三次元測定機の運用・管理
三次元測定機の導入や日常運用を成功させるためには、正しい使用方法や定期的な校正、温度管理などが欠かせません。本記事では、測定の精度を保ちつつ効率的に活用するための管理・運用ノウハウをまとめました。
三次元測定機の使い方
三次元測定機とは、他の測定器では測定が難しい立体物を高精度に測定できる装置です。使用する際は、①温度・環境を整える（室温20℃を推奨）、②プローブのキャリブレーション（初期設定）を行う、③ワークの向きと基準座標の向きを合わせて「位置合わせ」を行う、④座標軸の設定を行う、⑤寸法を測定する、という5つのステップが必要です。
専門的な知識とスキルのもと、正しい設定で行わないと高精度な測定結果が得られないので注意しましょう。ただし最近では、温度・環境・専門知識などの条件がなくても測定できる三次元測定機が販売されています。
三次元測定機のキャリブレーション
三次元測定機のキャリブレーション測定機・センサーなどの精度を維持するために行われる調整・補正を目的としています。異常や不具合が発生したときだけでなく、定期的なメンテナンスの１つとして取り入れましょう。ここでは、キャリブレーションの目的やタイミング、校正との違いを紹介します。
三次元測定機の校正
三次元測定機の校正は必須です。測定器の校正をしないと、品質の証明ができません。校正とは、測定器や計測器の、精度や機能や動作を確認することです。また、測定器や計測器の器差を確認するための作業といえます。
三次元測定機を使用し、さまざまな数値を出して、製品を作ったのをイメージしてみてください。三次元測定機に問題があり、数値がでたらめなら、製品は計画通りに作られて品質は完璧とはいえなくなるからです。そのため、測定器や計測器は定期的に校正をしなければなりません。
三次元測定機のトレーサビリティとは
三次元測定機のトレーサビリティである「計量トレーサビリティ」は、その測定機は誰が・いつ・どこで校正したものなのかを証明します。測定機の品質が確かであると明らかになっていなければ、その測定機を使用して測定しても、正しい情報とは言い切れません。計量トレーサビリティで、測定機の品質を証明しましょう。
三次元測定機の温度管理
三次元測定機の機器本体の寿命、測定の精度などに大きく影響するのが、機器の温度管理です。温度管理がしっかりと行き届いていないと、精度の低い測定になってしまったり、機器の寿命が短くなったりする恐れがあります。安定した稼働のためにできることを知りたいという方は、三次元測定機に温度管理が重要な理由や温度管理方法を理解しておきましょう。
三次元測定機の稼働率を改善する方法
三次元測定機の稼働率が低下している場合には、何が原因であるのかを把握しておくことが大切です。たとえば、測定工程や段取りに時間がとられているなら、無人稼働などが良いでしょう。
また、専用のソフトウェアを導入することによって、測定プログラムの自動生成の時間を短縮できます。無駄がないように、三次元測定機の稼働率を向上させるための対策を立てましょう。
三次元測定機におけるコンプレッサーの選び方
三次元測定機を快適に使用するためには、コンプレッサー選びにもこだわりましょう。選択するコンプレッサーによって性能や音の大きさなどは大きく変わります。油分を含まないエアーを供給できるか、ドレン対策ができるか、必要な空気量の条件を満たしているかなども確認しておきたいポイントです。事前に三次元測定機のコンプレッサー設置によるトラブルにはどういったものがあるのか、どのようにすれば改善できるのかなどを確認しておくことをおすすめします。
三次元測定機におけるコンプレッサーの選び方
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ワークを固定する器具
ワークを固定する器具を使うことで、測定の処理スピードや再現性・制度を向上することができます。固定器具にはさまざまな種類がありますが、形状やサイズ、測定の対象物によって選びましょう。三次元測定機をより使いやすくするためにも、使いやすい固定器具を選んでください。このページでは、ワークを固定する器具の一例を紹介しています。器具の種類ごとに特徴をまとめていますので、固定器具をお探しの方は参考にしてみてください。
三次元測定機のマスターボール
複雑かつ扱いづらく、専門的な知識や技術を必要とする三次元測定機は、マスターボールを設置することで使いやすくなります。
三次元測定機にマスターボールを設置することで汎用性が高くなりますが、高精度の測定結果を維持するためには定期的な校正が必要です。対象物を測定する手順を記した測定プログラムを用意すると、測定精度を安定させられます。
三次元測定機のスタイラス選定
スタイラスの選定は、三次元測定機を使用するうえで大切なポイントです。スタイラス次第で測定誤差が出る可能性があるため、正しく選ばなくてはなりません。どのように選ぶべきか、そもそもスタイラスにはどのような種類があるのかを知っておきましょう。
三次元測定器で使われるプローブ
三次元測定器で測定を行う場合、プローブを使用します。プローブには種類や役割があるため、使用する三次元測定器や測定の方法、そして測定したい被測定物に合わせて選ぶ必要があります。またプローブは定期的な交換も必要です。プローブを使う際に確認しておきたいポイントを知っておき、正しくプローブを使用しましょう。
三次元測定機用のパソコンとは
三次元測定機用のパソコンとは、測定機により収集されたデータを活用するためのものです。また機械を制御する役割も果たします。そのため故障した場合、業務に大きな支障をきたしかねません。三次元測定機用パソコンを利用するなら、故障が引き起こされる原因を知るとともに、万が一の故障に向けて、事前に対策を取っておくことが大切です。
三次元測定機に関連する3DCADとは
三次元測定機と3DCADは組み合わせて使われることがあります。3DCADは、奥行きや影、重心など、2DCAD以上に多くのデータを保持しているのが特徴で、平面ではなく、立体的にモデルを描けるのが特徴です。例えば、部品を三次元測定機で計測したうえで、3DCADで設計した形状と照らし合わせることにより、正確な部品作りができているのかなどが判断できます。
三次元測定機の付属品
三次元測定機には主にスタイラス/プローブ、定盤、固定具、コンプレッサー、ソフトウェアと5つの付属品があります。いずれも正確な計測を行うためにはなくてはならないものなので、それぞれの特徴を知っておくことは大切です。また付属品が用途にあわないときのために、製造企業の情報も把握しておきましょう。
三次元測定機の
おすすめ3選
三次元測定機メーカー15社（※）の門型・アーム型・卓上型・ハンディ型と様々な製品を調査し、導入企業の声が公式HPで掲載されている信頼できる三次元測定機をピックアップ。 そのなかで「測定精度・安定性に優れている機器」「使いやすさ・汎用性に優れている機器」「実績・実例が豊富な機器」という3つに分けて、それぞれの三次元測定機が他と何が違うのかを詳しく解説します。
を求めるなら…
（キーエンス）
引用元：キーエンス
(https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure-sys/xm/007/2111_01.jsp)
ココが違う！
- ノギス感覚で使える独自のハンディ型
- 測定室以外（現場やオフィス）でも使える
- 最大2ｍという幅広い測定範囲
を求めるなら…
（東京精密）
引用元：東京精密
(https://www.accretech.jp/product/measuring/cmm/zeiss_xenos.html)
ココが違う！
- 最大許容長さ測定誤差は0.3＋L/1000㎛
- 繰り返し精度は+－0.2㎛
- 分解能（最小表示単位）は0.001㎛
を求めるなら…
（ミツトヨ）
引用元：ミツトヨ
(https://www.mitutoyo.co.jp/products/measuring-machines/cmm/standard/191-812h/)
ココが違う！
- 自動車、航空、製造と幅広い納入実績
- 1934年創業のノウハウが結集
- スマートファクトリーにも対応
・ZEISS XENOSは最大許容長さ測定誤差、繰り返し精度、分解能がいずれも調査した中で最高数値だったため
・XMは測定室以外でも使用できるハンディ式の中で、調査した中で最も高精度で広範囲の測定範囲だったため
・CRYSTA-Apexは社名ありの導入実例（計12件）が調査した中で最も豊富だったため
