ロボットによる高精度3D計測

スマート製造のための VCANUS 3D計測ソリューション

カスタムロボットスキャン。データに基づくインサイト。

VCANUS は、多様な光学式3D計測機器をロボット自動化および VURT-X と統合し、完全自動・高効率な寸法解析を実現する先進的な3D計測ソリューションを提供します。対象と目的に応じて、光学式全視野スキャナー（例：Zeiss ATOS5） から 2D/3D プロファイル変位センサー まで最適な機器を選定・構成し、VCANUS のロボット技術と高度なソフトウェアを組み合わせることで、精密な3Dデータの取得、寸法ばらつきの解析、工程最適化に向けたデータに基づく意思決定を可能にします。 カスタマイズ可能なロボット構成と AI による分析により、複雑な形状のデジタル化、ワークフローの自動化、実用的なインサイトの獲得を支援し、生産現場の品質・効率・生産性を高めます。

VCANUS の3D計測を選ぶ理由

VCANUS により、次のことが可能になります。

• 産業用ロボットや協働ロボットに搭載した3D計測機器で、複雑な部品形状をデジタル化。
• VURT-X で計測ワークフローを自動化し、サイクルタイムを短縮して手作業を排除。
• 統計ツールと AI モデルで計測データを解析し、傾向・相関・工程の偏差を特定。
• 生産ごとの公差を適用し、あらかじめ定めた管理限界に基づいて部品を自動分類。
• MES、ERP、CAD システムとシームレスに連携し、クローズドループの品質管理を実現。

当社のソリューションは柔軟性・精度・インテリジェンスを重視して設計されており、継続的な改善を促すリアルタイムのインサイトを提供します。

計測機器 — 目的に合った3Dセンサー

VCANUS は、対象・精度・環境に応じて2つの計測方式を選択・組み合わせます。Zeiss ATOS5 はその機器の1つで、光学式の全視野スキャンが必要な場合に適用します。

光学式全視野スキャナー — Zeiss ATOS5 シリーズ

構造化光（ブルーライト）を用いて、1回のスキャンで最大1,200万点の高密度な全視野データを非接触で取得します。複雑な形状の表面全体を迅速にデジタル化でき、計測ボリュームに応じて ATOS 5 / ATOS 5 for Airfoil / ATOS 5X / ATOS LRX からモデルを選択できます。

主な利点：

• 詳細な部品解析のための高解像度3Dデータ
• ブルーライトとレーザー技術により、産業環境でも安定した計測
• 高速なデータ取得（毎秒数百万点）
• ZEISS INSPECT、PolyWorks、VCANUS 解析ソフトウェアとの互換性

2D/3D プロファイル変位センサー — インラインでの形状・高さ計測

レーザー光切断法により表面の高さ（Z）プロファイルを計測し、ラインを走査して全視野の3D高さマップを構築します。色や模様に関係なく高さの差を判別できるため、同系色の中でも微細な凹凸やへこみを確実に検出でき、高速なインライン検査に適しています。

主な利点：

• 高さ・深さ・段差・体積の定量検査
• 色・模様・ピントの影響を受けない安定した3D検出
• ソフトウェア開発不要の高速インライン計測
• 広視野ヘッドによる大型対象物の全視野3D検査

VCANUS のカスタムロボット計測ソリューション

1. ロボット搭載型3Dスキャン

柔軟な自動化

• 3D計測機器（光学式スキャナーまたはプロファイルセンサー）を6軸ロボットや協働ロボットに搭載し、複雑な部品をアダプティブにスキャン。
• カスタム治具により、再現性のある位置決めと部品表面の全面カバーを確保。

VURT-X 統合

• 最適なスキャンカバレッジを得るための自動パス計画。
• 部品形状の違いに対応する干渉回避とアダプティブスキャン。

  適用事例：

  • 自動車：ボディパネル、シャシー部品、組立検証。
  • 航空宇宙：翼形部品、構造部品、治工具の検証。
  • エネルギー：タービンブレード、インペラ、大型製缶部品。

2. AI・統計解析ソフトウェア

VCANUS は、生の3Dデータを実用的なインサイトに変える高度なソフトウェアツールを提供します。

公差に基づく分類

• 生産ごとの公差を適用し、部品を管理限界内／外に自動分類。
• 位置公差（例：GD&T）に基づく合否レポートを生成。

統計的工程管理（SPC）

• 寸法ばらつきを経時的に追跡し、傾向・シフト・ドリフトを検出。
• 計測データを工程パラメータ（例：温度、圧力）と相関させ、根本原因を特定。

AI による異常検知

• 機械学習モデルで計測データの想定外のパターンを検出。
• 生産品質に影響が出る前に潜在的な問題を予測。

  ワークフロー例（自動車部品の量産）：

  • スキャン：ロボット搭載の ATOS が車体パネルの3Dデータを取得。
  • 位置合わせ：ソフトウェアがスキャンデータを CAD 公称値に位置合わせ。
  • 解析：
    • 計測値を管理公差（例：重要部位は ±0.2 mm）と比較。
    • 統計モデルを適用して工程の安定性を評価。
  • レポート：
    • 自動レポートで公差超過箇所を強調表示。
    • ダッシュボードで傾向と偏差を工程エンジニア向けに可視化。
  • 対策：
    • データに基づき生産パラメータ（例：治具設定、加工パス）を調整。

3. ターンキー型ロボット計測セル

• ScanCell ソリューション：3D計測機器、VURT-X、安全システムを備えた設計済みロボットセルで、プラグアンドプレイで導入可能。
• インライン計測：3Dスキャンを生産ラインに組み込み、リアルタイムの寸法解析を実現。
• ポータブルシステム：大型または移動できない部品（例：車両フレーム、船体）向けのモバイルスキャン構成。

導入事例

自動車部品の量産：

• 大量生産ラインにおけるボディパネルの100%デジタル計測。
• 位置ごとの公差による不良分類で、人手による判定ミスを削減。
• 計測データに基づく根本原因分析による工程最適化で、的確な是正と歩留まり向上を実現。

3D計測の適用分野

計測方式に応じて、幅広い産業現場に適用されています。

光学式全視野スキャン（ATOS5）の適用分野

• 鋳造・鍛造：砂型鋳造、ダイカスト、精密鋳造、鍛造部品の計測・検査時間を短縮
• 金属成形：金型製作やトライアウトから初品検査（FAI）、量産検査、組立までの品質管理
• プラスチック：射出成形、ブロー成形、熱成形の全フェーズにおける形状最適化
• 積層造形（AM）：3D プリント、切削、寸法検査向けの高解像度ポリゴンメッシュ（STL）
• リバースエンジニアリング：実物形状の3Dデジタル化と CAD 再構築

実適用例 — 自動車ボディパネルの偏差（隙間・段差）検査 · 航空機構造検査

プロファイル変位センサーの適用分野（インライン3D検査）

例：各種部品の3D計測・検査結果 — 形状・高さ・変形をカラーマップで定量化

• 寸法・形状検査：高さ、深さ、段差、体積、幅、厚さ、平面度、角度、変形
• 外観検査：バリ、へこみ、異物、割れ、欠けの検出
• 有無・組立検査：浮き、裏返り、反り、隙間、個数
• ビード検査：シーラント／接着剤ビードの途切れやへこみ、溶接ビードの形状
• インライン全数検査：色や模様に関係なく、高速ラインで安定した全数計測

VCANUS を選ぶ理由

✅ カスタムソリューション：制約なく、お客様固有の部品と工程に合わせてシステムを設計します。
✅ 自動化の専門性：VURT-X 統合により、無人・24時間365日の稼働を実現します。
✅ データに基づくインサイト：AI と SPC ツールで、生データを実用的な改善につなげます。
✅ シームレスな統合：CAD、MES、ERP システムと連携します。
✅ End-to-End のサポート：システム設計から導入、分析まで支援します。

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