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3次元測定器

3次元測定器とは

3次元測定機というのは、立体的に対象物を捉えて、幅、高さ、奥行きなどのデータを測るために使用するものです。
高い精度で測ることが困難な立体を精密に測れるので、自動車会社などの製造業をメインに、全ての業種において急速に導入や利用が進んでいます。

では、3次元測定器はどのようなところに応用されているのでしょうか?

3次元測定器の使途は幅広くなっていますが、一例としては、

・研究機関での出土品や遺跡の分析というような場合
・義足・義手、シューズ設計の場合に人の体をスキャンする場合
・すでにある部品をスキャンして、試作品を3Dプリンタと組み合わせて製作する場合
・スキャンしたデータを比べることによって摩耗や変形の測定・管理する場合
・製造方法を分析・分解によって推定する場合

などが挙げられます。

形のあるものであればどのようなものでも測れるので、さらに今後の普及することによって大きな可能性があります。
測定精度がアップすることによって、応用できる分野が拡大してきます。
では、3次元測定器はどのような魅力があるのでしょうか?

ここでは、3次元測定器の魅力についてご紹介しましょう。

熟練技術がなくても測定が短時間でできる
接触タイプの場合は、測定する際に一定の速度で対象物を動かす必要があり、熟練技術がなければ測定が正確にできないということがありました。
しかし、非接触タイプの3次元測定器の場合はこの心配がなく、技術が特別にない場合でも測定が正確にできます。
また、測定するためにかかる工数も少なくなり、測定が短時間でできるようになります。

測定が大型のものでもできる
接触タイプの場合は、大きさが測定機器に収まるものしか対応できないということがありました。
そのため、部品の大型のものが対応できなかったり、大きな設置スペースが必要であったりするということがありました。
しかし、非接触タイプの3次元測定器の場合は、大きなものでも対応できるため、汎用性がより高くなったと言えます。
特に、自動車業界においては、10mをオーバーするような大きな部品も対応する必要があるため、3次元測定器が大切になっています。

使用方法はより自由である
3次元測定器が登場したことによって、CADデータと比べることもできるようになりました。
地形や建造物のデータを測ることができるなど、飛躍的にその使用方法の自由度が増しています。

3次元測定器の役目と仕組み

3次元測定機の役目は、近年変わってきています。
従来は、3次元測定器は単独で使われる場合がほとんどでした。

しかし、近年は、リンクが別の設備と行われています。
これは、完成した製品の検査の他の目的においても3次元測定機が使われていることを示しており、時代によって3次元測定機の役目が変わっていることになります。

では、3次元測定機は業種別にどのような導入実績になっているのでしょうか?
業種別に3次元測定機の導入実績を見てみると、自動車・二輪車産業がトップで、産業機械や工具金型の分野において導入実績が非常に多くなっています。

では、3次元測定器はどのような仕組みになっているのでしょうか?
3次元測定の仕組みというのは、測定するものの「奥行き」「一辺」「高さ」の距離の3つを一緒に測るものです。
直行する3軸のガイドとそれぞれの軸に付いているプローブ、スケールなどで成り立っています。

3次元測定器は、大きく分類すると、プローブ部を人の手で動かすマニュアルタイプと、自動でモータによって動くCNCタイプがあります。
特に、CNCタイプの場合には、ソフトウェアとプローブが進歩することによって、年々、測定の高速化や高精度化、低価格化が進んでいます。

さらに、近年は、接触式測定というプローブを使うもの以外に、非接触式測定というレンズ焦点合わせ・レーザー照射を利用したものも確立されてきており、ニーズに応じた測定機が開発されています。

3次元測定機を利用した測定は、高い測定効率があるため、特に自動車の金型、プラスチックモデルなど、立体的で複雑なものを測定する場合に適しています。

では、3次元測定機はどのような構成になっているのでしょうか?
3次元測定機は、本体、データ処理装置、プローブで構成されています。
本体は、プローブをZ軸の先に装着し、任意の測定する空間の位置に動かすためのX軸、Y軸、Z軸を持ち、X軸、Y軸、Z軸に内蔵されているスケールで、任意の測定する空間の位置をプローブで検出して、X軸、Y軸、Z軸として抽出するものです。

データ処理装着は、取り込んだ座標値から、演算をいろいろ行うものです。
プローブは、検出信号を位置を検出するために発生するセンサーです。

では、データフィードバックシステムとはどのようなものでしょうか?
測定による補正データを加工する機械に直接フィードバックして、不良品の発生を加工する原点・工具長・工具径を書き換えることで抑制します。




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