大型部品を計測するにあたっての課題と3Dスキャナーを用いた解決方法

WHITE PAPER 大型部品を計測するにあたっての課題 および 3Dスキャナーを活用した解決方法 1

もくじ 1.　大型部品を計測する背景�������������������������� 3 2.　大型部品を計測するにあたっての課題と、その原因 ��������������� 3 3.　3Dスキャナーを用いた解決方法����������������������� 4 4.　3Dスキャナーを用いるその他のメリット�������������������� 5 5.　大型部品の計測のために開発された新型3Dスキャナーのご紹介��������� 5 6.　まとめ���������������������������������� 6 2

1.　大型部品を計測する背景 大型の部品は、輸送�自動車、鉄道、建設、重工業�エネルギーなど、さまざまな分野で利用されています。 これらの業界では、3〜 10メートル程度の大型部品の取り扱いが多く、従来はメジャーやノギスを用い、複数人 で長さを測定する方法が主流でした。大型部品は単純な形状が多く、要求される精度もそれほど厳しくないため、 メジャーやノギスによる計測で十分ニーズを満たせていたからです。 しかし、近年では大型部品にも複雑なデザインが増え、かつ部品を高精度に組み立てる必要が生じたため、要 求される精度もより厳しくなりました。 そのため、現在は大型の部品を1ミリ以下の誤差で高精度に計測する手法が求められるようになりました。 2.　大型部品を計測するにあたっての課題 人手不足に悩む部材メーカーにおいて、担当者が複数の業務を同 時にこなす中で、従来の計測手法では、測定作業に人手を要し、 工数やコストの増大が課題となっていました。 また、メジャーやノギスによる計測では、測定者によって当てる位 置が異なるため、計測箇所にズレが生じ、同じ部品を測定する場 合でも誤差が生じるという課題がありました。特に円形の部品においてこの課題は顕著に現れます。 測定者A 測定者A 測定者B 測定者B 円形部品では計測箇所にズレが生じやすい 測定に人手を要するといった課題については、プローブ型三次元測定機やデジタル距離計などの登場によって解決 できましたが、これらの装置を活用しても計測箇所のズレにより測定結果に誤差が生じる課題は解決できません。 3

3.　3Dスキャナーを用いた解決方法 このような課題について、3Dスキャナーを活用した測定で解決で きます。 3Dスキャナーは、部品の形状を取得し、PC上の 3Dスキャナー 専用ソフトに3Dデータを出力します。専用ソフト上でこの3Dデー タを参照し、測定箇所を指定することで、部品の長さや角度を正 確に測定できます。 また、ハンドヘルド型の 3Dスキャナーは手に持って測定できるため、測定場所の制約が少なく、複雑な形状の 部品も容易に測定できます。さらに、複数人での測定が不要となるため、1人でも大型部品の測定が可能になり ます。 3Dスキャナーを用いた図形情報による測定では、測定対象物の形状データから測定箇所を専用ソフト上で指定す るため、従来のメジャーやノギスによる測定で課題となっていた測定位置のズレによる誤差を回避できます。 2つの円の中心間の距離測定が可能 また、測定対象物の形状を正確に測定できるため、複雑な形状の部品の測定も可能になります。 複雑な形状の部品も測定可能 4

4.　3Dスキャナーを用いるその他のメリット 3Dスキャナーを用いるその他のメリットは、3Dスキャナーの専用ソフトウェアに、測定した部品の形状データに 平面や円などの図形情報を入力することで、同じ部品の同じ計測内容を繰り返す際、自動的に部品の形状情報 を照合し、自動計測できる点です。これにより、従来の手法では、人手と時間を要していた検査を短時間で効率 的に行うことができ、検査時間を大幅に短縮できます。 さらに、測定結果をExcel 形式で出力できるため、検査結果を帳簿へ入力する手間を省くことができます。 測定結果をExcel形式で出力可能。 5.　大型部品の計測のために開発された 　　新型3Dスキャナーのご紹介 ハンドヘルド型 3Dスキャナーのリーディングカンパニーである Creaform 社は、2023 年 11 月に、大型部品や大型構造物など の測定に最適化した新型 3Dスキャナー「HandySCAN3D|MAX Series」をリリースしました。 従来のハンドヘルド型 3Dスキャナーに比べ、測定距離�測定範囲 は約 45 倍の 2メートル×2.4メートルに拡大し、データ取得用のレーザーの本数も3倍になりました。 これらにより、最大 15メートルの大型部品を高精度 ( 測定精度は最大 0.075mm、15メートル離れた二点間の 測定誤差は 0.325mm)かつ効率的に計測することが可能となりました。 HandySCAN3D|MAXSeries 5

測定する際には、ターゲットシールを測定対象物に貼り付ける 従来のハンドヘルド型 3Dスキャナーは、測定対象とスキャナーの位置関係を正確に処理するために、10 〜 15cm間隔でターゲットシールを貼る必要がありました。新型 3Dスキャナー「HandySCAN3D|MAXSeries」は、 大型部品の測定に専用設計されているため、よりまばらな 30 〜 40cm 間隔で貼り付けても高精度な計測が可 能です。 これにより、測定時間の短縮や、シールの貼り付け作業の負担を軽減することができます。 また、過酷な環境下でも高い測定精度で測定でき、統合されたフォトグラメトリー ( 写真測量 ) 技術により高い解 像度で測定できる携帯性に優れた3Dスキャナーです。 ターゲットシールは、30〜40cm間隔での貼り付けで測定可能(写真はイメージです) 6. まとめ 近年、大型部品の計測において、複雑な形状の部品が増えたことでメジャーやノギスを用いた測定方法では測定 位置のズレによる誤差が生じたり、人手不足の影響で測定に人手をかけられないといった課題がありました。 複雑な形状の大型部品を一人でも容易に、高精度に測定できる新型 3Dスキャナー「HandySCAN3D|MAX Series」の活用により、生産性と品質の向上につながります。 環境計測カンパニー 営業本部 TEL: 046-296-6523　〒243-8555 神奈川県厚木市恩名5-1-1 E-PEL1050-01 (1.00)【公知】 6