装置に関する記事

センサで製品を検出！原理から種類、検出例とメーカを比較

センサは、産業機械の自動化に欠かせない製品のひとつです。

とくに物体を検出するにはさまざまな方法があり、検出用途に合った選定で生産効率を向上させることができます。

ですが、検出の原理や種類についてあまり知らない人も多いと思います。

そこで本記事では、物体を検出するための検出種類と原理、センサの特徴などについて解説します。物体を検出するセンサについて理解し、どのようなセンサを選べば良いかという参考にぜひご覧ください。

もし、センサ導入のコンサルティングを受けて、

省力化、省人化してコストダウンしたい
生産性アップして売上を上げたい
人的ミスを減らして品質価値を高めたい
どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽にFAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

１．各センサの原理と構造

産業機械で使用するセンサのうち、今回は物体を検出するのに特化した以下4つの検出原理について解説します。

光を使用した検出
過電流を使用した検出
接触を使用した検出
画像を使用した検出

以下より詳しく解説します。

（1）光を使用した検出

光電センサは可視光線や赤外線などの光を利用し、接触せずに物体の有無、表面状態の変化などを検出するセンサです。
検出の原理は、投光部の発光素子から放射された光が物体から反射して受光部の受光素子で反射量の変化を検出します。

光を使用した検出方法は、おもに図1で示す3種類あります。

透過形は投光器と受光器が分離しており、物体が間に入ると投光器の光が遮光されて受光器が変化量を検出します。
反射型は投光と受光が一体となったセンサです。物体から反射した光を受光部で検出します。
回帰反射は投光と受光が一体となったセンサと反射ミラーを組み合わせて使用するセンサです。物体がセンサと反射ミラーの間に入ると受光部の光量変化を検出します。

（2）過電流を使用した検出

過電流を使用したセンサは、先端の検出コイルから発生した高周波磁界の変化量を非接触で検出するセンサです。

図2は、過電流を使用した検出原理を示した図です。

検出コイルから発生した磁界に物体が近づくと、電磁誘導作用が働いて磁場が減少または停止した変化量を検出します。

（3）接触を使用した検出

接触を使用した検出は、先端部の接触子に物体を接触させ、スピンドルの移動量で距離を計測します。

図3は、接触を使用した検出原理を示した図です。

受光素子と照明のあいだに設置されたガラスケースは、スピンドルに取付けられています。ガラススケールはスリットが刻まれていて、スピンドルとガラススケールが移動すると、スリットに光が投光して受光素子に受光します。この通過したスリットの数量を信号出力して移動量を計測します。

（4）画像を使用した検出

この検出は、カメラで撮影した画像を使用して物体のさまざまな変化を検出する方法です。

撮影した画像を画像処理技術で物体の有無や色、面積などを計測して検出します。

図4は画像を使用した検出原理を示した図です。

照明で照射した物体をカメラで撮影し、得られた画像を画像処理装置でノイズを除去したり輪郭や色調などを強調します。処理後の画像から計測などをおこない、検出します。