リバースエンジニアリングの迅速化に関する研究 リ バ ー ス エ ン ジ ニ ア リ ン グ の 迅 速 化 を 図 る 3DCAD/CAMデ ー タ 作 成 支 援 シ ス テ ム の 開 発 （平成２４～２６年度） 製 品 技 術 部 ○安田星季、万城目 聡、神生直敏、櫻庭洋平 ものづくり支援センター 岩越睦郎 北 海道 大 学 、旭 川 高専 １ はじめに ある。また、CAM データ作成作業は多くのパラメー リバースエンジニアリング（以下、RE）とは、手 タを設定する必要があり、この作業にも多くの時間 作りの試作品などの現物を測定し、その測定データ を要する。 を基に CAD データを作成したり、CAD データを基 そこで本研究では、これらの課題を解決し、RE を に再度試作を行ったりして製品設計を進める技術で 迅速化するツール類を開発した。 ある（図 1）。道内に お い て は 、 3DCAD ２ 非接触３次元測定実践マニュアル を導入する企業の増 非接触 3 元測定機による測定には、測定物の表面 加 な ど に よ り 、 RE 性状が測定データの精度や取得率に大きく影響する によって製品の高度 などの特徴がある。このため、測定を効率的に行う 化や設計の迅速化を ためには、こうした特徴を理解し、適切に作業を行 図りたいというニー ズが高まっている。 当場では、こうし 図１ うことが求められる。しかし、非接触 3 次元測定に リバースエンジニ 関する実践的なノウハウについてとりまとめられた アリング 公開資料はない。 たニーズに応えるため、RE 関連機器として非接触 そこで、当場で蓄 ３次元測定システムや 5 軸 NC 加工システム等を導 積した測定ノウハウ 入し、技術支援に活用している（図 2）。また、RE や新たに調べた技術 の工程別に複数のソフトウエア(以下、ソフト)を利 情報等をまとめた実 用しデータ処理・加工を行っている（表 1）。 践マニュアルを作成 した（図 3）。 図３ 実践マニュアル 本マニュアルの内 容の一部は下記の通りである。 l 測定物の特徴（特徴形状の多少等）に応じた測 定方法の選び方 l 測定物に塗布する反射防止スプレーの膜厚とデ ータ取得率との関係 図２ 本マニュアルにより、非接触３次元測定に関する 当 場 に 導 入 さ れ て い る RE関 連 機 器 ノウハウ等が形式知として明確化され、測定作業を 表１ RE工 程 別 の 利 用 ソ フ ト 効率的に行えるようになった。 ３ 鋳肌面・機械加工面自動分離ソフト 当場がこれまでに支援した RE における CAD デー タ作成事例のうち約 30 ％が鋳造品であり、鋳造品の RE へのニーズは高い。また、機械加工された鋳造 品は、面粗さが大きく異なる部位が一体となってい 表 1 のうち、CAD データ作成に関する作業では、 るなど、CAD データ作成に一層多くの時間を要する。 人が感覚的に行う作業が多いため、CAD データと測 そこで、CAD ソフト上で鋳造品の CAD データを 定データとの偏差がばらつきやすいといった課題が 作成する際に参照するサーフェスデータ※を効率的に -5- 作成するため、測定データを鋳肌面と機械加工面に タを入力する必要があるため、作業に多くの時間を 自動分離するソフトを開発した。 要する。当場の CAM ソフトではこれを解決する手 本ソフトにより、従来の一体処理で作成したサー 段として加工方法の一括入力機能が用意されている フェスデータと同程度の品質のデータをより軽量に が、工具回転数等のパラメータ値を一覧表示できな 作成できるようになり（図 4）、その結果、CAD ソ いなど、一部に使いにくい点があった。そこで、こ フト上での うした課題を解決するため、加工パラメータ設定支 CAD デ ー タ 援ソフトを開発した（図 6）。 作成時間を短 本ソフトは、当場の CAM ソフトが作成する一括 縮することが 設定ファイルから工具回転数等の重要パラメータを 可能となっ 読み出し、一覧表示することができる。また、それ た。 図４ らのパラメータを一覧表上で編集することも可能で 分離ソフトの利用例 ある。これらの機能によりパラメータ設定作業を簡 ４ コマンド履歴・偏差グラフ表示ソフト 便かつ迅速に行えるようになった。 CAD ソフト上で参照するサーフェスデータ作成作 業では、スムージング処理など人がデータを見なが ら感覚的に行う作業が多いため、サーフェスデータ データと測定データとの偏差がばらつきやすい。ま た、パラメータ調整に試行錯誤することが多く、作 業に時間を要する。そこで、サーフェスデータと測 定データとの偏差のばらつきを抑制し、効率的に作 図６ 業を行うため、サーフェスデータ作成ソフトのコマ ンド履歴・偏差グラフ表示ソフトを開発した（図 5）。 ６ 加工パラメータ設定支援ソフト 検証試験 本ソフトは、サーフェスデータ作成ソフトが生成 本研究で開発したソフトの効果を検証する試験を する履歴ファイルから作業中に選択したコマンドや 行った。現物の鋳造品（バルブ部品）を基に設計変 偏差計算結果等を逐次読み出し、一覧表示する。ま 更した部品の CAD データを作成し、木型を製作す た、以前に行った作業のコマンド履歴や設定パラメ る事例を想定し、RE の一連のデータ作成時間を測 ータ値等も同様に表示することができる。 定した（CAD データ作成：被験者 2 名の平均値を算 これらの機能により、作業中の偏差の推移を把握 出、CAM データ作成：被験者 1 名）。その結果、開 しながら作業を行うことができるため、偏差のばら 発ソフトを利用した場合の方が利用しない場合より つきを抑制し、作業時間を短縮することが可能とな も約 25%の時間短縮となった（図 7）。 った。 図５ ５ 図７ コマンド・偏差表示ソフト 加工パラメータ設定支援ソフト ７ 試験結果 まとめ CAM データ作成作業は、CAM ソフト上で各種の 本研究では、RE におけるデータ作成の迅速化を 荒加工、仕上げ加工の加工方法毎に多くのパラメー 支援するツール類を開発し、検証試験を通じてその 有効性を確認した。今後は RE に取り組む道内企業 ※サーフェスデータ：測定データに近似した曲面 や技術センターに対して、得られた成果の普及を図 の集まりで、測定データよりもファイル容量が小 っていく予定である。 さい、CAD ソフト上で断面線を生成できるなどの （連絡先：[email protected] ､ 011-747-2378） 利点がある。 -6-
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