3D 点群用評価ソフトウェア　GOM Inspect Software

Precise Industrial 3D Metrology +0.01 -0.28 +0.27 GOM Inspect Software 3D 点群用評価ソフトウェア 3D 検査 ポリゴンメッシュ処理 測定結果を用いたコミュニケーション 1

光学式 3D 計測 製造業における品質管理 多くの産業分野において、従来の接触式の座標測定システムが光学式の 3D 座標測定機械に置き換えられつつあります。これらの機械 を使用すれば、対象物の品質に関する情報をきわめて短い測定時間で、より詳細かつ理解しやすい形で取得することができます。 機械式の測定システムはポイントベース方式またはリニア方式でデータをキャプチャするのに対して、光学式の測定システムからは実際の 3D 座標と CAD データの間の偏差についての全視野のデータを得ることができます。この測定データにはオブジェクトのすべての情報が含まれて いるため、CAD データからの表面偏差に加えて、GD&T、トリミング、穴の位置などの詳細な情報も自動的に得られます。 光学式測定機械の精度は高価で高度なメンテナンスを要する機構によるものではなく、最新のオプトエレクトロニクス、高精度な画像処 理、および数学的なアルゴリズムに基づいています。 ユーザがいくつかの精度の標準化と自動キャリブレーションを実行することにより、機械 の精度が確保されます。これにより、過酷な条件でも摩耗による精度の低下はありません。接触式の機械と同様に、測定の不確かさはボー ルバーまたはステップゲージを使用することにより補正されます。 世界中に導入された 14,000 台以上の GOM 測定システムにより、自動車、シートメタル、鋳造、射出成形品、タービンブレード、ホイー ルなどの寸法品質が維持されています。多くの場合、詳細な解析は単なる「合格」か「不合格」かの評価ではなく、付加価値のある測定の 一環として、製造条件や機械のパラメータの最適化の基礎となります。 2

認証された3D計測ソフトウェア 近年の産業用測定では、用途の要件に応じて異なる測定技術が用いられます。これらのソリューションにより処理と評価用のデータが生成 され、多くの場合異なるソフトウェアパッケージが使用されます。GOM Inspect Professional はGOM社測定システム、他社3Dスキャナ、レ ーザースキャナ、CT、CMM、その他の測定機から得られた測定データを検査と評価するための機能を提供します。 測定精度を保証するために、GOM Inspect Professional と GOM Inspect ソフトウェアはともに PTB （ドイツ国立理工学研究所） や NIST （国家標準技術研究所） によりテストされ、認定を受けています。評価ソフトウェアの精度は、ソフトウェアからの結果と参照結 果を比較することによりテストされます。GOM ソフトウェアは、測定偏差が最も小さいカテゴリー 1 に分類されています。 製造業における要求 – 光学式3D測定は、製造プロセスにおい 3D 点群用ソフトウェア – GOM Inspect Professional を使用す てますます重視されています。測定データは継続的に増加してい れば点群を高品質な 3D メッシュデータにポリゴン化し、豊富なメ ます。これらのデータは処理し解析する必要があるため、従来の ッシュ処理機能を使用することができます。検査は、測定データと ツールでは近年の需要に応えることができないことが多くなっていま CAD データの比較、カラープロット、2D 断面または複数の検査ポ す。GOM Inspect ソフトウェアは今日の産業界のあらゆる要求を イントの解析によって行われます。無償の GOM Inspect ソフトウ 満たし、開発期間の短縮、製造プロセスの最適化、およびプロセス ェアにより、測定結果を簡単に交換し、詳細な解析を行うことが可 の安全性の向上を実現します。 能になります。 Circle Distance.L Nominal Actual Dev. Check Nominal Actual Dev. Check dXYZ +0.30 L +192.00 192.35 +0.35 Ø +7.65 +7.41 -0.24 +0.33 +0.05 -0.31 3

データのインポート インターフェース GOM ソフトウェアには、レーザースキャナ、ホワイトライトスキャナ、CMM および CT などの異なる測定機からの測定データをインポートする ための多くのインターフェースがあります。ソフトウェア内でデータを処理、フィルタリングし、間引きすることができます。共通形式や中間形式に 加えて、各種独自形式により CAD データをインポートできます。 点群からのポリゴンメッシュ 部品やコンポーネントの 3D メッシュは 3D 点群から計算され、視 覚化、シミュレーション、リバースエンジニアリング、設計データと実測 データの比較に用いられます。メッシュは、異なる測定機からの測定 結果を用いるバーチャル組み付けにも対応できるように調整されま す。正確なポリゴンメッシュは STL、G3D、JT Open、ASCII および PLY など多くの標準的形式としてエクスポートできます。ポリゴンメッ シュは、3D プリンティングなどの用途に用いる STL 形式にエクスポ ートすることもできます。 メッシュ処理 ポリゴンメッシュのスムージング、間引きが可能です。さらに、メッシュ の穴埋めを曲率に応じて実行、抽出することもできます。メッシュは 曲率べースのアルゴリズムと公差を用いて処理されます。このソフト ウェアではユーザがそれぞれの処理ステップをリアルタイムにプレビュー を見ることができます。 さらに、最良メッシュを求め、平均メッシュを算出することによって、ゴ ールデンメッシュを決定することができます。 4

CT インポート スキャンしたボリュームモデルはソフトウェアで直接視覚化し、評価す Cylinder 1 Cylinder 5 Nominal Actual Dev. Check Nominal Actual Dev. Check ることができます。コンピュータによる断層撮影で取得したボリューム Ø +4.85 +4.87 +0.02 Ø +9.75 +9.70 -0.05 データは、ドラッグ＆ドロップにより一般的な形式 (.vgi, .vgl, .pcr, .exv, .rek) または生データとしてインポートされ、直接評価すること ができます。さらに、スキャンした測定対象物の異なる材料を、別々 の表面メッシュとしてインポートすることができます。 複数の測定対象物を個別にスキャンするのに加えて、1度のCT撮 影で同時にスキャンされた複数のデータもインポートすることが可能 です。最大 32 個の測定対象物を、個別のメッシュとして一度にイ ンポートすることができます。GOM Inspect ソフトウェアでは、異な るポリゴン化のモードを用いてデータをインポートすることができます。 CAD インポート IGES、JT Open、STEP といった中間的な CAD データ形式、ならびに CATIA、NX、Solidworks、Pro/E などの独自形式も追加費用な しで GOM Inspect Professional にインポートできます。個々のデータ形式のインポートはドラッグ＆ドロップで行います。これらの形式はソフ トウェアによって自動的に識別・指定されます。 Circle 1 Circle 14 CMM Nominal Actual Dev. Check Nominal Actual Dev. Check dXYZ +0.88 dXYZ +0.98 Ø +10.00 +10.08 +0.08 Ø +8.40 +8.60 +0.20 5

全体形状解析 点群ベースの偏差プロット 光学式計測の最大の利点は色分けされた偏差プロットを用いて全体形状での評価と視覚化が可能となることです。この手法により、部品 の問題箇所を直感的に発見し、対応する処置を決定することができます。 C FTA / PMI 1 2 B 3 PLM (Product Lifecycle Management) のコンセプトでは、でき るだけ多くのプロセスと部品に関する情報を PMI (Product Man- ufacturing Information) の形で収集し、全社的でわかりやすい 管理と生産チェーンのコントロールを実現します。GOM は、各種検 査機能のデジタル形式でのやり取りを行うためのインターフェースを サポートしています。CAD データに対して意図して構築された品質 基準やデータムシステムを、デジタル形式で移行し、コンテキストに 沿った方法で評価することができます。CAD データのインポート時 に検査計画が直接生成されるため、特定の作業のために追加のプ Linear size ログラミングを行う必要はありません。 Nominal Actual Dev. Check 0.10(GX)ACS(SX) +7.01 +0.01 S +7.00 -0.10(GN)ACS(SN) 0.00 0.00 Cylindricity Position GD&T 解析 Zone Actual Check Zone Datum Actual Check 0.20 0.06 Ø 0.60 Datum System D│E 1.05 対応する GD&T 要素には、例えば平面度、平行度、円筒度な どがあります。二点間距離や最大実体公差方式、ローカルデータ ム、座標系における位置の公差の解析が可能です。 GOM は ISO 規格に加えて ASME 規格もサポートしており、規 格の更新状況は常にソフトウェアに反映されます。 6

位置合わせ GOM 3D ソフトウェアにはすべての標準的な位置合わせの機能が 含まれています。これらの機能には、RPS 位置合わせ、形状要素 に基づく階層的な位置合わせ、ローカル座標系における位置合わ せ、参照点による位置合わせ、全体ベストフィットや部分ベストフィ ットといった様々なベストフィット方式が含まれています。 ユーザは、例えばタービンブレードであれば、「バランスビーム」、 「均等化入れ子」のような特有の位置合わせを使用することもで きます。 設計値と実測値の比較 計算されたポリゴンメッシュは自由曲面と幾何形状を表しています。これらはサーフェスを図面や直接 CAD データと比較することで検証で きます。サーフェスの 3D 解析および断面や点の 2D 解析はソフトウェアで実施できます。CAD データを基準にして幾何形状 (線、平面、 円、円筒など) を生成することも可能です。 Distance Nominal Actual Dev. Check LX +112.50 +112.75 +0.25 +0.18 Circle 19 Nominal Actual Dev. Check -0.20 X +80.30 +80.27 -0.03 Y -86.70 -86.62 +0.08 Z -2.00 -2.00 +0.00 +0.08 Ø +6.39 +6.42 +0.03 7

アプリケーションに特化した解析 特定作業に使用される機能 Width front Width rear ポイントベースの検査 Nominal Actual Dev. Check Nominal Actual Dev. Check LY +2780.0 +2779.1 -0.9 LY +2780.0 +2782.1 +2.1 評価機能は点群に対しても使用できます。これには例えば、個 々の点の間の距離の測定や点と CAD モデルの比較などが含ま れます。そして構築機能は、複数の点をベースにした標準的な幾 何形状の作成に使用できます。生成された要素の寸法の精度 や平面度、円筒度、位置の精度を含む GD&T の解析が可能 となります。 Center distance Nominal Actual Dev. Check LX +20000.0 +19981.3 -18.7 曲線ベースの検査 Flush & Gap Nominal Actual Dev. Check F +1.90 +2.11 +0.21 G +3.37 +3.38 +0.01 GOM Inspect Professional は、ポイントベースの検査とサーフェ スベースの検査のギャップを埋めます。デジタイズされた全体形状デ ータは、曲線の構築機能や、個々の特性の視覚化のために使用 されます。例えば、エッジ曲線のキャプチャ、半径および字体線の解 析、またスプライン曲線の作成などが可能です。曲線ベースの検査 は隙間や段差の評価にも利用できます。 モーション＆変形の解析 モーション＆変形の解析はコンポーネントのコンセプトに基づいて行われます。点はまとまりのあるグループに分けられ、コンポーネントとして定 義されます。剛体運動の変換や補正は、これらのコンポーネントごとに計算されます。6DoF （6自由度） 解析はすべての方向への変位 および回転運動を求めるために用いられます。そして、ベクトル場によって点の動きと経時変形が視覚化されます。 8

翼型検査 GOM Inspect Professional では、一般的な検査機能と特定の 用途に特化した評価機能を組み合わせて使用できます。翼型やタ ービンブレードの解析向けに独自の品質管理機能として、2D 断面 に基づいたタービンブレードの翼型の中心線、重心、および厚さの検 査が含まれます。翼型の重心、半径およびねじれも計算できます。 表面欠陥の検査 光学式計測により、表面欠陥について連続的かつ再現性のある評価を行うことができます。従来の砥石を用いる方法よりも短時間で客観 的な結果を得ることができます。 表面欠陥のマップは部品の形状に直接適合されるため、GOM Inspect ソフトウェアでは曲面方向の表面欠陥の検査も行うことができます。 さらに、表面の法線方向が自動的に計算されます。検査計画に基づいて大面積を同一方向に解析する場合も、一つの欠陥マップだけで検 査できます。 +0.01 -0.01 9

ビジュアル・プログラミング 評価 – 測定 – ワークフロー パラメトリックなコンセプトに基づき、プログラミングのスキルを用いることなく、グラフィックユーザインターフェースからテンプレートを簡単に作 成できます。 パラメトリック検査 GOM ソフトウェアはパラメトリックなコンセプトに基づいており、これがすべての機能の基礎になっています。このパラメトリックなアプローチにより すべてのプロセスがトレーサブルであるため、測定結果とレポートの信頼性が保証されます。 Teaching By Doing Teaching by Doing 機能を使用すると完了済みの評価を 2 個 目以上の部品に簡単に適用することができます。パラメトリック設 計により、それぞれの検査ステップが自動的に保存されます。単一 評価と複数評価の間には差異はありません。すべての評価ステップ はスクリプティング、事前の計画、ユーザによる操作なしで機能しま す。このため、プログラミングに時間を割く必要はありません。 ポリゴンメッシュ 検査 複数部品の評価 Point 1.n dN (Nominal) ± 1.00 Avg +0.27 傾向、SPC、変形解析 Sigma +0.24 Min -0.16 Cp +1.38 CpK +1.00 Max +0.58 GOM ソフトウェアの基礎となっているパラメトリックなコンセプトによ り、例えば統計的工程管理 (SPC) における複数評価や変形解 析のために、傾向分析を実施することが可能です。これにより、1 つ のプロジェクト内で複数の部品または複数の段階の全範囲評価 が可能です。また、Cp、Cpk、Pp、Ppk、Min、Max、Avg および Sigma といった統計解析値を決定する機能性も提供しています。 10

レポート作成 Generated with GOM Inspect Surface Deviation [mm] +0.12 +0.29 -0.20 レポート作成モジュールにより、スナップショット、画像、表、図、テ Cone 2.xyz Cone 4.xyzNominal Actual Dev. Check Nominal Actual Dev. Check 0.40 dXYZ +0.27 dXYZ +0.10 0.24 キスト、図形などを含むレポートを作成できます。結果をユーザイ Cone 2 Cone 4 0.16Nominal Actual Dev. Check Nominal Actual Dev. Check 0.08 d +0.27 d +0.10 0.00 X -19.30 -19.32 -0.02 X -14.00 -14.01 -0.01 -0.08 ンターフェイス上に表示または編集したり、 ドキュメントとして Y +6.90 +6.87 -0.03 Y +99.15 +99.18 -0.03PDF Z +1.55 +1.82 +0.27 Z +2.45 +2.36 +0.09 -0.16-0.24 -0.18 +0.00 -0.40 エクスポートすることができます。テンプレートは再使用できます。 Element Property Nominal Actual Tol - Tol + Dev. Check Out L2X0253001 xyz -0.20 +0.20 -0.21 -0.01 また、レポートに保存された個々のシーンを 3D ウィンドウで復元 L2X0263002 xyz -0.20 +0.20 +0.20 R2X0253001 xyz -0.20 +0.20 +0.00 R2X0263002 xyz -0.20 +0.20 +0.12 できます。 L2X0303005 xyz -0.20 +0.20 +0.29 +0.09 L2X0303006 xyz -0.20 +0.20 +0.16 R2X0303006 xyz -0.20 +0.20 -0.18 L2X0313007 xyz -0.20 +0.20 +0.10 Prealignment Length unit: mm Mobile Phone Cover 1 1/4 Kiosk インターフェース Kiosk インターフェースは、ATOS ScanBox を簡単にコントロールするための専用のユーザインターフェイスです。ソフトウェアによりプロセス全 体がコントロールされ、高い精度とデータの品質を確保するように測定と検査が自動的に実行されます。これにより測定パラメータ、データお よびオペレーティングシステムは保護されます。 バーチャル測定室 (VMR) VMR は、センサ、キネマティクス、固定具および測定計画を含むコンポーネントからなり、バーチャルでありながら現実の測定環境の動作を 表現します。GOM Inspect Professional が提供するパラメトリック検査のワークフローと組み合わせることにより、VMR は自動測定の実行 を可能にします。これには、測定計画のインポート、オフラインおよびオンラインでのプログラミング、3D 測定シミュレーション、衝突制御、プロ セスの信頼性、データの取得、検査およびレポート作成が含まれます。 11

GOM サービス サポート&トレーニング GOM は、製品のライフサイクル全体にわたってお客様にサポートとアドバイスをご提供します。GOM のアプリケーションエンジニアは世界各 国で採用されており、お客様の現場で現地の言語で測定システムのサポートを行い、ユーザ特有の測定作業に関するアドバイスを提供して います。メールと電話により、GOM のサポートチームはソフトウェアやハードウェアに関するご質問に対応するだけではなく、用途やプロセスに 関するご質問にもお答えします。ソフトウェアのアップデートにより、GOM のお客様は最新の製品を使用することができます。 GOM が目指すモノは測定システムをご提供するだけではなく、それにともなう技術的なノウハウもご提供することです。GOM は初心者から 上級者までを対象とした標準化されたトレーニングコースを世界各国で開催しています。 www.gom.com/service の GOM サービスエリアから、登録済みのお客様はユーザマニュアルや用途ごとのビデオチュートリアルにアクセスし ていただけます。ナレッジデータベースにもハードウェアやソフトウェアに関する情報を含むさまざまな記事が掲載されています。ディスカッションフ ォーラムでは、他のユーザや GOM のエキスパートに質問したり、経験を共有することもできます。 12

無償 GOM Inspect ソフトウェア GOM Inspect は無償の 3D 検査、ポリゴンメッシュ生成用メッシュ処理ソフトウェアで、測定結果や CAD データのビューアとして使用する ことができます。この無償のソフトウェアは 3D データを処理、評価するユーザのために設計されています。 GOM Inspect では、すべてのパラメトリック機能が使用できるわけではありません。パラメトリック機能により、測定データのトレーサビリティ が保証されます。複数評価用のテンプレートやマクロの作成、パラメトリック検査機能は、GOM Inspect Professional でのみ使用できま す。GOM Inspect は社内、サプライヤ、顧客が測定結果を共同で評価および分析するための無償のツールとして使用することができます。 GOM Inspect と GOM Inspect Professional の比較 GOM Inspect GOM Inspect GOM Inspect Professional Enterprise スキャナデータのポリゴン化 メッシュ処理 基本形式 CAD データのインポート 独自形式 CAD データのインポート − 測定データのインポートとエクスポート ボリュームデータのインポート パラメトリック検査 − トレーサビリティ Teaching by doing − 位置合わせ 設計データと実測データの比較 GD&T 解析 傾向解析 傾向プロジェクトの作成 − 翼型検査 表面欠陥マップ 曲線ベース検査 ポイントベース検査 スクリプト作成 − テンプレート − レポート作成 バーチャル測定室 （追加モジュール） − ネットワークライセンス − − 詳細については、www.gom-inspect.com をご覧ください。 13

GOM の取引先 (抜粋) – Audi, ABB, adidas, Airbus, Alcan, Alcoa, Alfa Laval, Alstom, Arcelor, Asics, Aviadvigatel, Avtovaz, BASF, Bayer, Bentley, Blaupunkt, BMW, Boeing, Bombardier, Bosch, Braun/PG, Bridgestone, Cessna, Chrysler, Daihatsu, Daimler, DLR, DuPont, E.ON, EADS, Eurocopter, Faurecia, Fiat, Fisher-Price, Ford, Foxconn, Fuji, Gillette, GM, Goodrich, Goodyear, Gorbynov Aviation, Greenpoint, Hella, Hilti, Honda, Honeywell, Howmet, Hyundai, Isuzu, Jaguar, Johnson Controls, Kia, Land Rover, Lego, LG, Lockheed Martin, Mattel, McLaren, Michelin, MTU, NASA, Nike, Nissan, Nokia, Onera, Opel, Philips, Pininfarina, Porsche, Pratt & Whitney, PSA, Reebok, Renault, Rolls-Royce, Salzgitter Mannesmann, Samsung, Sanyo, Seat, Shell, Siemens, Skoda, Snecma, Solar Turbines, Sony, Stihl, Subaru, Suzuki, Tata, Thule, ThyssenKrupp, Toyota, Triumph, Villeroy+Boch, Voest Alpine, Volvo, VW, Walt Disney, ZF 14

GOM 高精度の産業用 3D 測定 GOM は最新の研究結果と革新的な技術に基づいて、産業用自動 3D 座標測定テクノロジーおよび 3D テスティングのソフトウェア、 機械、システムの開発、生産、販売を行っています。 GOM 社は 60 を超える拠点における 1000 人超の測定専門家から成る従業員ネットワークを駆使し、深い知識に裏打ちされたアドバイ スならびにプロフェッショナルなサポートとサービスを現場のオペレーターにその国の言語でご提供することを保証します。さらに GOM 社は様 々なトレーニングコース、カンファレンスやアプリケーションベースのワークショップにおいて、測定技術やプロセスのナレッジを提供しています。 1990 年より、GOM 社はドイツ・ブラウンシュバイクにて測定テクノロジーの開発を続けています。それぞれの研究開発部署において、 100 人を超えるエンジニア、数学者や科学者が現在そして未来の測定技術を創り上げています。 今日では 14,000 件を超えるシステム導入実績を基に、自動車、航空宇宙、消費財といった産業に従事する国際企業やそのサプライヤ ー、そして研究機関や大学に向けて、製品品質の改善、製品開発や製造プロセスの迅速化が行われています。 GOM 本社 ドイツ・ブラウンシュヴァイク 15

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