CMMスタイラスとは何か？

CMMスタイラスについて

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スタイラス(stylus, styliは複数形)、従来タイプのCMMにせよ、測定部品と物理的に接触をするポータブル計測アームにせよ、三次元測定器のプローブについている”先端”です。プローブの引き金作用や、移動またはユーザーのインプットによる信号の発生が測定を可能にします。一般的に、検査される部品の種類や形状によって、使用されるスタイラスの型式とサイズを決定します。最大限の剛性と、幾何学的精度が、優れた測定に不可欠です。ヘキサゴンは、自動CNC機器で、最高度に厳格な基準に合わせて製造したスタイラスを提供しています。入念な設計と精緻な工程管理により、最高の剛性や、脚へのプローブ・ボールの結合の強固な一体感、チップの最大球形度を備えたスタイラスが生まれます。

 
もし真円度不足のボールや、ボールの位置不良、ネジのはめ合い不良、測定中に過度な曲がりを起すデザイン不良があるスタイラスを使えば、CMM 測定機器の性能も検査結果も、たちまち損なわれる可能性があります。これらの要因のほとんどが、不可能とは言わないまでも、肉眼での確認は困難です。 最良の測定結果と確実にするために、 ヘキサゴン は本サイトで、デザインと品質の最高基準を備えた著名ブランドやメーカーの最高品質のスタイラス製品を厳選して提供しています。

三次元測定器のスタイラスの定期交換も極めて重要です。製品は頑丈にできていますが、日ごろの作業において、長期間の使用後、落下、操作ミスによる衝突時には交換が必要です。疑わしい場合は、交換をいつも心掛けてください。

CMM styli

このサイトに使われている用語 

A-D-L-Bを使用してスタイラスを特定。
 
A=ネジサイズ (M2 ～ M6)
 
D=ボール径

L=全長: 後部マウント(ねじは含まず)からボールの中心まで

B=有効作業長: 部品に垂直にプロービングする時に、ボ－ルの中心からステムが測定部上に干渉するポイントまで

スタイラスの選択アドバイス


自動の三次元測定機で最良の精度を保持するために、次のガイドラインに従ってください。

できる限り最短のスタイラスを選択する


スタイラスが歪んだり、曲がったするほど、エラーが大きく、精度が下がります。プロービングの用途には、一番短い実際的なスタイラス長を選ぶのがベストです。

ジョイントはできるだけ最少に

 
ジョイントやエクステンションでスタイラスを校正すると、常に潜在的な曲がりや歪みを招きます。構成部をできるだけ最少にします。

できるだけ大きなボール径を

 
大きなボールは、部品からのボールとシャフトのクリアランスを最大にします。ボールの代わりにシャフトが部品に触れる、”シャンキングアウト”が 起こす、トリガー違いの可能性を少なくします。また大きなボールは、測定部品の表面仕上げへの影響を最少化します。

ボール材質の選択


業界の基準であり、ほとんどの測定用途の最適なスタイラスは合成ルビーで、最も固い材質のひとつとして知られています。合成ルビーは、純度の高いアルミニウムオキサイドで、火炎溶融法を使用して、2000°Cでクリスタル(または、”ブール”)に発達します。ブールはカットと加工で球体状になります。ルビーの表面は非常に滑らかで、高い圧縮力と力学的な消耗への抵抗力があります。

ルビーがボールの材質として、適さない用途が稀に存在します。ひとつはアルミへの強力な、絶え間のない接触スキャニングです。アルミと合成ルビーは引き付けるため、”付着摩耗”が起こり、部品表面からボールへアルミの堆積が生じます。このようなケースは、シリコン窒化ケイ素が勧められます。
 
鋳鉄への強力で継続的なCMMスキャニング用途向けには、部品への摩損を最少にするジルコニアボールをお勧めします。

スタイラス・ステム材質の選択

スチール

ボールとチップの径が2 mm 以上、長さが最大30mmのスタイラスには、ステンレススチールが広く使用されています。この範囲内では、 一体のスチールステムが、最良の重量対ボール／ステムのクリアランス、剛性比、余裕のあるボール/ステムのクリアランスを発揮、またステムとねじのジョイントを使用しても全体の剛性を損ねることはありません。

超硬

小さなステムを使用する場合(1mm以下の小径ボールに必要)や50mmまで長さを伸ばす場合、最大の剛性を得るには超硬が最適です。

セラミック


3mmを超すボール径と30mm以上の長さであれば、セラミック製のステムがスチールに匹敵する剛性を発揮し、超硬よりもはるかに軽量です。セラミック製ステムのスタイラスは、高価なプローブシステムの破損の恐れから守ってくれます。衝突にステムが破損し、スタイラスを犠牲にして、トリガー装置を保護します。
 

カーボンファイバー

 
カーボンファイバーは、最大のねじれと長手方向の剛性と、超軽量を合わせ持っています。 カーボンファイバーは熱に強く、厳しい産業環境でも優れた防御性を発揮します。50mm長を超えるCMMスタイラスには、非常に少ない質量で最大の剛性を持つ最適の材料です。