ノーベル賞を受賞した「光コム」技術を製造現場で実用化　ミクロン精度の計測を実現　XTIA(クティア)が挑む生産工場の自動化革新

2005年にノーベル物理学賞を受賞した「光コム」という技術を社会に活かしている企業が日本にある。「光コム」技術を3次元の形状測定分野で実用化した「XTIA」(クティア)だ。
JUKIやニコンなどの大手企業とのアライアンスも進め、エンジンのシリンダー内部を高精度に計測するなど、生産工場の現場などで導入されている。来年にはロボットアームと組み合わせたソリューションもリリースする予定だ。
この注目の「光コム」、そのしくみや特徴などを取材し、八木社長にも話を聞いた。

くし状に並んだ光を活用する技術

株式会社XTIAは、2020年2月に技術名からとった社名「株式会社光コム」から名称変更した。海外展開などを視野に入れてのことだ。その際に社長も八木貴郎氏に変わった。

光コムの「コム」はコミュニケーションでもカンパニーでもなく「櫛(くし)」を意味する「Comb」。原理をごくごく簡単に言うと、櫛状に平行して多数の光を発し、その反射光を計測等に活用する技術。生産現場で使えば、高精度で高速な計測が実現できる。「世界で最も精度の高いものさし」の原理と評されているという。

周波数スペクトルは「くし」が並んでいるように見える光源となるのが特徴で、同社は「1500nm付近のレーザを用いて、クラス1の安全なレーザとして取り扱うことができる」としている。

入射光と反射光が同軸の「光コム」技術

光を使った3次元計測技術は実は既にお馴染みだ。しかし、主に用いられているのは「三角測量方式」で「光コム方式」(同軸計測)とは異なる。光はご存じのように直進性が高いがゆえに回り込むことが苦手で、斜めに光が入ったり、それによって影になる部分には光が届かず三角計測ができなかったり計測の精度が低下したりする点が課題だ。
一方、「光コム」は入射光と反射光を同じ軸で、さらには櫛状に複数の同軸光をあてて計測する。この技術を産業用に応用できているのは、XTIAだけだとしている。


また、1秒間に50万点を測定できる高速技術を開発し、下図のような複雑な形状も光で非接触の計測が可能となった。例えば、エンジンのシリンダーヘッドやブロック、タービンなど曲がりくねった形状の部品も高精度でかつ高速に、全数計測することもできるという。特に傷やバリなど、わずかな凹凸の検知も得意だ。

「光コム」技術を使ったシリンダーの計測デモ

百聞は一見にしかず。実用化された光コム技術をデモで見せてもらった。

■ 動画

動画カメラには映っていないが、目視ではレーザー光が赤色でスキャンしている様子がわかる。

光コム技術をロボットアームに搭載

高精細センサー（40x40mmエリアスキャン)をロボットアームと組み合わせることで、あらゆる箇所を気軽にマイクロ精度で測定可能にした。
元々は、ロボットアームは揺らぎをもっているため、それが測定精度に大きく影響をおよぼすことから、高精細な精度の測定は不向きとされていた。しかし、XTIAはロボットアームの揺らぎを制御することにて、マイクロオーダーの精度を確保したという。

このソリューションは来年のリリースに向けて準備を進めている。八木社長は「これによって、新しい次元の検査と測定を実現していきます。多品種測定やあらゆる形状の測定に対応していくための”幅”が大きく向上できると期待されています」と語る。

八木社長インタビュー「光コム技術は生産現場の非接触計測を加速する」

八木社長に更に詳しい話を聞いた。

現在、同社はJUKIやニコン、双日などの大手企業とのアライアンス提携し、自動車のエンジン部品などの検査工程に使う検査機器などを開発し、導入を進めている。今後は更に他の検査機器メーカーと連携して技術提供したり、集積したデータ等の販売など、事業の拡大を積極的に行っていく考えだ。

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