최종적으로 DRF의 자유도가 무엇이 남는지가 중요하다.

최종적으로 DRF의 자유도가 무엇이 남는지가 중요하다.

데이텀 피쳐에 의해 데이텀을 생성할 수 있다. 데이텀의 종류에는 데이텀 점, 데이텀 선, 데이텀 면이 있다. 점, 선, 면은 기하학적 근본이 되는 요소이다. 각각의 데이텀은 가지고 있는 자유도가 다르고, 가지고 있는 자유도에 따라 제한되는 자유도가 달라진다.

 

먼저 데이텀 점을 살펴보자.

 

데이텀 점을 공간상에 놓으면 데이텀의 x좌표, y좌표, z좌표가 고정된다. 원점에 놓인 데이텀 점은 더이상 x축방향으로 이동할 수 없고, y축방향으로 이동할 수 없고, z축방향으로 이동할 수 없다. 다시 말해 데이텀 점의 병진자유도는 완전히 제한된다.

 

하지만 공간상에 놓여진 데이텀 점은 여전히 u방향, v방향, w방향으로 회전할 수 있다. 다시 말해 데이텀 점의 회전자유도는 제한되지 않는다.

다시 말해 데이텀 점을 공간상에 놓으면 병진자유도 3개는 제한되지만, 회전자유도 3개는 제한되지 않는다. 따라서 결과적으로 데이텀 점은 3개의 회전자유도가 남는다.

 

다음으로 데이텀 선을 살펴보자.

데이텀 선은 공간상에서 x축, y축, z축을 생성한다. 따라서 각각의 데이텀 선은 x축에 정렬되는 방향으로, y축에 정렬되는 방향으로, z축에 정렬되는 방향으로 놓인다. 데이텀 선에 의해서 x축, y축, z축이 생성되기 때문에 데이텀 선은 각각의 축에 정렬되는 방향으로만 놓인다.

데이텀 선이 공간상에 놓이게 되면, x축에 정렬된 데이텀 선은 오로지 x축을 따라서 이동하는 것만 가능하다. 그리고 x축을 축으로 하여 회전하는 것만 가능하다. x축에 정렬된 데이텀 선은 y축방향으로 이동할 수 없으며, z축방향으로 이동할 수 없다. 또한 y축을 축으로 회전할 수 없으며, z축을 축으로 하여 회전할 수 없다. y축과 z축에 정렬된 데이텀 선들도 마찬가지이다. 데이텀 선은 오로지 자신의 선의 방향으로만 병진이동할 수 있고, 자신을 축으로 하여서만 회전할 수 있다.

다시 말해 데이텀 선을 공간상에 놓으면 2개의 병진자유도와 2개의 회전자유도가 제한되고, 1개의 병진자유도와 1개의 회전자유도는 제한되지 않는다. 따라서 결과적으로 데이텀 선은 1개의 병진자유도와 1개의 회전자유도가 남는다.

 

마지막으로 데이텀 면을 살펴보자.

데이텀 면을 공간상에 놓으면, 데이텀 면은 면이 놓인 방향으로 이동할 수 있지만 면에 수직인 방향으로는 이동할 수 없다. xz평면에 놓인 평면은 x축을 따라 이동할 수 있고, z축을 따라 이동할 수 있지만 y축방향으로는 이동할 수 없다. 또한 xz평면에 놓인 평면은 xz평면에 수직인 y축을 축으로 하여 회전할 수는 있지만 x축이나 z축을 축으로 하여 회전할 수는 없다. xy평면과 yz평면에 놓인 평면들도 마찬가지이다. 

다시 말해 데이텀 면을 공간상에 놓으면 1개의 병진자유도와 2개의 회전자유도가 제한되고, 2개의 병진자유도와 1개의 회전자유도는 제한되지 않는다. 따라서 결과적으로 데이텀 면은 2개의 병진자유도와 1개의 회전자유도가 남는다.

 

다음으로 데이텀 면이 1차 데이텀으로, 데이텀 선이 2차 데이텀으로 조합되었을 때 최종적으로 어떤 자유도가 남는지 살펴보자.

 

1차 데이텀에 의해 남아 있는 자유도가 2차 데이텀에 의해서도 남는다면, 최종적으로 해당 자유도가 남게 된다. 여러 가지 경우를 모두 살펴봤지만 결과적으로 데이텀 면에 데이텀 선이 수직한 경우에는 데이텀 선을 따라 이동할 수 있는 회전자유도만 남고, 데이텀 면에 데이텀 선이 평행한 경우에는 데이텀 선을 따라 이동할 수 있는 병진자유도만 남게 된다.

 

다음으로 데이텀 면이 1차 데이텀으로 데이텀 점이 2차 데이텀으로 조합되었을 때 최종적으로 어떤 데이텀이 남는지 살펴보자.

1차 데이텀에 의해 남아 있는 자유도가 2차 데이텀에 의해서도 남는다면, 최종적으로 해당 자유도가 남게 된다. 여러 가지 경우를 모두 살펴봤지만 결과적으로 데이텀 점은 오로지 회전자유도만 있기 때문에 1차 데이텀에 남아 있는 자유도 중에서 회전자유도 1개만 남게 된다.

 

마지막으로 데이텀 면과 데이텀 면을 1차 데이텀과 2차 데이텀으로 조합할 수 있다. 이 경우에는 최종적으로 어떤 데이텀이 남는지 살펴보자.

1차 데이텀에 의해 남아 있는 자유도가 2차 데이텀에 의해서도 남는다면, 최종적으로 해당 자유도가 남게 된다. 여러 가지 경우를 모두 살펴봤지만 결과적으로 1차 데이텀과 2차 데이텀에서 공통적으로 제한하지 못하는 방향의 병진자유도 1개가 남게 된다.

 

데이텀 점, 데이텀 선, 데이텀 면이 조합되는 모든 경우를 살펴봤다. 모든 경우에서 자유도는 1개씩 남는다. 만약 자유도를 완전히 제한하고자 한다면 1개의 데이텀이 추가적으로 필요하다. 1차 데이텀과 2차 데이텀에 의해 최종적으로 남는 데이텀의 자유도를 고려하여 마지막 데이텀을 선정해야 한다. 병진자유도만 남았다면 병진자유도를 제한할 수 있는 방향으로 데이텀을 추가해야 하고, 회전자유도만 남았다면 회전자유도를 제한할 수 있는 방향으로 데이텀을 추가해야 한다.

 

모든 경우에 모든 자유도를 제한하여야 하는 것은 아니다. 자유도의 제한은 기능적인 필요에 의해 정해지는 것이다. GD&T체계에서는 FCF에 데이텀 피쳐를 참조하여 제한하지 않아도 되는 자유도를 정의할 수 있다.