製造における精密測定: CMM マシンを詳しく見る

三次元測定機

測定は製造工程の不可欠な部分であり、最終製品の望ましい品質と精度レベルを維持するのに役立ちます。測定により、製造業者は起こり得る偏差やエラーを検出して修正することができます。製造には、次のようなさまざまな測定機械や装置が使用されます。 マイクロメーター、表面形状計、三次元測定機 (CMM)、および高さゲージ。

製造業で使用されるさまざまな測定機器の中で、CMMはその汎用性と精度から最も人気があります。CMMマシンは、主に物体の物理的形状など、複数の特徴と特性を測定できます。この記事では、CMMマシンの詳細について説明します。 動作原理、製造における重要性、利点、およびその他の関連する側面。

三次元測定機 (CMM) とは何ですか?

座標測定機は、物体の物理的形状と特性を正確に測定する、製造現場で使用される高度な測定ツールです。 物体の表面上の点の座標を測定して、その形状や寸法を測定するため、座標測定機と呼ばれます。

CMM加工 測定対象物の表面をタッチまたはスキャンするプローブ（機械式または光学式）を使用します。次に、機械はプローブから取得したデータを使用して対象物の形状のデジタル表現を作成し、それをコンピューターでさらに分析します。

三次元測定機ではどのような測定が可能ですか?

CMM（座標測定機）は、物体のさまざまな物理的特性や性質を高い精度で測定できます。CMM で実行できる測定には、次のようなものがあります。

三次元測定機の動作原理

三次元測定機のさまざまな部品

CMM は、機械式プローブまたは光学式プローブを使用して、測定対象物の表面と相互作用します。 プローブが物体の表面に触れたりスキャンしたりすると、機械は相互作用から情報​​とデータを収集します。

たとえば、CMM が物体の寸法を測定しているとします。その場合、プローブは長さ、幅、高さ、角度、半径、形状、輪郭、その他の幾何学的特徴などの情報を収集します。一方、CMM が表面粗さを測定する場合、プローブは穴とボアの寸法、位置と方向、表面の山と谷などの情報を収集します。

次に、プローブによって測定されたデータが CMM ソフトウェアに保存されます。 データには、プローブの種類とプローブがたどるパスに応じて異なる情報が含まれる可能性があり、デジタル命令 (またはプログラミング) によって設定できます。 最後に、CAD モデルの仕様、寸法、公差を使用して測定データを分析することで、意図した決定が行われます。

機械式プローブと光学式プローブとは何を意味しますか?

機械プローブは、硬いアームの先端に取り付けられた小さなスタイラスです。表面に触れて、信号を機械に送り返します。機械は、3 次元空間におけるプローブの位置を分析して、オブジェクトの形状のデジタル表現を作成します。次に、デジタル形状を分析して、目的の寸法と比較します。

対照的に、光学プローブは光源とカメラを使用して物体の表面を測定します。光源が表面を照らし、カメラがさまざまな角度で画像を撮影します。次に、機械はそれらの画像を使用して形状の 3 次元表現を作成します。

三次元測定機の使用方法?

製造業で CMM マシンを使用すると、精度、品質、生産時間を最適化できます。ただし、CMM マシンの使用は簡単ではありません。慎重に実行する必要があるいくつかの手順が含まれます。

三次元測定機測定に使用するプローブ

1. 部品の準備

測定結果の精度は、部品の適切な準備に依存します。 したがって、最初のステップは、部品が清潔で、破片や汚染物質がないことを確認することです。

プローブや測定プロセスとの干渉を避ける必要があります。さらに、オペレータは部品の原点と方向を特定して、部品の座標系を定義する必要があります。この情報は、CMM マシンが部品の特徴と寸法を正確に測定するために必要です。

2. プローブの選択

使用するプローブの種類は、部品の形状と測定する形状によって異なります。 部品のすべての重要な機能と寸法にアクセスできるプローブを選択する必要があります。 市場で入手可能な一般的なタイプのプローブには次のものがあります。

• タッチトリガープローブ: 部品の表面上の離散点を測定します。
• 走査プローブ: 連続表面を測定します。
• 光学プローブ: 物理的接触なしで部品の特徴を捕捉します。

適切なプローブを選択したら、オペレーターはそれを CMM マシンに取り付けて校正する必要があります。

3. 三次元測定機の校正

校正には、測定システムの精度を検証し、必要な基準を満たしていることを確認することが含まれます。CMM 測定では、校正済みの球体などの既知のアーティファクトを使用して、CMM マシンの精度と再現性をテストするプロセスが行われます。

校正中に見つかった不一致は、プローブ校正、温度補正、機械の調整などの CMM 機械の設定を調整して修正する必要があります。

4. 測定ルーチンのプログラミング

測定ルーチンは、測定するポイント、測定する順序、および測定パラメータを指定します。手動でプログラムすることも、測定する部品の CAD モデルをインポートするソフトウェアを使用して自動的に生成することもできます。

5. 測定の実行

次に、CMM はプログラムされたパスに沿ってプローブを移動し、各ポイントで測定を行うか、部品の表面を連続的にスキャンします。測定値は記録され、CMM のソフトウェアに保存されます。後でデータを分析して、部品の品質と製造要件への準拠を判断できます。

6. 測定データの解析

最終的に、測定データが分析されて、部品が要求仕様を満たしているかどうかが確認されます。 これには、測定値を部品の設計仕様またはメーカーが指定した許容限界と比較することが含まれる場合があります。 部品が必要な仕様を満たしていない場合は、製造プロセスを調整して問題を修正できます。

精密製造における三次元測定機の重要性

CMM は、部品が最高の品質基準に従って製造されることを保証すると同時に、製造プロセスの効率と生産性を向上させるのに役立ちます。 製造における CMM の役割は次の点に要約できます。

正確な仕様

CMM は、製造された部品が設計の寸法、幾何学、および表面仕上げの要件を確実に満たしていることを確認するのに役立ちます。 これにより、製造プロセスにおける欠陥、エラー、不一致のリスクを最小限に抑えることができます。

製造効率の向上

CMM 測定は、製造で使用される機械やツールのパフォーマンスに関するフィードバックの優れたリソースです。 これは、メーカーがプロセスを最適化し、潜在的な問題を発生前に特定するのに役立ちます。

統計的プロセス管理 (SPC)

CMM を使用すると、メーカーは SPC を実行して製造プロセスを継続的に監視できます。 定期的なモニタリングにより、部品の品質の問題や変動を示す可能性のあるデータの傾向やパターンが特定されます。 この情報は、製造プロセスを調整するのに役立ちます。

検査時間の短縮

CMM の精度と精度が高いため、測定データを迅速かつ正確に収集できます。 これにより、時間がかかり、エラーが発生しやすい手動の検査方法が不要になります。 その結果、メーカーは部品や製品の検査に必要な時間を短縮でき、製造プロセスの全体的な効率の向上に役立ちます。

品質基準への準拠を確保します。

現代の製造業では、消費者の期待に応え、安全性を確保し、戦略的優位性を維持するために、品質基準の遵守が不可欠です。 CMM は ISO、AS9100 などの品質基準を保証します。 これらの規格は、安全性、信頼性、機能性を確保するために、部品や製品を製造するための特定の要件を定義します。

生産能力の増強

製造業で CMM マシンを使用する大きな利点の XNUMX つは、生産能力の向上に役立つことです。 CMM マシンを使用すると、サイクル タイムを短縮し効率を高めるために改善できる領域を特定することで、生産プロセスを最適化できます。 これは、CMM マシンによって収集されたデータを分析し、生産が遅れているボトルネックや領域を特定することで実行できます。

より多くのリソース： 表面粗さ: 知っておくべきことすべて

まとめ

三次元測定機 (CMM) は、最終製品に求められる品質と精度を確保する上で重要な役割を果たします。 CMM は、寸法、表面プロファイル、粗さ、穴とボアの測定、方向など、物体の複数の物理的特性を測定できます。

At プロレアン、必要な精度と仕様を確保するために、高度な三次元測定機を使用しています。 当社の CMM マシンは、使用される製造アプローチに関係なく、あらゆるサイズと形状の製造部品に対応できます。 したがって、 お問い合わせ CNC、板金、EDM、その他の方法で部品や製品を作成する必要がある場合。 CMM測定により、お客様の品質と精度の要件を保証します。

よくある質問

三次元測定機とは何ですか?

座標測定機は、製造業において物体の物理的形状と特性を測定するために使用されるツールです。プローブを使用して測定対象物の表面に触れたりスキャンしたりし、物体の形状のデジタル表現を作成します。

三次元測定機ではどのような測定が可能ですか?

CMM マシンは、寸法、表面プロファイル、表面粗さ、位置、方向など、物体のさまざまな物理的特性や特性を測定できます。

三次元測定機を使用する利点は何ですか?

CMM マシンは、その多用途性と精度により、製造業で人気があります。 物体の複数の特徴や特性を高い精度で測定できるため、メーカーは起こり得る逸脱やエラーを検出して修正し、最終製品で望ましいレベルの品質を確保できます。