設計情報システムI（精密工学科 2年生、担当：鈴木、深野、道川、TA:永井、佐藤）

お知らせ

• 木曜日 ３，４限
• 講義は情報教育棟の大演習室3で行います。
• 教科書 ”マジ即戦力！ JIS製図の作法” テクノ 2000円
• 12月18日の授業では、アセンブリしたモデルを用いてリンク機構を学習しますので、それまでにアセンブリは完成させてください。そうしないと、18日の授業についていけなくなる可能性があります。どうしても間に合わない場合は、片足だけでも完成させた状態で授業に臨んでください。

概要

• 内容＝3次元CADシステムの実際と理論および製図基礎

講義計画及び資料

1. 2008年10月09日 ガイダンス
   
   • 機械製図とは？(平田 宏一先生@海上技術安全研究所)
   • 機械加工の基礎知識(平田 宏一先生@海上技術安全研究所)
   
   
2. 2008年10月16日
   CAD１ ２次元ＣＡＤの作図方法と練習問題 Inventor資料１
   CAD２ ３次元ＣＡＤの操作１＝基本的な立体化の手段。押し出し＆回転 Inventor資料２
   既修者向け資料 スケッチ１ スケッチ２ 立体１ 立体２
   課題１ 演習で作成したモデル (スケッチで作成した三面図と3Dモデル）を表示した画面を印刷し、それに学生証番号と名前を記入して提出。 10月23日の講義の時に回収する。
   
   • 画面のハードコピーの取り方
     1. [Alt]キーを押しながら[Print Screen]キーを押します。
     2. 「スタート→アクセサリ→ペイント」を起動します。
     3. 「編集」→「貼り付け」でInventorの画面が張り付きます。
     4. プリンタで印刷する。
     ※なお、MS Wordに画面の画像を貼り付けて印刷してもよい。
     
3. 2008年10月23日
   CAD３ ３次元ＣＡＤの操作２＝立体の２次的な加工。面取り＆フィレット＆勾配 Inventor資料３
   CAD４ ３次元ＣＡＤの操作３＝複雑な形状の造形。切断＆スイープ＆ロフト Inventor資料４ Inventor演習１ Inventor演習２
   既修者向け資料 立体３ 立体４ 立体５ 立体６ 立体７
   

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   課題２
   • 初めての人Inventor演習１の「単純複合形状の生成2」ａ，ｂ，ｃ
     
   • 図形科学II習得者「既修者向け資料 立体３〜7」のできる数だけ
     
   画面を印刷し、それに学生証番号と名前を記入して提出。 10月30日の講義の時に回収する。
   

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4. 2008年10月30日
   CAD５ アセンブリ機能による部品の組み立て方法と拘束 Inventor資料５
   CAD６ モデリング演習
   

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   課題３ アセンブリモデリング
   • 共通課題：Inventor演習３　のレポート問題1　
   　
   • 既修者は、レポート問題１＋アセンブリ１
     どれかひとつ (オプション)
   以上の課題について、図面(3面図＋透視図)を印刷し、学生証番号と名前を記入すること。 11月6日授業開始時に回収する。

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5. 2008年11月6日
   CAD７ 図面機能による、２Ｄ図面への落とし込みと３次元→２次元のリンクについて
   補足説明
   • ＊アセンブリ
     「コンポーネント作成」＝他のパーツを参照して新しいパーツを作る機能。
     ＜使い方＞パーツ名を決め「OK」して、拘束したい面をクリックする。
     スケッチになるので、そのままパーツ製作開始。
     「ジオメトリを投影」で他パーツから線・点を持ってくる ・・・「アダプティブ」という
     「戻る」でアセンブリへ
   • 「ツール→干渉解析」でパーツ同士がぶつかっていないかを検査できる
   • ＊製図
     部品やアセンブリを読み込まないで投影する「ベースビュー」で「ファイル」の右の「ルーペのアイコン」をクリックする。
   • 「正面図」は、もっとも特徴的な形状を使う。
     もしも出ない場合は、「方向」の右にある「ルーペのアイコン」をクリックする。
   • 寸法を出すのは「図面注記パネル」に切り替える組立図は組み立てた結果の全体の大きさの寸法だけでよい。 また、「バルーン」と「部品表」は必須である。
     
     
   課題４ 携帯電話のモデリング （下記参照）
   
   
6. 2008年11月13日
   CAD８ プレゼンテーション機能 資料６
   課題４（続き）
   
7. 2008年11月20日
   CAE1 CAEによる強度解析
   資料　
   • CAE概要
   • CAE資料
   • CAEサンプルデータ１(mod11_01.ipt)
   • CAEサンプルデータ２(mod11_01-1.ipt)
   • CAEサンプルデータ３（mod11_01-Original.ipt）
   課題５ メカビートルのモデリングと製図基礎（１） 資料
   
8. 2008年11月27日総長選挙のため休講
   
9. 2008年12月4日
   課題５ メカビートルのモデリングと製図基礎（２）
10. 2008年12月11日
    課題５ メカビートルのモデリングと製図基礎（３）
    
    • 資料1:寸法公差とはめあい (08-12-13 updated)
    • 資料2:はめあい選択の基礎／寸法公差及びはめあい
11. 2008年12月18日
    課題５ メカビートルのモデリングと製図基礎（４）
    • 資料1:トルクと4節リンク機構
    • 資料2:課題
      
12. 2009年1月15日
    課題６ ヒューマノイドロボットのモデリング(1)
    
13. 2009年1月22日
    課題６ ヒューマノイドロボットのモデリング(2)
14. 2009年1月29日
    課題６ ヒューマノイドロボットのモデリング(3)

課題1

課題２

課題３

課題４ 携帯電話のモデリング 11月6日、13日

• 携帯電話のモデリング。どのように考えて携帯電話を設計したか、そのコンセプトをよく検討する。
• 二つ折りフリップ型とすること。それ以上の複雑なものも可。
• きちんと開閉ができること、適切な寸法をもつことなどが最低の条件。
• あまり詳細な部分についてはモデリングする必要はない。
• 図面(3面図＋透視図)を印刷し、学生証番号と名前を記入すること。
  それに配布したプリントに下記の項目についてまとめ、図面を添付して提出。（手書きあるいはWordで作成）
  • 設計コンセプト（どのような携帯電話を目指したか？）
  • 主要な寸法と、その値を決めた理由及び開閉機構の説明
• 印刷方法 Inventorから直接印刷できます。ブラウザから「シート１」を選び、右クリックで、「シート編集」を選ぶ。その画面で、サイズをA4に設定。なお、A4用紙に入るように尺度を決めること。そのためには、図面をダブルクリックして尺度を設定する。
• 課題は、2008年11月20日の講義開始前に回収する。
• 参考 平成17年度 優秀作品例
  

課題 ５ メカビートルの工作とモデリング 11月20日〜12月18日

• ３人一組となってメカビートル（プラモデル）の計測およびモデリングを行う。
• ３人一組でグループを作るので、１１月２０日は絶対参加すること
• メカビートルの各部品をノギスを用いて計測し、Inventorを用いてモデリングを行う。
• 作成したモデルをアセンブリし、適切な拘束をかけることで、動くようにする。
• 図面等をプリントアウトして提出する（１月15日締め切り）

課題 ６ ヒューマノイドロボットのモデリング 1月15日〜1月29日

• ヒューマノイドロボットのモデリング
  • 近藤科学で販売しているようなロボットのモデリングを行う。
  • ヒューマノイドも、機械工学的には、リンク機構の一種である。リンク機構は、部材であるリンクが、関節（ジョイント）によって結合されたものである。次のホームページを参考にすること。
    マニピュレータの機構学
• 3人がチームとなって、腕、胴体、脚を分担してモデリングし、それを合体してヒューマノイド全体をモデリングする。
  • 腕担当：肘関節（回転1自由度）、肩関節（回転2自由度）
  • 胴体担当：首関節（回転1自由度）、股関節（回転2自由度）
  • 脚担当：膝関節（回転1自由度）、足首関節（回転2自由度） 参考図
    特に回転2自由度の関節を実現するには、いくつかの機構が考えられるので、近藤科学のロボット以外の方法を考えた設計は高く評価する。また、自由度を増やしたり、より人間に近づくように新たな関節を導入してもよい。
  • 機構的な条件として、
    
    • 股関節と膝が曲がり、階段を上がることができること
      
    • 両手で物をつかめる腕の自由度を持たせること
      
    • 首を曲げて足下の障害物を発見できること
      
  • また、これに注意して関節の干渉チェックをすると、
    
    
• 2009年1月22日の提出物（チームで提出）
  • 次の項目について設計レポートを作成し、提出。
    • おおまかなロボットのデザインを描いたスケッチ
    • 上記の3条件に関する考察
      • 関節の稼動範囲、胴体・腕・脚の寸法
      • 関節を実現する機構のスケッチ
      • 関節を構成する部品の部品図（手書き） 
  • 部品のモデリング
• 2009年1月29日 最終提出レポート（チームでまとめて提出）
  • それぞれが担当した部品の部品図と透視図（担当者の学生証番号と氏名を記入）
    • 寸法線の入れ方に注意して部品図を作成すること。
  • 手足胴体を組み立てたロボット全体の組み立て図。
  • また、頭部は、手足胴体を組み立てた後、各自のオリジナルで取り付けこと。そのモデル表示図。なお、頭部にはカメラになる目をつけること。
  • ロボットの分解図。
  • ロボットの姿勢をいくつか変えたモデル表示。
  • 設計やモデリングに関して工夫した点に関するレポート
  • 以上を、まとめてレポートにして、3人連名で提出すること。
  • 余力のあるチームは、歩行のアニメーションを作成してみよ。
  • 締め切り 2009年1月29日

試験について

• 試験はありません。出席とレポートで評価します。

講義で参考となるホームページ

• 平田 宏一先生、海上技術安全研究所
• 機械設計のための基礎製図、海上技術安全研究所 平田 宏一先生
• 機械加工の基礎知識、海上技術安全研究所 平田 宏一先生
• もの作りのための機械設計工学、海上技術安全研究所 平田 宏一先生
• 桂のCAD図形データ リンク集
• CAD Japan.com
• はじめての３DCG