CAD 演 習 次 のようにネットワークから 講 義 メモをダウンロード 高 研 究 室 ホームページ: http://www.iwakimu.ac.jp/~sandelab/ あるいは 本 大 学 ホームページからのアクセス 方 法 : 学 部 大 学 院 科 学 技 術 学 部 科 学 技 術 学 科 教 員 紹 介 機 械 シ ステムコース 高 三 徳 研 究 室 の ホームページ 教 員 紹 介 担 当 科 目 CAD-Practice をダブルクリッ ク 保 存 (CAD-Practice.pdf をディス クトップに 上 書 保 存 ) ディスクトップ のファイル CAD-Practice.pdf を 開 く [ 使 用 ソフトウェア] SolidWorks (http://ja.wikipedia.org/wiki/solidworks)
第 1 章 SolidWorks とは SolidWorks(ソリッドワークス)とは Dassault Systèmes (ダッソー システムズ フラ ンス) SolidWorks Corporation( 現 Dassault Systèmes S.A.の 子 会 社 )より 提 供 される 機 械 設 計 用 途 の 3 次 元 CAD ソフトウェア(3D ソリッドモデラー)である 1.1 概 要 SolidWorks 社 は 1993 年 に 設 立 され 1995 年 に 最 初 の 製 品 を 出 荷 した 創 業 時 から の 製 品 ポリシー 使 いやすく 手 頃 な 価 格 で 利 用 可 能 は 1997 年 のダッソー システ ムズによる 買 収 以 後 も 変 わってはいない( 社 名 は Dassault Systèmes SolidWorks Corporation に 変 更 された) 2013 年 には ライセンスの 累 計 販 売 数 が 200 万 本 を 突 破 した 使 い 勝 手 の 良 さ を 主 なテーマにしており それまでの 大 企 業 向 けの UNIX をインフラ とした CATIA V4 Pro/ENGINEER( 現 PTC Creo Parametric) Unigraphics(UGS NX 参 照 )などのハイエンド( 性 能 の 高 い 高 価 格 対 義 語 はローエンド)CAD と AutoCAD に 代 表 される PC 系 CAD に 割 り 込 む ミドルレンジ 3D CAD という 位 置 づけにより 普 及 し たソフトウェアである 普 及 価 格 帯 の 3D CAD はその 後 多 く 発 表 されるが SolidWorks はその 先 駆 である ダッソー システムズには 買 収 以 前 から 独 自 の CAD 製 品 CATIA があるが 買 収 後 も 製 品 の 統 合 整 理 は 行 われず 製 品 としての 独 立 性 は 保 たれている ただし CATIA
V5 と SolidWorks は 機 能 的 に 類 似 している 部 分 が 多 く CATIA V5 から SolidWorks へ 導 入 された 機 能 としては 2003 のマルチボディ(1 パーツ 内 で 複 数 のソリッドを 持 つこと) 2004 には 材 質 ( 金 属 プラスチック 等 )を 入 力 すると かける 体 積 で 自 動 計 算 することに より 質 量 を 容 易 に 求 めることができる 逆 に SolidWorks から CATIA V5 へはスケッチパ ターン Excel による 設 計 テーブルなどの 機 能 が 提 供 された その 操 作 性 によりデザイン 用 途 の 利 用 者 も 存 在 するが 本 質 的 には 機 械 設 計 用 の CAD であり 複 雑 なコンポーネント(Component: 構 成 要 素 )よりはコンシューマ (Consumer: 消 費 者 ) 商 品 など 少 量 で 多 品 種 のバリュエーション(Valuation: 評 価 )の 多 いメーカーやサプライヤー(Supplier: 供 給 者 業 者 )の 運 用 に 向 く 1.2 機 能 体 系 新 機 能 のほとんどを 標 準 パッケージに 追 加 し 商 品 ラインナップ(Lineup: 整 列 )がシ ンプルであるため 商 品 の 選 択 把 握 が 容 易 である CAM などの 特 定 業 務 向 けの 機 能 は 自 社 では 提 供 せず サードパーティ(Third party: 第 三 者 ) 企 業 がプラグイン(Plug in: 接 続 取 り 組 む) 機 能 としてサードベンダー(Third vendor: 第 三 の 業 者 )が 供 給 する ユーザは 同 種 のアプリケーションでも 複 数 のメーカか ら 必 要 な 応 用 機 能 を 選 択 購 入 ができる
1.3 SolidWorks の 機 能 構 成 下 位 の 機 能 を 包 含 する 形 で 下 記 の 3 段 階 のパッケージが 提 供 されている 高 額 のパ ッケージには 多 機 能 を 求 めるユーザ 向 けの 補 助 的 なツールが 追 加 されている 最 安 価 のパッケージでも モデリングに 必 要 な 機 能 は 提 供 される SolidWorks Standard( 基 本 構 成 ) 基 本 のモデラーの SolidWorks のパッケージ SolidWorks Professional (サブツールが 付 属 する 中 間 構 成 ) SolidWorks CAD Software の 機 能 に 加 え レンダリング データ 管 理 アニメー ションなどのツールを 加 えたパッケージ 追 加 ツールは 3D モデルデータの 2 次 的 な 利 用 に 便 利 なツールが 含 まれている SolidWorks Premium(プレミアム) ( 最 大 構 成 ) SolidWorks Professional に 加 えて 電 気 配 線 や 配 管 設 計 を 行 うためのツール 構 造 解 析 SolidWorks Simulation の 線 形 静 解 析 のみを 含 んだパッケージ 1.4 モデラー 以 外 の 機 能 SolidWorks は 当 初 は 純 粋 なモデラーであったが ユーザの 利 用 範 囲 の 拡 大 と 共 に CAD としての 必 要 な 機 能 を 順 次 追 加 している
構 造 解 析 の 必 要 性 においては アプリケーション パートナーであった COSMOS(コス モス)を 買 収 し 自 社 ブランドとした 商 品 は SolidWorks とは 別 に 複 数 存 在 する SolidWorks Simulation ( 旧 商 品 名 :COSMOSWorks) 有 限 要 素 法 解 析 により 構 造 解 析 を 行 える SolidWorks 統 合 ソフト SolidWorks で 構 築 したモデルを 同 じ 画 面 で 解 析 できる SolidWorks Flow Simulation ( 旧 商 品 名 :COSMOSFloWorks) SolidWorks 上 で 構 築 したモデルを 使 って 流 体 解 析 をするソフト SolidWorks Motion ( 旧 商 品 名 :COSMOSMotion) 機 構 シミュレーションのプラグイン Windows 準 拠 からスタートしたが 故 に データの 管 理 はファイルとしての 扱 いであり エクスプローラによるアイコン サムネイル(thumbnai: 画 像 や 印 刷 物 ページなどを 表 示 する 際 に 視 認 性 を 高 めるために 縮 小 させた 見 本 のこと 親 指 (thumb)の 爪 (nail) のように 小 さく 簡 潔 であるという 意 味 から 来 ている) プレビューなどを 提 供 してい たが ユーザの 増 大 によりデータ 管 理 のアプリケーションが 追 加 された SolidWorks Enterprise PDM(Product Data Management: 製 品 データ 管 理 ) Microsoft の SQL(Structured Query Language: 構 造 化 検 索 言 語 ) Server を 利 用 したデータ 管 理 のソフトを 用 意 現 在 はユーザを 含 め 利 用 が 可 能 になっている
3D CAD のデータは 部 品 は 部 品 で 1 ファイルとなり 組 み 合 わせ 情 報 を 持 つアセ ンブリ 情 報 をもつファイルが 存 在 し ファイルでの 扱 いは 煩 雑 DBMS(DataBase Management System:データベース 管 理 システム)を 利 用 したツールでは 部 品 の 組 み 込 み 関 係 親 子 の 構 造 などを 一 貫 して 破 綻 (はたん)なく 管 理 できるため 必 須 の 機 能 となっている 1.5 提 携 企 業 のソフトウェア EMS: SolidWorks 上 で 電 磁 界 解 析 を 行 える SolidWorks アドオン(Add on: 貸 付 金 の 返 済 を 割 賦 )ソフト 開 発 元 はカナダ EMWorks 社 日 本 における 販 売 総 代 理 店 は 構 造 計 画 研 究 所 である OPTISWORKS: 仏 OPTIS 社 の 光 学 解 析 を 行 える SolidWorks 統 合 ソフト CamWorks: SolidWorks のゴールデンパートナー 製 品 である SolidWorks 上 で 構 築 したモデルを 使 って NC プログラムを 作 成 するソフト フィーチャーベース (Feature-based: 特 徴 形 状 に 基 づく)の CAM であり SolidWorks 上 で 操 作 を 行 うことができる 開 発 元 は 米 ジオメトリックテクノロジーズ 社 (Geometric Technologies, Inc.: 旧 テックソフト 社 )である 日 本 における 販 売 代 理 店 およびサ ポートは 複 数 の 会 社 が 行 っている NSWorks: SolidWorks と en:enovia MatrixOne を 連 携 させるツール ライブラリ の 形 態 で 提 供 される CAD の 構 成 情 報 管 理 チーム 設 計 リビジョン 管 理 排 他 制 御 などを 行 うことができる 開 発 元 は 新 日 鉄 ソリューションズである
第 2 章 2 次 元 図 面 の 作 成 (2D-CAD) 1.SolidWorks の 起 動 いわき 明 星 大 学 コンピュータシステム ID と PW を 入 力 して Login デスクトップの 授 業 用 フォルダをクリック SolidWorks をクリック または Windows の スタート アイコンをクリック すべてのプログラム SolidWorks 2014 2.SolidWorks 教 科 書 の Download をクリック メニュー: ヘルプ SolidWorks の 概 要 (pdf) Adobe Readerのファイ ル 名 前 を 付 けて 保 存 フォルダの 参 照 ( 自 分 のフォルダに) ファ イル 名 を SolidWorks.pdf にして 保 存 3. 新 規 部 品 作 成 メニュー: ファイル 新 規 部 品 OK 4. 規 格 と 単 位 系 の 設 定 メニュー: ツール オプション ドキュメントプロパ ティ 設 計 規 格 ISO 単 位 単 位 系 :MMGS(ミニ グラム 秒 ) OK 5.データの 保 存 メニュー: ファイル 指 定 保 存 フォルダを 選 択 (または 新 規 ) フ ァイル 名 (たとえば step1.sldprt)を 指 定 保 存
6. 課 題 :SolidWorks の スケッチ 機 能 を 用 いてスパナの 正 面 図 を 作 成 8 11 1 8 6 7 5 3 3 5 4 7 2 13 11 13 2 4 6 参 考 手 順 : 1 直 線 の 中 の の 機 能 を 用 いて 水 平 中 心 線 を 描 き 点 の 機 能 を 用 いて 水 平 中 心 線 の 上 に2 点 (O 1 および O 2 )を 打 ち の 機 能 を 用 いて O 1 と O 2 点 間 の 距 離 寸 法 を 出 し 188 に 修 正 する Step1 の 名 前 で 指 定 保 存 する 2 直 線 の 中 の の 機 能 を 用 いて O 1 を 通 る 傾 斜 中 心 線 を 描 き Esc キ ーを 押 し 描 いた 傾 斜 中 心 線 をクリックし 角 度 を 195 に 修 正 する また この 傾 斜 中 心 線 に 平 行 して O 2 を 通 る 中 心 線 を 描 く Step2 の 名 前 で 指 定 保 存 する 3 直 線 の 機 能 を 用 いて O 1 を 通 る 傾 斜 中 心 線 に 垂 直 な 直 線 を 描 き Esc キーを 押 し を 用 いて 描 いた 線 から O 1 までの 距 離 寸 法 を 出 し 27 に 修 正 する 同 様 O 2 を 通 る 傾 斜 中 心 線 に 垂 直 な 直 線 を 描 き Esc キーを 押 し 描 いた 線 から O 2 までの 距 離 寸 法 を 出 し 24 に 修 正 する Step3 の 名 前 で 指 定 保 存 する
補 足 :a. 図 面 の 移 動 操 作 方 法 は Ctrl キーを 押 したままでマウスのホイルを 押 したまま 移 動 する; b. 図 面 の 拡 大 縮 小 の 操 作 方 法 は マウスのホイルを 回 す 4 円 の 機 能 を 用 いて それぞれ 2 本 の 傾 斜 中 心 線 の 上 に 円 心 を 置 き それぞれ O 1 とO 2 を 通 る 円 を 描 き 半 径 の 値 を R16 と R14 に 修 正 し の 小 緑 チェクマークをク リックする Step4 の 名 前 で 指 定 保 存 する 5 の 機 能 を 用 いて それぞれ2 本 の 傾 斜 中 心 線 をクリックし オフセット 距 離 D の 値 を 27/2 および 24/2 に 修 正 し の 小 緑 チェクマークをクリ ックする の 中 の を 用 いて 下 図 の 形 状 になるよう にトリムを 行 う( 選 択 的 に 要 らない 部 分 を 削 除 する) の 小 緑 チェクマークをクリ ックする スケッチフィレット の 機 能 を 用 いて それぞれ 円 弧 とその 次 の 直 線 をクリ ックし フィレット 半 径 の 値 を 1.5 に 修 正 し のチェックマークを 外 し の 小 緑 チェックマークをクリックする Step5 の 名 前 で 指 定 保 存 する
6 円 の 機 能 を 用 いて それぞれ 点 O 1 とO 2 を 円 心 として 半 径 R31 と R28 の 円 を 描 く Step6 の 名 前 で 指 定 保 存 する 7 それぞれ 点 O 1 とO 2 から 傾 斜 中 心 線 にほぼ 垂 直 な 直 線 を 描 き Esc キーを 押 す 次 のように 正 確 に 垂 直 の 拘 束 条 件 を 付 ける (a) 基 準 とする 傾 斜 中 心 線 をクリック (b) Ctrlキーを 押 したままで 傾 斜 中 心 線 にほぼ 垂 直 な 線 をクリック (c) 垂 直 拘 束 のマークをクリック 描 いた 2 本 の 垂 直 線 の 上 にそれぞれ 円 心 を 置 き 6で 描 いた R31 と R28 の 円 と 内 接 する 円 を 描 き の 機 能 を 用 いて 内 接 円 の 直 径 を 出 し それぞれФ32 とФ26 に 修 正 する Step7 の 名 前 で 指 定 保 存 する 8 の 中 の を 用 いて 下 図 の 形 状 になるようにトリ
ムを 行 うトリムを 行 い の 小 緑 チェクマークをクリックする Step8 の 名 前 で 指 定 保 存 する 9 円 の 機 能 を 用 いて8で 描 いた R16 と R13 円 の 中 心 をそれぞれ 円 心 として 半 径 R24 (= 40-16)と R22 (= 35-13)の 円 を 描 き これらの 円 と 傾 斜 中 心 線 との 交 点 を 円 心 として8で 描 いた R16 と R13 円 とそれぞれ 内 接 する 円 ( 即 ち R40 および R35 の 円 ) を 描 いてから R24 および R22 の 円 を 削 除 する と 同 じグループの 中 の 機 能 を 用 いて 傾 斜 中 心 線 をクリックして 延 長 する の 中 の を 用 いて 下 図 の 形 状 になるようにトリム を 行 い の 小 緑 チェクマークをクリックする Step9 の 名 前 で 指 定 保 存 する
10 機 能 を 用 いて これまで 描 いたスパナ 左 端 の 形 状 を 選 択 してから のボックスをクリックし 左 端 の 斜 めの 中 心 線 に 選 択 し の 小 緑 チェクマークをクリックする Step10 の 名 前 で 指 定 保 存 する 11 直 線 機 能 を 用 いて R40 の 円 弧 と 水 平 中 心 線 との 交 点 から 上 へたての 線 を 引 き Esc キーを 押 し 描 いたたての 線 をクリックし 長 さを 24/2 に 修 正 し 小 緑 チ ェクマークをクリックする 同 様 R35 の 円 弧 と 水 平 中 心 線 との 交 点 から 上 へ 長 さ 22/2 のたての 線 を 引 く 直 線 機 能 を 用 いて これらの 2 本 のたての 線 の 端 点 を 結 ぶ 線 を 描 き 機 能 を 用 いてこの 線 を 水 平 の 中 心 線 に 対 してミラ ーコピーする 2 本 のたての 線 を 削 除 する Step11 の 名 前 で 指 定 保 存 する 12 の 機 能 を 用 いて それぞれ R40 の 円 弧 および R35 の 円 弧 をクリック し オフセット 距 離 D の 値 を 0 に 修 正 し の 小 緑 チェクマークをクリ ックする スケッチフィレット 機 能 を 用 いて 10で 作 成 した 2 本 の 線 と 円 弧 との 間 で R45, R20, R20, R45 のフィレットをつけ 緑 のチェックマークをクリックする 重 複 の 円 弧 部 分 を 削 除 する Step12 の 名 前 で 指 定 保 存 する 13 機 能 を 用 いて 文 字 27 と 24 を 描 き その 位 置 と 大 きさを 編 集 する Step13 の 名 前 で 指 定 保 存 する
第 3 章 3Dモデルの 作 成 (3D-CAD) 別 添 の PDF 資 料 を 参 照