O3X120 - 3Dスキャナー IFM - 無料のユーザーマニュアル

使用説明書 O3X120 IFM

取扱説明書

3Dカメラ

O3X120

O3X130

O3X16x

O3X18x

コンテンツ

1 はじめに（注意）……3

1.1 表記の説明 3
1.2 警告 3
1.3 法律情報と著作権情報 4
1.4 オープンソース情報 4

2 安全の為の注意.... 5

2.1 センサ上の安全記号 5
2.2 レーザの危険性.... 5
2.3 サイバーセキュリティ 6

3 製品の用途 7

3.1 アプリケーション 7

4 取付 8

4.1 設置方法 8
4.2 熱管理.... 9
4.3 取付 9

5 電気接続 10

5.1 配線 11
5.2 複数の機器を使用する場合.... 12

6 セットアップ 14

6.1 パラメータの設定.... 14
6.1.1 サンプルプログラム 14
6.2 物体検出の最適化.... 15
6.3 ファームウェア更新 15

7 トラブルシューティング.... 16

8 保守、修理および廃棄 17

用語 18

1 はじめに（注意）

指示、技術データ、および詳細情報は、センサ/パッケージのQRコードを使用するか、www.ifm.comを参照してください。

1.1 表記の説明

√ 要件
操作指示
▷ 操作による応答、結果

[...] 設定ボタン、表示等

→ 参照

重要事項

従わないと誤動作や干渉を引き起こすことがあります。

情報

補足事項

1.2 警告

警告は、負傷や物的損害をもたらすおそれがあることを示します。これに従って製品を安全に取扱ってください。警告は次のように区分されます。

警告

重度の負傷のおそれ

▷ 従わない場合は死亡または重傷を負う可能性があります。

注意

軽度または中程度の負傷のおそれ

▷ 従わない場合は軽傷または中程度の負傷を負う可能性があります。

注意

物的損害のおそれ

▷ 従わない場合は財産等へ損害を及ぼす可能性があります。

1.3 法律情報と著作権情報

© All rights reserved by ifm electronic gmbh.本マニュアルのいかなる部分も、ifm electronic gmbhの同意なく複製または使用することはできません。

本書内で使用されるすべての製品名、図、企業その他のブランドは、それぞれの権利所有者が所有しています。

1.4 オープンソース情報

オープンソース情報の詳細: documentation.ifm.com

2 安全の為の注意

- ここで説明するセンサはシステムに組込まれるサブコンポーネントです。

• システムの安全責任は、システムの設計者にあります。

• システム設計者は危険性評価を実施し、システムのオペレータおよびユーザに提供される、法的および規範的要件に従って文書を作成することを請け負います。この文書には、オペレータ、ユーザ、および該当する場合はシステム設計者が承認したサービススタッフ向けの、すべての情報および安全の為の注意事項を記載する必要があります。

• 製品を取扱う前に本書をお読みになり、ご使用中は保管しておいてください。

• 製品がアプリケーションおよび環境条件に適していることを確認してください。
• 製品は意図された目的以外に使用しないでください。（→ 使用目的）
• 使用上の注意や技術的な説明を無視した場合、物的および人的損害をもたらす恐れがあります。
• 製品を改造したりオペレータの使用法が不適切であったりしたために生じた結果について、当社は責任を負わず、また保証の対象外となります。
• 製品の取り付け、接続、設定および保守運用は知識をもった専門の方が行ってください。
• 製品とケーブルは損傷から保護してください。
• 納品時と同じ包装で梱包して保管してください。

2.1 センサ上の安全記号

本機器には次の記号がついています。危険防止のため記載の指示に必ず従ってください。

- 電源供給は必ずIEC 61010-1のchapter 9.4に適合するエネルギー制限回路から行うこと。

- レーザの危険。

- 保護クラスIIIのデバイス。PELV回路以外で使用しないこと。

2.2 レーザの危険性

警告表示：

CLASS 1 LASER PRODUCT

IEC 60825-1 : 2014

21 CFR 1040.10

本機器は次の規格に準拠するレーザクラス1の不可視レーザ光線( λ=850\ nm±10\ nm )を照射します。

• IEC 60825-1 : 2014
• EN 60825-1:2014 + AC:2017 + A11:2021 + A11:2021/AC:2022

USA

Complies with 21 CFR 1040.10 except for conformance with IEC 60825-1 Ed. 3, as described in Laser Notice No. 56, dated May 8, 2019.

分解や故障の警告

警告

機器を分解したり、故障した場合はレーザの安全性が確保されません。

▷ 皮膚や目を負傷するおそれがあります。
▶ 製造元以外は機器を分解しないでください。
▶ 機器が損傷した場合はただちに使用を中止して電源を切ってください。

2.3 サイバーセキュリティ

注意

保護されていないネットワーク環境

本機器はIEC 62443の制御機器に関するセキュリティ要求事項を含みません。

▷ データが読み取られたり書き替えられたりする不正アクセスのおそれがあります。
▷ 機器の機能が不正に改ざんされるおそれがあります。
▶ アクセス制限機能を確認し、これを使用してください。

3 製品の用途

O3X1xx 3Dカメラ(以下「機器」とする)は、タイムオブフライトの原理によって機器に最も近い物体表面までの距離を各ポイントで測定する光学カメラです。機器から物体表面に照射された赤外線の反射光により距離を計算します。

機器は撮像を3D化してデータを生成します。Ethernet通信により出力されたデータを分析することができます。また、センサのパラメータもEthernet通信により設定することができます。

▶ 本機器は固定された状態でのみ作動し、持ち運んだり手に持って操作することはできません。

3.1 アプリケーション

機器は、EN IEC 61010-2-201による次の条件下で安全に使用できます。

• 屋内使用
• 高度2000 mまで
• 相対湿度最大90%、結露なきこと
• 污染度3

電磁両立性（EMC）：

このセンサは産業環境で使用するよう設計されています。

この製品は屋内での使用により無線妨害を生じることがあります。

▶ 必要に応じて、適切なEMCスクリーニング措置を取ってください。

4 取付

图 1: 取付

1 水平に取付けられた機器
3 物体
5 機器と物体間の距離

2 視野角度
4 視野

4.1 設置方法

機器を取付ける時は次のことに注意してください。

! 従わない場合は正しく測定できない場合があります。

▶ 物体(3)を視野(4)内に配置します。
▷ 視野サイズはデータシートに記載されています。視野サイズは機器と物体間の距離(5)により異なります。距離が長くなる程、視野は広くなります。
▶ 照射光が床面から直接反射しないようにしてください。
▶ 許容誤差を考慮して物体を配置してください。
▶ 機器と物体間の距離(5)は、機器の測定距離を考慮して決定してください。
▷ 測定距離はデータシートに記載されています。
▶ 機器と物体間の距離(5)は、できる限り近くしてください。
▶ 物体との距離が最小となる場合、検出の分解能が最大になります。
▶ 強い光や直射日光が当たらない場所に機器を設置してください。
▷ 太陽スペクトルによる8 klx以上の外乱光は誤動作の原因となります。実際の使用では、800～900 nmの赤外線の波長帯のみご注意ください。
▶ センサ(1)と検出体(3)の間に透明なガラス板等を置かないでください。
▷ 透明板は曇りがないものでも、光の一部を反射します。

4.2 熱管理

注意

機器は、動作モード・設定パラメータ・使用環境への放熱による発熱のおそれがあります。

機器の表面温度と周囲温度の差が25℃を超えないようにしてください(IEC61010-2-201)。

▶ 機器表面の温度を下げてください。
▶ 動作モードとパラメータを調整してください。

設定した露光時間やフレームレートに応じて、最大で8 Wの熱出力損失が発生します。（→ 技術データ）。

▶ 固定具は、熱出力損失を放散できるものを設計してください。

▷ 固定具は次の特性を満たすものでなければなりません。

- 2.5 K/Wを超える熱耐性のある熱的接続、

- 10x10 cmを超える冷却面、

熱伝導率の高い材質（アルミ等）。

▶ 機器および固定具に十分な対流が確保されるようにしてください。
▷ 機器の周囲に物が置かれていたり、設備等が密集していると、対流の妨げになります。
▶ 露光時間やフレームレートを下げてください。
▷ パラメータを小さくすることにより、表面温度が下がります。

4.3 取付

次の指示に従って機器を取付けてください。

▶ 取付はM3ねじを3本使用してください。
▷ 穴径は本機器の外形寸法図に記載されています。documentation.ifm.com
▶ 機器に接続するケーブルはすべて、ストレインリリーフ(結線部を保護するコネクタ)を使用してください。

本機器は固定された状態でのみ作動し、持ち運んだり手に持って操作することはできません。

i ▷ アクセサリについて : documentation.ifm.com

5 電気接続

配線作業は必ず法的に認定された有資格者が行ってください。

▶ 接続する時は必ず本体の電源を切ってください。

保護クラスIIIデバイス(IEC 61010-2-201chapter 6.5.2.101.4)

次の条件を必ず全部守って電源供給を行ってください。

• PELV回路からのみ電源供給を行うこと(IEC 61010-2-201chapter 3.111)
• DC 35 Vを超えて動作させないこと。
• 単独障害でDC 60 Vを超えないこと。
• 許容動作電圧を超えないこと(データシート参照)。

必ずIEC 61010-2-201のFigure 102に適合した外部回路の分離を行うこと。

警告

適合しない電源

▷ 感電による重大事故(重傷や死亡)のおそれ
▶ 規定の電圧範囲内でPELV電源を使用してください。

電源供給は必ず適合するエネルギー制限回路から行ってください(IEC 61010-1chapter 9.4)。回路の電力は、過電流保護装置により動作電圧を24 Vに制限できます。過電流保護装置は、8.3 Aの電流を120秒以内に必ず遮断しなければなりません。規定の遮断特性に従ってください。使用可能な過電流保護装置：

• ヒューズ
• 非調整および非自己再閉形電気機器装置

基本絶縁を最低限施した非エネルギー制限回路から外部回路の分離を行ってください。

注意

適合しないエネルギー制限回路

▷ 誤動作による火災のおそれ
▶ IEC 61010-1のchapter 9.4.に適合するエネルギー制限回路を使用すること。

機器は、建物外に出ない屋内のイーサネットネットワークにのみ接続できます。TNV回路には絶対に接続しないでください。

注意

接続ケーブル長が30m以上の場合は、IEC 61000-4-5に従い追加サージ保護対策を行ってください。

注意

M12コネクタが十分締め付けられていないと、センサが損傷することがあります。

▷ データシートに記載のIP保護構造は、M12 コネクタを締付けた場合のみ保証されます。
▶ M12コネクタはセンサにしっかりねじ止めしてください。
▶ 未使用のソケットは保護キャップ（E73004）で封止してください。締付トルク：0.6～0.8 Nm
▶ センサに接続するすべてのケーブルに、張力のがしを使用してください。

センサを常時ウェットエリアで使用する場合はM12産業用イーサネットケーブル（E11898等）のナットが腐食するおそれがあります。

▶ このような場合はステンレス仕様のナット付ケーブルをお使いください。

cULusの有効範囲:

フィールド配線端子の接続ケーブルの温度定格(最小): 70 ℃

5.1 配線

O3X120 / O3X130

図 2: O3X120およびO3X130の配線

1 Ethernet

2 電源

(1) Ethernet

RJ45 Ethernetコネクタ

(1) Ethernet
	1	TD+
	2	TD-
	3	RD+
	4	未接続
	5	未接続
	6	RD-
	7	未接続
	8	未接続

(2) 電源
2線式、オープンエンド
赤	U+ ( 24 V )
黒	GND

5.2 複数の機器を使用する場合

複数の機器を使用する時は、次のことに注意してください。

次の機器類は、本機器の照明光により干渉する場合があります。

同じタイプの機器類

光学測定機

レーザスキャナ

その他

図 3: 1台のロボットに2台取付けた場合

1 本機器

2 物体

図 4:2 台のロボットに各1台取付けた場合

1 本機器

2 物体

次に従って測定を正しく行ってください。

▶ 機器同士が干渉しないよう光学的に離します。
▶ ソフトウェアトリガを使い、プロセスインターフェースにより機器を順次作動させます。

内部プロセスにより干渉を大幅に抑制します。ただし、誤測定やわずかな誤差が発生する場合があります。

6 セットアップ°

電源を入れると機器が作動します。

約25秒経過すると、保存されたアプリケーションの診断モードを実行します。

6.1 パラメータの設定

パラメータの設定方法は2種類あります。

• ソフトウェアifmVision
  Assistant (www.visionassistant.ifm)
• ifm3
  Dlib (https://github.com/ifm/ifm3d)
• ifm3
  Dlibのサンプルプログラム (→ サンプルプログラム 14)
  • ROS (https://github.com/ifm/ifm3d-ros)

ソフトウェアifmVision
Assistantと測定原理については、ソフトウェアマニュアルに記載されています。

ソフトウェアマニュアルは弊社のウェブサイトよりご利用いただけます。

documentation.ifm.com

ライブラリifm3
DlibおよびROSラッパーは、Linux のApache License Version 2.0で利用できます。

6.1.1 サンプルプログラム

Linuxで機器にアクセスする場合は、ifm3
Dlibの使用を推奨します。テスト済のライブラリにC++リファレンスを実装しています。Apache-2ライセンスにより商用使用が許可されています。

次の例は、機器のアドレスを指定するimf3
Dlibを使ったC++サンプル構文です。

auto cam = ifm3d::Camera::MakeShared();
auto fg = std::make_shared<ifm3d::Frame
Grabber> ←
    (cam, (ifm3d::IMG_AMP|ifm3d::IMG_RDIS|ifm3d::IMG_CART));
auto img = std::make_shared<ifm3d::Image
Buffer>();
if (! fg->WaitForFrame(img.get(), 1000))
{
    std::cerr << "Timeout waiting for camera!" << std::endl;
    return -1;
}
pcl::io::savePCDFileASCII("point_cloud.pcd", *(img->Cloud()));
imwrite("amplitude.png", img->Amplitude
Image());
imwrite("radial_distance.png", img->Distance
Image()); 

これは、機器から1つのデータセットを取得する例です。データセットからの振幅像とラジアル距離をPNG形式のファイルに保存します。デカルト座標はPCL形式のファイルに保存します。

サンプル構文の詳細はこちらをご覧ください。https://github.com/ifm/ifm3d-examples

6.2 物体検出の最適化

物体の検出率が向上する条件は次のようになります。赤外反射率が良好な大きい明るい色の物体は、小さくて暗い色の物体よりも検出が向上します。

図 5: 物体検出の最適化

1 水平に取付けられた機器

2 周辺視野

3 視野

4 物体

物体(4)を最適に検出する条件は次の通りです。

▶ 物体を視野 (3)内に配置します。
▶ 機器(1)から最も近くなるように物体(4)を配置します。
▶ 周辺視野の領域(2)に障害となる物体がないようにします。

▷ 特に、明るい色の物体が視野(3)の周辺領域(2)にあると正しく検出できません。

▶ フロントレンズは汚れが付着しないようにしてください。

! 従わない場合は正しく測定できない場合があります。

6.3 ファームウェア更新

ファームウェア更新の方法はソフトウェアマニュアルをご覧ください。

最新のソフトウェアマニュアルはこちらからダウンロードできます。documentation.ifm.com

7 トラブルシューティング

センサが想定外または不正な動作をする場合：

▶ 最新バージョンのファームウェアとifm Vision Assistantをダウンロードしてインストールしてください。documentation.ifm.comからダウンロードしてください。

問題が解決しない場合：

▶ ifmサポートにご連絡ください。www.ifm.comにご連絡ください。

8 保守、修理および廃棄

機器に汚れが付着しているとコントラストと認識性能が低下します。

▶ フロントレンズに汚れが付着しないようにしてください。
▶ 清潔で糸くずの出ない布を使って清掃してください。
▷ 本機器は防水ではありません。
▶ 本機器を分解しないでください。
▷ 使用者によるメンテナンスはできません。修理が必要な場合は必ず弊社までご連絡ください。
▶ 使用済みのセンサを廃棄する場合は、自治体の法令に従って処分してください。

警告

機器を分解したり、故障した場合はレーザの安全性が確保されません。

▷ 皮膚や目を負傷するおそれがあります。
▶ 製造元以外は機器を分解しないでください。
▶ 機器が損傷した場合はただちに使用を中止して電源を切ってください。

用語

視野

視野とは、機器が物体を検出できる視野角度の範囲のことです。機器の視野は、技術データに記載されています。

視野

視野とは、機器が物体を検出できる視野角度の範囲のことです。視野角度は技術データに記載されています。

視野角度

視野角度とは、光軸上の1点と入射瞳または射出瞳の直径がなす角度のことです。視野角度は技術データに記載されています。

对流

対流とは機器の周囲を流れる空気の動きのことです。機器の過熱を防ぐために対流を十分に確保してください。