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20050411 CADへの道標
物造りをする者にとって、その図面を始めに描く事は必要不可欠であり、また
それに用いる道具として過去にはドラフターやその他の製図器具が使用された。
現在においては、パソコンを利用した設計、製図が一般的となって来た。

CAD、とはキャドと呼ばれるパソコンによる設計支援システムである。
Computer Aided Design あるいは Computer Assisted Drafting, Computer
Assisted Drawing などを略した総称。直訳すれば電脳設計支援。

パソコンを利用した設計システムなのだが、以前は個人で使用するには、設備
や経済的に導入は困難であった。近年、パソコンの能力が増し、またソフトの
価格が個人で購入出来るまでに低下した。価格破壊はフリーソフト JW-CAD
がもたらしたと言える。しかし、まだ3次元のシステムは高価であるが、手の
届く状況になって来た。以下、素人の個人的な体験と独断による解説である。

1990年頃からCADの導入を考えてはいたが、設備や経済的には難し時代
だった。最初に購入したソフトはCANDYであったが、お世辞にも設計シス
テムなどとは言えない代物ではあった。しかし、CAD導入の足掛かりとなり、
その後は何種類ものお絵描き的なソフトを使って来た。機能的に実用に耐えう
るDOS版CADは、Generic CAD、JW−CAD などがあり、後
者はフリーソフトであった為、CAD使用人口を爆発的に増やす貢献を果たし
た。Win版の2次元CADとしてAutoCAD LT は多くの一般個人的
ユーザに受けいられる様になり、設計に実用されるに至った。CADの使用を
独学した為、多くの時間と経費を伴ったが、設計の道具として使用出来る様に
なった。ドラフターは埃を被り、消ゴムの削かすの山は懐かしい過去の思い出
と化した。

2004年から3次元CAD、AutoCAD 2004 の使用を試みたが、
2次元CADとの違いに大きく戸惑い難儀をした。高いハードルではあったが、
3角法による設計から解放され、作図の技法は大きな変貌を遂げる。もはや、
2次元CADの世界に戻る事はないであろう。作図に3次元CADを利用する
には、習得するまでに多くの時間が必要ではあったが、勘所を得れば2次元作
図よりも楽だと思える。以下、AutoCAD 2006 を素人が習得するま
での道程を思い付くままに記述して行こう。これは私自身がこのCAD利用法
を、忘れない様に書き残す事を目的とする為である。老化現象で物忘れが早く、
以前に覚えた操作法を簡単に忘れる事が多くあった。

3次元作図の参考例として、<資料>ページ、 [椅子]を御覧下さい。

20050415 2Dから3Dへ
2次元世界で長く製図を描いていた感覚がなかなか抜けず、3次元CADを始
めた頃は、2次元でしか表示されないディスプレイの中で、奥行きを把握する
目が慣れなかった。それ故に、自分が描く線をどこから書き始め、どの方向に
その線を伸ばし、立体を形造るかを悩んだ。マニュアルを読んでも用を得ず、
解説本を次々と読み漁ったが、3次元CADを会得するヒントは少なかった。
ソフト版、「e解説」 ”AutoCAD2004、 ツール編”、 ”図面編” の
中にほんの微かな光明が見えた。2次元でXY軸方向に書かれた面を、Z軸方
向に押し出すと、それが3次元の図形として描かれる。Z軸方向、奥行き方向
を把握すれば、その後に図面を書き進める事は楽になるのだが。オブジェクト
スナップ、線を書き始める位置、あるいは書き終える位置を確定する方法とし
て便利な機能を多用する。次に描いた図、形を切断、回転あるいは複数の図を
合わせたり差し引いたり交差を利用しながら、継ぎ接ぎして目的の図を描いて
行く。面が立体的に変形して描かれて行く過程には興奮させられた。
 

20050416 座標の認識
2次元CADでは、紙上に図面を描く感覚と同様で、ディスプレイ上に図面を
描く事にあまり違和感はない。座標はXY軸方向のみで平面として認識される。
座標は図面の横方向がX軸、縦方向がY軸として一般に使用されるが、図面を
傾いて描く場合、その傾きに軸方向を合わせる事がある。作図が容易となり、
CADではこの座標軸変更を場面に応じて利用する。3次元の作図ではこの座
標軸の認識が非常に重要で、作図方向に応じて座標軸を変更して行く。面を押
し出す向はZ軸方向となるので、押し出す向にZ軸を変更すると、立体把握が
容易で作図効率が良い。固定された既定の座標系をWCS、移動可能なユーザ
座標系をUCSと呼ぶが(World Coordinate System, User Coordinate System
を略した呼称と思う)、座標軸の向きを認識する記号、アイコンが画面上に表
示される。UCSアイコンを表示、非表示するか、形や大きさは設定によって
決められる。作図時にこのUCSアイコンを画面上で確認し、座標軸の向きを
見極めて、作図作業を進める。しかし、ディスプレイで表示されるのは平面的
である為、立体的な図線が前後に重なる場合、前後の関係を認識するのは難し
く、図線を書き込む場所を度々誤ってしまう。起点の座標数値を直接入力すれ
ば間違いは起こらないが、作図効率は悪くなる。効率が良いのは、目的の書込
起点を、スナップ機能(特定の線端、交点、中心点などを選択する機能)を利
用して特定する。


20050424 スナップのカスタマイズ
スナップ機能を必要に応じて選択すれば正確な作図が効率良く出来る。CAD
には、オブジェクトスナップやグリッドスナップなどがあるが、私はグリッド
スナップはあまり使用していない。オブジェクトスナップは交点、中点、中心
などの他、多くのスナップする場所の設定が可能である。予め作図補助設定で
スナップ点が選択可能で、必要な箇所を選択する。しかし、作図補助で設定す
る以外に、オブジェクト スナップカーソルメニューと言う、Shiftキー
を押しながら右クリックすると表示される、カーソルメニューだが、これから
選択するスナップを多用する。この選択を自分が使い良いキーに設定すると、
便利だ。AutoCAD2005では、acad.mnuファイルを書き換え
てカスタマイズしたが、2006ではAutoCAD起動中にユーザインター
フェイスを簡単にカスタマイズする事が可能になった。バージョンアップして
書き換え方法が変更され戸惑った。マニュアルにもあまり詳しく書き換え方法
が記述されておらず、最初は困ったが、カスタマイズする場所を見付けてから
は、簡易さを喜んでいる。メニューバーからツール、カスタマイズ、インター
フェイス、に進むと、カスタマイズのダイアログが表示される。他に、ツール
バーの上で右クリックすると、カスタマイズを起動する事が可能になっている。
カスタマイズダイアログの表中左上、ショートカットメニュー、オブジェクト
スナップ カーソルメニューと進み、必要なスナップを選択すると、右表では
名前、説明、コマンドなどが設定可能だ。好みに応じて、選択キーを設定する。
右利きは、右はマウス、左はキーボードを操作する為、左ホームポジションで
キー入力が便利な様に、点スナップ(&D)、交点スナップ(&X)などと、
それぞれのスナップ点を自分が覚え易く、使い勝手の良いキーに割り当てると
甚だ都合が良い。効率良く作図する環境を整える事が重要だ。スナップを選択
するキー以外にも、1文字コマンドを自分好みに設定すると、作図が楽になる。


20050425 1文字コマンドのカスタマイズ
前項でカスタマイズに関して記述したが、ある程度CADに慣れてから、自分
好みに変更すると良いだろう。また変更の前に、オリジナルファイルをコピー
し、変更以前の状態に戻せる様に準備する事をお勧めする。また、テキスト編
集用ソフト、エディターを併用すると便利だ。ワープロ等でテキストファイル
を編集する事は可能だが、あまりお勧めしない。メール、文章編集、その他の
テキストファイル等を記述するにも、エディターの使用は欠かせない。
さて、前述のメニューカスタマイズで書き換えられるファイルは2006では
acad.CUIと言うファイルになった。以前はacad.mnuファイル
だったが、仕様が変更され、CAD起動時にカスタマイズ可能になり、CUI
ファイルを直接的に編集する必要はなく、このファイルを直接、書き換えては
不具合を生じるので注意しなければならない。
前置きが長くなったが、1文字コマンドの編集だが、CAD起動時にツール、
カスタマイズ、プログラム パラメータ(acad.pgp)を編集、の箇所
で、自分好みのコマンドキーにコマンドを割り当てると、作図効率が良くなる。
ただし、CADを個人で使用する場合は好みに書き換えても良いが、複数の者
が使用する場合は、書き換えの認知をする必要がある。使用者専用のファイル
を使う事も可能になっているが。
1文字コマンドとは、作図時にアイコンを選択して線を引いたり、円を描いた
りするよりも、キーボードから直接にコマンドを入力し、作図して行く方法で、
効率が良い。CAD初心者はアイコンを使って作図するのが簡単だが、慣れる
とコマンド入力は便利と思えるだろう。1文字入力コマンドの例として、私は
次の様な文字をそれぞれのコマンドとして使用している。
Aは円弧、Bは部分削除、Cは面取り、Dは点、Eは延長と設定している。
カスタマイズの要点は、使用頻度の多いコマンドは右利きの場合には、左手の
ホームポジションから入力し易い文字に割り当てる。文字から連想される機能
を持たせる等である。A−Zまでの26文字以外にも、使い勝手の良い2文字
コマンドを利用する。例えばABとコマンドを入力し、距離計算コマンドの機
能を持たせる方法である。これはA点からB点までの距離を求める事を連想し
て割り当てた。ドイツ語でabstand(間隔、距離)と言う語彙があるの
だが、この単語のイメージからも連想出来る。自分の記憶し易い文字を割り当
てると良いのだ。
ところで、2006バージョンではカスタマイズがより便利となった。CAD
ソフトは自分好みにカスタマイズして使用すると効率が上がる。前バージョン
では、ツールバーの置き換えが不便で苦労させられた。
作業画面をなるべく広く取り、メニューバー、ツールバー、コマンドラインは
それぞれに1列とし、使用頻度の多いツールバーのみを表に表示させると、簡
素な画面となる。作図する者が最も便利な様に環境を整えると良いのだ。


20050505 Z値の固定
図面を正確に描くには、スナップ機能は不可欠です。しかし、同平面ではなく、
場所的には同様に見える、別の高度(面の前後)にスナップする場合には困惑
します。以前のバージョンでは Tab キーを使用して、スナップ点を切り替え
たりして、不自由を感じておりました。同一面上だけで作図が可能であれば、
便利ではと素人的に考えておりましたら、2006バージョンにはこの機能が
加えられました。それは、「Z値を現在の高度に変更」と言う設定です。これ
はオプション、作図補助のダイアログにある「Z値を現在の高度に変更」から
設定出来ます。また、直接にはOSNAPZ変数を1にすれば良いのですが、
現在のZ値確認をしなければ間違った高度に設定されたり、ビューを変更した
場合には、設定していたZ値がキャンセルされたりして、思っていた機能とは
違和感がありました。慣れると使えるのか、今後にもっと便利に改良されるも
のなのか、もう少し待ちたいと思います。一応、Z値が固定さる機能が付加さ
れましたので、使いこなせれば便利では。ビューを変更しても、Z値が固定し
た状態を保つ必要を感じます。Z値を固定する前に、ELEVで高度を直接入
力するか、原点設定で高度を決めるかなどして、現在のZ値を確定させる事を
忘れない様にしましょう。


20050906 参考文献
これまでCADを独学するために、多くの書籍や学習ソフトなどを購入しては、
読み飛ばして来たが、学ぶ様なヒントは多くなかった。某、DVDによる独習
ソフトは全く役立つ様な代物ではなかった。まあこれも学習だと思えば無駄金
も生かされるだろう。最近、待ちに待っていた参考になるCAD書籍が出版さ
れた。 CAD付属のマニュアルでは学べなかった、多くの有用ヒントが紹介さ
れている。

「徹底解説 Auto CAD 2006」 鈴木裕二著 エクスナレッジ発行

Auto CAD 2006 に関して詳しく解説している書籍で、既にある程度の
CAD操作の経験がある人を対象に記述されている。独習の為に、購入しても
無駄にはならない参考書籍と言えるだろう。

 

20051202 参考作図
製図と言えば、これまでは製図板で投影図を平面的に書いてきた。基本は
今でも同じだが、今日においてはパソコンによるCADを利用して作図する
方法が一般的となった。物を作るには、寸法確認や形状認識にはCADに
よる2D図面でも用をなす。しかし、複雑な構造を立体的に把握する為には
3Dによる立体図が有利だ。手書きによって立体図を描くには途方もない時
間が必要だったが、CADによる3D作図はいとも簡単に立体図を描き出す。
オルガンの演奏台は複雑な機械的構造だが、立体図で写真の様に表現す
る事が可能となった。



 

20060302 参考作図
オルガンの設計にCADの導入を思い立ち10数年が経過した。3D作図で
全体を設計したのは今回が初になる。最初は試行錯誤ではあったが、自分
なりに工夫し、CADを道具として利用する事を会得した。 製図作業に費やす
時間の節約にはならなかったが、3D作図による図面の表現力、利用価値は
実証され、更にその必要性を感じるに至った。CADに慣れるに従い、今後
には製図に費やされる技術的な時間は短縮されるが、思考の内容をまとめる
作図時間の節約にはならない。しかし、創造の大いなる助けになる事は疑い
ないだろう。CADの個人的な独学は可能であり、挑戦される事をお勧めする。



 

20060405 参考作図
木材加工の中に、継ぎ手と言う技術がある。以前から不思議に感じ、その構造
が不明で、秘技とされていた「捻れ組み接ぎ」(ねじれくみつぎ)、あるいはその
形や用途から「水組み」とも呼ばれている加工法として知られている。その検証
図解を3D CAD作図で試みた。立体構造の把握には良い例題となった。
参考文献「図解 木工の継ぎ手と仕口」(鳥海義之助著、理工学社) 

  

  
                               隠し蟻組留め接ぎ(機械加工)


20060505 AutoCAD2007
AutoCADの最新バージョン、4月下旬から一般ユーザへの配布が始まった
た。前バージョンよりもさらに3D作図機能が強化され便利となった。

以下に記述するのは、CAD独学初心者による内容だと言う事を考慮し、参考に
して欲しい。先ず、この最近は毎年のバージョンアップが続き、高価なソフトの
経済的な負担は個人には厳しい。また、スブスクリプション(以下Sbと記)契
約と称するソフトの販売形態を通しての利用承諾、Sb契約なしでの購入も可能
ではあるが、実質的にはSb契約はソフトの価格に含まれると考えた方が納得出
来る。私にはSb契約はバージョンアップ時の経済的なメリットだけになってい
る。Sbの意味、英和辞書では予約購読、寄付などとあり、その意味する内容は
理解出来る。ソフトのメンテナンスサービス的な意味は薄く、メーカによる価格
の上乗なのではなかろうか。他の業務ソフトにもこの様な販売形態を取る悪習が
最近は増えている感じがする。機能を小出しにし、毎年の様にバージョンアップ
を繰り返し行い、更なるソフトの高単価をもたらす行為は、ユーザに多くの負担
を強いる事にもなっている。CADソフトは今でも高価なのは確かである。

さて、AutoCAD2007は作図機能に加え、描かれた3Dを表現する能力
が増した。平行投影に加え、透視投影表現も付加された。また、レンダリングと
言う、材料や光源を選択しての表現力も強化されている。私のパソコン環境では
レンダリングを使用するには、重過ぎて使用に耐えない。また、螺旋作図機能が
新たに加えられた。捻子、螺旋階段、渦巻きなどを作図するに便利となった。捻
子山を作図する必要性は感じなかったが、前バージョンで疑似的螺旋作図を試み
途方もない時間を浪費した事を考えると、便利なコマンドだと感じる。

3D作図時に便利になった機能の一つに、ダイナミックUCS(DUCS)があ
る。UCSに関しては、「20050416 座標の認識」を参照。今までは作
図時に座標軸を作図者自身が選択していたが、DUCS下では、図を色々な平面
上に描いて行くのだが、開始作図点を選択した時の、それぞれの平面をXY軸と
し、自動的にXY平面、作業する平面上にXY軸が設定される機能なのだ。縦、
横、斜めだろうが作図する面がXY軸となり、そこに2D図形を作図し、Z軸方
向、即ち面の上方に図形を盛り上げ、あるいは下方、穴を掘り下げると言った様
な作図をするに便利な効率良い機能となっている。

これまでXY軸方向の線カーソルしかなかったが、Z軸カーソルが増え、Z軸方
向の認識が容易となった。3D作図においては、このZ軸方向の把握が非常に重
要であり、2D作図からの移行時に一番戸惑う点なのだが、感覚的に座標軸を捉
えられる様になった。

2Dによる3角法では、物の前後関係の把握は難しく、部品が重なる干渉による
不具合の確認が困難であった。しかし、3D作図では干渉チェックコマンドがあ
り、部品同士の干渉をより簡単に視認する事が可能となった。3D作図による大
きな恩恵だ。

高額料金を支払って最新バージョンを入手する価値はあるのか。既存ユーザには
割安のメリットがある。キャンペーン期間中外に、新規にソフトを購入するには
まだまだ高額には変わりない。単に図面を描き上げる為の道具に、多大な出費を
したからとして、良い図面が出来る訳ではない。例え良い図面があったとして、
良い製品が造れることにもならない。しかし、3Dで描けるCADは、もはや私
には作図作業に必要不可欠な道具となっている。最新バージョンは以前に比べて
3D作図をより簡便に利用出来る様になった。また表現力が増し、外郭図や透視
図、表面スケスケ図面など、2D作図ではなしえなかった多くの描写が可能とな
り、CGグラフィックな表現も出来る。人によって価格に値する価値は異なるで
あろうが、新バージョンCADは機能的にも、扱い易さの点においても魅力的と
なった。

半透明表現による参考図