三次元測定器の接触判定について

質問

金属の板のねじれを測定する方法について悩んでいます。
自然体で置いて四隅の高さを測定し、そのMAX-MINをねじれとしているのですが、他社との測定結果が合わずに困っています。
他社は非接触式の測定器で板をそのまま置いてフリーの状態で測定しています。こちらは接触式で板が動かないよう、治具で3点を持たせて固定しています。

他社との測定に合わせてフリーの状態で測定してみると、他社データとほぼ同じ結果が得られました。ですが、周囲は「フリーの状態ではプローブが板を押し込むので正確ではない」という意見で一致しています。

私が見た限りでは接触を検知した時点では板は動いているようには見えますが、土台にまで押しつけられているようには見えません。もしプローブが板を押しているのであれば、板を土台に押しつけてなおプローブを下げたときに接触を検知するはずです。ですので、"プローブが接触を検知→さらにプローブを下げたことで板を押し下げた→板が動いたように見える"、ということになり、実質的にはガタツキによる影響はないと考えます。また、板を3点で持たせて測定すると違う結果になるのは、どの点を持たせるかで板の傾きが変わるためであると考えています。

どうでしょうか？誰か教えてください。

文章がわかりにくいとの意見がありましたので、追記します。

まず、現在金属の板のねじれ具合を測ろうとしています。
そのまま置いたら四隅のうちの1点が浮き上がった状態になっています。

フリーの状態とは、ただ置いただけで固定も何もしていません。指で押せば浮いた部分が沈みます。

固定というのは、板の任意の3点の下に治具を置いて動かないようにするということです。

我々は接触式の三次元で測定していますので、「プローブを当てるときに浮き上がった1点を押すことで測定値に影響が出る。なので、動かないよう固定して測定すべき」というのが周囲の見解です。

他社はレーザーによる非接触式の装置で、固定せずただ置いた状態で測定しています。その結果と我々のワークを固定して測定した結果に3倍近い開きがあり、どっちが正解なのかということでもめています。

ためしに、我々も他社と同様、フリーの状態で測ってみたらほぼ同じ結果になりました。それで、どれが正解なのかともめています。

私は、まず?タッチプローブがワークの位置を取り込むのに必要な、プローブにかかる荷重と?プローブがワークを動かすのに必要な力でどちらが大きいかを調べ、

?＞?　
プローブがワークに当たっても接触を検知せず、プローブがワークを押してワークの一部が土台に当たり動かなくなった時点で位置を取り込む
⇒フリーではガタツキの影響を受ける

?＞?
ワークが動く前にプローブが座標を取り込む
⇒フリーではガタツキの影響はない

となるのではないかと考えています。どちらが正解で、

が、私の意見を周囲が聞いてくれません。自分たちの測定が正しいと信じているようです。

この測定結果をもってねじれの定義・規格を決めようとしている(普通は逆ですが)のですが、データの整合性が取れず、先詰まっています。

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

自重による変形では？？
3点支持の場合、支持点以外は浮いているわけですから支持点の位置により変形の状態が変わります。
フリーの状態の場合、おそらくですが他社での設置状態に近い状態になっているため自重による変形も同じようになったのでは？そのため他社データと似た結果になったのでは？他社データと“ほぼ同じ結果”が得られたと言うことであればプローブの接触圧の影響は小さいと考えられます。残りはワークの設置状態。貴社で使用している3点支持治具で支持点も同じようにして測り貴社3点支持治具に設置した時と同じ結果が得られればワークの設置状態の違いが他社との差異を生んだと考えて良いのでは？
測定に於いては温度や振動といった環境、プローブの接触圧などの影響も大きいですが、ワークの設置状態も結果に大きく影響します。他社との結果を比較する場合、この設置状態も同じにしないと違う結果が得られるのは当然と考えましょう。

回答No.6

noname#230359

べこべこな測定物を相手に、測定条件（環境）を定義しない限り、
測定値は安定しないことは、おわかりかと思います。

私的に、問題なのは、「接触式だから・非接触式だから」　ではなく、
「測定において、その環境を考えるのに、測定物（部品）の性質（用途）を
考慮していないこと」と考えます。

例えば、測定時に、ワークをどのように置くか（マウントするか）は、その製品の用途を考えなければいけません。極端には、空間に浮いている製品であれば、当然クランプなどしてはいけませんよね。測定も非接触でなければならない。逆に、製品には数カ所固定箇所が存在し、この取り付け具合が問題になる、あるいは、取り付け後姿勢（平面）が問題になる、となれば、測定も製品状態に近いポイントでクランプする必要があると思います。
この、評価を行った後、簡易的に測定するには、どうするか、また、測定値がいくつになったら（条件変わるので当然変化します）合格とするか、の話になるかと思います。

質問を読む限り、トリガプローブではなく、ベクトルプローブを使っているのではないかと思いますが・・・（違ったらごめんなさい）、測定圧をコントロールできるとしても、プロービングに際しては、必ず、ワークにストレスをかけていますので、ワークは撓みます。撓みが発生している以上、出力された値は、真値とは言い切れません。撓み量を補正（後計算）すれば、真値に近づくでしょうが、非接触を使用されている方を納得させるのには、力不足ですよね。

部品の後工程を見つめて、何が問題になるから測定するのか（どの様な事態を未然に防ぐために、測定し精度を確保するのか）を決定すれば、フリーが正しいか固定が正しいか・・・見えてくると思いますよ。

お礼

>「測定において、その環境を考えるのに、測定物（部品）の性質（用途）を
考慮していないこと」と考えます。
⇒ご指摘ありがとうございます。ただ、私の意見を下記に述べます。

測定方法や条件が違えど、目的が同じであれば最終的に得られる結果は同じになるはずです。そうならないのは、結果に重大な影響を及ぼす想定外の外的要因があるからだと考えます。

今回の場合は、素材が金属であり、プローブで押した程度で決定的な影響が出るほど変形するとは考えていません。ただ、四隅のうち2点が浮いており、やじろべえみたいに不安定な状態ですので、その意味では接触による影響を無視することはできないと考えました。

ですので、その影響を排除すべく三点支持で測定してみたところ、非接触かつフリーで測定した他社と違う結果になってしまいました。輸送途中に変形したのかと思い、送り返してもう一回測ってもらいましたが、変わりませんでした。で、他社の立ち会いの下で測定してみましたが、やはり三点支持で測定したデータとは整合性が取れません。で、ためしに接触かつフリーの状態で測ったら、他社と同じような数字が出ました。偶然同じような数字になったのか、なるべくしてなったのかを考えましたが、どうしても分からなかったので、皆さまの意見を聞いてみたいと思いました次第です。

回答No.5

noname#230359

ワークはべこべこなものだと推定します
>>我々は接触式の三次元で測定していますので、「プローブを当てるときに浮き上がった1点を押すことで測定値に影響が出る。なので、動かないよう固定して測定すべき」というのが周囲の見解です。

接触式の場合、接触圧が必ずかかるので、非接触のものとは違う
動かないように固定>>矯正がかかる恐れがあるので　これも間違い

>>他社はレーザーによる非接触式の装置で、固定せずただ置いた状態で測定しています。その結果と我々のワークを固定して測定した結果に3倍近い開きがあり、どっちが正解なのかということでもめています。

文面から読むと定番にベタ置きのような気がするのですが
ベタ置きの場合自重で矯正がかかる恐れがあるのでそれも間違い

１・２とも正しい値で無いような気がします
２のほうが正解に近いと思いますが

接触式よりも非接触のほうが正しい値が出ると思います
ワークのおき方にも影響すると思います

２の測定方法で、同じワークを段取り換えしてみるとワークの置きかたの誤差が出ると思いますよ

回答No.3

noname#230359

板のＸ－Ｙ軸の中心線を基準とするのが適切ではないでしょうか。

三点支持も安定はしますが傾きの影響は避けられません。
まして、安定性に問題のある測定品をフリーで置けば何度測定しても
バラツキが出ると思われます。

板の中心で端の４点を受けるようにしてＸ軸又はＹ軸の２点間は平行に上下さす事で
板の基準が明確になります。

基準軸からの位置関係で見れば測定の誤差は許容値に入ると思われます。

回答No.2

noname#230359

文章で判断しますと、タッチプローブがワークに当たった瞬間に(荷重がゼロで)位置を取り込むと考えていらっしゃるようですね。
実際のプローブの中はばねが入っており、ばねに逆らって動いたと時点で接触と判断します。つまりワークにはタッチプローブの荷重が掛かるという事です。
もう1つの注意点はＸＹ方向に対して、Z方向の荷重は大きくなっている事です。（上下方向で測定いるように読み取れましたので）

タッチプローブの特性を調べてみてください。

荷重の違いが誤差になっていると考えていいと思います。

方式が違えば測定値が違うことはよくあることです。
測定条件を同じにすることが基本ではないでしょうか。

参考URL：

http://www.renishaw.jp/jp/6652.aspx#tocTarget0

お礼

>測定条件を同じにすることが基本
⇒私もその通りだと思います。ただ、それを言い出したら温度・湿度・作業者・測定器などキリがなくなり、すべてを同じ条件にするのは不可能です。ですので、結果に重大な影響を及ぼすような条件だけ同じにして、他の影響は「無視できるほど小さい」という考えで測定しようと考えています。

今回、測定物がねじれており、普通に置いたら対角線上の2点で支えている状態です。接触式であれば支えがない点を測定するときに押しつけるので、そうならないよう三点支持で測定し、他社と整合性が取れない結果となりました。ためしにフリーの状態で測定したところ、接触(当社)/非接触(他社)で同じような値になりました。単なる偶然か、なるべくしてなったのか、考えていましたが分からなかったので皆さまに問い合わせしました次第です。

回答No.1

noname#230359

文章を箇条書きにして、一度整理して下さい。
頭が痛くなる文章です。

★ フリーでない（ねじれ状態？？）は、他社結果と異なる）
★ フリーの状態は、他社結果と同じ
　 だが、その結果も納得が行かない？？？

詳細な状態が？？で、内容も？？です。