なぜ「断面を数値化する」3D測定が必要なのか
同じ「3D測定」でも取得する情報は方式ごとに異なります。原理を理解しないと、選定や品質判定でつまずきます。
高さ・断面がわからないと良否を判定できない
カメラの輝度画像や1点の距離だけでは、対象物の高低差や凹凸を正しく把握できません。同色内のわずかな凹みや突起、シール材の途切れは、平面情報だと幅や面積でしか判断できず見逃しにつながります。断面形状を高さデータとして数値化して初めて、段差や体積といった立体的な良否基準で判定でき、後工程への不良流出を抑えられます。
方式（1D／2D／3D）の違いを取り違えると選定を誤る
測定方式には、1点を測る変位計（1D）、1本のラインで断面を取るレーザプロファイラ（2D）、面全体を一括で取得する3Dセンサがあり、それぞれ取得できる情報が異なります。用途に対して方式が合っていないと、必要な高さ・角度・体積が取れず、導入後に測れないことが判明します。原理と取得情報を理解したうえで方式を選ぶことが、測定の成否を分けます。
断面から取れる量を知らないと活用しきれない
レーザプロファイル測定は、断面の高さデータから高さ・幅・段差・角度・R・断面積・体積まで多彩な量を算出できます。どの量が取得できるかを知らないと、本来1台で置き換えられる複数の測定・検査を別々の手段で続けてしまい、工数と設備が増えます。取得できる測定項目を把握することが、測定手段を集約する第一歩になります。
断面（プロファイル）から取得できる測定項目マップ
光切断で得た断面の高さデータから、次のような量を算出できます。1つの断面情報が多様な測定に展開されます。
高さ・深さ・段差
断面の高さデータから、突起や凹みの高さ・深さ、部材間の段差を数値化します。平面画像では判別しにくい高低差を安定して捉えます。
幅・位置・ピッチ
断面上のエッジ位置から、対象の幅や部材の位置、端子などのピッチを算出します。X方向とZ方向を同時に把握できます。
角度・傾き・R形状
断面の傾斜やコーナーのR、対象の角度・平坦度を測定します。溶接ビードやサネ形状など曲面を含む形状も数値で評価できます。
断面積・体積
断面積を求め、走査方向に積算して体積を算出します。塗布材やシール材の盛り量など、量そのものの管理に活用できます。
1D・2D・3Dと接触式で取得できる情報の違い
測定方式によって、取得できる情報の次元、断面形状の数値化のしやすさ、対象への影響やインライン適性まで幅広く異なります。
| 比較項目 | 3Dレーザプロファイル測定 （光切断／LJ-X8000シリーズ・LJ-S8000シリーズ） |
1D（点）レーザ変位計 | 2D画像方式（外観検査カメラ） | 接触式（触針式） |
|---|---|---|---|---|
| 取得する情報 | 断面（線）／面の高さ形状 | 1点の距離・変位 | 平面の明暗（高さなし） | 接触点の高さ |
| 断面形状の数値化 | ○ 高さの点群で数値化 | × 断面全体は取れない | × 高さ情報を持たない | △ なぞって取得（低速） |
| 高さ・凹凸・段差の把握 | ○ 高低差で安定把握 | △ 1点のみ | × 判別が困難 | △ 点単位で可 |
| 色・模様の影響 | ○ 高さ画像で影響を受けにくい | ○ 影響を受けにくい | △ 背景模様の影響懸念 | ○ 影響なし |
| 非接触・対象への影響 | ○ 非接触で影響を受けにくい | ○ 非接触 | ○ 非接触 | × 接触・変形のおそれ |
| 面全体（3D）の一括取得 | ○ オートスキャン3Dセンサで一括取得 | × 不可 | × 高さは不可 | × 不可 |
| インライン・高速対応 | ○ 搬送中の高速測定に対応 | ○ 高速 | ○ 高速 | × オフライン向き |
| 役割（得意領域） | 断面・立体形状の測定と検査 | 単点の変位・距離 | 平面の外観・位置 | 静止対象の輪郭 |
3Dレーザプロファイル測定を選ぶ理由
3Dレーザプロファイル測定は、光切断法で断面形状を高さの点群として数値化するため、1D点や2D画像では取れない高さ・段差・角度・体積までを一度に評価できます。色や模様の影響を受けにくく、非接触・インラインで搬送中の対象も測定可能。線で捉えるLJ-X8000シリーズと面で一括取得するLJ-S8000シリーズを、対象と用途に合わせて使い分けられます。
光切断の断面測定と3D測定に対応するシリーズ
線で断面を捉えるプロファイル測定器と、面全体を一括で捉えるオートスキャン3Dセンサを、用途に応じて使い分けます。
超高精細インラインプロファイル測定器／オートスキャン3Dセンサ
LJ-X8000／LJ-S8000シリーズ
LJ-X8000シリーズは、レーザの光切断法で対象物の断面形状を高さデータとして取得するプロファイル測定器です。1本のラインで得た断面を、ありのままの形状として数値化し、高さ・幅・段差・角度・断面積・体積など多彩な項目を算出できます。高さ画像を用いるため色や模様の影響を受けにくく、非接触・インラインで搬送中の対象にも対応します。面全体を一括で3D取得したい場合は、モータスキャン光切断方式のオートスキャン3DセンサLJ-S8000シリーズを選択し、平面度や体積などを面で評価します。線で捉えるLJ-X8000シリーズと面で捉えるLJ-S8000シリーズを、対象物と用途に応じて使い分けられます。
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断面測定でわかること（用途別の測定ガイド）
断面の高さデータから何が測れるかを、代表的な測定項目ごとに紹介します。
平坦度・うねりの測定
面の高さ分布から平坦度やうねりを数値化します。輝度画像では判別できない微小な反りや浮きも、高さデータで安定して評価できます。
高さ・段差の測定
断面の高さデータから、部材の高さや組み付け段差、隙間を測定します。塗布材やシール材の高さも1本のプロファイルで捉えられます。
溝深さ・幅・断面積の測定
断面から溝の深さや幅、段差などを数値化します。曲面や急峻な形状を含む断面も、高さの点群データを用いてありのままの形状を表現します。
3Dレーザプロファイル測定に関するよくあるご質問
- 3Dレーザプロファイル測定とは何ですか？
- レーザの光切断法を用いて、対象物の断面形状を高さの点群（プロファイル）として数値化する測定方式です。搬送方向に断面を連続取得することで、立体的な形状の測定・検査が行えます。
- 光切断法とはどのような原理ですか？
- 対象物にライン状のレーザを投光し、表面で拡散反射した光を受光素子上に結像させて、位置から高さを求める三角測距の原理です。1本のラインで断面全体の高さデータを一度に取得します。
- レーザプロファイラで何が測定できますか？
- 断面の高さデータから、高さ・深さ・段差・幅・位置・角度・R・断面積・体積など多彩な量を算出できます。1つの断面情報を、寸法測定にも外観検査にも展開できます。
- 1D・2D・3D測定の違いは何ですか？
- 1Dは1点の距離・変位、2D画像方式は平面の明暗（高さなし）、3Dレーザプロファイル測定は断面（線）や面の高さ形状を取得します。高さ・段差・体積を扱うには3Dが適しています。
- 「断面形状の数値化」とはどういう意味ですか？
- 対象物の断面を多数の高さデータ点で表現し、形状を数値として扱えるようにすることです。数値化することで、輝度画像では判定できない微小な凹凸や段差も定量的に評価できます。
- LJ-X8000シリーズとLJ-S8000シリーズはどう使い分けますか？
- 線で断面を高精細に捉えたい場合はLJ-X8000シリーズ、面全体を一括で3D取得したい場合はモータスキャン光切断方式のLJ-S8000シリーズを選びます。対象の形状と検査範囲で使い分けます。
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