レーザートラッカーは、レーザー方式による高精度な三次元測定機です。汎用性の高い機器ですが、有効に活用するには、特徴を理解することが大切です。レーザートラッカーの仕組みや導入のメリット、3Dスキャナーとの違いなどを紹介します。
レーザートラッカーとは、三次元座標を取得する測定機です。測定対象物に接触させたターゲットにレーザー光を照射して、ターゲットから反射したレーザー光が発光源に戻ることで、ターゲットの三次元位置を取得します。
レーザートラッカーにおいては、このターゲットのことをリフレクタと呼びます。球体アクセサリのことです。リフレクタを対象物の測定箇所に接着させて、その箇所の座標を取得する仕組みです。カメラ本体は水平や垂直に回転し、レーザーが受光部へ常に当たるよう追従します。
レーザーの発光源は、ターゲットからの反射光を追いながら、発光部・受光部が動きます。このことから、「トラッカー（追随するもの）」という名前がつきました。
測定させたいものに接触させる対象物は鏡面になっており、レーザーを受ける角度に関係なく、常に中心から光を反射します。対象物は真球のため、常に中心からレーザーを反射することで、その中心座標を求めることが可能です。読み取られた三次元座標は、一般的に演算ソフトに転送され、寸法値・角度・幾何公差などが算出されます。
一般的な三次元測定機と比較して、より大きな対象物を測定できることがレーザートラッカーの特徴です。一般的な三次元測定機は数m程度までが測定範囲であることに対して、レーザートラッカーは10m以上の測定範囲です。測定しながら本体を動かすことで、より大きな対象物の測定も可能です。レーザーを遮る物体がある場合にも対応できます。レーザートラッカーでは、巨大な設備や飛行機などを計測します。
カメラ式3Dスキャナは、レーザーを使用した非接触での計測が可能という点でレーザートラッカーと似た機器ですが、データの取得方法が異なります。
カメラ式3Dスキャナのデータ取得方法は、対象物に縞模様パターンなどを投影し、それを高解像度カメラで撮影。対象物の表面形状データを点群データとして取得する方法です。縞模様パターンが取得しづらい黒色や光沢のある素材、透明な対象物だとうまく測定できません。これらのケースでは、反射防止スプレーを塗布することで計測できるようになります。
レーザートラッカーの場合は、レーザーを照射して一点ずつの三次元データを取得します。リフレクタを対象物に接触した状態で計測するため、対象物の色や光沢具合には影響されません。リフレクタを介さず直接計測を行う場合は、カメラ式3Dスキャナと同じで、素材によるレーザーの反射の防止策が必要です。
レーザートラッカーのメリットを理解するためには、一般的な三次元測定機との違いを意識する必要があります。一般的な三次元測定機ではなくレーザートラッカーを利用するメリットをみていきましょう。導入目的に合っているか確認してください。
大きな対象物を計測できるのは、レーザートラッカーの特徴です。門型やアーム型の三次元計測機は、装置の大きさによって測定可能な対象物のサイズが決まっています。大きなものが測定できない装置もあります。レーザートラッカーは、レーザーさえ届けば距離や大きさに関わらず水平方向360°の測定が可能です。離れた位置にある航空機や大型機械の測定に使われます。設置場所や向きなどの自由度が高いです。
測定範囲の直径は製品によって異なります。一般的には10m以上の測定範囲においても高い精度で測定可能です。
製品の3DCADのデータを読み込み、実物との差異を測定することも得意です。3DCADは三次元データの作成を行う「CAD（Computer Aided Design）」のことで、3DCADデータとは、そのCADで作成した三次元データのことです。差異を測定して、設計通りに製品が出来上がっているか確認することができます。
レーザートラッカーの大きさは製品によって異なります。しかし、その多くが持ち運び可能なサイズです。使用場所を選びません。
対象物が大きいなどの理由で設置された部屋に測定機を入れられないケースでも、持ち運び可能なレーザートラッカーであれば計測できます。遮光物がある場合も、レーザートラッカー本体を移動させれば計測可能です。
レーザートラッカーは汎用性の高さが特徴ですが、導入時には注意しなければいけない点もあります。ここでは、レーザートラッカーを利用するデメリットを確認しましょう。導入したい状況に合っているか確認してください。
レーザートラッカーは製品によって測定可能な範囲や対象物のサイズも異なります。目的や対象物に合わせて、適切な製品を選ぶことが大切です。
レーザートラッカーはレーザーが届かない箇所の測定はできません。レーザーが届かない箇所を測定したい場合は、ワイヤレスタイプなど有接触プローブや他の測定機を組み合わせて使用すれば、測定しづらい場所も簡単に測定できることがあるので、目的や状況をよく考慮して測定方法を組み立てる必要があります。
レーザートラッカー自体は、コンパクトな製品もあります。様々なサイズの対象物を測定することができますが、対象物の周囲に十分なスペースは必要です。
対象物が大きい場合、レーザートラッカーを移動させて測定するケースが考えられるため、一方向からすべての測定ができないことがあります。正確な測定を実現するには、レーザートラッカーを自由に動かせる環境が重要になってきます。
レーザートラッカーは、レフレクタを対象物の測定箇所に接着させて、三次元座標を取得する測定機です。レーザー光を照射し、ターゲットから反射したレーザー光が発光源に戻ることで、三次元位置を取得します。一般的な三次元測定機との違いは、より大きな対象物を測定できることです。巨大な設備や飛行機などの計測に利用されています。また、3DCADデータを取り込んで、実物との差異を測定することで、設計通りに製品が出来上がっているかを確認することも可能です。製品によって測定可能な範囲や対象物のサイズ、必要なスペースが異なります。目的に合った製品を導入することが大切です。
