Autodeskジェネレーティブデザインフィールドラボ、次世代ロボティクスに備える

ロボット製造は極めて速いペースで成長・進化を続けています。新たな機会には、協働ロボット（コボット）、産業用IoT、コネクテッドロボット、中小規模製造現場でのニッチ応用などがあります。

最後のトレンドは、同一ロボットアームでピックアップ、穴あけ、切削、押出など複数タスクをこなせるよう、エンドエフェクタを迅速に設計できるかどうかにかかっています。エフェクタには「構造剛性・耐久性・重量」のスイートスポットを満たす設計も求められます。

ジェネレーティブデザインは、これらすべての目的を同時に満たせます。Autodeskジェネレーティブデザインフィールドラボのテクニカルイノベーションマネージャー、Rossen Maltchev氏が理由を説明します。

「クライアントのロボットアーム搭載用エクストルーダー作成を支援しています」と同氏。「今回は既存エフェクタの再設計ではなく、ゼロからの新規作成でした。荷重条件と目標安全係数はわかっていました。ジェネレーティブデザインが最適なアプローチでした。」

ジェネレーティブデザインは、積層造形に適したユニークな有機形状を生成できますが、「従来のCNCフライス盤で削れる設計」という制約（コンストレイント）を与えることも可能です。

「比較的シンプルなパーツなので、最初はジェネレーティブデザインを思いつかないかもしれません」とMaltchev氏。「しかしFusion 360を2.5軸製造に制限すると、人間エンジニアが考えそうな設計に非常に近いものが、はるかに短時間で生成されました。」

人間デザイナーがCADでエフェクタ設計に数日かけるところ、ジェネレーティブデザインなら複数の選択肢をわずか数時間で提示します。

「人間デザイナーより速いだけでなく、複数のアイデアを同時に探索できます」と同氏。「生成される設計は目標安全係数で完全にFEA検証済みなので、曲がったり壊れたりしないことが保証されます。」

Fusion 360でのプロセスはシンプルです。Maltchev氏は荷重を定義し、2.5軸・3軸オプションを含む初期案をレビュー。最終設計方向を選択後、3Dプリントでプロトタイプを作りアームへのフィット確認。設計を微調整し、ソフトウェアが3軸フライス盤で加工可能な3Dモデルを出力しました。

「3軸制約の案もありましたが、加工時間が大幅に長くなります」と同氏。「わずかに軽量な案もありましたが、差は有意ではありません。それらは複数セットアップと工具セットで数時間かかるのに対し、2.5軸設計なら約30分で加工完了。製造コストが大幅に下がります。」

実は、Fusion 360の利点の一つは、ソフトウェア内で推定加工時間とコストを比較検討でき、さまざまな材料を試して、構造性能を最大化しつつコストと時間を最小化する軽量コンポーネントを設計できる点です。

「このような新規パーツには、製造制約付きジェネレーティブデザインを強く推奨します」とMaltchev氏。「CADでの設計調整時間を最小化し、本質的なエンジニアリングに費やす時間を最大化できます。」

Autodeskジェネレーティブデザインフィールドラボはシカゴにあり、ジェネレーティブデザインとは何か、どう活用できるか、どう製造の未来を変えるかをお客様に体験いただくために設計されました。詳細はこちら。

今すぐFusion 360をダウンロードし、次のプロジェクトでジェネレーティブデザインのメリットを探ってください。