3Dスキャナーキャンペーン②_歯車の寸法検査

3Dスキャナーキャンペーン②_歯車の寸法検査

ずみ
ずみ (ID4371) 2018/04/09
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3Dスキャナーキャンペーンのご利用紹介記事第2弾です!

切削で製作した歯車の寸法検査をしてみたいということでご利用頂きました。

日本電産トーソク社製3Dスキャナーには、スキャンしたデータと3Dデータを比較して寸法検査ができる機能があり、今回はそれを用いて寸法検査を実施致しました。

歯車製作

歯車の材料はアルミで、kitmillで加工しました。

エンドミルが傾いていたようで、上面に若干の段差ができてしまっております...
今回は練習のため、このまま進めることになりました。

この歯車に色を付けるため、アルマイト処理を施します。

アルマイト

アルマイトキットを使って実施しました。ムラなくきれいにできました!

3Dスキャン

3Dスキャンを試みましたが、このままだと光沢がきつくてうまくスキャンできませんでした...
画像のようになり一見するとスキャンできているように見えますが、ところどころ穴が開いてしまったのと、ボス側面部がほとんどとれませんでした。
黒アルマイトで反射を抑えられるかと思いましたが、光沢は残るのでやはり難しいようです。

光沢をなくすため、ミクロチェックを吹いてスキャンを行うことにしました。
ミクロチェックは本来こういった用途に使うものではありませんが、光沢をしっかりと消せてなおかつ水で落とせるため、3Dスキャンの際にはとても便利です。

ミクロチェックを吹いて光沢をなくしたことにより、うまくスキャンすることができました。
エンドミルが傾いていたためできてしまった段差も見事にスキャンできております。

寸法検査

このスキャンデータをもとに、今回の目的である寸法検査を行います。

寸法検査はスキャンデータと3Dデータ(STL)があれば付属のソフトで簡単に行えるようになっており、”スキャンデータと3Dデータをインポート” → ”2つのデータを自動位置合わせ” → ”2つのデータの差分をカラーマップで表示”という流れでできます。

3Dデータをインポートする際の注意点として、面ができるだけ多くのポリゴンで構成されている必要があります。(点群データとして扱うため?)
今回はFusion360を用いて歯車を設計し、それをSTL形式で出力しようとしたのですが、デフォルトの設定では最小限になるようなポリゴン数で出力されてしまうため、オプションの”エッジの最大長さ”を少なくして、ポリゴン数が多くなるように設定しました。

スキャンデータと3Dデータをインポートし、自動位置合わせを行って寸法検査をしてみました。

・表面

・裏面

ほとんどの箇所が緑、黄、水色でに分類され、”青白距離”設定が0.5のため、各色部は下記範囲内に収まっているといえます。
 黄色部:+0.075 ~ +0.025
 緑色部:+0.025 ~ -0.025
 水色部:-0.025 ~ -0.075

ポンチでつけたマーキング部の凹みや周囲の盛り上がりまでしっかりと確認できます。

加工時にエンドミルが斜めになっていたことによる影響が、上面の段差や歯側面も斜めに(上半分が黄色、下半分が緑の箇所)なっていることからもなんとなくわかります。

一か所だけ白くなっている箇所がありましたが、実物を見てもそこまでおかしくなっている様子はありませんでした。スキャン時に穴が空いてしまい、自動穴埋め機能により少し出っ張ってしまったのかもしれません。
加工のパスが正しくなく削り残しがあった、バリを取りすぎてしまった、落として打痕を付けてしまったなどのミスは、こういった形で見ることができると思います。

無事にスキャンから寸法検査まで行うことができました!!

実際に試してみて、下記観点から非常に強力な測定手段であることを実感しました。
 ・ノギスやダイアルゲージで1か所ごとに計測、記録するよりも時間短縮が可能
 ・ノギスやダイヤルゲージでは測定できない箇所も計測可能(狭い箇所やR部等)
 ・目視では認識できないような問題(加工ミスや打痕)が発見可能
 ・測定結果をデータとしてアーカイブすることが可能
   →後でもデータから確認できるため、検査項目が増えたり、もう一度確認したくなっても問題ない。データ化していない場合は現物をナンバリングして保管し続けないといけない。

非常にいい知見が得られて、また必要になったら利用したいとのことでした!

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