非接触測定器の種類とその利用シーン

はじめに

製造業において、品質管理は非常に重要な役割を果たしています。
正確な測定は製品の品質を保証するための基盤であり、不良品を減らし、顧客満足度を高める要因となります。
近年、非接触測定器の導入が増加しており、従来の接触測定方法に比べて多くのメリットがあります。

この記事では、非接触測定器の種類とその利用シーンについて詳しく解説し、製造業の現場でどのように活用できるかを紹介します。

非接触測定器とは

非接触測定器とは、物理的に接触せずに対象物の寸法や形状を測定する装置です。
光や音波を利用して精密な測定を行い、対象物を傷つけずに高精度なデータを取得できるのが特徴です。
製造業だけでなく、医療や航空宇宙、電子機器など、多岐にわたる分野で使用されています。

主な非接触測定器の種類

光学測定器

光学測定器は、レーザーやカメラを用いて対象物の形状や寸法を測定します。
代表的な装置には、三次元測定機（CMM）、画像寸法測定器、ホワイトライト干渉計などがあります。

1. **三次元測定機（CMM）**
CMMは、対象物の三次元座標を取得して立体的な画像を生成します。
レーザーや触針を使用して高精度な測定が可能で、大型部品の寸法測定にも適しています。

2. **画像寸法測定器**
画像寸法測定器は、高解像度カメラを用いて対象物の画像を撮影し、専用ソフトウェアで解析して寸法を測定します。
測定速度が速く、小型部品の寸法検査に適しています。

3. **ホワイトライト干渉計**
ホワイトライト干渉計は、白色光を使用して表面の微細な凹凸を測定します。
ナノメートル単位での高精度な測定が可能で、表面の粗さや形状解析に利用されます。

レーザー測定器

レーザー測定器は、レーザー光を対象物に照射し、反射した光を検出して距離や寸法を測定します。
代表的な装置には、レーザー距離計、レーザースキャナー、レーザー干渉計があります。

1. **レーザー距離計**
レーザー距離計は、対象物との距離を正確に測定する装置です。
倉庫や工場のレイアウト計画など、大規模な空間での測定に適しています。

2. **レーザースキャナー**
レーザースキャナーは、対象物の表面にレーザーをスキャンし、三次元データを取得します。
建築物や自動車の形状測定・モデリングに利用されます。

3. **レーザー干渉計**
レーザー干渉計は、レーザーの干渉効果を利用して粒径や厚さを測定します。
高度な精密工業や研究施設で使用されることが多く、材料の特性評価にも役立ちます。

超音波測定器

超音波測定器は、超音波を対象物に照射し、反射して戻ってきた波形を解析して寸法や内部構造を測定します。
探傷検査、厚さ測定、液体レベル測定などに利用されます。

1. **探傷検査装置**
探傷検査装置は、超音波を利用して素材内部の欠陥や異常を検出します。
金属や合成材料の内部検査に広く利用され、製品の信頼性向上に寄与します。

2. **厚さ測定器**
厚さ測定器は、物体の厚さを非接触で測定できる装置です。
塗装膜の厚さやパイプの壁厚測定に適しており、製品の品質管理に重要です。

非接触測定器の利点

非接触測定器には多くの利点があります。

高精度な測定が可能

非接触測定は、物理的な接触がないため、測定に伴う誤差や対象物にかかる力を排除できます。
そのため、測定精度が非常に高く、一貫したデータを取得できます。

測定時間の短縮

非接触測定器は、快速にデータを取得できるため、測定時間を大幅に短縮できます。
これにより、検査工程の効率化や生産性の向上が期待できます。

対象物へのダメージがない

接触測定では、対象物に直接触れるため、汚れや傷がつくリスクが伴います。
一方、非接触測定は対象物に触れないため、製品の品質を損なうことなく測定が行えます。

非接触測定器の利用シーン

自動車部品の検査

自動車産業では、部品の品質管理が特に厳格です。
非接触測定器を用いることで、エンジン部品や車体パネルの寸法測定が高精度で行えます。
特に、レーザースキャナーは複雑な形状の部品の三次元データ取得に有効です。

電子部品の精密検査

電子機器の製造においては、小型で精密な部品の寸法と形状が求められます。
画像寸法測定器やホワイトライト干渉計を用いることで、高い精度での検査が可能となります。

医療機器の製造

医療機器の品質は患者の安全に直結するため、非常に厳しい基準が求められます。
超音波測定器を用いた探傷検査や、レーザー干渉計による精密な厚さ測定が行われています。

半導体の製造

半導体の製造では、ナノメートル単位の微細加工が必要です。
ホワイトライト干渉計や、レーザー干渉計を用いることで、表面の微細な凹凸や膜厚の測定が行われます。

航空宇宙産業

航空機や宇宙船の部品は、高精度かつ高品質な製造が求められます。
非接触測定器を用いることで、部品の寸法や形状の正確な検査が行われ、製品の信頼性を確保します。

まとめ

非接触測定器は、製造業の品質管理において不可欠なツールとなっています。
高精度な測定、データ取得の迅速化、対象物へのダメージがないという多くのメリットを持ち、多岐にわたる利用シーンで活用されています。
本記事で紹介した非接触測定器の種類と利用シーンを参考に、自社の製造現場での導入を検討してみてください。
製品の品質向上と生産性の向上に寄与すること間違いありません。