三次元測定機で使われるプローブとは
三次元測定機ではプローブを使用して測定を行います。プローブは特殊な先端形状をしており、高い抵抗値を持っている点が特徴です。ここではプローブの特徴と種類、使用の際に確認したいポイントを紹介します。
そもそもプローブとは
プローブの定義は「測定や実験のために被測定物に接触または挿入する針」です。特殊な剪定形状と高い抵抗値を持ち、被測定物に接触したり挿入したりすることで波形信号を取り出すのが特徴です。
測定機と被測定物をケーブルで直接接続するのが理想であるものの、被測定物の形状や使用はさまざまです。そのため、プローブを使って電気的な接続を行い、周波数・電圧を測定します。三次元測定機だけでなく測定機全般において、プローブはなくてはならない存在です。
プローブの種類
プローブには、種類ごとにそれぞれ特徴があります。
タッチトリガープローブ
タッチトリガープローブは、座標を三次元測定機のプロセッサに送信するために、測定対象物の表面に接触させます。
変位測定プローブ
変位測定プローブは、パーツもしくはコンポーネントをスキャンすることで機能します。表面測定データのストリームを、三次元測定機に中継するのが役割です。
近接プローブ
プローブがオブジェクトと物理的な接触をする必要がありません。変位測定プローブが採用する電気センサーに代わって、レーザー・ビデオ技術を導入しているのが特徴です。
プローブを使用する際に確認したいポイント
プローブは、間違った使い方をしていると正常に機能せず、測定結果にもブレが生じてしまいます。測定誤差が起きてしまったら、三次元測定機で測定する意味がありません。正しく使うために、確認したいポイントは以下の通りです。
定期的な交換を行う
プローブは、長く使っているうちに接触不良を起こしたり、断線したりすることがあります。そのまま使用すると正確な測定ができなくなるため、プローブは消耗品であると割り切って定期的な交換を行いましょう。よく使用するプローブはストックしておき、決めた回数もしくは決めた期間使用したプローブは交換することを習慣にすると良いでしょう。
ルーチンワークに補正を取り込む
プローブは補正が必要不可欠です。自分専用の三次元測定機で同じプローブしか使うことがないという場合は、補正はあまり必要ありません。しかし、他の人と共有・共用していたり違うプローブを使用したりする場合は、その都度補正を行いましょう。
三次元測定機を使用する際のルーチンワークとして補正を取り込み、常に補正を行ってから測定すると測定誤差が最小限に抑えられます。
接続の時間はできる限り短くする
正確な測定のために、測定機と被測定物の間の接続はできるだけ短いのが理想です。接続が長くなると、途中でノイズの影響を受けて信号が歪む恐れがあります。できるだけ短い接続を意識し、不必要に長いケーブルは使わないようにしてください。
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。
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（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
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（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㎛
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（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
