鋳物製造プロセスにおける ATOSの活用事例 ~形状検査からリバースエンジニアリングへの挑戦~ 2015.07.17 株式会社 木村鋳造所 P1/22
鋳物製造プロセスにおける ATOSの活用事例
~形状検査からリバースエンジニアリングへの挑戦~
2015.07.17
株式会社 木村鋳造所
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発表内容
会社紹介
FMC(フルモールドキャスティング)法とは
工程説明
製造製品紹介
ATOS導入後の取り組み
活用事例紹介
リバースエンジニアリング紹介
まとめ
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総人員 308名 (鋳造・模型・加工・先端プロセス)
総人員 203名 (鋳造・模型・加工)
総人員 326名 (鋳造・模型・加工)
会社紹介 2015年04月現在
本社工場
御前崎工場
総生産量能力:約8万t/年 社員総数 837名
群馬工場
IT(鉄の戦略)と長年革新してきた IT(情報技術)を融合することにより、 無限大の可能性にチャレンジしていく
韮山反射炉
キャノン砲
【本社所在地】 〒411-0905 静岡県駿東郡清水町長沢1157
【資本金】 85,000千円
【代表者】 木村 寿利(キムラ カズトシ)
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会社紹介
寸法検査 レーザー測定機
3Dデータ
ロボット加工 シミュレーション
金型
工作機械
エネルギー
MAGMA シミュレーション
鋳造不可部 先行確認
発泡模型 CAD/CAM
発泡模型 組立指示書
鋳造方案指示
寸法測定 レーザー測定機
形状測定 ATOS
機械加工
RP工法 3次元積層造型
~ITを幅広く活用~
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FMC法とは
FMC法 木型法
バリがない
発泡スチロール模型 (ソリッドの活用)
バリが出る
木型を管理
鋳物形状の 模型でよい
抜き勾配必要
抜け勾配不要 図面のまま製作
データを管理
データ化が困難
データ化が容易
データをシミュレーション等に活用
木型で空間を作る
*発泡スチロールを砂に込める *木型を使い型の砂に空間を作る
砂 空間
溶湯
空間
中子
~木型法との違い~
溶湯
発泡スチロール
ガス層 砂
溶湯 溶湯
複数の木型 中子が必要
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説明動画
製造工程 受注模型
鋳造
検査 塗装
プランニング CAD/CAM
シミュレーション
NC加工 パーツ
組立 検査
塗型 砂込 溶解・注湯 冷却 解枠 ショット
仕上げ
寸法測定
検査
非破壊
検査 焼鈍
下塗り
塗装
加工 上塗り
塗装 出荷検査 発送
加工塗装
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鋳造製品紹介
プレス金型用鋳物 単品・量産 工作機械用鋳物 ダイキャスト金型用鋳物
美術鋳物
5000Kg 長さ5m 5000Kg
モニュメント 地球儀
長さ8000㎜
長さ5m 8000Kg
高さ2400㎜ 18000Kg
モニュメント
長物鋳物製品 大物鋳物製品 産業機械鋳物
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ATOS導入の推移 2008年
7月 ATOSⅡe 1台 御前崎工場に導入
12月 ATOSⅡe 2台 御前崎、群馬工場に導入
2012年
10月 ATOS Compact Scan5M 1台 本社工場に導入
2013年
6月 ATOS Compact Scan5M 1台 群馬工場に導入
7月 ATOSⅡ TripleScan 1台 本社工場に導入
2015年
2月 ATOS Core300 1台 本社工場に導入
9月 ATOS Core300 1台 本社工場に導入予定※
本社工場 3台(+1台※ ) 御前崎工場 2台 群馬工場 2台
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ATOS導入後の取り組み
模型
鋳物
カラーマップで評価
自動測定(点測定)
自動測定結果
~点測定から面測定~
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ATOS導入後の取り組み ~肉厚測定~
厚み値評価 厚み断面評価
断面評価
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ATOS導入後の取り組み
模型 鋳物
模型と鋳物を比較
~変位測定~
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活用事例
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~回転テーブルの活用~
回転テーブルを使用した測定の自動化を実施
・回転テーブルにより測定を開始すると自動的に測定がされる
・作業者は測定開始後に、測定物の準備や位置合せ作業に取りかかれる
ATOS測定製品数 10%増加
約2000×2000mmまで
活用事例
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~女性測定者~
キャリブレーション
測定物の段取
ATOS測定
測定結果位置合せ
測定結果評価
・発泡模型の重量は軽い
・ソフトの操作が簡単 女性作業者により全ての発泡模型を測定
男性が測定結果を元に
寸法精度の確認をして
合否判定を行う。
測定物段取 測定準備
活用事例
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~ATOS Coreによる小物製品の測定~
製品サイズ
140×140×100
砂型3Dプリンター 鋳造方案・鋳型設計 砂型造形 鋳物製品
3次元砂積層造型で鋳型を造型し、エンジン部品等複雑形状の試作鋳物を製造
ATOS Coreを使用して複雑な形状をした鋳物の寸法精度を確認
リバースエンジニアリング紹介
■リバースエンジニアリングとは? 現物をATOS測定してコンピュータに取り込み、3DCADデータを作成したり、 形状や構造性能等の解析に用いることをリバースエンジニアリング技術といいます。
現物模型 3DCADデータ
高さ2000mm
■どんな事ができるの? ・現物と同じものが欲しい ・保管コストのかかる木型からフルモールド鋳造法に変えたい ・製品と図面を照合したい ・経年劣化の摩耗がどの程度あるのか知りたい ・職人の手作業をCADデータに織り込みたい ・美術品や文化財を3Dデータで保存したい
~リバースエンジニアリングについて~
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鋳物受注
発泡模型製作
リバースエンジニアリング紹介
■リバースエンジニアリングを活用した鋳物製造プロセス
ATOS測定 STL化 3DCAD作成
鋳造 測定・評価
点郡 三角パッチ CADサーフェス
*ATOSの点群精度や撮影具合により3DCAD作成に影響が出る
~リバースエンジニアリングの鋳造プロセス~
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図面化
機械加工
リバースエンジニアリング紹介
■ATOSの選定 リバースエンジニアリングは、元となる撮影対象物を精度良く、複雑な形状部分も取りこぼしは できるだけ少なく撮影することが重要となります。 また、対象物が屋外に設置されていてATOS機器を運搬する必要もあります。
CompactScan
Core
~ATOS撮影~
屋外設置
複雑形状
長所
複雑な形状部分が高精度で撮影
運搬性が高い
短所
一回の撮影範囲が狭い
(300×230mm)
長所
一回の撮影範囲が広い
(1200×900mm) 運搬性が高い
短所
複雑な形状部分の撮影が弱い
*撮影対象物によりCompact ScanとCoreを使い分けや組合せて撮影
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リバースエンジニアリング紹介
■STL化 ・ATOSデータを1つに合成します ・不要物・構造の除去 ・撮影不可部の穴埋め ・メッシュのスムージング・間引き ・STLファイル変換
CAE用最適化メッシュ 間引き後メッシュ 元メッシュ
撮影不備等の穴 穴埋め後
掘り文字 除去後
不要物除去
穴埋め
間引き
~STL化~
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リバースエンジニアリング紹介
■3DCAD化 専用のソフトウェア(Geomagic Design)にSTLを読み込みCADデータを作成します。 現物とCADデータに、どの程度の差があるのかを照合します。
STL 3DCADデータ
図面化
現物と3DCADの照合
*3DCAD化することで図面作成、CAM、設計変更などが容易に行えます。
~3DCAD化~
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リバースエンジニアリング紹介
現物部品 CADデータ
~事例紹介~
■設計図面や木型図が無い部品
φ330
CADサーフェス化 ATOS測定データ 図面から作成した CADデータに位置合わせ
■設計図面(3DCAD)に実際の中子形状を反映
300mm
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リバースエンジニアリング紹介
日本最古の蒸気エンジン 図面作成
~事例紹介~
■蒸気エンジンの図面化
3DCADデータによる 耐震応力解析
デザイン品(粘土) STL化 高さ250mm
記念オブジェクト 全高 1800mm FC250 2400kg
■記念オブジェクトのデザイン品を鋳物化
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まとめ
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~ ご清聴有難うございました ~
回転テーブルの導入で作業手法が大きく変わった。
GomScanソフトとInspectにより職場の女性化が進んだ。
低価格になり対象部品に合わせたATOSを導入ができた。
測定速度と測定精度の向上により、リバースエンジニアリングという新たなサービスを可能とした。
課題
より明るい場所での撮影。
測定できない部分の補助撮影機能(レーザとの共存)
TripleScanの小型化、軽量化
0.01mm台を保障できる測定
Text
Pic
ture
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ture
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ture
optional
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ご案内
WEBサイトへ http://www.marubeni-sys.com/3dscanner/
丸紅情報システムズ株式会社 製造ソリューション事業本部 計測製造ソリューション部 東京 03-4243-4141 大阪 06-6395-5528 名古屋 052-209-2414
※お電話でのお問い合わせも承っております。
丸紅情報システムズでは、 GOM社3D測定・検査システムの導入、運用支援を行っております。
選定から導入、活用方法については、お気軽に弊社までご相談ください。
また、弊社WEBサイトでは、製品情報はもちろん、セミナー・展示会等のイベント情報及び、3D検査ソフトウェアの無料ダウンロードも可能になっておりますので、是非ご覧ください。
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