3DCS, CAA V5 Based, Graphic Tolerance Analysis for CATIA V5

Page - 2 / 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

Page - 3 / 13 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 부품을 Assemble 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 ?

Page - 4 / 13 Why GD&T? Linear Tolerancing Tolerance Zone AB  1.4 M -B- -C- GD & T mm 2 Tolerance Zone 1.57mm 2 Tolerance Zone : 생산에 약 57% 의 추가 공차역 제공가능

Page - 5 / 13 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?

Page - 6 / 13 설계자의 당면 문제점 개발기간 단축 ( 설계능력 향상 ) 품질향상, COST DOWN 생산기술 파트와 제품조립 에 때문에 사이가 부서간에 협업이 안되는데 좋은 방법이 없을까 ? 생산기술 파트와 제품조립 에 때문에 사이가 부서간에 협업이 안되는데 좋은 방법이 없을까 ? 제대로 부품이 조립이 될까 ? 조립이 안되면 어떻게 조치를 치하지 ? 제대로 부품이 조립이 될까 ? 조립이 안되면 어떻게 조치를 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 DATA 를 주어야 하는데 어떻게 그 DATA 를 만들지 ? 양산 전에 조립 누적공차에 대한 CP,CPk 값에 대한 DATA 를 주어야 하는데 어떻게 그 DATA 를 만들지 ?

Page - 7 / 13 現 SYSTEM 분석 도면 해독의 어려움 (+/- 공차를 이용 또는 적용하지 않아서 정확 한 도면 해석이 되지 않음 ) 도면 해독의 어려움 (+/- 공차를 이용 또는 적용하지 않아서 정확 한 도면 해석이 되지 않음 ) CP,CPk 등 양산을 할 경우 통계 학적인 값을 알 수 없 음6 Sigma CP,CPk 등 양산을 할 경우 통계 학적인 값을 알 수 없 음 설계 표준화된 공차의 DBASE 미구축 설계 표준화된 공차의 DBASE 미구축 설계자의 공차관련 정보의 부재 설계자의 공차관련 정보의 부재 기존 설계된 공차를 그대로 이용한 설계 기존 설계된 공차를 그대로 이용한 설계 단품의 가공 치수는 맞는데 조립이 왜 안될까 ? 단품의 가공 치수는 맞는데 조립이 왜 안될까 ? 조립에 순서는 어떻게 해야 할까 ? 조립에 순서는 어떻게 해야 할까 ? 부품의 조립 후 제대로 조립이 되었는지 확인 불가 ( 어디에 문제가 발 생하는지 확인 불가 ) 부품의 조립 후 제대로 조립이 되었는지 확인 불가 ( 어디에 문제가 발 생하는지 확인 불가 ) 측정 DATA 를 이용한 조립성 검토를 정확하게 하지 못함 ( 도면에 기하 공차 부재 ) 측정 DATA 를 이용한 조립성 검토를 정확하게 하지 못함 ( 도면에 기하 공차 부재 ) 설 계 팀설 계 팀설 계 팀설 계 팀 생산 기술 팀 생산 조립팀 품질관리팀품질관리팀품질관리팀품질관리팀 문제점문제점

Page - 8 / 13 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. Coordinatio n of Information 설계부서 생산관련 품질관련 Dimensional Management

Page - 9 / 13 Tolerance Analysis 도입 배경 Crank Shaft Pin Connecting 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 분석 단품 설계

Page - 10 / 13 Tolerance Analysis 도입 배경 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

Page - 11 / 13 現 업체의 상황 CATIA 를 이용한 3D 완성 EXECL 을 이용한 공차관리 3D 설계는 완성 했는데 제 대로 부품이 조립이 될까 ? 조립이 안되면 어떻게 조치를 치하지 ? 3D 설계는 완성 했는데 제 대로 부품이 조립이 될까 ? 조립이 안되면 어떻게 조치를 치하지 ? 양산 전에 조립 누적공차에 대한 CP,CPk 값에 대한 DATA 를 주어야 하는데 어떻게 그 DATA 를 만들지 ? 양산 전에 조립 누적공차에 대한 CP,CPk 값에 대한 DATA 를 주어야 하는데 어떻게 그 DATA 를 만들지 ?

Page - 12 / 13 現 3DCS 도입업체의 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.

Page - 13 / 13 Tolerance Analysis 도입 효과 설계의 3D Geometry 는 완벽할 수 있으나, 생산의 공정 특성상 공차 범위의 오차가 항상 존재 부품이 Spec 을 만족하는 경우에도, 어셈블리는 Spec 을 만족하기 난이 설계변경, Rework, 잦은 공구 교환으로 인한 비용 증가 생산성 향상 및 생산원가 절감에 의한 시장 경쟁력 확보 국제제휴, 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

Page - 14 / 13 3DCS, CAA V5 Based 소개 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

Page - 15 / 13 Graphic Tolerance Analysis 란 ? Graphic Tolerance Analysis; 단품 / 조립품에 대한 dimension 변화를 통계학적으로 분석

Page - 16 / 13 3DCS Assembly Deviation 공차에 의한 변화를 실시간으로 표현 간극, 간섭, 단차, 각도, 위치 등 검토 지원 Design concept 단계에서 조립품의 공차에 의한 변화를 시각적으로 분석 임의의 단품과 조립공정 변경에 따른 변화를 시각적으로 분석

Page - 17 / 13 3DCS 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

Page - 18 / 13 Simulation Analysis Monte Carlo random number generator 를 사용하여 simulation 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

Page - 19 / 13 Sensitivity 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

Page - 20 / 13 GeoFactor 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

Page - 21 / 13 Consistent 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 SketchAss. Model. FT&ADPM Ass. Inspection

Page - 22 / 13 CATIA 사용자에게 더욱 편리한 DCS CATIA V5 환경과 완벽한 통합 CATIA V5 CAD geometry 사용지원 T&A 자동인식 DCS 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

Page - 23 / 13 3DCS 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)

Page - 24 / 13 Key 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

Page - 25 / 13 Machined Components Mechanisms Sheet Metal Linkages Injection Molded DCS services & software span the globe Fabrication & Assembly Processes Low and High volume productions Consumer Goods 적용 가능한 산업 분야

Page - 26 / 13 Automotive Suppliers Consumer Goods Aerospace Automotive 주요 고객 Shipbuilding

Page - 27 / 13 국내 고객 광진엔지니어링 Automotive Aerospace 대한항공

Page - 28 / 13 Customers 성공 사례 Market 의 여러 Tolerance analysis 제품을 평가한 결과 General Motors 는 3DCS 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

Page - 29 / 13 Customers 성공 사례 수행차종 PN150, 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 Model 에 대한 공차해석을 수행하고 있음

Page - 30 / 13 Customers 성공 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 Support) 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