预切割材料、家具、铸造木模等木材制品尺寸测量的高效化

木材用作建筑材料、家具、铸造木模，有众多优点。木质材料所拥有的美感、易加工性、资源丰富性等，简直数不胜数。
但是，木材不是只有优点。它的缺点有耐火性差、强度因纤维方向而异、会因收缩和翘曲而出现变形，还有非常突出的缺点是“质量参差不齐”。
为了发挥木质材料的优点并减少缺点、维持稳定质量，必须通过合适的尺寸测量进行检查。
下面将说明木材和木材制品变形的原理等基础知识、尺寸测量必要性以及应注意的测量要点。此外，还介绍因测量器具不同而造成的效率差异，以及实现测量效率提升的各种案例。

什么是木材制品
木材制品翘曲和弯曲的原因
什么是预切割材料
木材制品尺寸测量的必要性
木材制品的尺寸测量
木材制品尺寸测量的难题和解决方法
预切割材料、家具、铸造木模等木材制品尺寸测量的高效化

什么是木材制品

木材是指切断原木作为原材料或木料的材料使用的木头。类似的词语还有木料，但木料是将原木制作成一定长度和大小等，作为建筑和产品的用料。
用木材制作的木材制品，除了风格自然、手感好等感官方面的优点以外，还具有保持一定温湿度、易加工、设计自由度高、隔热性强等特点，而这些特点是铁、塑料等所不具有的。其中，能保持一定湿度的“调湿作用”是指在湿度过高时吸收湿气、在逐渐干燥时释放湿气的作用，是木材所具有的一大特点。
除此之外，还具有可进行再利用，以及可通过在砍伐后植树来建立资源循环等特点，是一种对环境友好的资源。用拥有如此多优点的木材制作的产品，除为人熟知的房屋柱梁和家具之外，还有铸造木模等。

木材制品翘曲和弯曲的原因

木材拥有诸多优点，另一方面，它也有容易发生翘曲、弯曲等变形的缺点。木材发生翘曲、弯曲等的原因多种多样，不过主要原因之一，是木材内部含水率的变化。
木材总是在呼吸。随着木材呼吸，木材内部反复排出和吸收水分，使得木材内部的含水率发生变化。一般来说，木材含水率高时会伸长，含水率低时会收缩。心材（中心部分）和边材（周边部分）的含水率变化不同，伸缩有差异。此外，木纹走向也会使伸缩产生差别。这些伸缩差别将导致木材出现翘曲和弯曲。
当含水率为20%至30%时，木材容易出现翘曲和弯曲，为减少这种情况，人们采取了充分干燥或在表面进行涂装等措施。此外，以复合板等加工材料为首，还开发了不易出现翘曲和弯曲的木材，如集成材、CLT等工程木*等。

工程木：: 工程木是为了克服木材固有的缺点而开发的木材。当前，通过木材的二次加工来弥补翘曲、弯曲、强度参差不齐等缺点的技术正在不断发展，较具代表性的工程木有集成材、CLT等。

什么是预切割材料

预切割材料是指在工厂内经过机械加工的木材制品。在过去，木匠等熟练技能工人通过手工作业进行木结构房屋柱梁的继手（将木材延长接合）、仕口（将木材垂直或斜向接合）、接合五金件安装等加工，如今将这些工作机械化，从而实现部件加工精度提升、质量稳定化、建筑现场作业减少、工期缩短等，而预切割材料作为提升木制构件附加价值、使流通和销售合理化、促进木结构房屋的需求等推动手段而被采用。
而且，近年来随着利用计算机的CAD/CAM全自动设备的引进，通过将输入CAD的木结构房屋平面图和立体图等加工数据传送给CAM并使其自动切削，可生产出加工精度高的柱梁、羽板材、护墙板等。此外，对木材制品质量管理、标准化、结构设计、施工等房屋建筑工序进行综合管理也越来越成为可能。

木结构框架施工法：: 这是将梁组合到柱子上建造的施工法。目前日本大多采用该施工法，也称为“框架施工法”。

木材制品尺寸测量的必要性

木材所具有的保湿性和高自由度的加工性也会引起尺寸误差。因此，木材制品必须实施严格的尺寸检查。

预切割材料

预切割材料通过计算机控制的加工机对不易变形的集成材等工程木进行制材，高精度地完成尺寸和形状。不过，可能会因为CAD数据输入错误或加工机故障而发生加工不良。例如房屋的构件，如果用尺寸存在误差的木材制品施工建造，就无法按设计建造出房屋。此外，当仕口的形状和尺寸精度较低时，会需要在现场重新修改。这些问题都会导致客户严重不满。

建筑构件、家具

即使是经过各种加工的木材，由于其性质，也可能会因为湿气和干燥等发生变形。除了在房屋建筑中使用的构件外，家具中的构件也有可能变形，造成在施工或组装时继手、仕口、接合五金件不匹配等问题，必须在组装现场进行再加工。

铸造木模

铸造木模可采用实型铸造，可进行单件或少量制作，加工自由度高，因此可以以低成本轻松制造复杂的形状。但是，如果保管状态差，发生了变形，或者维护不充分而引起磨损，完成的铸件都会成为不良品。铸造时，模具是决定铸件尺寸精度的极为重要的部件。因此，使用前必须测量尺寸。

木材制品的尺寸测量

与金属、树脂等机械加工品相比，木材制品不会要求具有高尺寸精度。但是，由于其容易变形等特性，在干燥、加工、制材等工序中，必须通过逐次测量进行检查。

木材制品的尺寸测量要点

在木材制品中，确认翘曲、变形、磨损是尺寸测量的要点。下面将说明预切割材料、家具、铸造木模的尺寸测量。

预切割材料的翘曲、变形以及仕口的尺寸

在工厂按照构件形状加工的预切割材料，其制作材料是不易因湿度而变形的木材，不过即使如此也可能会发生翘曲和变形。木材在制材后也可能变形，特别是长尺寸的木材，发生变形的可能性更高。因此，必须在加工前和加工后都测量预切割材料的尺寸。而且，仕口形状和尺寸、接合五金件的螺栓孔尺寸和间距对施工精度影响巨大，必须进行确认。

木制家具的翘曲、变形、暗榫的位置

木制家具构件的翘曲和变形会造成组装时发生应变。此外，由于对耐久性、门开闭、密封性也有很大影响，除构成家具的各构件外，组装后的外围尺寸也是重要的测量要点。暗榫位置和暗榫孔间距的测量也必不可少。

铸造木模的形状

多数情况下，铸造木模利用CAD数据，经过自动加工制造而成。但是，制造后因湿度而发生的变形、因使用而出现的磨损等尺寸变化直接影响到成品铸件的尺寸精度。因此，与CAD数据的尺寸比较也是重要的测量要点。

木材制品尺寸测量的难题和解决方法

在建筑和家具的构件制造中，除各构件以外，建造和组装后的直角度和平行度等测量也非常重要。而且，铸造木模大多形状复杂，需要进行三坐标测量。
进行这些测量时采用游标卡尺、卷尺等工具。但是，长尺寸构件需要多人测量，测量和调整耗费大量工时，因此存在影响交货期的难题。而且游标卡尺、卷尺等手动工具无法直接测量三维形状，需要用关节臂式三坐标测量仪进行测量，但是要求测量人员具备测量和测量仪操作相关的高水平知识和技术。还必须与CAD数据进行比对，也需要从测量数据生成CAD数据的输出功能等。为了解决这些问题，越来越多的人开始采用新款三坐标测量仪。

采用888集团电子游戏官方网站大范围三坐标测量仪“WM系列”，能通过无线探头，以高精度测量长达数米的长尺寸柱梁。在测量范围内，可自由接近产品的深处部位，单人也只需探头接触的简单操作即可测量。而且与游标卡尺、卷尺等测量器具相比，测量结果无偏差，可进行定量测量。它还具有将测量数据和CAD数据进行比对、从测量数据生成CAD数据的功能。

预切割材料的翘曲和变形测量以及仕口的尺寸测量

大型预切割材料的尺寸和接合五金件的位置及间距需要多人使用量尺或卷尺进行测量。另外，翘曲和变形由标线仪测量，而仕口的尺寸和平面度由量尺或角度器测量。
但是测量位置较多，工作需要花费很长时间，而且测量值会随着作业人员的测量器具接触角度和强度而变化。此外，由于不易准确掌握检查时的状态和检查位置，测量数据管理和检测结果报告书的发行十分困难。

采用“WM系列”，只需将探头接触待测量位置即可测量。不仅是预切割材料的外围尺寸，接合五金件的位置和间距、仕口的尺寸和平面度也只需探头接触就能完成测量。而且翘曲、变形等三维形状也可以直接测量。
除此之外，还能自动制作带照片的检测结果报告书，测量位置一目了然。不仅有助于和客户建立信赖关系，还能以数字形式保存测量结果，从而提升公司内部数据管理的效率。

木制家具的尺寸、翘曲、变形测量

木制家具构件的尺寸、角度、翘曲和变形以及暗榫的位置都会影响组装精度。因此，除制造期间外，组装后也必须进行尺寸检测。
木制家具构件的尺寸和角度以及暗榫位置使用量尺和卷尺来测量。不过，需要多人协同工作，效率较低。而且，翘曲和变形难以数值化。

采用“WM系列”，只需将探头接触待测量位置，单人也能测量木制家具构件的尺寸、角度、翘曲和变形。除测量后的尺寸之外，还可将翘曲和变形作为平面度进行数值化，并能将虚拟线的距离可视化。暗榫的位置和间距、从门的中心点到端面的距离等虚拟距离，以及三坐标尺寸也可以轻松测量。

铸造木模形状的CAD比较

铸造木模会制作得大一些，增加了熔融金属凝固收缩的部分。该部分大小据说一般在9/1000至12/1000左右，铸造木模的尺寸对完成的铸件精度有巨大影响。因此，铸造木模各部位的尺寸测量必不可少。但是，使用游标卡尺、卷尺等手动工具时，测量值会随着接触位置而变化，所以作业人员不同会令测量值不可避免地发生偏差。而且还难以测量虚拟距离和三坐标尺寸。关节臂式三坐标测量仪的可动范围狭窄，测量位置受限，需要人员具备熟练操作，因此能测量的作业人员十分有限。

采用“WM系列”，只需将探头接触测量点，单人也能以高精度测量大范围区域。搭载可存储测量步骤、测量相同位置的功能，因此不会产生人为的测量数据偏差。
不仅是基本外径尺寸，呈现自由曲线的复杂形状也只需探头接触就能完成测量。可测量三维位置坐标。此外，还可以快速确认公差值相对于设计值的判定。已测量的要素可与CAD数据比对，也可导出为STEP/IGES文件。如此便可制作精密的铸造木模，同时，没有图纸的产品也能根据实物测量结果，制作3D CAD数据。