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組立における品質保証:測定、校正、およびトレーサビリティ

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品質保証において測定と校正が重要な理由 

今日の産業環境では、妥協のない品質基準が求められています。効果的な品質保証により、欠陥を年間 30% 以上削減することができます。 しかし、それは単に電動工具の性能をチェックすることだけではありません。測定と校正は、継続的な改善を推進し、国際規格のコンプライアンスを保証するものです。 

Desoutter では、測定と分析は、信頼性、安全性、および製造物責任にとって不可欠であると考えています。 この記事では、これらの手順がなぜ重要なのか、そしてそれらがボルト締結用組立工具の品質保証にどのように役立つのかを解説します。

測定 機器の校正とは何でしょうか?

校正とは 測定値の決定および文書化 測定器または制御ユニットの読み取り値と、上位の参照装置によって示される値との差を決定し、文書化すること

です。 これは、2つの値が比較されることを意味し、そのうちの1つは既知かつ固定されています。 

測定器の校正では、定義された条件下で入力と出力の相関関係が決定され、文書化されます。入力は、トルクや角度など、測定対象となる物理的パラメータです。 出力は、多くの場合、測定器からの電気信号ですが、表示値である場合もあります。

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調整は校正とどのように密接に関連しているのでしょうか? 

調整とは、 測定器を、実際の測定値と要求される測定値との差が可能な限り小さく、かつ機器の仕様範囲内に収まるように設定するプロセスです。 調整には、測定器への物理的な変更が伴います。 

調整は、多くの場合、校正と密接に関連しています。 これら 2 つのプロセスの目的は、偏差を検出して記録することです。 校正プロセス中に、測定装置の読み取り値またはコントローラーの出力が許容誤差範囲外であることが判明した場合、測定値がこれらの範囲内に収まるまで機器を調整する必要があります。 しかし、校正だけでは不十分な場合があります。トルクのばらつきが許容範囲外である場合は、機器のメンテナンスが必要です。適切に整備および調整されたツールのみが、適切な生産結果を保証します。

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組立工具における「測定」とは?

測定とは、ある量を公認された基準と比較することで、その値を決定するために行われる一連の操作のことです。 測定は、現象や性能について定量的な推定値を得ることを目的としており、それには固有の測定不確かさが伴います。
測定結果は決して正確なものではありません。それは常に、与えられた条件下での最善の近似値を表すものです。

組立工具において、測定とは、その出力を既知の基準と比較することで、ツールが要求される性能 — 適切なトルク、角度、または締め付け挙動など — を発揮しているかどうかを判断するプロセスを指します。
これにより、ツールが締め付け作業をどの程度正確かつ確実に実行しているかを反映した定量的な結果が得られますが、そこには常にある程度の測定不確かさが伴います。

産業用組立において、測定は、ツールが仕様範囲内で機能すること、締め付けプロセスが制御され再現性があること、そして最終的な接合部の品質が定義された基準を満たしていることを保証します。
したがって、測定は計測学の重要な基盤であり、ボルト接合組立における品質保証の重要な要素です。

産業の文脈において、「標準」とは何を意味するのでしょうか?

デソウターでは、「標準」とは校正プロセスで使用される測定器のことを指します。

標準とは、特定の量の定義です。つまり、ドイツ連邦物理技術研究所(PTB)が管理する原子時計のような、一種の基準です。

トルク、力、または温度などの物理的量は、標準です。ほとんどの国は独自の国家標準を維持しており、これらは国際的なレベルで比較されます。製造工程で使用される標準は、作業用標準と呼ばれます。

検証のステップはいつ行われるのですか?

検証とは、測定器を基準単位と照合し、製造元が提供する仕様に準拠していることを確認するプロセスです。 測定器や生産設備の校正間隔は、以下の要因などによって異なります:

  • 測定または生産される量
  • 許容誤差
  • 測定器および装置の状態
  • 過去の校正結果の安定性
  • 要求される精度
  • 品質保証要件
  • 周囲環境条件

その結果、校正間隔は、用途の要件やユーザーの要件に応じて、ケースバイケースで定義し、監視する必要があります。 この責任は通常、企業の品質管理責任者が負います。

新しい機器の場合、校正間隔は当初は短めに設定され、その後、長期的な安定性に基づいて調整されることがよくあります。ほとんどの場合、年1回の校正で十分ですが、安全上重要な用途では、6ヶ月、あるいは3ヶ月ごとの校正が必要になる場合があります

なぜ認証が重要なステップとなるのでしょうか?

認証とは、独立した認定認証機関による、規範や規格に関連するプロセスおよび手順の確認のことです。発行される認証は、適用される規格へのコンプライアンスを証明するものです。認証には有効期限が設定されることが多く、コンプライアンスを確保するために独立した検証が行われます。

規制上の義務についてさらに詳しく知りたいですか?最新の特集記事をご覧ください:

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精度が価値の重要な柱となる理由とは?

精度とは、測定器や機械が真の値に近い値を出力する能力を指します。精度に関連して、機械能力指数であるCmおよびCmkがよく言及されます。 詳細については、以下の特集記事をご覧ください: 機械能力指数:精度評価の指針

これらの指数は、電動工具の品質と適合性を評価する方法として、自動車産業で確立されました。

測定不確かさは、測定器の選定にどのように影響するのでしょうか?

測定不確かさは、使用条件下における測定器の精度を定量化するものです。 これは固定値ではなく、測定器ごとに個別に決定する必要があります。測定器が要求される品質プロセスに適しているかどうかを判断するために使用されます。測定器を最適に選択することで コストを削減できます。なぜなら、過度な精度は不要であり、高コストになる可能性があるからです。 接合部の分類(管理計画における組立作業の重要度)は、このプロセスにおいて役立ちます。

残留トルクチェックはなぜ重要なのでしょうか?

残留トルクチェックとは、締め付け後の接合部に残るトルクを測定する プロセスです。この手順により、接合部が適切なトルクレベルを維持していることが保証され、潜在的な緩みを特定するのに役立ちます。これは安全性に敏感な用途において極めて重要な手順です。接合部の緩みを早期に検出することで、故障を防止し、トルク仕様のコンプライアンスを保証します。残留トルク検査は、新しい組立工程において適切な締め付けを確認するため、あるいは適正トルクまたは過トルク条件下での緩みを検証するために実施できます。

締め付け後に、以下のような様々なツールを使用して測定することができます:

  • レンチ
  • 高度な制御が必要な場合は、Q Shield - C デジタルトルクレンチを使用することで、この作業を効率的に行うことができます。

残留トルクが指定された許容範囲を満たさない場合、工具の校正チェックや接合部の検査から、再締め付けおよび再チェックに至るまで、いくつかの是正措置を講じることができます。

Q-Shield C デジタルトルクレンチをご覧ください

組立作業における公差とは何ですか?

公差とは、上限と下限の差、すなわち目標値からの許容偏差のことです。測定値が定義された公差範囲内に収まっている限り、目標値からの偏差は許容されます。   

設定値からの平均偏差を監視することに加え、すべての測定値が定義された許容範囲内に収まっていることを確認することが不可欠です。結果のばらつきを制御することも同様に重要であり、これによりプロセスの安定性と一貫した製品品質が保証されます。

トレーサビリティは、国家標準への適合にどのように役立つのでしょうか? 

トレーサビリティとは、測定器が示す値を、1つ以上の段階を経て国家標準と比較するプロセスを指します。この概念は、製造におけるトレーサビリティの核心をなしています。各段階において、測定器は、より上位の測定標準を用いて校正された測定標準(基準)と比較されます。 測定の不確かさは、階層構造における最上位の標準から離れるほど大きくなります。各標準器または測定器は、より上位の参照器を用いて校正されるべきです。一般的なルールとして、校正に用いる標準器(参照器)は、校正対象の装置よりも少なくとも5倍高い精度を有している必要があり、これにより製造における信頼性の高いトレーサビリティが確保されます。

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品質保証 - ベスト プラクティス

締め付けにおける品質保証を確保するには、以下の手順が必要です: 

高品質な機器を選ぶ際に考慮すべき重要な要素は何ですか? 

  • トルク仕様一覧 / 品質制御仕様 
  • 接合部の分類(制御計画における組立作業の重要度) 
  • ツールテスト、共同試験、および標準校正装置のプロセス 
  • データの収集、維持、およびアクセシビリティを確保する

品質は、貴社の工場を代表する「沈黙の大使」です!