検流計の位置が変化し、変位の読み取り値に変換されます。誘導センサーは磁性金属で最も優れた性能を発揮しますが、接触または光学的方法が現実的でない部品には依然として誘導センサーが不可欠です。

ビジョン システムとそのロボット検査への統合について詳しくは、このシリーズのパート 1 を参照してください。最終回では、自動品質保証のもう 1 つの基礎である光学コンパレータについて説明します。

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