3Dスキャニングで検査は加速するか？ 2/2

  前回前回、製造で活用される3Dスキャンの目的と、ソフトウェアの必要性に触れました。今回は検査にはどのようなソフトウェアが必要なのか、そもそもどういったソフトウェアがあり、何を行うのかを紹介します。

3D スキャナは、それ自体でオブジェクトのソリッドモデルを生成するのではなく、モノの表面を点の集まりとして収集するということに触れました。この点の集まりには、どこが平面である、どこが円であり、どこが物と物の境であるかというような情報はなく、サイズ測定やそのもののモノとしての評価をすることができません。

これを効果的に行うには、メーカーは点群からデータを抽出し、迅速かつ簡単に処理できるソフトウェアを必要とします。

検査にはどのようなソフトウェアが必要か？

現在、ユーザーは検査用に 3 つの主要な 3D スキャン ソフトウェアから選択できます。

1. 従来の接触測定検査ソフトウェア。これらのプログラムは、CMM、アーム、レーザー トラッカーからの接触測定データを操作するように設計されています。このタイプのソフトウェアは、多くの場合、数百万のスキャン点の処理に苦労し、スキャンデータ固有の品質最適化ツールを備えていません。
   
   
2. 3Dスキャナの動作ソフトウェア。一部の 3D スキャナは、アドオン検査モジュールを提供しています。一般的に、幾何学的寸法と公差 (GD&T) や最先端の位置合わせなどの高度な検査機能が欠けています。
   
   
3. スキャン用検査ソフトウェア。 3D スキャナ用にゼロから設計されたため、数百万点を処理し、あらゆるタイプの 3D スキャナからの非接触データの固有の特性を管理できます。最も重要なことは、スキャン用ソフトウェアは、測定を大幅に加速する高度な検査機能が搭載されているということです。

Geomagic Control X などの 3D 計測ソフトウェアにより、誰でも簡単に検査を実施できます

スキャン用ソフトウェアに注目

ソフトウェアは検査に大きな違いをもたらす可能性があり、この分野ではスキャン用ソフトウェアが際立っているため、時間をかけてその利点を理解する価値があります。

ビッグデータセットを簡単に処理できる

まず最も重要なことは、スキャン用の計測ソフトウェアは膨大なデータセットを簡単に処理できるため、ユーザーがスキャナを最大限に活用できるようにすることです。

一般的な 3D スキャンには数千万点が含まれますが、ほとんどの 3D 測定ソフトウェアは CMM またはレーザー トラッカー用に構築されており、少数の個別の測定点のみを処理します。

実際には、スキャン用ソフトウェアと他のソフトウェアは、3 分間の検査と 10 分間の検査と、1 時間あたり 18 個または 6 個の部品の検査の違いを意味します。

最悪のシナリオでは、データ セットが大きすぎるため、一部のソフトウェアはスキャンをまったく処理できない場合もあります。

高い測定精度

スキャンネイティブ ソフトウェアの 2 番目に大きな利点は、膨大なデータセットを処理できることと、測定精度が高いことです。

3D スキャンに関する誤解の 1 つは、本質的に接触測定よりも精度が低いということです。そして、個別の接触測定ではランダムな誤差が少なくなる可能性が高いことも事実です。

ただし、適切なノイズ フィルタリング、外れ値の除去、および形状フィッティングアルゴリズムを使用すれば、非接触測定も同様に正確に行うことができます。メーカーはどのようにしてその精度を確実に得られるのでしょうか?

ソフトウェアを選択するときは、大量のデータを処理できるようにスケールアップされた標準的な CMM 測定およびフィッティング アルゴリズムだけでなく、これらのスキャンデータ処理用アルゴリズムにも目を光らせておく必要があります。

すべてのスキャンに対して最適な設定を自動的に決定するソフトウェアは、信頼性の高い結果を得るためにユーザーが専門家になる必要がないため、はるかに拡張性が高くなります。

完全な偏差カラーマップ

偏差カラー マップは、スキャンネイティブ ソフトウェアのもう 1 つの利点です。

真っ暗な部屋で鍵を探すところを想像してみてください。一度に部屋の狭い範囲しか照らせない懐中電灯を使うのと、照明のスイッチを入れて部屋全体を一度に見るのと、どちらを使いますか?

これが、部品のいくつかの寸法を測定する場合と、スキャンされた部品を公称 3D モデルと比較する完全な偏差カラー マップを測定する場合との違いです。

ただし、理想的なソリューションは、カラー マップと、特定の部品で呼び出される個々の測定値を組み合わせます。多くの 3D 測定ソフトウェアは、読み込んだ CAD 上に基本的なカラー マップを表示しますが、これは詳細な分析にはなりません。

検査に大きな違いをもたらすのは、3D、2D 断面、境界、曲線沿い、シルエット、仮想エッジの比較などの偏差解析を実行するソフトウェアの機能です。

GD&Tに最適

GD&T においても、スキャン用ソフトウェアがトップに立っています。多くの人は、基本的な幾何学的特徴を CMM などの接触測定システムで測定する方が良いと考えています。

測定する特徴の数が限られている場合は、それが真実である可能性があります。ただし、数十、さらには数百の個別の特徴を持つより複雑な部品の場合は、ほとんどの場合、スキャンしてソフトウェアを使用してそれらの特徴を特定して測定する方が高速です。

GD&T を高速化するには、3D スキャンで特徴を自動的に識別し、データを最適にフィルタリングしてノイズを除去し、信頼性の高い正確な測定を行うソフトウェアを入手することが重要です。

デジタルアーカイブ

最後に、スキャン用ソフトウェアを使用して、メーカーは将来の使用に備えて部品のデジタル アーカイブを得ることができます。

スキャンされたすべての部品は、公称モデル、位置合わせ、およびその部品で行われたすべての測定値を 1 つの効率的なファイルに記録したデジタル記録になります。これにより、これまでにスキャンした部品に簡単に戻って、その履歴を完全に把握することができます。

この記事はOQTONウェブサイトブログ記事の和訳です。オリジナルはこちらでご確認頂けます。