ココが知りたい! 形状測定

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三次元測定機とは

三次元測定機とは

三次元測定機とは

部品の形状をデータ上で立体的にとらえて様々な測定をおこなうのが三次元測定機です。JIS B 7440では「互いに直行する案内と、案内の移動量を求めるスケール及びプローブをもち、それぞれの移動量からプローブの三次元座標値を求めることができる機械」と定義されています。

三次元測定機による測定点の情報は、三次元の座標(X、Y、Z)として記録されます。その座標情報を組み合わせることにより、二次元または三次元の幾何学要素を作成します。
・二次元の幾何学要素:線、面、円、点など
・三次元の幾何学要素:球、円筒、円錐など

これらの要素の組み合わせにより、寸法や公差などを測定します。

三次元測定機は、測定器のタイプ、測定方法などにより呼称や分類方法が異なります。
・設置方法による分類
 - 据置型
 - ポータブルタイプ

・外観による分類
 - 門型
 - 多関節アーム型

・測定方法による分類
 - 接触型
 - 非接触型
 - レーザートラッカー
 - レイアウトマシン

三次元測定機が導入された当初は、据置型(門型で接触型)が多くを占めていました。
このタイプは室温管理が必要とされ、測定者の熟練度(経験)に依存する部分もあり汎用的な測定器には及んでいなかったのが実体です。その後、測定精度やデータ処理速度の向上により、作業工数が改善されることになりますが、まだ課題が残っていました。
・導入費用が高い
・設置スペースが大きく、その維持に負荷がかかる
・三次元測定機のサイズの制限により、測定対象の大きさも制限される

上記はその一例です。

これらの課題の解決につながったのが、多関節アーム式の三次元測定機です。義手、義足メーカー向けとして開発された技術をもとに、持ち運びできる三次元測定機が使われるようになりました。
測定者の意図に合わせて自由にアームを動かすことができるようになったことで、測定範囲が大きく広がりました。また、測定にレーザーを用いた非接触型が導入されたことにより、大型対象物の測定も可能になっています。

三次元測定機とは

近年では、測定の高速化・高精度化・広範囲化といった「測る」という目的に加えて、「CADとの比較」や「リバースエンジニアリング」などにも使用されています。試作品の三次元形状を読み取って、3Dプリンターで三次元オブジェクトを造形して、実物と同等の確認をおこなうなどにも利用されています。

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