Language
Country/Area
No result found
3D 測定の舞台裏: CMM はなぜ最も届きにくい表面を測定できるのか?
最新の製造とエンジニアリングでは、正確な測定が製品の品質を確保するための鍵です。座標測定機（CMM）は、プローブを使用してオブジェクトの表面上のさまざまなポイントの位置を検出することにより、オブジェクトのジオメトリを測定するように特別に設計されたデバイスです。これらのデバイスのユニークな設計により、従来の測定で到達するのが難しい表面に対処できます。
「座標測定機は、ミクロンレベルでオブジェクトのすべての詳細を測定できます。」
CMMSはさまざまなプローブタイプを使用します。最も一般的なのは機械式プローブとレーザーセンサーですが、光学プローブや白色光センサーなどの他のタイプもあります。マシンによっては、プローブの位置をオペレーターによって手動で制御するか、コンピューターによって自動的に制御できます。
典型的な3D「ブリッジ」cmmで、プローブは3つの直交座標軸に沿って移動します：x、y、z。各軸には、その軸に沿ってプローブの位置を監視するセンサーがあり、通常はミクロンの精度を備えています。
プローブが物体の特定の位置に触れると、機械は各軸の位置を読み取り、その点の 3 次元座標を取得します。このプロセスを何度も繰り返すことで、測定対象物の表面の特徴を表す「ポイント クラウド」を生成できます。これらのポイント クラウド データは、たとえば、フィーチャ間の距離を検証したり、許容差チェックのために円柱や面などの幾何学的フィーチャを構築したりするためにさらに使用できます。
「CMM はエンジニアリング測定において比類のない精度を提供し、さまざまな形状や表面を簡単に処理できます。」
どのように機能しますか?
CMM の動作は、機械自体の構造、プローブ システム、データ処理プラットフォームなど、複数のリンクをカバーします。これらの機械は通常、機械本体、プローブ システム、データ収集システムの 3 つの主要部分で構成されます。
初期のCMMプローブは主に機械式でしたが、技術の進歩により、電子的にトリガーされるプローブの登場により測定精度が大幅に向上しました。このタイプのプローブは、物体の表面を検出すると座標データを自動的にコンピューターに送信できるため、異なる操作方法によって発生する測定誤差が大幅に削減されます。
さらに、走査プローブシステムの登場により、測定効率がさらに向上しました。このシステムは、プローブを表面上でドラッグしてデータをすばやく取得し、3次元モデルを生成することができるため、測定速度が向上するだけでなく、測定精度を向上させます。
CMMの多様性
CMM は固定デバイスに限定されず、ポータブル CMM の人気が高まっています。ポータブル CMM は、多関節アームまたはアームレス スキャン システムのいずれかを使用して、さまざまな環境で測定できるようにします。さらに、技術の進歩に伴い、業界では光学式 CMM の使用も増加しています。
これらのポータブル デバイスは通常、軽量で操作が簡単で、動作するために制御された環境を必要としないため、リバース エンジニアリングやラピッド プロトタイピングなどのアプリケーションに適しています。
「ポータブル CMM の普及により、工場内でも屋外でも、測定精度がこれまでになく容易になりました。」
標準化と精度
CMM のパフォーマンスを保証するために、ISO 10360 シリーズの規格では明確なテスト要件が規定されています。これらの規格は、プローブ システムの特性と長さ測定誤差を規定し、ユーザーが信頼性と精度の高い測定を保証できるようにします。
測定の精度は、多くの場合、特定の距離における不確実性係数に基づいて評価されます。タッチプローブを使用する CMM の場合、プローブの再現性は通常 1 ミクロン以内の精度であり、これは要求の厳しい多くのアプリケーションにとって重要です。
今後の展望
CMM 技術の開発は、従来の測定方法に限定されません。非接触スキャン技術とマイクロメータ測定の台頭により、マルチセンサー測定機が市場に登場しました。これらのデバイスは、測定の柔軟性を高めるだけでなく、さまざまな材料や形状のニーズにも応えます。
一般的に、CMM は精密測定ツールとして、測定精度と測定範囲がますます向上し、現代の製造業において欠かせない役割を果たしています。継続的な技術進歩を背景に、将来の計測技術はどのような驚きと課題をもたらすのだろうかと自問せずにはいられません。
