自動車

自動車業界は重大な課題に直面しており、それが業界に大変動をもたらそうとしています。

自動車業界のような競争の激しい環境では、どのメーカーも新モデルを市場に出し続けなければならないというプレッシャーに絶えずさらされています。かつてないほどのイノベーションサイクルの速さに加え、設計要件がますます複雑化しています。したがって焦点とすべきは、可能な限り高い品質を維持しつつ、プログラミングおよび加工時間を短縮することにあります。その範囲はシャーシ、トランスミッション、エンジン部品から、フロントデザイン部の大型の樹脂金型や外装部のプレス金型に及びます。最適な CAD/CAM システムを選ぶことこそが成功のための決定的な要因となります。

しかしながら解決すべき課題は、既存車種のリニューアルや新モデルの開発に関するものだけではありません。自動車業界は、軽量化設計、自動運転の新技術、内燃エンジンからハイブリッドエンジンへの移行といったトピックにも取り組んでいく必要があります。

業界が抱える課題

  • 柔軟な対応と確かな納期管理: 様々な要求への素早いレスポンスが重要
  • プログラミング時間の短縮: “フィーチャー&マクロ“を活用したポケットや穴に対する NC プログラミングの自動化
  • 加工時間の短縮: 試作段階でのデザインスタディから大小ロット生産まで、さまざまな製品への荒/仕上げ加工をカバーする革新的な HSC (ハイスピード加工) と HPC (ハイパフォーマンス加工)
  • 過酷な素材要件: HSC (ハイスピード加工) と HPC (ハイパフォーマンス加工) による工具と工作機械にやさしい加工
  • 高いプロセス信頼性: 干渉チェックがなされたツールパスと最新のシミュレーション機能

”CAM のための CAD”– hyperCAD®-S の基本コンセプト

hyperCAD®-S は、OPEN MIND の ”CAM のための CAD”ソリューションで自動車業界のニーズにも完璧に対応しています。CAM プログラマーにとっていつも問題となるのは、さまざまな形式のファイルを読み込まなければならず、時にそれらは大容量のデータである場合があり、NC プログラミング工程のための事前準備をしなければならないことです。hyperCAD®-S CAD  ソフトウェアが提供しているインターフェースパッケージを利用すれば、CAM ユーザーは多種多様な CAD フォーマットを簡単・確実・短時間で処理できます。hyperCAD®-S の解析機能と修正機能では、CAM 作業で必要となる穴埋めなどの形状編集を効率的に行えます。さらに フィルター・選択機能を利用すれば、NC プログラマーは、多くの構成要素からなる製品データを処理している場合でも、その部分的な詳細情報から全体像に至るまでを常に把握することができます。

hyperMILL® CAM ソフトウェアで実現する高速・高効率・高精度の加工

プロセス全体にかかる時間を確実に短くするには、できる限り高い面品質を維持しつつも、多種多様なワークを高速・高効率・高精度で加工する必要があります。OPEN MIND の提供する CAM ソリューションであれば、こうした要件をすべて満たす NC プログラムを簡単に作成できます!
hyperMILL® の 5 軸加工手法は、位置決め加工および同時 5 軸加工の両方をサポートしています。これは、より突き出しの短い、より剛性の高い工具を使用できることを意味します。またこれにより使用工具の本数を減らせるので、工作機械の段取り時間が大幅に短縮されます。hyperMILL® MAXX Machining では、加工時間が一層短縮されます。荒加工と仕上げ加工において HPC (ハイパフォーマンス加工) の様々な手法を適用できるため、シャーシ、エンジン、トランスミッションなどのさまざまな関連部品を加工する際に、大幅な時間短縮につながります。5X タンジェント・プレーン加工でテーパーバレル工具を使用すると、仕上げ加工時間を最大 90% 削減できます。

業界特有の製品を加工するための CAM 手法

hyperMILL® MAXX MachininghyperMILL® MAXX Machining

5X ヘリカル穴あけ加工

この加工手法では、円形ポケットに対して工具を傾斜させつつ同時 5 軸でヘリカル切削を行います。効率性に優れながらも工具に負荷をかけず加工が行うことができ、高硬度材の加工にも有効です。

HPC 荒加工

トロコイド状のツールパスにより、高い素材除去率を保ちつつポケットやオープン領域に対して効率的な荒加工を行うことができます。特に Z 方向の切り込み量を大きく、XY 方向の最大切削幅を小さく設定することで、スパイラル動作を伴う工具にやさしい荒加工を行うことができます。

バレル工具による仕上げ加工

この特別な仕上げ加工により、加工時間を最大 90% 短縮できます。テーパーバレル工具を使用すると、切り込みピッチをより大きくとることができ、さらには従来の手法より高品質の仕上がり面を得ることができます。

HFC (高送り加工)HFC (高送り加工)

標準ポケット/ HFC (高送り加工)

hyperMILL® は、HSC (ハイスピード加工) や HFC (高送り加工) 向けの機能を多数、搭載しています。工具形状は自由に定義可能であり、例えば高送りカッターのように複雑なものであっても正確に認識され、ツールパスの干渉チェックや削り残り部の計算時にしっかりと考慮されます。そのほか、円形または長方形を加工領域に自動的に当てはめる「標準ポケット」機能を使用すれば、加工時間を大幅に短縮できます。

削り残り部加工削り残り部加工

削り残り部加工

5X 削り残り部加工では、3D 削り残り部加工のすべてのオプションを利用でき、そこに傾斜軸/回転軸の動作が加わります。さらに「オートマチック・インデックス」機能を有効にすれば、一度の加工設定で製品全体の削り残り部に対してそれぞれの個所に適切な方向からの位置決め加工ができるよう、加工方向と加工領域が自動で決定されます。

専用5軸アプリケーション専用5軸アプリケーション

チューブミリング・パッケージ

エンジンの吸/排気筒やポンプおよびコンプレッサーのパイプ吸/排気管の加工に最適なソリューションである5X チューブミリング・パッケージを利用すると、アンダーカット形状部をシンプルなガイドカーブに従って加工できます。確実な干渉チェック/回避機能により、安全な 5 軸加工が保証されます。

タイヤ金型・パッケージ

専用のタイヤモジュールによって、タイヤ金型を従来よりも低コストで加工できます自動化された専用機能により、例えば”ナイフ・ブレード”や”ストーン・エジェクター”と呼ばれる特徴的な溝部やその他の細部に対する加工も、簡単かつ効率的にプログラミングできます。「タイヤ・クロック」は、同一ピッチ、またはセグメントのプログラミングを大幅に簡素化します。

インペラーとブリスク

この専用パッケージを利用すると、専門知識がなくてもインペラーやブリスクといったターボ部品のプログラミングを行えます。このマルチブレード・パッケージでは、自動化機能が統合されており、入力パラメーターの数が最小限に抑えられています。確実な干渉チェック機能によってプロセス信頼性が非常に高いレベルで保証されます。

多くの要件 – 常に完璧なソリューション

凝ったデザインのリム、ブレーキキャリパー、外装部品用の大きな金型など、いずれの場合もOPEN MIND の革新的な CAM 加工手法を利用すれば、デザインモデルか量産品かも問わず多種多様な自動車関連製品を切削や旋削で加工することができます。
hyperMILL® は、業界特有の要件をすべて満たす完全なパッケージを提供しています。例えば、チューブミリング・パッケージを利用すればエンジンブロックの吸/排気筒を簡単に加工でき、タイヤ金型・パッケージを利用すれば金型の直彫りやマスターモデルを非常に効率よく加工できます。

“フィーチャー&マクロ“が実現するプログラミングの自動化

加工および NC プログラミングに要する時間を“フィーチャー&マクロ“で短縮できます。hyperMILL® のフィーチャー機能は、穴やポケットといった形状要素と、それらの詳細情報を自動的に検出します。そこで取得された情報は、予め登録・保存された加工工程 (マクロ) と組み合わされ、 NC プログラミングの高度な自動化を実現します。このインテリジェントな自動化・標準化ための仕組みにより、プログラミングの手間を大幅に削減でき、同時にヒューマンエラーの発生も抑えられます。

確実なシミュレーション – 信頼できる加工プロセス

hyperMILL® は、加工プロセスの信頼性を最大限まで高めるための多種多様な機能や関連アプリケーションを提供しています。その一つであるhyperMILL® VIRTUAL Machining は NC コードベースのシミュレーションモジュールです。これを利用することにより、工具交換動作から加工完了までにおける工作機械の環境全体を表示させ、確認・制御できます。実際の工作機械の動きを事前にシミュレーションで確認できます。これにより最適な干渉のコントロールが可能となります。加えて、様々な解析機能や最適化機能を併せて使用することで、製造プロセス全体の安全性を確実に把握し、一層の改善を図ることができます。

参考資料

一目瞭然のメリット

  • 段取り時間の短縮: 5 軸加工による工程集約
  • プログラミング時間の短縮: “フィーチャー&マクロ“で NC プログラミングを自動化
  • 加工時間の短縮: 革新的な HSC (ハイスピード加工) と HPC (ハイパフォーマンス加工) を荒/仕上げ加工に適用
  • プロセス信頼性の向上: 干渉チェックがなされたツールパスと NC コードベースの確実なシミュレーション機能
  • 品質向上: パスのブレンド機能 (スムーズオーバーラップ) により面品質を最適化し、追加仕上げ工程を最少化

ギャラリー

動画

5 軸加工5 軸加工


5 軸加工:シリンダーヘッドの加工 | DMG MORI 社

MILL® によるプログラミング – DMGMORI 社製の工作機械で加工
自動車関連部品の加工事例。