第3回　3次元CADでのアセンブリの基礎

　アセンブリという作業に最初は慣れないかもしれないが、作成したアセンブリデータをアニメーションで動かし機構検証をしたり、干渉箇所を調べることができたり、断面を切って内部の状況を確認したり、クリアランス（隙間）距離を確認したり、組立て・分解検証、質量や重心を確認したりなど、コンピュータ上の3 次元空間に仮想試作することで、2 次元CADでは得られなかった多くのメリットを享受できる（図2）。そして、現在はVR（仮想現実）技術やAR（拡張現実）技術を使って、実際に作業者の手が届くか、操作性が悪くないか、危険性がないかなどを、よりリアルに検証できるようになってきている。

　アセンブリをする際の注意点として、位置合わせをするときに使用した面や軸が、設計変更などにより存在しなくなってしまうと、エラーが発生して位置が合わなくなってしまうことがあるので、できるだけ設計変更が起きてもなくならない要素で位置合わせをするのが理想である。

　さらにアセンブリをする場合には構成を考える必要がある（図3）。多数の部品を1 つのアセンブリに配置すると扱いづらいため、関係の深い部品同士を1 つのアセンブリとしてまとめて、まとめたものをアセンブリすることで扱いやすくなる。自動車の例では、エンジンやタイヤを各アセンブリにまとめることで管理がしやすくなる、といったようなことだ。パソコンのデータ管理で、フォルダの中にフォルダをつくるようなイメージである。この方法により、アセンブリや部品は階層構造となる。階層構造となることで、多数の部品から構成される製品でも管理がしやすくなる。アセンブリ構成は設計の初期段階で決めておくことが望ましいが、後からの変更も可能なため、設計作業を進めながら構成を考えていくことも可能である。

　アセンブリをするタイミングだが、すべての部品が完成してからでないとアセンブリできないわけではない。部品を変更するとアセンブリも同じく更新できるのが、部品とアセンブリの関係性だ。部品がある程度できたら、アセンブリをして問題がないか確認をしていきながら、設計を進めていくとよい。問題を早い段階で見つけることで、設計において問題が大きくなる前に、良い改善策を考えることができる。

　3 次元CADで設計をする際に、部品を別々で作成してアセンブリを行うボトムアップ設計という方法と、同じ作業空間で部品を作成していくトップダウン設計という方法がある。

　ボトムアップ設計は、プラモデルのように部品がある中で組み立てていくイメージである。過去に設計した部品を流用する場合や、外注で作成してもらった3次元モデルや2次元図面を改めて3次元モデル化してアセンブリする場合などに使用する。