三次元測定機による鉄骨・鉄塔の検査

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三次元測定機による鉄骨・鉄塔の検査とは

建築やインフラ構築において重要な役割を果たす鉄骨・鉄塔は、高い強度と耐久性が求められるため、製造段階から厳密な検査が必要とされます。そのため、三次元測定機による検査が欠かせません。三次元測定機は、大きく分けて接触式と非接触式の二種類あります。

接触式三次元測定機

プロープを使用して部品の表面に触れながら測定を行います。精度が高いのが特徴です。鉄骨・鉄塔の検査においては、溶接部や接合部の詳細な寸法確認に適しています。

非接触式三次元測定機

レーザーや光学センサーを用いて部品を測定します。高速かつ非接触で測定できるのが特徴です。大型部品や高温環境下での測定に適しているため、鉄塔のような広範囲にわたる構造物、熱処理後の鉄骨部品の測定などに対応可能。表面の凹凸や反射面が多い部品の測定にも適しています。

三次元測定機による鉄骨・鉄塔検査の必要性

設計通りの精度で製造するため

建物やインフラの基盤を支える鉄骨・鉄塔。わずかな寸法誤差でも、構造物全体の強度や安定性に影響する可能性があるため、設計通りの精度で製造する必要があります。三次元測定機を使用すれば、設計図面に基づいた高精度な測定が可能。製造段階での誤差を最小限に抑えられます。

建物の安全性を担保するため

鉄骨・鉄塔の精度は、建物や橋梁などの大型構造物の安全性に直結するもの。三次元測定機による精密な測定を行うことで、建物や橋梁を支える強度と安定性を確保できます。

三次元測定機による鉄骨・鉄塔検査の課題

導入コストの高さ

高精度な三次元測定機は導入コストが高額です。大型部品を測定できる三次元測定機もまた高額な傾向にあります。また、維持管理やソフトウェアのアップデートにも継続的な投資が必要です。中小企業にとっては、この初期投資が大きな負担となる可能性があります。

鉄骨・鉄塔検査における三次元測定機の活用例

三次元測定機は、主に次のような鉄骨・鉄塔検査で活用されています。

鉄骨フレームの精密検査

建物の骨組みを構成する鉄骨フレームは、設計通りの寸法と形状が求められます。三次元測定機を活用することで、鉄骨フレームの各部位(コラム、ビーム、ジョイント部分など)の寸法を正確に測定可能です。

鉄塔部品の形状評価

三次元測定機を活用すれば、鉄塔部品(脚部、支柱、クロスブレースなど)の形状や寸法を測定可能。設計通りに製造されているか検査することで、鉄塔の耐風性や耐震性を担保できます。

溶接部分の検査

鉄骨や鉄塔の溶接部分は、構造物全体の強度を左右する重要なポイントです。三次元測定機を活用して溶接部の寸法や形状を測定すれば、溶接不良による構造的な弱点を早期発見・修正できます。

大型部品の連結精度確認

鉄骨・鉄塔の製造では、大型部品を連結して組み立てる工程が多く存在します。三次元測定機を活用して、連結部の寸法精度や位置関係を測定すれば、部品同士が正確にフィットしているか確認することが可能。組み立てた構造物の一体感と強度を高められます。

表面品質の検査

鉄骨・鉄塔の表面品質検査は、腐食や摩耗のリスクを低減するために行われるものです。三次元測定機を活用して、表面の凹凸や欠陥を測定すれば、塗装や防錆処理の効果を評価できます。

三次元測定機による鉄骨・鉄塔検査のまとめ

  • 建物の安全性を確保するために三次元測定機の検査が必要
  • 検査する部品によって非接触式と接触式のどちらが良いか変わる
  • 初期投資が大きな負担となる可能性がある

三次元測定機は、建築やインフラ構築において重要な役割を果たす鉄骨・鉄塔の検査に欠かせないツールです。接触式は高精度な測定が求められる溶接部や接合部の部品検査に、非接触式は大型部品や高温環境下で使用される部品、表面の凹凸や反射面が多い部品などに適しています。

検査する部品のサイズや素材、測定環境などによって、選ぶべき三次元測定機は変わってくるため、測定対象に合った三次元測定機を選ぶようにしましょう。

用途・検査対象で選ぶ
三次元測定機・レーザートラッカー3選

当サイトでは、おもに大型検査におすすめ三次元測定機・レーザートラッカーを3製品紹介。いずれも卓上では測定の難しい中・大型ワークに対応している製品と、メーカー企業についての情報を記載しています。

大型ワークの精密検査は、測定の作業効率や取り回しの良さ、環境耐性など、測定対象や環境に合わせて重視する性能・特性を考えることが重要です。ぜひ、使用状況を鑑みながら、装置選定の参考にしてみてください。

キーエンス公式サイトへ
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)