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

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。

製造業の設計開発においては、3D CAD や CAE などの普及 ある。製造業では、リバースエンジニアリングや寸法計測 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 などで活用が広まってきている。 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。また設計製造プロセスで流通する多くのデー 3D スキャナーで実物の 3D データを取っていけば、誰も タが、最初から最後まで一気通貫になっておらず、途中で が直感的に分かる形で、詳細な形状確認が可能になる。取 何らかの変換や置き換えが起こっている。それが作業を煩 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 雑かつ非効率にしたり、ミスの発生原因となって後戻りを 感覚の誤差が生じない。さらに取得データを基に PC の中 多く発生させたりしてきた。 でいつでも寸法測定できるようになる。 3D データは、他のプロセスで広く生かせることも大きな とにかく手間がかかる品質検査、 利点である。3Dの画像を社内の関係者や協力会社、顧客と 本当にこのままでいいのか？ のプレゼンテーションで使用する、設計へデータごとフィ ードバックして改善に活用してもらうといったことなど 製造現場の寸法検査では、高精度な 3D寸法測定が行える が可能だ。測定データと設計データを混在させて VR（仮想 3次元測定機（CMM）が広く使われてきた。しかし装置そ 現実）コンテンツを作成し、レビューで利用するといった 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 こともできるだろう。 知識が必要だ。測定を自動化することも可能ではあるが、 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 結構、悩ましい―― 多い。 従来の高性能 3Dスキャナーの問題点とは かつ複数箇所について詳細に寸法測定が必要で、さらに とはいえ3Dスキャナーも万能ではなく留意すべきポイン 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 トが存在する。工業製品を扱う寸法測定で 3D スキャナー 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 を用いるには、やはり精度の高さが重要だ。要求される公 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 差が数μmという極小のレベルのものも存在する。 室内で測定するしかない。 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 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 精度に加えて、製品形状、光沢の有無、測定スピード、 らない。 設計データとの連携、操作性、測定環境など、さまざま そこで注目されているのが、品質検査における 3Dスキャ な条件に見合った性能を備える装置を吟味して選定し、 ナーの活用である。3Dスキャナーは、レーザー光などを用 導入する必要がある。 いて製品実物をスキャンして非接触で 3次元データを取得 する。形状の点群データと合わせて、ポリゴンデータ変換 や現物の色やテクスチャを取り込むことができる装置も 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

3D スキャナー導入においては、装置の持ち運びや校正、 全て納まるようになっている。外付けの位置決めシステ 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 ムは必要がないのでセットに含まれない。校正は製品を 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 取り出し PCと接続し、専用のキャリブレーションプレー 合、映像機材のように複数機材の構成になっており、測定 トを用いて 1分程度で終わる。一度校正を完了させれ 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 ば、ユーザーがスキャナーをどう構えようが、測定物が 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 動こうが、再調整や再校正は一切必要ない。測定の仕方 の測定には到底不向きなものがほとんどである。 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、形状をくまなくスキャンするだけ。PC画面にリアル さらに現場に到着してからは、装置の校正を実施しなけ タイムでポリゴンメッシュデータが表示されていく。 ればならない。ひと手間かけて校正をしたとしても、測定 HandySCAN BLACKの使い方は、特別なトレーニングが必 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 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 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 ロット番号や微細な文字もスキャン可能 といったことを繰り返してしまい、3Dスキャナーを使いこ HandySCAN BLACKは簡単操作の小型軽量の機種なが なしての品質検査が可能な担当者の数がなかなか育たな ら、寸法検査レベルの測定精度と測定スピードを備え いということにもなりかねない。 る。上位グレードの「Elite」は 11本の青色レーザークロ スを搭載し、1秒当たり 130万測定値を取得可能だ。その HandySCAN BLACKで、 場でどんどんデータを吸い上げ、例えば 50センチくらい 品質管理の面倒を解消 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：測定解像度 0.5 mmで実施した場合）。しか Creaform のポータブル 3Dス も、Creaform独自のソフトウェアのおかげで、スキャン キャナー「HandySCAN BLACK」 したデータから STLや OBJファイルなどへの変換は測定 があれば、これまで述べたよう 完了後にリアルタイムにその場で実行が可能で、しかも な、従来の高性能 3Dスキャナ 数秒程度しかかからない。 ーで起こりがちであった問題が 解消できてしまう。 測定精度は 0.025 mm、容積精度は、0.020 mm＋ 0.040 HandySCAN BLACK mm／mで、0.025mmの段差まで測定できる。企業ロゴ HandySCAN BLACKの本体は全 や製品の注意書きなどを示された微細な文字の彫刻まで 長で 30cmに満たない長さで、重さで 900g前後と、手が 詳細に読み取ることが可能である。その上 HandySCAN 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 BLACKはめっきのかかった金属など光沢のある測定物の る。製品や周辺機器も、スーツケース大の専用ケースに 測定に強いということも特色である。 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

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 を任せることも可能だろう。 3D CADデータを用いた検査項目の設定 しかもデータの取り込みがその場でサクサク行えるた 品質検査のさまざまな面倒から解放され、品質改善や設 め、複数の部品測定も苦ではない。抜き取り検査で妥協 計改良などにじっくり取り組むための時間を確保するこ しなくても、CMMレベルで全数測定が実現できる。例え とが可能になる。さらに測定データから作成した 3Dデー ば品質管理の新人に HandySCAN BLACKでのデータ取得 タは品質管理以外のさまざまなシーンで活用できる。 を任せ、品質管理者はそのデータを用いてじっくり分析 するといったことも行える。測定が気軽に行えるため、 HandySCAN BLACKを含む Creaform製品は、ポリゴン 品質管理の現場から、品質向上をめざした新たな測定項 データを Nurbsデータに変換するためのツールをはじ 目追加の発信も可能にするだろう。 め、主要 3D CADとのデータ連携を円滑にする機能を豊 富にそろえている。設計担当へのデータフィードバック Creaform社が提供する寸法検査用ソフトウェアモジュ や、設計データと測定データとの相違比較が簡単に行え ールを使えば、スキャンデータと CADデータを比較し、 る。 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。さらにレポート生成も自動的に行える。 品質検査のデジタル化で品質向上と設計製造のさらな るスピードアップをかなえながら、上流工程から下流ま HandySCAN BLACK は従来の 3Dスキャナーの問題点を で製造業 DXを加速させれば、この激動の時代をきっと乗 解消し、寸法測定に関する品質検査も容易にデジタル化 り越えていけるだろう。 できる。 お見積り、ご注文、修理などは、下記までお問い合わせください。 記載事項は、お断り無しに変更することがあります。 アンリツ株式会社 環境計測カンパニー 営業本部 パートナーソリューションチーム 〒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/3dscanner/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