課題A

課題A1

A1-1. ドキュメントを作る

まずはこの授業の課題を作るためのドキュメントを作成する。
ここで作るドキュメントは、以降の授業でもずっと使う。
(再履修の場合は以前のドキュメントの名前を変更し、新しいドキュメントを作ること)
  1. ページの左上にある「作成」ボタンをクリックし、メニューの「ドキュメント」を選択する。


  2. 「ドキュメント名」の欄に学籍番号を半角で入力し、「OK」ボタンを押す。


  3. 図のようにしてドキュメントを公開状態に変え (地球マークがついていれば公開されていることになる)、ダブルクリックしてそのドキュメントを開く。


  4. 下の図のような画面が表示される。この画面でパーツを作ったり、それを組み立てたりすることになる。

    5. フィーチャーリストには一つ一つのステップでやったこと (フィーチャー) が表示され、パーツリストにはそこまでに作ったパーツが表示される。
    下にあるタブのうち、 と のマークがあるものがそれぞれパーツ作成、組み立て用のタブにあたる。この演習では、しばらくはパーツ作成用のタブだけを使う。

A1-2. タブ名の変更

次回以降もこのドキュメントに設計データを追加していく。区別をつけるため、タブの名前を「A1」に変更する(A1は「課題Aの1番目」という意味)。
  1. 左下の「Part Studio 1」タブで右クリックし、メニューの「名前を変更」を選択する。


  2. キーボードから「A1」と入力してEnterキーを押す。これでタブ名が「A1」に変更される。

    3. 今日はこのあと「A2」「A3」「A4」タブを作り、それぞれのタブで別のモデルを作る。

A1-3. スケッチを描く

Onshapeでは、スケッチを描ける面が初めから3つ用意されている。スケッチを描き始めるときは、まず「どの面にスケッチを入れるか」を決めてやる必要がある。
  1. 図のようにしてTop平面へのスケッチ「箱の基準」を開始する。
    (緑のチェックマークはまだクリックしない。クリックするのはスケッチが完了してから)


  2. 図のようにして、中心長方形 で原点を中心とした長方形を描く。
    3. カーソルをアイコンに乗せていると、コマンドの説明が出る。大雑把な使い方はこれを利用して調べられる。
    Onshapeでスケッチを描くときは、「まずは大雑把に形を描く」のあとで「長さや条件を決めて形を確定させる」という手順をとる。最初に描く段階はわりと適当でよい。
    ここでは最初のクリックでぴったり原点に合わせることにだけ気を付ければよい。

  3. 寸法 で図のようにして横幅を70mm, 高さを50mmに確定させる。
    4. 寸法は上記のようにモノ自体をクリックして入れる方法と、モノとモノをつづけてクリックして入れる方法の2通りある。
    例えばこのようにしても横幅を決めることができる。
    寸法の数値を配置するときのクリックの場所にも気を付ける必要がある。
    例えばこのようにしてしまうと、「横線と縦軸の角度」を入れる状態になってしまう。
    Onshapeは機械部品などの正確な寸法が要求されるものの設計を想定して開発された3D CAD。スケッチの際は、このようにして(黒くなるようにして)すべてのサイズ・位置を確定しながら進める。
    メニューの「拘束を表示」にチェックを入れると、長方形の点や線の近くにさまざまなマークが表示される。 は「2つの線の端点が一致していること」、 は「2つの線が平行であること」、 は「その線が水平であること」、 は「2つの線が直交すること」、 は「片方がもう片方の中点に一致すること」を意味する。
    そのほかにもスケッチには色々な条件をつけることができる。

  4. 緑のチェックをクリックしてスケッチ描画を終了させる。
    5. CADの設計ではこのような図形を描く工程と、それを押し出したりして立体を作る工程 (どちらも「フィーチャー」と呼ぶ) を繰り返していろいろな形を作る。「スケッチ1」のようなデフォルトの名前のままにしておくと、どこで何をしたのかがわかりにくくなるので、フィーチャーにはわかりやすい名前を付けておくのがお約束。
    スケッチ描画を終了させると、図のようにスケッチが灰色になる。この状態ではスケッチには変更を加えられない。
    左のフィーチャーリストの「箱の基準」をダブルクリックすれば、このスケッチをもう一度編集できるようになる。
    スケッチを描くときに失敗した場合も、元のスケッチを残したまま新しく描いてしまうとどれが実際につかわれているかがわからなくなってしまうので、元のスケッチを編集して使い、フィーチャーリストに不要な(未使用の)スケッチを入れないようにするのがお約束。
    (間違えて入れてしまったときは、フィーチャーリストでそれを右クリックして「削除」)

A1-4. パーツを作る

このスケッチをもとにパーツを作る。ここでは押し出し という一番基本的なコマンド (解説) を使う。
  1. 右上のボックスのところの のメニューで「トリメトリック」を選んで斜め視点にする。
    2. これがいわゆるデフォルトの斜め視点。ドキュメントを開き直した時もこの角度になる。

  2. 押し出し で、図のようにしてスケッチを40mm上に押し出してパーツを作る。


  3. パーツリスト (フィーチャーリストの下にある) の「Part 1」を右クリックして「名前を変更」を選び、「箱」に書き換える。

    4. これがパーツの名前を表わす。この課題では一つだけだが、一つのタブに複数のパーツがあるときはデフォルトの名前だとわかりにくくなる。パーツが一つの場合でも、このようにして名前をつけるのがお約束。

  4. 図のようにして Origin ～ Rightを非表示にする。これで課題A1は完了。
    5. 余計なものを非表示にすることで、できたパーツが見やすくなる。
完成状態
(フィーチャーリスト、パーツリスト、モデルの状態がこれと完全に同じであることを確認する)

課題A2

A2-1. タブの削除・追加

  1. 図のようにして「Assembly 1」を削除し、新しいモデリング用タブ「A2」を追加する。


    2. (こういう状態にする)

A2-2. スケッチを描く (1)

  1. A1の時と同様にして、Top平面にスケッチを描き始める。スケッチの名前は「五角柱の基準」とする。


  2. 右上のボックスで視線方向を「上面」に切り替える。

  3. 内接多角形 で、図のように原点を中心とした左右対称な正五角形を描く。
    4. (最初は原点、次はそこから適当に真下にカーソルを動かしてクリックする)
    (2回目のクリックのあとでマウスカーソルを内側・外側に動かすと多角形の辺の数が変わる)


  4. 寸法 で一辺の長さを100にする。すると正五角形のサイズが確定し、すべての辺が黒くなる。
    5. もし五角形を描くときの2回目のクリックの位置が縦軸上 (原点 ( ) の真下) になっていないと、この寸法を入れても線が黒くならない。これは五角形に回転の自由度が残ってしまっているため。
    その場合は頂点をつかんでドラッグし、 のマークが出た状態で離せば、その頂点と原点に「鉛直」の条件がついて向きが確定する(線が黒くなる)。

  5. 緑のチェックをクリックしてスケッチ描画を終了させる。

A2-3. パーツを作る

このスケッチをもとにパーツを作る。
  1. 右上のボックスの下のメニューで「トリメトリック」を選んで斜め視点にする。

  2. 押し出し で、図のようにスケッチを80mm押し出してパーツを作る。

A2-4. スケッチを描く (2)

このパーツの手前の面にスケッチを描く (最初から用意されているTop, Front, Rightの3つの面以外にも、パーツの面にスケッチを描くことができる)。
  1. 図のようにして、五角柱の手前の面でスケッチ「溝の基準」を開始する。
    (これまでと同様に、まだ緑のチェックはクリックしない)


  2. 右上のBoxで「正面」を選び、視線方向を前から見た状態に切り替える。



  3. 中心点円 で、図のようにしてちょうど上のエッジに合わせて円を描く。
    4. 1回目、2回目のクリックでそれぞれ図のようなマークが出た状態でクリックする。
    1回目のクリックのときに出るマークは「中点」、2回目のクリックのときに出るマークは「正接」を表わす。
    さっきとは違い、「寸法」を使わなくてもこれだけで線が黒くなる。
    これは、1番目のクリックで円の中心の位置が確定し、2番目のクリックで円の大きさが確定したため。
    「寸法」をうまく使えば、このようにわざとずれた位置に円を配置しつつ確定させることもできる。

  4. 緑のチェックマークをクリックする (スケッチが終了し、線が灰色になる)。

A2-5. 溝を作る

このスケッチを使い、パーツを削る。
  1. 右上のボックスの下のメニューで「トリメトリック」を選んで斜め視点にする。

  2. 押し出し で図のようにして溝を作る。
    3. 設定を「新規」→「削除する」、「ブラインド」→「すべてを通して」に変えることに注意。

  3. Origin ～ Right を非表示にし、パーツリストの「Part 1」の名前を「オブジェ」に変更する。これで課題A2は完了。

完成状態
(フィーチャーリスト、パーツリスト、モデルの状態がこれと完全に同じであることを確認する)

課題A3

A3-1. タブのコピー

  1. 図のようにしてA1タブをコピーし、A3タブという名前に変更する。


    2. (こういう状態にする)
    この時点ではA1とA3のモデルはまったく同じ状態。このあとでA3の方にいろいろ変更を加えて別の形にする。
    A1タブを変更してしまわないように、確実にA3をクリックして選択する (タブが白くなる) こと。

A3-2. 拡大

トランスフォーム を使うと、パーツの移動や回転、拡大・縮小などができる (解説)。
  1. トランスフォーム で、図のようにして箱を2倍の大きさに拡大する。
    2. (「スケール」に入れる数値が倍率にあたる。1より小さい値を入れれば縮小される)
    (「ポイントまたは合致コネクタ」で選んだ点を中心にして拡大・縮小される)
    ブラウザの横幅が狭いと上のメニューに が見えていないことがある。見つからないときは の右の∨をクリックして展開すればその中にあるものが選べる。幅が狭い時はこのように似た種類のコマンドがまとめられているので、以下の説明でもアイコンが見つからないときは同様にして探すとよい。
    モデルのエッジをクリックすると長さを調べられる (画面右下に表示される)。うまく拡大できていれば、このエッジの長さは100mmになっているはず。

A3-3. 丸めを入れる

フィレット を使うと、パーツのエッジを丸めることができる (解説)。
  1. フィレット で、図のようにして上面の周りの4本のエッジに半径10mmの丸めを入れる。
    2. 丸めは選んだ面の周りのエッジに入る。
    丸めを入れる対象として、面でなくエッジを選ぶこともできる (その場合は4本のエッジを選ぶ必要がある)。

A3-4. 面取りを入れる

面取り を使うと、パーツのエッジに面取りを入れることができる (解説)。
  1. 面取り で、図のようにして縦の4本のエッジに幅10mmの面取りを入れる。これで課題A3は完了。
    2. 後ろ側のエッジは視線方向を変えて選ぶ。
    マウスの右ボタンでドラッグするか、キーボードの方向キーで視線方向を変えられる。
    フィレット と同様に、面を選ぶとその周りのエッジに面取りが入る。
完成状態
(フィーチャーリスト、パーツリスト、モデルの状態がこれと完全に同じであることを確認する)

課題A4

ここでは自分で考えて好きな形を作る。
  1. 「＋」→「Part Studioを作成」で新しいタブ「Part Studio 1」を追加し、名前を「A4」に変更する (A1～A3のコピー・使いまわしはNG)。


  2. A4タブに、自分で考えて好きな形のパーツを作る。ただし必ず以下の条件を満たすようにする。
    1. パーツを2つ以上作った場合は、パーツ同士が重なり合わないようにする。
      2. 3D CADの設計は、3Dプリンタで実際のモノをつくることを前提としたもの。重なり合った状態だと、実際に作ってもパーツ同士を組み合わせられない。
      重なっているかどうかは、この方法で確認できる。

    2. パーツはすべて表示した状態にする。
    3. フィーチャーリストにエラー (赤字) や「使われていないただの絵」を残さない。
      4. スケッチを描いている途中で間違って緑のチェックを押してしまったり、うまくいかなかったからといってスケッチを終わらせて新しく描きはじめたりすると、フィーチャーリストに不要なスケッチがどんどんたまっていく。
      こういうスケッチを残しておいてはいけない。非表示にしてもダメ。作法として、不要なスケッチは残さない。
      フィーチャーリストでそのスケッチを右クリックして「削除」を選択して不要なものを消す。

    必須ではないが、このほかに以下の条件を満たすのが望ましい。
    フィーチャーにはすべて実態にあった名前をつける。
    間違えてそのまま確定してしまった場合は、フィーチャーリストでそれを右クリックして「名前を変更」を選べば名前を変えられる。

    スケッチは「完全定義」(黒状態)になるようにする。
    黒くするには、「寸法」や ～ の条件を使う (使い方は解説ページの「スケッチ系」を参照)。
    編集を終了したスケッチは灰色になる。「黒いか青いか」はスケッチの編集中でないとわからない。フィーチャーリストでそのスケッチをダブルクリックするとスケッチを再編集できる。

    パーツ以外のものを非表示にする。
    課題A1～A3のように、Origin ～ Right は最後には非表示にしておいた方がパーツが見やすい。
    また、スケッチは押し出しなどに使われると自動的に非表示になるが、何かの理由で表示状態になっているとパーツが見づらくなるので、これも目のマークで非表示にするとよい。

提出

演習の時間の終了時に、cadseminar2022@gmail.comあてに以下のメールを送る。
指摘を受けて、修正が完了した時も同様のメールを送る。
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