초급 #16 데이텀 피쳐의 형상에 따라 제한되는 자유도가 달라진다.

데이텀 피쳐의 형상에 따라 제한되는 자유도가 달라진다.

데이텀 피쳐의 형상에 따라 제한되는 자유도가 달라진다. 자유도를 어떻게 제한할 수 있는지 살펴보자.

 

도면에서 다음과 같은 형상의 피쳐를 데이텀 피쳐로 선정하였다.

 

실제 파트는 다음과 같이 완벽하지 않은 형상으로 만들어질 것이다.

완벽하지 않은 형상을 다음과 같이 완벽한 형상으로 추상화한다.

이렇게 추상화된 완벽한 형상으로부터 다음과 같이 데이텀을 유도한다.

데이텀은 기하학적 기본요소인 점, 선, 면으로 이루어진다. 구는 점이 도출된다. 원기둥은 선이 도출된다. 평면은 면이 도출된다. 원뿔은 점솨 선이 도출된다. 삼각기둥은 점과 면이 도출된다. 마지막 복합형상은 점, 선, 면이 모두 도출된다.

 

그림에는 데이텀의 크기가 있는 것처럼 표현되었지만, 데이텀 선과 면은 화살표방향으로 무한하게 길어지고 넓어질 수 있다. 이를 염두해두고 각각의 데이텀이 자유도를 어떻게 제한할 수 있는지 살펴보자.

 

입체 형상은 공간에 놓이면 6자유도가 생긴다. 3방향으로 병진이동할 수 있고, 3방향으로 회전이동할 수 있다. 입체가 공간에 놓일 때 생기는 자유도는 데이텀으로 제한할 수 있다. 하지만 데이텀 종류에 따라 제한할 수 있는 능력은 달라진다.

데이텀 종류에 따른 자유도 제한 능력의 차이

1) 데이텀 점

점은 어떤 방향으로 회전을 해도 달라지지 않는다. 따라서 데이텀 점은 모든 방향에서 회전을 제한할 능력이 없다. 결과적으로 데이텀 점은 자신이 제한할 수 없는 회전 자유도 3개를 제외하고 남은 병진자유도 3개만 제한할 수 있다.

2) 데이텀 선 (데이텀 축)

무한하게 긴 선은 자신의 선을 따라 이동하고, 자신의 선을 중심으로 회전해도 달라지지 않는다. 따라서 데이텀 선은 선을 따라 이동하는 것과 선을 중심으로 회전하는 것을 제한할 능력이 없다. 결과적으로 데이텀 선은 6자유도 중 자신이 제한할 수 없는 방향의 회전자유도 1개와 병진자유도 1개를 제외하고 나머지 회전자유도 2개와 병진자유도 2개를 제한할 수 있다.

3) 데이텀 면

무한하게 넓은 면은 자신이 놓인 면에서는 이동을 하고 회전을 해도 달라질 것이 없다. 따라서 데이텀 면은 면이 놓인 면에서의 병진이동과 회전이동은 제한할 수 없다. 데이텀 면은 자신이 제한할 수 없는 자유도를 제외한 나머지 자유도만을 제한할 수 있다. 6개의 자유도 중에서 자신이 제한할 수 없는 방향의 회전자유도 1개와 병진자유도 2개를 제외하고 나머지 회전자유도 2개와 병진자유도 1개만 제한할 수 있다.

피쳐의 형상에 따라 달라지는 자유도 제한능력

1) 구형상은 데이텀으로 데이텀 점이 도출된다. 데이텀 점은 병진자유도 3개를 제한할 수 있다.

2) 원통형상은 데이텀으로 데이텀 선이 도출된다. 데이텀 선은 회전자유도 2개와 병진자유도 2개를 제한할 수 있다.

3) 평면형상은 데이텀으로 데이텀 면이 도출된다. 데이텀 면은 회전자유도 2개와 병진자유도 1개를 제한할 수 있다.

4) 원뿔형상은 데이텀으로 데이텀 점과 데이텀 선이 도출된다. 데이터 점은 병진자유도 3개를 제한할 수 있다. 데이텀 선은 회전자유도 2개와 병진자유도 2개를 제한할 수 있다. 결과적으로 원뿔형상은 병진자유도 3개와 회전자유도 2개를 제한할 수 있다.

5) 삼각기둥형상은 데이텀으로 데이텀 선과 데이텀 면이 도출된다. 데이터 선은 회전자유도 2개와 병진자유도 2개를 제한할 수 있다. 데이텀 면은 회전자유도 2개와 병진자유도 1개를 제한할 수 있다. 결과적으로 병진자유도 3개와 회전자유도 2개를 제한할 수 있다.

6) 복합형상은 데이텀으로  데이텀 점, 데이텀 선, 데이텀 면이 모두 유도되었다. 따라서 데이텀 점에 의해 병진자유도 3개가 제한되고, 데이텀 면과 데이텀 선에 의해 회전자유도 3개가 모두 제한된다. 따라서 마지막 형상은 피쳐 하나로 6개의 자유도가 모두 제한된다.

 

자유도가 얼마나 제한될지는 데이텀 피쳐의 형상에 따라 달라진다. 데이텀 피쳐의 형상이 데이텀 점, 데이텀 선, 데이텀 면 중에 어떤 것을 도출할 수 있느냐에 따라 제한할 수 있는 자유도가 달라진다. 마지막 복합형상처럼 피쳐 하나만으로 6자유도를 모두 제한할 수도 있다.