3Dセンサで寸法・形状をインライン計測する｜高さ・段差・内面・粗さ・CAD比較の方法と会社【2026年版】

寸法の検査は、三次元測定機やノギスで抜き取りで行うのが一般的でした。3Dセンサを使うと、製造タクトの中で高さや体積などを全数で測れるようになります。

この記事では、寸法や形状をインラインで測る3D製品を、掲載会社の公式情報で比べます。

寸法計測に使える製品の一覧

まず、寸法や形状の計測を用途に挙げている製品を並べます。測りたいものによって、向く製品がはっきり分かれます。

測りたいもの	製品（公式記載）	会社
高さ・段差・幅（断面）	LJ-X8000、LJ-V7000、LJ-G5000（光切断）	キーエンス
面の高さ・粗さ	WI-5000（白色干渉、面粗さ・線粗さもインラインで測定）	キーエンス
CADとの差	3D点群を3D CADの座標系に合わせて全数寸法・形状検査	YOODS
部品の内面	OptoComb HS（内面検査）、OptoComb VM（内面寸法検査）	OptoComb
板材・建材の寸法	Gocatorによるインライン寸法測定	リンクス

断面を測るなら光切断、面全体の細かな高さなら白色干渉、と方式の向き不向きがあります。リンクスは非接触3D寸法測定として、XYZのデータから特徴点どうしの寸法を測る技術を紹介しています。

高さ・段差・幅は光切断で測る

帯状のレーザで断面を測る光切断は、高さや段差、幅の計測の基本です。キーエンスは4つのシリーズの違いを書いています。

シリーズ	公式記載の特長
LJ-X8000	3200point/profile、最速16kHz。搬送中の位置ズレを補正する全方向位置補正機能
LJ-V7000	64000撮像／秒。反射率の低い黒や斜面、反射率の高い金属でも誤検知なく測定
LJ-G5000	28種類の測定モード。1つのプロファイルで任意の8ポイントを同時測定
LJ-S8000	レーザ光源とスキャン機構を内蔵。最速撮像0.2sec・繰り返し精度0.3μm

細かく測りたいならLJ-X8000、速いラインならLJ-V7000、と目的で選び分けます。ワークの位置決めが甘いラインでは、位置ズレの補正機能が効きます。

CADデータと比べて形を検査する

鋳物や板金のように形が複雑な部品では、決まった数か所の寸法だけでなく、設計の形とのずれを見たいことがあります。3D CADと点群を重ねる方法があります。

• YOODS: 3Dビジョンセンサーで取得した3D点群を3D CADデータの座標系に合わせ、CADに設定した計測点の全数寸法・形状検査を実現
• YOODS: VGKとして複雑形状物の全数検査を掲載
• 東京貿易テクノシステム: 品質管理ソフトPolyWorks|Inspectorなど、計測・検査・解析ソフトウェアを扱う

CADと比べる方法では、点群をCADに合わせる位置決めの精度が結果を左右します。基準になる面や穴をどこに取るかを、メーカーと最初に決めておいてください。

内面や深い溝を測る

穴の内側や深い溝の底は、斜めから光を当てる方式では影になって測りにくい場所です。光を同じ軸で当てて返す方式が使われます。

• OptoComb 光コム3次元センサー: 同軸光学系での計測、長いワーキングディスタンス、500kHzのデータ取得
• OptoComb HS: 光コムレーザーの高速ヘリカルスキャンで部品内面を検査。1本のスピンドルで幅広い直径に対応
• OptoComb VM: 内面寸法検査装置
• OptoComb 360: 回転ステージと組み合わせて360°スキャン

OptoComb HSは、外観、形状、寸法を位置度の測定で自動検査できると書いています。卓上の検査装置からインラインの全数検査まで対応するとしています。

粗さや平面度もラインの中で測る

表面の粗さは、これまでオフラインの抜き取り検査が一般的でした。3Dセンシングの進化で、製造工程内で測る方法が出てきています。

会社	公式記載の内容
キーエンス WI-5000	面粗さ（Sa・Sz）・線粗さ（Ra・Rz）もインラインで高速・高精度に測定。最大10×10mmを0.13秒
リンクス	インライン粗さ測定を紹介し、それを可能にする3Dセンサーを案内
リンクス（適用事例）	薄板のうねり・表面状態の検査、厚板表面の切削加工の位置決め

粗さの規格値と、インラインで測った値の対応は、最初に検証が要ります。今使っている粗さ計の値と並べて比べてから、合否の基準を決めてください。

寸法計測の精度を確かめる方法

寸法の計測では、繰り返し精度だけでなく、正しい寸法とのずれも問題になります。導入前の確かめ方を決めておきましょう。

1. 寸法が分かっている基準のワーク（マスター）を用意する
2. 同じワークを何十回か測り、ばらつきを確かめる
3. 三次元測定機など今の測定方法の値と並べて、ずれを確かめる
4. ワークの位置や傾きを少し変えても値が変わらないかを見る
5. ラインの振動や温度の変化がある状態でも測る

リンクスは計測評価で、必要な視野・精度・タクトタイムを先に伝えるとスムーズだと書いています。基準のワークと今の測定値を一緒に送ると、比べやすい報告が返ってきます。

ワークの大きさ別の選び方

寸法を測りたいワークの大きさで、向く製品の目安が変わります。公式に出ている視野や幅を手がかりに、大きさ別に並べます。

ワークの大きさ	公式記載の例	会社
数mm〜10mm角の面	WI-5000: 最大10×10mmの面を0.13秒	キーエンス
数十mmの部品	3D Vision シリーズ: 視野60mm	キーエンス
大型ワーク	OptoComb XL: 470〜2000mm幅まで一度にスキャン	OptoComb
建材・板材	Gocatorによる建材のインライン寸法測定の事例	リンクス

大きなワークの一部だけを細かく測りたい場合は、ロボットやステージでセンサを動かす方法もあります。OptoCombのAIC Rは、ロボットアームに光コム3次元センサーを載せた構成です。

寸法計測でよくあるつまずき

3Dセンサでの寸法計測は、導入後に思ったほどの精度が出ないことがあります。よくある原因を知っておくと、評価の段階で手を打てます。

• ワークの置き方が毎回少しずつ違い、測る位置がずれる
• コンベアの振動や送りむらで、断面の間隔がそろわない
• 測る面に油や水が残っていて、反射が変わる
• 温度の変化で、ワークや架台の寸法が変わる

置き方のずれには、キーエンスのLJ-X8000のような位置補正の機能が助けになります。振動や温度は、架台の設計と設置場所で対策してください。

抜き取りから全数へ切り替えるときに決めること

抜き取りから全数に切り替えると、扱うデータの量が一気に増えます。測るだけでなく、データをどう使うかまで決めておくと効果が出ます。

• 合否だけでなく、測った値を記録して傾向を見る
• 規格に近づいてきたら工程を直す、という使い方を決める
• 不良を外す仕組み（排出機構）とつなぐ
• 検査の基準を変えるときの手順と責任者を決める

全数のデータが残れば、加工機や金型の摩耗の傾向も見えてきます。寸法の検査を、工程の改善に使う道具として考えてください。

測定値を記録する仕組みは、センサ側で持つものと、上位のシステムで持つものがあります。今ある生産管理や品質管理の仕組みに、どの形でデータを渡すかも見積の段階で聞いておいてください。

全数計測に切り替えた直後は、合否の基準が厳しすぎて良品まで外してしまうことがあります。しばらくは今の検査と並行して、基準を調整する期間を取ってください。