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『2Dと3DCADの違いは?』CADによる設計について

2020.01.21

CADとは、「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。

使用されるCADでは、2D(2次元)・3D(3次元) CADがあります。
X,Yで描くものを2D(2次元)といい、基本的な製図のレイアウトとして正面図、側面図、平面図を描き、X,Y,Z で描くものを3D(3次元)といいます。

主に2次元CADはものを製作するための製図をする際に用いられ、3次元はデータモデルとして、もののイメージや、形状を正確に表す際に用いられます。

種類

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。

2D CAD

・AUTO CAD

3D 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)

ミッドレンジ
・Solid Works
・Inventer (Auto Desk)
・I-CAD/SX (富士通)
・Iron Cad (クリエイティブマシン)など

特徴

3D CADのデータ作成方法には以下のようなものがあります。

・ソリッド

ソリッドモデル

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。

・サーフェース
サーフェスモデル
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。
中身の情報がないので、体積や質量の計算、部品同士の干渉の検証などはできません。そのため筐体設計の過程で使用することが多く、最終的にソリッドモデルに変換することが一般的です。サーフェスモデルは、自由曲面の多いキャラクターやインテリアなど、デザイン系が得意な表現方法です。
・ワイヤー
ワイヤーフレームモデル
データは軽いが、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、見えずらくなります。
3D CADにはデータが大きく、動作が重くなりがちな自由曲面に強いCAD、データが小さく動作が軽いCADがあるため、目的と描きたいものにより、選定する必要があります。

選定

2D CAD

【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。

【デメリット】
奥行き、厚さ方向を設計者が理解しておく必要がある。

3D CAD

【メリット】
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。

【デメリット】
回転やスライドを表現する場合、各パーツの位置決めをする拘束機能を必要とする。

オフラインティーチング/ロボットシュミレーション


オフラインティーチング(ロボットシュミレーション)とは、ロボットシステム実機を設置する前に、あらかじめどの様な問題が起こるかコンピュータ上で確認することを言います。

設計、プログラミング、導入立上、生産、保守まで一連の業務が集約できます。
特に導入前の構想設計において、レイアウト確認、プログラム作製、サイクルタイム検証、干渉確認など自動化に必要な事が事前に確認できます

ロボットメーカー独自のソフトウェアは以下のようなものがあります。

・FANUC  ROBOGUIDE
・安川電機 MOTOSIM
・川崎重工業 K-ROSET
・三菱電機 MELFA  Works

MIRAI-LABでは…

オフラインティーチング(ロボット3Dシュミレーション)の依頼を受け付けております。

プログラムや設定をシュミレーターで、MIRAI-LABが作成し、社内でそのデータをベースにティーチング修正を行い、不足している信号系を追加します。

お気軽にお問合せ下さい。

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