はじめに
今回はFreeCADで遊星歯車を作る方法を紹介します。
↓こちらのマクロ（拡張機能）を使います。
個人利用なら無料、商業利用なら「1000円」の拡張機能です。
このマクロの強みはねじれたような歯車が作れることです。（はすば歯車、ヘリカルギア）
↓このような形の歯車を生成してくれるのはすごく便利。
遊星歯車自体の計算ですら大変なのに…
そこに「ねじれ」まで入れるとなるとツールを使う方が早いとなります。
FREECADの導入や基本操作ができることを前提に進めます。
↓基本操作はこちらをご覧ください。
マクロの入手
こちらのページにアクセス。
「FreeCAD用遊星歯車作成＆アニメーションスクリプト」の作者の方が作ったWEBサイトのようです。
利用用途に合わせたツールを選択。
一般的なお試し用途であれば無料で使えます。
VRChat向け販売モデルを作ろうとしたので法人向けにしました。
「カートに入れる」を選択。
ログイン or ゲストかを選んで購入するを選択。
支払いは下図のフォーマットで対応してます。
そしたら「内容のご確認へ」を選択。
これでダウンロード画面が出てきます。
こちらをDLすればマクロの入手が完了です。
「FreeCAD用遊星歯車作成＆アニメーションスクリプト」の作者の方が作ったWEBサイトのようです。
マクロの導入
DLした.zipを展開。
展開したファイルに入ります。
中に２つのデータが入ってます。
「.FCMACRO」がマクロ本体です。
「README.md」はマクロの説明文です。
.mdは何のアプリで開くか決まってないので右クリック。
プログラムから開くを選択。
任意のテキストエディターを選択。（メモ帳など）
ここでは「Sublime Text」を使いました。
Sublime Textの導入や使い方はこちらで解説。
「README.md」を開くとブログとほぼ同じような文章が書かれてます。
そしたらマクロ本体を下記のフォルダーの位置に移動します。
C:\Users\ <ユーザー名> \AppData\Roaming\FreeCAD\Macro
AppDataは隠しフォルダーです。
↓表示されてない方はこちらを見ながら表紙させてください。
次はこのマクロを動かすために必要な「Gearワークベンチ」を入れていきます。
Gearワークベンチの導入
FreeCADを立上げ。
ツール → 「拡張機能の管理」を選択。
アドオンマネージャーで「gear」と検索。
「freecad.gears workbench」を選択。
これを「インストール済み」の状態にします。
↓「freecad.gears workbench」の使い方はこちらで解説。
以上でマクロの導入が完了です。
マクロの実行
FreeCADを立上げ。
マクロ → マクロ…を選択。
ここで導入したマクロを選択。
「実行」をクリック。
すると下図のようなUIが出てきます。
上部の方で造形関係のパラメーターを設定。
「優勢歯車の作成」を実行。
プリセットを使うと公式が用意したパラメーターが使えます。
これで歯車が生成されます。
あとは固定モード選択でアニメーションの種類を設定。
「アニメーション開始」で歯車が正しく動くか確認できます。
こんな感じで動きます。
あと自分が設定した値を保存したい場合は「設定を追加」を選択。
以上がマクロの実行についての解説です。
エラーが出た時の対処法
私はこのマクロリリース日に購入しました。
そしていくつかの動作エラーに遭遇したので、その時の対処法も残しておきます。
こちらで確認したエラーはすでに開発者にお問合せして修正してもらってます。
主なエラー発生要因は下記の2つ。
・ソフトのバーションが古い
・アップデートで依存関係が崩れるこの２つの対処法を見ていきます。
ソフトの更新＋再インストールを試す
まず「ソフトウェアの更新と再インストール」を試してください。
この記事執筆時点では最新のFree CADのバージョンを1.0.2に更新。
あとはFreeCADのGearワークベンチも更新します。
（執筆時点ではv1.3.0）
以上が真っ先に試す「ソフトの更新」です。
以降はこの処理で動かなかった場合の対処法になります。
エラーログを確認する
FREE CADを立上げ。
表示 → パネル → レポートビューを開きます。
この状態でマクロを実行。
すると動かなかった場合にエラーが表示されます。
↓こちらは「Tkinter」関係の何かが動いてない様子。
tclの依存関係が崩れた場合（再発しにくい）
調べたところ「tcl8.6」が私のFree CADにはないということが分かりました。
出たエラー文をChatGPTにコピペして質問すると解決が早いです。
Free CADのバージョン差で付属Pythonに「tcl8.6」が入らなくなったようです。
こちら開発者にお問合せしたところ「tcl」の使用をやめ、FreeCADのベースで使われている「pyside2」に書き換えたらしいです。
ありがたい話…。
Pythonを入れてると「tcl8.6」と「tk8.6」をが入ってます。
開発者様の修正が入るまではこれをFree CADに移植してました。
Free CADのlibに入れて対処してましたが…
それも不要になったようです。（ありがたい話）
ちなみに「tcl8.6」と「tk8.6」を移植しただけでは「tk.tcl8.6」のバージョン差の問題が発生。
なのでtcl8.6の中にあるinit.tclを開き、Tclの参照バージョンを手動で書き換え。
tk8.6の中にあるtk.tclを開き、Tclの参照バージョンを手動で書き換え。
みたいなことををやってました。
このあたりの問題が発生した方は、Chat GPTあたりと相談しながら調整してください。
ただ「tcl」の使用をやめてFreeCADのベースで使われている「pyside2」に変えたのでこのエラーは再発しにくいと思います。
（なので、あまり細かくは書いてません）
以上がtclの依存関係が崩れた場合の対処法です。
Gears workbenchの依存関係が崩れた場合（再発の可能性あり）
Gears workbenchはアップデートで「変数の名前」がちょくちょく変わるようです。
変数 = プログラム内部にある処理を動かすための名前のようなモノ。
たとえば歯図はプログラム内だと「gear.num_teeth = teeth」で処理されてたりします。
旧バージョンでは「gear.teeth = teeth」だったのが…
新バージョンでは「gear.num_teeth = teeth」になってたりしました。
これに関してはマクロではなくGears workbenchの開発者側の問題になるので再発する可能性があります。
変数の名前が違うと下記のようなエラーが出ます。
'FeaturePython' object has no attribute 'teeth'「 = teeth」に入れられた情報が何らかの理由で欠落したようです。
このエラーの場合、Free CAD上にはエラーログが出ませんでした。
そこでマクロ製作者から教わった下記の処理を「Python」コンソールで実行。
import freecad.gears.commands
gear = freecad.gears.commands.CreateInvoluteGear.create()↓正しく動く場合はこのような挙動になります。
上手く動かなかった場合は何かしらのエラー文が出力されます。
こちらをChat GPTなどにコピペして相談。
Chat GPTなどを含め、色々試したところ下記の問題だと分かりました。
【原因】
Gear Workbench のバージョン差で変数名が一部変わった。
18行目を下記の文章に書き換え
×旧 → gear.teeth = teeth
〇新 → gear.num_teeth = teeth
20行目を下記の文章に書き換え
×旧 → gear.beta = beta
〇新 → gear.helix_angle = beta変数名の調整は入手したマクロを任意のテキストエディターで展開。
そして問題が起こってるか所を確認。
Chat GPTから教わった変数名に設定。
（私はなぜこの名前で治ったかは分かってないです）
保存して実行すると、別の変数名でもエラーがあることが分かりました。
なので同じくChat GPTに相談しながら変数名を確認。
gear.betaを「helix_angle」にすると治りました。
謎なのが開発者様の方では旧変数名で動くようです。
ただGears workbenchのGit Hub上では新しい方の変数名になってました。
→ 対策として「新」と「旧」の両方の変数名に対応したようです。
ありがたい。
ただ… Gears workbenchの気まぐれで同じエラーが起こる可能性があります。
なので、もし同じ変数問題が起こった場合は手動で修正 or 開発者様にお問合せしてください。
以上がエラーが出た時の対処法です。
まとめ
今回はFreeCadで遊星歯車を作る方法を紹介しました。
・遊星歯車マクロを使えば遊星歯車が作れる
・動かすために事前にGears workbenchを入れておく
・マクロ情報の.FCMACROは ~~~~\AppData\Roaming\FreeCAD\Macroに入れる
・FreeCAD上でマクロ → 実行で動作可能
・正しく動かない場合はエラーログなどを確認
また他にもFREE CADや3DCGについて解説してます。
ぜひ、こちらもご覧ください。
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