在机测量的难题和高效化

在大型产品的生产中，在机测量有望成为能够提升效率的王牌，如提升切削加工质量、减少工序的浪费等，是一项重要作业。但是，在机测量需要在五轴加工机、五面体加工机、各种车床等机床上测量，因此测量所需时间直接影响到运转率。因此，必须尽量在短时间内完成在机测量。
下面将说明追求交货期缩短和质量提升的大型产品制造工序中在机测量的优缺点、测量要点以及存在的难题。此外，还介绍对于提升在机测量效率必不可缺的三坐标测量仪的测量难题解决案例。

什么是在机测量
在机测量的优缺点
在机测量的要点
在机测量的难题和解决方法
在机测量的高效化

什么是在机测量

在机测量是指在机床上测量产品形状，也称为“在机检测”。除各种车床、铣床、普通加工中心之外，还可以在五轴加工机、五面体加工机等机床上测量，无需取下正在加工的产品。
在机床上测量产品尺寸，可省略产品装卸后所需的位置调整和调芯作业，并可以通过追加工进一步提升精度。
此外，对于在机测量，国际标准ISO 230中的机床试验方法通则规定了基于数值控制的定位精度试验、旋转轴的几何精度试验、对角定位精度试验方法等。

在机测量的优缺点

制造工序的尺寸检查通常会测量在加工工序加工后的产品的尺寸等加工精度，超出公差范围的产品即为不合格品。但是，在机测量可在加工工序的机床上测量正在加工产品的加工精度。
下面将介绍无需从机床取下产品即可测量尺寸的在机测量的优缺点。

优点

在机测量的优点有，提升加工质量、消除搬运作业和测量作业的浪费。这样可以缩短作业时间、减轻作业人员负担等。

可防止不合格品流出至下个工序

一般的测量是在检查工序的检查之后再进行追加工等，而在机测量是测量正在加工的产品并进行追加工。在加工工序中检查加工精度，通过追加工进一步提升精度，如此可防止不合格品流出至下个工序。

可消除搬运的浪费

在生产现场要时刻牢记的话语中包括“七大浪费”，其中有“搬运的浪费”。搬运的浪费是指不必要的搬运。在机测量用于测量机床上产品的尺寸，可以消除从机床取下产品搬运至测量室、在测量后重新搬运回机床的浪费。此外，还可以消除等待测量室的测量仪空闲的“等待的浪费”。

可消除测量作业的浪费

在机测量还可以消除“动作的浪费”。在机测量可消除的“动作的浪费”是指用于测量的定位和原点定位。在机测量利用加工原点进行测量，因此不需要用于测量的定位和原点定位，可消除动作的浪费。

缺点

在机测量的缺点是，在机床上测量尺寸导致机床运转率下降、测量程序编写造成人员负担、测量精度不足等。

机床运转率下降

在机测量占据一定时间，可能使得机床的运转率下降。利用游标卡尺、千分表、测厚仪等手动工具的测量需要多人作业，测量位置较多时非常耗费工时，使这种缺点表现得更明显。因此，在机测量必须使用能尽量缩短测量时间的高效率测量仪。

测量程序编写造成人员负担

近年来，人们开发了搭载在机测量功能的机床。但是必须编写在机测量的程序。
编写程序需要专属的软件，即使使用3D CAD软件的选项功能，也需要具备加工相关的大量知识和编程能力。如果要测量新产品，还必须重新编写程序，因此在处理多品种小批量产品时，会给编程人员造成很大负担。

测量精度

使用机床的在机测量功能进行测量时，会因驱动部的齿隙等影响而产生误差，这也被视为一大问题。而且存在一个根本性问题，因为是使用加工机自身驱动系统进行测量，所以在真正意义上，不能说是客观的测量。

此外，近年来开发的三坐标测量仪能轻松获得在机测量的优点，并减少上述缺点。

在机测量的难题和解决方法

在机测量的要点

在机测量可以在各种机床上实施，下面将说明五面体加工机、立式车床、卧式镗床的加工中应注意的测量要点。

五面体加工机：定位、切削余量

五面体加工机用来加工形状复杂，或者尺寸误差需在±0.01 mm范围内、平行度和平面度等要求严格的产品。五面体加工机不移动产品，由工具轴安装部动作，加工产品的前、后、左、右和上表面。
与三轴加工机相比，五面体加工机本来可实现高精度加工。但是，大量加工轴和工具轴在加工时会执行复杂的动作，一旦产品定位存在误差，会发生比三轴加工机更大的加工误差。
切削余量是指材料中通过切削加工被削除的部分。是作为材料表面切削完成时削落的部分预先准备的、大于完成尺寸的多余部分，因此只要事先掌握切削余量的量，即使加工期间发生错误，也很容易发现。一旦切削量超过切削余量，该产品就只能废弃，因此这是在加工前必须测量的要点。

立式车床（车削机床）：调芯

一般来说，在大型车床中，立式车床用于车削加工大型产品。立式车床又名“车削机床”，在垂直方向上有旋转轴、如同辘轳一样的旋转台上安装产品，实施车削加工。可利用产品重量固定在旋转台上，所以可以稳固大型圆形产品并使其旋转，进行车削加工。另外，与卧式车床相比，由于重力和离心力而产生的摆动较少，因此可以获得较高的车削加工精度，而固定于花盘的方法十分简单，可加工要求高精度的薄壁环形件等。
立式车床拥有以上优点，但从卡盘取下产品后，基准就会被复位，必须要调芯。因此，在实施追加工时需要测量，用以确认是否已调芯至与上次加工相同的位置。

卧式镗床：孔间距、孔径、位置度

卧式镗床是切削工具旋转轴沿着水平方向安装的镗床。与立式镗床相比，能排出大量切屑，所以可以加工较大和较深的孔。而且，因为是移动切削工具的旋转轴进行加工，所以不必移动产品，适合用于制造大型产品。
卧式镗床拥有以上优点，但从卡盘取下产品后，基准就会被复位。因此，在实施加工前定位或追加工时必须进行测量，用以确认是否已安装在相同位置，是否完成调芯。

在机测量的难题和解决方法

对于大型产品，除成品外，确认制造期间的加工状况也十分重要。进行这些测量时多采用游标卡尺、千分表、测厚仪等手动工具，测量三维形状则将产品搬运至测量室来测量。但是，这样便存在测量、搬运、安装至机床耗费时间、交货和启动也需要大量时间的难题。
为了解决这些问题，越来越多的人开始采用新款三坐标测量仪。
采用bat365官网大范围三坐标测量仪“WM系列”，能利用无线探头，以高精度测量安装于机床的大型产品，因此适用于在机测量。在测量范围内，可自由接近工件的深处部位，单人也只需探头接触的简单操作即可测量。而且与手动工具相比，测量结果无偏差，可进行定量测量。

五面体加工机上的定位和切削余量的测量

为了用门型三坐标测量仪测量由五面体加工机加工的大型产品，必须由众多人从五面体加工机拆下产品，搬运至测量室，作业起来十分不便。即使进行在机测量，如果使用手动工具则需由多名作业人员进行测量，也非常耗时，因此存在降低五面体加工机运转率的问题。
另外，为了一边确认完成精度一边实施追加工，从五面体加工机拆下后再测量的方式并不理想，要求能在安装于五面体加工机的状态下进行尺寸测量。因此，在测量大型产品的尺寸时，理想的三坐标测量仪应该紧凑不占地且可以自由移动，并在五面体加工机上实施大范围测量。
采用“WM系列”，即使是大型产品，也无需从五面体加工机取下，单人能完成三坐标测量。通过无线探头的操作，可以准确测量加工前的产品基准面和加工原点，所以定位也十分简单。可大幅缩短准备时间。
此外，在加工前测量包括切削余量在内的形状，并补正加工误差，可以提升最终阶段进一步加工作业的效率。而且可以当场制作自带测量部位照片的检测结果报告书，所以能够以高可靠性实施交货前的精度保证工作。

立式车床（车削机床）上大型法兰的内径、平面度、直角度测量

压力容器上安装各种支撑材料和法兰的螺栓孔位置，是关系到安装后强度和稳定性的重要测量项目。因此，在制造时和交货时都需要测量法兰的内径、平面度、直角度。
用手动工具实施这些测量时，需要多人共同作业，同时，深处的螺栓孔中心直径等会由于其它部件妨碍而无法测量，而且测量值不稳定，因此难以与设计值比对。
采用“WM系列”，只需将探头接触测量点，单人也能实施定量测量。通过无线探头自由接近，可测量工件深处部分，法兰的内径、平面度、直角度也只需探头接触即可完成测量。可测量三维位置坐标。
不仅如此，由于该产品是便携式，可随身携带，可以对加工机上的加工精度进行三坐标测量。

卧式镗床上的孔间距、孔径、位置度测量

用于将卧式镗床加工的法兰与其它部件接合的螺丝孔间距、孔径、位置度的精度，对接合部分的强度有很大影响，需要正确的尺寸管理。孔间距和孔径通过用卷尺或大尺寸游标卡尺测量来确认。但是测量位置较多，使用手动工具至少需要2人进行长时间作业。另外，位置度必须测量距离基准的距离，用手动工具测量十分困难。为了用门型三坐标测量仪实施测量，必须由众多人从卧式镗床拆下产品，搬运至测量室，作业起来十分不便。而且为了实施追加工，安装在卧式镗床时必须执行定位等设定。
采用“WM系列”，只需将无线探头接触测量面，而不必从卧式镗床取下产品，即可简单得到螺丝孔间距、孔径、位置度。此外，除单纯的直线距离外，还可测量对角尺寸、面的角度等立体尺寸。还可将从3D CAD文件读取的形状与测量目标物的形状进行比较测量，或者将测量结果作为CAD数据输出。