GPT-6 AstraでKiCadパターン設計――DXFと既存基板から寸法を合わせる

回路図の作成と確認が終わったので、次はKiCadによるパターン設計へ進みます。

今回の基板には、一般的な単体基板とは少し違う制約がありました。使用するケースがあらかじめ決まっており、さらに3枚の基板を親子亀方式で縦に重ねる構成です。

そのため、単に部品を基板上へ配置するだけでは不十分です。

• ケースに収まる基板外形
• ケース側の取付穴
• 3枚の基板を固定する穴
• 基板同士を接続するコネクタ
• コネクタの向き
• 基板間の間隔
• 信号の接続方向

こうした寸法と位置を、ほかの基板やケースに合わせる必要がありました。

今回は、ケースのDXF図面と、すでに完成していた基板データをGPT-6 Astraへ渡し、日本語で指示しながら位置合わせを進めました。

ケースと3枚の基板を一致させる

今回の構成では、ケースの中に3枚の基板を縦方向へ重ねます。

そのうち1枚は、すでにKiCadでパターン設計が完了していた5cm角のZynq基板です。新しく設計する基板は、このZynq基板や、もう1枚の基板と物理的に接続できなければなりません。

以前であれば、私が図面を開いて寸法を読み取り、取付穴の座標、コネクタ間隔、基板外形などを一つずつ調べていました。

複数の図面や基板データを見比べながら座標を転記するため、かなり神経を使う作業です。わずかな読み違いや転記ミスでも、製造後に基板を重ねられない、ネジが通らない、コネクタがかみ合わないといった問題が発生します。

今回は、その寸法確認と位置合わせをAstraに依頼しました。

ケースのDXF図面をそのまま渡した

ケースについてはDXF形式の図面が用意されていたため、そのファイルをAstraへ渡しました。

DXFにはケースの輪郭や取付位置などの図形情報が含まれています。Astraには、その図面を読み取り、新しく作る基板の外形や取付穴をケースに合わせるよう指示しました。

私が図面上の寸法をすべて手作業で拾い出し、座標として入力したわけではありません。

元になるDXF図面を渡し、

「このケースに収まるようにする」
「取付穴の位置を一致させる」

という目的を日本語で伝えました。

Astraは図面の情報を読み取り、基板側で合わせるべき位置を確認しました。

図面があれば、そこから必要な寸法を抽出し、KiCadの設計へ反映できる。この点は、今回使っていてかなり便利だと感じました。

既存の5cm Zynq基板も基準にした

ケースだけでなく、すでに完成していた5cm角のZynq基板データもAstraへ渡しました。

新しく作る基板は、このZynq基板とコネクタで接続する必要があります。そのため、基板外形だけでなく、取付穴とコネクタの位置、コネクタの向き、信号の対応も一致させなければなりません。

Astraは既存の基板データを読み取り、どの位置にコネクタや穴があるのかを確認しました。

さらに、単なる座標の比較だけでなく、既存基板側の回路情報も確認していたようです。どの信号がどこへ接続されるのか、コネクタをどの向きに配置する必要があるのかといった情報も含めてチェックしていました。

ここは、今回の作業で特に印象に残った部分です。

外形や穴位置だけを合わせても、コネクタの向きやピン対応を間違えると接続できません。機械的な位置と電気的な接続を同時に見られることは、生成AIを使う大きな利点だと思います。

寸法と回路を横断して確認する

今回Astraへ渡した情報は、主に次のようなものです。

• ケースのDXF図面
• 既存の5cm Zynq基板データ
• もう1枚の既存基板に関する設計情報
• 新しく作る基板のKiCadデータ
• 3枚を縦に重ねるという構成条件
• コネクタを介して接続する信号情報

Astraはこれらを個別に見るのではなく、相互の関係を確認しながら処理しました。

ケースの寸法だけを見るのでもなく、回路図だけを見るのでもありません。

「ケースに収まるか」
「基板を3枚重ねられるか」
「取付穴が一致するか」
「コネクタが物理的にかみ合うか」
「コネクタの向きが合っているか」
「信号が正しい相手へ接続されるか」

といった条件を横断して確認しました。

従来は、機械図面、PCBデータ、回路図を人間がそれぞれ開き、頭の中で関係をつないでいました。今回は、その照合のかなりの部分をAstraに補助してもらいました。

指示は基本的に日本語だった

今回の作業では、特殊なスクリプトや複雑なコマンドを最初から用意したわけではありません。

基本的には日本語で目的と条件を伝えました。

もちろん、「寸法を合わせてください」だけでは不十分です。どの図面を基準にするのか、どの基板と重ねるのか、どの穴とコネクタを一致させるのかは明確に指定する必要があります。

それでも、寸法を一つずつ自分で転記するのではなく、元の図面と基板データを渡し、設計目的を日本語で説明できるようになったことは大きな変化です。

設計者は、座標の転記作業よりも、

• どの基板を基準にするか
• どの位置を一致させるか
• どの方向で接続するか
• ケース内部でどのように重ねるか

といった構成上の判断へ集中できます。

最終確認は人間が行う

AstraがDXFやKiCadデータを読み取り、穴やコネクタの位置を決められるようになっても、最終確認は必要です。

特に今回のような親子亀方式では、座標が一致していても、次のような問題が残る可能性があります。

• コネクタの高さが合わない
• 基板間に必要なクリアランスがない
• 部品同士が上下で干渉する
• ネジやスペーサーが部品へ接触する
• ケースの肉厚や突起を考慮できていない
• コネクタのオス・メスや嵌合方向が違う
• ケーブルや工具を差し込む空間がない

DXFとPCBデータだけで確認できる範囲と、実際の部品やケースを使わなければ確認できない範囲は分けて考える必要があります。

Astraが行ったのは、与えられた図面と設計データに基づく寸法・接続関係の確認です。実物として問題なく組み立てられるかどうかは、3D表示、部品寸法、印刷物や厚紙、最終的には実物を使って人間が確認します。

図面があれば寸法決めまで任せられる

今回の作業で分かったのは、生成AIへ説明文だけを渡すより、元になる設計データを一緒に渡す方がはるかに具体的な作業を任せられるということです。

ケースのDXFと既存基板のKiCadデータがあれば、設計者がすべての寸法を手作業で測り直さなくても、取付穴やコネクタ位置を合わせる作業を進められます。

さらに、既存基板の回路情報も参照できれば、機械的な位置だけでなく、信号の向きや接続相手も確認できます。

GPT-6 Astraの価値は、単にCADファイルを編集できることだけではありません。

DXF、KiCadの回路図、PCBデータ、コネクタ情報といった異なる資料を横断し、それらの関係を設計へ反映できることにあります。

これは、今回のパターン設計でかなり助かった部分です。

English Summary

After completing the schematic, I moved on to PCB layout using KiCad and GPT-6 Astra.

This design had strict mechanical constraints. The enclosure had already been selected, and three PCBs were intended to be stacked vertically in a board-to-board configuration. The PCB outline, mounting holes, connector positions, connector orientation, and board spacing therefore had to match the enclosure and the other boards.

I provided Astra with the enclosure drawing in DXF format and the existing KiCad PCB data for a 5 cm Zynq board. I then described the required configuration mainly in Japanese.

Astra extracted the relevant geometric information, checked the mounting-hole and connector positions, and helped align the new PCB with the existing hardware. It also appeared to reference the circuit information in the existing board data, allowing it to consider signal connections and connector orientation as well as physical coordinates.

This reduced the need to manually measure drawings and transfer coordinates between separate documents. The engineer could instead focus on deciding which board should be the reference, which positions must match, and how the boards should connect.

Human verification was still required. Matching coordinates alone does not guarantee successful assembly. Connector height, component interference, spacer clearance, enclosure features, mating direction, and access for cables or tools must also be checked.

The main advantage was Astra’s ability to work across different sources—DXF drawings, KiCad schematics, PCB data, and connector information—and apply their relationships to the PCB design.