三次元測定機のメーカー3社・9製品を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
三次元測定機は、接触型と非接触型がある座標測定機で、各種部品等の三次元的な形状測定をすることができます。
金型のRなどノギス等では測れない形状を測定することができ、ソフトウェアを利用して寸法や位置関係、幾何公差を求めることができます。
接触型ではプローブを部品に当てて、各点ごとの座標情報を集積し、寸法を出します。
接触型は変形しやすい部品の測定には向いていません。
非接触型ではレーザーを用いて測定し、接触型よりも測定時間を短縮することができます。
三次元測定機は一般に温度の膨張による誤差を避けるため、一定の温度管理を行う部屋で測定されます。
また測定には専門的な技術が要求される機種が多いです。
三次元測定機の用途は、自動車部品等の金型や各種部品等の寸法測定です。
3DCAD等で設計された寸法と実際製作された部品を三次元測定機で計測した寸法とを比較して、設計図面通りにできているか確認する場合も多くあります。
いわゆるリバースエンジニアリングに用いられています。
特に、丸く加工されている箇所の測定はノギス等ではできないので三次元測定機が活躍します。
近年、非接触型が多く開発されてきており、測定時間が短縮されてきていることから、航空機部品や建設機械関連といった、かなり大型の部品も測定できるようになってきています。
三次元測定機の接触型は、プローブを測定対象に当てて点の位置情報を記録します。
プローブには、温度による熱膨張がほとんどないセラミックやルビーなどが使用されています。
プローブを接触させるので若干ですが、測定対象に傷がつく可能性があります。
一方、非接触型はレーザーを対象に当てて三次元座標情報を読み取って位置情報を記録します。
非接触型を用いると傷がつきませんので近年需要が伸びてきています。
従来はレンズ精度や測定機能が接触型のほうが高かったのですが、技術の進歩により非接触型でも接触型と変わらないくらい向上しています。
また、接触型、非接触型ともに高度な画像処理技術が用いられていて、測定対象を立体的に表示することができます。
三次元測定機の制御方法はマニュアルで人間が設定し行うものと、コンピュータによって自動化されたCNC方式があります。
円の直径などは最低三点の位置情報を測定することで計算されているため、対象物にバリや欠けがあると誤差が出てしまう場合があります。
参考文献
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/3d/info/
社員数の規模
設立年の新しい会社
歴史のある会社
画像出典: 株式会社東京精密公式サイト
株式会社東京精密のXENOSは、時代の最先端の技術を応用した三次元測定機で、自動車産業や光学機器産業が求める精度に答えることができる機種です。
全軸にリニアドライブを採用しており、かつY軸はデュアルドライブになっていて、X軸移動時の細かな重心の移動に応じて制御ができるようになっており、測定範囲全域において高精度で再現性の高い測定が可能です。
また、新素材の炭化ケイ素セラミックを主要部分に使用することで、従来のアルミナセラミックよりも熱膨張率を50％も抑え、剛性を30％増加し、軽量化することができています。
画像出典: 株式会社東京精密公式サイト
株式会社東京精密のPRISMOultraは、同社のPRISMOのさらに高機能バージョンで、世界最高水準の高精度を誇る三次元測定機です。
プローブの性能が高く、高精度ながら高速で、剛性、操作性がよい機種で、基準ゲージの校正検査等にも用いることができます。
最先端のコンピュータ補正技術が導入されており、各部品にかかる力の変位誤差や測定時の加速度に伴う変位誤差についてもリアルタイムで補正を行い、世界最高水準の高精度を可能にしています。
各部品をそれぞれ熱膨張係数が低い素材を使用し、補正を行うことで温度によるゆがみや影響を最小限にしています。
画像出典: 株式会社東京精密公式サイト
株式会社東京精密のPRISMOは、温度の変化や振動、汚れなどの幅広い条件に対応しながら高精度な三次元測定を可能にした機械です。
現場での使いやすさを重視し、専門的な知識がなくても容易に使用することができ、比較的大型の製品も測定できます。
標準に搭載されているプローブが毎秒300ポイントの高速のスキャニングとポイント測定の2つの技術を持っており、寸法の測定だけでなく、形状検査や位置検査も可能になっています。
また、熱膨張係数が低い素材を使用していますので15℃～30℃の温度変化があっても補正なしで測定することができます。
画像出典: 株式会社東京精密公式サイト
株式会社東京精密のMICURAはやや小型で、測定精度が高い三次元測定機です。
測定精度はE0,MPE=0.7+L/400μmで、人工関節や、歯車、レンズなどやや小型の高機能部品の測定に適しています。
本体の大きさは約1300㎜x1300㎜で比較的小さめながら、測定範囲は500㎜x500㎜x500㎜とこのクラスでは最大の測定範囲です。
回転機能の付いたスキャニングプローブでスタイラスが少ないため、交換にかかるコストを抑えることができます。
画像出典: 株式会社東京精密公式サイト
株式会社東京精密のACCURAは、門移動型の大型部品を高精度に測定できるモデルです。
測定範囲は、最も小さいモデルでも900㎜x1200㎜x800㎜と大型で、航空機や建設機械部品などの測定に適しています。
オプションでダイナミックパッケージを追加すると、移動速度は800㎜/sになります。
高性能な断熱材を各所に使用しており、またZ軸モーターからの熱が排出される仕組みになっていますので温度安定性があり、測定温度の保証範囲は20℃～26℃です。
画像出典: 株式会社ミツトヨ公式サイト
株式会社ミツトヨのショップフロアー型CNC三次元測定機は、温度管理を必要とする測定室ではなく、生産現場で使用が可能な耐環境性に優れたモデルです。
汚れに強い素材のスケールを使用し可動部にリニヤガイドが採用されているので、オイルミスト汚れにも強く、メンテナンス期間を長くすることができます。
温度においても測定精度E0,MPE=2.2+3 L/1000μｍを持っています。
温度範囲の保証が10℃～40℃と幅広く、リアルタイムでの温度補正が可能なので温度ならしが必要なく、設置場所を自由に選ぶことができ、測定範囲500㎜程度の工場生産の製品の測定に適しています。
画像出典: 株式会社ミツトヨ公式サイト
CRYSTA-ApexV500/700/900シリーズは、測定機で有名な株式会社ミツトヨのベストセラーの門型の三次元測定機を改良したモデルです。
小型～中型の三次元測定が可能で、温度補正機能を搭載していますので、16℃～26℃の範囲で測定が可能です。
測定精度E0,MPE=1.7+3 L/1000μｍの高い精度で、インペラやブレードといった複雑な形状の測定もできます。
プローブの先端が対象に接触した際に、数秒間停止処理をして誤差要因をできる限り排除していますので、精度の高い繰り返し測定ができるようになっています。
株式会社キーエンスのXMシリーズは、卓上型の小型の三次元測定機で、誰でも簡単に測定することができる便利なモデルです。
温度変化や振動にも強く小さいので作業現場や、事務所の机にも置くことができ、画面を見ながら手持ちのプローブ当てるだけなので、ノギスのような使い方ができます。
正確で高精度な測定ができ、3DCADとのデータの比較ができますので、自動車部品や光学部品などやや小型の製品の測定に便利です。
測定画像入りの検査成績書も簡単に制作することができる機能がついています。
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