Variation Analysis 3次元公差解析

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Variation Analysis 3次元公差解析

公差の累積による製品品質のバラツキ問題が多くの製造業で問題視されています。「公差検討が不十分の設計図面によってグローバル生産を進めたために、国内生産時は想定しなかった品質のバラツキが発生し、組立時の調整でも対応できなかった」といった事例など、公差に関連する問題が増加しています。
 

このような問題を解決するための一つの方法が「3次元公差解析」の活用です。3次元公差解析とは、設計段階もしくは量産開始前に3次元モデルを利用して公差の累積によるアセンブリ品質のバラツキを事前検証し、公差配分や組立順・組立条件決定の支援を行うツールです。ISIDが提供するVariation AnalysisはSiemens PLM Software社が提供する業界標準JTフォーマットをベースとした高機能デジタル・モックアップツール“Teamcenter Visualization”上で稼動する公差解析ソフトウェアです。
 

ISIDでは15年以上に渡り公差解析ツールを提供しており、そのサポートを通じて多くのユーザーの公差設計に携わってきました。ISIDの豊富なノウハウを結集した各種技術支援サービスもご提供しており、お客様の「公差に関する課題」の早期解決を実現するご提案をいたします。

 
 

関連するものづくりソリューション

1.累積公差による品質のバラツキ表示

Variation Analysisに用意されたプロセスツリー上で、アセンブリ・公差・測定箇所(距離・角度・クリアランス等)の設定を行い、解析を実行することで測定箇 所のバラツキをグラフ表示することができます。組順の変更は、ツリー上での切り取り&貼り付けで容易に行えますので、バラツキを最小にできる組順の検討を スピーディーに行うことができます。

 

2.工程能力計算

バラツキの上限・下限値及び、Cp値、Cpk値などの工程能力値を出力できます。また、設計目標に対する不良品の発生率も出力できます。
 

3.寄与率解析

測定箇所のバラツキに、どの部位が最も「寄与」しているのかを寄与率の高い順にグラフ表示します。不良の原因となりうる甘すぎる公差を厳しい公差に変更、 また寄与度の低い公差は加工コストを抑えられるよう、緩い公差に変更、といった公差の最適化の検討を行うことが出来ます。
 
 

4.解析結果の出力

解析結果(ヒストグラムや寄与率)をHTMLやTEXT形式で出力することができます。また、モデル上に解析結果を表示した状態を、画像ファイル(tif, png, bmp, jpg, ps形式)として保存することもできます。

   
HTML形式                  TEXT形式
 
 
画像ファイル(tif, png, bmp, jpg, ps形式)

1.優れたGUI

Variation AnalysisはWindowsベースの優れたGUIにより、公差解析ソフトとしては今までにない圧倒的な操作性と
ビジュアル性を誇っています。Variation Analysisは3次元CADの習得が不要で、基本操作は1日で習得可能です。
またビジュアル表現力が高く、普段CADを扱わない生産技術・製造部門の方も簡単に扱えます。


1.設定済み公差を画面に表示、アセンブリツリーやモデル上で一目で確認できます。

2.寄与率算出画面において、公差をピックすれば該当フィーチャーがハイライト及び、該当公差が表示。公差見直し検討をスムーズに行えます。
 


3.シミュレーション実施中に、製品のバラツキ状況をアニメーションで直感的に確認できます。
  


4.複数の解析結果をモデル上に同時に表示することができ、問題の発生部位が効率的に確認可能です。
 

2.多彩な拘束条件

通常の6自由度拘束の他に、Variation Analysisには下記の様な拘束条件に対応しています。
例えばカメラの機構部や、自動車のヘッドランプユニットの車体への取り付け部など、複雑かつ過剰拘束状態の設定が
可能で、ユーザーからは「実製品の組付け状態を忠実に設定できる」と好評です。

 

1.過剰拘束
 「複数面」対「複数面」 「複数ピン」対「複数穴」 の組み付けにおいて、干渉を避ける 組み付け・ガタ位置を

 自動計算することができます。

 


2.キネマティック拘束
 部品同士の組付けにおいて、組み付け基準面が決められず、過剰拘束されている場合などに、キネマティック拘束を

 用いれば、「全ての穴-ピン」が「最も近づいた状態」(ベストフィット組付)で組付けることができます。

 
 また、リンク構造のアセンブリなど、複数部品の関係によって位置が決まる組み付けにもキネマティック拘束を
 用いることができます。
 

3.弾性変形オプション
 FEM解析の結果と連携し、弾性変形を伴って取り付けられる部品の公差解析を実現する機能です。
 詳しくは上部メニューより「弾性変形オプション」をご覧ください。

3.柔軟性・汎用性の高い動作環境

1.多彩なCAD環境に対応
 さまざまなCADで作成されたCADデータも汎用性の高いJTフォーマットに変換することにより、公差解析に
 利用可能です。また、NX、CATIAにおいてはCADで定義された3次元注記による公差情報もVariation Analisysに
 取り込みが可能です。


 

2.作成データのコピー・再利用・テンプレート化

 公差解析のファイルが3D形状データとは独立しているため、設計変更後や仕様違いのデータの解析でも、既存の設定が簡単に
 流用できます。「よくある解析」はテンプレート化して登録しておけば、次回の解析設定時間を大幅に短縮できます。



3.形体の位置・サイズ変更

 組立に使用されている形体の移動・コピー・サイズ変更がCAD形状を変更しなくてもVariation Analysis上で簡単にできます。
 この機能により、「取り付け穴を移動する」「取り付け部位を増やす」「組立基準面の面積を広げる」「組立治具の受け位置を変える」
 等の対策の実施により、品質がどう変化するかを検証できます。生産技術部門においてもCADを使用せずに組立方案の検討が
 可能です。

4.公差分布の設定

公差の分布には、デフォルトの正規分布の他にも下記のような様々な分布が用意されており解析者のニーズに沿った設定が可能です。
さらに、実測値の統計値または生データを直接投入して公差解析に適用することもでき、より実測に近い結果を得ることができます。
 

・正規分布(デフォルト)
  
・一様分布(バラツキを一律にさせたい場合に使用)
 
・極値分布(最悪値計算をしたい場合に使用)
 
・ピアソン分布(実測値の統計値を使用)
 

・実測値生データを使用
 

従来の3次元公差解析は剛体モデルによる解析のため、自動車の車体等の大きな変形を伴う解析では十分な精度を得られないという問題がありました。
 

Variation Analysis弾性変形オプションはFEM解析結果を公差解析に取り込み、弾性変形を考慮した公差解析を実現するためのVariation Analysisのオプションモジュールです。
 

抜群の操作性・ビジュアル性を持つ「3次元公差解析ツールVariation Analysis」に「Variation Analysis弾性変形オプション」を追加いただくことにより、特に車体・筐体等、弾性変形を伴う製品に対して強力な公差設計環境をご提供いたします。
 

製品特長

組み付け時の部品の変形を考慮するためのオプション機能です。構造解析で計算された部品の変形結果を参照し、取り付け部の公差によるバラツキに応じた部品の変形形状をVariation Analysis上で生成します。
 

前提モジュール

Teamcenter Visualization Mockup / Variation Analysis
 

利用する構造解析データ

Nastran(*.op2ファイル) または NX I-deas(*.unvファイル)
 
弾性変形オプションの解析結果表示画面
ISIDは、公差解析ソフトの導入・活用支援はもちろん、「幾何公差入門」等、幾何公差の図示方法の基礎教育などもご提供しております。「公差」についてお困りの課題がありましたら、些細なことでもぜひご相談ください。豊富な経験を持つ技術者がお客様の状況をヒアリングし、さらに図面の記述内容や現状課題を確認の上、的確な技術支援をご提案いたします。
 
ISIDがご提供する「公差問題」を解決する技術支援メニュー
 
  
Variation AnalysisはTeamcenter Visualization”上で稼動するソフトウェアです。

以下、Teamcenter Visualizationを使用する際に必要なハードウェア、ソフトウェアの情報です。
下記をご参考の上、Teamcenter Visualizationの動作環境をご用意お願いします。

Teamcenter Visualizationの動作環境はこちらをご参照ください。
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