設備図面がなくても大丈夫！3Dスキャンによる治具設計という選択肢
図面がなくても、高精度な治具設計は可能です
古い設備や長年使い続けている生産ラインに新たな治具を導入する際、
「設備図面が残っていない」
「改造を繰り返したため図面と現物が一致しない」
といったお悩みはありませんか？
そのような状況でも、3Dスキャンで現物を高精度に測定すれば、設備の実寸法や形状を反映した治具設計が可能になります。
従来は、メジャーやノギスによる採寸、現場での型取り、試作と修正を何度も繰り返しながら治具を完成させることが一般的でした。
しかし、この方法では測定漏れや寸法誤差が発生しやすく、完成後に
「干渉した」
「取り付けできない」
「位置決め精度が出ない」
といった手戻りが発生することも少なくありません。
しかし、3Dスキャンを活用すれば、取り付け部の形状を短時間でデジタルデータ化できるため、現物合わせにかかる工数を大幅に削減しながら、高精度な治具設計を実現できます。
図面がない設備で起こりやすい課題
製造現場では、次のような理由で設備図面が利用できないことがあります。
数十年前に導入した設備で図面が紛失している
海外製設備で詳細図面が入手できない
現場で改造を繰り返し、図面と現物が一致していない
メーカーが廃業し、図面やCADデータを入手できない
設備の一部だけを改造・追加したいが、既存設備との位置関係が分からない
このような設備では、治具製作のたびに現物採寸を行う必要があり、多くの時間と労力を要します。
また、複雑な曲面や入り組んだ形状は手作業で正確に測定することが難しく、設計段階で誤差が入り込みやすくなります。
3Dスキャンを活用した治具設計の流れ
① 現物を高精度に3Dスキャン
まず対象となる設備やワークを非接触3Dスキャナーで測定します。
3Dスキャンでは数百万～数千万点もの座標データを取得できるため、手作業では測定できない複雑な形状や曲面、穴位置、段差なども高精度に再現できます。
また、改造による寸法のずれや経年変化による変形もそのままデータ化できるため、「現在の設備形状」を基準とした設計が可能になります。
② 実測データを基に治具を設計
取得した3DデータをCADへ取り込み、設備の実形状に合わせて治具を設計します。
例えば、
加工治具
組立治具
検査治具
溶接治具
搬送治具
位置決め治具
ロボットハンド
エンドエフェクタ
など、さまざまな治具設計に活用できます。
設備との干渉確認を行いながら、
位置決めピン
クランプ機構
ガイド部
支持部
センサーブラケット
などを最適な位置へ配置できます。
さらに、作業姿勢や工具の挿入性、メンテナンス性まで考慮した設計を行うことで、現場で使いやすい治具を実現できます。
③ CAD上で干渉確認・設計検証
設計した治具は、3D CAD上で設備との位置関係を確認できます。
実際に取り付ける前に、
干渉していないか
ボルトが締められるか
ワークの着脱が可能か
作業スペースを確保できるか
可動部との接触がないか
といった点を事前に検証できるため、試作後の設計変更を大幅に減らすことができます。
④ 治具の製作
設計データを基に治具を製作します。
用途に応じて、
金属加工による高剛性治具
アルミ製軽量治具
樹脂加工
3Dプリントによる試作治具
など、目的に応じた製作方法を選択できます。
試作用であれば3Dプリントを活用することで、短期間・低コストで形状確認を行い、その後に金属製治具へ展開するといった運用も可能です。
3Dスキャンを活用するメリット
現物にぴったり合う治具を設計できる
図面ではなく現物を基準に設計するため、設備との位置関係を正確に反映できます。
現場での調整工数を削減できる
従来は現物合わせによる削り加工やスペーサー調整が必要になることがありましたが、3Dデータを活用することで初回から適合率の高い治具製作が可能になります。
設備停止時間を短縮できる
現地で何度も採寸を行う必要がなくなるため、設備停止時間を最小限に抑えられます。
生産ラインへの影響を減らせる点は、生産技術部門にとって大きなメリットです。
今後の設備改造にも活用できる
取得した3Dデータが活用できるのは一度限りではありません。
設備更新や安全カバーの追加、自動化設備の導入、ロボット設置、配管レイアウト変更など、将来的な設備改造にも再利用できます。
現物のデジタルデータを資産として蓄積しておくことで、次回以降の設計工数削減にもつながります。
ワード技研なら3Dスキャンから治具設計まで一貫対応
ワード技研では、非接触3Dスキャンによる現物測定からCADデータ作成、治具設計、提携メーカーによる製作まで一貫してサポートしています。
現場へ出張して大型設備を測定できるため、設備を取り外すことなく3Dデータを取得することも可能です。
また、取得したデータは単なる点群データではなく、設計で活用しやすいCADデータとして納品させて頂くことが可能ですので、その後の設備改造や部品製作にも展開できます。
「図面が残っていない」
「現物に合う治具を短期間で製作したい」
「設備改造に必要な3Dデータを取得したい」
といったお悩みがございましたら、ぜひワード技研へご相談ください。
現地調査から測定、治具設計まで、お客様の課題に合わせた最適なソリューションをご提案いたします。
