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大型部品を検査するメトロロジーソリューション購入時に考慮すべき3つのポイント

品質管理検査後に荷台の長いトラックで超大型スクリューを運搬

オーストリアのメーカーANDRITZ社をはじめ、航空宇宙、運輸、発電の各業界の多くのメーカーは、2~10メートル、あるいはそれ以上の寸法を測定する、大型部品の品質管理検査を実施する必要があります。

残念ながら、従来の座標測定器(CMM)やレーザートラッカー、測定アームといった技術では、大型部品の検査を十分に行うことができません。

従来機器では検査に限界があることで、次世代のポータブル3Dスキャナー(HandySCAN 3D)や光学式CMM(MaxSHOT 3D)の開発・導入の必要性が高まりました。従来の機器に比べ、これらには多くのメリットがあります。いずれの機器も、オペレーターの習熟度に関係なく生産現場で使用できるだけでなく、驚くほどのスピードで精度と信頼性に優れたスキャンデータを生成できます。大規模プロジェクトの品質管理をレベルアップして推進するため、ますます多くのメーカーがこれらの新たな技術を選択するようになっています。

光学式座標測定システムMaxSHOT 3Dで細かな加工のある大型の金属部品を検査している場面

大型部品の3D測定実施に向け、新たなメトロロジー(工業用寸法検査)ソリューションを検討する場合に考慮すべき点をまとめました。

  1. 自社の品質管理ワークフローの複雑さとスケジュール
    検査の複雑さと時間的制約が大きければ大きいほど、精度と再現性に優れた測定結果を素早く生成できる3D測定システムを見つけることが重要です。CMMや、複雑なセットアップと調整が必要な多関節アームといった従来型の機器の場合、測定ラボを何度も行ったり来たりしなければなりません。いずれの場合も、機器を動作させるための設定に多くの時間を費やさなければならないため、検査のサイクルタイムが長くなってしまいます。
  2. 検査の場所
    CMMを使って、測定ラボで大型部品を検査すること自体がそもそも難しく、複雑で莫大な費用がかかることも珍しくありません。部品の多くがラボに持ち込めないほど大きいのです。大型部品用に高度にカスタマイズしたCMMへの設備投資を余儀なくされているメーカーもあります。大型部品を検査のためにラボに移動させるだけでもコストがかかり、非効率的です。

部品検査の現場での実施を目指すなら、多関節アームやレーザートラッカーなど、生産現場という過酷な環境に耐えられない技術もあることに注意する必要があります。そういった機器は、稼働中の生産ライン周辺で頻発する環境の不安定性や温度変化、振動に非常に敏感なため、3D測定の精度や信頼性、再現性が大きく損なわれます。

  1. 検査する部品のサイズと複雑さ
    品質管理チームが大型で複雑な部品をめったに測定しない場合や検査する部品がそれほど大型でない場合は、従来型のメトロロジー(工業用寸法検査)機器で十分な場合もあります。

とはいえ、品質管理チームが1年間に扱う検査の量とタイプを慎重に検討する必要があり、その上で試算を行います。オペレーターがシステムのセットアップに要す時間はどれだけか?実稼働環境と検査場所との間での部品の移送時間はどれだけか?3D測定結果生成にどれだけの時間がかかるか?移送専用の機器に投資する必要があるか?検査スピードが滞るような、極めて複雑な形状の部品や反射表面のある部品を生産しているか?まず、数多くの非効率性があることに驚かれるでしょう。そして、関連するコストが多くかかっていることにも。

必要性を慎重に評価すれば、3Dスキャナーや光学式CMMを活用することで、大型部品のあらゆる検査課題にいかに取り組めるか、より詳しく知りたくなるに違いありません。

ANDRITZ社がまさにそうだったのです。世界280ヶ所以上に生産拠点を持つANDRITZ社は、水力発電所、パルプ製紙業界や金属加工業界、製鉄業向けの設備や機器、サービス、また、自治体や産業によって排出される廃棄物の固液分離、家畜飼養やバイオマスペレット化の設備や機器、サービスを提供する世界的企業です。

ANDRITZ社は、長い間、レーザートラッカーと測定アームの両方を使って様々な大型部品の寸法測定を行ってきました。品質管理チームは、生産現場で測定を行える、より柔軟な新しいソリューションを探していました。

この最先端メーカーがどのように3Dスキャンとフォトグラメトリーへの移行を果たしたか、さらに詳しくお知りになりたい場合は

ケーススタディをダウンロードできます! 

https://get.creaform3d.com/andritz-jp/

 

によって書かれた記事 Creaform

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