アトリエシンクの活動報告(@blog): フリー3DCAD

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2013年8月29日木曜日

拡大縮小 - 3Dプリンタのための PTC Creo Elements/Direct Modeling Express4.0 Tips 01

　近頃は巷で3Dプリンタってものが流行ってるらしいじゃねぇか、じゃあ俺も一発やってみるか！みたいに落語の登場人物のようなノリで3Dプリンタを買ってみたものの、3DCADの使い方なんかわからねぇよ！って方々のために「PTC Creo Elements/Direct Modeling Express4.0」が(フリーソフトでは)いいんじゃね？というスタンスなのですが、「まあでも複雑な物はつくりにくいよね」とか「3DCADを上手く簡略化してるけど便利な機能も消えてるよね」とか文句だけは言ってて、じゃあ実用的かつ入門的にCreoElementsを使いこなすにはどうするのか？って考えた時に、「ネットに転がっているデータを3Dプリンタで出力する前にちょこっと弄りたい」ってニーズは少なからずあるんじゃ無いか？と思い立ちまして、そんな方向からのTipsをまとめてみようと思いました。

　まずは3Dデータのお話から。3Dプリンタで出力するために一般的なのは「STL」(拡張子.stl)というファイルです。「STL」は「Standard Triangulated Language」の略で、米3D Systems社が開発したフォーマットで元々が光造形によるラピッドプロトタイピングシステムで使用するための物らしいです。名前の通り三角形で立体を表現するフォーマットなので製造用には(適切な精度であれば)良いのですが、3DCADでデータを弄ろうと思うと苦しい場面が出てきます。製造の現場では(異なる環境間での)データのやりとりはIGES(アイジス、アイジェス拡張子.iges .igs)が主流の様です(特に自動車業界)。ただ、IGESはソフト毎にデータの扱いが異なる部分が多いらしくデータが化けることがあったりします＆私の個人的な感情も踏まえて、このサイトで扱うデータはSTEP(ステップ拡張子.step .stp)という形式を使いたいと思います。※3Dデータのフォーマットについて細かく言い出すとキリが無いので詳しくはググって下さいｗ
　
　と、前置きはこれぐらいにして、ネット上で落ちていた3Dデータを拾ってきたけどうちの3Dプリンタで出力するにはちょっと大きい/小さいぞ？どうしよう？という状況に陥ったとします。拾ってきたデータは下図のような螺旋状の物体ということにします。

図1　螺旋的な物体

そんな時は、図2 「Modeling」→「3D編集」→「その他」→「拡大縮小」を選択して...

図2 この辺にあります

ウィンドウが出てきたら、①「パーツ」を選択して、拡大縮小したいオブジェクトをクリックします。次に「縮尺」パラメータを、大きくしたい→ 1～、小さくしたい→ 0～1で設定します。まずは半分に縮小してみましょうか、0.5と入力して完了ボタンをクリックします。

図3. 「拡大縮小」設定

はい、小さくなりましたー＼(^o^)／　逆に大きくしたい場合はたとえば1.5倍に拡大すると...図5のようになります＼(^o^)／

図4　小さくなっちゃった！

図5　大きくなっちゃった！

　拡大縮小の時に図6のようなご確認が出ることがありますが、「はい」で大丈夫かと思います。特に3Dプリンタで出力する場合はこの後STLで出力し直しますので特に問題は無いでしょう。

図6　ご確認

　というわけで、作業が終わったら「ファイル」→「保存」を選び、ファイルタイプを「STL」にして保存すれば拡大縮小したものを3Dプリンタで出力できるようになります。まあ拡大縮小くらいなら3Dプリンタのソフトに機能があったりする気がしますがｗ次は同じ部品を一度に出力するために部品を並べたりしてみましょうか？しーゆー＼(^o^)／

2013年8月27日火曜日

自転車用グッズをつくってみよう 02 構想中

　今日は自転車の方を。こうやって気が向いた物からやっていくから作業が進まないわけですが...ToT
　それではつくりたいモノの構想ですが、下の画像みたいに自転車のフレームのちょっと上に水平な部分をつくりたいわけです。

図1　こんな感じ

　
　さて、どうやって固定したもんでしょうか？剛性も欲しいので4本のバーで結構がっちり固定しちゃいたい所です。

図2　固定方法こんな感じ

　で肝心のフレームとの固定はどうしようかな...自転車ごとにフレームの太さは違うのである程度は太さが変わっても固定できるようにしたいし、水平を出すように調整できるように部品を考えないと....上手くやれば前後位置も調整できるかな...ハンドルのモデリング要らないと思ってたけど干渉しそうだな...やっぱりハンドルもモデリングすることにしよっと。

2013年8月24日土曜日

オープンソースのロボットつくるぞ 02

　昨日の続きー、サーボホーンをつくりました。このパチモンサーボ、futaba互換のサーボホーンの様で確かにどこかで見たようなホーンです、バリが残ってたり相変わらずクオリティは低いですが...

図　サーボホーンの4種盛り

　今回は別パーツでつくりましたので、部品毎にバラバラです。そこでパーツ同士の関係を設定して組み合わせていきます。CADの世界では一般的に「拘束」と呼びますが、Creoでは「位置」という言い方をしているようです...ってあれ？これ拘束されないっぽい...どうも位置だけを変更するコマンドのようですね....拘束は無いっぽいぞ？？？とりあえず今回は「位置」を使ってみます。

　メニュー「構造」→「パーツ＆アセンブリ」→「位置」を見てみると、

　１．連続　　　：　パーツの面などを選択してそこを基準に移動させる
　２．整列　　　：　面同士を同じ方向を向けて、同じ平面上に乗るようにように移動させる
　３．軸合わせ：　円(弧)同士を中心軸を一致させるように移動させる
　４．一致　　　：　面同士を向かい合わせに、同じ平面上に乗るように移動させる
　５．平行　　　：　面同士を同じ方向に向ける
　６．２点　　　：　２点が一致するようにパーツを移動させる

　そして、移動は先に選択した物が、次に選択した物の所まで移動するようです。なので動かしたい物を先に、動かしたくないものは最後に選択するようにします。

　うーん、拘束だとパーツ間の関係をデータとして保持する必要があるので機能が省略されたのかなぁ...拘束できないとパーツ群を塊で扱えないので移動させたりするのが面倒そうだなぁ(ToT)

2013年8月23日金曜日

オープンソースのロボットつくるぞ 01

　昨日は少し寄り道しちゃいましたが、今日から本題。駆動部分に使うラジコンサーボをモデリングしました。所謂標準サイズのラジコンサーボですが中国製のパチモン安物サーボらしく樹脂成形のクオリティがかなり低いです...ToT

　そしてやっぱりパラメトリックじゃないと修正が大変だわー、フィーチャーの情報が保持されてないのでどんな条件でフィーチャーしたか忘れちゃってるし、、修正するにはまずその部分消さないとダメだし、ちょっと凝ったモデリングしてると消し方も考えないとダメかもだし....できるだけ修正が楽になる手法を編み出さないと正直しんどい。フィーチャーする度にそこまでのセッションを保存するとかしないとダメかねぇ...

2013年7月25日木曜日

PTC Creo Elements/Direct Modeling Express4.0 を使ってみた 11

　さて、このコーナーというか思いつきも佳境に入って参りました。ちょっとCreoElementsを触ってみる程度のつもりがなんやかんやと長くなりまして本日11回目、いよいよ一番の難関、目玉の部分の作成を行いたいと思います。下の画像を見ると、目玉は正面から刳り抜かれているのでは無くて、頭部の曲面に接する方向から切り取られているのが分かるでしょうか？（実物がある方は斜め上から見ると円になるけれど、正面から見るとほんのちょっとだけ垂れ目っぽくなっているのが分かると思います）。それではこの方向から切り取るためのワークプレーンの作成から行っていきたいと思います。

図0．目玉に注目

　まず、水平なWPで目玉の中心位置を探っていきましょう。寸法図を思い出しまして...

図1．おなじみの寸法図

目の高さは頭部の下のラインから9mmになっています。幸いw5が頭部下の面が乗るWPになっていますので、w5を基準にオフセット9mmでWPを作成します。（図2）

図2．目線の高さにWPを作成する

　WPができあがったら、今度は頭部曲面に接する線を引いていくために、頭部の断面を新しいWPに投影します（図3）。「図形投影」>「断面」を選ぶとアクティブなWP上に任意のパーツとの交線(WPによる断面図)を投影することができます。今回はパーツが一つなのでp1との断面図が投影されます。

図3．頭部の断面図を作成する

　さて、図4．に移ります。断面図を正面から見て目の間隔の18mmになるように2本の線を引いていきます。目玉の中心位置に交点が来ればOKですので、まったく同じスケッチを描く必要はありません。また図4．のやり方は僕の好みなのでやりやすい方法でスケッチを描いて下さい。

図4．目の中心位置を探る

　続きまして、目玉の位置で頭部の断面図に接する直線を引いていきます。直線のスタートを目玉の位置に設定してカーソルを動かすと、隣の線達のと関係が表示されます。今回は図5の接線マークが出ている位置で直線を引きます。これもWPを作るためだけの線なので長さは適当でOKです。反対側の目玉の分も今のうちに引いておいて下さい。線が引けたら、目玉中心を原点、この接線を法線とするWPを作成して下さい、ちょっとはしょりますが、図6も参考にするとできあがりのイメージがわきやすいと思います。

図5．目玉の位置から接線を引く

　さて、できたWPには先ほどのようにp1の断面図を投影しておきます。できあがりは図6のようになります。

図6．目玉を通るWPと断面図

はい、次は目玉を切り取るためのスケッチを描きます。実際には使わない線が黒くなっていたり、逆に使う線なのに図7では下書き線になっていたりしますが、見やすいように敢えてそうしています。まずは目玉の位置に直径5.5mm(半径2.75mm)の円を描き、その円と頭部曲面の交点を通る接線を描き、次にその接線と垂直になるように長さ0.5mmの線を引きます。そして、この短い線の端点(頭部内側)と目玉の中心点の3点を通るような円を描きます。「作図」>「円」>「3点」という便利なコマンドが用意されているのでありがたく使用しましょうｗ

図7.　目玉部分を切り取るスケッチを描く

　とりあえず図7が完成したら不要な部分をトリムしたり削除したりして、図8のようなスケッチを完成させます。そして目玉がの向いている方向の線を中心に回転削除(プル回転)させるとカワイイ目玉ができあがります。

図8．スケッチ完成と回転削除

　同様に反対側の目も切り抜くと図9．のようになりました！これで誰が何と言おうと腕の無いドロイドくんに見えますね！今回は細かい説明をかなり省きましたがどうだったでしょうか？シンプルな形状も手伝ってカンタンにモデリングできたのではないでしょうか？次回はいよいよ最終回、になると思います、きっとｗ　気力が続けば次回で腕をつくって完成！ということになりますのでお楽しみに！＼(^o^)／

図9．目玉が切り抜けました

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2013年7月22日月曜日

PTC Creo Elements/Direct Modeling Express4.0 を使ってみた 10

　はい！前回までで角が一本生えてかなりそれっぽくなりました(図0)。今回はその続きから、まずはもう一本の角を作りたいと思います。

図0　前回迄でできたモノ

　左右の角は対称なので、前回描いたスケッチを再利用していきます。前回と同様に、w7に重なるWPを作成して(w8)、これまた前回も使いました「図形投影」>「一般」を使って角のスケッチ部分をw8に投影します(図1)。

図1　角の部分を投影する

　スケッチを投影したら今度はスケッチを対称にコピーする準備をします。頭頂部から縦に線を引き、図2のようなスケッチにします。そして「2D編集」>「その他」>「対称」を選び、「要素」で角のラインの4本を選択、「稜線」を選択し、回転中心となる直線をクリックしてコマンドを完了します。

図2　対称にスケッチをコピー

　これで左側に角のスケッチがコピーされましたが、右側のコピー元のスケッチが残っているので、これを下書き線にしておきます(図3)。

図3　使用しないラインを下書き線に

　左の角のスケッチができたら前回を思い出して左角を「プル回転」しましょう。「操作」を「自動」から「形状追加」に変更するのをお忘れ無く。図4のようになればOKですね。

図4　左右の角が生えそろいました

　次は足を作りましょう。胴体底面に新規WPを作成します。「面に平行」で底面を選択します。w2を表示にしておけば、底面の円の中心に原点を設定できます、が、まあしなくても問題無いです。

図5　胴体底面に新規WPを作成する

　さて、図6で寸法を確認してっと...

図6　寸法の確認

胴体の底面にスケッチを描いてみて下さい。27mm x 9.5mmの長方形を7.5mm間を空けて描いて、フィレットで角を落とすのが楽でしょうか？...んん？あれ？図7を見ると足がフィレットの曲面まではみ出してる！！！フィレットが大きすぎた見たいですね...orz　このまま足を作ってしまうと根元に隙間ができてしまうので、動体のプル回転をやり直したいと思います...orz

図7　はみだしてる...orz

　胴体のスケッチw2をアクティブにして、フィレットのラインをクリックします。(画像には出ていませんが)メニューがポップアップされるのでその中の「2Dフィレット編集」をクリック、ウィンドウの中の「新半径」を4mmに設定して完了します(図8)。スケッチを直しただけではパーツは変更されないので、もう一度プル回転をします(図9)。