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、リバースエンジニアリング、品質管理、ラピッドプロトタイピングなど、多岐にわたる用途で広く利用されており、これらのポータブルシステムの品質の高さは明らかです。しかし、作業環境、オペレーター、作業の進め方といった要因が、測定アームから得られるデータの品質に影響を与える可能性があります。
そこで、Kreonでは、測定アームから最高の結果を得るための10のヒントをご紹介します。
アームのチューブが完全に伸長すると、アームは動作限界に達します。ユーザーがこの限界を超えて無理にアームを動かそうとすると、測定値が不正確になったり、アームが破損したりする恐れがあります。このような誤使用を防ぐため、Ace は、測定値がアームの機械的限界に近づかないように制御します。そのため、アームの2軸、4軸、6軸には、機械的およびソフトウェアによるストッパーが装備されています。
高精度な測定を行うためには、アームのベースを確実に固定する必要があります。したがって、ベースの脚部にあるアームの取り付け部は、付属のレンチを使用してしっかりと締め付ける必要があります。さらに、アームが固定される支持台は、剛性があり安定している必要があります。当然ながら、部品の固定についても同様のルールが適用されます。理想的には、アームと部品を、大理石のような非常に剛性の高い計測用支持台に一緒に固定します。 会議用テーブルや机では、決して最良の結果は得られません。
部品が大きすぎてアームの作業範囲内に収まらない場合、アームを1回以上移動させることで部品全体を測定することが可能です。アームを新しい位置に移動させるたびに、前回の位置にアームを合わせられるよう、基準点（球体または円錐上の点）を設定する必要があります。測定基準を維持したまま行うこのアームの移動が、「リープ・フロッグ」です。ユーザーは、リープ・フロッグのたびに生じる再配置による誤差を考慮に入れる必要があります。
測定アームは計測機器であるため、清潔な環境で保管・使用する必要があります。プローブのコネクタは、ピンが詰まったり、引っかかったり、あるいは破損したりするのを防ぐため、常に清潔に保つ必要があります。スキャナーのカメラレンズは、ほこりや指紋を拭き取り、きれいに保つ必要があります。また、ボール（測定球）の清潔さと良好な状態についても確認する必要があります。一般的に、アームを使用しないときは、保護カバーをかけておくことをお勧めします。
アームの肘部分（軸4）は可動範囲が広いです。特定の使用状況下、特に手の届きにくい場所を操作する際、アームの肘部分が周囲の物体に接触することがあります。通常は問題ありませんが、この接触により一部の部品が摩耗したり、まれにアームの校正が狂ったりする可能性があります。こうした接触を防ぐには、ユーザーの注意と操作経験が不可欠です。
測定中は動かないようにするのは当然のことのように思えます。しかし残念ながら、非常に滑りやすい素材の場合、この基本的なルールを守ることが難しいことがあります。ちょっとしたコツとして、親指と人差し指でプローブを部品に押し当てて固定する方法があります。ただし、指の熱が測定結果に影響を与えるため、この方法を常套手段として用いるべきではありません。作業を開始する前に、作業者は部品の周囲を自由に移動できることを確認し、各測定時に安定した姿勢を保てるようにする必要があります。
プローブは高精度な3D測定ツールです。プローブのわずかな校正誤差でも、測定結果に影響を及ぼします。そのため、アームを長期間にわたって定期的に使用する場合は、プローブを定期的に校正することを強く推奨します。また、プローブをワークピースに強く押し付けることは推奨されません。
アームの測定範囲とほぼ同じ大きさの部品を測定する場合、三脚の設置位置は測定の成否を左右する重要な要素となります。適切な位置を選定することで、「リープフロッグ」現象の回避、アクセスが困難な空洞への到達、あるいは単に作業者の作業効率の向上につながる場合があります。設置位置を決定したら、測定を行う前に、アームを用いて測定対象領域へのアクセス性を系統的に確認してください。
測定アームは複雑な装置であり、使用環境によっては非常に過酷な条件にさらされることがあります。測定結果の信頼性を確保し、質の高い測定報告書を作成するためには、アームを定期的に点検する必要があります。ボールバーや歯付きバーを使用することで、測定アームの特性を確認することができます。
測定アームはポータブル型CMMであり、作業場、設計室、計測室だけでなく、屋外でも使用可能です。ただし、急激な温度変化を受けた測定アームは、直ちに使用すべきではありません。例えば、低温の場所に保管されていたアームを計測室で使用する場合は、使用前に待機させる必要があります。その後、オペレーターはアームの内部温度を確認し、温度が安定するまで待ってから、より厳密な測定を行う必要があります。
アームの肘部を左右に傾けると、測定値にわずかな誤差が生じる可能性があります。必要がない場合は、測定プロセス全体を通じてアームの肘部を同じ方向に向けたままにしてください。この状態では、アームの精度は仕様書に記載されている値よりもはるかに高くなります。さらに、可能であれば、幾何学的特徴を測定する際にプローブの方向をあまり変えないようにしてください。これもアームの精度を高めるための有効な方法です。
