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組立を意識した3D CADの使い方

3D CADで設計・作成される3Dデータはデジタルプロトタイプと呼ばれ、実際に部品を試作しなくてもパソコン内で組立検証を行うことができます。3D CADでは単に組図(アセンブリ)を作成するだけではなく組立を意識した設計が重要です。

組図(アセンブリ)内で部品設計する

3D CADでのモデリングは部品ファイルで行いますが、3次元設計ではアセンブリ内で部品を設計します。アセンブリでの作業は部品の取付け作業がメインですが、個々の部品の編集作業もアセンブリ内で行うことができます。

部品編集の切分け例

図面をトレースしてモデリング 構想設計 設計検証
部品ファイルでの作業
アセンブリファイルでの作業 必要なし

上表の様にアセンブリでの部品編集は設計を行う上で有効であることがわかります。

組立を意識した設計検討

レイアウト検討

仕様で決められた空間に効率よく部品を配置することをレイアウト検討と言います。既存の標準部品の配置は通常のアセンブリ作業で行い、新規部品はアセンブリ内で他の部品との取合い確認しながら部品を編集して設計を行います。2D CADのレイアウト図と同じ方法で3Dレイアウト設計が行えます。

4次元の設計検討

機構を持つ製品や、組立て作業は3次元に時間軸を追加した4次元で設計検討を行うことができます。部品の取付けを再現するために組立方向に部品を移動させて衝突確認でスムーズに組立ができるか確認することができます。

*組立の基本として部品を上から所定の位置に置けることがあります。この原則を外れると組立の難易度が上がり、歩留まりや、組立不良の原因になります。

作業者の視界検討

3D CADにはウォークスルーなど作業者の視界を検証できる機能が搭載されています。部品の組立時に位置合わせに必要な穴位置や、ピンの位置が目視で確認できる様に部品形状を検討できます。

誤組み確認

組立不良には類似形状の部品が間違って製造ラインに配膳された場合でも、組立できてしまうと問題が検出できなくなります。また取付方向を間違っても組立できてしまっても同様に問題になります。
そこでアセンブリ内で実際に間違った部品を取付けた場合に他の部品とぶつかり組立できなくする設計を行います。

複数種類のアセンブリを活用する

通常アセンブリはレイアウト検討などの基本設計用に利用されますが、組立検討を行う場合には専用のアセンブリをコピーして用意することで検討しやすくなります。目的別アセンブリが用意されていますので、レイアウト検討と組立検討を同時進行で行え、設計精度の向上が期待できます。

組立検証を可能にした3D CAD

3D CADを使った組立検証について説明してきました。このように3D CADは単なる設計の道具から製品開発全般で活用できる道具に進化しています。3Dモデルを組立で利用することで、以前は試作品を作成して検証していたことが3D CADで行えるようになり、製品開発期間の大幅短縮が実現しました。

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