測定精度: 知っておくべきこと

これは古い課題です。あなたは製造業者であり、その顧客は、製造契約を結んだ部品が指定された公差内に保持されることを保証する必要があります。 では、部品が仕様の範囲内であることを確認するための最良の方法は何でしょうか? 問題は、部品をどのように測定するか (CMM タッチ プローブかレーザー スキャナか) だけでなく、測定品質をどのように評価するかということでもあります。 部品を測定する最も正確な方法を見つけるには、特定の測定システムに固有の不確実性を理解する必要があります。

幸いなことに、測定の不確かさのレベルを成文化するのに役立つ標準を開発する国内および国際組織が存在します。 たとえば、ニューヨークの米国機械学会 (ASME) やスイスのジュネーブにある国際標準化機構 (ISO) は、さまざまな計測方法の精度レベルを伝達するための規格を提供しています。 これらは重要なリソースですが、後で説明するように、これらだけでは、特定のタスクにどの方法が最適であるかを判断することはできません。

では、メーカーは何をすればよいのでしょうか？

初心者の場合は、まず基本的な用語を理解していることを確認してください。 たとえば、マサチューセッツ州アソールにある LS スターレット社の精密ハンドツールの製品マネージャー、ティム・クッチ氏は、精度と解像度を混同しないよう警告しました。

「産業用計測器において、精度とは計測器の測定許容誤差のことです。 これは、機器を通常の動作条件で使用したときに生じる誤差の制限を定義します。 分解能とは、測定器がどれだけ正確に読み取れるように設定されているか、つまり、10分の1、100分の1、1000分の1などの精度を指します。」

区別が重要です。 フェンスの支柱の測定や切断には金物店の物差しを信頼しますが、精密な航空宇宙部品や医療部品のチェックには信頼できません。たとえ物差しのハッシュマークの間隔が 1 μm だったとしても、それは当てはまります。 その解像度は正確さを実際には反映していません。

印刷公差とは、顧客の設計図または仕様によって定義された、部品上で許容される寸法偏差の量を指します。 Cucchi 氏は、印刷公差は、それを満たすためにどのような計測法を使用するかには関係なく、部品の要件のみに関係すると指摘しました。 部品の精度をチェックする信頼できる方法を見つけるのはメーカーの責任です。

「測定の専門家は、測定には常に誤差があることを認識しています」と、イリノイ州オーロラにあるミツトヨ アメリカ コーポレーションの CMM 製品スペシャリストであるジーン・ハンツ氏は述べています。 「したがって、『十分に良好な』測定品質が何を意味するのかを定義することが重要です。」

ハンツ氏によると、これはエンジニアたちが時間の経過とともにさまざまな方法で表現してきた定義だという。 問題は、測定値が信頼できるためにはどの程度の精度が必要かということです。

「1950 年に米国軍事規格 MIL-STD-120 ゲージ検査が発表されました。この規格では、部品を測定する際、測定機器の精度許容差は、検査対象の部品の許容差の 10 パーセントを超えてはいけないと規定されています。」ハンツは言った。 したがって、部品の印刷公差がたとえば 1 センチメートルである場合、測定システムはその 10 分の 1、つまり 1 ミリメートルまでの精度が必要です。 「このルールは、10:1 ルール、またはゲージメーカー ルールと呼ばれることがよくあります」と彼は付け加えました。

では、その部品の測定に使用されるシステムが、必要な印刷公差の 10 分の 1 (この場合は 1 mm) まで正確であることをどのように確認するのでしょうか? 同じ基準に従って、さらに細かい 0.2 mm まで校正します。MIL-STD-120 では、測定機器自体の校正に使用される測定標準の精度は、測定機器の許容誤差の 20 パーセントを超えてはいけないと規定されています。 Hancz によれば、校正済み、つまり 5:1 です。

「これらのルールは両方とも、長年にわたって、しばしば TAR (テスト精度比) と呼ばれるものに変化し、過去の 10:1 または 5:1 の要件は、現在では通常、4:1 の要件、つまり 25% の要件として記載されています。」許容範囲。

「測定の不確かさの評価は、1990 年代後半に商用校正の現場に押し寄せました」とハンツ氏は続けました。 「認定範囲と校正証明書の両方において、ますます多くの校正機関が不確かさを計算し文書化するようになったことで、TAR 計算を使用する慣行が試験不確かさ比 TUR に置き換えられ始めました。」