アリコナG6の測定原理
アリコナG6は、「焦点移動法」を採用している非接触三次元測定機です。
左図のように焦点深度の浅い対物レンズを使用し、Z軸を下から上に走査させながら焦点があった部位を連続して取り込みます。
Z軸には高精度エンコーダが搭載されており、そのエンコーダでZ軸方向の移動距離を、高精度CMOSセンサーでXY水平方向の位置関係を認識し、XYZ座標系情報を内包した高密度の点群データとして3Dデータを生成することが可能です。
点群データの一つ一つの点には、XYZの座標系情報だけではなく、その点一つ一つが正しい情報であるかの計算を行っており、その信頼性情報をリピータビリティーと称して、測定データに保存しております。
3Dデータの事例は測定事例集を確認ください。
アリコナG6の特徴
接触式の三次元測定機ではプローブが測定物の表面に傷を付けてしまったり、3Dスキャナーでは精度が低いため要求を満足できないことがありますが、アリコナG6は「焦点移動法」による非接触測定であるため、「サンプルを傷つけない」、「測定スピードが速い」、「広範囲で複雑形状を高精度に測定出来る」といった特徴をもった非接触三次元測定機となっております。
また、表面形状測定だけでなく粗さ測定も可能であるため、多機能な測定機となっております。
前世代機種のG5+と同様に、90度の立壁や孔の内径が測定可能な立壁面測定(バーティカル・フォーカス・プロービング)が標準装備となっており、インジェクションノズルの穴や立壁に基準がある金型など、従来の非接触三次元測定機では実現出来なかった測定も可能になりました。
動画では2:30から焦点移動法、10:00からバーティカル・フォーカス・プロービングの説明を行っています。
アリコナG5 plusからの主な変更点
アリコナG5 plusはX×Y×Zのストロークが200mm×200mm×100mmでしたが、アリコナG6は200mm×200mm×180mmとなり、Z軸ストロークが拡張されております。これにより、より大きなサンプルも測定が可能となっております。また、各軸がより高速で高精度な直動軸構造を実現しました。
アリコナG5 plusでは超光沢面は測定することが困難でしたが、最上位機種のµCMMに採用されているスマートフラッシュ2.0という独自のアルゴリズムをアリコナG6に採用した事と、 アリコナG5 plusに採用されていたものよりもさらに高精度な光学センサーを採用した事により超光沢面の測定にも対応出来るようになりました。
ソフトウェアがMetMaxと言う最新のソフトウェアにリニューアルされ、測定スピードが3倍になり、段取り時間が格段に速くなりました。
アリコナG6の優位点
アリコナG6は従来機よりも高精度かつ高速測定を実現します。MetMaxのバージョンアップで、測定スピードが従来の3倍になりました。最小10nmの垂直分解能はそのままで、光学センサーの変更と駆動軸の高速化により超高速測定が可能となりました。
ワーキングディスタンス※2が広いタイプの対物レンズを採用しているため、段差・高低差の大きなサンプルの測定にも最適となっております。
レーザー顕微鏡や他社の三次元測定機では測定できない複雑形状や高反射のサンプルでも、アリコナG6であれば、リングライトと落射照明の組合せにより簡単に測定することが可能です。
また、その際の測定範囲の設定も直観的に範囲指定することが可能なため、操作や条件設定が複雑な従来の非接触三次元測定のイメージを覆す、ユーザーフレンドリー性の高い測定機となっております。
アリコナG6では、従来機から採用されているワーキングディスタンスの広いHXタイプの10、20倍対物レンズも使用可能です。
視野の広い4倍対物レンズも使用可能で、平面測定だけではなく、回転ユニットを使用した全周測定においても測定スピードも向上させることに成功しました。
※2:試料と対物レンズの距離、100倍対物レンズでは4.5mmで業界最大距離
回転ユニットを利用しての全周測定
回転ユニットリアル3Dシリーズを併用する事で、360°の全周データを取得できます。工具測定ではドリルやエンドミルなどの全周形状測定や幾何公差解析、フルート面の粗さ解析などに有用なオプションです。
回転軸と傾斜軸の2軸は両軸共に電動制御が可能なため、従来の非接触三次元測定機では実現出来なかったあらゆる角度からの測定が可能となりました。
システム3Rやエロワのチャッキングシステムのインターフェースを利用したシリーズも用意されているため、チャッキングの自動化が可能で、測定全体としての自動化にも対応しています。
また、回転ユニットに設置された5つの基準球を事前に測定する事で、測定機テーブル上に固定された自身の姿勢を正確に把握でき、得られる測定データの座標系をより正確なものにします。
また、新たに回転工具の完全自動測定機能が、2024年末にリリースされます。CADデータを用いて、刃先の測定の指令を出すことが可能です。三つ爪チャックにチャッキングした後は、スタートボタンを押すだけで、長手方向周方向のスキャニングを行い、全自動で刃先の測定を行います。測定したデータは即座にCADデータと偏差を解析し、レポートも自動で作成いたします。OKNG判定も同時に行う事が可能です。
バリエーションの豊富な解析ソフトウェア
断面形状解析・線粗さ・エリア粗さ解析などの非接触三次元測定機で使用頻度の高い解析機能は標準ソフトウェアとして搭載しています。
自動測定を実現するための機能やソフトウェアもパッケージとしてご用意しておりますが、お客さま毎のご要望に合わせたカスタマイズにも対応致します。
他にも差分解析(形状比較計測)、摩耗解析等の様々なオプションのソフトウェアをラインナップしております。
また、最新ソフトウェアのMetMaxが標準ソフトウェアとして使用いただけます。測定物のCADデータをソフトウェアにダウンロードすることにより、3Dシミュレーションによる測定及び解析のプランニングと干渉確認が可能になります。勿論3Dシミュレーションからの測定指示も可能です。
非接触三次元測定機の導入実績
トレーサビリティー
PTB（ドイツ国立物理工学研究所）までトレーサブルなキャリブレーションを行っております。
PTBとは日本の産業技術総合研究所のような機関で、世界的に、特にヨーロッパにおいて権威のある研究所となります。
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事例集
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仕様
| 測定原理 | 焦点移動法にもとづく非接触三次元測定 |
|---|---|
| 測定結果 | 表面性状を最大3.5Mバイトの3D情報をもとに 高精度かつリアルカラーで表示 |
| 測定テーブルストローク（XY） | 200mm x 200mm |
| 垂直方向ストローク（Z） | 180mm |
| 測定機重量 | 160kg |
| 環境温度レンジ | 19–28°C(キャリブレーション時は20–24°C) |
| 環境湿度レンジ | 推奨範囲:40–50%、許容範囲:30–60% |
| 測定機サイズ(W x D x H) | 910mm x 690mm x 1100mm |
| 対物レンズの倍率 | 2.5倍 | 4倍 | 10倍 | 20倍 | 50倍 | 100倍 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最小垂直分解能 | nm | 2300 | 250 | 50 | 30 | 15 | 10 |
| ワーキングディスタンス | mm | 8.8 | 30 | 17.5 | 19.0 | 11 | 4.5 |
| 視野範囲（Ｘ方向） | μm | 5600 | 3800 | 1600 | >800 | 300 | 160 |
| 視野範囲（Ｙ方向） | μm | 5600 | 3800 | 1600 | 800 | 300 | 160 |
| HXタイプ対物レンズの倍率 | 10倍 | 20倍 | |
|---|---|---|---|
| 最小垂直分解能 | nm | 130 | 80 |
| ワーキングディスタンス | mm | 37 | 30 |
| 視野範囲（Ｘ方向） | μm | 1620 | 700 |
| 視野範囲（Ｙ方向） | μm | 1600 | 800 |
