3DCS, CAA V5 Based,3DCS, CAA V5 Based,Graphic Tolerance Analysis Graphic Tolerance Analysis for CATIA V5for CATIA V5
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1. Agenda1. Agenda
공차 설계란 ?
Tolerance Analysis 의 개념 및 기대 효과
3DCS, CAA V5 Based 기능 소개
3DCS 기능과 주요 특징
3DCS 주요고객 및 성공 사례
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조립공차 설계란 조립공차 설계란 ??
제품을 구성하는 각 부품의 공차 (tolerance) 를 고려한 조립제품의 정밀 설계 부품이 조립이 될 경우 전체적인 누적공차 발생으로 인한 조립 불량을 해결 제품 정밀도에 미치는 각 부품의 인자들을 이용한 공차 해석
CATIA 통한 Normal 상태에 부품을Assemble 하고 조립 상태에서 제품의 간섭과 유격을 확인 할 수 있다 .
그러나 실제에 불완전한 제품은 형상은 조립은 물론 제품의 기능을 저하하고 생산성에 영향을 준다 .
그러면 … .조립을 할 경우 어느 정도까지 허용이 가능한가 ?
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Why GD&T?Why GD&T?
Linear Tolerancing
12.5
12.5
12.50+0.03-0.25
+0.5-0.5
+0.5-0.5
Tolerance Zone Tolerance Zone
12.50+0.03-0.25
A B1.4 M
-B-
-C-
GD & T
12.5
12.5
1mm2 Tolerance Zone
1.57mm2 Tolerance Zone
: 생산에 약 57% 의
추가 공차역 제공가능
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공차 생산되는 모든 부품은 완벽할 수 없으므로 , 이에 대하여 공칭치수에 허용된 규격 상한 / 하한의 차이 파트 또는 조립품의 기능 및 조립성을 유지시키기 위해 허용 가능한 범위 적절한 방법을 통해 최적공차를 설정하는 것이 중요
GD & T (Geometric Dimensioning and Tolerancing : 기하학적 치수공차 ) 제품설계 시 치수공차와 형상 / 위치공차를 부여 설계자의 의도를 명확하고 간략하게 전달 제품을 가장 경제적이고 효율적으로 생산할 수 있도록 ( 불필요하게 정밀한 기하학적 특성을 얻기 위한 시간 / 비용의 낭비방지 ) 제품의 기능 / 결합부품 상호간에 있어서 호환성을 보증할 수 있도록
도면의 불완전성
위치결정의 공차지정이 불완전하며 공차의 누적이나 공차역의 일률적인 해석이 곤란 기준이 되는 형체의 지정이 없어 설계 / 제작 / 검사 상에 있어 일률적인 해석이 곤란 치수공차에 의해 형상이 규제되는지의 여부가 불분명함
What is Tolerance?
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설계자의 당면 문제점
개발기간 단축 ( 설계능력 향상 )품질향상 , COST DOWN
생산기술 파트와 제품조립에 때문에 사이가 부서간에
협업이 안되는데 좋은방법이 없을까 ?
생산기술 파트와 제품조립에 때문에 사이가 부서간에
협업이 안되는데 좋은방법이 없을까 ?
제대로 부품이 조립이 될까 ?
조립이 안되면 어떻게조치를 치하지 ?
제대로 부품이 조립이 될까 ?
조립이 안되면 어떻게조치를 치하지 ?
공차는 어떻게 적용을 해야 하는 것일까 ?
기존에 있는 것을 이용 할까 ?
공차는 어떻게 적용을 해야 하는 것일까 ?
기존에 있는 것을 이용 할까 ?
양산 전에 조립 누적공차에 대한 CP,CPk 값에 대한 DAT
A 를 주어야 하는데어떻게 그 DATA 를 만들지 ?
양산 전에 조립 누적공차에 대한 CP,CPk 값에 대한 DAT
A 를 주어야 하는데어떻게 그 DATA 를 만들지 ?
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現 SYSTEM 분석
•도면 해독의 어려움도면 해독의 어려움(+/- (+/- 공차를 이용 또는 공차를 이용 또는 적용하지 않아서 적용하지 않아서 정확한 도면 해석이 정확한 도면 해석이 되지 않음되지 않음 ))
•6 Sigma CP,CPk CP,CPk 등 등 양산을 할 경우 양산을 할 경우 통계학적인 값을 알 통계학적인 값을 알 수 없음수 없음
• 설계 표준화된 공차의 설계 표준화된 공차의 DBASE DBASE 미구축미구축• 설계자의 공차관련 정보의 부재설계자의 공차관련 정보의 부재• 기존 설계된 공차를 그대로 이용한 설계기존 설계된 공차를 그대로 이용한 설계
•단품의 가공 치수는 맞는데 조립이 왜 안될까단품의 가공 치수는 맞는데 조립이 왜 안될까 ??
•조립에 순서는 어떻게 해야 할까조립에 순서는 어떻게 해야 할까 ??
•부품의 조립 후 제대로 부품의 조립 후 제대로 조립이 되었는지 확인 조립이 되었는지 확인 불가불가 (( 어디에 문제가 어디에 문제가 발생하는지 확인 불가발생하는지 확인 불가 ))
• 측정 측정 DATADATA 를 이용한 를 이용한 조립성 검토를 정확하게 조립성 검토를 정확하게 하지 못함하지 못함 (( 도면에 도면에 기하공차 부재기하공차 부재 ))
설 계 팀설 계 팀 생산생산기술기술
팀팀
생산 조립팀생산 조립팀
품질품질관리관리
팀팀문제점문제점문제점문제점
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現 SYSTEM 분석
(1) Design Objectives 를 관리하고 있지 않다 .
( 중요관리 Point 명기 및 관리의지 미비 )
(2) Part References (Datum) 이 명확하지 않다 .
(Dimension, 조립 , 검사에 관한 기준이 명확하지 않음 )
(3) Daisy Chain Tolerances. ( 이중 공차 부여 )
(4) 설계부서와 생산 & QC 부서간의 사용공차가 상이 .
① 설계부서에서 공차를 부여하지 않은 경우 . -> 관리공차 없이 일반공차로 표시 .
② 상호 조립 부품간의 상이한 공차 적용 또는 한쪽 부품만 공차가 적용된 경우 .
③ 생산이 불가능한 이상적인 공차를 적요한 경우 . -> 생산 및 QC 부서에서 별도 관리 .
Coordination of
Information
설계부서
생산관련 품질관련
Dimensional Management
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Tolerance Analysis Tolerance Analysis 도입 도입 배경배경
Crank Shaft
PinConnecting Rod Piston
Cylinder Block
Assembly
공차를 이용한 Assembly 후 기하공차에 대한 DATABASE 누적 .
단품에 공차를 적용 후 어떤 부품에 의한 조립 불가여부 판정 .
공차를 이용한 Assembly 을 함으로써 기하공차에 대한 정확한 이해 .
3D MODEL, 도면에 기하공차를 펴기 함으로써 도면의 해석의 정확성 .
민감도 분석단품 설계
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Tolerance Analysis Tolerance Analysis 도입 도입 배경배경
EXECL 을 이용한 공차 DATA 를 업체에 첨부해야 함 .
( 정확한 DATA 값이 아닌 양산을 기준으로 한 부정확한 DATA(CP,CPk) 를 첨부 )
3D 를 이용한 기하공차를 이용함으로써 정확한 DATA(CP,CPk) 값을 첨부 할 수 있음 .
검사구를 이용한 DATA 와 3DCS 를 이용한 DATA 를 이용한 비교분석을 할 수 있음 .
조립 순서 및 정확한 값을 알 수 있으므로 원가절감 & 품질안정 도모 .
업체에 제출할 공차관리 자료
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現 업체의 상황現 업체의 상황
CATIA 를 이용한 3D 완성 EXECL 을 이용한 공차관리
3D 설계는 완성 했는데 제대로 부품이 조립이 될까 ?
조립이 안되면 어떻게조치를 치하지 ?
3D 설계는 완성 했는데 제대로 부품이 조립이 될까 ?
조립이 안되면 어떻게조치를 치하지 ?
양산 전에 조립 누적공차에 대한 CP,CPk 값에 대한 DAT
A 를 주어야 하는데어떻게 그 DATA 를 만들지 ?
양산 전에 조립 누적공차에 대한 CP,CPk 값에 대한 DAT
A 를 주어야 하는데어떻게 그 DATA 를 만들지 ?
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現 現 3DCS 3DCS 도입업체의 상황도입업체의 상황
CATIA 를 이용한 3D 완성 3DCS 이용한 공차 부여 및 해석 값 도출
3DCS 를 이용한 +.- 공차 또는 기하공차를 적용해서 누적 공차를 적용하고 있음 .
3DCS 를 사용하여 누적공차를 계산 후 양산을 기준으로 한 정확한 DATA(CP,CPk) 를 첨부
부품을 조립 후 어떤 부품의 인자로 인한 누적공차가 발생하는지 민감도 분석함 .
공차에 대한 지식이 부족해도 3DCS 를 사용하여 누적공차를 쉽게 계산할 수 있다 .
기존 잘 못 사용하고 있는 누적공차를 정확하게 해석할 수 있음 .
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Tolerance Analysis Tolerance Analysis 도입 효과도입 효과
설계의 3D Geometry 는 완벽할 수 있으나 , 생산의 공정 특성상 공차 범위의 오차가 항상 존재부품이 Spec 을 만족하는 경우에도 , 어셈블리는 Spec 을 만족하기 난이설계변경 , Rework, 잦은 공구 교환으로 인한 비용 증가생산성 향상 및 생산원가 절감에 의한 시장 경쟁력 확보국제제휴 , 공동기술개발 , 국제분업생산 등에 따른 기술신뢰성 확보
“Up Front” 개념의 분석으로 설계와 공정의 Robustness 향상
설계와 공정의 초기에 문제를 발견하고 해결함으로써 단순 반복 감소
부품 공차의 최적화에 의한 비용 절감도모
품질에 민감한 부분을 조기 발견하여 최적 설계와 최적 공법 확립
원가절감 & 품질안정 도모
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3DCS, CAA V5 Based 3DCS, CAA V5 Based 소개소개
단품 / 조립품의 Variation 을 예측할 수 있는 Tolerance Simulation tool
조립품의 Variation 의 원인을 결정 / 분석할 수 있는 Root Cause analysis tool
CATIA V5 와 완벽하게 통합된 환경 제공
3DCS, CAA V5 Based 는 :
고품질의 제품과 비용 절감을 위해 설계 / 생산 부서에서 모두 사용할 수 있는 tool
Graphic Tolerance Analysis Technology
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Graphic Tolerance AnalysisGraphic Tolerance Analysis 란란 ??
Graphic Tolerance Analysis;
단품 / 조립품에 대한 dimension 변화를 통계학적으로 분석
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3DCS Assembly Deviation3DCS Assembly Deviation
공차에 의한 변화를 실시간으로 표현 간극 , 간섭 , 단차 , 각도 , 위치 등 검토 지원
Design concept 단계에서 조립품의 공차에 의한 변화를 시각적으로 분석임의의 단품과 조립공정 변경에 따른 변화를 시각적으로 분석
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3DCS Uses FD&T and FT&A3DCS Uses FD&T and FT&A
3DCS 는 V4 FD&T 와 V5 FT&A 의 정보를 재사용 지원 Surface profile tolerance 는 mesh 로 구성 Surface mesh 는 조립되기 전 Part 의 surface 를 나타냄 각각의 surface mesh 는 부여된 공차에 의해 simulation 됨
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Simulation AnalysisSimulation Analysis
Monte Carlo random number generator 를 사용하여 simulation
Statistical Data:
Mean
Nominal
Min & Max
6 Sigma
Performance Index
% out of specification
각각 tolerance model 에 대해 여러 가지 측정 가능
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Sensitivity AnalysisSensitivity Analysis
High-Low-Mean (HLM) analysis 를 통해 tolerance 의 기여도를 알 수 있음
여러 가지 Tolerance 와 Measurement 에 대해 Analysis 가능
Sensitivity Analysis:
순위별로 정렬가능
Top10 Tolerance 보여줌
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GeoFactor AnalysisGeoFactor Analysis
조립품의 형상에 따라 Tolerance 가 amplified 되는 정도를 측정 새로운 Part geometry 의 robustness 를 가늠해볼 수 있는 tool
G Factor 분석 결과는 tolerance 범위보다는 design 에 초점을 맞춤
More Robust Design!
Old Design
Click anywhere for Animation
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Consistent Product PortfolioConsistent Product Portfolio
CATIA V5 는 3D part 의 주석 기능 및 Tolerance 의 정의 / 관리 기능 제공
3DCS 는 다음과 같이 Dimensional Control Process 를 지원 :
– Predict the assembly variation
– React with optimized designs
– Control by proactive tolerance
analysis
3DCS CAA V5 Based
V5 내의 Tolerance Control Process Sketch Ass. Model. FT&A DPM Ass. Inspection
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CATIA CATIA 사용자에게 더욱 편리한 사용자에게 더욱 편리한 DCSDCS
CATIA V5 환경과 완벽한 통합CATIA V5 CAD geometry 사용지원T&A 자동인식DCS 관련정보 V5 에 저장 V4 & V5 Data 모두 활용
CATIA V5 supplemental approach for CATIA V4 users
CAT/3DCS for CATIA V4 users (with the FD&T V4 option)addresses the complete tolerance analysis solution.
SOFTWARE SOLUTIONS
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3DCS Capabilities3DCS Capabilities
Moves (16 routines)Pattern Floats
Measurements (67 routines)
(9) Point Based Tolerances(15) Feature Based Tolerances
Plus... Custom code writing 가능
Tolerance Distributions (14 Types)
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Key Features of 3DCSKey Features of 3DCS
3DCS data 는 CAD data 와 연관성을 가짐 CAD data 가 수정되면 3DCS data 도
자동으로 updates
Feature Based 또는 Point tolerance simulation modeling 을 유연하게 사용 가능
대부분의 Manufacturing process 를 구현할 수 있는 Move routine
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Machined Components
Mechanisms
Sheet Metal
Linkages
Injection Molded
DCSDCS services & software span services & software span
the globethe globe
Fabrication& AssemblyProcesses
Low and High volume
productions
ConsumerGoods
적용 가능한 산업 분야
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Automotive Automotive SuppliersSuppliers
Consumer GoodsConsumer Goods
AerospaceAerospace
AutomotiveAutomotive
주요 고객
ShipbuildingShipbuilding
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국내 고객
광진엔지니어링
AutomotiveAutomotive
AerospaceAerospace대한항공
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Customers Customers 성공 사례성공 사례
Market 의 여러 Tolerance analysis 제품을 평가한 결과 General Motors 는 3
DCS software 를 전세계 GM site 에 도입하기로 결정
100+ 이상의 3DCS 를 사용하고 있음
Locations : GM NAO, GM do Brazil, Opel, Saab,
Holden & GM Mexico
Tolerance Analysis tool 로 3DCS 를 Dimensional Engineering Department 에
도입한 이후로 70% 정도의 생산성이 향상
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Customers Customers 성공 사례성공 사례
수행차종PN150, EN114, U231,CW170, U152, B256, WIN88, WIN126,
P273, B153, CD132, FN145, D186, P207, V229, C212,
BX179, A207, UN93, VN127, U260, U222, B226, A207,
F150
DCS &
DCS / Craft Line 은 1996 년도 부터 Ford 의 22 개 차종에 대하여 800 + Model
에
대한 공차해석을 수행하고 있음
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Customers Customers 성공 사례성공 사례
LCP, SCP, Minivan & Truck Platform 에 대하여 현재 11 명의 Dimensional
Engineering consultant 가 협업하고 있음 Build Objective Creation
Build Strategy Alternatives
GD&T Development
Tolerance Analysis utilizing 3DCS software & Dimensional Data Management (Launch Suppo
rt)
50+ 이상의 3DCS 를 사용하고 있음 Locations : LCP, SCP, Truck, TCC Powertrain, DCX Germany…
Evaluation software 3DCS, Analyst, CAA V5 Based
CAD/CAM-Support und Projekte - Sindelfingen and Ulm, Germany
