전산응용설계 (computer aided design)cadcam.gwnu.ac.kr/subject/catia/basic/cad_02_catia... ·...

전산응용설계

(Computer Aided Design)

CATIA

(Computer Aided Three dimensional Interactive Application)

기계자동차공학부 자동차공학전공

강릉원주대학교 자동차공학전공 2

Chapter 2.

CATIA의 특징 및 주요개념

학습내용 :

사용자 인터페이스 (User Interface)

다중문서 (Multi-Document)

워크벤치의 개념 (Workbench Concept)

마우스에 의한 객체 조작

Specification Tree

Compass에 의한 객체 이동

※ Samples for CATIA Basic 01 다운로드

파일을 다운로드 하여 D:\CATIA_Models 폴더에 압축을 풀고 학습하면 교안에 링크되어 있는 모델을 쉽게 불러올 수 있습니다. (단, 압축파일과 동일한 이름의 하위폴더가 생성되어야 한다.)

http://cadcam.gwnu.ac.kr/subject/catia/BASIC/examples/CATIA_Basic_Model_01.zip

http://cadcam.gwnu.ac.kr/subject/catia/BASIC/examples/CATIA_Basic_Model_01.zip

강릉원주대학교 기계자동차공학부 자동차공학전공

CATIA 사용자 인터페이스

풀다운메뉴(Menus)

트리

(Specification Tree)

CATIA window 제어

활성 워크벤치의 툴바

툴바를 감추거나 이동시켜 CATIA 윈도우의 배치를 쉽게 변경할 수 있다.

CATIA 윈도우에 여러 개의 문서를 동시에 열어 작업할 수 있다.

이중 화살표는 Tool

bar가 더 있음을 표시.

보이지 않는 Tool

bar를 이동하려면 >>

표시를 드래그.

활성 워크벤치 아이콘

(여기서는 Part Design) 활성 문서

윈도우

트리 Scroll bar

Document window

제어

3


메뉴와 툴바(Menus and Toolbars) Tool bar를 이용하면 메뉴에 있는 기능들을

빠르고 쉽게 수행할 수 있다. 툴바를 활성화하려면

View 메뉴를 사용

Tool bar 를 임의의

위치에 이동하려면

분리선을 드래그.

툴바를 닫으려면

[x] 를 클릭

프롬프트 영역에서 마우스의 오른버튼을

클릭하면 Tool bar 목록에 신속히

엑세스할 수 있다.

체크된 Tool bar 들이 화면에

표시되며, 나머지는

감추어진다.

이중 화살표는 더 많은

Tool bar가 있다는 것을

의미함.

보이지 않는 툴바를

이동하려면 >> 표시를

드래그.

4


대화상자 사용법

대화상자(Dialog boxes)는 사용하기 쉽도록 표준화되어

있으며, 피쳐를 정의하는 데 필요한 파라미터들을 제공.

작업 이름

특정 파라미터를 정의하기 위한 탭(tab)

드롭다운 리스트에서 옵션을 선택

값을 입력하거나 상하 화살표를 클릭

선택할 수 없는 필드 (잠김)

해당 동작을 활성화하여 적용

옵션 활성화 체크박스

비활성 필드

확인

수행결과 미리보기

기능(function) 중지

대화상자를 닫으려면 x 버튼을 클릭

임의의 필드에 대한 도움말을 보려면 ? 버튼을 클릭하고

해당 필드를 선택

예: 홀 피쳐(hole feature)명령을 선택하거나 모델링된 기존 홀

피쳐를 더블클릭하면 홀 정의 대화상자에서 수정 등의 작업을 할

수 있다.

5


다중문서(Multi-Document )

6


윈도우 조작

윈도우 최소화

클릭&드래그하여 윈도우

크기를 조정

윈도우 최대화

(풀 스크린)

윈도우의 초기 크기로 환원

(풀 스크린 혹은 최소화 된

상태에서)

활성

문서

위도우 닫힘 CATIA 윈도우

열려 있는 윈도우들 목록을

보거나 활성 문서를 바꾸려면

Window 메뉴를 사용

비활성

문서

CATIA 문서를 마우스 왼쪽버튼으로 한 번 클릭하여 활성화

7


윈도우 배치

여러 개의 윈도우를 적절히 배치하여 작업하기 쉽도록 한다.

모든 문서들이 유용한

공간에 맞추어 꽉 차게

배치된다.

활성문서

Window 메뉴를 클릭하여 열려 있는 문서들을 확인한다. 1

1

2

2 개의 문서가 열려 있으며,

두 번째 문서가 활성화 되어

있다.

디스플레이를 수평이나 수직으로

분리하여 문서를 타일 형태로 배치

윈도우를 활성화 하려면 해당 윈도우를

클릭하거나 Window 메뉴에서 그 문서를

선택

8


워크벤치(Workbench) 개념

워크벤치의 개념 및 워크벤치에 들어가는(access) 방법과 워크벤치를 사용자에 맞게

다시 정의하는 방법을 배운다

9

설계 컴포넌트(component)

10

피쳐(feature)

패드(pad), 포켓(pocket), 구멍(hole), 모깎기(fillet), 모따기(chamfer) 등과 같은 solid

part를 구성하는 별개의 형상

피쳐의 이름만으로도 형상 및 특성이 연상되며, 한정된 변수(parameter)에 의해 형상을

정의할 수 있다.

파트(part)

종속적인 방식으로 결합되는 어셈블리의 개별 부품

콤포넌트의 상호작용

{Features}

{Parts}

{Sub-assemblies}

{Assembly}

Assembly

Sub-assembly

Parts

Features

CATIA에서의 모델링 과정

11

• 2차원 아웃라인, 단면 생성

1. 스케쳐(Sketcher)

• 피쳐(feature) 생성

• 부품(part) 구성

2. 부품(Part) 워크벤치

• 부품들을 조립

3. 조립(Assembly) 워크벤치

• 완성된 형태의 기계 설계 도면을 생성

4. 드로잉(Drawing) 워크벤치

스케치

부품 생성

12

스케치(2D 단면) 피쳐(3D 형상)

부품(3D Part)

조립품 생성

13

부품(3D Part) 조립(조립모드)

조립품(조립모드)


워크벤치(Workbench) 개념

Mechanical Workbenches

Part Design : 부품 설계

Sketcher : 2차원 프로파일(윤곽) 스케치

WireFrame & Surface : 와이어프레임 피쳐와

기본 서피스 피쳐로 기존 Part Design을 확장

Assembly Design : 조립

구속조건(constraints) 수립, 부품들의 자동

배치(position), 조립체의 일관성(consistency)

확인

Generative & Interactive Drafting : 3차원

part design과 assembly design으로부터 2차원

도면을 생성

Sheetmetal Design : 직관적이고 생산성

높은 판금 설계 환경

CATIA 는 여러 개의 워크벤치로 구성되며, 각 워크벤치는 특정 작업에 적합한 도구들로

구성되어 특정 작업 전용으로 만들어져 있다

사용하는 워크벤치에 따라 다양한 문서 형태가 있다.

워크벤치에서 수행한 작업내용은 문서

(Documents)로 저장된다

현재 워크벤치

문서(Documents)

14

Mechanical Design Product

15

기계설계(mechanical design) product의 주요 워크벤치(workbench)

Part Design Workbench

Assembly Workbench

Drafting Workbench

각 워크벤치는 고유한 모델링 도구(명령)를 갖는 유저인터페이스를 제공하며,

고유의 파일 확장자를 가지고 문서를 저장함

Part Design, Wireframe & Surface, Generative Shape : ~.CATPart

Drafting: ~.CATDrawing

Assembly: ~.CATProduct

치수, 공차, 관계식 등 모든 정보가 각 워크벤치 사이에 양방향으로 전달됨

Part Design Workbench (부품설계 워크벤치) (1/2)

16

부품 모델 생성

어셈블리에 결합될 별도의 컴포넌트

부품 파일 확장자 : ~.CATPart

다수의 Feature들로 구성됨

피쳐(Feature) 생성

Feature :

패드(pad), 포켓(pocket), 샤프트(shaft), 홀(hole), 필렛(fillet), 챔퍼(chamfer)등

2D 아웃라인(2D 단면) 피쳐(3D)

Part Design Workbench (부품설계 워크벤치) (2/2)

17

Sketcher

2D 단면 생성

단면을 개략적으로 그리고 나중에 정확한 치수를

입력시키는 순서로 작성

Part Design

3D feature를 생성하기 위한 인터페이스 제공

feature 생성 명령, feature 정의 대화상자

feature 수정

Assembly (어셈블리)

18

최종 제품에서 개별 부품이 차지할 위치를 지정하여 조립

모델 분석 도구

전체 어셈블리에서 컴포넌트 사이의 간섭 확인

어셈블리의 물성과 체적을 측정하여 전체 중량, 무게 중심 및 관성을 결정

분해 뷰

부품 관계를 더 자세히 검토

Drafting(도면)

19

Generative Drafting

3D 부품이나 어셈블리를 모델링 한 후, 3D

형상모델의 치수를 기반으로 도면 생성

3D 모델과 데이터 연결이 유지되므로 3D 모델이

수정되면 수정사항이 드로잉 에 자동으로 반영됨.

Interactive Drafting

3D 모델 없이 도면을 생성


워크벤치에 들어가기 (1/2)

Assembly Design 워크벤치에

들어가기:

CATIA를 시작한 후, Start 메뉴를

클릭하여 Mechanical Design

Assembly Design을 선택

Assembly Design

워크벤치 아이콘

Start 메뉴를 사용하여 임의의 표준 워크벤치에 들어간다.

워크벤치에 들어가는 두 가지 방법 :

Start 메뉴 사용 혹은 File / New 선택:

20


워크벤치에 들어가기 (2/2)

Assembly Design 워크벤치를 사용자 워크벤치 즐겨찾기 목록에 삽입하고, 워크벤치와 워크벤치

툴바를 이용하여 그 워크벤치에 들어갈 수 있다.

1 Tools / Customize 를 선택하고 ‘Assembly Design’ 을

즐겨찾기 목록에 넣는다 2a

2b

Workbenches 툴바를 이용하여

들어가기

Workbenches 툴바를

이용하여 들어가기

이제 Start 메뉴의 상위에서 Assembly

Design 워크벤치에 들어갈 수 있다.

21


워크벤치 즐겨찾기(Favorite Workbenches)

워크벤치 즐겨찾기는 각 세션을 시작할 때 ‘Welcome to

CATIA V5’ 패널에서 CATIA가 제시하는 워크벤치들이다. 기본

‘Welcome to CATIA V5’ 패널은 비어있다.

웰컴 패널은 워크벤치 아이콘을 클릭해도 나타난다.

웰컴 패널

워크벤치

즐겨찾기

22


실행취소와 재실행

편집 과정 중 실행취소(Undo)와 재실행(Redo) 방법을 익힌다

실행취소와 재실행

히스토리에 의한 실행취소

23


실행취소 & 재실행 (Undo & Redo)

파일열기(Open) 아이콘 클릭 혹은 Ctrl + O

실행취소(Undo) 아이콘 클릭

혹은 Ctrl + Z

1 4

1- 어떤 경우에는 반복(Repeat) 명령으로

재실행(Undo) 명령을 대체할 수 있다

2-명령의 위치: 메뉴바의 Edit 메뉴.

( Menu bar : Edit + Command)

5 재실행(Redo) 아이콘 클릭

혹은 Ctrl + Y

Specification tree: Pad.1 선택

잘라내기(Cut) 아이콘 선택

혹은 Ctrl + X

2

3

1 3

4

5

24


작업내력(History)에 의한 실행취소와 재실행 (Undo & Redo)

현재 활성화된 문서에서 실행취소나 재실행될 수 있는 작업내력을 표시하려면, Standard Toolbar에 있는

History에 의한 실행취소 혹은 재실행(Undo or Redo with History) 아이콘을 클릭한다.

History에 의한 실행취소, 재실생 대화상자에서

실행을 취소하거나 재실행하고자 하는 작업들을

선택한다.

가장 최근에 수행된 작업이 맨 위에 나타난다.

25


마우스에 의한 객체(Object) 조작

여러 가지 객체선택 방법을 익힌다

마우스에 의한 객체 선택(Selecting)과 수정(Editing)

마우스에 의한 객체 이동(Moving)

요약

26


CATIA에서 마우스의 기능

MB2

MB3

MB1

MB : 마우스 버튼

객체 조작

( manipulate)

contextual 메뉴

표시

객체 선택과 수정

27


객체 선택이란 ?

•객체 기하요소(한 개 또는 여러 개)를 선택하거나

트리에서 그 객체에 대응하는 피쳐를 선택할 수

있다.

• 기하요소를 선택하면 트리에서 대응되는 피쳐가

강조되어 표시된다.

단순 선택 :

다중선택(Multi-Selection):

기하요소(Geometry) 혹은 트리 피쳐 선택 :

• 마우스 왼쪽 버튼 (MB1) 을 눌러 한 개의 객체를 선택

• 표준 방법: [Ctrl] 키

• 올가미:

+

+

28


한 개의 객체 선택하기 한 개의 객체를 선택하는 표준 방법 : 마우스 왼쪽버튼(MB1)을 사용하여

geometry에서 객체를 클릭하거나 트리에서 선택한다.

geometry나

tree에서 객체를

클릭

선택한 요소를

선택해제하려면

배경의 빈 공간을

클릭한다

선택 모드 아이콘

커서가 객체 위에 있을 때 커서 모양이 손가락으로 변경되고 해당 객체가 강조표시(pre-

selected) 되며, 해당 객체를 선택하려면 클릭하여야 한다.

1

MB1

29


[Ctrl] 키를 이용하여 여러 객체 선택하기

1

[Ctrl] key

2

표준 윈도우 타입에서는 [Ctrl] 키를 사용하여 여러 개의 요소를 선택한다

[Ctrl] 키를 누른 채로 원하는 개체들을

선택한다 (tree 혹은 geometry에서)

선택한 요소들을 선택해제 하려면 배경의 빈 공간을 클릭한다

3 선택을 끝내려면 [Ctrl] 키를

놓는다

한 개의 요소를 선택해제 하려면 [Ctrl]

key를 누른 채로 그 요소를 클릭한다

30


올가미 도구(Trap Tool)을 이용하여 다수의 객체 선택하기

다수의 객체를 선택하려면 대상 객체들을

올가미로 선택한다

1 선택 아이콘(Select icon)의

아래방향 화살표를 선택

2

MB1 을 누른 채로 커서를

드래그하여 원하는 객체를

선택한다

결과: 올가미에 완전히 포함된

객체들이 선택되어

강조표시된다

To de-select elements, click in the empty background

커서 모양이 작은 손으로

변경된다

3 MB1 을 놓는다

선택 올가미(Selection trap)

아이콘 선택 4

교차 올가미

(Intersecting Trap)

선택 올가미(Selecting Trap)

31


파트 편집하기(Editing Parts) 파트넘버(파트 특성)나 파트의 밀도 등을 수정하는 것도 파트를 편집한다고 하지만,

편집의 대부분은 파트를 구성하고 있는 피쳐들이나 스케치를 수정하는 것으로

이루어진다. 이 작업은 아무때나 수행할 수 있다.

스케치를 편집하려면, Specification Tree 에서 해당 스케치를 더블클릭한다

1

피쳐의 파라미터를 다시 정의하기 위해서는 정의 대화상자(definition dialog

box)를 통해서 피쳐를 수정한다.

편집할 피쳐( a circular pattern )를 더블클릭

(specification tree 혹은 geometry 영역에서)

Circular Pattern

정의 대화상자가 나타난다

2 파라미터들을 수정한다

32


마우스로 객체 이동하기(Moving Objects)

마우스를 이용한 panning, rotating, zooming 기능에 친숙해진다

33


Specification Tree

Specification Tree에 친숙해진다

34


Specification Tree 란?

피쳐들의 계층을 Specification Tree라고 한다.

트리의 구조는 편집되는 Document의 타입에 따라 다르다.

1

2

설계 과정:

Pad.1이 생성한 후에

Pocket.1 을 생성함.

상관관계:

Pad.1은 Sketch.1을 기반으로 함.

Pocket.1은 Sketch.2을 기반으로 함.

Part Number:

사용자가 임의로 이름을

부여할 수 있음.

35

좌표평면:

시스템 기본 좌표평면을 표시함.


트리 감추기와 보이게 하기

트리 감추기 단축키 :

F3 키 트리 감추기/보이기

Specification Tree를 표시하려면 F3 키를

다시 클릭한다.

Specification Tree

36


트리 활성화 와 비활성화

객체 조작 단축키 :

[Shift] + F3 트리 혹은 객체 활성화

Or

커서를 계층구조 트리의 가지(branch)에 놓고 MB1을 클릭한다

파트 활성

파트 비활성

파트 비활성

37


트리 이동하기

트리의 가지에 커서를

위치시킨다.

커서가 위치지정

손가락으로 바뀐다.

1

MB1을 클릭하고

마우스를 드래그하여

이동한다

커서가 작은 손으로

바뀐다.

2

트리의 최상위를

디스플레이 하려면 상향

화살표 버튼을 클릭한다

트리의 최하위를

디스플레이 하려면 하향

화살표 버튼을 클릭한다

바를 원하는대로 상하로

드래그한다

스크롤바 이용 스크롤바 비사용

트리를 임의의 위치에 이동하기 트리의 크기가 윈도우를 초과하면

스크롤바를 이용하여 트리의

상하를 디스플레이한다

38


트리 확장과 확대/축소

3 Geometry와

같은 방식으로

확대/축소

1

2 Geometry를 다시 활성화시키려면,

트리의 가지를 다시 클릭한다

확장/수축(Expand / Shrink)

+ : 트리 확장

– : 트리 수축

트리를 확대하는 동안 Geometry 는 흐릿해진다

트리의 가지

위에서 MB1을

클릭

트리의 위와 아랫부분을 디스플레이하려면 스크롤바를 이용할 수 있다

39


Specification Tree 확장과 접기

1

2

View->Tree Expansion-> Expand

Second Level 다시 선택

ViewTree ExpansionExpand First Level

: Specification Tree의 첫번째 레벨 보기

File + Open

3

Collapse ALL

선택하여 트리 접기

4

2

3

4

40


설계과정(Design Process) 스캐닝하기

파트의 설계과정을 가시화하기 위해 파트의 히스토리를 단계적으로 보기 위한

강력한 도구.

1 Edit / Scan or Define In Work Object 을 선택

2 모든 단계를 스캔하려면 각 단계에서

‘forward’ 를 선택

41


작업객체 지정(Defining in Work Objects) (1/2)

Specification Tree와 함께 피쳐를 삽입할 수 있다

1

2

Tree에서 MB1으로 임의의 피쳐를 선택한다

Contextual 메뉴에서 Define in Work Object 옵션을 선택한다

동일한 Body에서, CATIA는 작업중인 객체로 지정된 활성피쳐(active feature) 뒤에 나오는 피쳐들은 디스플레이되지

않는다

42


작업객체 지정하기(Defining in Work Objects)(2/2)

새로운 스케치를 삽입하면, 작업중(in Work) 객체로 지정된

활성피쳐 뒤에 위치한다. 3

43


컴퍼스(Compass)를 이용하여 객체 이동하기

컴퍼스(compass)를 활용하여

객체를 조작하는 방법을 익힌다

44


컴퍼스(Compass)란 ?

• 컴퍼스는 객체들을 이동하고 조작하는 강력한

도구이다. 특히, Assembly Design, Freestyle,

그리고 Digital Mockup products에서

유용하다.

컴퍼스의 베이스 :

기본설정 값은 XY

평면이다

• 향은 참조 XYZ 축 시스템에 평행하게

기본적으로 설정되어 있다

• 컴퍼스는 스크린의 우측 상단 모서리에

기본적으로 위치한다.

언제 이용하는가?

• 3차원에서 Geometry 를 이동(Pan)하고 회전(Rotate)

시키고자 하는 경우

•패치(patch)같은 서페이스를 변형하고 Freestyle에서

커팅평면(cutting plane)을 정의하고자 하는 경우

• Assembly와 Digital Mockup에서 구성요소를

이동(move)하고자 하는 경우

• Sketcher에서 스케치 평면에 평행하게 요소들을

이동하고 회전시키고자 하는 경우

45


컴퍼스의 기본적인 사용 (1/2)

회전(Rotation)

XZ 이동 X 이동 Z 이동

1 컴퍼스의 축이나 평면 중 하나를 선택

Z 축에 대하여

Y축에 대하여

이동(Translation)

자유회전(Free rotation) (마우스에

의한 회전과 유사)

컴퍼스의 상단 점을 잡고 움직인다

커서를 드래그하면 그에 따라 Geometry 가

이동한다.

2

‘컴퍼스 축에 대한 수직(Normal)’

(수직보기(Normal View)와 유사)

원하는 문자 (x, y or z)를 선택한다

46


컴퍼스의 기본적인 사용(2/2)

컴퍼스를 본래의 방향과 위치로 되돌리려면

-컴퍼스를 참조 축 시스템 위로 드래그하여 놓거나

- View 메뉴에서 Reset Compass 옵션을 선택한다 (컴퍼스가 보이지 않을 때 아주 유용하다).

Z 축 주위로 드래그….

Part의 기본 위치와 방향은 변하지 않는다는

것에 주목한다

z z

y y

X X

47


컴퍼스를 요소(Component) 위에 놓고 조작하기 (1/3)

컴퍼스를 본래의 방향과 위치로 되돌리려면

-컴퍼스를 참조 축 시스템 위로 드래그하여 놓거나

- View 메뉴에서 Reset Compass 옵션을 선택한다 (컴퍼스가 보이지 않을 때 아주 유용하다).

컴퍼스의 빨깐 사각형을 클릭 1

3

컴퍼스가 녹색으로 바뀐다

컴퍼스의 사각형을 드래그 2

4 컴퍼스의 원하는 축( 혹은 평면)을

선택하고 드래그

컴퍼스를 요소

위에서 드롭

5 결과

요소(component )는 원점(origin)에 대하여 이동한다.

48


컴퍼스를 요소(Component) 위에 놓고 조작하기(2/3)

요소 위에 컴퍼스를 놓았을 때 원점에 대한 Part의

기본 방향과 위치변경

2 1

3

Part의 초기 방향 컴퍼스를 요소 위에 놓고 한 축 주위로 드래그

기본 방향 변경

Part의 최종 방향

49


컴퍼스를 요소(Component) 위에 놓고 조작하기(3/3)

1 컴퍼스의 빨간 사각형을 클릭하여 드래그

2

요소의 위에 드롭

3

이동시키고자 하는 피쳐를

선택

4 컴퍼스의 한 요소(축, 평면...)을 선택

5 결과

컴퍼스로 특정 피쳐를 이동(move)시킬 수 있다.

50


컴퍼스 대화상자를 이용한 객체 이동(moving) (1/3)

컴퍼스 좌표(X, Y, Z)를 0으로 리셋하고

“Apply”를 누르면, 객체 위에 위치한

빨간 사각형이 객체와 함께 기본

절대좌표계의 3 평면의 교차점으로

이동한다

컴퍼스 위를 더블클릭

• Position

51


컴퍼스 대화상자를 이용한 객체 이동(moving)(2/3)

Measures 영역에서 “Distance” 버튼을 클릭한다. 두 개의

요소(점, 직선 혹은 평면)으로부터 유도된 벡터를 따라 객체를

이동(translation)시킬 수 있다.

두 개의 요소를 선택한다. 객체는 두 요소 사이의 거리를 따라

이동한다.

이동변환

(Translation)

• Translation

52


컴퍼스 대화상자를 이용한 객체 이동(moving)(3/3)

Measures 영역에서 “Angle” 버튼을 클릭. 두 개의 요소를

선택하면, 자동으로산출된 회전축 주위로 객체가 회전한다.

회전

• Rotation

53

요약

54

사용자 인터페이스 (User Interface) 작업 윈도우 환경

툴바 조작

다중문서 (Multi-Document)

워크벤치 (Workbench) 워크벤치란?

워크벤치 들어가기

즐겨 찾는 워크벤치 등록하기

마우스에 의한 객체 조작 확대/축소/이동(panning)/회전

Specification Tree Tree 조작 및 역할

Compass에 의한 객체 이동 Translation과의 차이점?