3da モデルを利用した測定ガイドライン · 6 jeita 3da...

3DAモデルを利用した測定ガイドライン

- 3DAモデルを利用した効率的な測定-

Ver.1.0

平成 28年 4月制定

作成

三次元 CAD情報標準化専門委員会

3DCAD Information Standardization Technical Committee

発行

一般社団法人電子情報技術産業協会

Japan Electronics and Information Technology Industries Association

- 1 - JEITA 3DAモデル測定ガイドライン v.1.0

白紙


【変更履歴】

版記事作成承認日付承認

Ver.１.0 新規作成 JEITA 活用分科会 2016．4．8 JEITA 三次元 CAD情報標準化

専門委員会


【承認】

この測定ガイドラインは、JEITA ”三次元 CAD情報標準化専門委員会” により発行されるもので

あり、電機業界・精密業界における部品の測定・評価において、”3DAモデル”を活用の指針を示す

ものである。

JEITA ”三次元 CAD情報標準化専門委員会”は、測定・評価での”3DAモデル”の活用を、今後の

各企業の生産段階において推進するため、この測定ガイドラインを承認する。電気業界・精密業界や

関連業界（部品製造業界・金型業界・計測機器業界など）における部品測定・評価の効率化への活用

の参考になる事を期待する。

JEITA 三次元 CAD情報標準化専門委員会幹事会メンバー (企業名は五十音順、敬称略)

株式会社エリジオン相馬淳人幹事

株式会社エリジオン荻野目智明監事

オムロン株式会社喜多勇幹事長

オムロン株式会社石原英幹事

キヤノン株式会社伊藤亮委員長

キヤノン株式会社相澤理絵幹事

コニカミノルタ株式会社大西隆志幹事

セイコーエプソン株式会社高橋一哲幹事

ソニー株式会社後藤弘二幹事

ソニー株式会社亀田幸徳監事

株式会社東芝藤沼知久副委員長

株式会社東芝古市崇幹事

ナブテスコ株式会社桐山朝浩幹事

株式会社ニコン小川雅也幹事

株式会社日立製作所生方清美幹事

富士ゼロックス株式会社神奈川尚幹事


【作成】

JEITA 活用分科会「自動計測への活用」検討チームメンバー

キヤノン株式会社一木貴光

キヤノン株式会社佐久間寛朗

３Ｄ＋１ラボ高橋俊昭

コニカミノルタ株式会社阿部芳久

コニカミノルタ株式会社稲城正高

セイコーエプソン株式会社山岡計次

ソニー株式会社荏原宏光

ソニーテクノクリエイト株式会社舟波明生

株式会社東芝足立幹雄

株式会社ニコン石川文男

株式会社ニコン江川明

株式会社ニコン町井暢且

パナソニック株式会社朝山文博

パナソニック株式会社四反田元司

富士ゼロックス株式会社重田国啓

富士ゼロックス株式会社花田潤也

日本電気株式会社梅原基

NECスペーステクノロジー株式会社東方仁貴

株式会社アルゴグラフィックス高村一賛助会員

シーメンス株式会社西明博賛助会員

SOLIZE株式会社柳沢将人賛助会員

産業技術総合研究所阿部誠オブザーバ

産業技術総合研究所大澤尊光オブザーバ

東京大学先端科学技術研究センター鈴木宏正オブザーバ

理化学研究所加瀬究オブザーバ


－目次－

はじめに ..................................................................................................................................................... - 6 -

概要 ............................................................................................................................................................ - 7 -

手順-1. 3DA モデルを確認する.................................................................................................................. - 9 -

手順-2. 部品の固定方法を検討する ......................................................................................................... - 10 -

手順-3. 部品の測定方法を検討する ......................................................................................................... - 11 -

手順-4. 部品を固定する ........................................................................................................................... - 12 -

手順-11. 部品を非接触三次元測定する ................................................................................................... - 13 -

手順-12. 測定データの前処理を行う....................................................................................................... - 15 -

手順-13. 3ＤA モデルを読み込む ............................................................................................................. - 18 -

手順-14. 非接触測定データを読み込む ................................................................................................... - 19 -

手順-15. 測定データと形状モデルを位置合わせする ............................................................................. - 20 -

手順-16. 寸法・幾何公差省略部を評価する ............................................................................................ - 21 -

手順-17. 3ＤA モデルの寸法・幾何公差を評価する................................................................................ - 22 -

手順-21. 接触式三次元測定機で部品の測定パスを準備する .................................................................. - 23 -

手順-22. 接触式三次元測定機で座標系を作成する ................................................................................. - 26 -

手順-23. 部品を接触式三次元測定機で測定する .................................................................................... - 27 -

手順-24. 測定結果を出力する ................................................................................................................. - 28 -

手順-31. その他の測定機器で測定する ................................................................................................... - 29 -

手順-41. 測定結果をまとめる ................................................................................................................. - 30 -

手順-42. 測定結果を設計者にフィードバックする ................................................................................. - 33 -

＜Appendix＞ .......................................................................................................................................... - 34 -


はじめに

JEITA三次元CAD情報標準化専門委員会活用分科会では、3D単独図の活用を促進する事を目的に、

平成 22年度から複数のチームに分かれて活動を行っている。「自動計測への活用」検討チームは、3D単独

図の測定分野における活用を検討するために発足した。

三次元CADデータの活用について見ると、CAM、CAEへの適用は進んできているが、ものづくりの工程の

中で、部品の評価・測定に関しては、まだまだ活用が遅れていると思われる。この評価・測定の分野での 3D

単独図の活用を検討し効果を明らかにする事で、3D単独図のいっそうの活用を進めて行く事が、このチー

ムの目的である。

「自動計測への活用」検討チームでは、平成 24年に実施した部品の非接触測定の試行を踏まえて、非接

触測定を活用した効率的な測定について検討を行った。本ガイドラインは、その検討結果をまとめたもので

ある。また、当専門委員会は、3D単独図を拡張した DTPD（デジタル製品技術文書情報: digital technical

product documentation）の考え方に基づき、更なる三次元 CADデータの活用を目指しており、下流工程で

の様々な活用を可能とするため、3D単独図を 3DAモデル(三次元製品情報付加モデル:3D annotated

model)と改称した。

本ガイドライン検討にあたり、国立研究開発法人産業技術総合研究所計量標準総合センターの大澤

氏・阿部氏、東京大学先端科学技術研究センターの鈴木教授、理化学研究所の加瀬氏、光学式非接触三

次元測定機精度評価法標準化コンソーシアムの多大なるご協力をいただいた。ここにお礼を申し上げる次

第である。本ガイドラインが、関係者の 3DAモデルを活用した部品評価への取り組みの一助となれば幸いで

ある。

平成 28年 4月 8日

活用分科会


概要

JEITAの 3DAモデルの規格には、３つの特長がある。データムと座標系、寸法・幾何公差表記の省略、形

状の簡略化の３つである。この特長を活かした適用の１つとして、自動計測への活用が考えられる。3DA モ

デルの測定への活用シーンとしては、次の２つが考えられる。

1)寸法・幾何公差表記省略箇所の評価

JEITAの 3DAモデルでは、普通幾何公差の概念を取り入れ、寸法・幾何公差表記の省略を積極的に推進

している。主に普通幾何公差以外の精度の厳しい個所のみ寸法・幾何公差を入れる事で、3DA モデル作成

の効率化を図ると共に、重要な個所のみ記述してある事から、重要な部分の伝達がわかりやすく行えるメリ

ットがある。

従来、部品の測定・検証は、2D 図面に描かれている寸法箇所を測って行っていた。寸法・幾何公差表記

の省略された 3DA モデルの部品の測定・検証は、寸法・幾何公差が指示されている箇所は従来通り測定・

検証するが、寸法・幾何公差表記が省略されている部分は、加工精度で保証されるという傾向もあるため、

一般的に測定・検証を行わない事が多い。JEITAで 3DAモデルを提唱した当初の試行事例（JEITA 3D単独

図試行事例集－3D単独図実現に向けた各社の取組み－ Ver.1.0 2009/4/1発行）では、わざわざ独自に

測定用の 2D図面を起こすなどの対応を行っていた部品サプライヤもあり、業務効率が悪かった。

寸法・幾何公差表記の省略部の検証を、非接触測定で行えば、カラーマップによる評価で大まかな部品

の状態が把握でき、心配な個所のみ測定して CAD データと比較すれば良く、大きな効率化が期待できる。

今後、3DAモデルの普及に伴い、非接触測定の活用は非常に重要と考える。

2)寸法・幾何公差記入部の評価

寸法・幾何公差が記入されている箇所の測定・検証についても、3DA モデルの PMI 情報が測定ソフトウェ

アに渡れば、非接触測定データを読み込む事により、簡便に照合が行え効率化につながる。測定ソフトウェ

アとの PMI情報の連携は、まだ課題があるものの、今後の改善で大きな効果が期待できる。

今回 JEITAでは３DAモデルの形状を定義す

る方法として、幾何公差方式を中心に据えた。

従来、幾何公差の測定は、接触式三次元測定

機にて、数十点の箇所を測定して評価を行っ

ていたが、非接触測定を活用すれば、より多く

の点群データを取る事ができ、数十点の座標

で代表していた評価をもっと多くの点で行う事

ができる。幾何公差方式に対しては、接触式に

比べてより適した測定評価法と考えられ、今後

の活用が期待される。

このような情況を踏まえ、活用分科会「自動計測への適用」検討チームでは、３DA モデルを用いた効率的

な部品測定を行うための測定ワークフローを検討した。概略を下図に示す。図中の数値は手順を示し以下

の章で詳しく述べて行く。

測定フローと手順を検討するにあたり、測定する際のノウハウや条件などをどこまで書くか、議論になった。

本ガイドラインの目的が、効率的な測定を行うために 3DA モデルをどのように活用するか、である事を考慮

して、測定そのものについては、個々のケースのノウハウや条件にまでは踏み込まない方針とした。また、

現状の CAD や測定ソフトウェアでは、効率的な測定のために必要と思われる機能について、機能要求とし

てまとめた。一部の機能については、現状ではソフトウェアにない機能もあり、今後の実装が期待される。


手順-1. 3DAモデルを確認する

測定準備として、3DAモデルに記載されている指示内容を確認する。

1.1 座標系を確認する（データム , 測定原点）

データムおよび座標系の指示を確認する。また、第 2座標系の有無などに関しても同様に確認する。

1.2 寸法、幾何公差を確認する

各々の寸法、幾何公差で指示されている内容を確認する。

1.3 注記を確認する（抜き勾配指示 , 部品固定方法など）

注記で指示されている内容を確認する。部品固定方法に関しては、データムターゲットなどで固定ポイ

ント指示が明記されているかも確認する。

1.4 PMI情報にナンバリングを行う

測定結果が紐付けされるよう、個々の寸法・幾何公差にナンバリングを行う。ナンバリングを行う際は、

名前が他の寸法・幾何公差と重複しないように考慮する。（→機能要求 1-a）

機能要求 1-a PMI情報に自動でナンバリングする機能

(必須機能)

・ 3DAモデルを CADツールで読み込んだ際に、PMI情報に自動でナンバリングを行う。

・ナンバリングは、他の寸法箇所と混同しないようユニークな名前で発番する。

・１つの測定項目に対し複数の測定ポイントが存在する際は、枝番を自動作成する。（No.1-XXなど）


手順-2. 部品の固定方法を検討する

測定対象部品に適した固定方法を検討する。

2.1 部品を固定する姿勢を検討する

3DAモデルに固定方法の指示がある場合、注記やデータムターゲットなどの指示に基づき、要求に合

致する固定方法を検討する。特に固定方法の指示がない場合は、部品を変形させないことを考慮して、

測定しやすい固定方法を検討する。

2.2 部品を固定する治具を検討する

2.1項で検討した姿勢に部品を固定するための治具を検討する。測定対象部品の要求精度や固定方法

の難しさ、測定の再現性などを考慮し、汎用治具の組み合わせで固定するか、専用の取り付け治具を

製作するかを検討する。

2.3 測定時に治具が影響するかを確認する（データム , 寸法・幾何公差）

2.1項や 2.2項で検討した方法で部品を固定した際、データム箇所や指示寸法が測定可能であることを

確認する。該当箇所が測定できない場合、固定方法や測定方法の見直しを行う。


手順-3. 部品の測定方法を検討する

3DAモデルに指示された寸法や形状に対し、適切な測定方法を検討する。

3.1 使用する測定機器を選定する

測定対象部品の材質や形状、3DAモデルの寸法表記や保証公差などを考慮して、測定箇所ごとに適

切な測定機器を選定する。

3.2 測定する手順の検討：非接触測定

3.1項で選定した測定箇所を評価するために、非接触測定を行う手順を検討する。手順 2で検討した固

定状態で多くの形状が測定できるよう、カメラやレーザ式測定プローブの向きや姿勢、ショット数などを

工夫する。また様々な方向から撮影し取得した点群データをつなぎ合わせる際に、位置合わせの目印

となるマーカなどの使用も併せて検討し、測定対象部品全体が漏れなく正確に測定できるよう工夫する。

（→機能要求 3-a）

3.3 測定する手順の検討：接触測定

3.1項で選定した測定箇所を評価するために、接触式三次元測定を行う手順を検討する。手順 2で検討

した固定状態で多くの寸法・幾何公差が測定できるよう、測定プローブの構成（プローブの種類やスタイ

ラスチップ直径、スタイラス長さなど）や姿勢を工夫する。また測定箇所の図面注記や面積、保証公差

などを考慮して、測定ポイント数や測定箇所も検討する。

3.4 測定部位と測定方法を確認する

3.2項や 3.3項で検討した方法で、3DAモデルに指示された寸法や形状が測定可能であることを確認す

る。該当箇所が測定できない場合、非接触三次元測定や接触式三次元測定の手順を見直すか、他の

測定機器の活用を検討する。

機能要求 3-a 非接触三次元測定のシミュレーション機能

(必須機能)

・カメラやレーザ式測定プローブの姿勢や位置を定義した際に、どの領域まで点群データが取得でき

るかをシミュレートし、その結果を表示する。

・複数の姿勢や位置を定義した際は、全条件で取得できる点群データを一括でシミュレートする。

・測定したい箇所の CAD 面を選択することで、カメラやレーザ式測定プローブの適切な姿勢と位置を

シミュレートし、その結果を表示する。

・複数の CAD 面を選択した際は、選択箇所全てを測定できる最小限の姿勢や位置を一括でシミュレ

ートする。


手順-4. 部品を固定する

手順 2で検討した固定方法で、部品を固定する。

4.1 部品を固定する

3DAモデルに固定方法の指示がある場合は、部品を適切な方法で固定する。部品を固定する際は、該

当箇所に適切な把持力がかかるようにする。(図 4.1)

固定方法の指示がない場合は、部品を変形させないことを考慮しつつ使用する測定機で評価しやすい

よう固定する。例えば、接触圧のかからない非接触三次元測定機では自由状態とし、接触式の測定機

では部品を変形させない程度の把持力で固定する。

(a)3DAモデルによる部品固定指示 (b)図面指示に適合した部品の固定

図 4.1 3DAモデルに部品固定指示がある場合の固定方法の事例


手順-11. 部品を非接触三次元測定する

測定対象部品の測定準備作業を行った後、撮影により点群データを取得する。

11.1 （必要に応じて）スプレー処理を行う

測定対象部品の表面状態が、撮影時の投射光が反射することでノイズが発生しやすい鏡面状態であっ

たり、レンズ等の透過率が高い状態や、撮影時の投射模様（黒色）と表面の色が同じで画像処理の際

に縞模様が認識できなくなる黒色など、測定時に問題が生じやすい場合には、測定機に形状を認識し

やすくする目的で表面をスプレー処理する。

処理には液状の塗料の他に、探傷剤等を用いて粉体を噴霧する方法もある。

スプレーの厚みは、手順 16、17の評価で影響を及ぼすため、最適なコントラストを認識する最低限の厚

みが望ましい。また測定対象物の形状によってはスプレーの際に発生する吹き溜まりで膜の厚みが大

きくなるため、厚みのバラツキに注意が必要である。

また、12.2項で行う各測定データのつなぎ合わせにリファレンスポイントシールを用いる場合は、測定

データ内にリファレンスポイントのデータが複数存在するようにリファレンスポイントシールを測定品また

は治具に貼る必要がある。リファレンスポイントの情報が測定データに正しく存在しないとつなぎ合わせ

の誤差に影響を及ぼすため、スプレー処理の後にポイントシール表面が汚れた場合にはシール表面の

スプレー剤を取る必要がある。

11.2 スキャンのプログラムを作成する（直交座標型の場合）

デジタイザのスキャン時の姿勢や移動経路、座標設定等を予めプログラムとして作成する。

レーザ式直交座標型測定機では測定時の姿勢を三次元測定機側の座標に変換する事が可能である。

デジタイザのスキャン時の姿勢や移動経路、座標設定等を予めプログラムとして作成することで、複

数部品測定時の時間短縮やサンプル毎の測定差を少なくすることが可能になる

なお、直交座標型以外にもロボットアームの先端にカメラ CCD方式の非接触三次元測定機やレーザ

方式の非接触三次元測定機を取り付けた測定システムの場合にもスキャン用プログラムを作成する。

11.3 部品を非接触三次元測定機で測定する

測定部品に対して非接触三次元測定を実施する

・適切な測定条件を設定する（レンズの選択、投影パターンなど）

部品の測定サイズや必要とする精度に合わせてレンズやプローブの選択を行う。

測定物表面の色や状態、測定環境等によりセンサーの受光時間や撮影パターンの最適化を行う。

・必要な領域の測定を行う

カメラ CCD方式、レーザ式測定プローブでは一度にデータが取れる範囲が限定されるため、複数

の姿勢で測定する。

撮影時の姿勢（角度、距離）により精度や合成時（12.2項，12.3項）の精度に影響を及ぼすため、

精度が必要な場合には注意が必要である。

また測定対象部品以外にも表裏合成時の基準（球）なども測定する必要がある場合もある。

撮影範囲に特徴となる形状がない場合、直行座標型以外の測定機では、つなぎ合わせ（12.2項）


でズレが出る為、特徴となる形状を配置して撮影する等の注意が必要となる。

・所望の部分が測定できているか確認する(→機能要求 11-a)

測定後の結果を確認し、必要な形状が測定できていない場合、欠落している箇所を追加で撮影す

る。

11.4 スプレーを洗浄する

測定対象部品に付着したスプレーを除去する。

機能要求 11-a データが欠落している箇所を表示する機能

(必須機能)

・測定対象部品の CADモデルと測定結果を読み込み、CADモデルに欠落した領域を表示する。

・欠落領域の面積、形状を表示する。


手順-12. 測定データの前処理を行う

非接触測定データから不要な測定データの削除や重複データの削除等を行う。

12.1 測定データから不要な部分（治具の写りこみ）やノイズを削除する

撮影時に測定部品の不要な測定データを削除する。(→機能要求 12-a)

測定時に治具などの製品に関係ない形状や、乱反射などによるノイズが測定結果に含まれている場合

は、カラーマップ等の結果確認で誤認識する可能性があるため削除する必要がある。

12.2 各測定エリアの測定データをつなぎ合わせる

ノイズを除去した各測定エリアの測定データをつなぎ合わせて、測定段取りに対する測定結果を合成す

る。

各測定エリアの測定データをつなぎ合わせる際には、つなぎ合わせの誤差が小さくなるように注意す

る。

隣り合わせた測定エリアの測定データで特徴となる形状がない場合（例：平面しか重複するエリアに

撮影データがない）は合成時に位置がずれるため、要素間をつなぎ合わせるには特徴となる形状が必

要になる。(図 12.1)

また、測定位置合わせにリファレンスポイントシールを用いる場合は、撮影データ内の複数のリファレン

スポイントのデータからつなぎ合わせが行われる。つなぎ合わせる一つ一つの測定データ内には、つな

ぎ合わせる相手の測定データに対して少なくとも 3つのリファレンスポイントが存在する事が望ましい。

（a）つなぎ合わせの範囲 (b)各データの合成（断面図）

図 12.1 つなぎ合わせの誤差

12.3 表裏の測定データをつなぎ合わせる

12.2項で編集した各測定段取り（表裏）の測定データをつなぎ合わせ、全体形状を作成する。

各測定段取りの測定データをつなぎ合わせる際には、位置合わせ用の球など表裏の基準がある場合

には、位置合わせ基準の形状をもとに表裏の位置合わせを行う。リファレンスポイントシールを使用して

つなぎ合わせを行う場合は治具等に使ったリファレンスポイントを基準にして表裏の位置合わせを行

う。


（a）.表裏位置合わせ用の基準球 (b).リファレンスポイントシール

図 12.2 表裏データのつなぎ合わせ

12.4 重複データを削除する

重複データのままではデータ量が大きいため、重複データを削除する。

重複データを削除する際は、重複している領域で残す点のしきい値や点間ピッチの設定を行い、データ

の量と精度の最適化を行う。

12.5 処理ソフトウェアで処理できる点群数の制約がある場合は、点群数の間引きを

行なう

カラーマップ等で処理する際にデータ量が大きい場合に、点群数の間引き処理を行う。

間引き処理を行う場合は、間引きの間隔を大きくすると角部や小径 R等の形状が変わるため、保証す

る形状の最小値を把握する必要がある。

12.6 測定結果の点群データを出力する

12.5項でデータ量を最適化した点群データを出力する。


機能要求 12-a 不要な測定データを削除する機能

(必須機能)

・各種測定機の測定結果を読み込み、ポリゴンサイズの小さい点群の削除候補を表示する。

・削除候補は独立したポリゴンの集合体のサイズの指定や、サイズの順番の指定により指示する事と

する

・処理実行前の段階で指定されたポリゴンをハイライト表示する。


手順-13. 3ＤAモデルを読み込む

最終結果を作成するために、基準となる 3DAモデルを読み込む。

13.1 3ＤAモデルを読み込む

基準となる CADモデルと PMI情報を読み込む。

読み込む PMI情報には、寸法・幾何公差を構成する要素（座標系、原点、データムターゲット）も対象と

する。

適切に読み込まれていない寸法・幾何公差については、手動で再設定を行う。


手順-14. 非接触測定データを読み込む

手順-13で読み込んだ 3DAモデルに加えて、手順-12で作成した非接触測定データを読み込む。

14.1 非接触測定データを読み込む

手順-12で作成した非接触測定データを読み込む。

非接触測定固有のデータ形式で、処理ソフトウェアが対応できない場合には、予め処理可能なデータ

形式に変換して読み込む。データ形式としては、テキスト形式、STL形式などがある。

また、この段階で測定ソフトウェアにて手順-12で記述されているデータの前処理（ノイズの除去、重

複データの削除、不要部分の削除など）を行う場合がある。


手順-15. 測定データと形状モデルを位置合わせする

手順-13で読み込んだ 3ＤAモデルの形状モデルに対して、手順-14で読み込んだ測定データを位置合

わせする。

15.1 測定データと CAD形状モデルの位置合わせを行う

3DAモデルの CAD形状モデルに対して、非接触測定データを位置合わせする。

位置合わせする方法には、処理ソフトウェア固有の自動位置合わせの他に、データムを基準とした位置

合わせの方法がある。

CAD形状モデルとの位置合わせ方法によりカラーマップの傾向が大きく変わることもあるので注意が

必要である。（図 15.1参照）

（a）ベストフィット（b）データム位置合わせ

図 15.1 位置合わせ方法による差


手順-16. 寸法・幾何公差省略部を評価する

寸法・幾何公差表記省略部の形状をカラーマップにより評価する

16.1 カラーマップ機能にて寸法・幾何公差表記省略部を評価する

カラーマップをもとに寸法・幾何公差表記省略部の良否判定を行う。

カラーマップにより CADモデルの表面からの距離（ズレ）を表示することで、寸法・幾何公差表記省略部

の閾値の色を設定して良否判定を行う。

新しい幾何公差の定義に則り、幾何公差が省略された測定対象面ごとに公差の閾値が変わる。要素

（例：[GGTG 2] 6mm以下では公差域 0.2mm、6mmを越え 30mm以下では公差域 0.4mm）の場合には、

範囲を分けたカラーマップの表示が必要になる。(→機能要求 16-a)

CADモデルに抜き勾配が設定されていない場合には、実形状とのズレが生じる為、保証する範囲を予

め把握しておく必要がある。

機能要求 16-a 公差決定区分の寸法・幾何公差に合わせたカラーマップの作成機能

(必須機能)

・ 3ＤAモデルの基準から各面までの距離によりカラーマップのレンジを変更する機能

・基準の位置、座標系は実行時に設定できることとする

・新しい幾何公差の定義に合わせた要素毎の公差設定を可能とする

・各要素に対する複数の公差設定は変更可能とする


手順-17. 3ＤAモデルの寸法・幾何公差を評価する

3ＤAモデルを元に寸法・幾何公差に対する測定結果を評価する

17.1 読み込まれた寸法・幾何公差について照合を行い評価する

3DAモデルに記述した寸法・幾何公差について照合を行い、数値評価を行う。

各ソフトウェアの処理方法に基づいた数値結果から寸法・幾何公差に対する照合結果の数値評価を行

う。

図面寸法・幾何公差に対して、面間距離や点間距離など複数の方法が存在する(図 17.1)。ソフトウェア

で扱っている評価方法によって測定結果に影響を受けるため、注意が必要である。

（a）図面寸法（b）面間距離（c）点間距離

図 17.1 3DAモデルに指定された寸法に対する測定評価方法の違い

寸法・幾何公差の評価を行う際に、測定ソフトウェアでは、普通公差テーブルを設定できる機能がある

ものが多いので、予め設定を行って評価する。


手順-21. 接触式三次元測定機で部品の測定パスを準備する

部品の要求公差に対して、非接触三次元測定機の測定の不確かさが大きい場合や、測定箇所が視野

に入らない場合などは、接触式三次元測定機を用いて測定を行う。

21.1 部品の接触式三次元測定機への配置を検討する

データムの設定や接触式三次元測定機へ部品を安定して固定するため、治具や固定方法を検討する。

部品を治具へ固定する場合は、できる限り測定時に干渉が発生しないように考慮する。

(a) 全体概要 (b) 治具配置

図 21.1 接触式三次元測定機への部品及び治具の配置

21.2 測定ソフトウェアに３ＤAモデルから部品の測定情報を読み込む

測定ソフトウェアに３ＤA モデルから部品の測定に必要な３次元形状、測定箇所、公差などの情報を読

み込む。（→機能要求 21-a）

自動的に読み込めない場合は、３ＤA モデルをオペレータが解読して測定ソフトウェアへ入力する。測

定ソフトウェアを使用しない場合は、接触式三次元測定機のオンマシンティーチング機能で実施する（こ

の場合は、23.1項で実施することになる）。公差名は、接触式三次元測定機から出力するとき３ＤAモデ

ルの公差と紐付けできるように、ユニークな名前を発番又は入力する。

21.3 測定に使用する測定プローブを決定する

部品の測定箇所や測定に使用する治具、部品の固定方法などを考慮して、測定に使用する測定プロ

ーブの構成を決定する（スタイラスチップ直径や軸の長さ、エクステンションの長さ、スタイラスの角度な

ど）。場合によっては、測定の途中でスタイラスを交換することも考慮する必要がある。

図 21.2 測定プローブの決定


21.4 測定パスを作成する

測定プローブの姿勢や移動距離などを考慮して、効率的な測定パスを作成する。（→機能要求 21-b）

測定パスを作成する場合は、接触式三次元測定機が次の測定箇所へ移動する時、測定プローブが部

品や治具と干渉しないように、経由点を作成する。（→機能要求 21-b）

各測定箇所における測定点数やエッジからの距離は、測定箇所の大きさにより適正に設定する。（→機

能要求 21-c）

ワーク座標系の設定は、データムの優先順位やデータムターゲットの情報をもとに作成する。（→機能

要求 21-d）

測定パスにワーク座標系の設定が入れられない接触式三次元測定機の場合は、測定時に３DAモデル

を参照して、手動で設定する。

図 21.3(a) ワーク座標系の設定図 21.3(b) 測定パスの作成

21.5 干渉チェックを行う

作成した測定パスで干渉が起きないか、測定ソフトウェアで干渉チェックを行う。もし、干渉が発生する

場合は、経由点を追加・変更したり、測定プローブの姿勢を変更する。どうしても干渉が回避できない場

合は、スタイラスを変更するか、効率が悪い場合は、その他の測定機器を用いて測定を行う（手順－31

で測定を行う）。

干渉がない測定パスが作成できれば、接触式三次元測定機側へ測定プログラムを出力する。

(a) 干渉発生なしの状態 (b) 干渉発生の状態

(c) 干渉発生回避後の状態

図 21.4 干渉チェック


機能要求 21-a 3DAモデルからの測定情報の読込み機能

(必須機能)

・ 3D モデルデータ（面、エッジ、頂点など）が３DA モデルの公差情報と紐付けして読み込めるようにす

る。

・公差に紐付けされたフィーチャがエッジや頂点の場合、そのエッジや頂点が意図する測定面を自動

抽出する。

・３DA モデルの公差情報にユニークな公差名が設定できるようにして、測定ソフトウェアに出力できる

ようにする。

機能要求 21-b 測定パスの自動生成機能

(必須機能)

・平面／曲面／円筒面など、測定対象とする測定要素に合わせて測定点が自動生成できるようにす

る。

・測定対象が円筒内径の場合、自動的に干渉を起こさない適正なアプローチ／リトラクト量を決定でき

るようにする。

・測定対象が円筒外径の場合、適切な迂回経路を決定できるようにする。

・測定要素内や次の測定要素へ測定プローブを移動させる場合に、突起物など干渉の危険がある場

合は、自動的に回避できるようにする。

・測定パスは、測定プローブの移動量が最短になるように測定順序が設定できるようにする。このとき、

スタイラスの変更も考慮して設定できるようにする。

機能要求 21-c 測定面の大きさから測定点数、測定位置を決定する機能

(必須機能)

・平面／曲面／円筒面などの測定対象において、面の大きさから適正な測定点数が決定できるよう

にする。

・エッジ付近の測定箇所は、測定面の大きさから適切なマージンが設定できるようにする。

機能要求 21-d ワーク座標系を生成する機能

(必須機能)

・ 3DA モデルの座標系のデータムの優先順位の設定に従って、ワーク座標系設定のための測定手順

が設定できるようにする。

・３DA モデルにデータムターゲットの指定があった場合は、データムターゲットの指定を考慮した測定

フィーチャの設定ができるようにする。


手順-22. 接触式三次元測定機で座標系を作成する

部品を接触式三次元測定機に配置して固定し、座標系設定を行う。

22.1 部品を接触式三次元測定機に配置する

21.1項で検討した治具を使用して、部品及び治具を接触式三次元測定機に固定する。

22.2 座標系を作成する

21.4項で作成した測定パスにワーク座標系の設定が入っていない場合は、手動で３DAモデルに定義さ

れた座標系を作成する。

ワーク座標系の設定は、データムの優先順位やデータムターゲットの情報をもとに作成する。


手順-23. 部品を接触式三次元測定機で測定する

部品を接触式三次元測定機で測定する。

23.1 部品を接触式三次元測定機で測定する。

21.5項で出力した測定プログラムを接触式三次元測定機に読み込み、測定を開始する。測定パスにワ

ーク座標系の設定が入っている場合は、座標系設定を含めて自動で測定が行われる。

図 23.1 接触式三次元測定機による測定


手順-24. 測定結果を出力する

部品を接触式三次元測定機で測定した結果を出力する。

24.1 接触式三次元測定機で測定した結果を出力する。

接触式三次元測定機で測定した結果を、３DAモデルで読み込めるフォーマットで出力する。（→機能要

求 24-a）

公差名は、３ＤAモデルで識別できるように、21.1項で発番又は入力した名前と紐付けできていることが

求められる。

G 3 1 X 0 . 0 0 0 Y 0 . 0 0 0 Z 0 . 0 0 0

G 1 1 X 1 5 . 3 7 8 Y 1 0 0 . 0 0 0 Z -7 . 8 3 9

G 1 1 X 1 3 0 . 0 0 0 Y 2 1 . 4 8 7 Z -1 0 . 3 2 1

・

・

G10 X 3.031 Y 0.000 Z 0.000

G11 X 15.378 Y100.000 Z -7.839

G12 X130.000 Y 21.387 Z -10.321

・

・

公差名設計値＋公差－公差測定値誤差判定

G10 3.000 0.05 -0.05 3.031 0.031 OK

G11 7.800 0.03 -0.03 7.839 0.039 NG

G12 21.500 0.15 -0.15 21.387 -0.113 OK

・・・

図 24.1 測定結果の出力

機能要求 24-a ３ＤAモデルで読み込み可能なフォーマットによる測定結果の出力機能

(必須機能)

・ 3DAモデルで読み込みが可能なフォーマットで測定結果が出力できるようにする。

※３DAモデル側でどのようなフォーマットであれば測定結果が読み込めるのがを検討する必要あり


手順-31. その他の測定機器で測定する

ノギス・マイクロメータ・ハイトゲージなど非接触三次元測定機、接触式三次元測定機以外の測定機器

を用いて残りの箇所の測定を行う。

31.1 測定機器で測定を行う

残った測定箇所に適した測定機器を用いて測定を行う。

測定機器：ノギス、マイクロメータ、ハイトゲージ（＋ダイヤルゲージ）、デジタルリニアゲージ、工場顕微

鏡、投影機など。

31.2 各種ゲージを用いて測定を行う。

残った測定箇所に適した測定用のゲージを用いて測定（判定）を行う。

各種ゲージを用いた測定では、測定値を数値として求めるのではなく、ゲージと比較してOK/NGを判定

する。穴の測定では、サイズの違ったピンゲージを穴に順次挿入し、入るピンゲージの最大径を「通り」、

入らないゲージの最小径を「止まり」とし、「通り○．○○mm、止まり×．××」と記述する。

寸法ではなく、形状そのものを比較する姿ゲージもある。

31.3 外観検査を行う。

目視にて外観上の問題がないか検査を行う（ヒケ、部品のソリ、表面の汚れ、傷など）。

31.4 測定結果を記入する

測定結果を一覧表に記入・入力する。


手順-41. 測定結果をまとめる

部品の測定結果をフィードバックできるようにまとめる。

41.1 部品の測定結果を出力する

非接触三次元測定機、接触式三次元測定機、その他の測定機器にて測定評価された結果を、レポー

ト・ビューア形式・一覧表などのアウトプットに出力する。

・測定結果をまとめたレポートを作成する。(→機能要求 41-a)

・測定結果をビューア形式に変換して出力する。(→機能要求 41-b)

・測定結果の中で寸法・幾何公差の照合結果を一覧表形式で出力する。(→機能要求 41-c)

41.2 部品の測定結果をまとめる

非接触三次元測定機、接触式三次元測定機、その他の測定機器にて測定評価された結果を、CAD／

ビューワに取り込んでまとめる。外観検査の結果は、注記を用いてコメントする。

・測定結果を CAD／ビューワデータにフィードバックして、CAD／ビューワにて結果を閲覧できるように

する。（→機能要求 41－d）


機能要求 41-a 測定結果をまとめたレポートを作成する

(必須機能)

・測定結果からレポートを作成できる機能を持つ。

・レポートの内容：非接触測定カラーマップコンター図(指定したビュー、指定ない場合は 3 面図＋斜

視図ビュー)、指定した方向でのカラーマップ、寸法・幾何公差照合結果と判定

・レポートの内容：接触測定寸法・幾何公差の照合結果と判定

・レポートの形式は、Word形式・Excel形式・PDF形式・HTML形式などとする。

機能要求 41-b 測定結果をビューア形式に変換して出力する

(必須機能)

・測定結果をビューワで読み込める形式に変換して出力する機能である。

・非接触測定の結果は、CADモデルとの照合結果のコンター図は STL形式で出力できる事。寸法・幾

何公差の照合結果は、CAD モデルの PMI 情報の箇所に結果を付加するような形式で出力できる

事。

・接触式三次元測定の結果は、CADモデルの PMI情報の箇所に結果を付加するような形式で出力で

きる事。

機能要求 41-c 測定結果の中で寸法・幾何公差の照合結果を一覧表形式で出力する

(必須機能)

・測定結果の中で寸法・幾何公差の照合結果を一覧表形式で出力する。

・ CSV形式などのテキスト形式で出力して、Excelで読み込んで表示できる事。

・アウトプットされたデータには、識別のための通し No.、寸法・幾何公差種別、寸法値(寸法の場合)、

公差値、測定結果、OK/NGが含まれる事。


機能要求 41-d 3DAモデルへの測定データ読込み機能

(必須機能)

・ 3DA モデルデータに、各種測定機の測定結果を読み込み、CAD／ビューワで閲覧できるようにす

る。

・非接触三次元測定の結果は、測定ソフトウェアから STL 形式でアウトプットしたものを読み込んで表

示できる事とする。

・接触式三次元測定の結果は、CSV 形式などのテキスト形式でアウトプットしたものを読み込めること。

読み込んだデータは、識別のために付けられた連番により、対応する寸法・幾何公差の属性情報と

して読み込まれ、表示できる事。また、公差域との比較を行い、結果を色別で OK/NG を表示できる

事。

・その他の測定機やゲージを用いた測定結果、目視検査の結果は、CAD／ビューワの注記機能にて

手動で記入できる事。


手順-42. 測定結果を設計者にフィードバックする

部品の測定結果を設計者にフィードバックして、金型修正、設計変更、（特採による）図面変更などの必

要な措置を取る。

42.1 部品の測定結果を設計者にフィードバックする

形状評価ソフトウェアにて測定評価された結果を、レポート・ビューア形式・一覧表などのアウトプットを

通じて、設計者にフィードバックする。

アウトプットのデータは、メール送信、共有フォルダ経由などで、設計者に送る。

42.2 部品の測定結果を確認する

出力された測定レポート、ビューア形式のデータ、寸法・幾何公差の照合結果などを元に、部品の出来

栄えについて確認する。必要に応じて、金型修正の指示、設計変更、図面変更などのアクションを行う。


＜Appendix＞

本ガイドラインに従って測定する場合、測定機や測定ソフトウェアにより、いくつかの項目で課題が発生し

て測定・評価ができない場合が想定される。冒頭の概要でも述べたが、こうした個々のケースに対応するノ

ウハウや個別の説明については、標準化してガイドラインに掲載できるまでには至らなかった。しかし、実際

の測定・評価を考えた際には何らかの対応が必要と思われる。以下、そういった内容について、対応の考え

方を述べる。参考になれば幸いである。

1)非接触測定で基準面が測れない・データが取れない

接触式では測定の基準となるデータム面が測定できない事はないが、非接触測定の場合、さまざまな理

由で「測れない」場合がある。「測れない」理由としては、下記の理由が考えられる。

a)測定の死角となり、点群データが得られない、または面を作るのに十分な点群データが得られない

(図 A．1)

b)データム面、またはデータムターゲットの面積が狭く、面を作るのに十分な点群データが得られない

(図 A．2)

（面は作成できるが、面の精度が悪く、その面を基準面にして位置決めすると、全体の測定精度に悪い

影響を与える可能性がある）

最近の測定機器は性能が上がり、時間をかけて丁寧に測定を行えば、たいていの場合は十分な点群デー

タが得られるようになってきているが、上記のようなケースもまったくない、とは言い切れない。

このような場合は、設計者と相談してデータム面の代替として使える面を決め、その面を代替のデータム

面として測定を行う事がある。

図 A．1 データム面が死角で測れない場合図 A．2 データム面が狭い場合

2)カラーマップによる評価

JEITA の３DA モデルガイドラインの普通幾何公差では、座標系データム面からの距離で、各面の（幾何公

差指示を省略した場合の）公差域が決まる。各面毎に公差域が異なる事が多く、カラーマップで合否を判定

できるようにカラーバーを設定する事は、一般には難しい。測定ソフトウェアが JEITAのガイドラインに準拠し

ていただければ解決すると思われるが、それには時間がかかると思われる。

光学式非接触三次元測定機精度評価法標準化コンソーシアムのメンバーの方にも相談し、現状では、普

通幾何公差の各クラスの公差域の大きさに合わせてカラーバーを設定した、複数のカラーマップを作成して

評価するのが良いのではないかと考えている。例えば、公差等級ＧGTG 2では、6mm以下：0.2mm、6mmを

越え 30mm 以下：0.4mm、30mm を越え 120mm 以下：0.6mm となっているので、閾値に±0.1mm、±0.2mm、

±0.3mm を設定して３つのカラーマップを作成する。公差内はグリーンに設定する場合が多いので、対象と


なる面が全てグリーン(図A．3)になっていれば合格である。対象となる面がどれかは、面を表示・非表示させ

る機能を使うと良いのではないか、と考える。

図 A．3 カラーマップの例

3)一般抜きこう配の取り扱い

「3DA モデル金型工程連携ガイドラインプラスチック部品編」では、金型要件盛込みランク PM3 におい

ては、抜きこう配が 3DA モデルに反映されていなくても、全ての形状の抜きこう配の反映方法は決定してお

り、後工程に漏れなく正確に指示が伝達される必要がある。

しかし、現在一般的に行われている「抜きこう配は 1°のこと」といった図面注記による指示では、形状毎

に異なる抜きこう配の基準位置を伝達できない。そのため同じ PM3の指示を元に作成した PM5の 3DAモデ

ルであっても、解釈が異なれば複数の異なる結果形状が存在してしまう事となる。また、3DA モデルの各形

状に対して注釈を用いて抜きこう配の基準位置とこう配角度を指示する方法もあるが、全ての形状に対して

指示を行うのは大変な手間がかかり、3DAモデルの表示状態も複雑になるため現実的ではない。

そこで、上記を解決する方法として製品の特徴ある形状毎に一律に適用できる抜きこう勾を「一般抜きこう

配」として取り扱い、その基準位置、こう配角度を、図面の注記や「一般抜きこう配基準表」としてまとめて指

示することを推奨し、ガイドラインを新たに策定した。本測定ガイドラインでは、その考え方に基づき金型で製

作された樹脂部品には、ガイドラインに則った抜きこう配が形作られていると解釈して、評価を行う。

「一般抜きこう配」で一義的に解釈できない形状や、特別にこの基準を外れる指示が必要な場合は、その

形状部に直接注釈を付加するか、3DA モデルに直接抜きこう配を反映させる必要がある。詳細は、「3DA モ

デル金型工程連携ガイドラインプラスチック部品編」を参照されたい。

4)新しい幾何公差

本専門委員会では、幾何公差を中心とした形状定義を行うことにより、3DA モデルを評価・解釈する人によ

らず正確な形状定義を行えると考えている。その場合、全ての形状に幾何公差を記述することは、設計の効

率化の観点で改善が望まれると考え、普通幾何公差を定義し、部品や製品としてそれに従って問題ない場

合は、幾何公差の記述を省略できる事とした。本測定ガイドラインでは、その考え方に従って、3DAモデルの

形状定義を評価・解釈し、測定データとの比較を行う。普通幾何公差については、「JEITA 規格 ET-5102

3DAモデル規格 - データム系, 新しい幾何公差, 簡略形状の表示方法について -」を参照されたい。


EOF


連絡先：一般社団法人電子情報技術産業協会

三次元 CAD情報標準化専門委員会

〒100-0004 東京都千代田区大手町一丁目 1番 3 号

大手センタービル

問合せ先： [email protected]

○C JEITA:2016 － Copyright － all reserved

一般社団法人電子情報技術産業協会が発行している規格類は、工業所有権

(特許、実用新案など)に関する抵触の有無に関係なく制定されています。

一般社団法人電子情報技術産業協会は、この 3DAモデルを利用した測定ガ

イドラインの内容に関する工業所有権に対して、一切の責任を負いませ

ん。

3da モデルを利用した測定ガイドライン · 6 jeita 3da...

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