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自律ロボットで誰でも遊べるよう試行錯誤するブログです。

Fusion360でロボット設計 入門編(後半) ~簡単な形状のモデリング~

AbudoriLab.です。

CADでは「形状を描く」→「押し出す or くり抜く」→「面取りなどの細かい修正」を繰り返すことでモデリングを行います。

本稿を見ながら簡単な形状のモデリングを実践することで、本アプリの操作方法に慣れることができます。

本シリーズにおける本記事の位置づけ

Fusion360でロボット製作」シリーズは三部構成で執筆しています。

  • 入門編:簡単な形状をモデリングして本アプリの操作に慣れる
  • 基本編:ロボットをモデリングして本格的に製作できるレベルを目指す
  • 応用編:設計に便利な機能を知り本アプリを使いこなす

今回は入門編の後半となります。

前半ではFusion360のインストールや環境構築方法についてまとめています。

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簡単なモデリングで練習

今回の題材として"モータを固定するマウント"をモデリングします。

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ホイールを付けたままモータのテストをすると、そのままでは机の上を転がり危険なため、ホイールを地面から浮かせる器具になります。

モータマウントの図面紹介

今回ご紹介するモータマウントは、Lapinで用いるGM25-370の大きさのモータに使用できます。

下図が図面であり、形状や寸法を確認しながらモデリングしていきます。

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モータマウントをモデリング

早速、モデリングの開始です。

ここからは入門編(前半)の続きで、前回はモデルファイルの作成までが完了しています。

0. スケッチ断面の定義

モデリングをする時は、最初に底面を指定する必要があります。

左上のアイコン:Create Sketchをクリックします。

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今回はXY平面(赤:X軸,緑:Y軸,青:Z軸 なので、赤線と緑線でできる面)上に作成します。

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スケッチ平面を選択すると、①スケッチ用のコマンドが画面上部に現れ、②ウィンドウ:SKETCH PALETTEが表示されます。

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1. 台座の作成

モータマウントの台座部分から作成します。

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スケッチ

台座となる長方形を作成します。

タブ:CREATEをクリックした後にCenter Rectangleを選択すると、長方形を描けるようになります。

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次に、方眼紙の所定の位置に長方形を配置します。

下図のように、配置したい位置と頂点にしたい位置をクリックすることで長方形を作成できます。

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サイズ変更

長方形のサイズを図面の寸法に従って変更します。

アイコン: Sketch Dimensionを選択します。

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次に、長方形の1辺をクリックして表示される入力窓に長さを入力してサイズを変更します。

縦と横の2辺を80mmと設定して正方形を作成します。

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台座のスケッチが完了したので、最後にアイコン:FINISH SKETCHをクリックします。

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押し出し

台座の高さを設定して、作成した正方形を立方体にします。

アイコン: Extrudeをクリックします。

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押し出しの入力窓に高さ:2mmを入力し、OKを押すと、80mm x 80mm x 2mmの立方体になります。

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【ワンポイント】

モデルが正しく作成できていることを逐次確認しましょう。

下記の操作で対象物を回転させたり移動させたりして確認することができます。

  • 回転: Shiftキーとマウスホイール押した状態でドラッグ
  • 移動: マウスホイール押した状態でドラッグ 
  • ズーム: マウスホイールを回転

 

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面取り

仕上げに4隅を面取りして台座を完成させます。

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タブ:MODIFYをクリックし、アイコン: Chamferを選択します。

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面取り寸法は10mmとしています。

面取り対象の4隅をクリックして、面取りの入力窓に10mmを入力すれば面取りは完了です。

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この操作が完了すると下図のように4隅が面取りされています。

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色付け

色付けしたい場合はタブ:MODIFY タブからAppearanceを選択します。

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ウィンドウから目的の色を探し、モデルにドラッグ&ドロップすることで変更できます。

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2. モータを固定する板の作成

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スケッチ

モータを固定する板を台座の上に設置できるように設定します。

アイコン:Create Sketchをクリックした後、台座の上面をクリックします。

すると、原点のXY平面ではなく台座の上面に指定することができます。

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次に、モータを固定する板になる適当な長方形を描画します。

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今回は、台座のスケッチ時と異なり対角となる頂点を位置したい2箇所をクリックして長方形を作成します。

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サイズ変更

台座作成時と同じくアイコン:Sketch Dimensionを選択して長方形の寸法を変更します。

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設置位置の調整

図面をみると台座の端から17mm離れた位置に固定板があります。

そこで、アイコン: Sketch Dimensionをクリックして長方形の位置を調整します。

①,②: 長方形の下側の辺と土台の下側のエッジをクリックし、表示された入力窓に長さ:17mm(図面参照)と記入すると位置を移動できます。

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左右の位置も同様に調整します(23mm)。

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最後に、アイコン:FINISH SKETCHをクリックしてスケッチを終了します。

押し出し

板の高さを設定していきます。

高さは50mmになります(図面参照)。

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面取り(フィレットの場合)

エッジ部分を丸くさせます。

これをフィレットと呼びます。

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タブ:MODIFY タブをクリックして、アイコン:Filletを選択します。

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フィレットするエッジを選択し、寸法10mmを入力してOKをクリックすると角を丸くできます。

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この操作が完了すると下図のように角が丸みを帯びます。

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3. ねじ穴とモータ穴の作成

モータを固定するねじ穴と、モータの回転軸を通す穴を作成します。

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スケッチ

作成した板に穴となる円を描画していきます。

今度のは先ほど縦に伸ばした面(XZ平面に平行な面)に描画します。

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適当な径の円を描画します。

タブ:CREATEからアイコン:Center Diameter Circleを選択して、適当に2箇所クリックすると円を描画できます。

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そして、同じ操作で適当な円をもう一つ作成します。

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本来はネジ穴を含めて3つの円が必要になりますが、今は2つしか円を作成しません。

足りないネジ穴は、コピーテクニックを使って簡単に複製する方法を後ほど紹介します。

サイズ変更

これまでと同じ要領でアイコン:Sketch Dimensionにより円の大きさを設定します。

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設置位置の調整

円の位置を設定します。

アイコン:Sketch Dimensionを選択し、円の中心と土台部分とのエッジをクリックして表示される入力窓に35mmを入力します。

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モータの軸を通す穴に対しては、円の中心が板幅の真ん中になるよう調整します。

アイコン: Horizontal/Virticalを選択して、円の中心と方眼紙の原点をクリックすることで自動で調整してくれます。

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ネジ穴用に作成した円も同様に、図面の寸法を参考にサイズと設置位置を調整します。

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ネジ穴の複製

次にもう一つのネジ穴をコピーテクニックを使って簡単に複製します。

今回の図面では、モータの軸を通す穴を中心対称にしてネジ穴が2つあります。

それを利用したコピー方法をご紹介します。

タブ:CREATE をクリックし、アイコン:Mirrorを選択します。

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そして、下図の手順に沿ってクリックしていくとネジ穴の円を対称位置にコピーできます。(画像では分かりづらいですが、③では原点のYZ平面を指定します。)

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この操作が完了すると反対側に選択した円がコピーされてます。

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ここまで出来たらスケッチは完了なので、アイコン:FINISH SKETCHをクリックして終了します。

くり抜き

板をくり抜いて穴を作成します。

3次元化の要領で高さを負の値にするとくり抜きができます

アイコン:Extrudeを選択した後、描画した3つの円の内側をクリックします。

穴の深さ(-3mm)を入力してOKをクリックすると、ネジ穴とモータを通す穴ができます。

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4. 三角リブの作成

最後は三角のリブの作成です。

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スケッチ

モータを固定する板の側面に描画します。

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三角形を描画する方法はさまざまありますが、筆者がよく使う方法でご説明します。

三角リブはモータを固定する板の側面に隣接して設置します。 

まず、タブ:CREATEをクリックしてアイコン:Projectを選択します。 

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隣接させる板側面をクリックしOKとすると、板の側面が描画されます。

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また、土台部分の側面にも設置するため、先程と同じようにプロジェクトを選択→土台部分の側面を選択、し設定してください。 

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最後に、斜辺を描画して三角形を作成します。 

アイコン:Lineを選択して、板の輪郭部分と土台の輪郭部分をクリックすると三角形が描画されます。

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サイズ変更

これまでと同じ操作で図面の寸法を参考にして辺の長さを設定します。 

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押し出し

図面の寸法を参考にして辺の長さを設定します。
サイズを調整したらアイコン:FINISH SKETCH をクリックします。

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複製

もう片側の三角柱を、ネジ穴と同じようにコピーテクニックを用いて複製します。 

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モータマウントの完成です。 

お疲れさまでした‼

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モデルの保存

作成したモデルを保存します。
Fusion360では、他のCADアプリのCATIA,Solid EdgeやFreeCADのようにローカルでなくクラウドに保存されます。
モデルデータをローカルに保存したい場合は、左上のアイコン:FileからExportをクリックします。

 

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表示された入力窓にファイル名、形式、保存場所を入力してExportをクリックすると指定の場所にモデルファイルが保存されます。

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今回作成したモデルの答え合わせ

題材に使ったモータマウントはAbudoriLabで作成したものを公開しています。 

drive.google.com

Fusion360で確認するために、ご自身のローカルフォルダにダウンロードし、Fusion360にファイルをインポートします。 

まず、下図のようにアイコン:Uploadをクリックします。 

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すると、入力窓が表示されるので必要情報を記入してUploadをクリックします。 

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StatusがCompleteになればインポート完了です。 

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是非、実際に作成されたモデルと比較して答え合わせしてください。 

最後に

前半と後半に分けて紹介してきた入門編ですが、ここまででFusion360が使えるようになりモデリングの基本的な操作も知っていただけたと思います。
ご自身でいろいろ作成していくうちに操作にも慣れ、他の機能も自然に知ることになると思います。
次回の基本編では、もっと複雑なロボット製作を通してFusion360を習熟していきます。