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인라인 프로파일 측정기 선택 시 주의할 점 3가지

수광 소자의 촬상 능력

수광 소자의 촬상 능력에 대해서 설명하는 이유는 사실 촬상 능력에 대한 사양은 존재하지 않기 때문입니다.
따라서 일반 사양만 보고 선택하면 구입 후 측정이 제대로 되지 않을 수 있습니다.
사양에는 없지만 인라인 프로파일 측정기 선택 시 중요한 점을 설명하겠습니다.

대상 물체에 여러 가지 색이 있는 경우

약한 빛이라도 정확하게, 강한 빛은 포화되지 않게 검출할 수 있는(다이내믹 레인지가 넓은) 수광 소자가 프로파일 측정기에 최적인 수광 소자입니다. 만약 수광 소자의 능력이 낮으면 아래와 같이 되며 올바른 형상 데이터를 얻을 수 없습니다.

[어두운 쪽에 최적화]레이저 파워가 강하거나 노광 시간이 긴 경우※ / [어두운 색]반사 광량 최적, [밝은 색]반사광이 너무 강해 포화된다.

[밝은 쪽에 최적화]레이저 파워가 약하거나 노광 시간이 긴 경우 / [어두운 색]반사광이 너무 약해서 검출되지 않는다., [밝은 색]반사 광량 최적

※주의:포화된 경우, 언뜻 올바르게 검출된 것처럼 보입니다. 확대해 보면 프로파일이 정확하지 않은 부분이 있습니다.

비교 예전자 부품의 용접 검사

다이내믹 레인지가 좁은 상태에서 계측한 예

용접부로부터의 반사가 바르게 검출되지 않았습니다.

다이내믹 레인지가 넓은 상태에서 계측한 예

용접부가 바르게 검출되었습니다.

비교 예실란트의 높이·체적 검사

다이내믹 레인지가 좁은 상태에서 계측한 예

경사면에서의 반사를 바르게 검출하지 못해서 부분적으로만 검출되었습니다.

다이내믹 레인지가 넓은 상태에서 계측한 예

경사면도 안정적으로 검출되었습니다.

대상 물체의 미세한 형상을 포착하고 싶은 경우

CMOS의 촬상 능력이 동일하다면 프로파일 데이터의 데이터 간격이 미세할수록 대상 물체의 미세한 형상을 더 잘 포착할 수 있습니다.

데이터 간격이 미세한 경우

데이터 간격이 넓은 경우

단, 데이터 간격이 미세하더라도 CMOS의 촬상 능력이 낮아 반사 광량이 적은 부분을 검출하지 못하면 아래와 같이 됩니다.

  • 전제 조건 미세한 형상을 정확하게 포착하는 데는 CMOS의 촬상 능력이 중요.
  • 선택의 포인트 CMOS의 촬상 능력이 동일하다면 데이터 간격은 미세한 쪽이 좋다.

실제 측정 범위

LJ-V7000 시리즈는 초기 설정의 샘플링 속도가 1 kHz입니다.
8 kHz 이상으로 사용하려면 측정 범위를 좁혀서 데이터 처리량을 줄이거나,
측정 범위를 좁히지 않고 8 kHz로 사용하려면 데이터를 스킵하여 데이터 처리량을 줄여야 합니다.

실패 예 더 미세한 형상을 정확하게 포착하고 싶어서 데이터 간격이 10 μm인 타입을 선택했는데
8kHz 사용하려면 데이터를 스킵해야 해서 데이터 간격이 20 μm가 되어 버렸다.
8 kHz로 사용하고 싶었으나, 측정 범위가 좁아져 4 kHz로 사용할 수밖에 없었다.

LJ-V7000 시리즈의 예

데이터 스킵 없음.
측정 범위 전체.

~4kHz

데이터 스킵 없음.
측정 범위 세로가 절반.

~8kHz

데이터 스킵 있음.
측정 범위 전체.

~16kHz

데이터 스킵 있음.
측정 범위 가로 세로 모두 절반.

~64kHz

속도

인라인에서 사용할 때 프로파일 측정기의 샘플링 속도는 아래의 3가지 관점에서 매우 중요합니다.

  • 측정 범위
  • CMOS의 촬상 능력
    /미세한 형상 측정
  • 데이터의 안정성

측정 범위

「2.실제 측정 범위」에서 설명했듯이 속도를 빠르게 하면 측정 범위가 좁아지거나 데이터가 스킵될 수 있습니다.
실제로 사용하고 싶은 샘플링 속도로 조건이 충족되는지를 확인해 주십시오.

CMOS의 촬상 능력/미세한 형상 측정

샘플링 속도가 빨라지면 1회 샘플링으로 노광할 수 있는 시간도 짧아집니다.
반사율이 낮고 어두운 대상 물체나 경사면을 계측할 때 등에는 주의가 필요합니다.

저속 샘플링 시 1 kHz 시

고속 샘플링 시 8 kHz 시

미세한 형상을 측정할 때도 샘플링 속도가 빨라지면 검출할 수 없는 부분이 발생할 수 있습니다.

저속 샘플링 시

고속 샘플링 시

데이터의 안정성

아래와 같이 고속으로 샘플링을 하면 데이터를 안정시키기 위해 평균화 등의 필터 처리를 합니다.
많은 데이터를 필터 처리할수록 데이터는 더욱 안정되므로 더 고속으로 샘플링할수록 데이터는 더욱 안정된다고 할 수 있습니다.

측정 값의 안정화

  • 3 프로파일을 평균화 기존 제품은 측정 택트 대비 샘플링 속도에 여유가 없기 때문에 측정 값의 편차가 생기거나 측정 정확도가 부족했습니다.
  • 기존
  • 720 프로파일을 평균화 LJ-V 시리즈라면 기존 제품에 비해 240 배의 초고속 샘샘플링이 가능하여, 프로파일 평균 처리 및 메디안 필터로 이상 값 제거를 실행할 수 있습니다.
  • LJ-V