現場用CMM機械の利点。

かつてCMMについて話すのは難しかったものです。長年にわたり、人々はCMMを壊れやすく、取り扱いが難しい機械と見なしていました。専用の清浄室に設置する必要があり、温度管理も厳格に行う必要がありました。また、粉塵や騒音からも隔離しなければなりませんでした。さらに、部品を測定するたびに、誰かが工場の端から端まで部品を運び、測定待ちの列に並び、その後戻ってくるという手間がかかりました。これは非常に無駄な時間です。しかし、工場フロア用CMMの登場により、この状況は一変しました。

従業員の移動距離を削減

通常の生産日のことを考えてみてください。部品が機械から製造され、誰かがそれを検査ラボへ運び、列の最後尾に置きます。その前にすでに10個の部品が待機しているのが一般的です。ラボ内の三次元測定機（CMM）は、たまたま使用中かもしれません。その部品を製造した機械は稼働を続けますが、今や「その部品が良品か不良品か」が分からないという大きなリスクを負っていることになります。

こうした往復作業は、生産効率を著しく低下させます。ある研究によると、部品を別途の検査場所へ運搬することは、人件費の増加、時間の浪費、さらには輸送中の部品損傷リスクを招くとのことです。一方、工作機械のそばに設置する「現場用三次元測定機（Shop Floor CMM）」はこの問題を解決します。オペレーターは機械から部品を取り外し、直ちに検査を行い、数分以内に判定結果を得られます。歩く必要も、待つ必要も、推測で判断する必要もありません。

フィードバックループを高速化

ここで、工場の床面に設置されたCMM（三次元測定機）が真価を発揮します。工作機械のそばで部品を直接検査すれば、ほぼ即座にフィードバックを得られます。ある特徴が許容範囲から少しずつずれ始めている場合でも、すぐにその異常を把握できます。不良品を大量に製造する前に、工具オフセットを調整したり、加工プロセスを変更したりすることが可能です。

航空宇宙部品メーカーが、工作機械の隣に工場床面用CMMを設置したところ、大幅な改善が見られました。このCMMは、工作機械自体のサイクルタイム内に完全な検査ルーティンを実行しました。つまり、次の部品が加工完了する頃には、前回の部品はすでに検査を終え、良品であることが確認されていたのです。その結果、不良率は劇的に低下し、増加する需要に対応するためにさらに多数の工作機械を購入することになりました。このような成果こそが、導入費用を短期間で回収できるという好例です。

別のメーカーでは、日常的な品質検査を品質保証（QC）ラボから現場へ移行させた結果、品質担当者が単調な反復作業ではなく、初品検査や工程改善といったより付加価値の高い業務に集中できるようになりました。関係者全員が恩恵を受けています。

実際の使用環境に設計された

ここで、皆さんはこう思われるかもしれません。「高精度測定装置が、振動・温度変化・粉塵・空気中の切削油などにさらされる汚れた作業場で本当に耐えられるのでしょうか？」

答えは「はい」ですが、そのための設計がなされている場合に限られます。従来の実験室用三次元測定機（CMM）はエアベアリングを採用しており、非常に高精度ではありますが、同時に非常に感度が高く、ほんのわずかなほこりや油分でも故障の原因になります。一方、工場フロア用CMMは、密閉されたローラーパックとカバー付きガイドウェイを備えた頑健な機械式ベアリングを採用しています。これにより、異物の侵入を効果的に防ぐよう設計されています。また、主動的な温度補償機能も搭載されています。内蔵センサーが常時温度を監視し、自動的に測定値を補正するため、空調管理された実験室内で測定した場合と同等の精度が確保されます。さらに、一部のモデルでは、近隣の機械の振動から本体を遮断するための防振マウントまで装備されています。

小型サイズ、高性能

もう一つの大きな利点はサイズです。従来型のブリッジ式三次元測定機（CMM）は占有面積が大きく、実質的に専用の部屋が必要になります。一方、工場床置き型CMMははるかにコンパクトです。中には床面積1平方メートル未満で収まるモデルもあります。工作機械の横や、2台の設備の間にすっきりと設置できます。1平方フィート（約0.09平方メートル）ごとにコストがかかる忙しい工場では、これは非常に大きな利点です。

そして、この小型化にもかかわらず、これらの機器は性能面で決して妥協していません。単なる2次元寸法だけでなく、複雑な3次元形状も測定可能です。CMMは、部品を実際に存在する通りの3次元形状で測定し、複数の特徴を迅速に取得することで、必要なセットアップ回数を削減します。また、一部のモデルは十分に大きな測定容積を備えており、大型のワークピースを製造現場その場で直接測定できます。

問題を早期に発見し、コストを削減

これが最も重要な点です。問題を早期に発見すれば、修正コストはほとんどかかりません。しかし、すでに100個の不良品を製造した後に問題に気づいた場合、それは大惨事です。現場に設置する三次元測定機（CMM）を活用すれば、問題の発生源で即座に検出できます。機械から最初に製造された部品をすぐに検査し、すべてが正常であることを確認したうえで、残りのロットを自信を持って量産できます。万が一、何らかの異常が生じ始めたとしても、1～2個の不良品で検出できるため、100個もの不良品を製造してしまうリスクを回避できます。

導入を実施した製造企業からは、検査時間の短縮、報告の迅速化、納期短縮、生産性向上、歩留まり率の向上といった成果が報告されています。これらは単なる小幅な改善ではありません。これらは、貴社の最終利益（ボトムライン）を根本的に変える「ゲームチェンジャー」なのです。

実際の工場で使える実用的なツール

ワークショップフロア用CMM（三次元測定機）は、ただ作業服を着た高級な実験室機器ではありません。これは現実の現場で実際に使用される実用的なツールです。検査室への往復を不要にすることで時間を節約します。フィードバックを迅速化し、問題が拡大する前に是正措置を講じることができます。汚れたワークショップフロアでも耐えられる頑丈な構造で設計されています。狭いスペースにも設置可能です。さらに、問題を早期に検出することで、実質的なコスト削減を実現します。

YIHUI社は2003年より高精度計測機器の設計を手掛けており、同社のCMMソリューションはこうした原則に基づいて開発されています。同社の機器は単点プローブ方式とアナログスキャン方式を併用可能であり、接触式および非接触式の両方のプローブシステムを搭載できます。機械・電子・航空宇宙・自動車産業の製造事業者にとって、ワークショップフロア用CMM機器は、最も賢い投資の一つです。結局のところ、不良品を検出する最も優れた方法とは、それが100個の不良品へと拡大する前に見つけ出すことです。