測定アーム
OnyxAceの測定アームと3Dスキャナー
測定アームは、2本のチューブと5～7軸の回転軸を備えた機械式測定システムです。各軸の角度を正確に測定することで、アームの先端に配置されたプローブの正確な位置が特定されます。アームにはさまざまなサイズがあり、測定容積は通常2m³から4.5m³の範囲です。
測定アームの設置は、アームとPCの2つを接続するだけなので、短時間で完了します。ケーブルの数が少ないため、持ち運びが容易で、信頼性も高くなっています。
温度補償機能を備えた高精度な機械的リンクにより、どのような環境条件下でも優れた測定再現性が得られます。Ace体積精度は0.038 µmです。
工作機械や車両、あるいは狭い空間内で測定を行う必要がある場合があります。トラッカーは設置スペースが必要で、サイズも大きいため、こうした環境では使用できません。一方、測定アームであれば、こうした環境でも問題なく使用できます。
光学系とは異なり、測定アームは光の変化の影響を受けません。そのため、測定アームは屋外でのプローブ測定や、産業用工具および大型部品の制御に広く利用されています。
高い携帯性が求められる場合、電源を確保するのが難しいことがよくあります。プロービング作業においては、測定アームはバッテリー駆動のみで最大8時間稼働可能です。
測定アームを使用する場合、測定範囲内には手が届きにくい箇所がいくつか存在します。そのため、部品の背面や内部の測定は比較的容易です。一方、トラッカーでは、カメラが捉えられない部分は測定できないため、こうした操作はほぼ不可能です。これを「シャドウゾーン」と呼びます。また、ユーザーの身体自体がシャドウゾーンを作り出し、測定プロセスを妨げることもあります。
光学トラッカーは、三脚に固定されたトラッカー本体と、オペレーターが使用するハンドルという、2つの異なる要素を組み合わせたシステムです。このハンドルは、トラッカーに搭載されたカメラによってリアルタイムで追跡・位置測定されます。測定対象の体積はトラッカーによって異なりますが、いずれも大型であり、大型部品の測定に適しています。なお、本記事では、別の製品群であるレーザートラッカーについては扱いません。
光学トラッカーシステムを採用することで、オペレーターは完全に自由に動き回ることができます。トラッカーカメラが捉えるハンドルはケーブル1本で接続されているだけであり、何ら制約を受けることなく、あらゆる方向に向けることができます。
測定アームと比較して、トラッキングシステムは最大35m³に達する広大な測定範囲を提供します。その測定範囲にもかかわらず、測定精度は高い水準を維持しています。AirTrack 3500の体積精度は0.250 µmです。
測定領域は、1つまたは複数のトラッカーを追加することで拡張できます。この構成により、測定領域内のシャドウゾーンの大部分を除去することも可能です。
部品や治具にターゲットを配置しておけば、測定中に部品を移動させることができます。これは、同じ測定範囲内で部品の両面を検査する場合に特に便利です。この機能により、測定中にトラッカー自体を移動させることも可能です。
工場内では、プレス機の近くや大型車両の出入り口付近などで、振動が測定作業の妨げになることがあります。トラッカーの技術は、そのような振動を大幅に相殺しますが、これは測定アームでは不可能なことです。
特に生産ラインにおける自動化のニーズに応えるため、光学トラッカーをロボットと組み合わせることができます。あらゆる種類やメーカーのロボットに対応しています。さらに、測定精度はロボットの精度に全く依存しません。
測定アームと光学トラッカーは、いずれも高性能な測定ツールです。それぞれの用途や作業環境に応じて、独自の利点があります。測定アームの主な強みは携帯性と精度にあるのに対し、光学トラッカーの強みは広い測定範囲と動作の自由度にあります。振動を除去する必要がある場合や自動化が求められるような特定のケースでは、光学トラッカーが唯一の解決策となりますが、一般的には、測定アームの方がより幅広い状況に対応可能です。
これら2つのシステムは習得が容易なため、技術チームのトレーニングを短期間で完了させることができます。操作が簡単であるため、長時間の作業でも疲れにくいです。さらに、プローブ測定に加え、どちらのシステムも3Dスキャンに使用することができます。
