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 ｶｽﾞﾄｼ）

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会社紹介

寸法検査 ﾚｰｻﾞｰ測定機

３Ｄデータ

ﾛﾎﾞｯﾄ加工 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 ﾚｰｻﾞｰ測定機

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

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※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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