CHAPTER 6測定機の課題と解決

CNC画像測定機の課題と解決

CNC画像測定機を用いた測定におけるさまざまな課題と、省スペースで直感的な設定・操作を実現した高精度 画像寸法測定器「LMシリーズ」の導入による解決例を紹介します。使う場所や人を問わず、素早く高精度に測定したい場合など、2台目の画像測定機としても最適です。

CNC画像測定機の課題解決

課題解決1:測定の安定性

高精度な測定のための設定・操作

課題

CNC画像測定機は、コンピュータ数値制御により高精度な計測を可能とした非接触式の測定機です。一方で、高精度な測定を安定して行うには、設定・操作の専門的な知識を学び、習熟した人材が求められます。

高精度 画像寸法測定器で解決

高精度 画像寸法測定器「LMシリーズ」は、設定・操作の習熟度を問わない簡単かつ直感的な設定・操作で、±0.1μmの高精度な測定を実現します。

直感的な設定・操作

ステージカメラで対象物全体を瞬時に確認できるマップナビゲーション機能で、測定箇所のもれや間違いを防ぎます。また、わかりやすいメニューとヘルプ機能の充実により、直感的な設定を実現。はじめての人でも安心して使用できます。

マップナビゲーション画像(左)と測定箇所の高倍率画像(右)
マップナビゲーション画像(左)と測定箇所の高倍率画像(右)
わかりやすいイラスト付きの操作手順書を内蔵。操作中でも同画面上で確認可能
わかりやすいイラスト付きの操作手順書を内蔵。
操作中でも同画面上で確認可

シンプルな操作で瞬時に測定

対象物の位置決めや原点出しが一切不要。同じ対象物をいくつも測定する場合も、ボタンを押すだけで瞬時に高精度測定が可能です。

POINT
誰が測定してもバラつきがない検出原理

高精度な測定を実現するために、1画素を1/100以下に分解してエッジを検出する「サブピクセル」処理を採用しています。

サブピクセル処理
サブピクセル処理なし(左)・処理あり(右)

また、100個以上の検出点をもとに「最小二乗法」によるフィッティング処理で対象物の線や円を自動検出。バリや欠けがある場合、異常箇所として除外可能なため、安定した測定が可能です。

誰が測定してもバラつきがない検出原理

ステージ移動精度と耐環境性

課題

従来のCNC画像測定機では、ステージ上の対象物を治具で正確に固定する必要があり、ステージ移動の設定も難易度が高く、測定誤差の要因となる場合があります。また、大型で使用環境が限定されているため、空調管理された測定室での運用が要求されます。

高精度 画像寸法測定器で解決

高精度 画像寸法測定器「LMシリーズ」は、卓上で使用できるコンパクトサイズながら、低振動かつ直線性に優れた高精度な大型ステージを搭載しています。対象物の治具固定なしで、高速かつ安定した高精度測定を実現しています。

対象物の固定不要。新設計の大型ステージ

測定最大サイズ125 x 225mm、高さ75mmの大型ステージは、モータと送りねじの抵抗を極限まで低減し低振動を実現しました。これにより、対象物を固定する必要がなく、高速で安定した測定が可能です。

対象物の固定不要。新設計の大型ステージ
高精度調整されていない場合
高精度調整されていない場合
LMシリーズの場合
LMシリーズの場合

クローラーガイドの動きをμm単位で調整し、ステージ移動の優れた直線性を実現し、対象物の回転による測定誤差の発生を解消します。

POINT
温度変化*に強い。現場仕様の高精度 画像寸法測定器

CNC画像測定機は、大型で空調管理された測定室を必要とします。一方、卓上で高精度な測定が可能な「LMシリーズ」は、加工現場や設計室など使いたい場所での測定に対応します。
熱膨張率が極めて低い石英ガラスを用いた専用設計のガラススケール、そしてスケールを支える基材にインバー合金を採用しています。
さらに、筐体に内蔵した温度センサを用いて温度補正が可能なため、周囲の温度変化の影響を受けません*。

専用設計の高精度石英リニアスケール
専用設計の高精度石英リニアスケール

*使用周囲温度:+10〜35°C(XYステージ移動速度80mm/sのときは+15〜35°C)

課題解決2:測定への対応力

高さ・深さの測定

課題

CNC画像測定機には、XYに加え、Z(高さ)の測定が可能なタイプもあります。しかし、対象物ごとの設定は容易ではないため、専門知識が必要となります。

高精度 画像寸法測定器で解決

高精度 画像寸法測定器「LMシリーズ」は、対象物を置いてボタンを押すだけの簡単操作で、高さ・深さの非接触測定も可能です。

高さ測定したい箇所をクリックするだけ

高精度な高さ測定も複雑な設定・プログラミングなどは不要。測定箇所をクリックするだけの簡単操作で測定します。「パターンサーチ機能」により、あらかじめ指定した測定箇所を自動認識するため、素早く測定が可能です。

高さ測定したい箇所をクリックするだけ

指定エリア内の最大・最小高さの検出も可能です。検出の最小領域は、わずか50μm角なので、極小のエリアを非接触で高精度に測定することができます。

POINT
高さ・深さの非接触測定を実現するメカニズム

高倍率レンズによる浅い被写界深度と、オートフォーカス精度の向上により、Zフォーカス位置での高さ・深さを非接触で高精度に測定します。

高さ・深さの非接触測定を実現するメカニズム
高さ・深さの非接触測定を実現するメカニズム

課題解決3:工数・コスト

対象物の位置・向き合わせや固定

課題

一般的に、CNC画像測定機では、対象物を位置・向きを正確に合わせ治具固定することで、設定通りの測定を高精度に行うことができます。しかし、対象物ごとにこの作業を繰り返さなければならないため、検査工数がかさんでしまいます。

高精度 画像寸法測定器で解決

高精度 画像寸法測定器「LMシリーズ」は、対象物をステージ上のどこに置いても測定可能です。

位置・向き合わせが不要。測定を時短化

LMシリーズは、対象物の形状を記憶し、ステージ上に置かれた対象物の位置や向きを自動的に検出して高精度に測定します。対象物の位置決めや向き合わせ、治具固定が不要なため、測定までの時間も大幅に短縮できます。

位置・向き合わせが不要。測定を時短化
POINT
最大100個までの対象物を同時に測定

ステージ上に置かれた同様の対象物を最大100個まで一度に測定することができます。もちろん、整列治具や位置決めなどは一切不要です。これまで対象物をステージに位置や向きを合わせてセットし、測定していた時間を劇的に短縮することができます。

最大100個までの対象物を同時に測定
最大100個までの対象物を同時に測定

連続測定時の位置合わせ

課題

CNC画像測定機では、対象物を当て治具などを使い、同じ位置に設置することで、設定通りの測定を実行することができます。しかし、連続測定する場合、対象物を毎回正しい位置に合わせるのに多くの時間がかかります。

高精度 画像寸法測定器で解決

高精度 画像寸法測定器「LMシリーズ」は、測定箇所が多岐に渡る場合など、対象物を1つずつ連続で測定する際も、設置が簡単です。

画像と重ねるだけ。素早く位置合わせ

連続測定の際、ステージカメラで記録した対象物の画像を半透明で表示(ゴースト表示)することができるため、対象物を同じ場所に置くことができます。
これにより、位置を探す時間、当て治具の用意や位置決めの時間を短縮し、スピーディな連続測定が可能です。

画像と重ねるだけ。素早く位置合わせ
POINT
正しい設定ファイルを瞬時に呼び出し

保存された測定ファイルは、QRコードでも運用することができます。
多品種を扱う場合も、測定前にQRコードをステージ上にかざすだけで、設定を瞬時に呼び出すことができます。
これにより、ファイルを探す時間を短縮すると同時に、設定ファイル違いによる測定ミスなどのポカヨケに有効です。

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