結合条件を使って部品を組み付ける場合・・・

  動きのある機構では結合条件を使用する

動きのある機構では、部品を組み付ける際に結合条件を使用する。

代表的な結合条件は、「スライダー」、「ピン」、「円柱」などがある。

今回は、これらの結合条件を使用して、動きのある機構のアセンブリを作ってみる。

アセンブリデータで下ごしらえをする

まずは、アセンブリを新規作成し、部品組み付けの基準となる軸を作成しておく。

「ピン」結合でクランク部品を組み付ける

「アセンブリ」アイコンをクリックし、必要な部品データを選択して読み込む。

ダッシュボードで操作して結合条件を「ユーザー定義」から「ピン」に変更する。

それぞれのデータム軸を選択し、部品が軸を中心に回転するようにする。

それぞれのデータム平面をクリックして選択し、データム平面を一致させる。
これによって、クランク部品が画面の左右方法に動かなくなる。

ステータスが「結合定義は完了しました」となり、
紫色の表示からオレンジ色の表示に変わる。
最後に「完了（緑のチェック）」をクリックする。

「構成部品をドラッグ」アイコンをクリックし、クランク部品をクリックする。
そのままマウスを動かしてみると、クランク部品が回転する。
もう一回クリックすると回転が止まる。

「スライダー」結合でピストン部品を組み付ける

「アセンブリ」アイコンをクリックし、必要な部品データを選択して読み込む。

ダッシュボードで操作して結合条件を「ユーザー定義」から「スライダー」に変更する。

それぞれのデータム軸を選択し、部品が軸方向に直線移動（スライド）するようにする。

それぞれのデータム平面をクリックして選択し、データム平面を一致させる。
これによって、ピストン部品が回転しないようにする。

ステータスが「結合定義は完了しました」となり、
紫色の表示からオレンジ色の表示に変わる。
最後に「完了（緑のチェック）」をクリックする。

「構成部品をドラッグ」アイコンをクリックし、ピストン部品をクリックする。
そのままマウスを動かしてみると、ピストン部品がスライドする。
もう一回クリックするとピストン部品が止まる。

コネクティングロッドは、条件が２つ必要

「アセンブリ」アイコンをクリックし、必要な部品データを選択して読み込む。

先ほどと同様に、ダッシュボードで操作して結合条件を「ユーザー定義」から
「ピン」に変更する。

それぞれのデータム軸を選択し、部品が軸を中心に回転するようにする。

それぞれのデータム平面をクリックして選択し、データム平面を一致させる。
これによって、部品が画面の左右方法に動かなくなる。

コネクティングロッド部品は、組み付ける箇所が２か所あるので、
さらに条件を追加する。

マウス右ボタンを長押しし、「セットを追加」を選択する

２つ目の条件は、ダッシュボードで操作して結合条件を「円柱」に
変更する。

それぞれのデータム軸を選択し、軸が一致するようにする。

ステータスが「結合定義は完了しました」となり、
紫色の表示からオレンジ色の表示に変わる。
最後に「完了（緑のチェック）」をクリックする。

「構成部品をドラッグ」アイコンをクリックし、クランク部品をクリックする。
そのままマウスを動かしてみると、クランク部品が回転することによって
コネクティングロッド部品やピストン部品も
一緒に動作する。

ほとんどの工業製品は、このように、稼働する部品と
稼働しない部品の組み合わせである。

結合条件は、他に「ボール」や「ベアリング」、「スロット」などがある。

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拘束条件を使って部品を組み付ける場合・・・

  部品を組み付ける時の考え方が２通りある

CreoParametric（旧Pro/ENGINEER）では有名な話であるが、
アセンブリ内で部品を組み付ける時に、大きく分けて考え方が２通りある。

１つは、配置場所を固定され動かない部品に用いる「拘束条件」。

もう１つは、可動する部品に用いる「結合条件」。

今回は初心者向けの基本的な操作であるが、
拘束条件を用いて部品を組み付けていきたいと思う。

最初の部品を空間の原点に配置する

最初の部品は、２つ目以降の部品の基準になるため、
通常は原点の位置に配置する。
よって、「デフォルト」という拘束条件を使用する。

「アセンブリ」アイコンをクリック。

「開く」ダイアログボックスから必要なデータを選択して
ダッシュボードから「デフォルト」を選択する。

ステータスが「完全な拘束」となり、
紫色だった表示がオレンジ色の表示に変わるので、
「完了（緑色のチェック）」をクリックする。

このようになる

同じ手順を繰り返して別の部品を配置する。
これら２つの部品は、アセンブリ空間の原点位置に配置することを前提に
モデリングの際の基準を決めている。
そのおかげで、簡単に配置することができる。

ボルト部品を穴に挿入して配置する

クランクのケースとなる２分割の部品を締結するボルトを
組み付けたいと思う。

ボルト部品は隙間がない（つまりオフセットしていない）ため、
「一致」という拘束条件を使用する。

「アセンブリ」アイコンをクリック。

「開く」ダイアログボックスから必要なデータを選択して
ダッシュボードから「一致」を選択する。
また、画面に表示される３Ｄドラッガーを使用して、
ボルト部品を挿入したい穴の近くにまで移動させることができる。

ボルト部品の円柱面と穴形状の円柱面を選択する。

２つめの拘束条件を追加するため、
マウス右ボタンメニューから「新規拘束」を選択する。

ダッシュボードから「一致」を選択する。
ボルト頭部裏の平面とざぐり穴の底面を選択する。

ステータスが「完全な拘束」となり、
紫色だった表示がオレンジ色の表示に変わるので、
「完了（緑色のチェック）」をクリックする。

このようになる

同じような手順を繰り返して、ナット部品を組み付ける。

今回は「一致」という拘束条件を使用したが、
部品をどのような位置関係で配置するかの設計要件に応じて、
「オフセット」や「角度オフセット」など、その他の拘束条件も使用する。

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可動する部品が占有する空間の抽出と置き換え

  可動する部品が占有する空間を抽出する

機構が動く際に干渉をチェックすることができる（ここをクリック）が、
今回は、あらかじめ可動する部品が占有する空間を抽出し、
可動するユニットの近くにある別のユニットが干渉しないように、
最初から考慮して設計を進める手法を考える。

まずは空間を抽出する

可動する部品が占有する空間を抽出するには、
「モーションエンベロープ」という機能を使用する。
この機能はメカニズムモードで機構シミュレーションを行ってから、
「プレイバック」ダイアログボックスで操作する。
メカニズムのシミュレーションについては、ここをクリック。

メカニズムモードでメカニズム解析を実行した後で、
「プレイバック」のアイコンをクリックし、
ダイアログボックスで「モーションエンベロープ」の
アイコンをクリックする。

表示されたダイアログボックスで、精度を5くらいにしておく。
ちなみに、1だと、作成されるモデルが粗すぎ、
10だとキレイに出力されるが重くなる。
「プレビュー」のボタンをクリックしてみると・・・

このように、各部品が動くのに必要な空間を抽出することができる。
「OK」ボタンをクリックして、部品データとして出力する。

部品データとして出力されるので、
「キャンセル」をクリックして閉じる。

さらに、他のダイアログボックスも閉じ、
メカニズムモードも「閉じる」をクリックして終了する。

作成されたモデルを開いて中身を確認する。

作成されたモーションエンベロープのモデルを開いてみると、
こんな感じである。
ちなみに、後々わかりやすいように、色を付けた。

  アセンブリ内でモデルを置き換えて簡略化する

モーションエンベロープで可動する部品が占有する空間が
把握できたが、さらにこれを、アセンブリ内で置き換えて、
アセンブリモデルの簡略化に利用することができる。

エンベロープを作成する

まずは、アセンブリを確認する。
このサブアセンブリを置き換えてみる。

今回の置き換えの目的は、設計案Aと設計案Bを比較検討する
ためではく、モデル（画面表示）を簡略化するためのものである。
よって、今回は「エンベロープマネージャー」を使って
画面表示の状態を置き換えられるようにする。

ダイアログボックスで、エンベロープを新規作成する。

さらに表示されたダイアログボックスで、サブアセンブリに
チェックを付けて、取り込むようにする。
続けて、「エンベロープ部品」をクリックする。

「エンベロープ部品を作成」にチェックを付けて、
適当にファイル名を入力する。
OKボタンをクリックする。

ブラウズして、モーションエンベロープで作成した
部品モデルを指定する。
OKボタンをクリックする。

アセンブリを作成するときと同じ操作で、
モデルを配置する。
今回は、デフォルト位置の条件で配置する。

最後にダイアログボックスでOKボタンをクリックすると、
操作は完了する。

閉じるボタンをクリックして閉じる。

置き換えを行って簡略化する

作成したエンベロープを使って、モデルを置き換え、簡略化する。
ビューを管理->代用->エンベロープをクリックする。

作成したエンベロープにチェックを付け、
OKをクリックする。

そうすると、このようにサブアセンブリが
モーションエンベロープで作成した部品モデルに置き換わる。

基板など可動しないユニットであれば、
シュリンクラップで作成したモデルと置き換えることで、
簡略化することができるが、
可動するユニットの場合は、占有する空間を
考慮する必要がある。
モーションエンベロープで作成した部品モデルを
使って置き換えることで、占有する空間を把握しつつ、
モデルを簡略化できる。

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