1. 決議の真の意味
分解能とは、計測器の光学スケール（またはエンコーダ）が表示できる最小読み取り単位のことです。VMM業界では、分解能の仕様として0.001 mm（つまり1 μm）がよく見られますが、この値はあくまで業界の一般的な基準であり、実際の構成はメーカーやモデルによって異なる場合があります。分解能は、表示システムの細分化能力、つまり計測器が「読み取れる」最小の増分を反映していますが、計測器が「測定」できる精度を表すものではありません。1 mm間隔の目盛りが付いたスチール定規を考えてみましょう。目盛り線自体に0.5 mmの幅誤差がある場合、読み取り値が1 mmの目盛りに達したとしても、実際の測定結果は0.5 mmずれる可能性があります。分解能は「読み取りの細かさ」に関するものであり、精度は「読み取り値の正確さ」に関するものです。
2. 精度の正しい基準：MPE_E
計測器の実際の測定精度は、検査報告書に記載されている最大許容指示誤差（MPE_E）に基づいて判断する必要があります。MPE_Eは通常、測定長さ（L、単位：mm）に関連する式で表され、計測器の指示値と真値との許容偏差は、測定長さによって異なります。一般的に、測定長さが大きいほど、許容誤差範囲は広くなります。
これは、同じ測定器であっても、10 mmの寸法を測定する場合と200 mmの寸法を測定する場合では、許容誤差が異なることを意味します。したがって、単一の分解能値だけでは、測定器が特定のワークピースの公差要件を満たしているかどうかを判断することはできません。測定された寸法の実際の長さと、それに対応するMPE_E値を合わせて考慮する必要があります。
注目すべきは、一部の計測機器メーカーが製品資料に「ミクロンレベルの精度」といった定性的な表現を用い、具体的なMPE_E値を公表していない点である。このような表現は精度の桁数を示すに過ぎず、許容誤差の判定に必要な検査報告書の代わりにはならない。選定段階では、サプライヤーに直接、完全な工場検査報告書を請求すべきである。
3. 生産における典型的な兆候
この概念的な混乱は、実際には次のような形で現れます。加工物の公差が±0.01mmであるのに対し、ユーザーは分解能が公差よりもはるかに小さいため十分だと考え、分解能0.001mmのVMMを使用して検査を行います。しかし、実際の測定では、同じ形状を繰り返し測定すると顕著なばらつきが生じ、再現性が期待を下回ります。
この状況は通常、分解能不足が原因ではありません。0.001 mmの分解能とは、単に表示が小数点以下3桁まで読み取れることを意味するだけです。Z軸コラムの熱ドリフト、ガイドレールの真直度誤差やスティックスリップ、光学スケールの設置誤差など、測定結果の安定性に影響を与える要因は、分解能が示す精度レベルをはるかに超えるミクロンレベルの偏差を引き起こす可能性があります。このような問題に対処するには、より高い分解能仕様に頼るのではなく、機械システムを検査し、必要に応じて誤差を補正する必要があります。
4. 選択と使用に関する推奨事項
測定器を選定する際には、供給業者から完全な検査報告書を請求する必要があります。特に、異なる長さ範囲における特定のMPE_E値に注意してください。これらの値は、対象製品の許容誤差要件と比較する必要があります。一般的な目安として、測定結果に十分な判断マージンを確保するためには、測定器のMPE_E値はワークピースの許容誤差の1/3から1/5の範囲内に収まるべきです。
使用時には、分解能を公差決定の直接的な基準として使用すべきではありません。重要な寸法については、表示される桁数だけに頼るのではなく、繰り返し測定を行い、基準器を用いて検証することで、実際の測定能力を評価することをお勧めします。
JATENのビデオ計測システムを例にとると、 JTDIM-200は製品資料で「ミクロンレベルの精度」を実現し、高精度リニアスケール、テレセントリック光学系、花崗岩製ベースを備えていると説明されています。一方、JTDIM3020は、20メガピクセルのデュアルCCDと両側テレセントリックレンズ（超低歪み）、三菱電機製の3軸サーボ駆動システム、そして輝度センサーを内蔵した自社開発のプログラマブル光源制御システムを搭載しています。両モデルはハードウェア構成が異なりますが、いずれも実際の計測精度は、工場検査報告書のMPE_Eデータと照合し、特定のアプリケーションシナリオにおける状況を考慮して評価することで、信頼性の高い計測結果を得る必要があります。
詳細については、https://www.jatentech.com/products/video-measuring-machine をご覧ください。