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『3D検査』球体の検査例│Vol.71

製品紹介

【sevensixTV】に第71弾の動画を更新しました。

01:11 『球』は難しい
01:49 3次元測定装置『Spector』
02:25 弊社の強み
03:48 測定の流れ
04:48 凹凸の色付け

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今回は面白いサンプル計測ができました。 スキャン時間は1秒~6秒程度でカスタム可能です(ワークの大きさ、分解能による) 球やV溝は
3D計測が非常に難しいサンプルで、ローレベルからの最適化が重要です。
弊社技術部は埼玉大学内にラボを構えており、そこで光技術の研究開発をしています。
埼大ラボにて様々なデモが可能ですので是非ご来訪下さい。

3Dゴルフクラブ測定装置『Spector』 
アイアン・ウッド両対応

Spectorは、ゴルフクラブ(アイアン/ウッド)のヘッドスペックをレーザー式3Dスキャンにより高精度・全自動で測定する装置です。

  • 1台で複数治具の寸法測定が可能
  • 左利きにも対応
  • 専用PC & 各種インターフェースを搭載
  • 専用光切断センサーと自動回転システムによる高精度3Dスキャン

ゴルフボールの3Dスキャンデータとその活用

早速ですが、今回弊社装置を使って、このようなデータを取りました。

ゴルフボールの3Dスキャンデータ

何のデータかというと、ゴルフボールの3Dスキャンデータになります。 色が付いているのは球の中心からの距離で色付けをしておりまして、凹凸が色で表されています。

  • 青色の部分: 凹み(ディンプル)
  • 赤色の部分: 凸の場所

このように可視化することで、ディンプルの形状が一目で分かります。 このデータを使うことで、以下のような精密な測定が可能になります。

  • ディンプルの個別測定: 各ディンプルの大きさ、高さ、パターンの測定。
  • 球の真円度測定: ボールが球にどれだけ近いのか、もしくは卵のように楕円になっているのかを判別。

360度正確な形状を把握することで、検査や位置合わせといった様々な自動化に応用できます。

01:11 『球』は難しい

なぜゴルフボールの測定は難しいのか?

実はゴルフボールは、3Dスキャナーにとって非常に厳しいサンプル(ワーク)です。理由は大きく2つあります。

  1. 球形状のため、反射光が戻りにくい: センサー方向を向いている面が少なく、外側の光を反射として捉えるのが難しいためです。
  2. 光沢が強く、乱反射が起きやすい: 光沢のある表面は乱反射を招き、特に外側の光はセンサーに戻りづらくなります。

そのため、測定条件の最適化を行わなければ、精度の高いデータを取得するのは非常に困難です。

01:49 3次元測定装置『Spector』

今回、弊社の3次元測定装置「Spectar(スペクター)」をゴルフボール用に調整して測定を行いました。
弊社製品は、3D検査が難しいワークに対して非常に有効です。その根拠は、センサー、スキャン機構、レイアウト、プログラムといった検査装置を構成する全ての要素を、対象ワークに合わせて最適化できるからです。

一般的な開発プロセスとの違い

  • 一般的なプロセス: 出来上がった3Dセンサーを購入してインテグレーション(統合)することが多いです。この場合、センサー設計から3D化までの画像処理が「ブラックボックス」になりやすく、V溝や球体といった難しいサンプルを測る際に悪影響を及ぼすことがあります。
  • 弊社のプロセス: 最初から難しいワークのみを対象として作り込みます。光学系の最適化から始め、アルゴリズム開発のノウハウを活かして自動化プログラムまで一貫して行うことで、装置の限界を引き上げています。

03:48 測定の流れ

今回のゴルフボール測定のデモも、このノウハウを活かして作成しました。

1.スキャンの実施: ゴルフボールをロータリーステージに固定し、回転させることで球全体の3次元データを取得します。
2.データの解析: 取得したデータから自動で球の中心位置を特定します。
3.可視化(色付け): 中心からの距離に応じて自動で色付けを行います。

色付けしてディンプルが強調表示されることで、表面形状の特徴がより分かりやすくなっています。
球体に特化した光学配置やアルゴリズムを用いることで、設置位置が多少ずれても正確な色付けと測定が可能です。

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■■■ これまでの 3D検査 関連動画 再生リスト


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