複数ヘッドで測る
測定例：シャーシの平坦度測定
用途から選ぶ
反り・平坦度
反り測定器／平坦度測定器をお探しの方へ
反り・平坦度測定の最適な測り方は、測定器の種類、設置環境など、いくつかの要素から選択することが重要です。 適さない機器を選定してしまうと、必要な精度が出なかったり、運用工数アップに繋がってしまいますので、避けたいものです。
このページでは反り測定器／平坦度測定器をお探しの方が、迷わずに最適な測定器に辿り着けるよう、ナビゲートいたします。
「反り・平坦度」の測り方
「反り・平坦度」の最適な測り方を測定器のご提案とあわせて紹介します。
1ヘッド（1次元レーザ変位計）で測る
測定例：基盤の反り測定
1ヘッド（2次元レーザ変位計）で測る
測定例：材料片の反り測定
最適な測定器反射型2次元レーザ変位計
ラインレーザを照射し、得られた形状から反りを測定します。
- A
- ピーク
- B
- そり量
- C
- ボトム
POINT
センサヘッドを動かすことなく反りが測定可能です。
-
2次元三角測距方式
ラインレーザによる多点測定
世界最速 64000撮像／秒 -
マルチカラー共焦点方式
直線性：±0.09um
超小型レーザ同軸変位計
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反り、平坦度の定義について
対象物の反り・平坦度を測定する際は、はじめにその定義を決める必要があります。
ここでは、反り・平坦度測定の指標となる「平面度」の定義について説明します。
平面度の定義
JISでは、「平面形体の幾何学的に正しい平面からの狂いの大きさ」と定義されています。たとえば、右図のように、平面で挟んだときに、0.1mmの幅があったならば、平面度は0.1mmとなります。
- A
- 0.1mm以内
測定における平面度の定義
実際に測定することを考えると、JISの定義に沿って、幾何学的に正しい平面で測定対象を挟み込むことは一般的には困難です。「平面度」の測定方法を定義付けることが、平面度測定のスタートとなります。
ここでは、実際に測定現場でおこなわれている、平面度測定の代表例を紹介します。測定対象物の大きさ、形状、測定することになった背景、あるいは平面度に対する要求仕様（公差）により平面度の測定方法を決めていきます。
| 測定例 | 概要図 | 概要 |
|---|---|---|
| 測定例1 |  |
平面（机上）においたときの最大高さを平面度とします。単純な方法ですが、ワークの姿勢が測定を左右します。 |
| 測定例2 |
|
同一直線上の3点のうち、2点から直線を算出し、残りの1点とその直線の距離を測定し、平面度とします。 |
| 測定例3 |
|
同一直線上にない3点の高さを測定し、その3点を通る平面を作成します。別の1点の高さと、求めた平面の距離を平面度とします。 |
| 測定例4 |  |
平面上の多点（たとえば5×5の25点）の高さを求め、その多点を通る近似平面を最小二乗法で算出します。各点とその近似平面の距離の最大値を平面度とします。 |
反り・平坦度のデータ取得方法について
反り・平坦度の定義が決まったら、次はデータの取得方法を決めます。これを決めることで必要な測定器の種類、治具などが定まります。
高さデータの取得方法について
高さデータを取得する方法にもいくつかの手法があります。ワークの大きさ・表面状態、あるいは要求仕様（公差）、測定に使うことのできる時間などを考慮して決定します。
| 1次元測定 | 2次元測定 | |
|---|---|---|
| 概要図 |
 |
 |
| ポイント | 2次元測定に比べ高精度に測定可能 | センサヘッドを動かさずに広範囲を測定可能 |
| 注意点 | 多点の高さを測定するには、ステージの移動、もしくはヘッドを多数並べる必要あり。 2次元測定と比較すると時間がかかる。 |
プロファイルうねりに注意が必要。 |
取得した高さデータから平面度を求める方法の例です。
以下では、当社のPLC（KVシリーズ）や画像処理システム（XG/CV-Xシリーズ）を使用する方法を紹介しています。このほか、PCにデータを取り込み、PCソフトを構築し、平面度を求める手法もあります。
| KV(PLC)にて演算 | 画像処理連携にて演算 | |
|---|---|---|
| 概要 | KVシリーズでラダーやスクリプトを記述し、取得した複数点のデータを使って平面度を算出します。 | LJ-Vシリーズを使用する場合は、XGシリーズやCV-Xシリーズに取り込んで処理することが可能です。XG/CV-Xシリーズには平面を求めるツールが存在し容易に平面度を測定することが可能となります。 |
 |
 |
まとめ
このページでは、反り・平坦度を測る方法と測定器の構造、測定器を選択するときのポイントや注意点について説明しました。さらに、平坦度の定義やPLC、画像処理システムについても紹介しました。
それらをまとめると、以下の通りです。
- 一般に、センサヘッドを動かす方法はコストに有利、ワークを動かす方法は精度とスピードに有利。
- 反射型2次元レーザ変位計なら、ラインレーザを照射し得られた形状から反りを測定するため、センサヘッドを動かすことなく測定可能。
- PLCや画像処理システムでは、PCソフトによるラダーやスクリプトを使った、さらに高度な平坦度測定が可能。
- 最適な測定器の選定は、センサヘッドとワークのどちらを動かすかによって決まる測定精度とコストのバランスがポイントになる。
測定する対象によって、その方法はさまざまです。最適な測定を行うには、それらの特徴を知り、正しく測定器を選定することが大切です。
このページで紹介した内容や、他のページに記載している測定の知識や事例についてまとめた資料「測り方がわかる 変位計/測定器 サポートガイド」は、下記からダウンロードできます。レーザ変位計のラインナップカタログとあわせてご覧ください。
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