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Sep 02, 2023

LVDT をロボットマイクロメーターまたは自動高さゲージとして使用する

協働ロボットを使用すると、現在手動​​のマイクロメーター、高さゲージ、キャリパーを使用して行われている測定を自動化できます。 この記事では、これらの各マニュアルを自動化する方法を見ていきます。

協働ロボットを使用すると、現在手動​​のマイクロメーター、高さゲージ、キャリパーを使用して行われている測定を自動化できます。 この記事では、これらの各手動測定ツールを自動化する方法を見ていきます。

記事の投稿元 | ニュースケールロボティクス

LVDT (線形可変差動変圧器、または線形プローブ) を協働ロボットで使用して、マイクロメーターまたは高さゲージをエミュレートできます。

たとえば、Q-Span ロボット測定システムでは、リニア プローブが固定測定面上の所定の位置に取り付けられます。 ロボットグリッパーは部品をプローブの下の測定治具に移動します。 次に、ロボット システムの制御ソフトウェアがリニア プローブを作動させて測定を行うよう命令し、結果として得られるデータをゲージから取得します。

写真: Q-Span システムで使用されるリニア プローブは、手動マイクロメーターまたは高さゲージをエミュレートし、機械加工部品の厚さの測定を自動化します。

リニア プローブのヌル位置からのスピンドルの変位は、測定対象の部品の高さに対応します。 LVDT センサーでは、スピンドルはプローブ本体のコイル巻線の中を移動する金属コアであり、スピンドルの位置に対応する電気信号を生成します¹。 キーエンス独自のスケールショット システムでは、CMOS センサーがセンサー ヘッド本体のガラス スケールをスキャンします2。

ドロップゲージという用語も使用され、スピンドルが測定対象の表面に下降または「落下」する動作を指します。 空気作動センサーは、空気圧を使用してスピンドルを伸ばし、バネを使用してスピンドルを引き込みます。

電動平行グリッパー (次のセクションを参照) が十分な再現性と精度を備えている場合は、計測用の指先を取り付けてロボット デジタル ノギスとして使用できます。 キャリパーはロボット アーム (またはロボット アーム上のマルチツール マウント) に直接取り付けられます。 グリッパー上の平らまたは球形の計測指先は、外径と厚さを測定するために使用されます。 内径の測定にはルビースタイラスの指先が使用されます。

写真: 左は外径 (OD) を測定する平らな計測用の指先を備えたロボット デジタル ノギス、右は内径 (ID) を測定するルビー スタイラスの指先を備えたロボット デジタル ノギスです。 Q-Span システムのこれらのロボット キャリパーの測定分解能は 2.5 µm (0.0001 インチ) です。

マイクロメーター、キャリパー、高さゲージ、またはゲージの組み合わせのいずれを使用する場合でも、自動部品処理はロボットによる測定に不可欠な部分です。 協働ロボットは、入力エリアまたはフィーダーから部品を取り出し、それらを測定対象のデータム、ゲージ、または治具上に配置できます。 測定後にそれらを出力エリアに移動できます。

ロボットに部品を提示する最も簡単な方法の 1 つは、オペレータが事前にロードした入力トレイを使用することです。 ロボットは、トレイ内の既知の場所から部品を取り出すように簡単にプログラム (または教示) できます。 コンベヤーや振動フィーダーを使用して、部品を 1 つのピックアップ位置に供給し、方向を定めることもできます。 より複雑なソリューションには、ビジョン システムを統合して部品の位置と方向を識別し、この情報をロボットに送信することが含まれます。

電動平行グリッパーは、パーツハンドリング用の一般的なアーム先端ツールです。 グリッパーの指先は部品に適したものでなければなりません (たとえば、円筒部品の場合は V 溝フィンガ)。

指先に V 溝を備えた電動平行グリッパーを使用して円筒部品の芯出しを行う協働ロボット。

多くのリニア プローブまたは接触変位センサーには、データを PC に送信するためのケーブルまたはワイヤレス機能が備わっています。 ただし、このデータをロボット計測システムに統合するのは困難な場合があります。 Q-Span システムは、Q-Span データ サーバー アプリケーションでこの課題を解決します。 このソフトウェアは、すべてのゲージとロボット システムの間のプラグ アンド プレイ インターフェイスとして機能します。

複数のゲージからのデータは、ロボットを介して 1 つの統合された ASCII 形式で PC に送信されます。 データは、Excel または .CSV ファイルを介して、推奨される品質管理システム (QMS) または統計的プロセス管理 (SPC) ソフトウェアに簡単にエクスポートできます。