超モノづくり部品大賞

機器内蔵⽤カラーセンサ 形B5WC

色の変化と違いを見逃さないー機器の自動化に貢献ーNEW 機器内蔵⽤カラーセンサ形B5WC 動画も多数公開中

サマリー

労働⼒不⾜が顕在化し、製造業ではリモート監視やメンテナンスの効率化、サービス業では機器の多機能化などによる⾃動化のニーズが⾼まってきています。オムロンの「カラーセンサ」を機器に組み込むことでこれらの課題解決に貢献します。
たとえば、⼯作機の場合、潤滑油の劣化が進むと機器の故障につながります。そこで潤滑油の⾊をカラーセンサでモニタリングすれば、各装置の潤滑油の最適な交換時期が把握でき、効率的なメンテナンスが可能になります。
また、業務⽤ドリンクサーバーではカラーセンサでカップの⾊に応じた飲料選定を⾃動化でき、店舗の作業効率の向上やボタンの誤操作による廃棄ロス削減に貢献します。 詳しくは動画をご覧ください。

カラーセンサによる課題解決のご提案

1.液体の状態監視

カラーセンサが液体の色の変化を監視し、機器のメンテナンスの効率化に貢献します。アプリケーション例:工作機

課題(1)

潤滑油が劣化すると機器の故障の原因となります。担当者ごとの属⼈的な判断基準や点検頻度により最適な交換タイミングが遅延すると、突然の故障や破壊で⼀定期間、⽣産できなくなるリスクがあります。

解決(1)

カラーセンサで潤滑油の⾊を監視すれば、機器ごとに潤滑油の劣化具合を⾊で定量的に把握でき、担当者によらずに最適なタイミングで交換できます。

石油製品色標準試料(*ASTM色用)をカラーセンサB5WCで監視する。石油製品色標準試料(*ASTM色用)を用いてカラーセンサ出力電圧値をRedに対するGreen、Blueの比率をグラフ化しました。石油製品色標準試料(*ASTM色用)に応じてRGBデータの比率が変化しています。

実際のカラーセンサによる潤滑油の測定は以下の動画でご覧いただけます。

課題(2)

稼働状況に応じて機器ごとに潤滑油の劣化が異なるため、潤滑油の交換が煩雑になり、管理⼯数が増⼤します。

機器ごとに稼働状況が異なるので潤滑油の劣化スピードが異なるため、定期的に全機器を目視点検します。

解決(2)

カラーセンサを使えば、リモートによる監視にも対応できます。機器ごとの潤滑油の劣化具合を⾊でモニターできるため、潤滑油の交換時期の最適化と効率化に貢献します。

必要な機器だけの潤滑油の交換を最適なタイミングで計画的に実施できます。各工作機をカラーセンサB5WCでリモート監視し、劣化している機器を点検・対応(注:長距離通信時、工作機などのネットワークを介した通信を推奨します。)

2.機器の多機能化

検出物体の色情報に応じた動作により、機器の多機能化、業務の自動化に貢献できます。アプリケーション例:ドリンクサーバー

課題

有無検知センサでは有無検知は可能ですが、種類に応じた信号出⼒ができません。

解決

カラーセンサの⾊に応じた信号出⼒で、⾊ごとに機器の動作を設定することで、多様化するニーズに応える機器の多機能化を構築できます。

たとえば、紫色のカップの色を認識すれば、グレープジュースを提供し、 赤色のカップの色を認識すれば、ストロベリージュースを提供と、カップの色ごとに提供するジュースの設定が可能です。また、ボタンの誤操作による飲料の廃棄ロスを削減することが可能です。
マンセルカラーを用いてカラーセンサの出力電圧値の最大値を100% として、最大電圧値に対するそれぞれの電圧値の比率をグラフ化しました。マンセルカラーの色に応じてRGBデータの比率が変化しています。

実際のカラーセンサによる⾊の測定は以下の動画でご覧いただけます。

3.機器の安定動作

物体を色で検出することで、機器の安定動作に貢献します。

課題

従来の光センサのように反射光量の差で検出する⽅式の場合、背景を検出したり、背景の影響で検出物体を安定検出できない場合があります。

解決

カラーセンサによる、検出物体の⾊ごとの信号出⼒を使⽤すれば検出物体の有無を確認できる場合があります。

アプリケーション例:生産現場ラインの物体検出

一般的な光センサとカラーセンサによる測定は以下の動画でご覧いただけます。

カラーセンサの原理

白色LED光を照射して反射光を受光し、分離したRGBデータを出力します。

カラーセンサは⽩⾊LEDを光源として光を照射し、検出物体の⾊によって決まる反射光(⾚⾊、緑⾊、⻘⾊の⽐率は⾊によって固有)を受光します。カラーセンサは受光した反射光を⾚⾊、緑⾊、⻘⾊に分離し、I2Cの通信⽅式で⾚⾊、緑⾊、⻘⾊のデータ(RGBデータ)を電圧値で出⼒します。
たとえば、⾚⾊と⻩⾊の検出物体の場合、⽩⾊LEDによる反射光は⾚⾊と⻩⾊でカラーセンサから出⼒される⾚⾊、緑⾊、⻘⾊の出⼒値は異なりますので、⾚⾊と⻩⾊を区別できます。

仕様と外形⼨法図

製品仕様

項目
形式
形B5WC-VB2322-1
検出距離 40mm(白紙)
光源 白色LED
電源電圧 DC5V±5%
消費電流 18mA以下(DC5.25V時)
出力形態 I2C通信対応
I2C出力 RED/GREEN/BLUE各出力電圧値:0.45V±20%(グレー基準板、検出距離40mm時)、出力飽和電圧:TYP2.75V(出力電圧範囲:0〜2.75V)、SCL/SDA入力H電圧:2.54〜5.4V、入力L電圧:0.9V以下、SDA出力L電圧:0.44V以下(出力電流3mA時)
サンプリング周期 1msec
データ更新周期 サンプリング周期(1msec)×平均回数(1〜50回)
周囲温度範囲 動作時:−10〜+70°C、保存時:−25〜+80°C(ただし、氷結、結露しないこと)

外形寸法

40mm x 8.4mm x H15.9mm

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