レーザーセンサーが正確な測定に適している理由は何ですか？

電子機器の工場を訪れたことや、自動車部品の製造工程を見学したことがありますか？このような現場では正確さが極めて重要です。例えば、数十分の1ミリメートルの誤差でも、組立全体が機能しなくなる可能性があります。多くの業界では、精密な計測にレーザーセンサーが広く使われるようになりました。しかし、なぜレーザーセンサーはこれほど高精度なのでしょうか？確かに、電子機器以外にも、自動車、航空宇宙、その他の高精度エンジニアリング分野など、レーザーセンサーに依存している産業は多くあります。それでは、どのようにしてレーザーセンサーが欠かせない精密測定ツールとなっているのかを見てみましょう レーザーセンサー 機能、および実際の生産作業。

レーザー光技術の基礎

まず第一に、レーザーセンサーにはレーザーが必要であり、ここに精度の源があります —レーザー光は電球やLEDの光と同じものではありません。普通の光は広く拡散していきます。たとえば、部屋の一方から懐中電灯を照らす場合、光のビームは距離が離れるほど広がり、大きくなり、暗くなります。一方、レーザー光は単色性でコリメートされています。つまり、波長が一つ、実質的に一つの色であり、距離が離れていても広がることなく、焦点を保ちます。これは測定において大きな利点です。

レーザーセンサーを使用する場合、測定対象物に集中的な光のビームを照射します。これにより、ビームは正確に測定点に当たり、測定結果に広がりや「ぼやけ」が生じることはありません。例えば、スマートフォン工場では、ガラス製ディスプレイが本体に対して完全に整列しているかを確認する必要があります。レーザーセンサーであれば、ガラス画面の端にある特定の点までの距離を正確に測定し、画面と本体の間の隙間を0.001mm単位で判定できます。一方、一般的なセンサー（例えば一部のフォトセンサーなど）では、ビームが広範囲に広がるため、画面と本体の両方をカバーしてしまい、およその曖昧な測定値しか得られません。

LUOSHIDAはセンサーに特化しており、レーザーセンサーの設計において常にこれを念頭に置いています。たとえば、LCD-XXYYYABシリーズでは、30～100mmの検出距離（一部のモデルでは「M」で示されるさらに長い距離）に対して集光されたレーザービームを提供すると謳っています。モデルによっては、ビーム径を3mmから50mmの範囲で調整可能です。これにより、距離があっても小型部品に対して中央に正確に焦点を合わせた検出が可能になります。このフォーカス機能により、測定は関心のある正確なポイントに基づいて行われ、不要な情報を含む広い領域ではなくなります。

レーザー光のもう一つの特徴で、肯定的に非常に重要な点は、その一貫性にあります。センサーは、レーザー光が対象物に当たって戻ってくる様子に基づいて、距離やサイズを正確に判断できます（これは「飛行時間法」と「三角測量法」と呼ばれる計測方式です）。距離やサイズに関して推測する必要はありません。もしレーザーの波長が変化すれば、センサーは混乱して距離を正しく測定できなくなります。安定したレーザーにより、反射ごとに一貫した値が得られるため、自動車部品の金属板を測定する際には極めて重要です。例えば、0.01mmと測定され、それが基準より薄すぎると、部品の強度が損なわれる可能性があります。

外部干渉への耐性

*計測工具の有効性は、その構造だけでなく、汚れの多い現実の作業環境下でどれほど正確に機能するかにも依存します。工場の製造現場にはセンサーの動作を妨げる要因が数多く存在しています —照明、ほこり、振動、さらには溶接工具やその他の重機械が発生する電磁場の影響を受けやすい。しかし、レーザーセンサーはこうした問題に対処し、過酷な環境下でも正確な測定を継続して行うことができる。*

*光の干渉に関しては、天井灯や窓から差し込む日光があるレーザー工場では、一般的なフォトセンサーが混乱することがあります。通常のセンサーは周囲の光をセンサーの出力信号と混同し、不正確な測定結果を出す可能性があります。しかし、レーザーセンサーは特殊な波長の光ビームを発射し、他の光を遮断するフィルターを備えています。そのため、明るく照らされた工場内でも正常に動作し、レーザー光のビームだけを「認識」して、その他の周囲の光はすべて「無視」することができます。例えば、太陽光パネル工場では、作業者が強力な天井灯の下でシリコンウェーハの厚さを測定します。レーザーセンサーは余分な光を「無視」し、極端な条件下でも0.2mmの厚さを持つウェーハの厚さを正確に測定できます。*

最後に、電磁干渉（EMI）を検討する必要があります。EMIとは、モーターや溶接装置などの機械が発生する「ノイズ」のことです。これは、大きな家電製品の近くに立ったときにラジオに発生する雑音のようなものです。内部に多数の回路を持つ機械もEMIを発生させ、これが測定値に影響を与えることがあります。LUOSHIDAなどのレーザーセンサーは、EN 61000-6-3:2007+A1:2011およびEN 61000-6-1:2007といったEMI規格への適合性を保証するために厳しい試験を受けています。つまり、これらのセンサーにはEMIシールドが施されています。自動車業界では、溶接ロボットが強いEMIを発生させますが、それでもレーザーセンサーは2つの溶接部品間のギャップを正確に測定でき、誤った読み取りを起こすことなく生産ラインを中断せずに稼働させることができます。

ほこりや湿気も大きな問題です。木工や金属加工の現場では、ほこりが広範囲に発生し、通常のセンサーを覆ってしまうことがあります。しかし、多くのレーザーセンサーは保護用エンクロージャーを備えており、IP67以上という耐久性の高い設計のものもあります。金属くずが飛び散る旋盤加工エリアのような dusty environment では、レーザーセンサーのレンズが清潔に保たれ、正確な測定が維持されることが重要です。

多様なレーザー測定ニーズへの適応性

他の多くの測定機器とは異なり、レーザーセンサーは特定のニーズや測定タスクに合わせて微調整およびカスタマイズが可能です。これは、小型の電子デバイスから大型の金属部品まで、幅広いコンポーネントを取り扱う企業にとって非常に重要です。レーザーセンサーは、距離、厚さ、アライメント、さらには表面テクスチャまでも同じ精度で測定できます。

電子産業を例に挙げてみましょう。ノートパソコンの組立工程では、作業者は部品（米粒よりも小さい抵抗器など）を基板上に正確に配置する必要があります。レーザーセンサーは、部品実装後の高さを測定できます。もし部品がある高さ以上にある場合、それは正しくはんだ付けされていないことを意味します。このようなレーザーセンサーは、製造後期段階でノートPCのキーボードと画面の間の距離を測定し、正常に閉じることを確認するためにも使用できます。LUOSHIDAのレーザーセンサーは、検出範囲が調整可能（モデルにより30mmから100mまで）で、出力機能もNPN、PNP、AC、またはAC/DCリレーと多様であるため、さまざまな用途に合わせてカスタマイズが可能です。

精密さが求められるもう一つの業界は医療機器です。手術器具やインスリンポンプの製造では、非常に高い精度が要求され、髪の毛ほどの幅（約0.05mm）の誤差でさえ許されません。レーザーセンサーは、注射器や針の直径が0.3mmであることを確認し、それより小さくも大きくもないことを検査します。医療機器の製造には清浄な環境が必要ですが、レーザーセンサーは小型で（ほとんどのものが丸型または四角型）、小さなクリーンルームにも容易に設置できるため、その点でも有利です。

精密農業にも同様の取り組みが必要です。例えば、自動種まき機の製造工場では、レーザーセンサーを使用して、種まき機の穴が種が落ち出さないよう大きすぎず、また種が詰まらないよう小さすぎない、ちょうど適切なサイズであることを確認しています。LUOSHIDAセンサーの販売代理店であるChenwei Automationは、顧客と協力し、種のサイズに焦点を当てるといった用途に合わせてレーザーセンサーをカスタマイズしています。つまり、一つのレーザーセンサーを完璧に調整することで、さまざまなレーザー測定タスクを高精度で実行できることを意味します。他のセンサーのように異なる用途ごとに別途調整する必要がないのです。

信頼性の高い品質は、長期間にわたる一貫した精度を保証し、安心を提供します

高精度であることは、必ずしも一回の良好な測定結果を意味するわけではなく、レーザーセンサーでの正確な測定値を長期間にわたり維持し続けることは容易ではありません。これは、より高度で高価なレーザーセンサーと比較して、安価なセンサーは最適な性能を1週間以上持ち続かせるように設計されていないためです。その期間が過ぎると、正確な測定機能が不安定になり始め、わずかに弱ったレーザー光や回路の摩耗によって、測定精度がすぐに乱れてしまうからです。

LUOSHIDAはISO 9001:2015の認証を取得しており、レーザー、センサーおよびセンサー組立生産におけるすべての認定分野において、完全かつ一貫した品質管理体制を有しています。有害物質を含まないセンサーは、認定された回路技術により、より一貫した価値と品質を持ちます。鉛を含まない回路は腐食を引き起こさず、時間の経過とともに精度が変化（ドリフト）することなく、設定された精度を長期間維持することができます。

保証とサポートについて話しましょう。ほとんどのレーザーセンサーは約2年間の保証が付いており、LUOSHIDAも同様です。これは彼らが自社製品の精度に自信を持っていることを示しています。保証期間中にセンサーに不具合が生じた場合、無料で修理または完全に交換してくれます。これは半導体工場のような24時間365日稼働する産業では特に重要です。センサーの精度低下に対処するために生産を停止することはできないため、しっかりとした保証があれば、予備として棚に保管されたセンサーを利用できます。

レーザーセンサーの耐久性も重要な要素です。これらのセンサーはアルミニウムなどの頑丈な素材で外装が保護されているか、あるいは極端な温度（80℃）に耐えられる内部部品を備えています °C以上）。電子機器用のリフロー装置では、センサーが装置に非常に近い位置にあっても、基板を測定する際にその精度を失うことがありません。高温で溶けたり較正を失ったりする通常のセンサーとは異なり、耐久性のあるレーザーセンサーは正常に機能し、正確に測定という役割を果たし続けます。

長期間にわたり、信頼性は報われます。ユーザーによると、LUOSHIDAのレーザーセンサーは3〜5年間精度を保ち続けるため、毎週の再較正に時間をかける必要がありません。数か月ごとのセンサー交換も不要なため、ダウンタイムのコストも抑えられます。この一貫性により、製造されるすべての製品の品質が均一になり、高い精度基準が維持されます。センサーの不一致によって「出来の良いロット」と「出来の悪いロット」が生じることもありません。