메카 월드

   카티아 기초 12번째 시간입니다. 지금까지는 어떤 형상을 그리는데 필요한 메뉴들에 대해서 살펴보았습니다. 그런데 카티아에서는 형상을 그리면서 제약조건을 통해 치수를 정해주거나 각 메뉴를 통해 필요한 치수를 정해주는 방법을 사용하였습니다. 예를 들어 패드를 이용한다면, 스케치에서는 제약조건을 통해 치수를 정해주고, 높이는 패드 대화창에 있는 설정을 통해 정해주었습니다. 물론, 숫자를 직접 기입하는 경우도 있지만, 다른 형상과의 상대적인 위치를 지정해 주어 치수 기입없이 치수를 지정해 주는 방법을 사용했습니다.

  그런데 설계를 계속 하다보면 내가 그린 형상의 치수가 얼마인지 알아야 할 때가 있고, 이 값을 통해 다른 형상의 설계 치수를 정해 나갈 수 있습니다. 그래서 오늘은 카티아에서 치수를 측정하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 아래 그림과 같이, 구, 정육면체, 원기둥, 삼각기둥 등을 미리 그려보았습니다. 지름이나 높이, 삼각형의 변 길이 등 대부분 100mm 로 지정해서 미리 그렸습니다.

  이제 '측정' 메뉴를 아래와 같이 꺼내놓겠습니다. '측정' 메뉴에는 세가지 세부 메뉴가 있습니다. 대상간의 측정, 아이템 측정, 관성 측정 이렇게 세가지입니다. 각각에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

1. 대상간의 측정

  '측정' 메뉴에서 '대상간의 측정 메뉴'를 사용해 보겠습니다. 자 모양 아이콘 입니다. 클릭을 하면 아래와 같이 대화창이 열립니다.

  기본적으로 도면에서 두개의 요소를 클릭해서 그 두가지 요소 간의 관계를 표현할 수 있는 값을 결과로 보여줍니다. 그 값으로는 최소거리와 각도입니다. 마우스 커서의 모양은 아래와 같이 바뀝니다. 제가 쓰는 캡처 프로그램이 마우스 커서가 캡처가 안되서 캡처가 되는 프로그램과 번갈아 가면서 하다보니 커서 모양이 캡처가 안된 이미지 들이 있습니다. 커서 모양이 필요해서 일부러 몇 장면만 마우스 커서 모양까지 캡처했으니 참고해 주세요. 첫번째 요소를 먼저 선택해야 할 때는 마우스 커서 아래쪽에 숫자 1이 따라다니고 다음 두번째 요소를 클릭해야 할 때는 숫자 2가 따라다닙니다. 아래와 같이 먼저 정육면체에서 선분 하나를 선택합니다

  그리고 반대쪽에 있는 선분을 두번째 요소로 선택하면 대화창에 최소거리와 각도가 표시됩니다. 결과는 100mm 와 0deg 입니다. 두 선분 간의 최소 거리가 도면에서 초록색 화살표로 표시가 되고 길이가 100mm 임을 같이 표시해 줍니다. 가장 기본적인 두 선분간의 관계를 치수로 표현해 보았습니다.

  직각으로 만나는 선분 두개를 선택해 볼까요? 아래와 같이 정육면체에서 1번, 2번 선분을 선택해 보겠습니다. 이번에는 최소 거리는 0mm 이고 각도는 90deg 이네요. 이해가 되시죠? 내가 원하는 두 요소간의 최소거리 또는 각도를 알고 싶을 때 사용하는 명령어입니다.

  일반적으로 최소거리를 알고 싶거나 또는 각도를 알고 싶거나 할 겁니다. 삼각기둥에서 두 선분을 선택하면 아래와 같이 그 각도를 표시해 줍니다. 정삼각형이라서 60deg 가 표시됩니다.

  만나지 않는 두 선분을 선택하면 어떻게 될까요? 공간상에서 최소 거리와 함께 두 벡터가 이루는 각을 표시해 줄 겁니다. 아래와 같이 최소 거리는 86.603mm, 각도는 90deg 입니다. 꼬인 두 선분 사이에 나타낼 수 있는 치수입니다.

  도면을 그릴 때 원기둥을 사용했다면 아래와 같이 축을 선택할 수도 있습니다. 원기둥 주변에 마우스를 가져가 보면 축이 표시될 때가 있습니다. 많이 사용하다 보면 대충 어느 근처에 가면 축이 나타나더라는 것을 감각적으로 아실 수 있습니다. 대충 아래 그림에서는 1번 근처 쯤 가면 축이 나타나고 이를 첫번째 요소로 선택했습니다. 두번째 요소는 정육면체 한 쪽 변입니다. 그러면 그 결과는 최소 거리와 각도가 표시 되네요. 

  캡처를 못한 것이 있는데 점도 선택이 가능합니다. 점과 점 사이 또는 점과 선분(곡선 포함) 사이의 관계를 나타내는데 이 것의 결과 값은 항상 최소 거리만 측정이 되겠죠? 점만 가지고는 각도 표시가 불가능하니까요.

2. 아이템 측정

  이번에는 '측정' 메뉴에 있는 두번째 아이콘, '아이템 측정' 에 대해서 살펴보겠습니다. 아래 그림은 마우스 커서까지 캡처한 것인데 어떤 형상 위에 있지 않은 경우입니다. 버니어 캘리퍼스 모양이 커서 모양으로 사용되고 있으며, 대화창은 아래와 같은 모양으로 열립니다

  어떤 형상 위로 마우스 커서를 옮기면 거기에 맞는 형상으로 버니어 캘리퍼스 커서 아래쪽에 그림이 추가됩니다. 아래는 선을 선택하기 직전에 마우스 커서 모양입니다.

  아이템 측정은 한개의 요소를 한번 클릭하면 그 결과 값을 표시해줍니다. 선분 아이템에서는 길이를 측정해 주겠네요. 100mm로 길이가 표시됩니다.

  다시 아이템 측정을 해 보겠습니다. 이번에는 면 위에 커서를 가져가 볼까요? 버니어 캘리퍼스 아래에 면 형태가 표시됩니다. 

  그 결과는 면적으로 표시가 되네요. 서피스 면적 값에 0.01m2 으로 결과가 표시됩니다. 가로 x 세로의 값을 m^2 단위로 표시 해 줍니다.

  이번에는 구를 선택해 보겠습니다. 구는 반지름과 서피스 면적값이 표시됩니다. 마우스 커서 모양이 버니어 캘리퍼스 하단에 구 모양이 뜨는데 이 부분은 캡처를 하지 않았지만 별 내용이 아니니 한번 사용해 보시면 될 듯 합니다.

  원기둥 전체도 아래와 같이 반지름과 서피스 면적을 표시해 줍니다.

3. 관성 측정

  마지막으로 '측정' 아이콘에 있는 '관성 측정'에 대해서 살펴 보겠습니다. 이 부분은 도면을 그리는 중간에는 잘 사용하지 않는 명령어입니다만, 가끔 사용할 일이 있으니 살펴보겠습니다. '관성 측정'을 클릭하면 아래와 같은 대화창이 표시 되고 원하는 형상을 선택하면 됩니다.

  면을 선택할 수도 있고, 3차원 형상을 선택할 수도 있습니다. 아래는 정육면체 3차원 형상 전체를 선택하려는 모습입니다. 이 또한 정육면체 어느 부분엔가 마우스를 가져다 대면 전체를 선택할 수 있는데 마우스를 여기저기 움직여 보세요. 선택할 수 있는 형상이 바뀔겁니다. 아래와 같은 경우에는 1번 동그라미 근처쯤 마우스 커서를 가져가면 전체 형상이 선택이 됩니다.

  결과값을 한번 볼까요? 아래와 같이 여러가지 내용들이 표시됩니다 부피, 면적, 질량, 밀도, 무게중심, 관성 매트릭스, 주적률등이 표시됩니다.

  쉽게 이해가 가는 것은 부피, 질량, 무게 중심등이구요. 한가지 주의 할 것은 재질을 설정해 주지 않았기 때문에 밀도가 임의의 값이 사용되었으며 그에 따라  질량값도 변합니다. 재질 설정은 여기서 다루지 않도록 하겠습니다.

  그리고 무게 중심, 관성매트릭스, 주적률 등은 원점좌표계를 기준으로 계산되는 값이기 때문에 형상을 어디에 그렸는가에 따라 달라집니다. 실은 이 부분은 기계공학에서 정역학, 동역학 등을 해석할 때 사용되므로, 그러한 해석이 필요없는 설계라면 중요하지 않은 측정값입니다. 주로 '관성 측정'은 부피나 밀도에 따른 질량 정도를 알아볼 때 사용하겠네요.

  참고로 형상을 선택하는 방법은 다음과 같이 트리구조에서 선택해도 됩니다. 

  관성 측정에서 구를 한번 선택해 보겠습니다. 아래와 같이 면적, 질량 등등 이 표시됩니다. 저도 처음 알았는데 구를 선택하니 부피값은 여기서 표시가 안되네요?ㅎㅎ 관성 측정은 잘 사용하지 않아서... 포스팅하면서 알게되었네요.

  이번 포스팅은 카티아에서 설계한 형상의 치수를 측정하는 방법에 대해서 알아 보았습니다. 곡선이 없어서 그에 대한 예시가 없는데 주로 '대상간의 측정'과 '아이템 측정'이면 거의 모든 것을 측정할 수 있으니 직접 해보시는 것이 많은 도움이 되실 겁니다.

  그럼 개발자 여러분들 화이팅하시고, 좋은 하루 보내세요!

  카티아 기초 11번째 포스팅입니다. 아직도 Part Design 에서 다루어야 할 기능들이 많이 남아 있네요. 오늘은 groove 기능에 대해서 알아보도록 하겠습니다. Sketch-Based Features 에 있는 아이콘 중 첫번째 두번째 기능인 패드와 포켓은 스케치한 형상을 높이를 주어 확장하는 방식인데 반해, 세번째 네번째 기능인 shaft 와 groove 는 스케치한 형상을 회전시켜 얻어지는 방식입니다. 따라서 면에 스케치한 형상과 더불어 회전축을 정의해 주어야 하는 것이 가장 큰 차이점 입니다. 오늘은 지난 번 포스팅인 나선 형태의 볼트 설계에 이어 나사 머리부분을 마무리 지어 보는데 필요한 groove 기능을 사용해 보겠습니다. 나사 머리 부분은 육각형을 스케치에 그리고 패드 시켜서 아래와 같이 완성 시켰습니다.

  Groove 기능에 필요한 것은 아니지만 임시로 원을 잠시 하나 그려놓겠습니다. 나사 머리 윗면에 스케치를 들어갑니다.

  프로파일에서 원을 그린 후 제약 조건에 들어가서 육각형의 한 선분과 접점을 이루도록 합니다.

  임시로 원을 하나 그려보았습니다. 이제부터 그루브(Groove) 기능을 사용해 보겠습니다. 그루브는 스케치에 그린 형상을 회전시키면서 파내는 기능입니다. 나사가 z축 방향으로 그려져 있기 때문에 회전축은 z축입니다. 그러므로 xy면에 스케치를 그리면 수직이 되므로 아무런 형상이 생기지 않을 테구요. 아래 그림처럼 yz 평면을 선택해서 스케치를 들어가도록 하겠습니다.

  yz 평면에 들어가니 아래와 같이 볼트를 측면에서 본 위치로 들어가지게 됩니다. 여기에 그루브 명령어를 사용할 때 필요한 스케치를 그리겠습니다. 간단히 프로파일에서 선을 하나 그리겠습니다. 

  그리고 선분의 시작점은 중심축으로 부터 2.5mm 떨어진 곳에 그립니다. 이는 아까 앞서 그린 원의 반지름이 2.5mm 이기 때문입니다. 실은 육각형을 그릴 때 사용한 치수인데 이를 나타내기 위해 내부에 접하는 원을 그려보았습니다.

  선분의 각도 제약 조건도 정의합니다. 육면체의 윗면 선분과 지금 그린 선을 ctrl 누른 상태로 선택한 후 대화창에 정의된 제약조건에서 각도를 클릭합니다.

  각도 치수를 더블 클릭해서 15도로 정합니다.

  스케치를 빠져 나온 후 이제 본격적인 Groove 기능을 사용해 보겠습니다. Sketch-Based Feature 에서 네번째 아이콘인 Groove 를 클릭합니다.

  아래와 같은 창이 열립니다. Limits 에는 회전할 각도를 정해주는 것인데 360도 하겠습니다. 

  그리고 Profile 에는 아까 그린 선이 포함되어 있는 스케치를 선택합니다. 마지막으로 Axis 는 z축을 선택하면 되므로 마우스 오른쪽 클릭을 한 후 z축을 선택합니다.

  OK 를 누르면 아래와 같이 선분이 z축을 회전하면서 잘라내는 효과를 보여줍니다.

  실은 그루브에 사용할 선분을 스케치에서 선 하나로 간단히 그렸지만 조금 복잡한 형상을 그릴때는 선분의 모양을 잘 설정해 주어야 합니다. 

  우선 예를 들어서 위와 똑같이 설정한 상태에서 Groove 대화창 중에 reverse side를 클릭하면 반대쪽 형상이 없어지게 됩니다. 아래 그림 처럼요. 

  이는 스케치에 그려진 선분이 무한대로 길다고 가정하고 반대 쪽 부분을 없애 버리는 효과를 나타냅니다. 그래서 그루브를 사용할 때 쓰는 스케치가 연결된 도형 형태가 아닌 위와 같이 열린 형태의 선을 사용할 때는 주의해서 사용해야 합니다. 지금처럼 간단한 형태가 아닌 복잡한 형태에서는 의도하지 않은 부분이 없어질 수 있기 때문입니다.

  오늘은 그렇게 어렵지 않은 그루브 기능에 대해서 간단히 알아 보앗습니다. 볼트 머리를 만들면서 예시를 들어 보았지만 회전체와 같은 형상을 만들 때는 꼭 필요한 기능입니다. Sketch-Based Features 에 있는 Shaft 는 Groove와 반대로 스케치에 그린 형상을 회전시키면서 생성하는 기능을 담당하니, 이는 패드와 포켓 사이의 관계와 비슷합니다. Shaft 는 Groove 기능을 이해하면 충분히 사용할 수 있으니 다음에 기회가 될 때 포스팅 해보도록 하겠습니다.

  오늘 포스팅은 여기서 마치겠습니다. 그럼 개발자 여러분들 좋은 하루 보내세요!

  오늘은 2D에서 약간 벗어나 3차원 형상을 조금씩 접해 볼 수 있는 기회를 가져보도록 하겠습니다. 카티아로 여러가지 기계 부품들을 그릴 수 있는데, 정형화된 기계 요소들은 생략해서 간단히 그립니다. 특히 볼트, 나사와 같은 부품은 그 규격이 정해져 있기 때문에 특별히 그 나사산을 모두 그릴 필요는 없습니다. 다만 카티아로 나사를 그릴 때 사용되는 나선, 헬릭스 기능을 알아보기 위해 오늘 포스팅을 시작해 보겠습니다. 

  먼저 기계 부품 규격에 따르면 다음 표와 같이 숫나사와 암사나의 규격이 정해져 있습니다. 미터 보통 나사라고 하는데 여러가지 길이에 대한 스펙을 보여주고 있습니다.

  아래 표에 있는 나사 중에 M3 X 0.5 나사를 한번 그려보도록 하겠습니다.

  나사는 기본이 원기둥에서 시작됩니다. 원기둥은 지난 포스팅에서 많이 그려보았습니다. 먼저 Part Design 을 시작합니다.

  원을 그릴 평면을 정해서 스케치로 들어가 직경 3mm 의 원을 로컬 좌표계 중심에 그립니다. 프로파일에서 원을 그리는 것은 이제 익숙하시죠?

  지름 3mm 의 원을 스케치에서 그리고 빠져나와 pad 기능을 이용해 10mm 로 길이를 주겠습니다.

  일단은 아래처럼 원기둥 축이 완성되었습니다.

  이번 포스팅에서 가장 중요한 내용이 될 것 같습니다. 지금까지는 기계디자인에서 part design 만을 사용했는데 나사선은 2차원으로 그릴 수 없기 때문에 아래와 같이 '형상' -> 'Generative Shape Design' 을 클릭해서 들어갑니다. 

  곡면, 곡선 등등 완전한 3차원 형상을 그리기 위한 아이콘들이 아래 그림처럼 즐비하게 늘어져 있습니다. 이렇게 카티아는 시작에서 어느 메뉴로 시작하느냐에 따라 사용할 수 있는 아이콘들의 종류가 매우 다양하게 바뀝니다. 나선을 그릴 수 있는 기능이 이 Generative Shape Design 아이콘 중에 있습니다.

  메뉴들을 좀 꺼내서 살펴보아야 할 듯 하네요. 쭉 꺼내서 보면 'Wireframe' 메뉴 중 맨 끝에 있는 아이콘의 확장 메뉴를 보시겠습니다. 그림을 보시면 쉽게 이해 되시겠죠? 나선을 찾았습니다. 

  우선 시험 삼아 나선을 클릭하고 나선(Helix) 커브 정의 대화창을 살펴보겠습니다.

  나선을 그릴 때 필요한 요소들을 입력해야 합니다. 제일 먼저 있는 것이 시작 점이네요. 지금까지 원기둥을 그렸는데 '점'을 따로 그린적은 없습니다. 잠깐 이 대화창을 취소하고 빠져나와서 점을 먼저 그려야 겠습니다.

  대략 상상해서 생각해 보시면 나선의 시작점이라는 것이 어디 있어야 할지 아실 수 있을 겁니다. 먼저 'Wireframe' ->'점' 을 클릭해 보겠습니다.

  점 정의 창이 열리고 점 유형을 한번 살펴보겠습니다. 점을 정의할 수 있는 방법에 대해서 드롭다운 메뉴가 뜨는데 제일 간단한 좌표를 정해주는 정의 방법을 사용해 보겠습니다.

  나선의 시작점을 그려야 하니 원기둥 맨 하단 원의 원주 위에 있으면 될 듯 합니다. 로컬좌표계의 중심부와 원의 중심이 일치하고 원의 반지름은 1.5mm 이므로 좌표계에서 y축 방향으로 1.5mm 떨어진 곳에 점을 찍으면 되겠습니다.

  시작점을 그렸으니 다시 '나선' 아이콘을 클릭하고 나머지 다른 요소들을 정의해 보겠습니다. 시작점은 지금 그린 점을 선택합니다.

  다음은 두번째 있는 축입니다. 축은 나선이 생성될 축이겠죠? 원기둥이 로컬 좌표계 중심에 있으므로 축을 따로 그릴 필요 없이 z축을 선택하면 되겠습니다. 축의 선택사항이 없음에 마우스를 대고 우클릭하면 다시 메뉴가 뜨는데 그중에서 z축을 선택합니다.

  그러면 아래와 같이 나선이 생성됩니다. 피치는 1mm 이고 높이는 10mm 로 정했습니다. 여기까지 정하면 나선의 기본 정의는 끝났군요.

 아참...피치 0.5 mm 나사를 그리기로 했죠. 수정하니 좀더 나선이 촘촘해 졌습니다.

  지금까지 나선을 그렸습니다. 그런데 이 나선으로는 어떤 형상을 그릴 수는 없습니다. 즉, 어떤 형상이 나선을 타고 돌면서 원기둥을 파내면 되는 것이죠. 맨 위에서 보았던 숫나사/암나사 규격 생각나시죠? 옆에서 본 단면을 그려야 합니다. 단면을 그려야 하기 때문에 이번에는 zy 평면을 선택하겠습니다. 아래 그림처럼요. 그리고 스케치 들어갑니다. 

  아...!!! 그리고 중요한 것!!! 지금까지 나선은 generative shape design 에서 그린 것이었는데 다시 2차원 스케치를 그리기 위해서 시작메뉴에서 part design 을 다시 클릭해야 합니다. 아래처럼 아이콘 메뉴바들이 싹 바뀌었네요.

  옆에서 본 모습으로 스케치가 들어가 졌습니다. 이제 나사의 골을 파낼 사다리꼴 형상을 그리겠습니다. 프로파일에서 첫번째 아이콘으로 한번에 사각형을 그립니다. 

 사다리꼴 중에 윗선과 아랫선은 y 축에 대해서 대칭입니다. y축에 대해서 미러를 할 수도 있지만 이미 사각형을 다 그렸으므로 새로운 방법을 적용해 보겠습니다. 클릭 순서가 중요합니다. 아래와 같이 ctrl 을 누른 상태로 1,2,3번 선을 순차적으로 선택합니다. 그리고 4번 대화상자에 정의된 제약조건을 클릭합니다.

  그리고 여기서 대칭을 선택하면 1번 선과 2번 선이 3번 선을 기준으로 대칭 조건이 표시됩니다.

  각도 제약 조건 줍니다. 1번 선과 2번 선 사이의 각도를 정의합니다. 나사 규격 도면에 보면 30도로 되어 있습니다.

  아래와 같이 30도로 그립니다. 그리고 사각형의 맨 왼쪽 선은 나사선이 파질 골 지름에 해당합니다. 역시 도면에서 치수를 가져옵니다. 2.459/2 이네요.

  나머지 도면에서 제시한 규격대로 사다리꼴을 그려야 합니다. 기준선 하나를 그립니다.

  또 다른 기준선입니다.

  수평이 될 기준선입니다.

  이 기준선과 만나는 점과 사다리꼴의 윗선이 만나게끔 하면 나사산 형태가 완성됩니다. 기준선들의 교점이 안생겨서 임시로 점을 하나 기준선이 만나는 위치에 찍겠습니다.

  마지막입니다. 사다리꼴의 윗선과 방금 그린 점이 만나게끔 제약조건을 줍니다.

  사다리꼴이 완성되었습니다. 이 사다리꼴은 나사 규격 도면에 맞도록 그려야 하는데 이 방법은 여러가지가 있을 수 있겠네요. 도면보시고 원하는 방법대로 한번 각자 그려보는 연습을 해보셔도 될 듯 합니다.

  스케치 빠져 나오겠습니다. 이 사다리꼴이 나선을 따라 돌면서 원기둥을 파내면 나사선이 생깁니다. 아래 Sketch-Based Features 에서 Slot 메뉴가 이러한 기능을 합니다. Slot 은 어떤 형상을 기준선을 따라 쭉 파내도록 하는 방법입니다.

  slot 을 클릭해서 열린 대화창에 보시면 프로파일과 센터 커브를 정의해 주면 됩니다. 프로파일은 사다리꼴을 선택하고 센터 커브는 나선을 선택합니다. 그리고 중요한 것 하나는 Pulling Direction 을 z축으로 정해 주어야 합니다. 아래 그림 참조하세요.

  OK 를 누르면 이제 완성되었네요. 아래 그림 처럼 나사가 생성되었습니다.

  맨 아래쪽 하단 부분에는 챔퍼를 주어서 암나사에 부드럽게 들어갈 수 있도록 해보겠습니다. 아래 그림처럼 맨 하단의 원을 클릭하고 chamfer 를 클릭합니다.

Length1/Lenght2 방법을 택해서 길이를 0.2 mm로 지정해 주겠습니다.

  나사 끝단에 챔퍼가 완성되었습니다. 이제 나사 형태가 갖추어 졌네요.

  나사 중에서 나사 머리 부분은 생략하였습니다. 나사 머리 부분은 다음에 다른 기능에 대한 설명을 할 때 해 이어서 포스팅 해보겠습니다.

  여기까지 해서 나선(Helix) 기능을 이용하여 볼트를 그려보았습니다. 지금까지 그려 보았던 2차원 형상으로만은 그릴 수 없는 것인데 실은 나선 기능은 많이 사용하지 않는 것 같습니다. 어떤 기계를 설계한다고 할때 규격화된 나사를 일일이 직접 그릴 필요는 거의 없기 때문이죠. 볼트, 나사를 그릴 때 이외에는 스프링 같은 형상을 그리는 정도에 나선을 사용할 것 같습니다. 

  오늘은 나사, 볼트 그리기에 대해서 살펴보았습니다. 

  참고로 나사 머리 부분은 다음 포스팅을 참조해주세요.

  그럼 개발자 여러분들 화이팅하세요!

  오늘은 카티아 기초 9번째 포스팅입니다. 이번에는 스케치에서 다루지 못했던 스플라인을 이용한 곡선 그리기 입니다.

  우선 어떤 형상을 그려볼지 간단히 다음 그림 보시겠습니다. 스플라인으로 위, 아래가 그려지고 양쪽에는 원호가 부드럽게 이어지는 형상입니다. 부드럽게 이어진다는 것은 접선 방향으로 선이 연결된다는 것입니다. 

  그럼 이런 요상한 곡선 그림을 이제부터 그려보도록 하겠습니다.

  우선 스케치를 그릴 수 있도록 면을 잡고 스케치에 들어갑니다.

  스케치 안의 도구중에 '프로파일' -> '스플라인' 이 있습니다. 이 아이콘을 클릭합니다.

  혹시 곡선을 정의하는 것 중에 Bezier Curver (베지어 커브) 는 들어보셨나요? 베지어 커브보다는 좀 어려운듯 한데 Catmull-Rom spline 이라는 것도 있습니다. 수학적이긴 한데 어찌 됬건 카티아에서 사용하는 스플라인은 Catmull-Rom spline 과 비슷하게 내가 찍은 점을 부드럽게 지나가는 곡선을 그려줍니다. 반대로 포토샵에서 보았던 펜툴 기능은 베지어 커브와 비슷하게 접선을 정해주는 방법이라고 보시면 됩니다.

  다음과 같이 스플라인 아이콘이 활성화된 상태에서 한점을 찍습니다.

  두번째 점 찍습니다. 아직까진 직선이네요.

  세번째 점 찍습니다. 그러면 아래와 같이 세점을 부드럽게 잇는 곡선을 보실 수 있습니다. 여기서 계속 점을 찍으면 계속 곡선이 생기구요. 원하는 점까지 찍은 이후에는 ESC 를 눌러서 빠져 나오면 됩니다.

  세점만 찍고 ESC 눌러서 빠져나오겠습니다. 점이 많을 수록 자유도가 높아지므로 그릴 수 있는 형상이 복잡해 지지만 저렇게 세점만 찍으면 원호 같은 형태로 그려집니다.

  아래쪽에 한개 더 그렸습니다.

  양쪽 끝은 원호를 그리고 지금 그린 위아래 커브와 부드럽게 이어지는 형상을 그릴려고 합니다.

  아래와 같이 '프로파일' -> '원' 을 클릭합니다.

  왼쪽 언저리 아무데나 원의 중심점을 찍고 적당한 크기로 원을 그립니다.

  오른쪽도 마찬가지로 원을 그립니다. 한가지 팁을 드리자면 이전에 설명을 한번도 안한 것 같은데 같은 기능을 반복적으로 사용할 경우에는 원하는 기능의 아이콘을 더블클릭하면 ESC를 누르기 전까지 반복적으로 사용가능합니다. 아래와 같이 원을 반복적으로 그리는 것처럼 할때 유용합니다.

  x축 위에 두 원의 중심이 오도록 '일치' 제약조건을 주었습니다. 실은 이것은 원을 그릴 때 x축과 스냅해서 처음부터 그리는 것이 빠릅니다. 제약조건 설명을 위함입니다.

  그리고 중심으로부터 거리도 아래와 같이 제약조건을 줍니다.

  양쪽다 500 씩 떨어진 거리에 원을 그렸습니다.

  원에 지름 제약 조건도 줘볼까요? 아래와 같이 순서대로 원을 클릭하고 제약조건 클릭해서 치수를 표시해 줍니다.

  원의 크기는 150, 100으로 제약조건을 주었습니다. 구속이 완료된 초록색 선으로 변경되었네요.

  이번에는 '대화상자에 정의된 제약조건' 중에서 사용해 보지 않았던 '접점' 조건에 대해서 알아보겠습니다. 접선은 원호 위에 부드럽게 이어지는 선을 표현해줄 때 사용하죠? 우선 점을 찍고 드래그 해서 원 바깥으로 밀어 두었습니다. 접선의 조건이 원 위에서는 두가지 경우가 생길 수 있기 때문에 카티아가 애매모호하게 판단할 경우가 있어 아래와 같이 이동을 해두었습니다.

  원을 먼저 클릭하고 ctrl 누르고 곡선을 클릭하고 마지막으로 대화상자에 정의된 제약조건을 클릭합니다.

  다음과 같이 제약조건 정의 창이 뜨면 여기서 접점을 누릅니다. 누르는 순간 아래 그림처럼 아직 구속 조건이 완료되지 않은 곡선이 이동하면서 접점이 생기고 접점을 표시해 주는 표시가 생성됩니다.

  네 군데 모두 접점 기능으로 제약조건을 걸었습니다.

  자르기 (trim) 기능으로 원하는 선만 남길수 있도록 합니다. trim 기능은 예전에 한번 살펴보았는데 복습이네요.

  자르기는 내가 남기고자 하는 부분만 살리는 것이기 때문에 아래와 같이 원호가 될 바깥 부분을 클릭합니다.

  그리고 아래쪽 선분에서 가운데 남을 부분을 클릭합니다.

  그러면 아래와 같이 왼쪽 아래 부분이 부드럽게 이어지는 형상이 완성되네요.

  네 지점 모두 자르기로 잘라서 아래와 같이 형상을 만들었습니다. 원호을 만드는 자르기 기능은 잘 안될 수도 있습니다. 클릭하는 위치에 따라서 없어져야 할 반대쪽 원호를 만들기도 하고, 90도 또는 180도 근처에서 자동으로 잘리기도 합니다. 그래도 걱정하지 마시고 잘려 있더라도 자르기 기능에서는 원호의 길이를 늘릴 수도 있으니 연습을 해보셔야 합니다. 

  아직 곡선의 위치가 정의가 되어 있지 않네요. 아래와 같이 제약조건을 클릭해서 곡선을 이루는 점들의 위치에 제약조건을 걸어주면 됩니다.

  아래는 1번 점의 위치에 제약 조건을 걸어주었습니다. 곡선이 원호에서 짤려있더라도 원호를 이루는 기본 조건인 세점의 표시는 아래처럼 보입니다. 아직 구속 조건이 완료가 되지 않은 상태에서는 이 점들을 드래그해서 이동해 보시면 형상이 어떻게 변하는지 확인하 실 수 있습니다. 하지만 점이 곡선당 세개 밖에 없어서 원호와 부드럽게 이어져야 한다는 제약조건 때문에 일정 범위 이상 움직이면 더 이상 곡선의 형태가 변형되지는 않을 것입니다. 곡선을 구성하는 점을 늘리려면 곡선을 더블클릭해보세요. 이부분은 이번 포스팅에서는 생략하도록 할게요.

  아래는 점을 잡고 드래그 해서 이동해 보는 모습 중에 한 장면입니다.

  점들까지 제약조건을 모두 주면 아래와 같이 변형 불가능한 곡선이 완성됩니다. 

  아주 요상한 형태의 곡선을 만들었는데, 곡선이라는 것의 정의는 아직도 저한테는 어려운 부분입니다. 위와 똑같은 복사본의 형상을 오토캐드 2차원으로 그리라고 한다면 그릴 수 있을런지 의문이네요. 원호일 경우에는 반지름과 원의 중심점을 알려주면 된다고 하지만, 만약 여러개의 점으로 이루어진 스플라인이 그려져 있다면 오토캐드에서 똑같이 그려지는지 갑자기 저도 궁금하네요. 만약 Bezier 커브나 Catmull-Rom 스플라인과 같이 이론적으로 똑같은 곡선 공식을 사용한다면 같은 형상이 그려지겠지만요. 아직 저도 잘 모르겠습니다.

  그럼 2차원에서 곡선을 그리는 포스팅을 마치도록 하겠습니다.

  개발자 분들 많은 연습해보시고 화이팅하세요!

이번 8번째 카티아 기초에서는 챔퍼와 필렛에 대해서 알아보겠습니다.

엔코더를 지난 포스팅에서 다음과 같이 그렸는데 이어서 하도록 하겠습니다.

2016/10/09 - [기계공학/기계설계-카티아] - 카티아(CATIA) 기초 7 - Circular Pattern 의 사용방법(형상의 규칙적인 배열)

지금까지 그린 형상은 Sketch-Based Features 의 패드와 포켓을 사용하여 모든 엣지가 날카로운 직각입니다. 여기서 모따기에 해당하는 챔퍼와 라운딩에 해당하는 필렛에 대해서 알아보겠습니다. 이번 챔퍼와 필렛도 스케치가 아닌 3차원 형상에서 이루어지는 것임을 참고해 주세요.

먼저 챔퍼(chamfer), 모따기에 대해서 알아보겠습니다. Dress-Up Features 에 있습니다. 챔퍼를 클릭합니다.

모따기를 할 엣지을 선택하면 다음과 같이 Chamfer Definition 이 뜹니다. 선택된 엣지가 Object 에 보입니다.

모드에 대해서 살펴보죠. Lenght1/Angle 은 길이와 각도를 주는 방법입니다.

한쪽 길이는 3mm, 각도는 45도라 정해보겠습니다.

여기서 중요한 것은 다음 그림에서 볼 수 있는 화살표의 방향입니다.

우선 OK를 눌러 형상을 살펴보겠습니다. 다음과 같이 모따기가 완성되었습니다. 45도 이기 때문에 양쪽다 3mm 의 모따기가 완성되었습니다.

이번에는 챔퍼의 길이와 각을 한번 조금 수정해 보겠습니다. 트리 구조에서 챔퍼를 더블클릭해서 다음과 같이 수정해 보겠습니다. 1mm 와 80 도입니다.

완성된 형상을 볼까요? 80도의 큰 각을 주었기 때문에 가파른 경사의 챔퍼가 완성되었습니다. 주의해서 볼 것은 챔퍼로 인해 나사 홀이 파진 기준 면이 없어졌기 때문에 나사 홀의 모양이 모두 없어지게 되었네요.

같은 조건에서 이번에는 다음과 같이 모따기의 방향을 바꿀 수 있도록 해보겠습니다. 다음 화면에서 화살표를 클릭해 보면 방향이 바뀌는 것을 볼 수 있습니다. 또는 다이얼로그 창에서 Reverse 를 클릭해 변경할 수도 있습니다.

다음과 같이 이번에는 완만한 모따기가 완성됩니다. 나사홀도 그대로 살아있네요.

앞서 했던 모따기는 길이와 각도를 주는 방법인데, 이번에는 모드에서 길이 두개를 정할 수 있는 Length1/Length2를 선택하겠습니다. 그리고 길이 두개를 1mm 와 3mm 로 해보겠습니다.

역시 모따기가 완성되었네요.

다음 한가지 더 살펴보겠습니다. 같은 스펙의 모따기를 사용할 때는 여러개의 엣지를 동시에 선택할 수 있습니다.

아래 그림과 같이 엣지 세개를 선택해 보겠습니다. Chamfer definition 창이 떠 있는 상태에서는 ctrl 을 누르지 않고 그냥 클릭해서 선택하면 됩니다. 아래와 같이 Object 에 3요소가 선택된 것을 볼 수 있습니다.

대신 방향은 다음과 같이 한쪽으로만 정할 수 있다는 것을 확인해 주세요. 모따기를 적당히 0.5mm/0.5mm 로 하겠습니다.

지금까지 모따기, 챔퍼(chamfer)에 대해서 알아보았습니다. 

이제 엣지에 라운드를 줄 수 있는 필렛(Fillet) 기능을 사용해 보겠습니다. 엔코더의 반대쪽 엣지를 사용해 보겠습니다.

Dress-Up Features 에서 첫번째 아이콘에 해당하는 Fillet 을 선택하고 라운드를 줄 엣지를 클릭합니다. 라운드는 반지름 조건만 주면 되기 때문에 Radius 에 그 치수를 입력하면 됩니다.

OK 를 누르면 다음과 같이 필렛을 통해 라운드가 형성된 모습을 볼 수 있습니다. 필렛도 마찬가지로 여러개의 엣지를 동시에 선택할 수 있으니 이점 참고해 주세요

오늘은 Dress-Up Features 에 있는 챔퍼와 필렛에 대해서 살펴보았습니다. 필렛의 경우엔 상세 메뉴가 더 있지만 가장 기본적인 것을 사용해 보았습니다.

그럼 오늘은 여기까지 해서 포스팅을 마치도록 하겠습니다.

개발자 여러분들 화이팅입니다!