課題解決事例

溶接組み立てにおけるCp値の事前予測とロバスト設計

背景

自動車の量産においては、金型や設備などを調整する生産準備期間を経て、高品質の自動車が量産されます。一方、量産の進行にともなう金型や設備の損耗は避けられません。金型や設備などの損耗は、部品の寸法にはばらつきや偏りを引き起こすため、求める寸法精度から外れないように、メンテナンスや補修が必要となります。
これらのメンテナンスや補修には、量産中のラインを止めるなど手当てを要する場合が多いため、量産計画に大きな影響を及ぼします。
高品質の自動車を量産し続けるためには、金型や設備の損耗を考慮した単品部品の寸法精度変化が、最終製品の寸法精度にどの程度影響するかを、事前に評価しておくことが重要です。

課題

課題のポイント
  • 量産の進行にともなう製品寸法精度の変化と対策
  • 溶接のシミュレーションが必要とする膨大な計算時間

量産の進行にともなう製品寸法精度の変化と対策

量産が進むにつれ、金型は損耗し、金型で生産する部品の寸法精度は変化するので、実際に組み立てた製品の寸法は、当初想定していた精度に収まらないことがあります。
寸法精度が求める範囲に収まらない場合には、金型の損耗確認や手直しのほか、治具の微調整を行うなどの対策が必要になります。
これらの対応は、量産中のラインを止めるなど手当てを要する場合が多いため、量産計画に大きな影響を及ぼします。

量産に伴う単品部品の寸法変化
量産に伴う単品部品の寸法変化

溶接のシミュレーションが必要とする膨大な計算時間

組み立て後の寸法精度を予測するためにはシミュレーションを行いますが、自動車の組み立てに多用される抵抗スポット溶接の考慮が必要となります。
一般的に溶接のシミュレーションというと、熱弾塑性解析と固有ひずみ法の2つがありますが、熱弾塑性解析は温度、応力や変形など詳細な情報を得ることを目的とするため計算時間がかかってしまい、多数の計算が必要な量産品質の予測は現実的ではありませんでした。

熱弾塑性解析の事例
熱弾塑性解析の事例
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