概要 工業製品 工業製品 工業製品 設計請負 装置 研究開発 メーカ A メーカ B メーカ C メーカ D デザイン設備生産 製作請負 非常に多様なCADの使い方 各々の企業毎 部署毎 役割毎に最適な運用方法がある 3D-CADはこれを追及することで大きな価値を生む しかしながら この最適な運用方

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1 C-1 チーム設計 ~ 最適化まで全部見せます! 装置メーカのInventor 活用 キヤノントッキ株式会社設計推進室 / Inventor ユーザ会理事 太田明 September 8, 2016

2 概要 工業製品 工業製品 工業製品 設計請負 装置 研究開発 メーカ A メーカ B メーカ C メーカ D デザイン設備生産 製作請負 非常に多様なCADの使い方 各々の企業毎 部署毎 役割毎に最適な運用方法がある 3D-CADはこれを追及することで大きな価値を生む しかしながら この最適な運用方法は十人十色 十社十様 正解を教えてくれる人はいない Inventor ユーザ会での情報交換 SCSK コンサルとの対話からキヤノントッキは今のスタイルを確立してきた 簡潔にできるだけ多くのテーマについて事例を紹介 ひとつでもみなさんの使い方のヒントになれば幸いです

3 1. モデリングルール集 2. テンプレートの利用 3.O リングのモデリング方法 4. ギアのモデリング方法 5. 板ばねのモデリング方法 6. 可動部品のモデリング方法 7. ばねのモデリング方法 8. 配管のモデリング方法 9. 板金部品 10. シール面 ( 公差適用部 ) のモデリング方法 11. ベアリングのモデリング方法 12. DL モデルの干渉回避 13. DL モデルのパーツ化 14. DL インチサイズモデルの寸法修正 15. 最適化 とは 16. 最適化による扉の軽量化事例 17. シェイプジェネレータで設計センスを磨く 18. リンクさせないメリット 19. 可動範囲のモデリング 20. 拘束を使わない配置 21. メリットボルト - ワッシャの組合せ方法 22. 干渉回避マクロ 23. フレームジェネレータの使い分け 24. ライセンス使用状況の確認 25. 完全拘束する階層 26. スキルチェックシート 27. 簡易モードの使用 28. グラフィック性能の測定 29. マクロによるベンチマークテスト 30. アプリケーションオプション表示設定 31. 電源オプション 32. ハイパースレッディング OFF 33. CPU 命令セット拡張 34. Ideastation の活用 35. Lite 表示マクロ

4 キヤノントッキ株式会社 有機 EL ディスプレイ製造装置を中心に 薄膜太陽電池製造装置やスパッタ装置などをお客様と一緒に開発し 設計 製造 販売する自由設計型真空装置メーカ

5 自己紹介 発表者 : 太田明 ohta.akira@canon-tokki.co.jp 所属 : キヤノントッキ株式会社商品開発推進センター設計推進室 背景 : 地元の工学部大学院卒 エンジニアとして 10 年 機械設計者 3D-CAD 立ち上げ CAD マネージャ CAE 立ち上げ シミュレーションチームリーダ 技術部門のソフトウェア導入 手法開発 CAD CAE ユーザ会理事など 使用ツール : Inventor Vault Basic AutoCAD Mechanical SOLIDWORKS Simulation FloEFD ANSYS Workbench STREAM INSPIRE JMAG modefrontier

6 開発課題 蒸発源 真空チャンバ いまだ定石のない装置開発競争 毎回全く異なるコンセプトへの対応 多数の熱源

7 設計環境の課題 チーム設計 大規模アセンブリ問題 試作しにくい Large work(substrate) size A unit consists over 40,000 parts 複数社で製作 3 次元と 2 次元の混在 3D&2D design A system consists of much units

8 装置レイアウトに 2 次元は必須 フル 3D 化を目指しているわけではない 2D と 3D のバランスも重要な手法のひとつ

9 3D 設計環境構築のコンセプト チーム設計 構想設計 スキル 2D/3D の両立 干渉解析 環境 ルール バランス スピード チーム設計に必要な 3 要素

10 1. モデリングルール集

11 1. モデリングルール集 OK Very good 3 次元設計では作り方は無限にある 推奨の例 : 固定 グリップスナップ 可動範囲モデルなど NG 禁止の例 : NG アダプティブ シートメタル ジョイント ( リジッドはOK) コンポーネントの省略 ( 詳細レベルリプレゼンテーション ) リンク付き派生パーツ できるだけ使わないでの例 : 拘束 回転フィーチャ フィーチャの省略

12 2. テンプレートの利用

13 3. O リングのモデリング方法

14 4. ギアのモデリング方法 DL データも加工して干渉しない形状にする

15 5. 板ばねのモデリング方法

16 6. 可動部品のモデリング方法 軸 軸メイトは逆方向も成り立つ (2 姿勢存在してしまう ) ため NG

17 7. ばねのモデリング方法

18 8. 配管のモデリング方法 大規模 専用ツール 中規模 Inventor Tube & Pipe 配管も単独の溶接部品として作る 小規模 キヤノントッキはコレ

19 9. 板金部品シートメタルは使用しない

20 10. シール面 ( 公差適用部 ) のモデリング方法 公差適用部の色を変えるなどはしていない

21 11. ベアリングのモデリング方法 コンテンツセンタのモデルにはシールドが付いていない 図面環境の断面図をわかりやすくするため玉も必要 方 Z を使用することが多いためモデルに反映

22 12. DL モデルの干渉回避

23 13. DL モデルのパーツ化 目的 : ファイル数削減 干渉回避

24 14. DL インチサイズモデルの寸法修正

25 15. 最適化 とは 単に FEM などのシミュレーションを検討に使用した設計 最適化アルゴリズムによる計算 1. トポロジー最適化 Inventor シェイプジェネレータ 1-1. ある重さで最も剛性の高い形状を導き出す方法 ( 剛性最大化 ) 1-2. ある制約を満たす最も軽い形状を導き出す方法 ( 質量最小化 ) Inventor パラメトリック寸法 2. 数値最適化ある制約のもとパラメータ ( 数値 ) を振ってもっとも目的に近いパラメータの組合せを導き出す方法 BEST CASE

26 16. 最適化による扉の軽量化事例 1 既存設計 2 既存設計変位結果 3 トポロジー最適化結果 全板厚 35mm 20mm 25mm 15mm ここでの値を以降の最適化の制約条件とする 最大変位 :1.0mm 応力 :100MPa 以下 ( 質量 :860Kg) 位相最適化結果から発想を得て設計者がリブ配置を行う 6 軽量設計最終板厚 -35% (-300Kg) 5 数値最適化結果 4 軽量設計案

27 17. シェイプジェネレータで設計センスを磨く 荷重 このブラケットを 30% 軽量化するには? 締結部

28 17. シェイプジェネレータで設計センスを磨く 答え : 下半分は不要

29 18. リンクさせないメリット チーム設計では別々の設計者が担当する 2 次元ではあたりまえのことだったはずなのに 一方をロック ( 出図 ) するともう一方が影響を受ける

30 19. 可動範囲のモデリング シュリンクラップを使う方法 可動範囲は描きましょういろいろな描き方があります 投影外形線から押し出す方法 オブジェクトコピーを使う方法 2 次元ではあたりまえのことだったはずなのに

31 20. 拘束を使わない配置 おすすめ設定では Tab で表示 2 次元ではあたりまえのことだったはずなのに おすすめ設定

32 21. ボルト - ワッシャの組合せ方法

33 22. 干渉回避マクロ

34 23. フレームジェネレータの使い分け 1 パーツで作成する場合 フレームジェネレータで作成する場合

35 23. フレームジェネレータの使い分け

36 24. ライセンス使用状況の確認 一度ライセンス不足が発生すると設計ユーザは朝から終日ライセンスを確保する行動に さらにライセンス不足が発生 通常の使用数を超えて使用される ライセンス使用状況の推移を監視ライセンス不足を事前に把握

37 25. 完全拘束する階層

38 26. スキルチェックシート

39 大規模アセンブリへの対応 ハードウェア設定 ハードウェアリプレース 小規模 中規模モデルのレスポンス向上などにも応用できます

40 27. 簡易モードの使用 保存時にアセンブリにグラフィックデータを持ち 次回オープン時にそのグラフィックデータを使用することでロードするデータを最小にしてアセンブリを高速に開く機能 インプレイス編集のイン / アウトも高速 メモリ消費も少ない グラフィックレスポンスも有利

41 28. グラフィック性能の測定

42 29. マクロによるベンチマークテスト

43 30. アプリケーションオプション表示設定

44 31. 電源オプション この設定で動作周波数を確認すると小刻みに変動している 100% にすることでパフォーマンスを最大化 省電力化はできない

45 32. ハイパースレッディング OFF HT ON HT OFF BIOS にて

46 33. CPU 命令セット拡張 2 第 4 世代 Haswell Xeon v3 以降 機種グラフィックボード Z240SFF Z800 後期型 ベンチマーク結果 K s 611s GTX1080 搭載不可 479s 2 倍以上有利

47 34. Ideastation の活用

48 34. Ideastation の活用

49 34. Ideastation の活用

50 35. Lite 表示マクロ 簡易モードでもサイズの小さい部品を検出して非表示にするマクロを作成 Master (2412,751) 100% It is keeping a useful quality 1Visibility off Internal Components (1059,500) -56% It is keeping a useful quality 2Visibility off At Most 100mm (762,481) -68% It is keeping a useful quality Visibility off 1+2 (610,372) -75%

51 1. モデリングルール集 2. テンプレートの利用 3.O リングのモデリング方法 4. ギアのモデリング方法 5. 板ばねのモデリング方法 6. 可動部品のモデリング方法 7. ばねのモデリング方法 8. 配管のモデリング方法 9. 板金部品 10. シール面 ( 公差適用部 ) のモデリング方法 11. ベアリングのモデリング方法 12. DL モデルの干渉回避 13. DL モデルのパーツ化 14. DL インチサイズモデルの寸法修正 15. 最適化 とは 16. 最適化による扉の軽量化事例 17. シェイプジェネレータで設計センスを磨く 18. リンクさせないメリット 19. 可動範囲のモデリング 20. 拘束を使わない配置 21. メリットボルト - ワッシャの組合せ方法 22. 干渉回避マクロ 23. フレームジェネレータの使い分け 24. ライセンス使用状況の確認 25. 完全拘束する階層 26. スキルチェックシート 27. 簡易モードの使用 28. グラフィック性能の測定 29. マクロによるベンチマークテスト 30. アプリケーションオプション表示設定 31. 電源オプション 32. ハイパースレッディング OFF 33. CPU 命令セット拡張 34. Ideastation の活用 35. Lite 表示マクロ

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