2Dレーザスキャナ

2Dレーザプロファイルスキャナは、単一の断面スライスを取得します。レーザラインに沿って高さと幅を測定し、その平面内の寸法、形状、表面特徴に関するデータを提供します。

3Dスキャナは、対象物またはセンサの移動に合わせて複数の2Dプロファイルを組み合わせることで完全な体積モデルを構築し、完全な表面形状解析、欠陥検出、CAD比較のための点群を生成します。

実際には、パイプ直径、溶接ビード高さ、または高速プロファイル検査には、2Dレーザスキャナが適切なツールです。鍛造品、サスペンションアーム、自由曲面などの複雑な3D形状には、3Dアプローチが必要です。RF62xおよびRF63xスキャナは、システム統合に応じて両方のモードに対応します。

2Dレーザプロファイルスキャナは、幅広い寸法および幾何タスクに対応します。1回のスキャンで、プロファイル形状と輪郭、幅と高さ、隙間と段差、角度と半径、外径と真円度、エッジ位置、溶接ビード形状、平板部品の平面度を測定できます。

RF62x Smartスキャナは、ユーザー定義アルゴリズムに従ってこれらの計算をスキャナ内部で直接実行します。外部コントローラやPCは不要です。これにより、システムは自己完結型となり、自動化ラインへの導入が容易になります。

どちらの技術も同じ光学三角測量原理に基づいていますが、異なる測定タスクに使用されます。

A レーザ三角測距センサ は単一ポイントを測定します—センサから対象物表面上の1点までの距離を返します。そのため、ポイントごとのデータで十分な変位、位置、振動、厚さ測定に最適です。たとえばRiftek RF603シリーズセンサは、2 mm～1,250 mmの動作範囲に対応し、測定誤差は最小±1 µmです。

2Dレーザスキャナは、点ではなく完全なレーザラインを投影し、対象物の断面全体にわたって数百または数千の測定点を同時に取得します。これにより、単一の距離値ではなく、寸法、形状、幾何情報を含む完全なプロファイルを1回の取得で生成します。

実用上の違いは、距離または変位の高速で精密な単一ポイント測定が必要な場合はレーザ三角測距センサを使用し、表面全体の形状、幅、輪郭を測定する、またはプロファイル偏差を検出する必要がある場合は2Dレーザプロファイルスキャナを使用する、という点です。

サンプリングレートは型式によって異なり、用途の速度に応じた主要な選定基準の1つです。

• RF627Smart — 公称520 profiles/s、ROIモードで最大4,200 profiles/s
• RF627BiSmart — 公称520 profiles/s、ROIモードで最大4,200 profiles/s
• RF628Smart — 公称4,000 profiles/s、ROIモードで最大16,000 profiles/s
• RF629Smart — 公称1,000 profiles/s、ROIモードで最大16,000 profiles/s
• RF6292Smart — 公称4,000 profiles/s
• RF630 - 公称3400 profile/s、ROIで1024分解能時に最大58000 profiles/s
• RF631 - 公称1900 profile/s、ROIで2300分解能時に最大26000 profiles/s

ROI（Region of Interest）モードは、アクティブなセンサ領域を定義済みの測定ゾーンに制限し、フルフレームを処理せずにスキャナを最大速度で動作させます。ほとんどのインライン2Dレーザ測定用途（寸法制御、プロファイル検査、選別）では、RF627Smartの基本サンプリングレートでも十分です。高速モデルRF628SmartおよびRF629Smartは、プロファイル取得をコンベヤ速度や押出速度に追従させる必要がある高速生産ライン向けに設計されています。

RF62xおよびRF63xスキャナは3種類のレーザ波長に対応しており、最適な選択は測定対象物の材料と表面状態によって異なります。

660 nm（赤） は標準オプションで、金属、プラスチック、機械加工面、塗装部品など、大多数の工業材料に適しています。出力、分解能、コストのバランスに優れています。

405 nmまたは450 nm（青） は、赤色レーザの性能が低下する表面に推奨されます。赤熱または白熱した金属、有機材料、ゴム、木材、一部の半透明プラスチックなどです。より短い波長は半透明表面の内部に侵入しないため、内部散乱を排除し、よりシャープで安定したプロファイルを生成します。熱間圧延鋼、生体組織、食品を測定する場合は、青色レーザがより適しています。

808 nm（IR） は、可視光を吸収する表面、または安全上もしくは工程上の理由で人間の目に見えないレーザビームが必要な場合に使用されます。一般的ではありませんが、特定のマテリアルハンドリングや選別用途で有用です。

判断に迷う場合は、Riftekのエンジニアにお問い合わせください。適切な波長は、測定範囲や精度要件ではなく、材料の反射率と表面温度によって決まります。

はい、これはRF62xSmartシリーズの主な利点の1つです。スキャナには、産業用ロボットや協働ロボットと直接連携するための通信プロトコルが内蔵されており、スキャナとロボットシステムの間に追加のインターフェースハードウェアやコントローラを必要としません。

CNC統合では、スキャナはEthernet、Modbus TCP、Ethernet/IP、またはUDPを介して測定データを送信します。これらは、ほとんどのCNCコントローラおよびPLCでサポートされる標準プロトコルです。測定結果、公差判定、合否出力を機械制御ループに直接入力し、工程内補正や工程後選別に使用できます。

RF62xSmartは、溶接部追従、部品プロファイル検証、加工ラインおよび組立ラインでのインライン寸法制御など、CNC用途向けの2Dスキャナとして使用されます。専用のRF627Smart-Weldバリアントは、溶接部追従と溶接ビード測定の内蔵機能を備え、溶接ロボット統合向けに特別に構成されています。

RF627Smartスキャナは、以下のインターフェースでデータを送信します。

• Ethernet / 1000 Mbps — すべての型式の基本インターフェース
• Ethernet/IPおよびModbus TCP — Industrial（Ind）バージョンで利用可能で、PLCや産業オートメーションシステムとの直接統合を可能にします
• UDP — 外部処理システムへの高速データストリーミング用
• RS422 — 同期入力（3チャンネル）およびエンコーダまたはトリガ同期用の1出力チャンネル
• ロジック出力 — 外部処理なしでの直接アクチュエータ制御および合否信号出力用

Baseバージョンには、スマートプロファイル処理ブロックとともにTCPおよびUDPデータ伝送が含まれます。Indバージョンでは、Ethernet/IPおよびModbus TCP対応に加え、産業用ロボットとの連携用の専用スマートブロックが追加されます。

ほとんどの工場自動化およびCNCレーザ測定システム用途では、Indバージョンが適切な選択です。SDKを使用してカスタム統合を構築する場合は、Baseバージョンで十分なインターフェース機能を提供します。