人とシステム

季刊誌
NTTデータエンジニアリングシステムズが発行する
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No.57 | システム紹介
Space-E Version 4.9 新機能のご紹介
PLM事業本部 開発統括部
CAD/CAMパッケージ開発部
グループマネージャ 鯵坂 昌広
チームリーダ 小澤 宏明
グループマネージャ 田中 誠

はじめに

Space-Eは新バージョンであるVersion 4.9を発行いたします。以下に、Space-E/Modeler、Space-E/Mold、Space-E/CAMの新機能および改善機能をご紹介いたします。

Space-E/Modeler Version 4.9

Space-E/Modelerでは、モデリング性能の向上、ダイフェース設計の最適化、およびキャビ・コア設計支援をメインテーマとして、新機能の開発と既存機能の改善を行いました。

■複合面のソリッド化機能(縫合)

複合面の連結を自動認識し、共有している境界で複合面を縫合する機能を追加しました。

縫合するとき、境界の隙間に応じた最適(最小)の“トレラント”が自動設定されます。この設定で、シートボディの中で縫合されていない境界(オープンエッジ)に対して、最小のトレランスで縫合します。

処理速度は、縫合されていない境界の数によって決まるため、試行錯誤を伴うソリッド化の作業効率を飛躍的に向上できます。

■複合面のソリッド化機能(縫合補正)

上記の縫合機能で縫合したソリッドモデルの中から、指定した許容誤差よりも大きなトレランスが設定された境界を検出して、そこにつながっている面どうしが正確に一致するように修正します。

隙間が許容誤差よりも大きい境界(や頂点)に限定して修正するので、ヒーリングの計算時間を短縮し、ヒーリングによる形状変形のリスクを最低限に抑えます。

■アンダーカットの検査機能

アンダーカットの検査機能

金型の初期検討段階で、アンダーカット部分を簡単で確実に発見するための検索機能を追加しました。抜き方向に対する面の勾配角度を単純に評価するだけでなく、周囲の形状の影になる部分を確実に検出できます。

■フィレットの編集(削除・R変更)機能

フィレットRを2mmから4mmへ変更
フィレットRを2mmから4mmへ変更

指示したフィレット面に、滑らかにつながっているフィレットのネットワークを自動検索して、それらを一括して削除できるようになりました。

また、自動検索したフィレットのネットワークを一旦削除して、指定した半径でフィレットを再定義することもできます。

■形状のフィーチャ移動機能

リブをY軸方向に20mm移動
リブをY軸方向に20mm移動

ノンパラメトリックモデルに対して、柔軟な形状変更ができるようになりました。

Space-Eで設計した製品モデル、他CADから取り込んだ金型形状や製品形状などに含まれるフィーチャー(ボス・リブ・穴など)を指定して、ドラッギングや数値入力をすることで、簡単に平行移動や回転移動ができます。
これら局所的過ぎない局所変形機能は、ソリッドモデリングの作業効率を大幅に改善できます。

■DXF・DWG の読み込み

Autodesk 社の信頼できるツールの採用で安定したファイルの読み込みができるようになりました。
ファイル書式の解釈の違いに起因する変換トラブルを根本的に解決できます。

Version 4.9では、DXF 2004/2007/2010、DWGを新たに対応しました。

■フィレットの埋込み機能

フィレット面をソリッドへ自動埋込み
フィレット面をソリッドへ自動埋込み

独立したサーフェイスモデルとして作成されたフィレット面を、簡単にソリッドモデルに埋め込むことができるようになりました。

従来は、フィレット面の端部を延長したり、キャッピング面を追加した後でソリッドに穴をあけてステッチし直す必要がありましたが、Version 4.9では、これら一連の作業を自動化しました。

フィレット面の端部がボディ面に達していない場合、自動でフィレット面の端部を延長してトリムし、ボディ面に埋め込みます。

■複合面のオフセット機能

自己干渉部を自動で除去
自己干渉部を自動で除去

折れた稜線をオフセットしたときに発生する、オフセット面どうしの自己干渉や隙間に対して、自動的なトリムやフィレット面の挿入ができるよになりました。これにより、境界が正確に一致した複合面モデルを作成できます。

不完全な面や微細な面が複雑に集まっていると、完全にトリム処理が行われない場合があります。その場合でも、該当面とトリム境界(周囲のオフセット面との交線)が同じグループに登録されるので、これを利用すると手作業でも簡単にトリムできます。

■レ・フィット機能(オプション:Space-E/Global Deformation Plus)

高速グラデーション表示
高速グラデーション表示

変形前後の変位量に応じて、変形面の表面を5段階のグラデーションで表示できるようになりました。

変位量を指定して、その値よりも大きく変位した部分だけを検索して表示することもできます。

測定データのように、変形前後のSTLの位相(拘束点の数や3角形の形)が異なっている場合でも、変位ベクトルを内部で自動計算して変形できるようになりました。

■肉厚分布の検査機能

表面を半透明にして薄肉部を表示
表面を半透明にして薄肉部を表示

外側から眺めただけでは検出できない、モデル内部の薄肉部を確認できるようになりました。

肉厚がある表面を半透明で表示して、内部を透かして表示します。

■キャビ・コア分割機能

キャビとコアへ自動分割と再分類
キャビとコアへ自動分割と再分類

金型の抜き方向(固定側・可動側)から面の全体が見えているかどうかで、それぞれをキャビとコアに分割する機能を追加しました。

面(の一部)が影に隠れて見えない場合は、スライドを構成する面として分類します。また、分類には判断不可面があります。

この分類は、両方から面が見つかる場合(隙間があいている面、欠落している面)や面が見えない場合(勾配が付いていない面)に使います。判断不可面の分類にしておくと、オペレータの指示に従って後で再分類できます。

■おも型の簡易分割機能

おも型をソリッド化レスで作成
おも型をソリッド化レスで作成

縫合が不完全なサーフェイスモデルでもソリッド化レスで、簡単におも型形状を作成できるようになりました。

パーティングや成形品を構成する面を、あらかじめソリッド化しておく必要はありません。面の重なりや隙間が空いていても、そのままの状態を維持して分割します。

Space-E/Mold Version 4.5

Space-E/Mold(以下、Mold)では、お客様ごとに異なる設計手法に柔軟に対応するためのユニット部品機能ライブラリの拡張、スライドの成立性・冷却の最適化の検討機能を追加しました。

■ユニット部品ライブラリの改良

<測定フィーチャ>

ユニットを構成している準標準部品(以下、ユーザ部品)の測定情報(長さ、角度、重量、面積、距離)をフィーチャ管理できるようになりました。
これにより、部品の測定結果に応じたユニットを構築できます。

<ユニット活動化>

スライドコアの重量に応じ、アンギュラピンの数が調整可能
スライドコアの重量に応じ、アンギュラピンの数が調整可能

ユニットを構成するユーザ部品に対して、ユニット内で定義された変数の値に応じて部品の活動化を制御できるようになりました。
これにより、ユニット内での部品の差し替え、追加・削除を定義できます。

■穴ユニットの演算機能

プレートの入れ子に対して、配置した穴部品により自動的にブーリアンされる
プレートの入れ子に対して、
配置した穴部品により自動的にブーリアンされる

穴部品を含むユニットの配置時に、配置先となるプレート・入れ子に対して穴形状のブーリアン(差)を自動的に行うように改良しました。

金型設計者は、より実物に近い3D形状を確認しながら、設計・検討を進めることができます。部品の変更にもブーリアンの結果は連動します。

■ナレッジ(計算式・if-else構文)と設計テーブルによる柔軟な寸法定義

ユニット部品の主要寸法は、お客様の設計標準から引用した「設計テーブル」で定義し、それに付随する細部の寸法は、ナレッジ(計算式やif-else構文)を使い主要寸法との関係付けを定義できるようになりました。
ナレッジを使うことで、設計テーブルで定義する寸法を軽減することができます。

■ユニット部品どうしのパラメータの関連付け

ユニット部品どうしのパラメータの関連付け
ユニット部品どうしのパラメータの関連付け

ユニット部品を仮配置して、設計を進める中で他部品との寸法の参照関係を確定していくという、ボトムアップの設計アプローチがあります。この設計手法を可能にするため、既に配置されているユニット部品の寸法との関連付けを手動で行うことができるようになりました。

寸法を関連付けた後は、どちらかの寸法や位置を編集すると、それと関連する寸法が連動します。

■外部ナレッジテーブルとの連携

パラメータ名称とその値が定義された外部ナレッジテーブル(Excel形式の外部ファイル)を登録することによって、すべてのユーザ部品やユニット部品から、その値が外部参照できるようになりました。

例えば、成形機情報、プレートの構造やその寸法を外部参照しておくと、テーブルの値変更に連動して金型が更新できます。一例として、お客様で運用されている金型標準仕様書から外部ナレッジテーブルを抽出して関連付けておけば、金型設計の標準化にも役立ちます。

■幾何拘束の拡充

ユーザ部品を構成する形状フィーチャやユニット部品を構成する単独部品どうしの位置関係(距離、角度、一致)を拘束するために、種々の幾何拘束をサポートしていますが、Version 4.5では、新たに「軸ー軸距離」と「球体と点の距離」を追加しました。

■ユーザ部品の寸法テーブルコンバータ

一般公開されている寸法表(Excel・左図)、 寸法テーブルコンバータで自動変換した XML 形式の寸法テーブル(Mold・右図)
一般公開されている寸法表(Excel・左図)、寸法テーブルコンバータで自動変換したXML 形式の寸法テーブル(Mold・右図)
(上図をクリックすると拡大図が表示されます)

ユーザ部品は、その寸法を規定するために寸法テーブルを登録する必要があります。この寸法テーブルは金型設計者にとっては馴染みの薄いXML形式で定義されているため、登録作業が煩雑で、ミスが発生しやすいという問題がありました。

Ver4.5では、標準部品メーカが、カタログ本やインターネットで公開しているような簡略化された表形式で寸法を定義すると、寸法テーブルコンバータがXML形式に自動変換する機能を追加しました。

■スライド成立性の検討機能

干渉状態を検出し、アンダーカット部からスライドが抜けきれるかの確認
干渉状態を検出し、アンダーカット部からスライドが抜けきれるかの確認

構想設計段階における金型の成立性を検証するために、製品とアンダーカット部の入れ駒との衝突を検出できる機能を追加しました。
入れ駒がアンダーカット部から抜けきるまでの干渉を検出することができます。

■冷却の最適化機能

冷却穴の配置(左図)、最適位置に移動(右図)
冷却穴の配置(左図)、最適位置に移動(右図)
移動した冷却穴(青:移動前、赤:移動後)
移動した冷却穴(青:移動前、赤:移動後)

鋳造金型における冷却穴の検討機能を追加しました。

配置した複数の冷却穴が指定した範囲内で最も深く掘り込める位置を検索して穴を移動します。成形品に対して、金型の表面からのクリアランスを維持した最適な冷却位置を検討することができます。

■穴表の出力機能の改善

穴記号による3Dモデルと穴表の関連付け
穴記号による3Dモデルと穴表の関連付け

穴表(CSV形式)を出力するとき、穴座標によって並べ替える機能を追加しました。

穴表の最後に、穴径に応じた“穴記号”(A1,A2・・,B1,B2・・)を追記できます。3Dモデルは、穴の加工原点に文字要素として“穴記号”を作成するため3D モデルと穴表を関連付けることができます。

Space-E/CAM Version 4.9

Space-E/CAMでは、2軸加工や多軸加工分野に対し、加工データ作成の自動化・省力化を目的とした新しい加工機能の開発と既存機能の改善を行いました。

■形状認識によるフィーチャ加工機能

形状認識によるフィーチャ加工機能

形状を認識して加工工程を作成するフィーチャ加工機能を追加しました。

2軸加工をターゲットとし、3Dモデルから、穴、ポケットなどの加工部位を自動検出します。検出した加工部位は、加工フィーチャデータベースと照合され、加工方法、工具、切削条件を決定した加工工程が作成されます。

これにより、これまで3Dモデルから穴の加工位置やポケット加工の領域をマニュアルで抽出していた手間が省け、NCデータ作成の工数削減につながります。

■形状指示による部分仕上げ加工機能

高精度な加工品質を必要とする部位に、加工者の意図した経路を作成するという目的から、仕上げたい部位を指示するだけで、回避移動が少なくなり効率の良い経路を作成できる機能を追加しました。

これにより、部位ごとに加工領域を作成する必要がなくなり、部分仕上げの加工データを作成する時間を短縮できます。次に追加した加工機能をご紹介します。

<底面仕上げ機能>

底面仕上げ機能

干渉を考慮した底面を仕上げる経路を簡単に作成する機能です。
製品の穴部分を無視するので面倒な穴埋め作業がなくなり、短時間で経路を作成できます。

<側面仕上げ機能>

側面仕上げ機能

側面の高品位な仕上がりを実現する機能です。
エッジ部のダレ防止、径補正など側面仕上げに関わる多様な経路を作成できます。

<隅部仕上げ機能>

隅部仕上げ機能

隅部を指示し、部分的に仕上げる機能です。
前工具を指定することで、未加工部にのみ経路作成が行えるため、ムダの無い経路を作成できます。

<底面削り残し機能>

底面削り残し機能

底面を指示し、部分的に底面を仕上げる機能です。
前工具を指定することで未加工部にのみ底面仕上げの経路を作成できます。

■等高線荒取りの最終輪郭への複数切削に対応

等高線荒取りの最終輪郭への複数切削に対応

等高線荒取りの最終輪郭を複数回で加工できるモードを追加しました。
これにより、最終の工具負荷を調整し、荒取り時にも仕上がり精度を意識した経路を作成できます。

■等高線荒取りの加工方向「混在」に対応

等高線荒取りの加工方向「混在」に対応

等高線荒取りの加工モードに「ダウンカット」「アップカットに加え、「混在」を追加しました。

「混在」のモードでは、切削断面を最短で連結できるため、回避移動の少ない経路を作成できます。

■等高線仕上げ未仕上がり部の品質改善

等高線仕上げ未仕上がり部の品質改善

これまで、等高線仕上げの未仕上がり部で、投影精度とモデル精度の関係から、立ち壁を倣う経路が作成されることがありました。
Version 4.9では、未仕上がり部の経路の動きを判断し、立ち壁に触れない経路を作成するように改善しました。

これにより、立ち壁部に加工跡が残るなど仕上がり品質に影響していた問題を解決できます。

■5軸面沿い加工機能

5軸面沿い加工機能

加工面と加工方向を設定することで、5軸の面沿い経路が作成できるようになりました。

5軸特有のアプローチ、干渉チェック、回避、軸制御などもサポートするので、仕上がり精度の良い加工経路が作成できます。

■5軸加工経路の編集に対応

5軸機能で作成した経路データに対し、3軸の経路と同様に、補助機能による編集や経路エディタを使った編集ができるようになりました。

<補助機能(回転コピー)による編集例>

補助機能(回転コピー)による編集例

5軸加工機能で作成した経路を回転コピーすることで、モデル全体の経路が作成できます。
1つの経路をコピーするので、加工部位の品質が統一でき全体的な加工品質も向上します。

<経路エディタ(トリム)による編集例>

経路エディタ(トリム)による編集例

5軸加工経路を囲んでトリムすることや、編集区間を指定して簡単にトリムすることができます。

トリムされた部分は、経路作成時と同じ工具軸方向のエアカットや回避移動する経路に編集できます。

<経路エディタ(工具軸変更)による編集例>

経路エディタ(工具軸変更)による編集例

編集の対象区間を指定し、切削方向に対する角度やマウスによる直間的な操作で、工具軸方向を決定して工具の傾きを編集することができます。
例えば、ホルダ干渉が発生している経路の工具軸を傾けて干渉を回避することが簡単にできます。

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