PR三次元測定機データベース

三次元測定機コラム

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2025.03.31

2025.03.31

三次元測定機の構造について

INDEX目次

三次元測定機 (据置型)とは

接触型三次元測定機とは、測定子(プローブ)を対象物に接触させ、三次元の座標を取得して幾何公差や寸法などを測定できる測定機です。測定結果の記録や、各種演算機能による値の算出も可能です。

三次元測定機は、マイクロメーターやノギスなどのハンドツールでは難しい測定にも対応できます。たとえば、仮想原点を基準に特定の点の座標を算出したり、測定した面や円などの要素を基に仮想点や仮想線を作成し、寸法評価や形状分析を行うことが可能です。幅広い測定ニーズに応えられる、非常に汎用性の高い測定機といえるでしょう。

三次元測定機の構造

三次元測定機は型によって、構成パーツや構造が異なります。また、測定する対象物の固定方法もそれぞれ違ってきます。

1.門固定型三次元測定機

測定対象物をテーブルの上に置き、ベース上のテーブルが移動しながら測定を行うタイプの門型三次元測定機です。門型構造が固定されているため剛性が高く、テーブルがベース上を移動することで安定した測定が可能です。そのため、高精度の三次元測定機にてよく用いられる構造です。

本タイプは、以下3つの要素から構成されています。

・門形構造上を水平移動可能なX軸キャリッジ

・ベース上を水平移動可能なY軸テーブル

・キャリッジを垂直移動するZ軸ラム

2.門移動型三次元測定機

測定対象物をベースの上に置き、門型構造部分が移動しながら測定を行うタイプの門型三次元測定機です。この構造は多くの門型三次元測定機に採用されており、一般的に普及しています。

本タイプは、以下3つの要素から構成されています。

・門型構造上の水平移動を行うX軸キャリッジ

・ベース上を水平移動可能なY軸門型構造

・キャリッジを垂直移動するZ軸ラム

3.ホリゾンタルアーム型三次元測定機

定盤横に設けたガイドウェイに沿って動作する支柱が移動しながら測定する、片持ちタイプの三次元測定機です。アームが横から測定対象にアクセスできるため、Z軸が上から移動する測定機では測定困難な形状の物の測定も可能です。定盤の両側に設置し、ダブルアームで測定することも可能です。

本タイプは、以下3つの要素から構成されています。

・支柱に取付けられた水平方向に移動するX軸アーム

・定盤に沿って移動するY軸支柱

・支柱上を垂直移動するZ軸キャリッジ

4.ガントリー型三次元測定機

左右に設けられたガントリー構造上を門が移動して測定するタイプの三次元測定機です。大型ワークを高精度に測定することが可能な設計となっています。

本タイプは以下3つの要素から構成されています。

・門型構造上を水平移動可能なX軸キャリッジ

・ガントリー上を水平移動可能なY軸門型構造

・キャリッジ付随の垂直移動可能なZ軸ラム

まとめ

接触型三次元測定機では、接触子を用いて複雑な形状の寸法や幾何公差の測定が可能です。

また、測定機の型により構造や測定可能な対象物のサイズ、測定精度も変わってきます。

測定したい対象物や方法、精度に見合った測定機を選びましょう。

◼️参考サイト

PICK UP

先進の三次元測定機ピックアップ

三次元測定機メーカー3社(※)が提供している、据置型・ポータブル型・大型測定対象物測定機・ショップフロア向け三次元測定機などの製品を調査し、先進の三次元測定機を選出しました。ここではその中から、様々なニーズに合わせて分かりやすく、「高精度・高効率な三次元測定機」「手頃な価格帯の三次元測定機」「省スペース・手軽な三次元測定機」の3つのタイプに分けて比較・解説していきます。 ※Googleで「三次元測定機 メーカー」と検索し、表示される三次元測定機メーカーを3社選出しました。(2024年2月調査時点)

Global S Scan+

Hexagon

GLOBAL Scan+

引用:https://hexagon.com/ja/products/global-scan?accordId=FD8B3F002EF44CF188B456FAE10B03E4

接触と非接触を両立した最新鋭のセンサー技術で、計測の効率化と安定した精度を実現

センサー

自社製の接触式センサーとレーザー・カメラ・白色光などの非接触センサーが魅力

精度

スタンダード:1.5 + L/333  ACCURACY仕様:1.2 + L/350
ISO準拠

回転ヘッド

7.5°/5°/2.5°ピッチから選択可能な自社製自動回転ヘッドなど豊富なバリエーション

設置環境

測定室環境

ソフトウェア

PC-DMIS

GLOBAL Scan+

CADオフラインティーチング(デジタルツイン)に対応した世界標準のPC-DMISソフトウェアを標準搭載

GLOBAL Scan+

イタリア有数の高級デザイン会社「Pininfarina」による洗練されたプロダクトデザイン

GLOBAL Scan+

Shineテクノロジーを搭載した高精度ラインレーザーHP-L-10.10を採用

Hexagonの公式HPを見る

【選出理由】Global Sは「三次元測定機」を調査した中で、HPL10.10が使用可能な汎用性の高さ、かつ、グローバルマーケットをリードする製品であったため。

CRYSTA-Apex

ミツトヨ

CRYSTA-Apex

引用:https://www.mitutoyo.co.jp/products/measuring-machines/cmm/standard/191-121/

日本での高いマーケットシェアを誇る手頃な価格帯の国内生産の三次元測定機

センサー

実績豊富なレニショー製のセンサーや自社製非接触センサー

精度

ISOに準拠。精度1.7+3L/1000(07.10.06サイズ)

回転ヘッド

実績豊富なレニショー製7.5°ピッチの自動回転ヘッドが主力

設置環境

測定室環境

ソフトウェア

MCOSMOS

CRYSTA-Apex

簡易粗さ計測に対応したセンサー提供可能

CRYSTA-Apex

芯だし顕微鏡オプションの提供が可能

CRYSTA-Apex

日本では老舗の有名メーカー

ミツトヨの公式HPを見る

【選出理由】CRYSTA-Apexは調査した中で、国内のマーケットをリードし、かつ、汎用性・精度のバランスが優れている製品であったため。

XMシリーズ

キーエンス

XMシリーズ

引用:https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure-sys/xm/007/2111_01.jsp?cid=NET143&utm_source=zenken&utm_medium=referral&utm_campaign=zenken_xm&ad=zxm_002

省設置スペースで場所を取らず、ゲージ感覚で3次元測定ができる操作性の良い手動計測機

センサー

接触センサーをベースに非接触レーザーも新発売

精度

独自の基準で精度保証

回転ヘッド

手動でフレキシブルな位置決め

設置環境

どこでも可能

ソフトウェア

ユーザーインターフェース

XMシリーズ

どこでも設置動作可能 (※ただし精度保証は23℃±1℃)

XMシリーズ

手で持ってフレキシブルな計測が可能

XMシリーズ

校正点検が不要

キーエンスの公式HPを見る

【選出理由】調査した中で導入の手軽さ、使いやすさが優れていたのがXMであったため。

PICK UP01
高精度&高効率タイプ

Global S Scan+

Hexagon

Global S Scan+

引用:https://hexagon.com/ja/products/global-scan?accordId=FD8B3F002EF44CF188B456FAE10B03E4

接触と非接触を両立した最新鋭のセンサー技術で、計測の効率化と安定した精度を実現

センサー

自社製の接触式センサーとレーザー・カメラ・白色光などの非接触センサーが魅力

精度

スタンダード:1.5 + L/333  ACCURACY仕様:1.2 + L/350

回転ヘッド

7.5°/5°/2.5°ピッチから選択可能な自社製自動回転ヘッドなど豊富なバリエーション

設置環境

測定室環境

ソフトウェア

PC-DMIS

Global S Scan+

CADオフラインティーチング(デジタルツイン)に対応した世界標準のPC-DMISソフトウェアを標準搭載

Global S Scan+

イタリア有数の高級デザイン会社「Pininfarina」による洗練されたプロダクトデザイン

Global S Scan+

Shineテクノロジーを搭載した高精度ラインレーザーHP-L-10.10を採用

Hexagonの公式HPを見る

【選出理由】Global Sは「三次元測定機」を調査した中で、HPL10.10が使用可能な汎用性の高さ、かつ、グローバルマーケットをリードする製品であったため。

PICK UP02
手頃な価格帯タイプ

CRYSTA-Apex

ミツトヨ

CRYSTA-Apex

引用:https://www.mitutoyo.co.jp/products/measuring-machines/cmm/standard/191-121/

接触と非接触を両立した最新鋭のセンサー技術で、計測の効率化と安定した精度を実現

センサー

実績豊富なレニショー製のセンサーや自社製非接触センサー

精度

ISOに準拠。精度1.7+3L/1000(07.10.06サイズ)

回転ヘッド

実績豊富なレニショー製7.5°ピッチの自動回転ヘッドが主力

設置環境

測定室環境

ソフトウェア

MCOSMOS

CRYSTA-Apex

簡易粗さ計測にしたセンサー提供対応

CRYSTA-Apex

芯だし顕微鏡オプションの提供が可能

CRYSTA-Apex

日本では老舗の有名メーカー

ミツトヨの公式HPを見る

【選出理由】CRYSTA-Apexは調査した中で、国内のマーケットをリードし、かつ、汎用性・精度のバランスが優れている製品であったため。

PICK UP03
省スペース&手軽 タイプ

XMシリーズ

キーエンス

XMシリーズ

引用:https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure-sys/xm/007/2111_01.jsp?cid=NET143&utm_source=zenken&utm_medium=referral&utm_campaign=zenken_xm&ad=zxm_002

省設置スペースで場所を取らず、ゲージ感覚で3次元測定ができる操作性の良い手動計測機

センサー

接触センサーをベースに非接触レーザーも新発売

精度

独自の基準で精度保証

回転ヘッド

手動でフレキシブルな位置決め

設置環境

どこでも可能

ソフトウェア

ユーザーインターフェース

XMシリーズ

どこでも設置動作可能 (※ただし精度保証は23℃±1℃)

XMシリーズ

手で持ってフレキシブルな計測が可能

XMシリーズ

校正点検が不要

キーエンスの公式HPを見る

【選出理由】調査した中で導入の手軽さ、使いやすさが優れていたのがXMであったため。