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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2025.07.11

2025.07.11

三次元測定機の精度評価方法とは

INDEX目次

三次元測定機の精度評価規格とは

三次元測定機の性能を客観的に評価するためには、国際標準規格(ISO 10360シリーズ)および日本産業規格(JIS B 7440シリーズ)が重要な役割を果たします。これらの規格は、測定機の精度を保証し、信頼性の高い測定結果を得るために不可欠です。

代表的な規格の一つが「ISO 10360-2」で、主に「長さ測定誤差(E₀)」「繰返し精度(R₀)」を評価します。また、近年では測定機の多様化に伴い、ISO 10360-10(光学式)やISO 10360-8(非接触プローブの位置測定)といった規格も整備されています。

測定誤差とは、指定された距離を測定したときの実測値と基準値との差です。この値が小さいほど測定値が実寸に近く、正確に測定できることになります。

繰り返し精度とは、対象物の特定ポイントを繰り返し測定した際の測定値のばらつきです。このばらつきが小さいほど、測定の安定性が高く、測定機が高精度であると評価されます。

これらの規格に準拠した評価は、適切な測定機を選択する上で重要な指標となります。

三次元測定機の精度評価方法

三次元測定機の精度評価には、さまざまな手法があります。ここでは、代表的な3つの方法を紹介します。

1.最大許容長さ測定誤差 E₀,MPE【ISO10360-2】

「長さ測定誤差の最大許容誤差」を意味します。例:E₀,MPE = (1.5 + L/300) µm
これは「測定長 L に比例する誤差の上限」であり、測定対象が大きくなるほど誤差も増えることを考慮した式になっています。

寸法標準器を使用し、両端を挟み込むようにして測定を繰り返します。

測定はxyz軸および対角線方向を含む7方向・各5回の試験を実施し、合計105個の測定データを取得します。そのすべてが規定値以内であれば、測定機の精度が検証されたとみなされます。

2.長さ測定の繰り返し範囲の最大許容限界 R₀,MPL【ISO10360-2】


「繰返し精度の最大許容範囲」を表します。測定した複数のデータのばらつき幅を確認し、その最大値が基準内であるかを確認します。 同一箇所を3回繰り返し測定し、それぞれの測定結果を比較します。最大値と最小値の範囲を評価し、繰り返し範囲R₀を算出します。

3.最大許容シングルスタイラス形状誤差PFTU,MPE【ISO10360-5】


検査用標準球の指定点(25点)を測定し、取得した全測定点を基に最小二乗球の中心を算出します。各測定点から最小二乗球の中心までの距離(R)を計算し、Rmax – Rminを求めます。

さらに、スタイラスチップと検査用標準球の形状に関する不確かさを加味した拡張不確かさを算出します。この値が規格値以内であれば、測定機の精度が基準を満たしていると判断されます。

まとめ

三次元測定機の精度評価には、国際標準規格(ISO 10360)や日本産業規格(JIS B 7440)が用いられ、測定機の信頼性を数値化することが重要です。

評価手法として、長さ測定誤差や繰り返し精度、形状誤差の確認が挙げられます。これらの規格や評価方法を理解し、適切に活用することで、より精度の高い測定結果を得ることが可能です。

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。