建設業の三次元測定機活用例

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建設業の大型検査における三次元測定機の活用例

CASE1.構造物や施工箇所の計測

構造物や施工箇所の計測に三次元測定機が活用されています。既存の橋梁、トンネル、建物を高精度でスキャンし、正確な点群データや3Dモデルを作成でき、改修工事の計画や補修箇所の検討が効率的に行えます。また、施工現場の進捗管理にも活用されています。定期的なスキャンで設計図との差異を確認することで、早期に問題を発見・修正できます。完成後の構造物の経年変化や損傷状況を正確に記録し、効率的な維持管理にも役立ちます。

CASE2.プレキャスト部材・鉄骨部材の寸法確認

プレキャスト工場では、コンクリート壁や梁などの部材を製造する際に寸法や歪みを高精度でチェックできます。建設現場で組み立てる前に誤差や不具合を発見し、施工トラブルを防ぎます。また、大型CMM(座標測定機)を使用して鉄骨の切断や孔あけ位置、溶接部の仕上がりなどを正確に測定し、設計図面との相違を検査できます。

CASE3.3DデータとBIM連携

三次元測定機を活用して3DデータとBIMを連携することで効率的に施工管理ができます。作成したBIMモデルと実際の施工状態を計測した点群データを重ね合わせ、ズレや衝突(干渉)を正確にチェックできます。設計図との整合性を確認し、施工ミスを防止します。また、3D点群や測定データをBIMソフトウェアに取り込むことで、出来形管理の自動レポート作成や記録を保存でき、将来的な維持管理にも役立ちます。

CASE4.施工計画・工程シミュレーション

現場の3D地形データと機材情報を組み合わせることで、クレーンや大型車両の通行ルートや設置位置を正確にシミュレーションできるので、狭隘な現場や高所作業での安全性向上に寄与します。三次元測定機で取得した実測データをAR/MR技術と組み合わせると、施工箇所のどこに何を設置するかを現場で視覚的に把握できます。施工ミスが減少し、熟練者のノウハウ共有にもつながります。工程ごとのシーンを保存し、進捗に合わせて修正・変更でき、フロントローディングの効果を発揮します。

建設業の大型部品検査に適している測定方法

  • 非接触式三次元測定機(レーザー測定)
    レーザースキャナーを用いてコンクリート構造や橋梁を非接触で測定し、表面のクラックや変形を高精度で捕捉できます。得られたデータをBIMモデルと突合して施工誤差を発見し、大規模施工の進捗管理や老朽設備の補修計画に活用できます。また、鋼材の溶接部やトンネル壁面の劣化も可視化できるので、構造物の安全性と品質を向上させることができます。
  • 接触式三次元測定機(CMM)
    プローブを鉄骨やプレキャスト部材に直接接触させて三次元座標を測定し、精密な寸法データを取得します。ミクロン単位の幾何公差や孔位置の測定に対応し、組立時の不具合を事前に防止できます。特に、RCセグメントや大型プレキャスト製品の寸法検査に有効で、継手やシール溝などの重要部位も高精度に測定できます。
  • ハンディ型(ワイヤレスプローブ)三次元測定機
    軽量で持ち運び可能なワイヤレスプローブを使用し、狭所や高所でも容易に計測でき、据付後の不具合箇所をリアルタイムに把握できます。ライン停止を最小限に抑えながら緊急メンテナンスや増設工事に柔軟に対応できます。最大25mのエリアで測定でき、大型コンクリート製品や鋼材の寸法精度と施工精度を1人で簡単かつ正確に測定できます。
  • 光学測定機(フォトグラメトリー)
    複数のカメラ撮影で大型構造物を多角的に記録し、高精度な3Dモデルを生成します。足場が不要な場面も多く、高所作業において全体形状の把握がしやすいです。BIMや図面との比較で変形や位置ズレを容易に発見できます。工期短縮や地形把握、斜面崩壊リスクの評価にも活用できます。建設プロジェクトの安全性と効率性を大幅に向上させます。

建設業に適している三次元測定機の選び方

  • 測定能力の精度
  • 作業環境・対象物の大きさ
  • 作業効率・測定時間
  • コスト・運用のしやすさ

ミクロンオーダーの精密検査が必要な場合、接触式CMMが最適です。幾何公差や孔位置の測定に対応し、組立時の不具合を防止します。一方、広範囲の形状把握や変形検査には非接触式(レーザー測定やフォトグラメトリー)が効果的です。搬入が難しい現場や狭い場所では、ハンディ型測定機やフォトグラメトリーが便利です。大型部品を安定して載せられるスペースがある場合は、固定式CMMを選ぶことで高精度・高再現性を得ることができます。迅速な広範囲スキャンが必要な場合はレーザースキャナーやフォトグラメトリーが適しています。高精度CMMやスキャナーは導入コストが高めですが、頻度や重要度に応じて検討する必要があります。フォトグラメトリーは比較的安価・軽量で、コストパフォーマンスに優れています。

大型ワークの検査に適した
三次元測定機・レーザートラッカー3選

当サイトでは、数ある三次元測定機の中から、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2m以上の中・大型ワークを測定可能としている三次元測定機なので、ぜひチェックしてみてください。複雑な形状への対応や、作業効率・取り回しの良さ、環境耐性など、製品によっておすすめのポイントは異なります。測定したい大型部品に合った三次元測定機を選びましょう。

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)