システム性能に関するガイドラインの理解

2021年4月26日 | Dirk Steiner

3D測定機器の黄金律となっているのが、DIN EN ISO 10360製品幾何特性仕様（GPS）です。これは、異なる機器の比較を容易にし、システムが仕様の範囲内にあるかどうかの明確な基準を設けるために策定されています。

3D測定機器のゴールドスタンダードは、DIN EN ISO 10360製品幾何特性仕様（GPS）です。これは、異なる機器の比較を容易にし、システムが仕様内にある状態とそうでない状態を明確に把握できるように設計されています。VDI/VDEの傘下には、CTに適用できる2つの規格シリーズがあります。

-VDI/VDE 2617 三次元測定機の精度
-VDI/VDE 2630 寸法測定におけるコンピュータ断層撮影（CT）

これらのクロスオーバー規格は、CTセンサを搭載した三次元測定機へのDIN EN ISO 10360の適用に関するガイドラインを提供しています。VDI/VDE 2630 Part 1.3には、3つのガイドラインが規定されています。

1.基礎：特性（プロービング誤差、長さ測定誤差、寸法誤差、形状誤差）の定義と限界値
2.受入検査：CTシステムが特性の限界値を満たしていることを確認する方法
3.モニタリング：特性に対する長期的な適合性

本規格では、「適切な材質」で作られた球体または球面キャップの使用を推奨しています。高品質なルビー球は市販されており熱安定性も高いため、一般的な材質としてルビーが使用されます。球体単体により、プロービング誤差の形状およびサイズを測定できます。結果はメーカーの限界値と比較され、適合性レポートを作成することができます。

プロセスがアプリケーションに適しているかどうかを判断するための一般的な方法として、公差と不確かさの比較があります。業界で使用されている一般的な規格の一覧を以下に示します。

-VDI/VDE 2630 寸法測定におけるコンピュータ断層撮影、Part 2.1
-ドイツ：VDA 5
-米国：測定システム解析（MSA、ガイド：ASTM E2782）
-ゲージの繰り返し性と再現性（GR&R、標準実務：ASTM E177）
-企業固有の規格（主にMSAに基づく：例：GM EMS、Ford EU 1880）

図1：ルビー球標準器

VDI/VDE 2630のPart 2.1は、産業用CTシステムのユーザー向けに開発されました。Part 1.3は、CTシステムが指定された特性を満たしているかどうかの判断基準と時期について、買い手と売り手の間で合意できるように作成されています。規定された最大許容誤差（MPE）は、特定のアプリケーションとは関係ありません。そこでPart 2.1が活用されます。これは2つの目的を果たします。

1.特定の箇所の測定の不確かさを決定する
2.その箇所の必要な公差に対してプロセスが適切であるかどうかをユーザーが判断するのを支援する

これはGUM（測定の不確かさの表現ガイド）に基づいており、トレーサブルです。決定すべき核となるのは、拡張測定の不確かさに関するこの数式です。

図2：測定の不確かさの計算式

U：拡張測定の不確かさ
k：包含係数（95%の場合は2）
ucal：校正測定の不確かさ
up：プロセスの標準不確かさ
uw：ワークピースの不確かさ
b：系統偏差

方程式を解くには、複数の測定を実行する必要があります。規格では、より高精度な方法で校正されたサンプルを1つ用意することが推奨されており、通常は高精度なCMMを備えた認定ラボで実施されます。認定ラボが測定の不確かさ（ucal）を提供します。

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