大型鋳造品検査を変革する3Dレーザースキャニング
工作機械や産業装置などに用いられる大型鋳造部品の検査は、これまで長時間のセットアップや測定制約が課題でした。
SCANTECHの3Dレーザースキャニング技術「Scanology」は、非接触・高速・高精度な動的トラッキングによって、重工業の品質検査を根本から変革しています。
背景・課題：大型鋳造品の検査効率化
工作機械のベースやフレームなど、長さ数メートル・重量数トンに及ぶ鋳造部品は、機械剛性や精度を左右する重要な要素です。
これらの部品には「粗い鋳肌」と「光沢のある加工面」が混在しており、従来の接触式CMM（座標測定機）では測定アクセスや設置の難しさが課題でした。
主な課題
- 広範囲にマーカーを設置する必要があり、セットアップ時間が長い
- 大型部品の裏面・内面をカバーしにくい
- 測定中の振動や作業者の移動によって精度が不安定になる
- 測定対象サイズが500mm〜5000mmと多様
これらの背景から、非接触かつ全視野での測定が可能な光学3Dスキャン技術が求められていました。
解決アプローチ：動的トラッキングと拡張測定ボリューム
導入企業：TAJMAC-ZPS社（チェコ共和国）
TAJMAC-ZPSは、鋳造から機械加工、組立までを一貫して行う欧州の工作機械メーカーです。
自社鋳造工場を持ち、大型かつ高精度な鋳造部品の品質管理を厳格に実施しています。
採用技術：Scanology光学3Dスキャンシステム
同社が導入したのは、「NIMBLETRACK 」ワイヤレス3Dスキャナを中心とする動的トラッキング技術です。
スキャナとトラッカーが完全ワイヤレス化されており、工場現場でも自由度の高い測定が可能です。
ワークフロー概要
- セットアップ：3Dスキャナとトラッカーを設置し、必要に応じて反射マーカーを貼付。
- データ取得：動的トラッキングにより全表面をスキャンし、部品を反転して裏面も取得。
- アライメント：複数位置のデータを統合し、完全な3Dモデルを生成。
- 検査・レポート：偏差解析とQAレポートを自動生成。
このプロセスにより、現場での検査をスピーディかつ一貫性をもって実施できるようになりました。
成果・効果：大型鋳造品を高速・高精度に全周検査
TAJMAC-ZPS社では、全長4500mmの鋳造品を両面からスキャンし、完全な点群データを取得。
その結果として以下の成果が得られました。
- 測定スピード向上：従来の接触式より大幅に短縮
- 動的トラッキング：作業者の動きや振動にもリアルタイムで追従
- 12mm反射マーカーでトラッカブルボリュームを拡大
- 完全カバレッジ：上下両面のスキャンを統合し、密閉型3Dモデルを生成
- 現場検査対応：工場内でそのまま測定可能、再設置不要
これにより、検査リードタイムの短縮と品質トレーサビリティの両立を実現しました。
比較優位性：従来手法との違い
| 項目 | 従来CMM/固定式測定 | Scanology 3Dスキャン |
|---|---|---|
| 測定方式 | 接触式 | 非接触レーザー式 |
| 精度 | 高精度だが範囲制限あり | サブミリ精度（大物対応） |
| スピード | 数時間単位 | 数十分で完了 |
| 機動性 | 設備固定 | ポータブル／ワイヤレス |
| 柔軟性 | 大型対象に不向き | 数m級キャスティング対応 |
日本市場での活用可能性
日本の重工業や機械メーカーにおいても、大型鋳造部品の非接触検査ニーズが拡大しています。
特に以下の分野での導入効果が期待されます。
- 工作機械・産業機械メーカー：ベッド・コラムの幾何誤差検査
- 造船・エネルギー機器：大型フレーム・タービン鋳物の形状確認
- 自動車Tier1：アルミ鋳造部品の高速寸法検査
まとめと今後の展望
3Dレーザースキャニングは、大型部品検査の新たな標準技術として急速に普及しています。
非接触・高速・高精度な測定を現場で実現し、検査効率と品質を両立。
製造DXを推進する企業にとって、欠かせないインフラ技術です。
よくあるご質問（FAQ）
- Q1: 大型鋳造品に3Dスキャンを使うメリットは？
A1: 設置や再測定の手間を削減し、広範囲を非接触で一度に測定できます。現場での即時判定が可能です。 - Q2: 動的トラッキングとは何ですか？
A2: スキャナと対象物の両方をリアルタイムで追跡し、動きや振動のある環境でも安定して測定できる技術です。 - Q3: 反射マーカーは必須ですか？
A3: 対象物の大きさや表面材質により異なりますが、広範囲測定時は反射マーカーで精度を補強します。 - Q4: 現場でのスキャン環境に制限はありますか？
A4: 強い直射光や高温環境を避ければ、一般的な工場環境で問題なく運用できます。