固定型と携帯型CMM測定機の選び方：知っておくべきポイント

CMM測定機とは？

三次元測定機（CMM）は、プローブを用いて製品や物理オブジェクトの表面に離散点があるか検出し、幾何形状を測定する装置です。CMMには機械、レーザー、光学、白色光など様々なプローブを装備可能。プローブ位置はオペレーターが手動制御するか、コンピュータシステムで制御されます。

座標測定機は大規模投資であり、携帯型CMMと固定型CMMの選択に迷うことが多々あります。実は検討すべき要素がいくつかあります。本記事では、携帯型と据置型の選び方を解説します。

携帯型CMM測定機とは？

携帯型CMMと従来型CMMの主な違いは測定メカニズムにあります。従来型CMMが3直交軸ベースのプローブで物体を測定するのに対し、携帯型CMMはアーティキュレートアームまたはアームフリーシステム（光学三角測量法）を採用し、物体周りの移動自由度を高めています。

アーティキュレートアーム搭載携帯型CMMは6軸または7軸を持ち、リニア軸ではなくロータリーエンコーダーと連結されています。携帯型CMMのアーティキュレートアームは軽量でどこへでも持ち運べ、通常20 lbs（約9 kg）未満です。以前は少数派だったアームフリーCMMも産業界で人気上昇中。コンパクトなリニア/マトリクスアレイカメラ搭載で、アーム付きよりさらに小型・携帯性に優れます。光学CMMはワイヤレス設計が特徴で、事実上どこにでもあるあらゆる物体の測定を可能にします。

携帯型CMM測定機のメリットと限界

携帯型CMMは、ラピッドプロトタイピング、リバースエンジニアリング、様々なサイズ部品の大規模検査等で特に普及しています。携帯型CMMの大きな利点：制御環境下での正確測定の容易さ、リモートロケーションでの多様な部品3D測定の柔軟性。さらに、携帯型CMMは一般に据置型より安価です。

既知の欠点として、携帯型CMMは最低1名の手動操作が必要です。精度面では、ブリッジ型CMM等他タイプに劣ると見なされています。また汎用性が不十分で、特定用途にのみ適しています。

携帯型と固定型の選択

CMMは高価な測定器の一つであり、多くの人が悩む共通問題です。どちらが最適か決める前に、まず以下の問いに答えることを推奨します：

1. 必要な精度レベルは？
2. 測定対象部品のサイズは？
3. スループット（処理量）要件は？

● 精度要件を確認

端的に言えば、上記3問で本質的に表現される検査ニーズを知ることが、携帯型か固定型か決める鍵です。まず必要精度レベルを知るには基礎知識以上が必要です。作業中の測定パラメータを具体的に理解する必要があります。一般的なサイズキャパシティと同様、精度が上がるとソリューションコストも上がる傾向があります。プロジェクトに適した精度要件なら、必要予算を確保できているか確認してください。

● 測定対象を考慮

次に、検査ニーズに関わる測定対象部品サイズを、形状を含め体積考慮で検討します。前述の通り、検査システムのサイズ能力は後発コストと直接相関します。丸物、平物、不定形等、パーツ形状を知ることは検査ニーズ検証に極めて重要です。一般に、固定型CMMは非常に大きな部品を自動測定するプロジェクトに最適。だがそのため固定型CMMは携帯型より高価傾向。大規模プロジェクトで100万ドル超の見積もりでも驚かないでください。

● 総スループットを考慮

さらに、スループット要件を検討します。毎日大量の同一パーツ測定が必要なら、コンピュータ制御搭載固定型CMMがよりコスト効率良い選択肢となります。つまり、一定自動化度を持つ固定型CMMは、大量・反復検査タスクを最適サイクルタイムで効率的に遂行できます。逆に、厳しい精度要件も大量検査ニーズもないなら、携帯型CMMがより良い投資となります。

● その他考慮パラメータ

最後に、上記核心要因を検討した後、第二義的だが操作性、安全性、機械サイズ、メンテナンス等の基準も考慮できます。結論：コストのみで決断しないこと。初期コスト抑制できても、失敗投資と付き合う方が遥かに恐ろしいです。