ファクトリー・オートメーションとは何か？ タイ工場の“FA”を徹底解剖

カテゴリー： 自動車・製造業, 特集

公開日 2016.06.22

◆センサ

FA化を進める工場において、生産性を高めるために今や欠かせない「センサ」。主な種類としては、次のようなものがある。

光で検出する
【光電センサ】
可視光線、赤外線などの〝光〞を、投光部から発射し、検出物体によって反射する光や、しゃ光される光量の変化を受光部で検出し出力信号を得るもの。
【ファイバセンサ】
光電センサの光源に光ファイバを連結し、狭い場所などへ自由に設置して検出できるようにしたもの。
【レーザセンサ 受光量判別型】
投光素子として直進性のある〝レーザ〞を採用したセンサ。スポットが見えるため、光軸合わせや検出位置の特定が容易になる。また、光が拡がらないため光の回り込みなどを気にせず設置できるといった特長もある。

渦電流で検出する
【近接センサ】
リミットスイッチやマイクロスイッチなどの機械式スイッチに代わるもので、非接触で検出物体が近づいたことを検出する。
【渦電流式変位センサ】
物体の有無だけでなく、物体との距離を〝測定〞する。

接触で検出する
【接触式変位センサ】
検出体に接触子が直接触れることで位置を測定する。主な用途として、ワークの高さ・厚み・反りなどの検出に適している。

超音波で検出する
【超音波センサ】
超音波を使用して距離を測定する。センサヘッドから超音波を発信し、対象物から反射してくる超音波を再度センサヘッドで受信するまでの「時間」で距離を測定する。

画像で検出する
【画像判別センサ】
カメラで撮影した画像を使用して対象物の有無や違いを判別する。ほかの汎用センサと違って１台のセンサでできることが多く、また、まとめて同時に多点の検出を行うこともでき、自由度が高い。

◆測定

測定とは、対象物の大きさ、長さ、重さ、容量などを「はかる」こと。 日本語表記では「測る」「図る」「計る」「量る」のように、目的に応じた用語が使い分けられている。 測定に対し、「検査」は測定で得られた数値をある基準と比較して合格／不合格を判定することを意味する。

インライン測定とオフライン測定

測定方法の違いとして、「インライン測定」と「オフライン測定」がある。インライン測定は「自動測定」、オフライン測定は「手動測定」と言い換えることもできる。
インライン測定の例として、製造ライン上にセンサを取り付けて、センサの下を通過する部品を定常的に監視する仕組みが挙げられる。例えば、①合格品として判定する形状や寸法（公差の範囲）を登 録する、②対象物がセンサの下を通過する際に測定を行う、③良否判定を行う、④不合格品と判断したときにNG判定を出力する―といったルールをラインに組み込むことで、大量生産される部品を自 動的に検査できるようになる。
インライン測定は、測定者の技量や測定方法に依存しない測定を安定的に大量に繰り返すことができる。また、定常的な監視により、いつから不合格品が発生し始めたかを把握できるため、トレーサビリティ管理に役立つ。

◆画像処理

画像処理とは、ある目的をもって画像に含まれる情報を操作、解析すること。
画像処理は大きく分けると、①「撮像」シャッターを切り、画像を撮影する、②「転送」カメラからコントローラへ画像データを送る、③「処理」前処理：画像データを加工して特徴点を画像上で分かりやすくする。計測処理：画像データより傷や寸法などを計測する、④「結果出力」処理結果を接続された制御機器（PLCなど）に信号として送る―の４つのステップで構成される。
画像処理において、撮像は最も重要であり、高精度に安定した検査を行なうには、①対象物を大きく映す、②ピントの合った画像を映す、③明るくはっきりした画像を映す―の３点が必須条件となる。

 

VHX-5000は「誰でも、すばやく正確に」をキーワードに、「観る」「録る」「測る」解析の基本業務すべてを１台でカバーした顕微鏡。 VHX-5000の使いやすさの特長として、「深い被写界深度」がある。レンズのピント幅がとても深く、一般的な顕微鏡の20～30倍程度あり、この被写界深度とオートフォーカスにより一瞬でくっきりと被写体を映し出すことが可能だ。深度と明るさのバランスの取れた観察を可能にするため、レンズ・カメラ・映像エンジンの全てを自社で設計している。 レンズを傾け、ステージを回転させても、視野範囲がずれることなく360度あらゆる方向から観察できるのもポイントだ。対象物に手を触れる必要がないため、再現性の高い観察が可能である。また、ステージからレンズを取り外すこともでき、ステージに乗らない大きなものでも、レンズを手に持って観察することができる。

観察画面は内蔵している500GBのHDDにそのまま保存可能で、保存した画像はLANやUSB経由で簡単にレポート作成などに活用することができる。さらに、観察画面にマウス操作するだけで、リアルタイムで寸法計測ができる機能や、計測結果を画像と同時に保存する機能も付随。 この寸法計測は対象物のエッジを自動で判別し、正規位置を補正するため、誰が寸法計測を行っても同じ結果が得られるのだ。 凹凸がある対象物でも、ピント位置の違う画像を合成したフルフォーカス画像が瞬時に得られ、3D表示にすることで表面形状をさまざまな角度から自由に観察することができる。 レンズもワイドなものから最大5,000倍といった高解像度ズームレンズなど、さまざまな種類を用意。業種、製品を問わず、幅広い分野で活用できる一台だ。

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