三次元測定機の検査対象・用途

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三次元測定機による溶接治具の検査

溶接治具は、溶接時に部品を正確な位置に固定するための道具です。この道具が正確でないと、溶接の品質に影響を及ぼします。三次元測定機を用いた検査により、溶接治具が設計通りのサイズや形状で製造されているかを確認できます。

三次元測定機によるタービンブレードの検査

タービンブレードは、航空機のエンジンや発電機に使用されるガスタービン、蒸気タービンの主要な部品です。空気やガスの流れを受けて回転し、その回転運動をエネルギーに変換します。三次元測定機を使用することで、タービンブレードの形状や寸法を正確に測定し、設計通りに製造されているかを検査できます。

三次元測定機による搬送機の検査

搬送機は、工場や物流センターなどで製品や部品を移動させるための機械です。搬送機の軌道がずれたり、動作に不具合(例:正確な位置で停止しないなど)が発生すると、製品の搬送が正しく行われず、生産性の低下や故障の原因に。三次元測定機による検査で、搬送機の精度と動作の信頼性を確保できます。

三次元測定機によるプラント配管の検査

プラント配管は、化学工場、食品工場、製鉄所などで使用される配管の総称です。液体、気体、粉体を輸送する目的で設置されており、輸送する物質によって配管のルートや寸法、形状が異なります。三次元測定機を用いることで、プラント配管が設計通りに製造されているかを正確に検査できます。

三次元測定機による大型部品の検査

三次元測定機を導入すれば、大型部品の寸法や形状を精密に検査できるため、計測ミスや品質のばらつきを検知したり、製品の安全性に確保したりできるのです。三次元測定機は、主に航空機や重機、建機メーカーの大型部品検査で活用されています。

三次元測定機による鉄道部品の検査

鉄道部品の寸法誤差や形状の不一致は、運行中のトラブルや事故の原因となる可能性があります。例えば、レールの曲がり角度が不正確だと、列車の走行が不安定になり、脱線のリスクが高まるでしょう。三次元測定機を用いた精密な測定を行うことで、こうしたリスクを未然に防げます。

三次元測定機による造船部品の検査

造船部品の寸法誤差や形状の不備は、船舶の構造的な弱点となり、運航中のトラブルリスクを高めます。船体の骨組みや船底の寸法が不正確だと、船の浮力や耐久性に影響するためです。三次元測定機を使用して精密な測定を行うことで、運航中のトラブルリスクを防げます。

三次元測定機による半導体装置の検査

半導体産業は、現代の電子機器や通信技術の基盤を支える重要な分野です。微細な回路や複雑な構造を持つ半導体装置の製造では、非常に高い精度が求められます。三次元測定機による精密な検査を導入することで、製造プロセスの品質を確保し、信頼性の高い製品を提供できます。

三次元測定機による鉄骨・鉄塔の検査

建物やインフラの基盤を支える鉄骨・鉄塔は、わずかな寸法誤差でも構造全体の強度や安定性に影響します。三次元測定機を使用して高精度な測定を行うことで、設計図面に基づいた強度と安定性を確保することが可能です。

三次元測定機による二輪車の検査

二輪車の検査にも三次元測定機が用いられています。例えばオートバイやスクーターのフレームやホイールなど主要な部品の寸法や形状の精度を確認し、ズレをミクロン単位での検出できます。そのため、設計通りの精度を保持できるので、走行性能や安全性を確保でき、製品の品質向上にも繋げられます。

三次元測定機による建機・農機の検査

建築現場や農場で活用されているさまざまな建機や農機においても、三次元測定機が活用されています。建機や農機は、安全性や作業の効率において走行性能や作業精度が非常に重要になってきますが、三次元測定機を用いることでアセンブリの寸法精度や形状を高精度に検査し、設計通りの機能が発揮できることを確認できます。

三次元測定機による工作機械の検査

工作機械検査でも、加工品質の維持と生産効率向上のために三次元測定機が活用されています。特に自動車や精密機器分野では、±5ミクロン台の厳しい公差管理が求められますが、三次元測定機はこの要求に応えることができます。高額な設備投資が必要ですが、寸法精度の安定化と同時に不良率が低減する点を長期的な目で判断してください。

三次元測定機による木型の検査

木型では、外形反りやキャビティ曲面、深ポケット寸法、穴位置ズレなどの検証に三次元測定機が活用されています。設計CADと自動照合して、鋳造前に型精度を確保することができます。不良鋳物の発生を防止して、品質向上と効率化に貢献しています。特に現場対応のアーム型やハンディ型レーザースキャナーが活用されています。

三次元測定機によるプレキャストコンクリートの検査

プレキャストコンクリートは、工場で生産した規格化された壁などを構成するコンクリート部材を、現場に運搬し組み立てる方法です。各部材を高い精度でつなぎ合わせるためには、設計通りに製造されている必要がありますが、これを三次元測定機を用いることで迅速に確認できます。また、部材を製造する際に使用する型枠についても、三次元測定機を用いることで歪みなどを確認できます。

風力発電ブレードの三次元測定機活用例

風力発電ブレードは複雑な三次元曲面で構成されており、わずかな歪みでも発電効率低下や騒音、破損につながるため三次元測定機による高精度検査が欠かせません。ブレード検査用の三次元測定機は大型測定対応・十分な処理能力と解像度・CAD連携可能なソフトウェア・現地測定が可能な可搬性と長距離測定性能を備えたものを選ぶことが重要です。

三次元測定機を活用したキャリブレーション

三次元測定機のキャリブレーションは測定値の誤差が基準値以内であることを保証するために不可欠です。経年劣化や温度変化などが原因で誤差が生じることがあり、測定前や環境の変化が生じた場合や測定の不具合が確認できた場合などの適切なタイミングで、キャリブレーションを実施することで安定して高精度な測定ができます。

大型部品の三次元測定を成功させるには?

大型部品の三次元測定には、移動の負担・環境変化・形状による死角という3つの課題があります。これらを解決するには、高精度なガントリー型、機動性に優れたハンディ型、広範囲対応のレーザートラッカーから目的に応じて選定することが重要です。選定時は有効範囲や温度補償、保守体制などの実運用面も考慮する必要があります。

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測定対象別
三次元測定機・
レーザートラッカー3選

ここでは、卓上に乗らない大型サイズのワークを対象とした検査において、測定サイズごとに適した性能・特徴を持つ三次元測定機やレーザートラッカーと、そのメーカーについて紹介しています。

自動車からプラントまで
現場での効率重視の検査なら
キーエンス

WMシリーズ

キーエンス公式HP
画像引用元:キーエンス公式HP(https://www.keyence.co.jp/products/3d-measure/cmm/wm/get-pricing/)
ワイヤレスプローブにより大型の測定もひとりで簡単に

取り回しの良いワイヤレス式で、接触式(プローブ)と非接触式(レーザー)の2種類が選択可能。寸法・形状を省人かつ効率的に測定できるハンディ型の測定機
手元に搭載されたタッチパネルによりその場でPCと通信でき、ひとりでもスピーディな測定を実現します。

測定範囲 1.0~25.0m
指示誤差 ±(28 + 5L/1000) μm
大型の金型など
複雑な形状の検査なら
FARO

Quantum Max FaroArm

FARO
画像引用元:FARO(https://www.faro.com/ja-JP/Products/Hardware/Quantum-FaroArms)
奥まった形状の測定でもアーム範囲内なら死角なし

手ぶれ・ミスの少なさから安定して操作でき、複雑な形状の対象物の測定で力を発揮する多関節アーム型の測定器
8軸テーブルを使用することで、一度のセットアップでさらに様々な角度からの測定が容易になります。

(※接触式測定の場合)
測定範囲 2.0~4.0m
指示誤差 ±25~76μm※
建造物や地形測定
屋外での検査なら
HEXAGON

Absolute Tracker AT960

HEXAGON公式HP
画像引用元:HEXAGON公式HP(https://hexagon.com/ja/products/leica-absolute-tracker-at960)
強力な防塵・防水仕様で屋外環境でも正確な測定

密閉型ユニットが粉じんなどの汚れの侵入を防ぎ(IP54相当)、屋外環境でも問題なく使用できる測定機
本体搭載の環境ユニットが気温、気圧、湿度条件をチェックし、外部要因に合わせて検査結果を補正します。

測定範囲 ~80m(最大160m)
指示誤差 ±15μm +6μm/1m※
(※参考:[PDF]キーエンス公式HP https://www.keyence.co.jp/download/download/confirmation/?dlAssetId=AS_107457&dlSeriesId=WS_SR57355&ad_local=CDc&wl=1
(※参考:FARO公式HP https://www.faro.com/ja-JP/Products/Hardware/Quantum-FaroArms
Euni 測定値と公称値を比較した2点間の距離誤差)
(※参考:東京貿易テクノシステム公式HP https://www.tbts.co.jp/product/3d-measuring/laser-tracker/leica-at960/
Uxyz 最大許容誤差として明記し、ASME B89.4.19-2006 & draft ISO 10360-10 に従い算出、指示がない限り精密ライカ1.5’’レッドリングリフレクタを使用)