3D プリンティングと拡張現実技術を組み合わせて、よりスマートな製造を実現する方法をご覧ください。

3D プリンティングと拡張現実技術を組み合わせて、よりスマートな製造を実現する方法をご覧ください。
3D プリンティングの技術レベルと応用レベルでの変化に関しては、3D プリンティングとロボットが生産ラインの一部となり、他の関連技術や設備と連携して、プラスチック製品、金属部品、複合材料など、さまざまな製品を継続的に製造しています。これらすべてが今日実現しており、機械が相互に接続され、さまざまなテクノロジーが組み合わさって、新しい製品形状だけでなく、新しい材料の組み合わせも生み出されています。

スマート製造の基盤は、人間と機械が連携して作業する自動化された共同プロセスです。 Market Observer によると、「拡張現実技術を使用したインタラクティブ インターフェースの設計」と題された新しい研究で、一部の研究者が拡張現実技術を使用してスマート製造向けのインタラクティブ インターフェースを設計しました。

分散数値制御 (DNC) システムでは、フライス盤や 3D プリンターなどの各デバイスがマシンの制御ユニット (MCU) に接続され、マシンが実行する一連の命令の組み合わせであるプログラムを送信してこれらのデバイスを制御します。 MCU は、シングルチップマイクロコンピュータまたはシングルチップマイクロコンピュータとも呼ばれます。MCU は、携帯電話、PC 周辺機器、リモコン、自動車用電子機器、産業用ステッピングモーター、ロボットアーム制御などで使用されています。

工場をインテリジェント化するために、研究者が一般的に使用する方法は、機械オペレーターがワークショップレベルの部品プログラミングタスクを工作機械上で直接実行できるようにすることであると理解されています。これは手動データ入力 (MDI) と呼ばれます。もちろん、ワークショップレベルのプログラミングを実現するには、オペレーターが部品プログラミングに関する一定の基本トレーニングを受ける必要があります。しかし、現在の傾向は手動プログラミングを「スキップ」することであり、オペレーターは部品の形状データと動作コマンドを MCU に手動で入力するだけでよいため、MDI は単純な操作と部品のみを処理します。これには、SmartMFG 環境での対話性とカスタマイズをサポートする適切なヒューマンマシンインタラクションツール (HMI) が緊急に必要です。

もちろん、研究者を含む多くの人々が最も懸念しているのは、個人がアクセスし、インタラクションを通じてスマートな製造を実現できるようにするために、HMI システムがどのようになるべきかということかもしれません。このとき、AR ベースのインターフェース設計の重要性が明らかになります。AR ベースのインターフェース設計は MCU と直接通信するため、MDI システムにおける多面的なインタラクションが増加し、命令の複雑さが増します。

このコンセプトに基づいて、研究者はAR拡張現実タブレットデバイスとUltimaker 3Dプリンターをデバイスエンドとして含むプロトタイプシステムを開発したと理解されています。


研究者らが開発したソフトウェア システムは、Google Tango AR ツールキットを搭載した Asus Zenfone スマートフォンをベースにしており、物理的なオブジェクトの深度画像を使用して、ユーザーがビルド プラットフォームと仮想的に対話できるようにします。さらに、このシステムは二次モデリングもサポートしており、ユーザーは既存のオブジェクトに 2D 曲線を描き、簡単な操作で 3D 形状に変換できます。設計が完了すると、ソフトウェア システムがそれを製造側の機器を制御および指示する一連の命令に変換します。ワイヤレスネットワークを使用して、指示が 3D プリンターに直接送信され、まったく新しい製品が作成されます。

Zenphone デバイスは、Wi-Fi ネットワークを介して Ultimaker 3 3D プリンターと通信します。物理座標系と AR 環境の座標系は QR コードを通じて調整されます。研究者らはまた、ユーザーが既存のオブジェクト上に形状を設計できる AR ベースの設計システムも作成しました。 Zenphone デバイスは 3D ポイント クラウド データを取得し、ユーザーが 2D 曲線を描画および編集し、それらの曲線を既存の平面に投影できるようにします。

機器と制御システム間の通信を促進することに加えて、このシステムのもう 1 つのハイライトは、モデリング プロセスのインタラクティブ性です。これにより、ユーザーは二次モデリングを実行できます。元のモデルがスキャンによって完成したか、デザイナーが他のモデリング ソフトウェアを使用して完成したかに関係なく、ユーザーは拡張現実で新しいオブジェクトを設計できます。さらに、ユーザーは 2D 設計を完了するだけで、ソフトウェアがそれを 3D モデルに変換し、3D プリンターに転送します。これは、従来の CAD システムでは実現が困難です。

出典: 3Dサイエンスバレー

ソフトウェア、Ultimaker、自動車、トレーニング

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