加工部品の精密測定

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加工部品の精密測定に求められるのは、製造された部品が設計図面や仕様書に正確に従っているかを確認することです。

寸法や形状、表面の状態を測定し、要求される品質を保証するために、部品の誤差やばらつきが最小限であることが求められ、自動車や航空機、精密機械などの分野では、ミクロン単位の精度が必要です。

精密測定により、製品が要求どおりの性能や耐久性を持っているかを確認し、最終的な品質を確保します。

加工部品の精密測定に適した測定方法

精密測定にはさまざまな方法があり、それぞれの方法が特定の測定ニーズに適しています。以下は、加工部品の精密測定に広く使われる測定方法です。

三次元測定機

三次元測定機(CMM)は、X軸、Y軸、Z軸の3方向に移動するプローブを用いて、複雑な形状や幾何公差を測定します。高精度な位置測定が可能であり、円筒の同軸度や位置度、平面の直角度など、通常の測定器具では測定が難しい要素も検査可能です。精度が求められる自動車や航空機の部品検査に適しています。

表面粗さ測定

表面粗さは、部品の表面にある微細な凹凸を測定する方法です。接触式と非接触式の方法があり、接触式はダイヤモンド製の触針が表面をなぞることで凹凸を測定します。非接触式は光を利用して凹凸を計測します。研磨加工やラップ加工後の表面状態の確認に使用されます。

画像測定機

非接触で部品の寸法を測定できる画像測定機は、高精度な光学プローブを用いて、二次元的な形状測定を行います。大きな部品や柔らかい素材の測定に適しており、プログラムによる自動測定が可能です。

加工部品の精密測定における三次元測定機の活用例

CASE1.航空機部品の精密測定

人を乗せて空を飛ぶ航空機の製造現場では極めて高い安全基準が求められており、航空機部品の精度はミクロン単位で管理されています。特にタービンブレードやエンジン部品は、高温や高圧の過酷な条件下で使用されるため、わずかなズレでも性能に大きく影響するでしょう。

三次元測定機を活用すれば、部品の形状や寸法を精密に測定し、設計通りに製造されているかどうかを確認できます。

CASE2.自動車部品の精密測定

自動車産業では、エンジンやトランスミッション、シャーシなどの寸法精度が走行性能や安全性に直結します。自動車の部品は大量生産されるため、各部品の精密測定が欠かせません。そんな自動車部品の精密測定では、レーザーや光学センサーを使用する非接触式の三次元測定機が活用されています。

CADデータと実際の部品の測定結果を比較すれば、部品の誤差や欠陥を即座に検出できるため、リバースエンジニアリングにも有効です。

まとめ

加工部品の精密測定は、製造工程の最終品質を保証するために欠かせません。三次元測定機や表面粗さ測定のような高精度の測定技術は、複雑な形状や高い品質が求められる部品の検査において大きな役割を果たしています。部品の信頼性が確保され、業界全体での品質基準の向上に寄与しています。

精密測定技術の進化が製造業の発展に大きく貢献していくでしょう。

精密検査に適した
三次元測定機・レーザートラッカー3選

当サイトでは、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)