制御の基礎

光電センサとは?種類と使い方を初心者向けにやさしく整理

光電センサは、光を使ってワークの有無や位置を検出するセンサです。透過型・回帰反射型・拡散反射型の違い、近接センサとの使い分け、現場で見る確認ポイントを整理します。

この記事が向いている人

  • 光電センサの基本的な役割を知りたい人
  • 透過型・回帰反射型・拡散反射型の違いを整理したい人
  • 検出しない時や誤検出する時の見方を知りたい人

まだ深掘りしなくてよい人

  • まずはセンサ全体の種類から確認したい人
  • PLC入力と出力の違いをまだ整理していない人
  • メーカーごとの細かい型式選定だけを知りたい人

先に結論

  • 光電センサは光の遮りや反射でワークを検出する
  • 距離・ワーク色・反射・光軸ズレで検出が変わる
  • 近接センサより離れた検出や非接触検出に向く

この記事で分かること

光電センサの全体像

光電センサは、光を出して、その光が遮られたか、反射して戻ってきたかを見て、ワークの有無や位置を検出するセンサです。

制御盤や機械装置では、ワークの通過確認、位置確認、部品の有無確認、箱や製品の検出などでよく使われます。

近接センサは金属検出が得意ですが、光電センサは光を使うため、金属以外のワークも検出しやすい場面があります。ただし、ワークの色、表面の反射、汚れ、光軸ズレの影響を受けることがあります。

光電センサの全体像。光を出す、遮るまたは反射する、検出する、PLCや表示へ信号を送る流れ
光電センサは、光を使ってワークの有無や位置を非接触で検出し、PLCや表示機器へ信号を送ります。
先輩の案内キャラクター

先輩光電センサは、まず「光がどう通るか」を見ると分かりやすいです。遮るのか、反射して戻るのかで種類が変わります。

新人の案内キャラクター

新人近接センサみたいに対象物だけを見るんじゃなくて、光の通り道まで見る必要があるんですね。

光電センサの基本の考え方

光電センサで見るポイントは、投光・受光・検出物の関係です。

投光部から出た光を、受光部が受け取ります。その途中にワークが入って光が遮られたり、ワークで反射した光が戻ってきたりすると、センサが状態の変化として検出します。

PLCで見る場合は、光電センサの出力が入力信号として入ります。つまり、センサ本体の検出状態と、PLC入力がONしているかを分けて確認すると、トラブル時に追いやすくなります。

光電センサは「光の通り道」を見る

検出しない時は、センサ本体だけでなく、投光方向、受光方向、ワークの位置、光軸、汚れや遮りを順番に確認すると原因を見つけやすくなります。

見る場所 内容 現場での確認
投光 センサから光を出す側 光が正しい方向へ出ているか
受光 光を受け取る側 光軸が合っているか、受光できているか
ワーク 検出したい対象物 色、材質、反射、形状が検出に影響していないか
PLC入力 センサ出力が入る先 センサ検出時にPLC入力がONしているか

光電センサの主な種類

光電センサは、大きく分けると透過型・回帰反射型・拡散反射型があります。

どれが正解というより、検出距離、取り付けスペース、ワークの色や反射、周囲の環境に合わせて選びます。

光電センサの主な種類。透過型、回帰反射型、拡散反射型の違い
透過型は投光器と受光器を向かい合わせます。回帰反射型は反射板を使い、拡散反射型は対象物からの反射を使って検出します。

透過型

投光器と受光器を向かい合わせて設置します。検出距離を取りやすく、ワークが光を遮ることで検出します。

回帰反射型

センサ本体と反射板を使います。反射板から戻る光が遮られることでワークを検出します。

拡散反射型

対象物に当たって戻る光を使います。設置はしやすいですが、ワークの色や反射の影響を受けやすい場合があります。

選定は環境も見る

粉じん、油、透明体、光沢物、黒いワークなどでは検出が不安定になることがあります。

近接センサとの使い分け

光電センサと近接センサは、どちらもワークを検出するために使いますが、得意な条件が違います。

近接センサは金属ワークの検出に向いています。一方で光電センサは、光を使うため、金属以外のワークや少し離れた位置の検出に使いやすい場面があります。

項目 光電センサ 近接センサ
検出方法 光の遮りや反射を見る 金属の接近を検出する
得意な対象 箱、ワーク、通過物、非金属など 金属部品、金属板、金属治具など
注意点 汚れ、反射、色、光軸ズレ 検出距離、金属材質、取り付け位置
使いどころ 離れた位置や通過検出に使いやすい 金属の有無確認に使いやすい
注意を促す先輩ちびキャラ

黒いワークや光沢物は要注意

拡散反射型では、ワークの色や表面の反射で検出が不安定になることがあります。現場では実物に近い条件で確認するのが安心です。

光電センサがうまく検出しない時の確認ポイント

光電センサがうまく検出しない時は、センサ本体の故障だけでなく、検出距離、ワークの色や反射、取り付け位置、汚れを順番に確認します。

特に、以前は動いていたのに急に不安定になった場合は、レンズ汚れ、位置ズレ、治具やワークの変更が原因になっていることがあります。

光電センサの確認ポイント。検出距離、ワークの色や反射、取付位置や光軸、汚れや遮りを整理
検出距離、ワークの色や反射、光軸、汚れを分けて見ると、光電センサのトラブル原因を追いやすくなります。

検出距離は合っているか

センサの検出範囲から外れていないか、ワークとの距離が遠すぎないか確認します。

ワークの色や反射は問題ないか

黒いワーク、透明体、光沢物では検出が不安定になることがあります。

取付位置や光軸は合っているか

投光方向と受光方向がズレていないか、振動で位置が変わっていないか確認します。

汚れや遮りはないか

レンズ汚れ、油、粉じん、治具の影などで光が遮られていないか確認します。

補足する先輩ちびキャラ

安全用途とは分けて考える

一般的な光電センサは、ワーク検出や位置確認に使う部品です。人の侵入検知や安全停止に関わる用途では、安全機器や安全回路として適した構成を別に考える必要があります。