業界の測定機と3Dスキャナーを調整する

トップ3Dショップがあなたを歓迎します！今日は、3次元での機械的および光学的スキャンの技術について話します。CMM-座標測定機の動作原理と応用分野をご紹介します。さまざまな機器を比較します。記事から詳細をご覧ください。

前書き

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座標測定機（CMM）は、物体の正確な接触測定のための機器です。デバイスは、オブジェクトの表面上のポイントの位置を決定する特別なセンサー（プローブ）を使用して動作します。



測定ヘッドの動きは、コンピューターまたはオペレーターが制御できます。座標測定機は、XYZ軸に沿った元の位置と比較して、センサーの位置を変更することによってセンサーの位置を決定します。手の届きにくい場所での作業の場合、CMMはセンサーが移動するときにセンサーの角度を変更します。





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CMM作成のタイムライン

XX世紀の1950年代。Scottish Ferranti Companyは、2軸測定機の最初のプロトタイプを世界に発表しました。このデバイスは、軍事業界の課題に対応するように設計されています。



XX世紀の1960年代。イタリアの会社DEAは、3軸CMMを作成しています。



XX世紀の1970年代。コンピューター制御デバイスの出現。



XX世紀の1980年代。Browne＆Sharpeは、最初のデジタル制御商用車を開発しました。



業界のパイオニアであるBrowne＆SharpeとDEAは、現在、スウェーデンが保有するHexagonABの一部です。

機械的測定

手動CMM

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ポータブルハンドヘルドCMMはモバイルであり、プラント内のどこでも使用できます。ほとんどのデバイスはワイヤレスであるため、手の届きにくい場所でも使用できます。これらのデバイスは、複雑なエッジ、穴、くぼみなど、複雑な幾何学的形状のパーツを高精度で測定するように設計されています。この装置を使用して、GD＆T分析（形状、サイズ、公差）と、完成したサンプルと基本的なデジタルモデルとの制御比較が実行されます。





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ハンドヘルドCMMは、機器が複雑なセットアップとキャリブレーションを必要としないため、特別なトレーニングを必要としません。このようなデバイスを他のデバイスと一緒に編集およびデジタル化に使用すると、機器の機能と範囲が広がります。

水平アームCMM

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さまざまな側面からパーツに自由にアクセスする必要がある場合は、水平アームを備えたCMMが使用されます。このデバイスは重いプラットフォームで動作するため、測定中にオブジェクトが静止したままになります。この設計は、ユーザーを怪我から保護し、オブジェクトを変形から保護するように設計されています。



接触測定機器の中で、水平アーム座標測定機は、自動計測制御の分野で問題を解決するのに最も速いです。

ブリッジCMM

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Bridge CMMは、高精度で困難な測定用に特別に設計されています。それらは、非常に小さな直径のくぼみと穴をデジタル化します。デバイスの設計機能：

• 重い、通常は花崗岩のベース。
• 防振システム;
• さまざまな種類の損傷を排除するための剛性構造。
• 正確な測定と完成部品の基本的なプログラミングモデルとの比較のための交換可能なスタイリ、プローブ、およびプローブの範囲。

2つのバージョン：静的作業プラットフォームと可動ブリッジ、または静的ブリッジと可動プラットフォーム。

ポータルCMM

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ガントリーCMMは大きなオブジェクトを測定します。デバイス自体も大きいです。ガイドは、温度変化や変形に強い剛性のある素材で作られています。オープンデザインタイプは、部品の取り付け、直接測定、移動などの作業を簡素化します。

光学3Dスキャン

レーザー3Dスキャン

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レーザー3Dスキャナーは、物体を測定するための別の技術の代表です。プローブ測定とレーザー測定の主な違いの1つは、オブジェクトを成形する機能です。機械的スキャンでは、オブジェクトの形状はわかりません。レーザースキャナーでオブジェクトをデジタル化すると、ポイントクラウドが作成され、それに基づいてソフトウェアが3次元の詳細で高精度のモデルを形成します。





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レーザースキャンは非接触技術であるため、壊れやすく変形しやすい物体を扱う際のリモート品質管理に広く使用されています。レーザーはコヒーレント光源であるため、3Dレーザースキャナーは環境条件の変動による影響をほとんど受けません。

構造化照明によるスキャン

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光学3Dスキャナーは、通常、レーザーデバイスよりも手頃な価格です。光グリッドはスキャンされたオブジェクトに向けられ、カメラは光の投影の形状を固定し、各ポイントの座標を計算します。受け取った情報に基づいて、ソフトウェアはデジタルモデルを構築します。





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このテクノロジーを使用する3Dスキャナーは、レーザースキャナーよりも精度が劣りますが、いくつかの利点があります。

• 手頃な価格;
• 使いやすさ;
• 生物（人を含む）の安全なデジタル化。

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チャンネルや穴など、手の届きにくい場所をスキャンする必要がある場合、構造化された照明を備えたスキャナーには、携帯型の測定機器が追加されます。

マルチセンサーデバイス

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接触測定技術と非接触測定技術を組み合わせたマルチセンサー機器には、それぞれの方法の長所が組み込まれています。

• 手の届きにくい場所での高精度測定の可能性-CMMの利点。
• 高速作業とより多くの情報を受け取ることが、光学スキャナーの利点です。

このようなデバイスの設計は、センサー付きの追加プローブを備えた3Dスキャナーです。





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マルチセンサーマシンの構造には厳密な基準がないため、メーカーや目的によって異なる場合があります。

ロボット座標測定機

出典：metrology.newsロボットは



、測定を自動化するための最良のソリューションになりつつあります。デバイスは、環境条件に関係なく、常に同じ高精度で、疲労や休日なしで動作します。ロボットは、危険な環境や危険な環境にいる人々に取って代わります。それらは大小のオブジェクトで動作します。



CMM、光学スキャナー、プローブ、およびその他の制御デバイスは、センサーとして機能できます。今日の使用経験は、ロボットCMMであらゆる計測測定が利用できることを証明しています。

測定機器を使用した場合

改造のためのギアデジタル化、DeWys Engineering

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同社は、故障した大型キャストギアをギアボックスから再構築するという課題に直面していました。このソリューションでは、機械式およびレーザー3Dスキャンの機能を備えたロボット8軸マルチセンサーセンターFaro Platinum Arm LLPV3を使用しました。パーツの穴をデジタル化して検査した後、データが収集され、Geomagic DesignXソフトウェアで処理されました。作成されたモデルは、さらに処理するためにSoildworksに送信され、DeWys Engineeringのスペシャリストが、ホビングマシンでギアのコピーを作成するためのガイド付きのファイルを作成しました。

大型貨物の品質管理、コンピューター支援技術

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同社のマネージャーであるBob Renellaは、同社が大量の部品の品質管理を定期的に実施していることを共有しました。この点で、彼はプロセスを最適化するという課題に直面しました。検証の精度を失うことなく時間コストを削減することです。通常の技術はもはや会社に適していませんでした：オペレーターが細部のチェックに関与し、時間と品質の損失がありました。



Computer Aided Technologyは、次のような条件を選択しました。

• 追加のテストマシンを購入し、新しいサービスワーカーを募集します。
• 一部のチェックを実行するためにサードパーティを関与させると、コストが増加し、場合によっては測定の品質が向上します。
• より高度な機器に投資します。

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ガイドは最後のバージョンで解決しました。キットの買収の結果、ワイヤレスCreaform HandyProbeと2チャンバーC-Trackの結果、同社は多くの利点を享受しました。

1. モバイルスキャナーにより、オペレーターは企業のどの部分でも作業できるようになり、商品の委託品を検査場所に輸送するために費やされる時間と労力を節約できました。
2. チェックする部品のサイズは、古いテストマシンの機能によって制限されなくなりました。

Creaform社HandyProbe組み合わせるとINNOVMETRICのPolyWorksインスペクタのソフトウェアソリューションを、オペレータの作業が非常に簡単になりました。現在、スペシャリストは、ソフトウェアによって提案されたアルゴリズムに従ってリアルタイムで行動します。

ScanTechTrackScanおよびTrackProbeライトペンを使用した10mシャフトアームの15分での検査

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掘削機の操作中に、バケットアームに重い負荷がかかり、その結果、バケットシャフトブッシングが激しく摩耗します。バケットシャフトの穴の直径が大きくなると、レバー穴のシャフトの振れが大きくなり、機器の故障が発生します。したがって、レバーの穴のサイズを定期的に検査することで、機器の故障を防ぐことができます。この問題を解決するためにCMMを購入することは、そのような機械が恒久的に設置され、CMM設置場所への大型部品の輸送には追加の時間と費用がかかるため、費用がかかり非現実的です。





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現場で10メートルのアームのデジタル化、結果の処理、品質管理に15分かかりました。スペシャリストは、ノルウェーのメーカーであるMetronorと提携して作成されたScanTech TrackScan3Dスキャナーを使用しました。スキャナーはマーカーなしで動作し、TrackProbeライトペンを備えており、任意の深さと半径の穴を高精度で測定します。

結果

出典：creaform3d.com



メーカー間の厳しい競争に直面して、製品品質に対する要件は絶えず高まっています。したがって、品質管理プロセスを最適化するため、つまり速度と精度を向上させ、コストを削減するための生産ニーズが高まっています。市場は、操作が簡単で、すぐに使用でき、さまざまな業界の特定の問題を解決する3DスキャナーとCMMなどの専門機器を求めています。



消費者の高い要件を満たし、競争力を維持する製品を作成するには、商品やサービスのサプライヤーは最新の機器にタイムリーに投資する必要があります。





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