今回の記事では機械設計で使われるCADという手法についてCADとは何か？、どんなものがあるのか？を解説していきたいと思います。
「Computer Aided Design」の略で、コンピュータを用いて設計すること、または支援ツールにより、製図を行うシステムのことを言います。システムインテグレーションには機械製図用CADと電気、制御製図用CADが使われます。
従って一般的にCADソフト＝パソコン上の設計用ソフトという認識でよいかと思われます。
ではCADソフトにはどのようなものがあるのでしょうか？
CADソフトにはその用途によって様々なものが販売されていますがFA、ロボットシステム設計用としての機械CADソフトウェアは以下のようなものが参考として挙げられます。
・AUTO CAD
曲面やウネリ形状に強いハイエンド
・CATIA (Dassault Systems)
・Creo (PTC)
・NX (Siemens PLM)
・I-DEAS (Siemens PLM)
【メリット】
価格的に安価。手書き製図していた設計者の代替ツールとして手軽に利用。
【メリット】
設計検討スピードの向上。重心や、重量が正確にわかる。斜め方向の空間的な計測が可能。
3D CADの特徴は物を立体的に表現してくれる点にあります。図面はモノづくりの指示を２次元的に表現したものですので設計をする上で３次元的な表現との返還を脳内だけで行うのは大変です。この課題において３D CADは目で見て感覚的に理解をしやすいという利点があります。
以下に３Dで扱われるデータがどのような方式で表現されるのかというデータ構成について例を挙げます。
頂点・線分・面で構成された体積を持つ立体モデル。フィーチャーを積み重ねて、足したり、除去したりして立体を作成するので、粘土細工をイメージしてもらうとわかりやすと思います。
中身の情報があるので、体積や質量の計算、部品同士の干渉の検証なども可能です。そのぶんデータ量が多くなり、パソコンでの処理に時間がかかるというデメリットがあります。
板厚を表現しない自由曲面の表現設計に使用します。風船のように生身のない立体をイメージしてもらうとわかりやすいと思います。
データは軽いですが、角や、端面の線表現のみとなります。また、線のみなので向こう側の隠れた線も見えるため、見えづらくなります。
CADデータをやり取りする場合、データファイルフォーマットが存在します。
２DではDXF（多くのCADソフトとやり取りが可能）やDWG（AutoCadのフォーマット）などです。
CAD設計をする際に同一のCADソフトかつ同じバージョンで行われていれば問題ないですが、違うソフトやバージョンの場合は図面確認をする際に以下の様な問題が出てくるので注意が必要です。
いままで説明してきたように３D CADはいわゆる製図ツールです。設計者が、設計した部品をどの様に加工し組立て製作したいか正確に表現し、相手に間違いなく伝えるためのツールです。従って、製図手法を用い図面を作成するという点は従来の方法と基本的な考え方は同じです。製図は、JISで規格化されており、規格に準じて図面を作成する必要があります。CADソフトは簡単に図面の作成と編集ができますが、ツールを正しく扱うためにも製図の規格を正しく理解しておくことが設計者には必要です。
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