並列許容差の基礎を理解する：完全ガイド
エンジニアが製造の精度をどのようにして確保しているのか、不思議に思ったことはないだろうか。この記事では、平行度公差の魅力的な世界に飛び込みます。微小な偏差が部品の性能にどのような影響を与えるかを学び、その発見を...
製造業において、どのようにしてミクロン単位の精度が達成されるのか不思議に思ったことはありませんか？座標測定機（CMM）がその答えです。高性能データ収集システムとエアブレーキスイッチを搭載したこの先進的な装置は、自動車から航空宇宙まで、あらゆる産業において卓越した測定精度を保証します。この記事では、CMM の仕組み、様々な種類、そして CMM が製品設計と品質管理にもたらす驚異的な精度についてご紹介します。さらに読み進めることで、CMM の仕組みと現代の製造業における重要な役割について理解を深めることができます。
三次元測定機（CMM）は、様々な産業で使用されている精密測定機である。3軸にエアブレーキスイッチとマイクロモーションデバイスを装備し、各軸の正確な伝達を可能にしています。また、測定精度を確保するため、高性能データ収集システムを搭載しています。
CMMは、製品設計、金型装置、歯車やブレードの測定、機械製造、工具固定具、蒸気金型部品、電子・電気機器、その他の精密測定に一般的に使用されています。
三次元座標測定機（CMM）は、三次元座標系内の幾何学的寸法、形状、空間的関係を測定するために使用される精密測定装置である。直交する3軸（X、Y、Z）に沿って高精度で移動できるプローブを利用して動作する。
プローブには、ワークと物理的に接触するもの（タッチトリガープローブやスキャニングプローブ）、非接触で計測を行うもの（レーザーシステムやビジョンシステム）があります。各軸の変位測定システムは、通常、高精度リニアエンコーダまたは光学スケールを採用し、高性能コンピュータシステムにデータを供給します。このシステムは、収集されたポイント（x、y、z）を処理して、ワークピースのさまざまな幾何学的特徴、寸法、形状特性を計算します。
CMMは、以下のような部品の品質を多面的に測定することができる：
この多目的な装置は、自動車、航空宇宙、先端製造業など、さまざまな産業で精度と正確さを確保する上で極めて重要である。
モデル仕様
構造ドイツ式ムービング・ブリッジ・デザインの3軸花崗岩構造で、安定性を高める4面エンクロージャーを採用。
駆動システム：DCサーボモーターとプリロードされた高精度エアベアリングを組み合わせ、摩擦のないスムーズな動きを実現。
測定システム：分解能 0.1 μm（100 nm）の RENISHAW オープンリニアエンコーダ。
プローブシステム：レニショーのコントローラーとプローブヘッドを使用し、互換性と高性能の測定能力を確保。
ベース高精度（グレード00）の花崗岩製定盤で、安定した基準面を提供。
環境要件：
空気圧の要件：
パフォーマンス仕様：
主な特徴
本機は3軸すべてに天然花崗岩のガイドレールを採用し、構造全体を通して優れた熱力学的安定性を確保している。この設計上の選択により、異なる軸に混合材料を使用した機械で起こりうる、材料間の熱膨張差から生じる精度の誤差が排除される。花崗岩の均一な熱特性は、さまざまな環境条件や測定時間にわたって一貫した性能を発揮します。
花崗岩と航空用アルミニウム合金の比較
アルミニウム合金材料は、花崗岩に比べて著しく高い熱膨張係数を示します。この固有の特性は、精密機器の寸法を不安定にする可能性があります。
三次元測定機（CMM）では、航空グレードのアルミニウム合金で製造されたビームやZ軸構造などの部品は、特に長時間の使用や熱サイクルによって、経時的な寸法変化や精度ドリフトの影響を受けやすい。
一方、ハイエンドの CMM では、重要な構造部品に花崗岩を使用することがよくあります。三次元座標系のプラットフォームと主軸は、通常、精密に研磨された花崗岩のブロックで構成されています。この材料を使用することで、熱安定性と振動減衰特性に優れています。
メインシャフトは花崗岩で製作され、ビームとZ軸は、重量と剛性を最適化するためにアルミニウム合金やその他の材料を使用したハイブリッド設計を取り入れることができる。しかし、このような熱膨張係数の異なる材料の組み合わせは、温度変動にさらされたときに測定誤差や安定性の問題を引き起こす可能性がある。
これらの課題を軽減するため、先進的な CMM では、3 軸ガイドシステムに完全な花崗岩の矩形構造を採用しています。この設計は、高精度でセルフクリーニングが可能なプレストレストエアベアリングによって補完されています。モノリシックな花崗岩構造により、長期的な寸法安定性と測定精度が保証されます。
エアベアリングは、軸方向に安定したバランスの取れた力分布を提供し、摩耗を大幅に低減し、機械の重要なコンポーネントの長寿命化に貢献します。この設計はまた、摩擦やスティック・スリップの影響を最小限に抑え、測定の再現性を高めます。
特許取得済みの小穴空気出口技術を採用し、空気消費量を30L/minに最適化。この技術革新は、ベアリングクリアランス内に局所的な凝縮効果を生み出し、ベアリングの残留運動摩擦から発生する熱を効果的に打ち消し、装置全体の熱安定性を高めます。
基本的な物理原理は、圧力下の円形オリフィスを通過する気体の挙動を利用している。従来の常識では、このプロセスは摩擦熱を発生させ、高精度測定に悪影響を及ぼすと考えられてきたが、小孔設計はユニークな現象を引き起こす。出口穴の直径が臨界しきい値より小さくなると、オリフィスのすぐ近くで凝縮効果が発生する。この局所的な冷却は、測定作業中に空気の摩擦によって発生する最小限の熱を効果的に相殺します。
この物理原理を利用し、小穴ガスアウトレット技術を実装することで、CMM は長期間にわたって優れた温度安定性を維持することができます。この熱管理戦略は、精密測定アプリケーションにおいて一貫した測定精度と信頼性を確保するために非常に重要です。
主要サプライヤーのCMMベアリング比較
この 3 軸には、0.1μm（マイクロメートル）の優れた分解能を提供するレニショーの高級金メッキオプティカルスケールが組み込まれています。この高精度リニアエンコーディングシステムにより、正確な位置決めフィードバックと測定機能が得られます。
スケールの取り付け設計は、一方の端がしっかりと固定され、もう一方が浮いた状態になる、固定不要の構成を採用しています。この配置は、熱膨張と熱収縮を効果的に補正し、環境温度の変動による測定誤差を最小限に抑えます。
このモーション・システムは、駆動力をベアリング表面から切り離す最新の運動学的設計を採用している。この高度なアプローチにより、ガイドウェイへの誘導応力が排除され、測定精度と長期的な機械的安定性の両方が最大化されます。
軸駆動には、スチール強化同期ベルト伝動システムを採用。この設計は、高速トラバース時の振動減衰特性に優れ、同時に高い引張強度、優れた位置決め速度、長寿命を実現します。
この CMM は、PTB（Physikalisch-Technische Bundesanstalt：物理工学技術研究所）の認定を受けた業界をリードする計測パッケージ、Rational-DMIS ソフトウェアで動作します。このパワフルかつ直感的なソフトウェアプラットフォームにより、ユーザーは複雑なプログラミングよりも測定作業に集中することができ、検査プロセスを合理化することができます。
Xビーム：
先進の精密傾斜ビーム技術を採用し、構造剛性を高め、熱変形を最小限に抑えて測定精度を向上。
Y方向ガイドレール：
作業台に直接加工された一体型下アリ溝を備えた独自の位置決め構造により、優れたアライメントを確保し、組み立て誤差を低減。
ガイドレールシステム：
4方向静圧エアフローティングガイドレールを構成するセルフクリーニング、プリロード高精度エアベアリングを採用。この設計により、摩擦を最小限に抑え、スムーズな動きを実現し、長期間にわたって安定した精度を維持します。
駆動方式：
高性能DCサーボモーターとフレキシブルな同期歯付ベルト駆動機構を採用。各軸は電子的に制御され、機械的に制限されるため、迅速な伝達、モーション性能の向上、位置決め精度の向上を実現。
Z軸スピンドル：
調整可能な空気圧式バランシング装置を内蔵し、Z軸測定の位置決め精度と再現性を大幅に向上。この機能により、プローブの重量のばらつきを補正し、安定した接触力を保証します。
制御システム：
高度な輸入デュアルコンピューター3座標専用制御システムを採用し、並列処理と冗長化により信頼性と性能を向上。
マシンシステム：
コンピュータ支援型3Dエラー補正技術（CAA）を搭載し、システムの長期安定性と高精度を保証。この適応技術は、幾何学的誤差と熱変化をリアルタイムで補正します。
測定ソフトウェア：
包括的な3D-DMIS測定ソフトウェアパッケージを使用し、あらゆる測定機能、高度なデータ解析機能、CAD/CAMシステムとのシームレスなオンライン統合により、効率的な検査プロセスを実現。
座標測定機（CMM）は、物体の幾何学的特性を高精度で測定するために設計された精密測定機器である。ガイド機構、測長エレメント、デジタル表示装置の3つの主要コンポーネントで構成され、相互に垂直な3軸（X、Y、Z）に沿って整列している。システムには、測定対象物を支えるワークテーブルも含まれますが、このテーブルのサイズは CMM の用途によって異なります。
測定ヘッドは、タッチトリガープローブまたは光学式センサーを装備していることが多く、手動またはコンピュータ制御のモータリゼーションにより、特定の測定ポイントに移動させることができる。プローブがワークピースに接触すると（または光学的にデータを取得すると）、トリガー信号が生成されます。同時に、各軸に沿った高精度リニアエンコーダ（通常、光学スケールまたはガラススケール）が、3次元空間におけるプローブ先端の正確な位置を測定します。
CMMの中核となる機能は、測定範囲内のあらゆる点の空間座標を正確に決定し、表示する能力にあります。これは、機械的精度、センサー技術、データ処理の高度な統合によって実現されます：
最新のCMMには、この基本原理を超える、次のような高度な機能が組み込まれていることが多い：
非接触計測、マルチセンサーシステム、インダストリー 4.0 のコンセプトとの統合などの分野の開発により、この重要な計測ツールの機能と用途がさらに拡大しています。
CMMの構造により、以下のカテゴリーに分けられる：
最も一般的に使用されている座標測定機（CMM）は、移動式ブリッジタイプである。
垂直方向に動くメインシャフトである軸は、箱型のフレームにガイドされて水平ビームに沿って動く。
軸に垂直な水平ビームは、両端を2本の支柱で支えられ、"ブリッジ "を形成する。ブリッジは、水平面上で軸に垂直な2本のガイド溝に沿って移動する。
梁の両端を支柱で支えるため、移動橋型はカンチレバー型に比べて最小たわみが小さく、精度が高い。
ブリッジベッド型は、主軸が垂直方向に移動し、箱形のフレームにガイドされて垂直軸のビームに沿って移動する。ビームは、機械本体に固定された支柱の上面にある2本の水平ガイドレールに沿って軸方向に移動する。
このタイプは移動橋型に似ており、ビームの両端が支持されているため、カンチレバー型に比べてビームのたわみが少なく、精度が高い。
さらに、軸方向に動くのはビームだけなので、全体的な慣性が小さくなり、可動ブリッジタイプに比べて手動操作が容易になる。
床置き型やドア型とも呼ばれるブリッジ・ガントリー・タイプは、床に直接固定されている点でブリッジ・ベッド・タイプとは異なる。
このタイプの構造は、ベッドタイプのブリッジに比べて剛性と安定性が高く、大型の三次元測定器によく使われている。
各シャフトはモーターで駆動され、広い測定範囲を提供する。オペレーターはブリッジ構造内で作業することもできます。
固定ブリッジタイプは、垂直方向に移動するメインシャフトが箱型のフレームにガイドされて、垂直軸の水平ビームに沿って移動する。
ブリッジ（支柱）は機械本体に固定され、測定テーブルは軸に垂直な水平面のガイドレールに沿って軸方向に移動する。
各シャフトは位置精度を維持するためにモーターで駆動される。ただし、手動操作には対応していません。
L字型のブリッジは、シャフトが動くときのブリッジの慣性を減らすように設計されている。
可動橋タイプに比べ、可動部の慣性が少なく、操作しやすい。しかし、剛性は低い。
可動カンチレバータイプは、鉛直方向に移動するメインシャフトが箱型フレームにガイドされ、鉛直軸の水平カンチレバービームに沿って軸方向に移動するのが特徴です。カンチレバービームは、シャフトと直交する水平面に設けられたガイド溝に沿って移動する。
このタイプの構造は3面が開いており、ワークがテーブルからはみ出ることができるため、ワークの組み立てや分解に便利である。ただし、カンチレバー構造のため精度は落ちる。
一本支柱移動式は、主軸が上下方向に移動し、支柱全体が軸と直交する水平面のガイド溝に沿って移動するのが特徴で、軸に連結されている。
測定テーブルは、軸に垂直な水平面のガイド溝に沿って軸方向に移動する。
測定台、支柱ともに剛性が高く、変形が少ない構造です。また、各軸のリニアスケールが測定軸の近くに配置されており、アッベの定理に準拠しています。
一本支柱の測定台は移動式で、主軸が上下方向に動くのが特徴。
支柱にはシャフトガイド溝があり、測定器本体に固定されている。
測定中、測定テーブルは軸に沿って水平面方向に移動する。
水平アーム測定台は移動式で、水平アームを支えるボックスフレームが垂直支柱に沿って垂直（軸）方向に移動する。プローブは水平方向のカンチレバーに取り付けられる。
支柱は、軸と直交する水平面内でガイド溝に沿って軸方向に移動する。測定台も、軸と垂直な水平面内でガイド溝に沿って軸方向に移動する。
この設計は水平カンチレバータイプを改良したもので、水平アームの軸方向への伸縮によるたわみをなくしたものである。
水平アーム測定台は固定式で、移動式と同様の構造である。
測定テーブルは固定されており、X軸、Y軸、Z軸はガイド溝に沿って移動する。測定中、支柱はシャフトのガイド溝内を移動し、シャフトに取り付けられたスライドテーブルは垂直軸方向に移動する。
水平アーム移動タイプは、水平方向に移動するカンチレバーシャフトと、水平アームを支持し、コラムに沿って軸方向に移動するボックスフレームを備えている。コラムは軸に対して垂直である。
支柱は水平面のガイド溝に沿って軸方向に移動するが、この溝は軸に対して垂直であるため、重量による誤差を補正するために水平アームを伸縮させない限り、高精度の測定には適さない。
このタイプの構造は、主に車検に使用される。
クローズドループブリッジタイプは、駆動機構が作業台の中央に配置されているため、安定性が高いことで知られています。この設計により、ブリッジの移動による衝撃を軽減することができ、三次元測定器の中で最も安定した測定が可能です。
クローズドループブリッジタイプは、自動車、電子機器、機械、航空、軍事など様々な産業で、箱、フレーム、ギア、カム、ウォームホイール、ウォーム、ブレード、曲線、曲面、ハードウェア、プラスチックなど様々な対象物の測定に広く使用されています。また、金型産業でも一般的に使用されている。
三次元測定機（CMM）は通常、接触測定、非接触測定、接触・非接触複合測定の3つに分類される。
接触測定は、機械加工製品、プレス製品、金属膜の測定によく使用される方法です。CMM を使用して測定対象物表面のデータポイントをスキャンすることは、加工データの解析やリバースエンジニアリングに必要な場合が多くあります。
この記事では、Foundation-Pro CMM を例に、CMM の一般的なスキャン方法と操作手順について説明します。
CMM のスキャニング操作では、PC の DMIS プログラムを使用して、測定対象物の表面上の特定のエリアでデータポイントを収集します。この領域は、線、パッチ、部品の断面、部品の曲線、または端から一定距離の円周とすることができます。
スキャンの種類は、測定モード、プローブタイプ、CADファイルが利用可能かどうかによって異なります。コントロール画面の「スキャン」オプションは、ステータスボタン（マニュアル/DCC）によって決定されます。
測定にDCC方式が使用され、CADファイルが利用可能な場合、利用可能なスキャニング方式は「オープン・ライン」、「クローズド・ライン」、「パッチ」、「セクション」、「ペリメーター」スキャニングである。ワイヤーフレームCADファイルのみが利用可能な場合、利用可能なスキャニング方法は "オープン・ライン"、"クローズド・ライン"、"パッチ "スキャニングとなります。
手動測定モードが使用される場合、基本的な「手動 TTP スキャン」モードのみが利用可能である。リジッドプローブでマニュアル測定を使用する場合、使用可能なオプションは、固定デルタ、可変デルタ、時間デルタ、および体軸スキャンです。
この記事では、"ユーティリティ "メニューに入り、DCCステータスで "スキャン "オプションを選択したときに選択できる5つのスキャン・モードについて詳しく説明する。
オープン・ライン走査は最も単純な走査モードである。プローブは始点からスタートし、指定された方向に沿って所定のステップ・サイズで走査し、終点で終了する。
オープンラインスキャニングは、CADモデルの有無によって2つのケースに分けられる。
(1) CADモデルなし：
測定ワークピースに CAD モデルがない場合は、まず境界点の公称値を入力します。ダイアログボックスの "境界点 "オプションを開き、"1 "をクリックして始点のデータを入力する。次に "d "をダブルクリックして、方向点（走査方向を示す座標点）の新しいX、Y、Z座標値を入力する。最後に「2」をダブルクリックして終了点のデータを入力する。
次にステップサイズを入力する。スキャンダイアログボックスの "Direction 1 Tech "欄の "Max Inc "欄に新しいステップ長の値を入力する。最後に、設定された方向ベクトルが正しいことを確認します。これは、スキャン開始後の最初の測定ポイントの表面の法線ベクトル、断面、スキャン終了前の最後のポイントの表面の法線ベクトルを定義します。すべてのデータが入力されたら、"create "をクリックする。
(2) CADモデルを使用する：
測定ワークピースにCADモデルがある場合、スキャン開始時にCADモデルの対応する面をマウスの左ボタンでクリックすると、PC DMISプログラムがCADモデル上に点を生成し、開始点である "1 "としてマークします。次に、次の点をクリックしてスキャン方向を指定します。最後に、終了点（または境界点）をクリックし、「2」としてマークします。1 "と "2 "を線で結ぶ。
選択された各ポイントについて、PC DMISプログラムは対応する座標値とベクトルをダイアログボックスに入力します。ステップサイズとその他のオプション（安全平面、単一点など）を決定した後、"measure "をクリックし、次に "create "をクリックします。
クローズドラインスキャンモードでは、ワークの内面または外面をスキャンすることができます。必要なのは「始点」と「方向点」の2つの値だけです（PC DMISは始点を終点とみなします）。
(1) データ入力操作：
境界点「1」をダブルクリックして、編集ダイアログボックスにその位置を入力する。方向ポイント "d "をダブルクリックしてその座標値を入力する。スキャンタイプ（"linear "または "variable"）を選択し、ステップサイズを入力し、タッチタイプ（"vector"、"surface"、"edge"）を定義する。
初期ベクトル」をダブルクリックし、点「1」のベクトルを入力する。断面ベクトルを確認する。その他のオプションを入力後、「作成」をクリックします。
また、三次元測定機のコントロールパネルを使ってワーク表面の最初の測定点をタッチし、次に方向点をタッチすることもできます。PC DMISプログラムが自動的に測定値をダイアログボックスに入力し、初期ベクトルを計算します。
スキャン制御モード、測定点タイプ、その他のオプションを選択した後、「作成」をクリックします。
(2) CADモデルによるクローズドラインスキャニング：
測定ワークがCADモデルの場合は、測定前に「閉線スキャン」を確認してください。まず、CADモデル上でシンボル「1」を生成する面の始点をクリックします（クリックすると、面と境界点が強調表示され、正しい面を選択しやすくなります）。次に、スキャン方向点をクリックします。
PC DMISは、ダイアログボックスで選択された点の対応する座標とベクトルを提供します。スキャン制御方法、ステップサイズ、その他のオプションを選択した後、「作成」をクリックします。
パッチ・スキャン・モードでは、1本のスキャン・ラインではなく、エリアをスキャンすることができます。
このスキャン方法では、始点、方向点、スキャン長、スキャン幅の少なくとも4つの境界点情報が必要である。
PC DMISは、基本情報またはデフォルト情報によって定義された境界点1、2、3に基づいて三角パッチを計算することができる。スキャン方向は点Dの座標値によって決定される。
4つ目か5つ目の境界点を追加すると、パッチは正方形か五角形のどちらかの形になる。
パッチスキャン方式を使用する場合、円柱、円錐、溝などの閉じた要素をスキャンするために、チェックボックスで「閉線スキャン」を必ず選択してください。次に、開始点、終了点、方向点を入力します。
終点位置は、測定素子の走査中に移動した上方または下方の距離を表す。
断面平面ベクトルは、始点、方向点、始点ベクトル（通常、測定要素に平行）によって定義することができる。
四辺形パッチの作成を例に、パッチスキャンを定義する3つの方法を紹介する：
(1) 座標値の入力：
(2) タッチテストモード：
(3) CADサーフェスモデルモード：
断面スキャンモードは、CADサーフェスモデルを持つワークピースのみに適用されます。
ワークピースの特定の部分をスキャンすることができる。
スキャンする断面は、X軸、Y軸、Z軸方向に沿うか、座標軸と特定の角度をなすことができる。
ステップサイズを定義することで、複数セクションのスキャンを実行できる。
ダイアログボックスで断面スキャンの境界点を設定できます。
CADカット "変換ボタンを押すことで、CADサーフェスモデルの穴の位置を特定し、オープンラインスキャンと同じ方法で境界線を定義することができます。
PC DMISプログラムは、CADサーフェスモデルに穴が開かないようにスキャンパスを自動的に調整します。
CADサーフェスモデルをユーザー定義サーフェスで切断するには、以下の手順に従います：
この時点で、PCのDMISプログラムが選択した面を切削して穴を見つける。
CADサーフェスモデルに穴が定義されていない場合、「CADをカット」オプションを選択する必要はありません。この場合、PC DMISは定義された開始点と終了点の境界に従ってスキャンします。
複数のサーフェスを持つ複雑なCADグラフィックスの場合、異なるサーフェスをグループに分割することができます。グループの数はローカルCADサーフェスモデルに制限されます。
ペリメータースキャン法は、CADサーフェスモデルを持つワークピースにのみ適用できます。
このスキャニングモードは、CADの数学的モデルを使用してスキャニングパスを計算し、ユーザーが選択した距離だけ境界線または外郭からオフセットされます。
バウンダリースキャンを作成するには、以下の手順に従ってください：
(1)データ取得の精度と測定の効率を向上させるためには、測定するワークピースの特定の特性とモデリングの要件に基づいて、適切なスキャニング測定モードを選択することが重要である。
(2)その 締め付け ワークピースの位置は、測定プロセスとプローブの移動を容易にするために慎重に計画する必要があります。造形精度を確保するためには、ワークをクランプする際に、すべての対象物のスキャニング測定を一度に完了するようにプローブを配置するようにしてください。
(3)スキャニング測定点の選択は、ワークの輪郭の幾何学的情報のキーポイントを含むべきであり、測定点は曲率の変化が大きい部分に適切に追加されるべきである。
データ変換のタスクと要件：
(1)測定データ形式をCADソフトで認識できるIGES形式に変換し、結合後に製品名またはユーザー指定名で保存する。
(2)異なる製品、異なる属性、異なる位置づけなど、混同しやすいデータは別々のファイルに保存し、IGESファイル内で整理・分離する。
データ変換は座標計測データ処理システムで行われる。
操作方法については、ソフトウェアのユーザーマニュアルを参照してください。
アプリケーションの背景
製品の測量やマッピングの過程では、さまざまな理由から、製品の幾何学的データを同じ座標系で測定できないことがよくある。
第一の理由は、製品のサイズが測定機のストロークを超えることである。
第二の理由は、測定プローブが製品の反対側に届かないことである。
第三の理由は、ワークピースを取り外した後にデータが欠落し、再測定が必要になることである。
このような場合、製品の各部分を異なる位置決め状態（異なる座標系）で測定する必要があり、これを「製品再配置測定」と呼ぶ。
モデリングでは、測位状態の異なる座標系からのデータを同じ座標系に変換する必要があり、これを「再配置データの統合」と呼ぶ。
複雑なモデルや大きなモデルの場合、測定プロセスで複数の位置決め測定が必要になることが多い。
最終的な測定データは、特定の変換パスに従って複数回再配置・統合され、各測位で測定されたデータを共通の測位ベンチマークの下で測定データに変換しなければならない。
移転統合の原則
ワーク移動（移設）後の測定データと移動前の測定データとの間に不一致がある。
移設した測定データを移動前のデータに統合するためには、ワーク上で移設前と移設後の両方を測定できる形状（移設ベンチマークと呼ばれる）を確立する必要がある。移設後の形状の測定結果が、一連の変換を経て移設前の測定結果と一致する限り、移設された測定データを移動前のデータに統合することができる。
リロケーション・ベンチマークは、リロケーション・データを統合するためのリンクとして機能する。
PID制御とは、Proportional（比例）、Integral（積分）、Differential（微分）制御の略。
Pパラメータ：
位置誤差に対するシステムの応答過程は、システムの安定性、剛性、位置誤差の関係を分析することによって決定することができる。
値が小さいほど、振動が少なく安定したシステムであるが、剛性が弱く、位置決め誤差が大きいことを示す。
一方、値が大きいほど剛性が高く、位置決め誤差が小さくなるが、システムが振動する可能性がある。
私はパラメータを設定した：
摩擦や荷重による静的な位置決め誤差の制御は、制御値と理論位置への到達時間の関係で決まる。
値が小さいほど到着時間は長くなる。
値が大きいほど理論位置で発振する可能性が高くなる。
Dパラメータ：
このパラメータは、過度な誤差の変化を避けることで、システムに安定性とダンピングを与える。
値が小さいほど、位置誤差に対するシステムの応答が速くなる。
値が大きいほど、システムの応答は遅くなる。
ホリデー・シンドローム」を防ぐには、CMMの管理モードを変更する必要がある。
三次元測定機は、機械部品、電気制御部品、コンピューターシステムなどの複雑な部品で構成されている。
CMMの寿命を延ばすためには、ワークピースの測定に使用しながらCMMを適切にメンテナンスすることが重要です。
CMMの基本的なメンテナンスについて、3つの観点から説明します。
機械部品
三次元測定機（CMM）にはさまざまな種類の機械部品があります。適切に機能させるためには、トランスミッションシステムと空気回路システムの両方の部品について、日常的なメンテナンスを行うことが重要です。
メンテナンスの頻度は、CMM の使用環境に応じて決定する必要があります。最適な条件の整った測定室では、3ヶ月ごとの定期メンテナンスを推奨します。ただし、埃の多い環境や、温度と湿度が適切な動作に必要な条件を満たしていない環境では、毎月メンテナンスを行う必要があります。
測定機を定期的にメンテナンスするためには、測定機に影響を与える要因を理解する必要がある：
圧縮空気が測定機に与える影響
適切なエアコンプレッサーを選ぶには、追加のエアタンクを組み込むことをお勧めします。これにより、エアコンプレッサーの寿命と圧力の安定性が向上します。
エアコンプレッサーの初期圧力は、必要な作動圧力よりも高いことが重要です。
装置を始動する際は、まずエアコンプレッサーを作動させ、次に電源を入れることをお勧めします。
油と水が測定機に与える影響
圧縮空気は、測定機がスムーズに機能するために非常に重要であるため、空気回路を適切に維持することが不可欠です。
以下の作業は定期的に行うべきである：
測定機のガイドレールを保護するために、良い作業習慣を形成しなければならない。
ガイドレールの安全性を確保するため、下に布またはゴム製のパッドを敷いてください。
作業後または部品が完成した後は、必ずガイドレールを清掃してください。
測定器の使用中は、校正時と同様に測定室の周囲温度を一定に保つように努めてください。
電気機器、コンピュータ、人員はすべて熱を発生することに留意してください。設置の際には、電気機器、コンピュータなどを測定機から十分な距離をおいて配置してください。
測定室の管理を徹底し、余分な人員を最小限に抑える。
高精度測定機の使用環境の管理は、特に厳しくなければならない。
空調風向が測定機温度に及ぼす影響
測定室の空調には、可変周波数のエアコンを選ぶのがベストだ。
可変周波数空調は優れた省エネ能力を持ち、最も重要なのは強力な温度制御能力である。通常の能力では、温度を±1℃以内に調節することができる。
エアコンの風は20℃にならないことがありますので、測定器に直接当てないでください。そのため、風向きを壁や側面に向けると室内の温度差が大きくなることがあります。
エアコンは計画的に設置し、部屋の主要部分に送風する。風向きは上向きにして大きなサイクルを作り（測定機に向かってはいけない）、室内温度のバランスをできるだけとる。
可能であれば、空気ダクトを設置し、二重構造のオリフィスプレートを通して部屋の上部に空気を送り、戻り空気の出口を部屋の下部に設けることができる。こうすることで、不規則な空気の流れができ、測定室の温度制御がより効率的になる。
空調機の切り替え時間が機械室の温度に与える影響
毎朝、職場のエアコンを作動させ、一日の終わりには消すことが義務付けられている。
待機室の温度が約4時間安定すれば、測定機の精度も安定する。
しかし、この操作手順は測定機の効率を著しく低下させるため、冬でも夏でも精度を保証することが難しくなる。
これは、測定機の通常の安定性にも大きな影響を与える。
機械室の構造が機械室温度に及ぼす影響
測定機室の温度を一定に保つためには、断熱措置を講じる必要がある。
窓がある場合は、二重窓を設置し、直射日光を避けるべきである。
トランジション・ルームを使うことで、温度ロスを減らすことができる。
機械室の空調システムは、周囲の部屋と同程度の能力でなければならない。
マシンルームが広すぎても狭すぎても、温度管理が難しくなる。
南半球の湿度の高い地域や北半球の夏季や雨季には、冷却エアコンの突然の停止により、空気中の水蒸気が測定機の低温部品やガイドレールに急激に結露し、エアフロートや一部の部品に深刻な腐食が発生し、耐用年数に影響を及ぼすことがあります。
過度の湿気は、コンピューターや制御システムの回路基板の腐食やショートの原因にもなる。
低湿度は花崗岩の吸水性に深刻な影響を与え、変形を引き起こす可能性があります。
ほこりや静電気は、制御システムに害を及ぼす可能性があります。
従って、機械室の湿度は60%±5%以内にコントロールする必要がある。
高湿度の主な原因は、密閉度の低さと測定機室内の空気湿度の高さである。
湿度の高い地域では、マシンルームの密閉性を高め、必要に応じて除湿機を追加すべきである。
そのため、管理モードを「休日前の掃除」から「仕事中の掃除」に変更し、エアコンや除湿機を稼働させて湿気を取り除く。
コンピュータと制御システム内のほこりを定期的に清掃することで、潜在的な問題を軽減または予防することができます。
機械検査に標準部品を使うのは効果的だが、比較的面倒で、定期的にしか実施できない。
より便利な方法は、代表的な部品を使用し、自動測定プログラムをコンパイルし、機械の精度を確認した後に複数の測定を実施することである。
結果は統計法則に従って計算され、妥当な値と許容範囲を記録することができる。
オペレーターはこの部分を頻繁にチェックし、マシンの精度を判断することができる。
Z軸バランスの調整
測定機のZ軸バランスは、重量バランスと空気圧バランスに分かれており、Z軸の重量バランスを取り、安定した動作を保証します。
空気圧バランススイッチが誤って作動すると、Z軸がアンバランスになります。
この問題を解決するには、以下の手順に従ってください：
2人で協力して、上下に動いたときにバランスが取れると感じるまでZ軸のバランスを調整することができる。
エンドオブトラベルスイッチは、マシンを保護し、ホームポジションを確立する役割を果たす。
通常、終端スイッチは接点スイッチか光電スイッチのどちらかである。
手動でシャフトを押す際にコンタクトスイッチの位置が変わりやすく、接触不良につながる。
良好な接触を確保するために、スイッチの位置を適切に調整することができる。
光電スイッチを使用する際は、挿入部の位置が正常であることを確認し、定期的にホコリを除去して適切な動作を維持することが重要です。
CMM を操作できるのは、トレーニングを受け、操作認証を取得した人だけです。
毎日機械を始動させる前に、制御盤を開けることができるのは、給気圧力が要件を満たしてからである：給気圧力は≥0.65 MPaでなければならず、機械の空気圧力は≥0.4 MPaでなければならない。
トリプレット貯水カップ内の油水混合物の高さが5mmを超える場合は、手動で水を排出しなければならない。
マシンのエア供給圧力が正常であるにもかかわらず、トリプレットの圧力が正常値に調整できない場合は、フィルターエレメントの交換が必要です。
CMM の使用環境は、温度 20 ± 2°C、相対湿度 40-75% である必要があります。
安定化電源の出力電圧は220±10Vでなければならない。
機械のガイドレールの上に物を置いてはならない。
ガイド・レールの作業面に手で触れないでください。
毎日機械を始動する前に、無水アルコールに浸した高織りの純綿布で3軸ガイドレールの表面を清掃し、ガイドレールの表面が乾いてから機械を稼動させる。
塗装面やグレーチング定規の清掃にアルコールを使用してはならない。
起動シーケンスは以下の通り：
マシンは、起動のたびにゼロ点に戻さなければならない。
ゼロ点に戻る前に、プローブを安全な位置に移動し、プローブのリセットと Z 軸の上方移動中に障害物がないことを確認します。
プローブを交換する際は、機械に付属の専用工具を使用し、新しいプローブの校正を行ってください：
プローブエラーメッセージダイアログボックスが表示された場合は、ダイアログボックスを閉じます（または、ウェブアドレス入力欄に100.0.0.1と入力し、エラー履歴とメッセージを表示します）。このメッセージは次回の起動時に自動的に消去されます。
手動操作では、サンプリングポイントに近づいたらスローキーを押します。
プローブの回転、プローブの校正、プローブの自動交換、その他の操作を行う際は、プローブの移動経路に障害物がないことを確認してください。
プログラムを使用していないとき、またはプログラムされていないときは、操作ボックスの速度を0に設定します。
プログラムの最初の操作では、速度を10-30%に落とし、操作トラックが要件を満たしているかどうかを監視する。
ワークのハンドリングや配置の際は、まずプローブを安全な位置に移動させ、ワークがワークテーブル、特に機械のガイドレール面に衝突しないようにしてください。
シャットダウンの手順は以下の通り：
長期間使用しないスチール製標準球は、錆を防ぐためにオイルで密閉する必要がある。
花崗岩の作業面にインレイでワークを固定する場合、トルクは20 Nmを超えないようにしてください。
異常が検出された場合（プローブ交換に関するエラーメッセージを除く）は、ソフトウェアが表示するエラー情報を記録し、FAXまたは電話にてヘクスコンの技術サービス部門に連絡し、指導や許可なく点検やメンテナンスを行わないでください。
システムの信頼性を確保するため、3つの座標に関係のないソフトウェアをコンピュータにインストールしないでください。
エアコンは24時間稼働させ、秋にはメンテナンスを行い、3つの座標を正常に稼働させる必要がある。
三次元座標測定機は、プローブシステムとワークの相対的な移動を通して、ワークの表面点の三次元座標を決定する測定システムとして一般的に知られている。
座標測定機（CMM）または三次元座標測定機としても知られている。
三次元測定機は、光、機械、電気、コンピュータ、制御技術を組み合わせた複雑な測定システムであるため、測定結果の不確かさに影響を与える要因が数多く存在する。
しかし、中型や小型の座標系では、測定結果の不確かさに影響する主な要因は、周囲温度の標準測定温度（20℃）からの偏差である。正確な座標測定結果を得るためには、周囲温度を座標系機械の説明書で指定された範囲内で厳密に管理する必要がある。
現在の三次元座標の校正基準は、JJF1064-2000三次元測定機校正仕様書であり、校正項目は測長表示誤差と検出誤差と規定されている。
年に1回の校正をお勧めします。
21ポイントの誤差はCMMの精度の基礎であり、その校正は複雑です。
規格に規定されていなくても、新しい機械を受け入れるとき、測長誤差の校正結果が許容範囲外になったとき、座標機械を移設した後、座標機械を修理した後などには、21点誤差の校正が必要である。
MachineMFGの創設者として、私は10年以上のキャリアを金属加工業界に捧げてきました。豊富な経験により、板金加工、機械加工、機械工学、金属用工作機械の分野の専門家になることができました。私は常にこれらのテーマについて考え、読み、執筆し、常にこの分野の最前線にいようと努力しています。私の知識と専門知識をあなたのビジネスの財産にしてください。
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