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냉장고 Door 단차 개선을 위한 설계 공차분석

PRESENTED BY: 강 원 식

May-08Copyright © Siemens AG 2008. All rights reserved.

Group / Region / DepartmentKaren Kramer

Agenda

3D 누적공차 해석

LGE DAC 시뮬레이션 수행 사례

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Siemens PLM Software


조립 오차의 존재

+ + =

2.0 +/- 0.1 2.0 +/- 0.1 2.0 +/- 0.1 6.0 +/-?

•• Limit Stack Analysis MethodLimit Stack Analysis Method::(2.0 +/(2.0 +/-- 0.1) + (2.0 +/0.1) + (2.0 +/-- 0.1) + (2.0 +/0.1) + (2.0 +/-- 0.1) = 6.0 +/0.1) = 6.0 +/-- 0.30.3

•• Root Mean Square Analysis Method:Root Mean Square Analysis Method:6.0 +/6.0 +/-- (0.2)(0.2)22+(0.2)+(0.2)22+(0.2)+(0.2)22 = 6.0 +/= 6.0 +/-- 0.1730.173

기존의 방법



조립상태의 편차

±1.0 편차 2.0±0.5 편차 1.0합계 3.0

기여율(영향도) 계산

2.0 (±1.0의 공차)2.0/3.0 = 66%1.0 (±0.5의 공차)1.0/3.0 = 33%

20.0 +/- 0.5

+ =

30.0 +/- 1.0 50.0 +/-1.118

공차 기여율





A0.1

B0.1A

C

TABLE

A0.25

B0.5A

A0.3 BC

Ø0.1

AB

CM

Ø24 +0 +0.021

C0.5AB

A3.0 BC

BASE

B0.5A

A0.25

A0.3 BC

Ø0.2 ABCM

C0.5AB

Ø4.9+0.0-0.1

MOTOR

A0.25

C0.5A B

0.5AØ0.1 A B CM

Ø5.0+0.1-0.1

B0.5A

ARM

복잡한 형상




조립방법에 의한 예측




112233SimulationSimulation == ......

Monte Carlo




MEAS1MEAS1

Monte Carlo

N개의 단품을 추출하여 조립 후 누적공차 예측



연구 배경 및 목적

배경

• 냉장고 생산 전반에 걸친 품질 Issue 검토

• Door 처짐에 대한 만성 불량 해소

• TRIZ, Door 처짐 Logic Tree, 3D 누적공차 분석, …

• 설계(R&D)와 생산(생기, 생산) 간의 연계 부족

• 설계 오차, 공정 불량 등

목적

• 3D 공차 누적공차 분석

• 설계 Data를 통한 만성 불량의 원인 List Up

• 설계 Data 누적공차 와 생산 후 측정 Data 간의 비교

• 중요 관리 부품 파악



Analysis Tools & Assumption

• Software: Unigraphics NX5.0, Tolmate 7.9.9• All Parts and Assembly는 Rigid Body로 가정

• Assembly Sequence, Tolerance, Measurement는LG전자 도면 Spec. 적용

• 공차 입력 방식 : NX5.0 PMI 기능 사용

• 각 파트의 공정능력은 Tolmate에서 초기값 3 Sigma로 정의

• 10000 Sample run used for Simulation

Simulation Target = Door단차

0

-0.5

+0.5

99.73%

0.13% 0.13%

3s 3s



Simulation Workflow

Components

FeaturesTolerancesITA

Assembly

SequenceOperationsMeasurements

Edit

Tolerances/Assembly seq./

Assembly operationsin Assembly

Simulations

SimulateResults

Intra Component Analysis

Simulation ModelVerification/Validation



Components Features, Tolerances, ITA

Process Description

2D 도면에 정의된 PMI 정보를 3D Data 에 입력. ( GD&T)

PMI 정보 입력

Feature 정의

Tolerance 입력

Assembly Sequence 작성

Assembly Operation 정의

Measurement 정의

Simulation & Result




Process Description

조립이 될 면, Hole, Pin 등에 대한 Feature 정의

PMI 정보 입력

Feature 정의

Tolerance 입력



Measurement 정의

Simulation & Result

12

3

4

Feature 정의및수정, 삭제

기본정의및 Edge, Derived 정의

Hole, Pin, Plane 등으로정의




Process Description

Feature가 정의된 부분에 공차 정보 입력. (치수, 형상공차 등)

PMI 정보 입력

Feature 정의

Tolerance 입력



Measurement 정의

Simulation & Result

1

2

3

4

5공차설정

도면에서직접선택

도면에서직접선택

공차정의입력

입력완료




Process Description

Assembly Tree 를 이용하여 조립순서 정의.

PMI 정보 입력

Feature 정의

Tolerance 입력



Measurement 정의

Simulation & Result



Process Description

작성된 Assembly Sequence 에 조립 기준 정의.

PMI 정보 입력

Feature 정의

Tolerance 입력



Measurement 정의

Simulation & Result

Assembly Sequence & Operation

1. Hole Hole

2. Hole Hole

3. Hole Hole

2

3



Process Description

누적공차를 확인 하고 싶은 부분 Measurement 정의.

PMI 정보 입력

Feature 정의

Tolerance 입력



Measurement 정의

Simulation & Result

Measurement

Measurements



Process Description

양문 도어 높이 단차, 앞뒤 단차 Simulaltion

PMI 정보 입력

Feature 정의

Tolerance 입력



Measurement 정의

Simulation & Result

Simulation & Result

• 냉장고 전체 조립 시 불량이 많은 부분

• 설계 Data Simulation 축이 틀어짐

Simulation Point()는 F실 보다 R실이 낮음

No. 상측 단차 하측 단차 차이

#. 1 (4.06) (6.93) 2.87

#. 2 0.48 (0.49) 0.97

#. 3 1.02 0.08 0.94

#. 4 (0.95) (1.45) 0.50

#. 5 (3.60) (3.25) 0.35

#. 6 (2.38) 0.35 2.73

#. 7 2.61 2.28 0.33

#. 8 (1.23) 1.29 2.52

#. 9 (1.10) (2.60) 1.50

#. 10 0.95 1.50 0.55

• Simulation 결과

4430JA2010B_5_0314 C_H_R_p_04 : 10.8%

4430JA2012A_7_0314 PLANE_CAM_LOWER :

11.0 %

1BHD120-100_0314 PLANE_UPPER :

13.3 %

4430JA2010B_5_0314 C_H_R_p_01 : 25.8%

• 주요인자 및 기여도

실측 Data



Summary

시뮬레이션 효과

• 만성적인 불량을 일으키는 인자들의 List Up

• 단품의 조립 순서 및 조립 방법에 의한 오차 파악

• 공차에 영향을 끼치는 인자 파악 후 공차 재 수정 후 불량 파악

• 설계 기준 명확화

• 설계, 생기, 생산 전반에 걸친 공차에 대한 이해도 향상



추후 추진 계획

• 시뮬레이션 결과에서 나타난 단품 Part 의 공차를 실 생산에서 측정한 공차로 입력- 설계 모델과 실제 생산 모델간의 비교 가능

• 생산 공정 중 발생한 변량을 적용한 모델을 작성하여 설계 시뮬레이션 모델과 비교- 케이스의 평탄도 및 직각도- Hinge의 직각도- 케이스 옆면 대각 등.

생산공정 Data 입력

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