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繰り返し位置決め精度±1㎛という高精度で、ローコストを実現した「高精度3次元形状測定システム」コムス株式会社

2018.08.30

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高精度3次元形状測定システム

学ぶべきポイント

  • 独自技術を生かした商品開発
  • 高精度を維持し、出荷品ごとの検査成績書で他社と差別化

半導体など精密機器の研究開発に、3次元形状の測定は欠かせない。しかも、条件を変えながら何種類も試作品を作る段階では、高精度で、かつ高速で、簡単に計測結果が出る測定装置が望まれる。

コムス株式会社の高精度3次元形状測定システム(E-Measure3Dシステム)は、非接触、高速、高精度を実現している。その根幹をなすのは、同社が1998年の設立以来、注力してきた「高精度位置決め技術」だ。測定対象物をおくステージが、モーションコントロール技術によってX軸Y軸方向に動き、正確な位置情報を構築するというものだが、同社はその後、独自技術で、自動ステージ(位置決めステージ)の設計から施工まで行うようになった。計測ポイントの正確性があってこそ、あらゆる表面解析が可能となり、±1㎛という非常に精密な繰り返し位置決め精度が得られるのだ。

位置決めステージは100㎜、200㎜、300㎜の3種が標準サイズだが、対象によって、500㎜といった大きなサイズにも対応可能だ。そうした大きなステージで連続測定を行っても、繰り返し位置決め精度が±1㎛と変わらないことが、同社の技術力を物語っている。

非接触での測定は、非破壊検査を可能とする。接触によって、形状が変わるやわらかい素材や損傷を起こすデリケートな対象物に適している。
計測は、対象物の平面上の矩形の測定範囲を格子状にとらえ、そのXY座標と変位計の測定値を取り込む事で行う。また計測方法は、ポイントごとに停止して測定する「等ピッチ(停止)」、計測ポイントでも位置決めステージの動きを止めることなく計測する「等ピッチ(連続)」、任意の計測ポイントを指定して計測する「複数領域計測」の3種類。なかでも、等ピッチ計測(連続)は、位置決めステージが止まらないため、タイムロスがなくより高速な測定を可能にする。

こうした測定は、アプリケーションソフトにて、始点やピッチ間隔を入力し、測定開始をクリックするだけと、操作は簡単だ。操作する人を選ばないことも、高速測定の要因の1つだろう。

さらに、レーザ変位センサは、用途に応じて多様な市販品を活用できるため、ローコストが実現した。また、すでに利用しているセンサがあれば、それをシステムに組み込むことや、測定対象物の変化などでレーザ変位センサのみを交換することも可能で、ムダがない。

測定データを3D表示させ、ある部分の断面図を作成

同社は、3D解析のためのアプリケーションソフトにも対応している。半導体業界でのウエハの反り・うねり・厚み測定や、携帯端末業界の接点ボタン(メタルドーム)の表面形状測定などを行い、様々な3Dグラフィック解析を行う。

また、測定対象や用途によるレーザ変位センサの選定やそれらの組込み、アプリケーションソフトまでを3次元形状測定システムとして販売する。その際、すべてを組込み出荷するシステムごとに精度検査を行い、その実測値で検査成績書を発行する。通常の出荷検査では、製品仕様書の基準を満たすことの確認にとどまることが多いが、同社の検査成績書は一線を画する内容だ。組込みによる不具合もなく安心と好評だという。

現在は、解析技術や、アプリケーションソフトのバージョンアップにも力を入れている。試作や研究シーンでの利用が多いため、エクセルへの自動転送が容易なことは、これまで大きなメリットだった。しかし、今後に目を向け、PCでコントロールするだけではなく、PLC制御の開発を進めている。それが実現すると、製造現場のライン上で自動計測を行うこともできるようになる。全品検査や、加工用の機器を取り付け、位置を測定したうえで塗布などの加工を施すといった利用など、用途が拡大することを期待し、開発を急いでいる。

【動画】高精度3次元形状測定システム E-Measure3D

 

企業情報

コムス株式会社

業界最高水準位置決め精度の3軸ロボットを始め、耐荷重・高速・高精度・回転等のステージをご用意しております。駆動方式・ストローク量など豊富なバリエーションをリーズナブルな価格にて提供。仕様に合わせてカスタムオーダー対応いたします。また、非接触で表面形状を高精度に測定できる3次元形状測定システムやウエハ厚み測定など多様なシステムもご提供いたしております。

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