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図面レス・ペーパーレスによる自動車用プレス金型製作支援システムの取り組み事例 (第3回)


株式会社オギハラ 生産本部 技術統括部門 設計部 SOLID係 増田 明様に 「図面レス・ペーパーレスによる自動車用プレス金型製作支援システムの取り組み」と 題して事例をご紹介していただきます。前回はソリッド設計を進めるためのプロジェクト 「S-30 Project」、その一翼である「E-Project」について、 今回は「S-30 Project」のもう一つの要素「S-Project」についてご紹介いただきます。 本稿は2003年9月に開催しました、セミナーでのご講演内容です。

   増田 明 氏 プロフィール

1982年に株式会社オギハラに入社。設計実務、検図などの業務を経て、1998年のSOLID係り立上げと同時に現職となる。 また、2003年よりソリッドデータを中心とした図面レス・ペーパレスによる金型製作支援のための開発業務を兼任し、オギハラにおけるSOLID設計化を担当。
     

S-30 Project

 

前回お話ししました通り、ソリッド設計を推進するために、 当社では「S-30 Project」を発足いたしました。「S-30」というのはソリッド設計を30%にするという意味で、 次の2つのサブプロジェクトで構成しています。

  • E-Project
    画面レス・ペーパーレスによる自動車用プレス金型製作支援システムの研究開発プロジェクト。 経済産業省の「デジタル・マイスター・プロジェクト」に採択されました。(前回ご紹介内容です)
  • S-Project
    仮想型構造解析支援システム開発プロジェクト。関東経済局の「規産業創造技術開発補助金」に採択されました。
今回は後者の「S-Project」についてご紹介いたします。
   

S-Project

 

S-Projectは、仮想型構造解析支援システムです。

要するに、すべてのデータをソリッド化し、構造解析によって問題のあるところをチェックし、 後工程であまり手を加えなくてもいいようにしましょうということです。

S-Projectには4つのサブテーマがあります。それぞれについて紹介します。

   

サブテーマ1:機能別型構造のユニット化

 
  金型には無くてはならない部品がたくさんあります。例えば、ガイドブッシュとかU溝などです。 それらをあらかじめソリッドで作成しユニット化しておけば、設計のとき大幅な時間短縮になります。

今回は設計上非常に時間のかかるカム構造等に注目しました。当社の場合、固定した部品や似たような型の設計がたくさん存在しますので、 それらをパラメトリックデータ化しました。専門チームでデータベース作りに2年間取り組みました。 通常時間のかかるカム構造でも6割はこのデータベースを利用できると考えています。

データベースがあれば、似たようなモデルを呼び出して角度や幅だけを変更して金型を作成することができ、 時間やコストを大幅に削減できます。また、幅があるサイズ以上になるとスプリングの数を増やさなくてはいけないとか、 カムの角度が何度までは雛形A、それ以上は雛形Bを使用するべきなどの ノウハウもデータベース化しました。このようなものに完成というのはないと思うのですが、 2、3年経てばなかなかいいものができているんじゃないかと思います。各会社によって使う部品が違うこともありますが、 そういった場合にも対応できるようになっています。
     

サブテーマ2:金型構造強度解析

 
  測定機で最終製品形状を測定し、それをオリジナルのCADデータと比べることにより、 どこでひずみが起きたのかがわかります。そのひずみが塑性上で発生したものか、 型構造に依存するものかを判断したいと考えました。

これは大変難しく、到底一年程度で到達できる内容ではありません。 しかし、型強度のところはかなり検証できました。 今まで直さなくていいところを感覚で直していることが非常に多かったのです。 そこで、今回は危険そうな部分を事前に総解析し、もし解析上何も問題がなかった場合は思い切って直しませんでした。 それで、現状何も問題は起きていません。つまり今までは直さなくてもいいところまで直しすぎていたということです。 これをやっていく中で、少しずつ強度に関する解析の基準ができていけばいいかなと思っています。
     

サブテーマ3:プレス搬送装置の動的解析システム

 
  搬送装置の干渉回避は重要なテーマです。実際に設置してから干渉が発見されると、 修正に多くのコストがかかるのはご存知のとおりです。

そこで、搬送装置の動的解析システムをCADCEUSベースで開発しました。 CADの中に搬送装置や周辺機器を作りこみ、動くものは実際に動かしてみる。そして、干渉したところは目視で気がつくのではなく、 リストで出力されるなど、システム側から情報が提供される形にしました。特徴としては、 どこで断面を切ってもそのまま動いて検証できるということ、そして CADCEUSベースで開発したことで、他のバーチャルファクトリ解析ソフトに比べて非常に安価にシステムを構築できました
     

サブテーマ4:カッターバス解析システム

 
  設計者が設計に専念するが故に難しい型を作ってしまい、 カッターで削る段になって自社では切削できない形だとわかることがあります。こういった失敗を減らすために、 事前に自社の工作機械で製作できるかチェックできたらいいのではないかと考えました。

このシステムは、 形状に加工属性をつけてシミュレーションを行うと、 自社で削れない箇所を赤く色分け表示してくれます。このシステムはまだ完璧ではありませんので、 本来は削れるのに、そばに壁などがあると「削れない」と判断し赤くカラーリングされることがあります。 なので、逆に言うと赤くなった部分は完璧に削れないのではなく、もう一度見直す必要があるという意味で活用しています。 今後はこの判断を完璧にして、赤くカラーリングされてしまった部分は設計者のミスであるというくらいに仕上げるつもりです。
     

おわりに

  このように、弊社では「S-30 Project」を核にSOLID設計を支援するツール及び仕組みを確立し、 SOLID設計を推進しております。今後も、設計者のノウハウやソリッドデータ情報をIT化しSOLID設計をより円滑に進めていきます。

UELさんにはIT化、CADCEUSの有効活用にご協力を頂き、設計業務を行って行きたいと思います。
     
     
  「図面レス・ペーパーレスによる自動車用プレス金型製作支援システムの取り組み事例」はこれで終了です。
   

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