日経 xTECH Special

2018年11月1〜6日、工作機械の総合展示会「第29回 日本国際工作機械見本市(JIMTOF2018)」が東京ビッグサイトで開催された。カールツァイスはこの展示会で、Dimensional X線CT「ZEISS METROTOM」などの検査装置によるソリューションを紹介。高度な検査精度を追い求めるユーザーに、光学技術を基にした新たな検査手法を提案した。

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 最新鋭の工作機械をはじめ、検査装置や試験装置などが展示されるJIMTOF2018。2年に一度開催され、約15万人もの製造業関係者が来場する業界注目の大規模な展示会だ。

 今回のJIMTOF2018では、複数の工程を一つにまとめる「工程集約」が大きなテーマとなった。生産効率を大幅に改善する手法として注目が集まったが、集約しても従来どおりの精度が確保できなければ意味がない。そこで工程集約とともに関心を集めたのが各種の検査装置だ。

 カールツァイスのブースでは、高い光学技術をベースにした多彩なソリューションを揃え、新たな検査ソリューションを求める来場者の期待に応えた。カールツァイスがJIMTOF2018で紹介したソリューションの中で、メインに位置付けられたのがDimensional X線CT装置の「ZEISS METROTOM」と「ZEISS VoluMax」だ。Dimensional X線CT装置はワークにX線を照射することで、外形だけでなくレントゲン撮影と同じ原理で内部も透視する装置。ワークを非接触で測定することによって、検査業務にさまざまなメリットをもたらしている。

インサート成形の内部を測定

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 X線CT装置の測定例としてブース中央にはドローンが掲げられていた。ドローンの羽根が十分な精度で作られているかを検査で確認する場合、接触式の測定機では、微小な穴や羽根の先端部の形状を計算することが難しい。プローブでワークの表面をなぞって形状を認識する接触式では、穴が小さいとプローブが穴の中で動かず測定ができない場合や、そもそも穴に入らない場合もある。また、羽根の先端部は鋭角に切られていることが多く、尖った形状のワークはプローブを押し当てる力で曲がってしまうため、ワークの形状を正しくとらえられずプローブでの測定に適さない。しかし非接触であれば、そうした問題とは無縁になるのだ。

 ブースでは、実際にZEISS METROTOMで計測した羽根のデータをステージで投影。プローブよりも小さい径2.3mmの穴を正確に計測し、測定ソフトの「ZEISS CALYPSO」で円筒度や平面度などの幾何公差を自動的に計算する一連の手順を紹介した。

 また、ステージではX線で内部を透視できる機能を活用し、樹脂に金属を挿入したワーク内部の検査を行えることも説明。コネクタのようなワークでは、樹脂に金属の端子が内部で斜めに差し込まれていたりすると接触不良などが起こり得るため、検査が必要となってくる。だが、内部の端子を外から見ることはできず、切断して確認すると応力がかかり、挿入状況を正確に再現することができない。しかしX線CTでは切断の必要がなく、外部から撮影することで検査が可能なうえに、ZEISS METROTOMでは測定精度を保証しているため、金属と樹脂の隙間などを測定し、具体的な数値として知ることができるという特徴もある。

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 この他にもステージでは、カーボンファイバやガラスファイバの繊維配向を、ZEISS METROTOMでとらえることができる点も紹介した。これらは強度と軽量性を両立させる素材として活用が広がっているが、繊維が適切に分散していないと十分な強度は発揮できない。顕微鏡で拡大する方法だと、狭い範囲での観察となってしまうが、ZEISS METROTOMを使うことで広範囲で観察することができるという。

工作機械業界を支えるカールツァイスの測定機を一挙掲載!
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