FOODTOWNアドバイザー

センサー徹底解説!

センサーとは?

センサーとは、機械が取り扱うことのできる信号に置き換える装置のことです。
人間の場合、視覚、聴覚、嗅覚、味覚、触覚の5感によって得た情報を基に行動しています。機械も同様にセンサーから得た情報を基に制御や処理を行っています。センサーが情報を収集し、その情報を置き換える信号には温度、光、色、圧力、速度、加速度などさまざまなものがあります。
食品製造現場ではさまざまな工程で相当な数のセンサーが使用されています。センサーの種類、使用用途を理解しなければ設備の制御が正しく行われずトラブルに繋がることもあります。
センサーの種類、導入時のポイント、センサー起因によるトラブル事例を紹介、解説します。

  • センサーの種類、原理、使用用途について

    ・光電センサーの原理、使用用途
    光電センサーは投光部と受光部があります。投光部から赤外線などの「光」を発射し、検出物体によって遮光されて変化した光を受光部で検出して出力信号とします。用途としてガラス、金属、液体を含めたほとんどが被検査体として検出可能です。
    製品の有無、色の違い、長距離検出も可能です。透過型(受光部と投光部が別々)反射型(受光部と投光部が一体型)回帰反射型(投光部とリフレクター(反射板))などの種類があります。一番安定するのは透過型ですが、設置スペースを選ばず設置できるのは、反射型になります。

    ・ファイバーセンサー
    ファイバーセンサーは狭い場所でも自由に設置、検出が可能になったセンサーです。
    光電センサーの光源に光ファイバーを連結したセンサーです。用途としてセンサー設置スペースが狭い場所、微小製品の検出が可能です。
    透過型(受光部と投光部が別々)反射型(受光部と投光部が一体型)回帰反射型(投光部とリフレクター(反射板))などの種類があります。一番安定するのは透過型ですが、設置スペースを選ばず設置できるのは、反射型になります。


    ・レーザーセンサー
    レーザーセンサーは直進性のあるレーザーを採用したセンサーです。
    レーザーのスポットが見えるため、光軸合わせやどこを検出しているかの特定が容易です。また、レーザーは光が拡がらないため光の回り込みを気にせずに設置が可能です。用途として、狭い隙間や斜め方向から見た製品の有無検出が可能です。
    透過型(受光部と投光部が別々)反射型(受光部と投光部が一体型)回帰反射型(投光部とリフレクター(反射板))などの種類があります。一番安定するのは透過型ですが、設置スペースを選ばず設置できるのは、反射型になります。

    ・カラーセンサー
    カラーセンサーは光電センサーの一種で、投光部から光を発射し被検査体によって反射する光を受光部で検出します。
    カラーセンサーは赤、青、緑のそれぞれの色の受光量を検出することができるため、製品の色を判別することが可能です。
    用途として、生産品種によっての色判別、容器や包材などの位置決め、レジマークの検出が可能です。

    ・近接センサー
    近接センサーは非接触で検出体が近づいたことを検出するセンサーです。機械式スイッチであるリミットスイッチやマイクロスイッチに
    代わるもので非接触であることから機械式スイッチよりも耐久性のあるセンサーです。用途として金属の検出が可能です。

    ・画像判別センサー
    画像判別センサーはカメラ撮影した画像から製品の有無や違いを判別するセンサーです。カメラ、照明、操作コントローラーが一体になっており、構成や操作がシンプルです。1度に多点検出や、色形の違いを同時に判別でき自由度の高いセンサーです。判別する製品の向きが一定でなくても画像として捉える原理のため検出が可能です。用途として製品の有無検出、形状判別が可能です。

  • センサー価格について

    センターの価格は非常に幅が広く、使用用途、スペックで大きく異なります。
    センサー本体価格は1万円台からあります。光電管センサーで約3万円前後、ファイバーセンサーも2~3万円前後からあります。
    上記にもある通り、センサーは取得した情報を信号に置き換える装置であるためセンサー単体で使用できるものではありません。
    目的を明確にして、製品情報を整理して最適なセンサー選定を行うことが重要です。

  • センサー選定ポイント、導入時の確認ポイントについて

    センサーと一口に言っても、上記種類のように多種多様なセンサーが存在します。
    ここでは例として画像判別センサーを具体例として説明します。
    画像判別センサーの選定ポイント
    ①視野の広さ
     画像センサーで検出しなければならないワークの大きさによって視野を考慮する必要があります。
     視野の広さ、大きさは一般的に画素数の大きさによって決まります。できれば一度の撮像でワーク全体を撮像できることが理想です。
     視野の狭いカメラの画像センサーを使うか、一度の撮像でワーク全体が収まらない場合もあります。
     その場合はワークやカメラを動かすことで複数回撮像をすることになりますが、タクトタイムも増加してしまうため注意する必要があります。実際の   ワークサイズを考慮して、適した視野数を有したセンサーを選択する必要があります。

    ②精度
     高精度な検査を行いたい場合、画素数の大きな画像センサーを選択する必要があります。
     半導体などの精密部品を検出したい場合、高い検出精度が必要になります。対象ワークによってどれくらいの検出精度が要求されるかを考慮して選定することが重要です。

    ③処理速度
     視野の広さや検出精度を求めて画素数の高い画像センサーを選択すると、処理速度は下がる傾向にあります。
     面積当たりの情報量が増えることに加え、視野も広くなることで情報の総量が多くなります。
     検査ラインのタクトバランスを考慮して、適切な処理速度のセンサーを選定することが重要です。

    ④設定・保守の簡易性
     画像センサーはワークを撮像するだけではなく、データの吐出しや判定も行います。
     どのような基準で、データ判定や処理を行うのか設定作業(ティーチング)が必要になります。
     一度は設定が完了していたとしても、ワークの状態変化や品種の変更などによる再設定も必要になります。
     このような設定を行う上で、特定の保全担当者のみしか作業を行えないような複雑だった場合、製造現場にとっては扱いづらい装置になります。設定や調整の簡易性も考慮した機種を選定すべきといえます。最近では、閾値を自動で調整してくれるセンサーアンプも登場しています。

    ⑤メーカー互換性
     画像センサーを取り扱っているメーカーで、その他のFA機器も取り扱っていることも多くあります。
     その場合はメーカーをある程度統一するなどデータ保守性の観点から取り扱いがしやすい場合があります。
     製造現場での設定や調整を行う場合もメーカーを統一していることで調整ミスなども低減されます。

  • センサー導入後のトラブル事例と事前対策ポイントについて

    トラブル事例
    製品有無検出のセンサーで製品がセンサーの前にない状態でも検出ONの状態になっている。

    原因①
    製品を有りと判定する数値(しきい値)が適切な差異になっていない。
    原因②
    稼働している中でセンサーヘッド部(製品検出部)にほこりや汚れがたまって製品と誤検知している。

    対策①
    センサーしきい値の再設定を行う。製品有り状態と無し状態での差異を確認し、適正値を算定する。
    対策②
    調整やセンサー故障との判断をする前に、まずはセンサーヘッドの掃除を行いアンプでのしきい値確認を行う。

製品詳細確認・カタログ無料ダウンロード可能

カタログダウンロード

カタログダウンロード

  • 共通ツール
  • センサー

デジタルファイバアンプ D4RF/D4IFシリーズ

使いやすさを極めたデジタルファイバアンプ |見やすい有機ELディスプレイ |一目で確認できるファイバサイン |視認性抜群の大型表示LED搭載 |IO-Link対応でスマート工場化に貢献 視認性に優れた有機ELディスプレイ、大型表示LED。 ホールド表示やファイバサインなどのユーザーフレンドリーな新機能。さらにIO-Link対応でスマートファクトリーへのニーズにも応える、新世代のファイバアンプです。 ■見やすい有機ELディスプレイ 従来の7セグLED表示では再現できなかった漢字、かな表示が可能になり、設定項目の認識が容易になりました。 ■受光量拡大表示 受光量が少ない時に表示値を10倍もしくは、50倍に拡大させて表示させることが可能です。 ■ファイバサイン ファイバが正しい位置まで挿入されているか、一目で確認できます。 ■大型表示LED搭載 本体パネル面から突出させた立体的な表示灯を採用。離れたところからでもステータスを確認できます。 ■押しやすいボタンデザイン ボタンを傾斜させることで、押しやすさを追求した ボタンデザインを採用しました。 ■大きく開くカバー カバーは180°開き操作を邪魔しません。 また操作部のみのカバーのためディスプレイの見やすさを損ないません。  ■ホールド表示 受光量のピーク/ボトム値を保持して表示することが可能。ワークが有るときと無いときの受光量が確認できるため、どの程度余裕があるかを「見える化」でき、しきい値調整にも役立ちます。 ■アンプの一括設定が可能 最大16台の連結が可能。親機から子機へ設定の「全コピー」や「ゼロリセット」、接続したアンプを一括で「全ティーチング」することも可能です。 ■長距離検出も飛躍的に進化 ハイパワーLEDと高効率集光レンズ設計により検出距離をアップしました。粉塵、汚れの影響を抑え安定した検出が可能です。 ■超高速応答 最速16μsの超高速応答を実現。1秒間に3万個以上のワーク検出が可能です。 ■赤外光源タイプ (D4IFシリーズ) 水成分に吸収されやすい波長1450nmの帯域を採用。 D4IFシリーズならではのアプリーションがあります。 ■近距離・⾼精度タイプ ● クリーンな環境下で、微小物体を検出 ● 微小な光量変化を検出 - 光量変化の小さい微小物を検出 - 近距離の微小物を検出 ■アナログ出力タイプ ご使用のアナログ機器に合わせて選べます。  ●電流出力:4-20mA  ●電圧出力:1-5Vもしくは0-10V ■アナログ出力スパン調整機能 アナログの出力範囲を任意に設定することが可能です。 ■通信ユニット接続用連結タイプ 連結でIO-Linkで使用したい場合や干渉防止機能を使用したい場合にお選びください。 ●電源、出力線なしで、コードレス ●有機EL無しで、省エネ ■ IO-Linkゲートウェイ(UC2-IOL)経由で上位PLCに接続 ・ 最大16台まで接続可能 ・ 出力、ステータス情報を通信 ・ 省配線:ゲートウェイに連結するだけ。コードレス式も用意。(ただし4台以上接続の場合、左端のセンサに電源供給必要) ・ 低消費電流:表示部(有機ELディスプレイ)なしも用意 ■ IO-Link対応 IO-Linkはセンサやアクチュエータをデジタル信号で上位(ネットワーク)に接続する、スマート工場化を推進させる技術のひとつです。 オプテックス・エフエーは、IO-Linkに対応した製品を拡充してスマート工場化に貢献していきます。

解決できる課題

  • 品質向上
  • 自動化
  • IoT、DXの活用
  • 制御機器更新
  • 生産効率改善
  • 見える化

カタログダウンロード

カタログダウンロード

  • 共通ツール
  • センサー

2枚シート検出センサ UD18シリーズ

シートやフィルムの、なし/1枚/2枚を確実に検出 |送信機と受信機は、ティーチングにより20~60mmの距離で使用可能 |判別可能な材料の例:紙、樹脂プレート、フィルム、金属シート、段ボール紙、ウェハ、プリント基板等 |超音波で判別するのでシートやフィルムの色や柄の影響を受けない CE認証取得 ■原理 分離した送信機と受信機の間を、送受信されている超音波をさえぎるように通過する紙やフィルム、金属などの薄いシート材を検知する透過型超音波センサUD18シリーズ。 2枚のシート材が送受信機の超音波をさえぎる際、継続的に送信機より送信されるUD18の超音波のパッケージは、1枚目のシートを振動させ、その振動によりシートとシートの間に封入された空気を振動させ、 2枚目のシートに振動が伝わります。受信機は、シートなし/1枚シート/2枚シートの各状態で異なる、受信する超音波の減衰量を判別することができます。 超音波による検出はシート材に遮断されず、透過してシートの0/1/2枚の区別をする、最も有効な検出方式です。

解決できる課題

  • 品質向上
  • 自動化
  • IoT、DXの活用
  • 制御機器更新

カタログダウンロード

カタログダウンロード

  • 共通ツール
  • センサー

ファイバユニット NFシリーズ スクリーン/アレイタイプ

【スクリーン/アレイ】タイプ 帯状の光で検出するファイバユニット |ワークの通過位置が一定しない場合や、複雑な形のワーク検出に適しています。 ■スクリーンファイバ 透過型をリニューアル 新製品の40mm幅タイプに加え、32mm幅タイプと11mm幅タイプを型式も新たにリニューアルしました。ワークの形状や通過位置が一定しない場合や複雑な形状のワーク検出に、5機種のラインナップで最適なソリューションを提供します。 ●ヘッドON反射型 反射型のNF-DZ01は、スポットサイズ2×15mmでのエリア検出が可能(距離15mmにて)。リードフレーム等の穴あきワークや複雑形状のワークの検出に最適です。 ●レーザ光のような近平行光 独自の光学設計によりレーザ光のような近平行光を実現。入り組んだ個所に取り付けても光の回りこみが少ないので、抜群の検出安定性が得られます。 ■スクリーンファイバとアレイファイバの違い [スクリーンファイバ ] レンズで光を帯状に広げているのがスクリーンファイバです。 近並行光を実現しているため、透過型ではアレイファイバより微妙な光量の差を検出することができます。 [アレイファイバ] ファイバ芯線を一列に並べ光を帯状にしているのがアレイファイバです。 光が広がっているため、特に透過型では光軸調整が簡単に行えます。また反射型を使用し、近距離で微小物体を検出する場合、スクリーンファイバと比較して受光量が多くなるので、安定した検出が可能になります。

解決できる課題

  • 品質向上
  • 自動化
  • IoT、DXの活用
  • 制御機器更新

カタログダウンロード

カタログダウンロード

  • 共通ツール
  • センサー

セーフティカメラシステム safeVisionary2

利点 ・PL-cの3Dタイムオブフライトカメラ ・3D周囲環境認識により安全アプリケーションを簡単かつ効率的に解決 ・高精度の3D測定データをAGVの輪郭参照自動ナビゲーションなどのオートメーションタスクに利用可能 ・可動部品なしの測定技術を採用、機械的負荷が高い環境でも高い稼働率 概要 SICKのsafeVisionary2はパフォーマンスレベル cの安全認証を取得した3Dタイムオブフライトカメラです。 3D周囲環境認識によりアプリケーションでの安全性と効率が向上し、高精度の測定データを駆使したオートメーションタスクにも使用できるのでハードウェアコンポーネントの追加を削減できます。 適用分野 -移動型ロボットとAGVの確実な衝突回避と側面防護(防護フィールドの上にある障害物検出) -協働ロボットの危険エリアのへりでの残留リスク(人が前かがみになる、手を伸ばす動き)の防護 -移動型サービス・ケアロボットの階段などでの転落防止 技術仕様概要 技術:3Dタイムオブフライトカメラ 安全レベル:タイプ 2, PL c, SIL1 すべての技術データについては、各製品資料をご覧ください。

解決できる課題

  • 利益率改善
  • 経費削減
  • 人手不足解決
  • コミュニケーション強化
  • SDGS対策
  • 品質向上

カタログダウンロード

カタログダウンロード

  • 共通ツール
  • センサー

セーフティレーザースキャナ nanoScan3

利点 ・省スペース設計に適した超小型セーフティレーザースキャナ(高さ80 mm) ・safeHDDM®スキャン技術で外乱光、埃、汚れに対して極めて優れた耐性を発揮、高い稼働率でダウンタイムを回避 ・EtherNet/IP™ CIP Safety™、I/O、EFI-proを介し、複数の制御システムを簡単に統合 ・イーサネット経由で高精度の測定データを提供 概要 nanoScan3は信頼性の高いスキャン技術safeHDDM®を採用、精度の高い測定データを提供するほか、光、ほこりまたは汚れに対する極めて優れた耐性があります。設定ソフトウェアSafety Designerの使いやすさとスマートな統合オプションによりアプリケーションの柔軟性が確保され、時間を節約できます。コンパクトな筐体に収められたnanoScan3は高い性能と稼働率を提供し、プラントの生産性を確保します。 適用分野 -小型無人搬送車 (カート) および移動型ロボットのための安全および位置特定 -危険エリア防護、およびアクセス防護 技術仕様概要 防護フィールド検出距離:3 m、警告フィールド検出距離:10 m スキャン角度:275° フィールド数(機種による):8、または128 制御装置との接続:ローカル入力/出力 (I/O)、EFI-pro、EtherNet/IP™経由のCIP Safety™ 安全レベル:タイプ 3, PL d, SIL2 すべての技術データについては、各製品資料をご覧ください。

解決できる課題

  • 利益率改善
  • 経費削減
  • 人手不足解決
  • コミュニケーション強化
  • SDGS対策
  • 品質向上

「いろんな製品があって選ぶ基準が分からない…」そんなアナタに

食品業界のプロに無料相談

ヒアリングシート
3つのメリットと特徴

  • MERIT 1
    自動化すべき工程が
    明確になる!
    相談は3分で登録完了。自動化したい工程と製造条件を選択するだけ!
  • MERIT 2
    相談するだけで最適な
    メーカー紹介に繋がる!
    1,000社、10,000を超える商品から最適な情報を紹介!
  • MERIT 3
    補助金や助成金の
    情報紹介も可能!
    自動化するために活用できる全国の補助金情報も紹介!