非接触三次元測定機技術情報vol7

非接触三次元測定機の垂直の立壁の測定原理とは?

長年、非接触三次元測定機は、その高精度な測定方式のため、センサーを固定する必要があり、そのため測定対象の直上から測定を行うことになります。
直上から測定を行う場合の弊害としては、レーザーも光も真っ直ぐにしか飛ばないため、直上からの死角となる垂直の立壁や孔の内径を測定することが出来ないと思われていました。
そこに一石を投じたのがブルカー・アリコナ社です。
新機能のバーティカル・フォーカス・プロービングを搭載し、世界の度肝を抜きました。

バーティカル・フォーカス・プロービングとは?

バーティカル・フォーカス・プロービング

バーティカル・フォーカス・プロービングは、レンズが光を収束する原理を応用しています。
レンズを通った光は図のように円錐状に光が収束します。
黄色に色付けされた側の光はPに置いて収束し、Pにおいて散乱光が発生し、レンズ側に戻っていきます。
その光をセンサーが感知し、データ化することが可能となります。
図では円筒を測定していますが、球や穴の内径も測定することが可能です。

逆テーパーでも測定可能

バーティカル・フォーカス・プロービング逆テーパー

従来、インフィニートフォーカスは表面状態にもよりますが、最大87度の急峻面まで測定することが可能でした。
しかし、バーティカル・フォーカス・プロービングは、垂直の立壁である90度だけではなく、100度の逆テーパーまで測定することが可能です。
図のように、テーパーがかかっていたとしても、光が届き、散乱光がレンズ側に戻ってきてセンサーが感知できれば、測定することが可能となります。
孔の内径を測定することが可能であることから、逆テーパーの穴の内径も測定することが可能です。

ブルカー・アリコナ社による解説

ブルカー・アリコナ社の開発責任者のフランツ・ヘルミによる、フォーカスバリエーション(焦点移動法)と、その発展形のバーティカル・フォーカス・プロービングの解説をご覧ください。

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