計測部品の三次元測定機活用例

計測部品の大型検査における三次元測定機の活用例

CASE1.計測部品の検査

三次元測定機は、計測部品の大型検査でも活用されています。例えば大きなサイズや形状が複雑な部品は、設計通りのサイズで製造されていることの確認が非常に重要です。

このケースにでは、部品の長さや幅、高さ、曲面などの形状を正確に測定し、CADデータなどと比較して誤差を検出します。設計仕様を満たしていない部品を迅速に選別でき、製造工程へフィードバックできます。

CASE2.計測部品の分析

大型部品の組み立てを行う際には、それぞれの接合部の精度の高さが最終的な製品の品質に直結するため、三次元測定機を使用して組み立てた部品の接合部や隙間を測定することで、誤差を分析できます。この時に得られたデータは、製造工程の調整や組み立て手順の最適化に役立ちます。

CASE3.計測部品の形状評価

形状評価にも活用できます。例えば、プロトタイプの開発段階やカスタム製品の製造を行う場合には、形状の再現性を保証することが求められます。製造した製品が現設計に忠実であることを三次元測定機を用いて確認し、計測部品の品質管理の役割を果たします。

計測部品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測定を行います。計測部品の表面にレーザー光を照射し、反射光を検出・分析することで部品の表面形状を高精度に計測。特に部品表面の凹凸や複雑な形状の測定を行いたい場合に適しています。

例えば計測部品の大型部品について測定を行う場合、部品を測定機の範囲内に配置し、全体もしくは必要な部分のみスキャンして測定します。

接触式三次元測定機(CMM)

計測部品内部の穴や溝、精密な部分の測定を行う際に適している測定機です。プローブを使用し、計測部品の特定のポイントで接触させて座標を記録します。あらかじめ定められている計測部品上のポイントをプログラムに従ってタッチし、それぞれの正確な位置情報を収集できます。

ハンディ型(ワイヤレスプローブ)の三次元測定機

ハンディ型の三次元測定機は、操作をする人が手持ちのプローブで部品の表面を直接タッチして測定します。ハンディ型の機器なので自由に移動でき、大型で移動が難しい部品などの測定を行う際に、周囲を歩きながら測定できます。データはリアルタイムで計測システムに送信され、迅速に分析できます。

光学測定機(フォトグラメトリー)

光学測定機は、複数のカメラを使用して異なる角度から部品の写真を撮影し、この画像をもとにして部品の3Dモデルを生成します。この測定方法は広い範囲を素早くカバーできるので、大規模な部品や全体構造の迅速な測定を行う場合に有効です。また、高解像度で広い範囲を測定できます。

計測部品に適している三次元測定機の選び方

計測部品の計測に適した三次元測定機を選定するにあたって注目すべき項目を下記にまとめました。選定の参考にしてください。

  • 測定対象のサイズを測定範囲がクリアしているか
  • 測定精度・能力はどの程度か
  • 測定速度は速いか

まず、測定機の対応範囲が測定する部品サイズに適合していることが重要です。特に大型部品を測定するケースでは、広範囲に対応している測定機が求められます。測定機の範囲に部品が収まらない場合には、複数の測定の組み合わせや、ポータブルタイプの測定機・レーザースキャナーなど移動可能な装置を選ぶ必要があります。

また、測定精度や能力の確認も重要です。航空宇宙産業や自動車産業など、大型部品を高精度で測定する必要がある業界では、高い精度を持ったCMM(座標測定機)が選択されるケースが多いです。 さらに、量産や迅速な品質検査が必要な場面では、測定速度も重要になるため、スピーディーに計測可能な非接触式の測定器が有効です。このように生産性を考慮し、測定速度が速い測定機を選択することも重要です。

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)