部品や製品を3次元で計測できる3Dセンサー。ここでは、使いやすさ・精度・サポートといった観点から見た「寸法計測・寸法測定」のおすすめ3Dセンサーをご紹介します。
3Dセンサー導入で「寸法計測」はどう変わる？メリットは？
3Dセンサーは、部品や製品を3次元で計測し、そのデータをデジタルで取り込むことができます。
通常、部品・製品の計測は、マイクロゲージやノギス、検査治具などで測定しますが、個人差や測定条件による誤差が生じたり、正確性に欠けたりなどの問題がありました。
3Dセンサーを使えば、ワークの形状を多くの点群で「面」として素早く捉えられる上、点群データと設計CADデータを利用した検査・測定への活用や、実際の製品が規定値以内に収まっているかどうかの検査も、簡単に正確に行うことが可能です。
こんな業界・現場の寸法計測の
「困った」を解決！
3Dセンサーを導入して寸法計測を行えば、例えば下記のような工程での精度向上や業務効率化が図れます。
- 自動車業界なら…エンジン・モーター・バッテリーなど部品の寸法計測、ドア段差すき間計測、シーリング、タイヤ
- 物流業界なら…三辺計測（自動ラベリング、ソーティング）、容量計測
- 食品業界なら…食肉の自動スライス、等級仕分け、菓子の製造ばらつき
【目的・用途別】寸法計測に
おすすめの3Dセンサー3選
ここでは20社以上を調査し、製造現場におすすめしたいインライン対応の3Dセンサーをピックアップ。寸法計測をはじめ、外観検査・位置決め・ピッキングといったFA化に強いキーエンス・LINX・SICKの3社のうち、寸法測定や寸法計測の適応事例を公式HPなどで紹介している3製品を目的・用途別に厳選しました。（※情報は2021年11月現在）
- 測定範囲が広く、様々なワークに対応
- コントローラー不要、本体のみで測定可能
- 温度安定性に優れた頑丈な筐体
- 3200point/プロファイルの微細測定が可能
- 従来製品比3倍の面積を持つ大口径受光レンズ
- 全方向位置補正機能を搭載
- 納品日より5年間の製品保証
- ソフトウェアの導入トレーニングが可能
- リモートor出張メンテナンスに対応
「3Dマシンビジョン」と検索して上位表示されるメーカーや販売代理店をピックアップ。その22社の公式HPの情報から「計測手法が最も豊富だったLINX」
「業界ごとの実績が最も豊富だったキーエンス」「唯一24時間のヘルプデスクを提供しているSICK」をそれぞれ選出しています。（情報は2021年11月19日時点）
「使いやすさ」で選ぶなら
Gocator（LINX）
Gocator（LINX）の
「使いやすさ」とは？
Gocatorは、コントローラーが不要で、この本体のみで3次元寸法測定や画像処理を使用した合否判定を行える、オールインワンの3次元スマートセンサーです。本体に内蔵されたWebサーバーで、全ての設定、画像処理などのプログラミングを行えます。インラインで検査を行う場合は、PCに接続しなくても、センサー単体で動作が可能。2メガピクセル解像度と高輝度なレーザー出力により、反射率の低い素材でも、最大幅2000mmの非常に広い視野を取得することができます。事前に光学系のキャリブレーションを実施しているので、梱包から出して直ぐに計測ができる点も嬉しいポイント。また、IP67対応かつ温度安定性に優れた頑丈な筐体のため、ロボットハンドに搭載した状態でも計測することが可能です。
Gocaorの寸法計測の適用事例
自動車ドアのギャップや同一平面性の
計測・検査
自動車ボディーとドアパネル間のギャップや同一平面性は、自動車の品質に必要不可欠です。 同一平面度の測定機能を標準搭載したGocatorなら、自動車ボディーのパネル検査などにそのまま利用することが可能。 広い範囲で変動する塗装色による反射率にも、高輝度出力が可能なレーザーとその制御機能により、柔軟に対応することができます。小型で配線もシンプルなため、ロボットの先端にセンサー本体を取り付け、自動的に適切な計測箇所まで移動させることが可能です。
Gocatorの基本情報
| 販売代理店名 | 株式会社リンクス |
|---|---|
| 所在地 | 東京都品川区上大崎2-24-9 アイケイビルディング4F |
| 電話番号 | 03-6417-3371 |
| 公式HPのURL | https://corp.linx.jp |
LINXの寸法計測におすすめの3Dセンサー（Gocator）を見る
LINXの外観検査におすすめの3Dセンサー（3DPIXA）を見る
「精度」で選ぶなら
LJ-X8000（キーエンス）
LJ-X8000（キーエンス）の「精度」とは？
LJ-X8000は、従来比3倍の面積を持つ大口径受光レンズや高精細CMOSを搭載し、1ライン3200ポイントもの超高精細なプロファイルを実現した、インラインプロファイル測定器です。部品や製品の「ありのまま」の形状をきわめて正確に測定・検査することが可能。 全方向位置補正機能を搭載し、ワークの位置ズレや傾きを認識して自動的に補正してくれるので、インラインで安定した全数検査が行えます。しかも、測定・検査に必要な設定は、わずか3ステップ。「高さ計測」「プロファイル計測」「連続プロファイル計測」「傷」などから計測ツールを選ぶだけで、誰でも簡単に測定・検査を行うことが可能です。
LJ-X8000の寸法計測の適用事例
スクリーン印刷の厚み測定
主な適用事例として挙げられるのが、プリント基板。効率よく生産するために、チップの接着部分にスクリーン印刷を施します。 この際に高さ・幅・体積のズレが出ないように、印刷したクリームはんだやペーストの銀ペーストを測定。従来、この工程はオフラインで測定顕微鏡を用いて測定していましたが、時間がかかる上、精密さに欠けるのが問題でした。LJ-X8000は帯状のレーザーを用いた光切断法のインラインプロファイル測定器を使用することで、試し刷り時のスピーディーな条件出しや、量産時の自動全数検査を実現しています。
LJ-X8000の基本情報
| メーカー名 | 株式会社キーエンス |
|---|---|
| 所在地 | 大阪市東淀川区東中島1-3-14 |
| 電話番号 | 0120-100-470 |
| 公式HPのURL | https://www.keyence.co.jp |
キーエンスの寸法計測におすすめの3Dセンサー（LJ-X8000）を見る
キーエンスの外観検査におすすめの3Dセンサー（XT-024）を見る
キーエンスの位置決めにおすすめの3Dセンサー（RB-800）を見る
「サポート」で選ぶなら
TriSpector1000（SICK）
TriSpector1000（SICK）の
「サポート」とは？
TriSpector1000は、効率的な3D検査が可能な、スタンドアロン型センサーです。製品の形状や色、高さに関係なく、信頼性の高いデータを取得することができます。直観的なユーザーインタフェースにより、誰でも簡単に操作が可能。消費財の体積および厚さ測定や、食品加工における製品の寸法測定などにおすすめです。また、SICKでは、ユーザー目線のサポート＆サービスも魅力的。現場の困りごとに合わせたソリューションの提案から、ソフトウェアの導入トレーニング、経験豊富なエキスパートによるシステムサポートや出張メンテナンス、納品日から5年間の製品保証など、充実のサービスで、安定的な運用をサポートしてくれます。
TriSpector1000（SICK）の
寸法計測の適用事例
空のコンテナ検出およびレベル測定
空のコンテナと充填レベルの確認は、在庫管理やプロセスの安定化において重要な役割を果たします。産業環境によっては、荷物キャリアでミリメートルレベルの極小対象物を検出しなければならない業界もあり、3Dによる検査が欠かせません。LiDARセンサー、超音波センサーまたは2D・3Dビジョンセンサーを状況に応じて使用することで、精度の高い測定結果を得ることが可能です。
SICKの基本情報
| メーカー名 | ジック株式会社 |
|---|---|
| 本社所在地 | 東京都中野区本町1-32-2ハーモニータワー13F |
| 電話番号 | 03-5309-2112 |
| 公式HPのURL | https://www.sick.jp/ |
SICKの寸法計測におすすめの3Dセンサー（TriSpector1000）を見る
SICKの外観検査におすすめの3Dセンサー（Ranger3）を見る
3Dセンサーによる寸法測定のメリット・デメリットとは？
3Dセンサーを導入することで、精度のアップや業務効率化などを図ることができるでしょう。具体的にどのようなメリット・デメリットがあるのかチェックしてください。
メリット
複雑な形状を評価・測定
3Dセンサーの大きなメリットは、複雑な形状の物体も評価や測定がしやすいという点です。ノギス・マイクロメータなどのハンドツールでは計測自体が困難な立体的な形状でも評価や測定ができます。これによって自由曲面の評価だけでなく、仮想点の位置の算出や仮想点・仮想線を活用した測定ができるように。三次元測定機やレーザートラッカーであれば、ハンドツールのような測定器では測定が困難だったケースでも測定が可能です。物の寸法や位置関係、輪郭の形状など多様な数値を算出し、測定データ自体を記録してくれます。
人が立ち入ることができない場所のデータを取得
測定したい物体が必ずしも人が触れられる場所にあるとは限りません。3Dセンサーであればそういった場所でもデータ取得が可能です。接触式・非接触式があるので、精度や用途、ワークの形状などで使い分けられ、スムーズに作業を進められます。
誰でも操作しやすい
3Dセンサーを導入することで、工数の削減につなげられるでしょう。1回の計測が比較的短時間で行えるだけでなく、少人数で測定・評価することが可能です。非常に簡単な操作なので、作業員や測定するスタッフの力量に左右されることもほとんどありません。そのため特別なスキルを身につけた特定のスタッフだけでなく、誰でも操作できるのが魅力的な点。測定・評価に人員を割く必要がなく、その分他の作業に注力できるメリットも挙げられます。
3Dデータの作成や設計値との比較が簡単
3Dデータを出力することができ、3DのCADデータを読み込みことも可能です。これらの機能を活用すれば3Dデータの作成だけでなく、設計値・測定値との比較も非常に容易となるでしょう。測定結果をCADデータとして出力することで、従来CADデータ作成にかかっていた工数も大幅に削減できるのも、メリットとして挙げられます。また3Dファイルを読みこめるので、3DのCADファイルから読み込んだ形状と測定の対象物の形状を簡単に比較・測定できるのも大きな特徴です。
3DのCADデータとの差分を測定中にカラーマップ表示ができるので、カメラの画像と重ねることで視覚的に反り・うねりなどをチェックしやすくなります。これらの特性を活かせば、3Dプリンタで試作品を作成するなどのリーバスエンジニアリングなどにも活用できます。
デメリット
測定不可な対象物がある
3Dセンサーであっても、どんなものでも使用できるわけではありません。たとえばTofカメラ方式であれば赤外線を反射させなければならず、赤外線を吸収するような物体は測定不可能です。ステレオカメラ方式で通常のカメラ撮影をする場合でも、透明な物体は検出できません。測定不可な対象物もあり、全ての物体で寸法測定ができる訳ではないということを念頭に置いて、自社の工程でどれだけ活用できるかを判断しましょう。
撮影の後処理に手間がかかる
通常の画像撮影とは異なり、対象物を撮影したあとに深度などの情報を把握するための処理が必要です。さらに3D画像を活用するためには、ゆがみの補正や正規化などの修正処理をしなければなりません。こういった処理をパソコンなどで行うため、後処理に手間がかかってしまうことも。慣れないうちは時間に余裕をもって作業にあたるべきと言えます。
コストが上がる
全てのカメラに3Dセンサーを搭載すれば、どうしてもコストが上がってしまうという問題も出てきます。想定以上に導入コストがかかることもあるので、予算も含めて導入を検討することが大切。3Dセンサーを活用することで深度情報が得られ、他作業工程の軽減にもつながるなどといった「費用対効果」も考慮しながら、コスト計算は丁寧に進めましょう。
高精度なデータ取得が難しい
様々なメリットが挙げられる3Dセンサーですが、高精度なデータ取得が難しいことも。要望に応えられないケースもあるので要注意です。どの程度の精度を求めるのか、購入前にしっかりと吟味する必要があります。
