3DCAD利用のモノづくり

三次元計測モノづくり

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 モノづくり    

モノづくりと生産技術

日本のモノづくりは、職人の手による高度な製造の場合の表現にモノづくりの言葉をが用いられています。その言葉は生産や製造を意味することばとしても使われています。熟練した職人の技術よって物を作り出す、日本の伝統技術の延長上に現在のモノづくりがあるといわれています。これからのモノづくりは製品開発全体の企画、開発、設計、生産技術、調達、製造、販売のトータル的考える必要があります。的確に顧客のニーズを捕らえ、商品を具体化するために、独創的な技術開発の展開をしていくことが求められています。現在は企画開発から製造まで I T ツールが導入され各種シミュレーション技術が進化しモノづくりにデジタル化が進んでいます。商品により職人の技をデジタル化する必要があります。、そのツールとしてリバースエンジニアリング技術があります。職人が作成したモデルや製品をマスターにして、三次元計測において形状を三次元CAD化しすることで、企画から生産技術までのイノベーションプロセスに、職人の高度な製造技術を取り入れることができます。

 

CAD利用のモノづくり

技工業標準化法に基づくJIS企画によるCADについての記載では、「製品の形状、その他の属性データからなるモデルを、コンピュータの内部に作成し解析・処理することによって進める設計」となっています。紙図を描いて手によって行われていた設計作業をコンピュータによって支援し、効率を高めるという目的からきたCAD設計はコンピュータ支援設計とも言われています。コンピュータを利用することでコピー機能で同一形状や類似図面の設計が容易になる。図面データには、寸法、面積などの数値データもつため、計算の手間が省けます。

 

コンピュータ技術の発展は、モノづくりの環境に変化をもたらしています。アナログからデジタル化の変化の中で、製造現場の I T 化を生み出した

コンピュータ支援によるCAD設計環境で一度デジタル化されたデータは、試作から金型設計、完成品の製品解析、不具合の検証、データベース化などのあらゆる工程に利用できます。

 

コンピュータ技術の進歩により設計のCAD化が進み、製品データのコンピュータ計算への再利用のニーズ高まっています。CAD/CAMの普及により複雑な形状加工も実現しています。製品形状の性能解析、製品の構造解析などのニーズを満たすツールとして、リバースエンジニリングのCADデータを利用して、コンピュータシミュレーション、数値解析、CAEの理論的な考察などに使用されています。

 

CAM利用のモノづくり

コンピュータ支援製造のCAM (computer aided manufacturing)は、コンピュータによって支援設計のCAD( computer aided design)で作成された

形状データから、切削加工用の数値制御プログラム、NCプログラムを作成するシステムです。CADの形状データを元に、加工素材を効率切削するためのに加工経路をCAMシステムの演算処理で計算させて、加工パスデータを作成します。加工方式はX方向、Y方向で加工する2次元加工。XY方向にZ方向が段階的にダウンする2.5次元加工。 XYZが同軸移動する3次元加工。 XYZ方向と回転等が加わる5軸加工があります。

 

使用するCAMソフトウェアやNC装置、工作機械により加工方法が変わります。インペラ形状のように微妙に捻りがあるような複雑な形状の加工は5軸機械が使われています。切削加工はNCソフトウェアとオペレータの高度な技術によるノウハウのかたまりです。 

 

三次元計測によるモノづくり

三次元計測によるモノづくりは、新製品開発期間の短縮に利用されています。モデルなどの現物をデータ化することで、意匠設計で使用したデー

タを構想設計、機構設計、詳細設計に利用できます。さらに様々なシミュミレーション、解析、評価、試作、製作まで一貫した設計手法を行なうこと

が出来ます。従来の二次元図面のモノづくより効率良く工数削減が可能になります。自動車、航空宇宙産業から始った、三次元CADデータを用

いた、一気通貫生産システムは、各産業に普及しています。職人的な技能や経験と、デジタル技術の融合が可能になります。

 

光学式三次元計測

左右2個の高度なCCDイメージセンサーとその中間にあるプロジェクションユニットから構成されている非接触式光学式三次元デジタイザです。

プロジェックションユニットからフリンジパターンの縞模様の異なる光を計測対象物に投影。プロジェクタランプと移動スライドからの異なる光の

パターン投影を、両眼の2個のカメラが連続撮影します。撮影されたイメージをソフトウェアが読み込み、手順に従って解くアルゴリズムにより対

象物の三次元座標点を計算します。精度を出すため撮影エリヤを狭くして分割計測します。計測物にリファレンスポイントを貼り計測。そのリファ

レンスポイントをコンピュータでユニークな存在として認識、3つ以上の共通するリファレンスポイントを手掛かりに各座標点を合成し正確な3次元

データを生成します。高精度な3次元データを幅広くカバーできます。