精度を極める：高機能ハイトゲージで比類なき精度を実現

品質室での測定チェックであれ、現場での迅速・正確なチェックであれ、ハイトゲージは今日、計測分野で最も有用なツールの一つであり続けています。ハイトゲージで行われる基本測定はよく知られていますが、今日の多くの新型機器は、三次元測定機（CMM）に近い能力を、CMMと同等の精度で発揮できます。CMMに代わるものではありませんが、CMMと同様のタスクをこなせる多機能ハイトゲージがあれば、CMMをより複雑で重要な品質チェックに温存できます。

ハイトゲージはその名の通り、高さを測定します。測定スタイラスを持つスライダーが、ベースの基準面に垂直な単一垂直軸に沿って、ビーム上の測定スケールに対して移動します。

ハイトゲージは花崗岩定盤上で使用し、基準面から部品特徴を測定・刻線します。スクライバー、テストインジケーター、タッチプローブ、CMM型プローブを使用して測定対象特徴を検出します。ハイトゲージは品質管理に有用な器具であり、その能力は向上し続けています。

ハイトゲージには3つの基本タイプがあります：バーニヤ、ダイヤル、デジタル。

スライダーによる基本的な高さ測定であればすべて良いツールですが、進歩の大半はデジタルで起きています。改善点には、より高い分解能と精度、温度補正、直線度・直角度・平面度・角度の測定機能が含まれます。

高分解能・高精度・2D測定

新しいエンコーダーにより、今日のゲージでより高い分解能が可能になりました。堅牢な構造もより高い精度の可能性を高めますが、ゲージの安定性が増すと重量も増します。通常、これは摩擦増大でスライダーの移動を難しくします。これを補うため、一部の機種にはボタン一つでアセンブリ全体をエアクッション上に浮上させる空気浮上機能があります。

ほとんどの標準測定用途では、高さ、隙間、厚み機能を使用します。新型ゲージでは、直径、穴間距離、R面からのピーク測定、ほとんどの測定点組み合わせ間の距離を測定できるようになりました。

図面が2D測定を要求しているとします。通常ならCMMが必要ですが、ハイトゲージの2D測定機能があれば、新型ハイエンドデジタルハイトゲージでその類の用途に対応できるかもしれません。対角線測定機能は、部品を90度回転させて同じ点を測定するだけで実現できます——これは以前、CMMや光学システムなどの多軸ユニットでしかできませんでした。

基本ハイトゲージが苦手とする用途の一つが、中心間距離測定です。この課題は、演算機能付きハイトゲージの登場で克服されました。これにより、ハイトゲージがスイープ内の最高点と最低点を記憶できるようになりました。このハイトゲージは依然として2Dゲージですが、ピークと谷もボタン一つで測定・記憶・呼び出し可能です。ボールプローブはより小さいものと交換可能で、狭いスロットにも到達できます。ほとんどのスクライバー付きハイトゲージは上向きの段差や高さを測定するのに使われてきました。スロットや溝の底面を測定するのは、ボールプローブとマイクロプロセッサーによるボール径補正が導入されるまで、実質的に選択肢がありませんでした。これにより、中心間距離などの距離測定プロセスがより速く、簡単になりました。

その他の測定

平面度、公差判定、角度：水平平面度は、平面度ボタンを押し、上面または下面に接触させ、部品またはハイトゲージを水平にスキャン/スライドするだけで簡単に測定できます。

見やすいGO/NO-GO公差判定表示により、オペレーターの見落としを減らせます。直接読み取り値、またはマスタからのゼロ偏差という比較タイプのいずれかに設定可能です。

多くの品質チェックで角度測定が要求されます。特別なプローブまたは水平オフセットにより、ほとんどの新型ハイトゲージでこの種の測定が可能です。部品を通常通り高さ方向で測定し、水平に移動させて再度高さを測定します。高さの差と入力したオフセット距離から角度を算出します。

直線度/直角度：一部のハイトゲージモデルは、インジケーターなどのリニア変位デバイスからの出力を入力できます。この入力により、ゲージの高精度直角度仕様により、表示部で直線度と直角度の両方を表示できます。

出力とデータ

インダストリー4.0が迫る中、データ出力の要件は一般的に、かつ多様なフォーマットで増えています。データの一部はUSBとRS-232Cを通じてスプレッドシートや統計的工程管理（SPC）ソフトウェアに直接入力されます。データ自体もより完全になり、測定値、統計、タイムスタンプなどの機能を含めることができます。統計も自動計算され、画面表示やPC出力が可能です。

新型ゲージは、オペレーターを事前測定ポイントへ誘導するシンプルなプログラム作成機能を提供し、毎回同じ位置が測定され、測定漏れがないよう確保します。これは未経験オペレーターに有用です。これらのゲージの多くが現場で使用されるため、材料タイプを選択すれば温度補正係数が自動入力され、過酷な条件下での精度向上に寄与します。

元記事はQuality Magazineに掲載。