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現在のSolid Edge [3DCAD]

2000年の初めまでは「CAD & CG」という書籍で、「Solid Edge」を重点的に記事にされていて
3DCADとしてはお勧めのような内容でした。

そこで「Solid Edge」について調べてみました。
https://ja.wikipedia.org/wiki/Solid_Edge

UGS社の「Solid Edge」は2007年にはSiemens AGに買収されました。

それに対して「SolidWorks」はWindowsに早めに準拠したのでシェアを伸ばして現在に至っています。
以前に読んだ記事によれば「SolidWorks」の開発者は「Solid Edge」の開発メンバーだったと
書かれていました。


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部品資料の3D画面 [3DCAD]

PDFなどで提供される部品の資料で立体的になっていて図面による勘違いを正してくれて
感謝したことが何度かあります。

しかし、これまでのものはイラストや写真などが多いように感じますが
最近では3DCAD由来のものが多いように感じます。

例えばこちらの38ページなどです。
(こちらは特に誤解を招くような形状ではありません。)

http://www.ti.com/jp/lit/gpn/amc1305m05-q1

レンダリング時に光源設定されたものが、黒い樹脂部分への反射として表現されています。

ディスクリートのAVR、特にZIPの場合は曲げ方向が図面ではわかりにくい時や勘違いを
しやすいようです。

フットプリントではパッドとシルクの移動ぐらいの修正で済む場合もありますが
3DCADでこれを間違えたら、修正するよりは一から作り直した方が早い場合が多いので
重要です。


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MOLEXなどのSTEP形状 [3DCAD]

モレックスなどのフラットケーブルコネクタは寸法図にすべての寸法が載っていないことがあるので
モレックスからSTEPファイルをダウンロードして利用することが多いです。

該当するファイルがない場合もありますが鉛フリーなどで型番が代わる場合もあるので違った型番でも
そのまま使用できることが多々あります。

一々モレックスで探すのも面倒な場合もあるので、まずはこちらでチェックしてからにしいています。

https://www.digikey.com/products/en?has3d=1&v=23&v=900


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Rhinoceros6 [3DCAD]

以前に「Rhinoceros4」は使用していたので「Rhinoceros6」の新機能についても
気になります。

他のソフトウェアと同様に時代の流れで64ビット版になったようです。
(Win8.1には対応しているがWin8.0は未対応)

http://www.too.com/product/software/cgcad/rhinoceros/rhino6_newfunction.html

Rhinoceros6_STEP.jpg

サポートされている形式はこちらです。

STEPファイルもサポートされているので作成したものを「Altium Designer」で利用可能です。
有用なIGES、OBJ、STLは入出力をサポートされています。

Macの移植の流れもあるので2D系のファイル形式で有用なものもあるのでファイル変換にも
利用できそうです。
SolidWorksのファイルもインポート可能ですがどのバージョンまで読めるのかは不明です。
(SW2013のファイルは読み込めます。)

「Rhinoceros」は3DCADかCGなのかその中間なのか不思議なソフトウェアですがこちらに
その返答となるような画像があります。

http://www.applicraft.com/products/rhinoceros/rhinoceros/

関連書籍はこちらです。



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作りにくい3D形状 [3DCAD]

フラットケーブルコネクタは、細かい部分の寸法が記載されていないので作りにくいです。
その割には使用頻度が多いので作る場面が多いです。
STEPファイルだけならモレックスやJSTであればダウンロードしたものを使用しますが
ソリッドワークスで作成しないといけない場合は大変です。

また、サーミスターなどSMDタイプではない場合です。
サーミスターはその使用形態から別の発熱するデバイスの近くに配置する都合で
ディスクリートタイプも多いです。

昔のセラミックコンデンサやタンタルコンデンサのように2本のリード線に樹脂が垂れて
いるような絵柄です。
具体的な寸法もないし、適当にフィレット処理をするとソリッドワークス側から数学的な
エラーを指摘されます。

CGソフトウェアならマウスでのひっぱり出すコマンドがあるので簡単でしょうが
3DCADはR処理が一般的なので厄介です。


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3D化して10年目 [3DCAD]

基板設計で本格的に3D化したのはSolidWorks2008からで現在はSolidWorks2018が
リリースされているので丁度10年経ったということになりました。

当初は「P-CAD2002」で3D化していたので
IDF形式で出力したものを「SolidWorks」のアドインである「CircuitWorks」で受けて
「SolidWorks」で作成した形状を個々に指定し差し替えていました。

5年前からは「Altium Designer」に代えたのでIDF形式を「CircuitWorks」で
受けるのは一緒ですが、手動で処理するのではなくEXCELマクロでファイルを
作成することで一気に変換します。

2年前からは「Altium Designer」のライブラリーにDelphiスクリプトでSTEPファイルを
差し替えそのまま3DPDF化しています。

結果は似ていますがやり方はこの10年で随分変わっています。
3D化作業にあまり時間を割いても、通常はその費用を請求できる訳ではないので
このように手順を改善しています。


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3DCADのデメリット [3DCAD]

メリットは形状がわかりやすいとか事前検討ができるという点ですが
デメリットについてはあまり触れられません。
それを箇条書きにしてみます。

1.2DCADと比べると操作系が異なるので習得に時間が掛かる。
2.ソフトウェアのトラブルで業務が滞ることが有り得る。
3.自分で形状を想像したり考える能力が低下してしまう。
4.流用設計が可能なため新規設計能力が低下する。
5.3D化後は寸法を表示しないのでスケール感がつかみにくい。
6.ソフトウェアが高額なために維持費や更新などに苦慮する。

以上のデメリットはありますが、オペレータ側としては設計ミスが減るので
元には戻れないでしょう。

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DesignSpark Mechanicalのファイル [3DCAD]

以前にも「DesignSpark Mechanical」がSTEPファイルをインポート可能なのには
触れました。

こちらの情報によればSTEPファイルのエクスポートも可能なようです。
http://help.spaceclaim.com/dsm/2.0/ja/Importing_and_exporting.htm

IDFのインポートが可能なのにも気がつきました。
(ファイル名を書き換える必要があるかもしれません。)

これであれば基板設計CADからの情報を読み込んで「DesignSpark Mechanical」の
3D部品への差し替えが可能です。
これをSTEPファイルで吐き出せれば通常の業務には使えるという意味でもあります。

「DesignSpark Mechanical」は自身がそれほと使用していないので使い勝手がどうかは
はっきり述べられません。


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STLファイルでの試作 [3DCAD]

「Altium Designer」で設計されたファイルをSTEPファイルで出力し
それをソリッドワークスでSTLファイルに変換しました。

「Fusion」のこちらのサイトにSTLファイルをアップロードすれば見積もりが表示されます。
https://fusionpcb.jp/fusion-3d-printing.html

併せてアップロードした形状も表示されるので間違った形状を注文することも
ないでしょう。

この記事作成時点では注文はしていないので出来栄えなどは不明です。
樹脂ケースで機構検討が難しい場合はこれで対応するのも一つの手ではないでしょうか。


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図脳CAD 3Dのリリース [3DCAD]

9/29に「図脳CAD 3D」がリリースされたようで優待の申し込み書が送付されてきました。
その内容を見るとSTEPファイルの入出力には対応していました。

どれぐらい複雑な構成に対応しているかは不明です。
ソリッドワークスの上位機種のCATIAとの連携も謳ってはいます。

定価は80万円で、新規でも年間サポート料金は別途に15万円です。
USBプロテクトキーが必要なタイプのようです。

NVIDIAやAMDの3Dアクセラレータが必要と書かれています。
3D形状の展開図などの2D図面化作業では同社の図脳RAPIDPROが必要なようです。

価格的にミッドレンジのやや安いレベルなので、ある程度の機能がないといけないでしょう。

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フォトロンの新3DCAD [3DCAD]

フォトロンのこれまでの3DCADは非力で部品点数が30点ぐらいで重くて使えませんでした。
1年ぐらい前から新3DCADのリリースに関してはアナウンスだけはありましたが
未だに具体的内容は殆どありません。

こちらの情報によれば業界の最上位のCATIAのデータが扱えるというアナウンスです。
http://www.photron.co.jp/zunouCAD3D/

ソリッドワークスからCATIA用ファイルに変換が可能なので使えそうです。
以前から全く価格に関しての情報がないのが残念です。


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Fusion360 [3DCAD]

存在は知っていましたが、使ったことはありませんでした。
このソフトウェアに関する書籍を読んでみました。

スプライン曲線が使えるので機械的ではないCG風の絵柄が作れます。
それは動物だったり車のボディだったりします。

操作画面は「Rhinoceros」と「SketchUp」の中間のように見えます。

STEPファイルも出力できるようですが、基板上で使えるような小さい部品の作図が
どうなのかは不明です。



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FreeCAD [3DCAD]

こちらのサイトからWin64Bit版をDLしてインストールしてみました。

使用方法はこちらの日本語PDFを参考にしてください。

使用した印象としては背景はCATIAに似ています。
最初は存在しているSTEPファイルを操作するなどした方がいいでしょう。

このSTEPファイルは単体のファイルの割りには要素別に個別に出力されるようで
ソリッドワークスで読み込むとアセンブリーファイル扱いになってしまいました。

新規作成の場合は「Start」などと表示されている窓を「Sketcher」にすると2Dの作図作業が
できます。
スケッチが終了したら「Part Design」にすれば押し出しなどのアイコンが選択可能になります。
基板設計で使用する小さい部品を作成するには「SketchUp」よりは使い易いでしょう。

操作自体は他の3Dソフトウェアに比べて簡単とはいえず慣れが必要でしょう。

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3D原点マーカーの色 [3DCAD]

Altium DesignerのXYZの座標軸を表す矢印である「3D原点マーカー」の色はそれぞれ
赤、緑、青になっています。

これはRGBという並びで、3DCADでもこれに準拠している場合が多いようです。
確認した限りでは

メタセコイア
Rhinoceros
SolidWorks
SketchUP

などです。

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MURATAの3Dデータ [3DCAD]

こちらに村田製作所の磁器関連のデバイスの3Dデータがあります。
http://www.murata-ps.com/en/products/magnetics/3d-files.html

これ以外のデバイスはまずはこちらの一覧から
http://www.murata-ps.com/en/catalog/seo_sitemap/category/

ジャンルを選んでそれぞれのジャンル内の「3D files」をクリックしてみてください。
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簡易3Dと3D部品の違い [3DCAD]

Altiim Designerの押し出しによる簡易3Dでは時間が掛かるのでリード線などには対応
させていないことが多いでしょう。
ボディーの高さや形状を設定することぐらいです。

DIPICではその両側同士の間隔(300-600mil)やSOPICではガルウィングがパッドに到達して
いるかどうかを確認しにくいです。

3DCADによる処理(STEPまたはIDF経由で生成)であればこれもはっきりわかるので視認
しやすくなります。
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STEPとIDF [3DCAD]

IDF形式のファイルとSTEPファイルをどちらも3DCADデータと勘違いされている方が
多いようです。
後者のSTEPファイルは3DCADデータの一つで3DCAD形式の中では汎用といっていい
でしょう。
しかし、IDF形式はそうではありません。
IDF自体、通常は基板設計CADから生成します。

IDFは3DCADに橋渡しをするもので、そのファイル自体は今後発展すれば別ですが
現状ではそれほど複雑なファイルを橋渡ししていません。
3DCAD側ではIDFによって部品の位置と大まかな形状を伝達してもらい3DCAD自身で
細かい形状を作成して、仮の形状と差し替えるのが本来の目的です。

シュミレーションではIDF形式を読み込んで処理するものもありますが
それは3DCADを持っていない方に向けた考慮とラフなシュミレーションという
位置づけです。

補足
IDFではFootPrintとCommentの情報がそのまま継承します。
ディスクリートの抵抗であれば、同じFootPrintでもCommentの値によって区別する
ような3DCAD形状を準備することを想定しています。
しかし、そうなると3DCAD側で登録する量がCR関連だけで多くなります。
弊社ではComment=FootPrintとして登録量を減らしています。

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3Dでの展開図 [3DCAD]

機構設計者が2次元CADになれていると3DCADにアレルギーがある場合があります。
そういう意味で驚いたのが基板設計CADから出力したIDFからソリッドワークスで
作成した3Dデータ。
それをソリッドワークスでは定番の展開図にしPDFとDXFで顧客に渡しました。

顧客はそのDXFデータから板金折り曲げの筐体設計をされたようで非常に喜ばれ
ました。

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3DPDFより展開図? [3DCAD]

基板設計したものはすぐに3DPDFにて顧客に確認を貰っています。
しかし、それだけの場合も多いようです。
2DCADに馴染みのある方には3DCADから作図した展開図もDXFで送付する場合が
あります。

2DCADで作図した展開図と比べてより部品の詳細な情報が記載できるので喜ばれ
ます。

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Rhinocerosの使い方 [3DCAD]

こちらのサイトに具体的な使い方が書かれています。

オプションの設定ファイルは細かく設定しても再度、アプリ起動するとデフォルトに
戻るタイプです。
しかし、テンプレートとして保存し、それをコピーするなどすれば回避できます。
その辺りはAltiumと似ています。
部品作りをこれでしてDXF保存してAltiumでのインポートも可能です。

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