アルモニコスでは自動車プレス業界に対してさまざまな開発支援をしています。
金型玉成に関してはリバースエンジニアリングソフト「spScan」を、試作品の検査においては自動検査ソフト「spGauge」を使用いただいています。
ほぼすべてのお客様が試作回数ゼロを目指して、プレス成形シミュレーションソフト（以下CAEと呼ぶ）を駆使しています。
昨今のCAE解析技術向上は、初期のプレスパネルの成形性評価（ワレ、しわ）に大きく貢献できていますが、変形状態の解析結果と実際にプレスされた製品パネル形状にはまだ差異があり、そこが課題となっています。
差異の大きな要因の一つは、”バーチャルとリアルの差” が発生していることにあります。
CAEは設計段階のプレス金型CAD形状で解析されているのに対し、実際のプレス金型は現場で担当者が手修正で見込み改良をしているため、解析時の金型形状と異なるからです。

現在、アルモニコスではバーチャルとリアルの差を埋めるために解析メッシュを実物にフィットさせる技術を研究開発中です。
ここで言う実物とは、3Dスキャナーで計測したポリゴンメッシュを指します。解析メッシュはCADデータからメッシングするためきれいな三角形が並んでいますが、計測したポリゴンメッシュは粗密があったり、ノイズがあったり、かくれているところが計測できなかったり、完全なデータではない状況がほとんどです。このような状況下において、きれいな解析メッシュ全体を実物にフィットさせることは非常に難しい課題です。
今回のラボの取り組みでは、研究途中の状況をご報告いたします。

現状課題

下図は解析メッシュと実物との誤差を表示しています。
最大誤差が-1.65㎜あることがわかります。
このデータを使用してCAEで解析しても精度のいい結果が得られないことは明白です。
まずこの差を極力ゼロにしてからCAEの最適パラメータを探すなどのCAE側の精度向上をすべきだと考えています。

プログラミング上の課題

上図の場合、データの欠落が三箇所（①、②、③）あります。移動対象であるCAEメッシュにとって移動先が不明となるため周辺の移動ベクトル等を参考に移動させることになります。
欠落した部位には極端な特異形状は無いという前提条件に立ち、周辺に対して自然な形の移動を実現します。

今回のテストデータにて、実物形状データの欠落の穴部に影響されて変形が大きくなると思われるフィレット形状部について、変形前の解析メッシュと変形後の解析メッシュの曲率カラーマップで検証した結果を以下に示します。
このデータでは、変形前後で特異なメッシュ変形がないことが確認できました。

実行動画

結果

Before	After
平均誤差：-0.22㎜	平均誤差：-0.03㎜
標準偏差値：0.31	標準偏差値：0.18

上図でわかるように、誤差が縮まり、全体的なギャップのばらつきも減少しました。良好な結果と判断しています。

ただし、現在の研究段階では、計算基準点を手動で指示しています。動画の途中に赤い色で表示された点がその計算基準点になります。今後のプログラム拡張計画としてはその計算基準点を自動配置することです。

まとめ

課題と将来像を以下の図で示します。

研究担当