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製造業DXを急加速! 3Dスキャナー 「HandySCAN Black」による 品質検査デジタル化

ホワイトペーパー

製造業でスピードと品質の両立を目指す中、課題であるのが品質検査の効率化だ。高精度ハンディ3D スキャナーが1台あれば、品質検査の悩ましい問題を一気に解消。簡単操作・教育要らずで、現場でも活用可能だ。

IoT(モノのインターネット)、5G(第5世代移動通信システム)、自動運転技術といったメガトレンドの中で激動の時代にある国内外の製造業では、DX(デジタルトランスフォーメーション)への取り組みを急加速している。製造業の設計開発においては、3D CADやCAEなどの普及によりデジタル化や自動化が推進されてきた一方、品質管理や製造現場では紙中心の管理や、アナログな作業が今も少なくない。

 寸法測定を含む品質検査は手間がかかる上に効率が悪く、生産における重要工程でありながら、ボトルネックとまで言われてしまうこともあった。全数検査は到底無理とされ、抜き取り検査で対応せざるを得ない。またそのような状況では、品質向上のための工程検証もままならない。

 そこで注目されているのが、品質検査での高性能3Dスキャナーの活用である。しかしその導入においては、装置の持ち運びや校正、操作習得や教育といった課題があった。Creaformの小型3Dスキャナー「HandySCAN BLACK」なら、従来の高性能3Dスキャナーで起こりがちであった問題の数々が解消可能だ。高性能ながら操作は非常に簡単で特別な教育は不要である。

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アンリツはCreaform (クレアフォーム)社製3Dスキャナーを取り扱っております。

【HandySCAN 3D】
携帯性に優れ、対象物を高精度に(最大0.025 mm)短時間でキャプチャーできるのが特長です。
環境の変化や対象物の動きにも左右されずに測定できるため、品質保証や製品開発向けの理想的なツールです。

【Go!SCAN 3D】
セットアップ不要で、対象物に向け、撮影するだけでスキャンできるよう設計されています。
小さな部品でも、大型の対象物でも、誰でも数分でカラー情報付きでスキャンできます。スキャン経験がなくても心配いりません。

【MetraSCAN 3D】
品質や効率性に妥協したくない生産責任者やメトロロジー責任者向けに特別に設計されたスキャナー(3D光学式CMM)です。
MetraSCAN 3Dは、対象物が動いたり、振動や不安定要因があるといった、あらゆる生産環境に耐え得るだけでなく、3D測定ワークフローも加速させます。

※アプリケーション:
寸法検査,リバースエンジニアリング,プロトタイピング,設備管理,非破壊検査,文化財,デジタルアーカイビング

このカタログについて

ドキュメント名 製造業DXを急加速! 3Dスキャナー 「HandySCAN Black」による 品質検査デジタル化
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
ファイルサイズ 837.3Kb
登録カテゴリ
取り扱い企業 アンリツ株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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White Paper 製造業 DXを急加速! 3Dスキャナー 「HandySCAN Black」による 品質検査デジタル化 国内外の製造業は、IoT(モノのインターネット)、5G(第 5世代移動 通信システム)、自動運転技術といったメガトレンドの中で激動の時代を迎 えている。その上、リコールや完成検査問題など品質問題の頻発も業界を 大きく揺るがしている。 さらに、2020年に入り、新型コロナウイルス感染が全世界で社会問題 となっており、製造業においても生産や販売の一部中止などで経済的に大 打撃を受けていることと併せ、テレワークの採用など新常識(ニューノー マル)の時代での経済活動の在り方を模索することが課題となっている。 製造業はまさに、「今すぐ DX(デジタルトランスフォーメーション)を 急加速せざるを得ない」局面に直面している。
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製造業の設計開発においては、3D CAD や CAE などの 得する。形状の点群データと合わせて、ポリゴンデータ変 普及によりデジタル化や自動化が推進されてきた一方、品 換や現物の色やテクスチャを取り込むことができる装置 質管理や製造現場では紙中心の管理や、アナログな作業が もある。製造業では、リバースエンジニアリングや寸法計 今も少なくない。また設計製造プロセスで流通する多くの 測などで活用が広まってきている。 データが、最初から最後まで一気通貫になっておらず、途 中で何らかの変換や置き換えが起こっている。それが作業 3Dスキャナーで実物の 3Dデータを取っていけば、誰も を煩雑かつ非効率にしたり、ミスの発生原因となって後戻 が直感的に分かる形で、詳細な形状確認が可能になる。取 りを多く発生させたりしてきた。 得をしているのは実物のデータであるため、使用者による 感覚の誤差が生じない。さらに取得データを基に PC の中 とにかく手間がかかる品質検査、 でいつでも寸法測定できるようになる。 本当にこのままでいいのか? 3Dデータは、他のプロセスで広く生かせることも大きな 製造現場の寸法検査では、高精度な 3D寸法測定が行える 利点である。3D の画像を社内の関係者や協力会社、顧客 3次元測定機(CMM)が広く使われてきた。しかし装置そ とのプレゼンテーションで使用する、設計へデータごとフ のものは非常に高額であり、使いこなすにあたっては専門 ィードバックして改善に活用してもらうといったことな 知識が必要だ。測定を自動化することも可能ではあるが、 どが可能だ。測定データと設計データを混在させて VR(仮 それにはプログラミング言語の理解を要求されることが 想現実)コンテンツを作成し、レビューで利用するといっ 多い。 たこともできるだろう。 かつ複数箇所について詳細に寸法測定が必要で、さらに 結構、悩ましい―― 複数個の測定となれば非常に時間が掛かってしまう。厳密 従来の高性能 3Dスキャナーの問題点とは な校正が必要な据え置きの装置であるため移動させるこ とができず、正確な測定ができるように環境が管理された とはいえ 3D スキャナーも万能ではなく留意すべきポイ 室内で測定するしかない。 ントが存在する。工業製品を扱う寸法測定で 3Dスキャナ ーを用いるには、やはり精度の高さが重要だ。要求される ノギスやマイクロゲージといったアナログな測定器を用 公差が数μ mという極小のレベルのものも存在する。 いる場合では、担当者ごとのスキルや視力、感覚の違いに よる誤差が大きく出かねない。さらに品質検査やレポート 作成においては、現場に大きな負担がかかる。 このように寸法測定を含む品質検査は手間がかかる上に 効率が悪く、生産における重要工程でありながら、ボトル ネックとまで言われてしまうこともあった。全数検査は到 底無理とされ、抜き取り検査で対応せざるを得ない。また そのような状況では、品質向上のための工程検証もままな らない。 そこで注目されているのが、品質検査における 3Dスキャ 精度に加えて、製品形状、光沢の有無、測定スピード、 ナーの活用である。3D スキャナーは、レーザー光などを 設計データとの連携、操作性、測定環境など、さまざまな 用いて製品実物をスキャンして非接触で3次元データを取 条件に見合った性能を備える装置を吟味して選定し、導入 製造業 DXを急加速!3Dスキャナー「HandySCAN Black」による品質検査デジタル化 2
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する必要がある。 長で 30cmに満たない長さで、重さで 900g前後と、手が 小さい人や力があまりない人でも扱えるようになってい 3D スキャナー導入においては、装置の持ち運びや校正、 る。製品や周辺機器も、スーツケース大の専用ケースに全 操作習得などさまざまな問題に直面する。例えば工業製品 て納まるようになっている。外付けの位置決めシステムは の測定に耐え得るグレードをうたう測定器を選定した場 必要がないのでセットに含まれない。校正は製品を取り出 合、映像機材のように複数機材の構成になっており、測定 し PCと接続し、専用のキャリブレーションプレートを用 現場へ持ち込む際には負担になってしまう。また軽量で価 いて 1分程度で終わる。一度校正を完了させれば、ユーザ 格が廉価なポータブル機は存在するが、工業製品グレード ーがスキャナーをどう構えようが、測定物が動こうが、再 の測定には到底不向きなものがほとんどである。 調整や再校正は一切必要ない。測定の仕方も、ただスキャ ナーの光線を測定物にまんべんなく当てて、形状をくまな さらに現場に到着してからは、装置の校正を実施しなけ くスキャンするだけ。PC画面にリアルタイムでポリゴン ればならない。ひと手間かけて校正をしたとしても、測定 メッシュデータが表示されていく。HandySCAN BLACKの 中に装置や測定物がずれてしまえば、測定のやり直しとい 使い方は、特別なトレーニングが必要ないほど簡単である。 った事態も発生することがある。 高性能な 3Dスキャナーを使用するには、専門知識やトレ ーニングが必要である。寸法測定そのものにも専門知識が 必要であるにもかかわらず、さらに装置そのものの扱いと 併せてソフトウェアも複雑となってしまえば、測定担当者 となるハードルはさらに高まってしまう。 品質検査や測定を新人や若手社員に習得させるケースは よくあるが、転職や異動が生じると、そこでまた育成のや り直しになる。メーカーでは若手をジョブローテーション させ修行を積ませるケースも多い。そこで教育の手間が掛 ロット番号や微細な文字もスキャン可能 かっていては、十分に人が育たないうちに担当者が変わる HandySCAN BLACKは簡単操作の小型軽量の機種ながら、 といったことを繰り返してしまい、3D スキャナーを使い 寸法検査レベルの測定精度と測定スピードを備える。上位 こなしての品質検査が可能な担当者の数がなかなか育た グレードの「Elite」は 11本の青色レーザークロスを搭載し、 ないということにもなりかねない。 1秒当たり 130万測定値を取得可能だ。その場でどんどん HandySCAN BLACKで、 データを吸い上げ、例えば 50センチくらいの製品であれ ば、数分もあればデータ取得が終わる(アンリツ調べ:測 品質管理の面倒を解消 定解像度 0.5 mmで実施した場合)。しかも、Creaform独 自のソフトウェアのおかげで、スキャンしたデータから Creaform のポータブル3Dスキ STLや OBJファイルなどへの変換は測定完了後にリアルタ ャナー「HandySCAN BLACK」が イムにその場で実行が可能で、しかも数秒程度しかかから あれば、これまで述べたような、 ない。 従来の高性能 3Dスキャナーで起 こりがちであった問題が解消で 測定精度は 0.025 mm、容積精度は、0.020 mm+ 0.040 きてしまう。 mm/mで、0.025mmの段差まで測定できる。企業ロゴや HandySCAN BLACK 製品の注意書きなどを示された微細な文字の彫刻まで詳 HandySCAN BLACKの本体は全 製造業 DXを急加速!3Dスキャナー「HandySCAN Black」による品質検査デジタル化 3
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細に読み取ることが可能である。その上 HandySCAN BLACKはめっきのかかった金属など光沢のある測定物の 測定に強いということも特色である。 HandySCAN BLACKが現場に 1つでもあれば、手が空い ている人や、当日に配属された新人、技術職ではない人で あってもすぐ 3Dスキャンで寸法測定が行える。現場には HandySCAN BLACKの入ったケースを 1つだけ持って、測 3D CADデータを用いた検査項目の設定 定担当 1人が向かえばよい。あるいは、セットを 1つ現場 に送っておいて、その場にいる担当にデータ取得を任せる 解消し、寸法測定に関する品質検査も容易にデジタル化で ことも可能だろう。 きる。品質検査のさまざまな面倒から解放され、品質改善 や設計改良などにじっくり取り組むための時間を確保す しかもデータの取り込みがその場でサクサク行えるた ることが可能になる。さらに測定データから作成した 3D め、複数の部品測定も苦ではない。抜き取り検査で妥協し データは品質管理以外のさまざまなシーンで活用できる。 なくても、CMMレベルで全数測定が実現できる。例えば 品質管理の新人に HandySCAN BLACKでのデータ取得を HandySCAN BLACKを含む Creaform製品は、ポリゴンデ 任せ、品質管理者はそのデータを用いてじっくり分析する ータを Nurbsデータに変換するためのツールをはじめ、主 といったことも行える。測定が気軽に行えるため、品質管 要 3D CADとのデータ連携を円滑にする機能を豊富にそろ 理の現場から、品質向上をめざした新たな測定項目追加の えている。設計担当へのデータフィードバックや、設計デ 発信も可能にするだろう。 ータと測定データとの相違比較が簡単に行える。 Creaform社が提供する寸法検査用ソフトウェアモジュ 品質検査のデジタル化で品質向上と設計製造のさらな ールを使えば、スキャンデータと CADデータを比較し、 るスピードアップをかなえながら、上流工程から下流まで プログラミングの知識なしで寸法測定の自動化が可能だ。 製造業 DXを加速させれば、この激動の時代をきっと乗り さらにレポート生成も自動的に行える。 越えていけるだろう。 HandySCAN BLACK は従来の 3Dスキャナーの問題点を アンリツ株式会社 パートナーソリューション部 〒243-8555 神奈川県厚木市恩名 5-1-1 お問い合わせ TEL. 046-296-6661 E-mail. contact-ps@anritsu.com https://www.anritsu.com/ja-JP/partner-solutions/products/handyscan ■このカタログの記載内容は2020年 7月現在のものです。 No. MPS-1SG200027-(1.00) 製造業 DXを急加速!3Dスキャナー「HandySCAN Black」による品質検査デジタル化 4