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検査ロボット;非接触レーザー方式 分解能1μm!複雑な形状部品を測定

非接触レーザーセンサを用いた検査用ロボットの構造と特徴を解説します。
この検査ロボットは、複雑な形状をした部品の寸法や厚み、シャフトの直径や真円
度、板の平面度などを非接触測定を行います。また、加工穴の有無、部品の組み
付け有無などの検査を生産ラインで素早く行うことが可能です。応用範囲が広い
上に、精度が高く(センサ分解能1μm)、価格の安い事を特徴としており、製造ラ
インの省力化にはうってつけのロボットとして好評を得ています。

X-Yロボット.jpg


1.レーザを使用した反射型センサーの測定原理
 レーザー式反射型センサーは、発光素子と受光素子の組み合わせで構成され、
発光素子には、半導体レーザが用いられています。半導体レーザの光はレンズで
集光され、測定対象物に照射されます。そして、対象物から拡散反射された光線
の一部は受光レンズを通して受光素子上にスポットを結びます。
その対象物までの距離が変位すると、スポットが移動し、そのスポットの位置を検
出することで対象物までの変位量を知ることができます。

laser02_01.gif

変位を測定するための変位センサは、物体がある位置から他の位置へ移動したと
き、その移動量を測定するものですが、変位にとどまらず、物体の高さ、
幅や厚みなどの寸法測定
にも利用できます。その移動量(変位量)を測
定する方式として、レーザを使用した反射型センサーは簡単で、精度も高く、また
どのような物体でも測定が可能なため、広く用いられています。

  laser11_01.gif
上の図の例は、厚みを測る場合と、段差を図る場合の例を示していますが、その
ほかにも、部品の有り無しの検出、穴が空いているかどうかの検出など
測定以外にも幅広く応用できます。

2.レーザー式反射型センサーを搭載した検査装置の設計
 1項の原理を応用した測定装置は、①レーザーユニット、被測定物を指定位置に
移動するための、②搬送ユニット、レーザーユニット、搬送ユニットを制御する③制
御ユニットから構成されます。原理図を下図に示します。

レーザー測定器ブロック図.jpg

3.主な仕様
 測定する部品の形状や大きさによって異なりますが、仕様例を書きに示します。
(1)センサユニット
・方式: レーザー反射式
・分解能: 1µm
・ビーム径: スポットビーム25µm
・動作温度: 10℃~40℃
・インターフェース: AD変換器を介してパソコンのUSBポートに接続
(2)XYロボット
・ストローク: 250×160mm~370×280mm
・位置決め精度: 0.2mm
(3)操作ボタン
・スタート: XYロボットが動作し、センサーの測定を開始し、測定終了で原点に戻る
・ストップ: XYロボットの動作を即時停止する
・イニシャル: XYロボットの原点出しを行う
(4)総合性能
・測定スピード: 1分/pcs以内
・測定精度: 1/100mm
・外形寸法: 自立式(W)1000×(D)800×(H)1200mm(目安)
・制御部 : Windows PC またはAndroid 端末

4.オンライン検査(オプション)
生産現場から離れた場所で、検査結果を確認したい、加工部品の画像を確認した
いというニーズに応えるために、インターネット回線を介して、リモートコントロール
でPCやタブレット端末に検査結果データー、画像データを表示する機能を実現し
ます。
main-title.jpg


また、タブレット端末から検査パラメータ・データーを検査機に送信することによって、
検査基準を変更することが可能です。
このように、生産現場から離れたオフィスや遠隔地の拠点からオンライン検査を行
うことが可能です。
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