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下記記事はDRAFTです。随時加筆訂正していきます。
執筆時からCADの機能も変わり、設計手法も変わりました。今記事を書くと、もう少し違ったやり方をすると思います。
質問・アドバイス等があれば連絡願います。
皆さんの参考になるように記事を充実させていきたいと思っています。

5.具体的な設計例:プリント基板自動検査機(ワークフローから構想設計へ)

さて、前回のワークフローから構想設計へどう持っていくかを説明していきます。
これからはSolid Edgeを使って3DCADでの設計方法も併せて説明していく予定です。
 私は、「どうも3DCADでの設計に馴染めない」と言う方、「2DCADでの設計には慣れているが、3DCADへの移行がうまくいかない」と言う方々の気持ちがよく分かるつもりです。
世の中の3DCADでの設計方法の解説は、わざと分かりにくくしていないか?と思うことがあります。
ですので、なるべく2D設計に慣れた方々が移行しやすい方法で説明していきたい、と思っています。
もちろん、設計経験の短い人にもそれなりに役に立つような説明にしたいとは思っています。

[ワークフローからサブアセンブリを作成する]

まず、Solid Edgeを立ち上げます。
まず、「PCB検査装置.asm」というアセンブリファイル(これが最上位のトップ・アセンブリファイル)を作ります。この際、専用のフォルダーを作成してそこに作ることが肝心です。
次に、前回のワークフローをレイアウトスケッチとしてX-Y平面に作成します。(図1)

図1.レイアウトスケッチ
レイアウトの原点は検査部の”ワーク中心”(基板の中心)とします。
次に以下に示す空のサブ・アセンブリファイルを、この開いているトップ・アセンブリファイル内で「インプレース」(注1)で作っていきます。
または、個別に空のサブ・アセンブリファイルをつくってレイアウトスケッチに位置決めしていく方法でもよいです。
作るのは、
・検査部.asm
・PPU.asm(基板供給/取り出し部のこと)
・マガジン交換部.asm(基板移載部はここのSubAssemblyとして作る予定)
・合否振り分け部.asm
の4つです。

図2.空のアセンブリファイルの配置
それぞれのサブ・アセンブリファイルにはレイアウトスケッチを、必要部分「包含」コマンドでコピーします。(注2)
または、トップアセンブリから「スケッチをコピー」コマンドで各サブアセンブリにコピーしても良いでしょう。
何故、この様な事をするのかと言うと、個々のアセンブリファイルを開いて編集したい場合に、一々トップアセンブリファイル内に戻らなくても良い様にするためです。
また、このスケッチが設計の「トップポリシー」になりますから、このスケッチに基づいて設計を進めれば、各アセンブリ間での齟齬が無い、という利点もあります。

さて、ここから各ユニットのより詳細な設計に入っていきます。
チームで設計をする場合は、各メンバーがそれぞれのサブアセンブリファイルを開いて設計を開始してよいのでしょうが、私の様な個人で全てを行う設計者は、一度には一つのユニットしか設計できません。
いきおい、何が一番重要な箇所か?どこを決めるのが先決か?を考えてゆくことになります。
では、どこが今回最初に着手すべき所でしょうか?まずは「検査装置」の名の通り、「検査部」から着手すべきでしょう。
一応、ワークフローは決めてありますから、”機能の中心的なユニット”である「検査部」をここに収まるようにまずはざっと決め、それから「PPU」を決め、「合否振り分け部」を決め、「マガジン交換部」を決めていく方針とします。
もちろん、各ユニットを決めていく段階で他のユニットへの変更がかかることはあります。
決して、一方向には流れません。


さて、「検査部」の検討を開始する前に、「マガジン交換部.asm」、「PPU.asm」、「合否振り分け部.asm」にスペース確保の為のダミーパーツを配置しておきます。
まず「マガジン交換部.asm」を開きます。
図の様なレイアウトスケッチが見えるはずです。(空のアセンブリファイルを作成時に「包含」しておいたので)
図3.「マガジン交換部.asm」 図3.「マガジン交換部.asm」
このレイアウトスケッチを元にマガジンのダミーを配置します。
大きさは仮に基板サイズより5mm大きく(60mm角)、高さは300程度とします。(図4)
続いて、6本配置します。
さらにその下にダミーのテーブルを作っておきます。大きさはマガジンの最外径とします。(図5)
図4.マガジンのダミーを配置 図4.マガジンのダミーを配置
図5.マガジンダミーを6本配置 図5.マガジンダミーを6本配置
これで、とりあえずの「マガジン交換部.asm」のスペースが確保出来ましたので終了して戻ります。

次は同様にして「PPU.asm」、「合否振り分け部.asm」にスペース確保の為のダミーパーツを配置しておきます。
大きさは任意ですが、お互いが干渉しない寸法にしておきます。(後でお互いに変更が加わりながら変えていきます)
図6.PPU部のダミーを配置 図6.PPU部のダミーを配置
図7.合否振り分け部のダミーを配置 図7.合否振り分け部のダミーを配置
これで、とりあえずの全体の仮スペースが確保出来ましたので「PCB検査装置.asm」を開いて全体を見てみます。
全体の関係がレイアウトスケッチよりは実体としてイメージできると思います。(図8)
図8.全体のダミーの配置状態 図8.全体のダミーの配置状態
後は適宜、全体のダミーとの干渉をチェックしながら各部の構造、寸法を決めていく作業に入ります。

今回は短いですが、これで終了です。
次回は検査部について詳細を決めていきます。
(22 April 2004 作成)
(6 May 2004 加筆訂正)
(12 Sept 2004 加筆訂正)


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注1.[インプレースで作成]アセンブリ内で新しいパーツ(シート、アセンブリ含む)を作成すること。
こういった用語が突然出てくるのが、3DCADに限らずソフトウエアを馴染みにくくさせている一因と思っています。
[インプレースで作成]すると、アセンブリとの関連性を持たせたり、アセンブリの情報を元にパーツ等を作っていける利点があります。
便利な機能なのですが、今のバージョンで不満なのは「保存場所」が以前に作ったファイルの場所に記憶されてしまうこと。
せめて、パスファインダで現在開いているフォルダーに移動してくれると、間違いが無くて良いと思う。

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注2.この作業はVer15からは必要なくなる、と聞いています。レイアウトスケッチを各アセンブリファイルへ、関連性を持たせながらコピーする機能(コピースケッチ)が付く予定。
Ver15でこの機能が実装されましたので、多少記事を補足しました。
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