TOFセンサの原理と用途事例

TOF方式 反射型レーザセンサの例

A

投光パルス

B

受光パルス

T

時間差

Y

検出体までの距離

TOF方式では図のように、パルス投光したレーザー光が対象物表面で反射して受光するまでの時間（＝投光パルスと受光パルスの遅れ時間）を「T」とし、光の速さ「C（＝約30万km/秒）」と掛けることで、センサと対象物の往復距離（2Y）を求めることができます。その算出イメージを下記に示します。
2Y（往復距離）＝C（光の速さ）×T（反射光を受光するまでの時間）
センサと対象物の片道分の距離「Y」は、この式で得られる往復距離の1/2ということになります。
たとえば、投光パルスと受光パルスの遅れ時間が20ナノ秒だった場合、
20ナノ（0.00000002）秒×約30万km＝往復距離約6m （0.006km）
つまり、センサから対象物までの片道距離は、約6m÷2＝約3ｍであることがわかります。

作業者の動線外からの検出

最大検出距離が5mと長いため、作業者の邪魔にならない場所にセンサを設置することができます。作業者や工具が、センサやケーブルに接触することで発生する「光軸ズレ」や「ケーブルの断線」などによるラインの停止といった重大なトラブルを回避することができるほか、作業性の向上にも貢献します。

Before

After

ロボットの動作軌跡外からの検出

6軸産業用ロボットのアームの動作は広範囲で、チャック姿勢（ワーク搬入出姿勢）に不具合があると、予期しない軌道を描く場合があります。このような場合、アームの動作範囲外にセンサを設置すると、アームやワークがセンサに接触することを回避できます。また、加工位置から遠い場所に設置することで、加工油や薬品の飛散によるレンズの汚れや、それの汚れによる誤検出を防ぐことができます。

Before

After