台湾の精密三次元測定機（CMM）検査サービス：グローバル生産品質を保証

CMM測定とは

三次元測定機（CMM）は、試作品と量産部品を検証する装置です。CMM測定は、物体の幾何形状からX、Y、Z軸に沿った一連の点を、高感度タッチトリガーまたは電子プローブで精密に測定することで取得されます。これらの測定値は、仕様に従って特定製品部品を合格判定するために必要です。

なぜCMMが必要か

従来の検査方法は、検査員のスキルレベルに大きく依存していました。その他の制約もあり、部品が誤って製造されても検出されず、顧客に納入されることがありました。CMMはこのような問題を解決するために開発されました。台湾にはCMMメーカーがあり、世界に向けて多様な高品質CMMソリューションを提供しています。

製造設計がますます複雑化する中、関連形状を精密に測定するために三次元測定機が必要です。より迅速かつ正確な検査プロセスのニーズに応え、CMMは所定の時間内に部品を効果的・効率的に検査し、再現性のある正の結果を出しながら顧客要求を満たします。

三次元測定機の構成要素

三次元測定機は主に以下のコンポーネントで構成されます：プロービングシステム、コントローラ・ソフトウェア、その他アクセサリ。

• プローブ：光学或はレーザータイプではなく、球形チップを持ちます。球形チップは一般にルビーとジルコニウム製ですが、温度変化で寸法変化しない他の剛性材料も使用されます。また、球形に代えて鋭い針状プローブも使用されます。
• コントローラとソフトウェア：CMMはデータ収集と処理が可能で、通常アプリケーションソフトウェア、デスクトップコンピュータ、マシンコントローラで構成されます。ソフトウェアはサードパーティ製または独立系CMMメーカー製です。
• 花崗岩テーブル：CMMの表面は石材でコーティングされることが多く、高精度測定を実現します。石材表面は傷や変形に強く、交換までの寿命が長いメリットがあります。
• 治具：CMMが意図通りに機能するための必須コンポーネントです。測定対象物がCMM作業中に動かないよう固定します。わずかな動きでも誤差や不正確さの原因になるため、クランプ、治具プレートなどで測定対象を固定するのが一般的です。
• エアコンプレッサーとドライヤー：機械的性質上、エアコンプレッサーとドライヤーを装備することが多く、花崗岩タイプや標準ブリッジタイプのCMMで最もよく見られます。

CMM測定データの活用方法

球形プローブが測定対象に触れて偏向するたびに電気信号が生成され、コンピュータに記録されます。対象物の要件に基づき、任意の点数を収集・測定できます。

これらの点を収集する目的は、個々の点の集合を用いて、顧客提供のCADファイルデータに対する実部品の測定値を検証し、収集データの品質を保証することです。

また、点群として部品形状を輪郭化するよう点を収集します。これは特に、測定対象の試作品をCADプログラムの基盤として更なる部品製造に使用する場合に有用で、CNC加工のメカニズムに類似しています。

光学システムでは光が乱反射するため到達困難または不可能な内部領域の点測定にも、CMMは最適です。

CMM測定のメリット

CMMの主なメリットには以下があります：

• 高精度・高確度：前述の通り、従来検査法より高精度な測定が可能です。基本パラメータに加え、平面度、真円度、直線度、角度も測定できます。
• 長寿命：適切なメンテナンスで長年使用可能です。堅牢な材料で構築されているため、CMMの寿命が最適化されています。
• 無作為抽出検査：CMM測定は無作為抽出に適しています。理論上、抽出したサンプル（代表サンプル）が公差仕様を満たせば、母集団全体も検証をパスすると見なせます。

CMM測定の制限事項

CMMの制限事項には以下があります：

• プローブが部品に接触する必要がある：通常問題になりませんが、一部の部品は極めてデリケートで柔らかい表面を持ち、プローブチップの接触で表面が損傷する恐れがあります。それでも、CMM測定時にはプローブが物理的に対象物に接触する必要があります。
• 標準化されていない：CMMソフトウェアは特定機種専用に独自設計されることが多く、制御ソフトウェアが異なる機種間で互換性がありません。機械を管理・監督するオペレーターにとって特に重要で、ソフトウェアプログラムの違いをすべて把握する必要があります。
• 大量検査：CMMは高コスト・少量部品の測定に優れますが、大量生産では問題となります。精度と確度は維持されますが、長期間の部品測定はコスト高になります。例えば、数百・数千個の自動車部品をCMMで測定するのは得策ではありません。