ヴォルテールから孔子、シェイクスピアに至るまで、歴史を通じてあらゆる著名人や指導者たちが繰り返し論じてきたテーマがあります。それは、「十分であれば、十分である」という価値観です。
あるいは「完璧を良しとしないこと」とも言えます。今日では、これは多くの用途やプロセス指向のタスクに適応したコンセプトとなっています。金融の分野では、投資家がX金額を投資するための理想的な機会を待つと、時間の経過とともにより多くの金銭的損失を被る可能性があるという考え方です。なぜなら、投資の遅れを相殺するために必要収益率を急激に上げなければならないからです。
精密測定の業界においても、「十分であることは十分である」という考え方には価値があります。使用する機器の観点からではなく（標準以下の製品を導入するのは決して賢明ではありません）、業務を適時に完了するために必要な精度の観点からです。3次元測定では、この単純な原則が見落とされることがあまりにも多く、製造者は事実上、精度を上げすぎて、より低い精度でも十分に許容できる精度であれば、より短時間で達成できたはずの作業に多くの時間を費やしています。
Focus 'in Focus'：建設業界では注目される存在
競争が激化する経済環境において、造船業や自動車産業から、多くの業界の一般的な大型部品の組み立てに至るまで、製造業者が時間短縮、コスト削減、安全性の向上、スループットの向上を目指す中、「十分であることは十分である」という概念が急速に広まっています。多くの人にとって、「適切な業務に適切なツール」が本当に何を意味するのかを再考する時が来ているのです。
FARO® Focus Premium Laser Scannerは、この特定のターゲットユーザー向けにはまだそれほど広まっていませんが、建築、エンジニアリング、建設の用途では広く知られており、さまざまな3次元測定作業にも十分に対応できるソリューションです。これは3つのサブカテゴリーに分けられます。
- 製品設計とエンジニアリングの強化：製品にCADデータがない場合、Focus Premiumは大型部品やアセンブリ全体を速く、詳細に、高精度でスキャンし、リバースエンジニアリングに最適な3Dデータを取得します。このデータと参照データとを比較し偏差を記録できるため、鉄道トンネル内のクリアランスチェックや、公道の幅が建設用クレーンが通ることができるかどうかの確認に役立てることができます。
- より効率的な製造、加工、組立：複雑な機械部品をスキャンし、得られた3D CADデータと寸法管理を使って必要に応じて精密なオフサイトアセンブリを行ったり、単にそのデータを製造ドキュメントに使用することができます。
- 品質管理と部品検査の向上：レーザートラッカーやスキャンアームなどの他の3次元測定器で行っているように、標準的なCADとの比較検査により、ボディシェル、タービン、船舶プロペラなどの大型で複雑なコンポーネントの精密な寸法検査を行うことができます。これは、大型車両、重機、機械組立で最も役立ちます。たとえば、トラックやトレーラーの部品、タンク、クレーンなどです。
- 組立チェック：3Dデータを使用して大型部品のアセンブリをチェックし、すべてのコンポーネントが正しい位置と向きで取り付けられているかを確認します。Focus Premiumを使用すると、純粋な人間による目視チェックから、データに基づく追跡可能な分析への移行が可能になります。
これらの各用途の鍵は、速度と精度です。Focus Premiumのような3Dレーザースキャナーは、ほとんどのポータブル3次元測定器が大型部品のスキャニングの限界に達する閾値で動作します。精度の点ではFocus Premiumを上回る可能性がありますが、再位置決めが煩雑であり、大型部品では何度も位置決めをやり直す必要があります。
この速度と量の課題は、FARO® Laser Trackerなどの製品にも当てはまります。FARO® Laser Trackerは、主要な形状を高精度でチェックするのに理想的ですが、粒度の小さい検査を必要とする作業にはあまり適していません。たとえば、大型物流機器を製造するお客様は、最終組立の前にボディシェルを検査する必要があります。レーザートラッカーでは、このような作業を完了するのに5時間以上かかる可能性があります。Focus Premiumを手動モードで使用すると、同じ作業をワークフロー全体でわずか20分で完了でき、この場合90%以上の時間短縮になります。
他の例として重機製造者を考えてみましょう。彼らはすべての部品が正しい位置に取り付けられていることを確認するために最終チェックを行う必要があります。FARO Focusを手動モードで使用すると（4台のFocusスキャナーと8か所のスキャニングポジションを想定）、このプロセスを丸1日（8時間）から約20分に短縮することができます。これは95%以上の時間短縮に相当します。
もちろん、自動化モードでは、プロセスはさらに速くなります。この場合ユーザーがしなければならないことは、検査対象の大型部品の周りにスキャナーを固定し、ボタンを1回クリックして、自動的に並行してスキャンを実行することだけです。
自動データ取得 – 自動化された成功
機器の内部は「魔法」が起こる場所です。それは、大規模な製品を製造するお客様にとって、FocusレーザースキャナーとFARO BuildIT Metrologyソフトウェアの組み合わせは、これまでにない高速な完全自動データ取得と分析を可能にする3Dスキャンソリューションだからです。FARO BuildIT Metrologyは、アライメント、組み立て、検査用の3次元測定ソフトウェアであり、Focusと組み合わせれば、ほとんどの検査用途で許容できる以上の精度で測定が可能になります。
自動データ取得とは、大型部品またはアセンブリの複数のスキャンを同時に実行できる機能で、その仕組みはシンプルです。
まず、スキャンする部品の周囲（壁や天井）にFocus レーザースキャナーを数台固定します。システムのインストール時に提供されるBuildITのスクリプトが、独自のオートメーションアダプターデバイスを使用して、すべてのFocusスキャナーを並行して起動し、スキャン結果をイーサネット経由でワークステーションに転送します。
その後、点群の登録が開始され、クリッピングボックスを使用して未使用の点群が削除されます（Focusレーザースキャナーは360度の点群を生成しますが、そのデータの多くは計測中心のタスクとしては過剰であることに注意してください）。基準球ターゲット（FARO独自のTraceable 3Dアクセサリーを使用）により、精度が向上します。クリーンアップされた点群は、その後CADファイルと比較され、最終的なレポートが生成されます。このワークフローはすべて自動的に完了し、時間を節約できるだけでなく、専門家が操作する必要もありません。また、産業用ロボットを使用する自動化システムに必要な安全対策も必要ありません。
もちろん、手動のワークフローも可能です。
最大の違いは、複数のスキャンを同時に行うのではなく、オペレーターが1台のFocusスキャナーの位置決めを複数回実施することです。スキャンデータは手動でPCに転送され、FARO SceneまたはBuildIT Metrologyソフトウェアに読み込まれます。個々のスキャンは1つの点群に登録され（ここでも精度を高めるために基準球ターゲットを使います）、自動化アプローチと同様に、未使用の点はクリッピングボックスを使用して削除されます。BuildITを使用しない場合は、点群データを測定ソフトウェア（CAM2、Polyworksなど）にインポートして必要な解析を行い、レポートを作成します。上記から明らかなように、この場合でも時間の節約は顕著です。
古きを捨て、新しきを取り入れる
自動でも手動でも、どちらのアプローチも従来の精密測定方法を根本的に改善するものです。従来のワークフローでは、製造者は部品の有無、位置決め、向きを目視で検査していましたが、これは時間がかかり、エラーが発生しやすい作業でした。3DM用途向けのFocus Premiumは、このプロセス指向のボトルネックの多くを解消します。代わりに、測定ソフトウェアプログラムにロードされた点群から、有無、位置決め、向きに関するレポート、さらには寸法偏差に関するレポートを受け取ります。その後、同じ精度の結果をより高速に得ることができます。ただし、大型部品の多くの検査業務で必要とされる以上の精度レベルは省略されます。
まとめ
Focus Premium、Quantum Max ScanArm、VantageS Laser Trackerなどの3次元測定機器と、BuildIT Metrology、FARO CAM2、Traceable 3D Targetなどの関連ソフトウェアおよびアクセサリーソリューションは、例えば、建築業者、溶接業者、はんだ付け業者が使う工具ベルトの21世紀版といえます。一つのツールだけで仕事ができることは稀です。多くの場合、製造、組立、検査、リバースエンジニアリング工程の各ステップでさまざまなツールが必要になります。
したがって、多くの場合、レーザートラッカーとレーザースキャナーは、プロジェクトを完了するための理想的な補完的ソリューションです。
3次元測定に関して言えば、「十分であることは十分である」という表現は、最初は違和感があるように聞こえるかもしれません。しかし、ミリメートルからミクロンまで少し深く掘り下げてみると、過度に正確なために時間のかかる測定は、不明確で不正確な測定と同じくらい混乱を招く可能性があることがわかります。
速度と正確さの適切なバランスを見つけることが、現在の議論の焦点です。そして、FARO Focus Premiumは、自動または手動のワークフローを備えており、この両極端の理想的な妥協点です。
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