西部电机株式会社通过Autodesk Inventor 首款全三维设计制造创新型新产品

西部电机株式会社是位于福冈县古贺市的一家机电制造商，致力于开发和制造物流物料搬运系统、工业机械、切割机(EDM)和机床。该公司与多家外国公司均有业务往来，致力于开发面向全球市场的产品。尤其值得一提的是，该公司以超精密技术和机电一体化技术而闻名，并且在各个领域均有涉猎，例如汽车、电气和电子设备、精密机械、模具、石化、食品、土木工程和船舶。能够展示其先进技术实力的最新示例是今年春季发布的超精密线切割机(WEDM)MEX15。

MEX15

开发人员 Yoshihiro Ito 解释道：“WEDM 是一款电子加工机，可在没有刀片的情况下进行切割。电流通过直径为0.2毫米左右的细线电极输送。火花在线电极和加工件之间喷射，通过逐渐熔化加工件进行切割。它主要用于汽车和医疗领域，最近在制造智能手机零件和模具的工厂中应用广泛。”根据 Ito 所说，日本有五家制造商生产这种 WEDM，西部电机株式会社就是其中之一。随着最新型号 MEX15 的问世，西部电机株式会社希望进一步扩大其市场份额。

采用独特驱动器格式的新产品

Ito 继续说道：“MEX15 是一款高端超精密加工机床，它可以使用小到0.03毫米的超细丝材。它与一种最大限度减少热位移的新机床结构相结合，采用全新多点触控 CNC 和自动馈线设备，大大提高了加工精度和可操作性。在开发过程中，我们的目标是实现超出行业标准的产品功能，最后我们成功地大幅提高了精度并降低了成本。使用 Inventor Professional 进行三维设计是解决平衡高性能与成本缩减的挑战的催化剂。”

“WEDM 加工机通过垂直和水平或以一定角度移动，对放置在工作台上的对象进行微预制加工。尽管存在从工作端还是线端移动的区别，但制造商生产的机床在一定程度上采用某种标准形式，并且基本使用相同配置。这次我们采用了独一无二的驱动器格式，底座的形状和机械结构都与传统机床截然不同。”同样，应力分布与传统机床不同，因此过去的经验规则并不适用。“因此，我们在两次设计之间争分夺秒地重复分析，所以对精度几乎没有影响，并通过与先前的分析进行比较来推进设计。我们非常清楚 Inventor 的功能，它能够实现无缝、顺畅的设计和分析。”

而对于 Ito 自己来说，这是第一次利用三维 CAD 从头开发新产品。他说：“我们很高兴使用了 Inventor。如果使用二维设计环境，可能需要两倍以上的时间和工作量。”

我们的线切割机(WEDM)具有高精度特征，在批量生产中无法生产出来。因此，我们一直在探索与批量生产公司不同的独特途径，并运用了一种使用人手的最终精加工“刮擦”。当然，使用 Inventor 进行三维设计的基本目标是在保持高精度的同时提升设计效率。幸运的是，我们正在稳步实现这一目标，现在我们主要致力于扩大超精度加工领域的市场份额。我们希望在未来进一步利用 Inventor 并提高设计质量。

—— Yoshihiro Ito，电火花开发部总监（一级电火花加工技术员），西部电机株式会社精密机械部生产部门

三维设计提高设计质量和工作效率

“10年前，我们的设计部开始在设计中引入三维 CAD。当时我刚从另一个部门调到设计部。”根据 Ito 所说，电火花开发部当时使用第三方二维 CAD 完成大部分设计，而三维 CAD 刚刚开始试用，还没有正式使用。Ito 已经有十年没有用过 CAD，必须要学习如何操作 CAD，所以他想“如果要从头开始学习 CAD，我可能也要学习最新的三维 CAD。”

“当时我们在试用不同公司的三种不同三维 CAD 产品，包括 Inventor，我把每种产品都试用了一下。显然，每种都有自己的特色，但 Inventor 用起来最直观。一开始，我要经常联系 SCSK技术支持，但我在没有阅读手册的情况下自己学会了。”前面说过，Ito 周围的人都还在使用二维 CAD，他在那样一种环境中开始使用 Inventor，很快意识到“使用三维 CAD 进行设计比二维 CAD 效率高得多。”

▲使用 Inventor 和 AutoCAD 设计作品

快速部署三维设计

“当时从事设计工作的人很少，所以领导马上让我进行开发。有一段时间，我使用 Inventor 进行建模，之后随着设计推进执行 DR（设计审核）。”DR 是设计师向公司做出的演示，即按照指定规范“我要做什么”。过去，我们使用二维图纸，但要在二维图纸中解释机床如何工作非常困难，并且非常耗时。“当我展示和解释三维模型时，大家的接受度非常高。这触发了向三维设计的转移。”

就是这样，Ito 的三维演示促成了公司快速部署三维设计。很快，公司订购了更多 Inventor 许可，其他机械设计师也逐渐开始体验 Inventor，由此加快了它的全面铺开。Ito 说：“只要用了 Inventor，任何设计师都会意识到三维设计有多么高效。”公司发现与二维设计相关的“返工”大幅减少，在短时间内提高了设计质量。这让很多设计师转而使用 Inventor。

线切割机有很多活动零件，因此使用二维 CAD 很难检查他们的复杂干扰，在设计阶段也无法涵盖各个方面。我们经常是在机床组装好之后才发现它实际能做什么，因此返工就是家常便饭。三维 CAD 消除了这种返工。Ito 认为使用 Inventor 组装几乎与实际组装机床几乎没有区别。因此，在三维设计中无需考虑“螺栓是否匹配”和“使用工具是易于还是难以安装”的问题。“另外，能够分析也很重要。这种提供简单分析的功能使它能够提出独特的驱动器格式，在不影响精度的情况下减轻重量。”

三维效果超越设计范畴

从全面引入 Inventor 到现在已过去十年。电火花开发部的所有设计师现在都使用 Inventor 进行三维设计。整个部门的设计质量和工作效率都得到明显提升。Ito 笑着说道：“因此，公司现在维护和改善了设计环境。”他很高兴看到今年春季公司开始接到 MEX15 的订单，并且有些客户正在咨询，它的销售工作取得了一个良好的开端。此外，三维模型还用于操作手册和目录等视觉设计，三维设计的影响正逐步扩展到设计以外的领域。

▲Inventor 分析

AutoCAD 和 Inventor 的兼容性

“接下来，我们设计部的目标是将其他公司的二维 CAD 迁移到 AutoCAD。因为其他公司的二维CAD 与 Inventor 之间的交互非常耗时，我们希望通过迁移到与 Inventor 高度兼容的AutoCAD 来实现无缝操作。更重要的是，AutoCAD 是行业标准。”Ito 似乎对与他们的产品开发有关的领域内的所有新技术都很感兴趣，包括 Autodesk 的新产品。“我们希望 Autodesk 能够提供一些关于新产品和新技术的信息，比如 VR。我们会积极采用新技术，只要它能够抓住产品未来的发展趋势，如果有机会，我们希望能够参与 Autodesk 提供的在线讲座。”

▲西部电机株式会社精密机械部生产部门电火花开发部总监（一级电火花加工技术员），Yoshihiro Ito

点击“阅读原文”，看二维和三维 CAD 在 AutoCAD 与 Inventor 之间如何切换

（欧特克大视界 欧特克Autodesk ）

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