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낮은 비용과 짧은 시간 안에 제품의 완성도를 향상시키기 위해서는 더 명확하고 효율적인 분석도구가 요구됩니다. PLM 과정을 통한 완성도 높은 설계환경을 갖추기 위해서는 설계되는 제품에 대한 분석기법도 더욱 발전되어야 할 필요성이 있습니다.
공차관리는 설계과정에서 고안된 개념적인 목표성능을 위해 단품, 조림품, 가공공정 그리고 검사공정에 대해 설계 기준을 준수하고 조립과 가공의 정확성을 유지하기 위한 더욱 발전된 제품 분석 개념입니다. |
 공차분석의 필요성 |
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• 대부분의 회사는 제품의 완성도를 높이기 위해 설계공차의 정의와 가공공정의 변수들을 어떻게 조절하는 것이 좋은지에 대해
명확히 이해할 수 있기를 원합니다.
• 대부분의 회사는 제품 개발에 있어서 정확한 공차분석을 어렵다고 느끼기 때문에 개발단계 자체가 제한됩니다.
• 대부분의 회사는 현재 도입하여 사용 중인 CAD system을 그대로 유지하면서 더 향상된 분석 과정을 원합니다.
• 공차를 분석하는 사용자들의 시각에서 쉽게 접근할 수 있을까?
- R&D Engineer – 시작품질이 제대로 나올까?
- Product Design Engineer – 하위 assembly까지 worst case condition을 만족할 수 있을까?
- Manufacturing Engineer – 조립요건을 만족하면서 낮은 비용으로 생산공정을 구성할 수 있을까?
- Quality Engineer – 천 개의 제품을 생산했을 때 몇 개나 문제를 발생시킬까?
• 위와 같은 이유로 대부분의 회사는 더 좋은 공차 최적화 도구와 분석과정의 도입을 필요로 합니다. |
| Why CETOL 6σ? |
• CETOL 6σ 는 제품 개발부서에 대해 제품 가공공정 및 조립 시 제품 표면에 기준하여 치수 허용공차에 대한 민감도를 명확히
계산하여 설계에 반영할 수 있는 통찰력을 제공할 수 있습니다.
• CETOL 6σ는 공차를 관리를 위해 설계 단계에서 다음과 같은 고급 수치해법을 사용하여 가공공정에 대해 더욱 강건한 공차
최적화를 수행할 수 있습니다. |
| Worst Case 방법 |
• 공차 범위로 지정된 각 부품의 공차 범위를 단순 가감하여 평균을 내는 평면적인 접근(Worst Case Analysis)방법을 수행할 수
있습니다. |
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| 통계적 공차분석 방법 |
• 공차 범위에서 변동되는 치수에 대한 평균값, 표준편차, 비대칭도, 첨도 등 통계학적인 분석을 통해 입체적인 접근(Statistical
Analysis)방법을 수행할 수 있습니다.
• 분포함수는 Normal, Uniform, Lambda 분포를 지원합니다.
• 실제 가공되는 공차의 분포특성을 공차분석 초기에 반영할 수 있습니다. |
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| 공차분석을 위해 개발된 Solver |
• CETOL 6σ에서만 보유하고 있는 Derivative-based 시스템 모멘트법은 제품 성능에 대한 치수 변화의 영향을 “치수 기여도”로
계산하고 모델의 관계를 함수로 정의합니다. 분석의 입력 정보가 되는 치수는 함수의 변수로 취급되므로 분석 결과에 대한
치수와 공차
등의 입력 정보를 변경하면 즉시 결과가 업데이트 됩니다. 따라서, 몬테카를로법과 같이 설계 조건을 변경할 때마다
다시 계산시간을 들여 분석하는 시간 손실이 없습니다. |
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| 현실적인 조립, 구동 상태를 반영할 수 있는 설정 기능 |
• 어셈블리를 구성하는 부품간 관계를 정의(Kinematic Joint)하고, 실제 최적 조립성 구현을 목표로 공차를 관리할 수 있습니다.
• Geometry 선택으로 Default 조립 방법이 결정되고 DOF 조작으로 원하는 특성을 추가적으로 부여합니다.
• 체결부분에 대한 Centered, Floating, Tangent 설정이 가능합니다. |
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| Robust Assembly Modeling |
• Closed Loop Solver는 아무리 복잡한 Mechanism이라도 모든 부품의 조립 위치를 자동으로 계산하므로 조립 시 부품의 부족/
과잉 구속상태를 즉시 파악할 수 있습니다.
• Model Graph는 부품 간의 구속관계를 파악할 수 있도록 합니다.
• 조립자세가 다양한 경우에 대한 공차분석을 진행할 수 있습니다. |
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| CETOL 사용환경 |
• CETOL은 사용자가 현업에 빠르게 공차분석 솔루션을 적용하기 위해 직관적인 인터페이스를 구현하고 있어서, 사용자는
손쉽게 공차분석을 수행할 수 있습니다.
• CATIA V5, SolidWorks, Creo(Pro-Engineer)에 plug-in 방식으로 적용되는 공차 분석도구를 사용하므로 익숙한 환경에서 더욱
쉽게 공차분석을 수행할 수 있습니다.
• CAD Geometry를 직접 이용하므로 Modeling 변경 시 자동으로 조건이 반영됩니다.
• 외부에서 작성된 IGES, STEP 포맷의 파일도 사용할 수 있습니다.
• Point, Line, Surface와 같은 모든 Geometry 요소를 활용할 수 있기 때문에 초기 Concept 모델에 대해서도 공차분석을 수행할
수 있습니다. |
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| 공차분석 결과 검토 환경 |
• 제품의 품질과 성능을 향상시키기 위해 중요시 되는 제품의 요구사항과 설계 치수 그리고 가공 공정 사이에서 발생하는 변수
들의 민감도를 명확히 이해하도록 도와줍니다.
• Analyzer 환경에서는 설정된 치수공차 변경에 의한 결과를 재해석 없이 즉시 확인할 수 있습니다. |
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• 치수의 재검토
치수 기여도로부터 민감한 항목을 조정함으로써 낮은 비용으로 결과를 개선하는 방안을 검토할 수 있습니다. 공차를 조정하는
경우 상대적으로 가공비용이 상승하는 것을 감안해야 합니다. |
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• 공차 기여도
성능∙품질에 대한 영향력 검토하여 민감도가 높은 치수 항목의 공차를 엄격하게 관리하고 민감도가 낮은 공차는 느슨하게 조정
하여 생산비용을 낮추는 기준으로 활용할 수 있습니다. |
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• 시각화에 의한 결과 분석 및 이해
CETOL 6σ에서는 품질에 미치는 영향도가 높은 치수 공차에 대해 시각화 기능을 통하여 쉽게 이해할 수 있습니다. 이러한 시각
적 확인은 설정한 치수 측정의 상관관계를 빠르게 이해하는데 도움이 됩니다. |
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• 공차분석 데이터를 CAD 데이터에 보관 및 관리
CETOL 6σ에서 설정된 정보는 모두 3차원 CAD 데이터에 추가 됩니다. 부품 정보는 부품 데이터에, 조립에 대한 정보는
어셈블리 데이터에 저장됩니다. 따라서 CAD 데이터 및 공차 분석 정보를 개별적으로 관리할 필요가 없고 설계 정보의 관리가
쉽습니다. |
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| • Reporting 기능이 자동화되어 있어서 다양한 분석결과를 별도의 작업 없이 보고서 형태로 생성, 보관할 수 있습니다. |
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| 주요 고객 |
| ABB, Audi, BAE Systems, Bosch, Caterpillar, Chrysler, Ericsson, Fujitsu, General Electric, Goodrich, Hitachi, Honeywell, Motorola, Northrop Grumman Panasonic, Rolex, Roche, Toyota, TVS Motors, Tyco Electronics, U.S. Army, Volvo, Whirlpool, Xerox 등 |
