STEP ファイルは、Creo、Inventor、CATIA などのさまざまな CAD プログラム間でデータを交換できる、中立的な 3D コンピュータ支援設計 (CAD) ファイル形式です。 STEP は、Standard for the Exchange of Product Data (製品データ交換の標準) を意味する頭字語です。 STEP ファイルの人気はエンジニアや開発者の間で高まっています。 それはその機能と利点によるものです。

このファイル形式は ISO 標準です。 このファイルの作成には主に EXPRESS モデリング言語が使用されます。 STEP はさまざまなアプリケーション プロトコル (AP) に含まれています。 これらには、STEP AP203 対 AP214、対 AP242 が含まれます。 これらの AP の分類は、3D 次元ジオメトリと機械 CAD 設計に関して異なります。 この記事では、STEP AP203、AP214、AP242 の相違点と類似点を見ていきます。 また、これらの各 AP の利点と機能についても説明します。

STEP ファイル形式の重要性は何ですか?

STEP ファイル形式は主に、複数の CAD プログラム間の相互運用性を可能にするように設計されています。 このファイル形式が重要となるいくつかのシナリオを見てみましょう。 CAD ソフトウェアから生成されたネイティブ CAD ファイル形式を別の独自の CAD システムに変換するのは簡単ではありません。 したがって、この場合には STEP ファイル形式が役に立ちます。 独自のファイル形式を中立的な CAD 形式にエクスポートするだけで済みます。

STEPは企業の間で普及しています。 これは、企業が従来の紙ベースのワークフローから脱却し、モデルベースの定義を採用しているためです。 これらの企業は現在、下流の相互運用性のために STEP ファイル形式を利用しています。 数社の中で、STEP 242 が最も人気のあるファイル形式です。

STEP AP 242 には、BOM、GD&T、測定および組み立てアセンブリに関するメモなどの生産製造情報が含まれています。 これにより、1 つの信頼できる情報源からさまざまなワークフローを取得できるようになります。 STEP ファイルは多くのプログラムと互換性があるため、共同作業が非常に簡単になります。

STEP ファイルは、建築設計や 3D モデリングでよく使用されます。 これは、クロスプラットフォーム互換性と高レベルの精度を提供するためです。 また、STEP ファイルは、詳細なモデルを設計するのにも役立ちます。 STEP ファイルには利点があるため、多くのメーカーが STEP ファイルを使用しています。

各 3D STEP ファイルには、ASCII テキスト形式で保存された 3D モデル データが含まれています。 STEP ファイルの素晴らしい機能の 1 つは、3D モデルのボディ全体を正確に読み取って保存できることです。

 

STEP アプリケーションプロトコル

各アプリケーション プロトコルには、その目的を定義するスコープがあります。 これは、スコープ内でエンジニアが実行する必要があることを指定するアクティビティ図です。 また、アクティビティのデータ要件を定義するアプリケーション要件モデルもあります。

STEP ファイル形式の最も一般的な使用法は、設計データをソリッド モデルのアセンブリとして交換することです。 STEP は、ソリッド モデル データの品質を向上させるために Cad ベンダー向けのフォーラムを設立したことにより、3D 次元データ交換でより一般的な選択肢となりました。 この成功は、十分な忍耐力があれば、ユーザー定義の標準を採用することに消極的なベンダーを克服できることを示しています。

1996 年には、中立標準を使用してシステム間でソリッド モデルのジオメトリ データを交換することは不可能であると考えられていました。 STEP Tools, Inc は、Ford、Allied Signal と協力して、STEP が 3D ジオメトリのデータ交換にどのように成功したかを示しました。 これは本当に大成功でした。

STEP AP203とは何ですか?

AP はアプリケーション プロトコルを指します。 AP203 では、機械部品の設計と 3D で制御された構成が重要です。 AP 203 は、機械アセンブリのソリッド モデルの管理データを指定します。 防衛および航空宇宙分野はこのファイル形式をサポートしています。 また、このファイル形式ではレイヤーとカラーを管理できません。

AP203 の第 2 版は、STEP AP214 と相互運用可能です。 このエディションには、レイヤーとカラーが含まれています。 また、この版にはジオメトリに関連するテキスト注釈もあります。 中心、体積、面積、点群などの検証プロパティもあります。

STEP AP 203 の機能は次のとおりです。

• ファセットモデル、ソリッド、ワイヤーフレーム、およびサーフェスモデルとしての幾何学的データ。
• 製品は機械のアセンブリおよび部品です
• セキュリティ分類の文書にリンクされたデータを特徴とします
• 構成制御用のデータがあります

STEP AP214とは何ですか?

このアプリケーション プロトコルは、自動車の機械設計プロセス用のデータ用です。 STEP AP 214 は自動車業界からのサポートを受けています。 これは、AP 203 のすべての重要な詳細を定義します。レイヤー、幾何学的寸法と公差、および STEP 203 の色などの詳細です。また、このファイル形式により、レイヤーと色の管理が可能になります。

AP214 は AP203 の改良版です。 2003 年に、STEP は STEP 214 の第 2 版を導入しました。範囲に変更はありませんでしたが、いくつかの修正が加えられました。 STEP はすでにこのフォーマットの第 3 版を準備中です。

この AP214 の機能はすべて AP 203 のものです。他にも次のような機能があります。

幾何寸法と公差 (GD&T)
色とレイヤー
3D形式での施工履歴
グローバルおよびローカルの検証プロパティ
ジオメトリに関連するテキストの注釈
運動学的構造
STEP 以外の形式での製品データへの参照
表面状態と公差データ

STEP AP 242とは何ですか?

STEP AP 242 には、管理されたモデルベースの 3D エンジニアリングに焦点を当てたアプリケーション プロトコルがあります。 STEP AP 214 と STEP AP 203 を組み合わせることで、3D エンジニアリングの単一標準を作成します。STEP AP242 には、AP 214 と AP 203 のすべての機能が含まれています。これにより、すべての STEP ファイル形式の中でより一般的なオプションになります。 これは、企業にとって非常に好まれる STEP 形式です。

STEP AP 242 は、3D 電気ハーネス、3D セマンティック PMI、3D 配管、3D 運動学アセンブリ、および 3D 形状品質を備えています。 また、デジタル著作権管理とメカトロニクスも備えています。

STEP AP242 は、STEP AP214 の CAD ツールに実装されているものと同じ形状プレゼンテーションを備えています。 AP242 に見られるもう 1 つの珍しい機能は、モザイク状の形状表現です。 三角形の面のような表現を利用して3D形状で表示できる機能です。 STEP AP242 には意味表現があります。

 

STEP AP203、AP214、AP242 の違いは何ですか?

上で説明したすべての STEP AP の中で、最良のフォーマットは STEP AP 242 です。これは、STEP AP 214 と STEP AP 203 の両方の機能が含まれているためです。また、STEP AP 242 は、 MBE または MBD ワークフロー。 ISO/TC 184/SC 4 は、AP214 および AP203 への貢献を撤回しました。

AP242 の公開の導入により、AP 203 と AP214 は非推奨になりました。 STEP ユーザーは、CAx の作業を追跡することで、AP242 の実装範囲を追跡できます。

さらに、AP 203 と AP214 はモデル ジオメトリとして非常に人気があります。 これは、MBE または MBD ワークフローが採用されたばかりであるためです。 STEP AP203、AP214、AP242 の違いは、その機能に現れます。 また、アプリケーションに関しては、STEP AP203、AP214、AP242 が異なります。

STEPファイルビューア

米国国立標準技術研究所 (NIST) は、STEP ファイル ビューアを作成しました。 これは、ユーザーが STEP ファイルを開くことができる無料のツールです。 また、このツールを使用すると、ユーザーはこのファイルを開いて、CSV ファイルや属性情報を含むスプレッドシートの生成などのいくつかの機能を実行できます。

また、このツールを使用すると、ユーザーは補足ジオメトリ、部品ジオメトリ、ターゲットのビュー、グラフィカル PMI 注釈を作成できます。 ユーザーは、推奨プラクティスに準拠するためのグラフィカル PMI、セマンティック PMI、および検証機能の分析も行うことができます。

どのような STEP の代替手段が利用可能ですか?

STEP ファイル形式以外にも、使用できる CAD に依存しないファイル形式が多数あります。 STEP ファイルは多くの機能を提供しますが、開発者にとっては他のファイル形式も優れた代替手段です。

JT

JT は視覚的表現のために特別に設計されています。 ただし、PMI と B-rep で構成することもできます。 これにより、MBD 対応になります。 大多数のベンダーは、独自のレシピとともにブレンドを使用するシーメンの JT オープン ツールキットを使用しています。 したがって、Siemen ソフトウェア環境内でのみ普及しています。

IGES

IGES は、Initial Graphics Exchange 仕様を指します。 この中立的なファイル形式は最も古く、CAD システム間でのデータ交換を可能にします。 ソリッドとジオメトリが可能になります。 ただし、PMI がないため、MBD 対応ではありません。 IGES を使用すると、ユーザーはワイヤフレームや回路図の形式で製品モデルを交換できます。

QIF

QIFとは品質情報フレームワークを意味します。 最近の ISO 標準形式として、MBD 上で最も大きな適用範囲を持っています。 これは特にビッグ データ、人間および機械が読み取り可能な CAD のセマンティック PMI に当てはまります。 QIF には、測定機能や公差機能などの高度な概念がいくつかあります。 この形式は、高度な MBE/MBD ワークフローのおかげで、航空宇宙および防衛分野でよく使用されています。

3D PDF

このファイル形式は非常に普及しており、どのデバイスでも簡単に表示できます。 グラフィック表現に使用できます。 ただし、機械可読性の機能がないため、自動化はできません。 3D PDF には 3D ジオメトリが含まれています。 このファイルは非常に読みやすいため、下流での配布がはるかに簡単になります。

STEP は幾何寸法と公差作成にどのように役立ちますか?

製造では、部品を製造するには幾何学モデルを超えるものが必要です。 多くの追加仕様が必要ですが、公差の説明は非常に重要です。 これは、製造プロセスや、部品の製造に必要なツールを決定するのに役立つためです。

AP203 の第 2 版が作成されたとき、STEP には幾何公差と寸法 (GD&T) 情報のモデルが含まれていました。 AP242ではGD&Tがさらに改善されました。 いくつかの変更があり、CAD ベンダーから機能に関するフィードバックが行われました。

GD&T データはジオメトリ モデル内の項目を修飾するため、GD&T の新しいモデルは既存のモデルを特徴としています。 GD&T モデルを実装するのは非常に困難です。

STEP ファイルのアプリケーション

3D設計ではSTEPファイルが標準となっています。 このファイルは、印刷、建築、製造などで一般的に使用されます。 STEP ファイルでは次のことができます。

3Dモデルを共有する

STEP ファイルは主に、3D データを構成するファイルを非常に簡単に共有できるようにするために作成されました。 開発者はこれらのファイルを使用して 3D モデルを印刷またはレビューします。 STEP ファイルにはジオメトリではなく完全な 3D モデルが含まれているため、ファイルの共有は非常に簡単です。 また、これらのファイルはさまざまな CAD システムと互換性があります。

3Dモデルを編集する

STEP では、すべての 3 次元 (3D) コンポーネントが 1 つとして保存されます。 これらのコンポーネントを使用して、いくつかのデザイン編集を作成できます。 ほとんどの CAD プログラムは STEP ファイルを読み取り、編集できます。 これにより、コラボレーションとクロスプラットフォーム設計が可能になります。