測定アームに関するISO 10360-12規格

2020年2月より、ACE はISO 10360-12規格に基づく認証を取得します。この国際認証では、購入者に対して製品仕様の透明性を高めるため、業界のすべての関係者が共通の試験を実施することが求められています。

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この規格はプローブを装着した測定アームに適用されますが、3Dスキャナーを備えた測定アームの試験については、10360-8規格に基づいています。10360-12規格の試験結果に基づき、測定アームの技術文書には、LDia、PForm、PSize、EUniといった新しい表記が用いられます（詳細は後述）。6軸および7軸の測定アームについても、同様の試験を用いて規定されています。

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測定アームの選定試験

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テスト1、2つの結果：
球体におけるサイズ誤差、触覚

PSize (PSize.Sph.1×25::Tact.AArm)
PSize 値は、形状（具体的には球の直径）の寸法を測定した際の誤差を表します。これは、測定された 25 点のデータから推定された最小二乗法の球の直径と、校正済みの球の直径との差として計算されます（図 1.3）。

球体上の形状エラー、触覚

PForm (PForm.Sph.1×25::Tact.AArm)
このテストは、前述のテストに基づいており、球体上の接触（触覚）測定値の分布を特定します。校正済みの球体上の25点を測定し、これら25点から最小二乗法による球体を導出します。試験結果は、25 点を囲む殻の厚さであり、その中心は最小二乗法による球となります（図 1.4）。このプロセスは、測定アームの測定範囲内にある球の 2 つの位置について繰り返す必要があります。2 つの結果のうち、より悪い方が採用されます。

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テスト2：関節位置誤差（触覚）

LDia(LDia.5×5 :Art :Tact.AArm)
この試験は、主に関節の軸5、6、7におけるアームの関節運動に起因する誤差を測定するものです。プローブを同一方向に向けて球体上の5点を測定し（図3.1）、この手順を5つの異なる向きで繰り返します（図3.2）。 5点ごとのセットについて、球体の最適調整中心を算出する。算出された5つの中心をすべて包含する最小の球体の直径が、本試験の結果となる。この手順は、測定アームの測定範囲内にある球体の2つの位置について繰り返す必要がある。

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試験3：長さ測定誤差、単方向、触覚

EUni (EUni:0 :Tact.AArm)
EUni試験は、2つのプローブ測定点間の単方向の長さ誤差を測定するものです。これは、2つの球体をプローブ測定して得られた105回の長さ測定値に基づいています。この試験は、測定アームの肘部の動きを考慮に入れ、測定アームの全可動範囲（図2）にわたって実施されます。テスト結果は平均値ではなく、105回の測定のうち最大の誤差値となります。結果が0に近いほど、測定アームの測定範囲内における精度が高いことを示します。

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テスト4：SPAT

この補足試験は、規格の附属書に記載されており、測定アームの性能を迅速に確認するために使用できます。これは、プローブを固定した状態で、エルボを左右に動かしながら測定精度を評価するものです（図4）。プローブを窪みに配置し、エルボを前後に動かしながら、同じ位置で10点を測定します。 7軸アームの場合、関節を180°回転させた後、元の位置に戻す必要があります。その結果として得られるのは、測定された10点をすべて包含する最小の球の半径です。

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スキャナーで使用される測定アームの選定試験

10360-08規格に基づく試験

規格10360-08は、固定式3D測定装置に搭載されたレーザースキャナーの検証試験について規定している。ここでは、測定アームとスキャナーの全体的な測定不確かさを決定するために、これらの試験をポータブル測定アーム向けに適応させた。

テスト5：形状およびサイズのエラー、スキャン

PForm および PSize、スキャン

スキャナーを用いた測定アームに関しては、PFormおよびPSize試験は規格10360-08の試験と同一ですが、CMMの代わりにスキャナーベースと測定アームが使用されます。規格10360-08に基づくKreonスキャナーの全仕様試験に関する記事はこちらでご覧いただけます。

テスト6：関節位置の誤差、スキャン

LDia (LDia.5×25 :Art :ODS)

この試験は、スキャナによる非接触測定の再現性を評価するものである。具体的には、空間内でのスキャナの向きを変えた際に生じうる誤差を測定する。校正済みの球体を5つの異なる向きで測定し（EUniにおけるプローブ使用時と同様）、各向きから得られる5つの球体の中心を算出します。得られた5つの中心をすべて包含する最小の球体の直径が、本試験の結果となります。本試験はスキャナ自体の特性を評価するためのものではなく、アームの関節の動きが測定に及ぼす影響を特定するためのものです。

テスト7：長さ測定誤差、単方向、走査

EUni、スキャン (E[Uni:j:ODS])

この試験はEUniと類似していますが、プローブではなくスキャナーを備えた測定アームの単方向長さ測定性能を評価するという点が異なります。結果は、アームの測定範囲内で実施された105回の測定のうち、最も大きな測定誤差となります。

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クレオンでは、各測定アームに規格10360-12に基づく試験証明書を添付しており、これにより高い品質保証を実現しています。また、測定アームの年次再校正を行うため、保守契約の締結をお勧めします。世界中のクレオン販売代理店は、クレオン製測定アームの再校正を行うための十分な資格と認定を受けています。