機械設計者の仕事内容とは？現役エンジニアが1日の仕事をわかりやすく解説
機械設計者と言われれば、何を思い浮かべますか？
図面を描くだけの仕事と思われがちですが、実際には様々な業務があります。
今回は、現役エンジニアが仕事の流れを説明していきたいと思います。
機械設計者の仕事の内容とは？
あなたの身の回りには、どんな機械がありますか？
例えば、自動車、ロボットなどが挙げられます。
もっと視野を広げてみると、産業機械、工場設備のような物も機械に当たります。
もちろん、今このサイトを見てくれているパソコン、スマホも機械です。
このように、設計できる機械は、身の回りに溢れています。
このような製品に対し、どんな部品を使うか、強度は十分か、動きに問題ないか、コストは許容範囲内か、製造方法はどうするか、ということを考慮しながら進めていきます。
単に図面を描くだけでなく、製品の成立性を考えることが、機械設計者の仕事です。
機械設計者の主な仕事内容
機械設計の仕事は大きく分けて以下のような業務があります。
企業によって名称は異なると思いますが、できるだけ代表的な名称を用いています。
構想設計
最初に行うのが構想設計です。
ここでは、製品の構造を決めます。
例えば、モーターをどこに配置するか、部品の配置はどうするか、全体の大きさはどのくらいになるか、が挙げられます。
元々の設計仕様を決めることになりますので、ここで十分な検討をしておかないと、後々に問題が起こることがあります。
詳細設計
次に行うのが詳細設計です。
例えば、板金の形状、軸の径、ボルトのサイズを決めていきます。
構想設計よりも細かいところを検討する必要があり、材料力学、流体力学などの学問だけでなく、加工法などの知識も必要となってきます。
部材のコストも精査するため、市場状況も把握しておく必要があります。
設計は3D CADを用いて行うことが最近の主流です。
場合によってはCAEを用いて、強度や温度を検証することもあります。
図面作成
設計が完了すると、製造用の図面を作成します。
ここで寸法、公差、表面粗さ、材料、処理を記載します。
図面は製造現場とのコミュニケーションツールのため、ここでは正確さが重要となってきます。
最近では、3D CADで設計した形状を2Dに反映させて作ることもあります。
試作・組立確認
試作品が完成したら、組立を行います。
想定通りに組立が可能か、図面通りの形状になっているかを確認しながら進めます。
もし想定外の問題が発生したら、処置が必要となります。
主に以下のような問題の発生が考えられます。
- 軸受に軸がはめ込めない
- 部品同士が干渉している
- ネジにドライバーがアクセスできない
評価
組立が完了したら、評価を行います。
強度試験や動作試験、温度試験などが主な評価内容になります。
ここでも問題が見つかると、設計を修正する必要があります。
主に以下のような問題が発生することがあります。
- 回転軸が共振している
- 力を加えると部品が破断する
- 使用温度で使い続けると熱暴走する
機械設計者の一日の例
機械設計者の一日の例を紹介します。
日によってことなるので、もっと暇な日や繁忙の日もあります。
朝 出社・スケジュール確認
機械設計者は意外と他部署とのやり取りが多いです。
同じ設計部門のエレキやソフト設計者だけでなく、製造部門、部材調達部門、メーカー各社など、スケジュール調整も必要となってきます。
午前中 設計業務
開発のスケジュールに応じて、設計業務を行います。
体感では、詳細設計を行っていることが多いです。
上手くいかないときは修正を繰り返し、午後まで延びることもあります。
午後 打ち合わせ
他部門と進捗について報告を行ったり、問題が発生したら対策を共有する、などが挙げられます。
設計者というと一人でこもって作業していると思われがちですが、意外とコミュニケーションをとる機会も多いです。
夕方 ドキュメント作成
設計だけでなく、ドキュメント作成をする時間も必要です。
設計内容をまとめた設計書や、評価結果の報告書をまとめます。
上手く進んでいるときは良いですが、全く進まないときも、もちろんあります。
機械設計者の大変なところ
設計として、ミスしたときの責任が大きい、納期やコストが厳しい、無茶な要求が多い、など大変なところもたくさんあります。
しかし、自分の考えたものが形になってくれるということは、なによりもやりがいとなってくれます。
まとめ
いかがだったでしょうか。
今回は機械設計の仕事について解説してきました。
まとめると以下のようになります。
- 機械設計者の仕事は、製品の成立性を考えること
- 設計では3D CADを主に使うことが増えている
- 納期やコストが厳しいこともあるが、やりがいもある
