金属の製造と加工

金属材料の生産や加工、運搬、保管では、多くの箇所でインテリジェントセンサが必要です。センサがあってこそ、効率的かつ安全な生産とやエラーのない加工が可能になります。マイクロエプシロンの持つ専門的技術とノウハウは、クレーンや機械部品、材料のポジショニング、金属帯板やブルームの厚さモニタリングからプレスされた成形部品のプロファイル測定に至るまで、非常に幅広い分野をカバーしています。

スチール生産

鉄・鋼の溶解 - 温度測定

鉄鋼製造において温度は重要なプロセス変数です。規定のプロセス温度を維持することで、とりわけ製品の高品質化が可能になります。マイクロエプシロンの非接触型赤外線温度測定は、金属の生産や加工においてその地位を確立しており、特に高温のプロセスでは信頼性と再現性の高い測定結果をもたらしています。マイクロエプシロンの赤外線温度センサや赤外線カメラは、製造プロセスの監視・制御に広く利用され、数多くあるモデルや機器のオプションと包括的なインターフェースコンセプトにより、様々な測定ポイントに迅速かつ容易に組み込むことができます。

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高周波焼入れでの温度測定

高周波焼入れでは応力が発生する場合がありますが、これは焼戻し温度に再加熱して解消することができます。安全距離を保ったまま非接触で温度測定が行えるマイクロエプシロン製パイロメーターは、赤熱の対象物の波長測定向けに特化しています。

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溶融金属の温度測定

液体金属の温度監視は、鋳造中に相応のプロセス温度を守るために非常に重要です。マイクロエプシロンのthermoIMAGERサーモグラフィカメラ TIM M05には、これに適したスペクトル範囲と900℃から2000℃までの連続的な測定範囲が備わっています。

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平板製品の熱間圧延

粗圧延中のスラブの厚み測定

最初の圧延工程でスラブの厚さを監視するため、圧延材を上から測定するレーザー距離センサが使用されます。高温や蒸気、エマルションにより測定は遠く離れた距離から行わなければならないため、そのような用途に適したoptoNCDT ...

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圧延機の光学式板厚測定

thicknessCONTROL厚さ計測システムの新世代は極めて高い性能を持ち、光学式厚さ計測の中にとって最も困難となるアプリケーションに伴う課題に対応しています。このシステムは熱間圧延機での使用向けに設計されており、過酷な環境下でも機能性に影響することなく さまざまな動作モードで最高の精度で結果をもたらします。 このシステムには革新的な青色レーザーセンサが搭載されており、国際的に特許を取得しているこの青色レーザー技術の測定方法により、700℃以上の赤熱対象物での正確な測定が可能となっています。 thicknessCONTROLシステムは、温度勾配による変化を部分的に自己補正できる構造になっている上、温度センサのネットワークが強力な信号処理によって条件を制御し、測定範囲を安定させます。 さらに、フィードバック制御された冷却レジスタとデフレクタープレートにより、材料温度1200℃の鉄鋼熱間圧延機での使用も可能です。

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熱間圧延機での温度測定

圧延ラインでは、圧延ローラーごとの間で成形温度が継続的に測定されます。マイクロエプシロンの非接触式赤外線パイロメーターを使えば、安全距離を保ったまま短い応答時間で測定が行えます。

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長尺製品の熱間圧延

長尺製品用3Dプロファイル測定システム

MPG 8208シリーズのシステムは馬蹄型のフレームとして作られており、個々にラインに組み込まれます。フレーム内には6つのレーザーライン三角測量センサと、完全自動校正システムが搭載されています。レーザーは被測定物に直線を投影しますが、これらの線はカメラから見ると変形しています。センサの基本的な校正は、偏差を具体的な測定値に変換するための基準として使用します。熱などの厳しい環境条件下では、センサシステムは複合的に統合された冷却システムにより環境の影響から保護されます。

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アルミニウムの厚さ

アルミニウム板の製造で重要なのは、板の厚さを一定に保つことです。マイクロエプシロンは熱間圧延と冷間圧延の分野向けに、厚さと幅が検出できる幾何学的形状の測定装置をご用意しています。ここで使用される距離センサまたはプロファイルセンサは、材料や合金かどうかに左右されません。

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成形棒の長手方向プロファイルのテスト

セクション圧延機では通常の場合、成形鋼は反転運転で圧延されます。熱間圧延された棒材(最高温度1200℃)が圧延スタンドを離れた後に寸法精度の検査が行われ、その際に青色レーザーセンサが最大10m/sの材料速度でバーの中心を測定します。特許取得済みの青色レーザー技術を搭載したoptoNCDT1750-750BLは赤熱の物体を確実に測定し、特殊な光学フィルターが赤熱対象物に固有の放射を遮断します。測定範囲が広いため、1つのセンサだけで圧延品のさまざまな形状を確実に検出することができます。

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長尺製品の転造圧延

プロファイルの直径測定

マイクロエプシロンの光学マイクロメータは、金属棒の厚さ監視に使用されます。X-Frame測定システムで直径が連続的に測定され、2台のレーザーマイクロメータがそれぞれ高い分解能と測定速度で直径の測定を行います。X-Frameにより厚さが異なっていても測定でき、デジタルインターフェースで上位の制御システムへ直接データを出力することが可能です。

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成形ラインでのギャップ測定

パイプを溶接する前に、レーザースキャナーでギャップを監視します。このスキャナは正確な測定値をもたらし、中心点の位置を出力することができるので、溶接ヘッドに対してパイプを最適な位置に置くことができます。スキャナのプロファイル周波数が非常に高いので、ダイナミックなプロセスも監視することができます。

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連続鋳造プラントでの温度測定

生産効率が上がれば上がるほど連続鋳造プラントの負荷も上がるので、広範囲でのプロセス監視措置が必須になります。連続鋳造プラントの温度測定には、過酷な汚染環境や測定対象物の視認性が低い場合でも温度が測定できる2色パイロメーターが好んで使用されています。2色パイロメーターは、スプレーチャンバー内での複数の箇所でもストランドが出た後でも使用でき、ワークの限界値を超えた場合は、取鍋内の温度やプロセス速度をリアルタイムに制御します。

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長尺製品用3Dプロファイル測定

MPG 8208シリーズのシステムは馬蹄型のフレームとして作られており、個々にラインに組み込まれます。フレーム内には6つのレーザーライン三角測量センサと、完全自動校正システムが搭載されています。レーザーは被測定物に直線を投影しますが、これらの線はカメラから見ると変形しています。センサの基本的な校正は、偏差を具体的な測定値に変換するための基準として使用します。

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平板製品の冷間圧延

コイル直径

光学センサoptoNCDT ILRはコイル表面への距離を連続的に測定することで、直径を検知します。コイルを巻き戻して解くことによりコイルの直径が小さくなりますが、これはコイル表面からセンサへの距離が大きくなるのを検知することで算出されます。

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平板製品用光学式厚さ測定システム

冷間圧延機において高いプロセス信頼性で厚さ測定を行うため、thicknessCONTROL MTS 8202シリーズのシステムが使用されています。銅製ストリップ、コーティングされた金属、光沢のあるアルミニウムなど、反射性で光沢のある表面でも測定が可能です。システムには変化する表面上でも確実に測定できる共焦点センサが搭載されており、測定は非接触で行われリアクションレスなので、敏感な素材でも確実に測定することができます。高い測定レートにより、ダイナミックなプロセスも確実な検出が行えます。

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コーティングライン

溶融亜鉛メッキラインにおけるエアスクレーパーノズルの間隔制御

腐食防止のため、金属ストリップには亜鉛の保護層が施されます。これは鋼板を亜鉛桶に通して亜鉛の薄い層を付着させるもので、塗布された亜鉛はエアスクレーパーのノズルによって均一に分散され、滑らかになります。希望の厚さを得るためには、エアノズルの正確な間隔制御が必要です。ノズルの距離の測定にはconfocalDTシリーズの共焦点センサが使用されており、反射率の高い表面での正確な距離測定を可能にします。高い測定率によりエアスクレーパーのノズルの距離が検出され、高いダイナミクスで再調整されます。

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生産工場での亜鉛ストリップのカラー測定

高品質なチタン亜鉛製金属ストリップや金属板生産の場では、特殊な表面処理が行われるので、亜鉛製品の着色は製造プロセス中に実施されます。

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2つの同期した厚さ測定による膜厚測定

塗装工程での正確な膜厚測定には、2つの同期したthickness-GAUGEシステムが使用されています。システムの一方は塗装前のストリップの厚さを把握し、もう一方は塗装後の厚さを監視し、2つの測定値の差から膜厚を求めてシステム制御に反映させます。このシステムには共焦点センサが搭載されており、表面の反射に左右されない高い測定精度を実現しています。

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サービスセンター&シザーライン

コイルの巻き出し

金属産業分野では、圧延された金属ストリップ材はコイルに巻いて輸送します。その後の処理時にコイルからストリップ材を解く際、どのくらいの量がすでに巻き戻されたのか必ずわからなければなりません。このタスクは光学レーザーセンサoptoNCDT ILRを使えば簡単に解決できます。

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コイルのエッジ

コイル巻きの直前と直後に、金属ストリップ材の位置とエッジの点検は欠かせません。これには光学マイクロメータoptoCONTROLが使用され、巻きつけまたは巻き戻し中にコイルのエッジが測定範囲内にあれば、そこから位置またはエッジの構造を検出することができます。

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金属ストリップの厚さ測定

金属ストリップの厚さ測定を行う場合、レーザー三角測量をベースにした光学測定には他の測定方法に比べて多数の利点があります。非接触かつ非磨耗性なだけでなく、材料の特性に関係なくストリップの表面についての精確な幾何学的形状測定が可能です。

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金属ストリップの厚さと幅を測定するためのシステム

thicknessCONTROL MWS 8201.LLTは、3つのレーザーラインセンサを搭載したOフレームシステムで、厚みと幅の測定が組み合わさっています。センサは上のベルトに2つ、下のベルトに1つそれぞれ内蔵されており、センサがトラバースしながら厚みのプロファイルを連続的に測定する一方、幅は上のベルトの両センサがそれぞれエッジに位置した時に測定されます。このシステムアーキテクチャは各リングの厚さと幅を連続的に監視して記録できるため、スリッターラインの監視やプロセスの最適化に適しています。3台目のレーザースキャナは、厚さ測定用の2台のスキャナとは独立して移動し、スリッターラインの個々のリングの幅を正確に記録することができます。

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金属ストリップの幅・キャンバリング・直径の測定

thicknessCONTROL Cフレームシステムは、シザーラインで金属ストリップの幅、キャンバリング、直径を正確に測定するために使用され、搭載された3つのレーザーマイクロメーターがストリップストップでのキャンバリングを測定します。幅の測定はCフレームが金属ストリップの上をトラバースして行います。

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金属ストリップ材のトリミング時でのストリップ幅

幅が様々な金属ストリップ材の生産時には、圧延プロセスの後に金属ストリップ材のトリミングが必要となる場合が多くあります。このトリミングに使用するカッターは、電動で走行できなければなりません。目標寸法を守るため、マイクロエプシロンのレーザーセンサは差分測定で距離を測定します。この測定は2台のoptoNCDTセンサにより行われます。

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スリッターラインのバリ測定

切断工程では金属ストリップの切断面にバリが発生します。このバリをインラインで監視するため、シートエッジを恒久的に監視できるscanCONTROLレーザースキャナが使用されています。青色レーザー技術により高い信号安定性で正確な測定値を得られ、リミット値の超過は制御システムに直接転送されるので、カッターのメンテナンスやパスコントロールの調整など、分割プロセスの調整が可能です。

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予知保全&品質保証

薄膜の測定

ISC1000は塗料やプラスチックなどの塗膜の厚さを測定する高性能な装置で、プロセスコントロールから最終的な品質検査まで使用されています。ISC1000はマイクロ波をベースにした革新的な技術により、金属基板上の絶縁材料の全層厚をカップリング媒体なしで非破壊的に測定し、電気的特性や磁気的特性に関わらず、あらゆる金属基板に対して安定した信号品質で測定を行うことができます。 またISC1000は1μmの分解能を実現しており、測定値の表示に加えて、統計機能、USBデータエクスポートによる保存機能、個別調整機能、パラメータ設定可能な動的傾斜検出機能を備えています。

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ベアリングギャップを介したロールスタンドのロール摩耗の測定

静電容量式変位センサはロールの摩耗検出に使用され、ロールの摩耗をドライブシャフトのベアリングギャップの変化をもとに間接的に測定します。静電容量式センサが連続的かつ高精度な測定が行えるので、摩耗具合を常に検出して早期検知が可能となり、メンテナンス間隔を目標に沿って計画することができます。静電容量式センサは、強い温度変化にも対応し高い信号安定性を実現しています。

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圧延ローラ間のギャップ

金属やプラスチック、またはその他の物質を圧延する際、両ローラー間の間隔ないしはローラーから接触面への間隔は極めて重要な要素です。デリケートなプロセスや、高い物質精度が求められるケースでは、製品を不良品として廃棄せざるをえなくなるのを回避するため、ギャップを継続的に点検し続ける必要があり、それには接触式によるインダクティブ方式や、非接触方式が適しています。

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溶接検査

プラズマ切断前のコンポーネントの3D測定

巨大なドーム形状物を素早く、かつ極めて精確に完全自動で加工するには、生産ライン上でその形状と位置を高精度で正しく検知する必要があります。ドーム形状物の実際の寸法とCADデータに数センチの偏差が生じる場合がよくあるため、scanCONTROL 2900シリーズのレーザープロファイルセンサで加工前に寸法を測定します。

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パイプライン検査のための溶接シーム追跡

パイプラインに漏れが発生する理由としてよくあるのが、溶接シームの欠陥です。そのため溶接後は、シームの外側にプロファイルスキャナscanCONTROLで点検を行います。手作業で位置を合わせた後は、スキャナが自動的に溶接シームを検査します。検査中、スキャナはパイプの中心に向けられます。

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パイプの溶接シーム検査

完璧な溶接シームは、漏れの無いパイプを実現するのに不可欠です。そのためスパイラル溶接では、溶接面同士の向きを正しく合わせるのにレーザースキャナscanCONTROLを使用することで、より信頼できる正確さでの溶接プロセスが可能となります。

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溶接シームのプロファイル

金属接合では、金属の接合を自動的に行う溶接ロボットが使われることが多くあります。部品が目に見える場合、例えば溶接ビードが残っていてはならないというように、溶接シームの外観は一定の基準を満たしていなければならないため、溶接ヘッドの後にレーザースキャナを取り付けます。このレーザースキャナが溶接シームをすべて測定し、場合によっては溶接ロボットに対し修正を行うように指示を出します。

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機械制御

プレス前での金属板の重送検知

被成形金属板をプレス機械に入れる前に、金属板の重送検知が行えるレーザー光学変位センサを使用します。走行する金属板の上方と下方に固定された2台のセンサが、金属板の正確な位置に左右されることなく厚さ値を検出します。

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コイルの直径測定

マイクロエプシロンによるoptoNCDT ILR2250-100シリーズのレーザ距離センサは、位相比較法を用いてコイルを測定します。この測定タスクを行うには、コイルから0.2~10mの距離にコイルの半径を捉える形でセンサーを設置し、コイルまでの距離を連続的に測定します。巻き戻し工程ではスチールロールの直径がどんどん小さくなるため、結果としてコイルとセンサとの距離が大きくなるので、センサがこの距離の変化を確実に捉え、測定値としてRS422シリアルインターフェースを介して製造プロセスの制御に送信します。材料が完全に巻き切れる前に、制御システムを介して早めに警告メッセージを出すこともできるようになりました。

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プレスプロセス時におけるシートメタル送り込みの測定

通常の場合、歪みやひずみはシートの周囲を囲むようにしてツール内またはツール側面に設置されるoptoNCDT 1420のレーザー三角測量式センサで測定します。レーザーはレーザー光がシートのエッジを測定するようにして配置され、その際シートはツールの上側と下側の間に位置します。

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アルミニウムダイカストにおける金型変形のモニタリング

渦電流ベースでのインダクティブセンサによる金型変形のモニタリングは、高い製品品質を実現するだけでなく、ツールの耐用年数を延ばし、鋳造後の加工にかかる手間を最小限に抑えます。通常の場合、確実に均一なギャップ測定が行えるように、eddyNCDT 3005シリーズの渦電流システムを3~4つ使用します。

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品質保証

アルミダイカスト製カバーのたわみ/平面度

アルミカバーの鋳造後やシール表面のフライス作業前に、カバーの形を手作業で整え、OK/NOKの分類を行わなければなりません。これまで使用されてきた測定技術(プローブ)は磨耗度が高く、頻繁な交換が必要でした。この事例では、交換部品費用を最小限に抑えるため、お客様は非接触式で磨耗フリーの渦電流式測定システムを選択されました。

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アルミニウム製リムの寸法

アルミニウム製リムの製造では、その後の使用時に求められるスムーズな動きが保証できるように、最高度の品質が要求されます。これにはscanCONTROLシリーズのレーザースキャナが適しています。

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シームレス圧延リングの直径モニタリング

この測定タスクには、マイクロエプシロンのレーザー距離センサoptoNCDT ILR2250-100が使用されています。赤熱金属の測定対象物でも信頼性の高い結果が得られる位相比較法を採用しており、1 ...

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レーザー溶接シームの測定と検査

全自動溶接システムの場合、欠陥のない溶接を実現するためには、全数検査という形での品質監視が不可欠です。マイクロエプシロンのレーザープロファイルセンサは溶接シームを監視し、溶接不良箇所や、溶接所の幅・高さプロファイルの完全性を即座に検知します。

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Micro-Epsilon Japan K.K.
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