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Chapter 2Chapter 2 Sketcher WorkbenchSketcher Workbench

세종대학교기계공학과전용태

CAD CAD 모델링모델링 종류종류

Wi f d lWireframe model• 삼차원 물체를 선으로 표현

• 개발 및 사용이 간단함개발 및 사용이 간단함

• 물체가 복잡한 경우 경계 및 내부/외부 판단 난해

• 질량계산, 공구경로 계산, 유한 요소의 자동생성등 추후 작업이 곤란

Surface model

등 추후 작업이 곤란

• 물체 면을 곡면 방정식으로 표현

• 인접 면에 대한 정보가 없어서 교차선 계산 등추후 정보 산출 시 많은 계산 필요

Solid model

추후 정보 산출 시 많은 계산 필요

삼차원 물체의 형상에 대한 면들의 정보는 물론이고 이들 면들간의 상호 연• 삼차원 물체의 형상에 대한 면들의 정보는 물론이고, 이들 면들간의 상호 연결 관계, 면들의 내부/외부 방향 등에 관한 정보도 함께 저장.

• 면 단위의 작업 뿐만 아니라 체적 계산, 유한 요소의 자동생성 등 부피단위의작업이 가능함


작업이 가능함.

Sketcher Sketcher 워크벤치의워크벤치의 활용활용 예예 (1/2)(1/2)• 아래의 솔리드 모델을 어떻게 모델링 할까?


Sketcher Sketcher 워크벤치의워크벤치의 활용활용 예예 (2/2)(2/2)• Sketcher 에서 Profile 기능 을 이용하여 아래와 같은 형상 생성

• “Exit Sketcher” 아이콘 을 실행 후, “Pad” 아이콘 을 선택

• Pad Definition Box 나타남• Pad Definition Box 나타남.• Box에 Type(Dimension) 을 설정하고 Length 영역에 두께값 입력 후 OK.


카티아카티아 Sketcher Sketcher 워크벤치워크벤치 활용활용 예예

불(Boolean) 연산: 집합연산


카티아카티아 Sketcher Sketcher 워크벤치워크벤치 활용활용 예예

2. Revolve or extrude it into the part’sbasic shape

1. Sketch the part’s cross sectioncross section

3. Apply the featuresto the part’s basic shape


Sketcher Sketcher 와와 33차원차원 모델링용모델링용 워크벤치와의워크벤치와의 관계관계

3차원 워크벤치들Wireframe & Surface

Part Design

. . .Sketcher로들어가기

(평면지정 후)

2차원 Sketcher

Sk t h 에서Sketcher에서빠져 나오기


Sketcher 의 주요기능들Sketcher 의 주요기능들


Sketcher Sketcher 시작하기시작하기 (1/2): (1/2): 워크벤치워크벤치 선택선택

Sk t h 는 3차원 모델을 생성하기 위한 전 단계인 2차원 프로파일• Sketcher 는 3차원 모델을 생성하기 위한 전 단계인 2차원 프로파일(profile)을 생성시켜주는 workbench.

• Sketcher 시작

메뉴바에서 Start ⇒ Mechanical Design ⇒ Sketcher 선택

• 또는 3D 워크벤치에서 평면 지정 후, 직접 Sketcher 선택


Sketcher Sketcher 시작하기시작하기 (2/2) : (2/2) : 작업평면작업평면 선택선택

1 S ifi ti t 에서 l l l 중 한 평면을1. Specification tree 에서 xy plane, yz plane, zx plane 중 한 평면을선택 후, 오른편 툴바의 을 선택

2 화면 중앙에 있는 평면 선택 후 오른편 툴바의 을 선택2. 화면 중앙에 있는 평면 선택 후, 오른편 툴바의 을 선택

3. 기 모델링 된 CAD모델의 평면 요소 선택 후, 을 선택


2D 2D 모델모델 생성생성 ((LineLine))1. Line icon 선택

2. 시작점과 끝점을 선택

3. 선을 더블클릭하면 Line Definition Box (LDB) 나타남3. 선을 더블클릭하면 Line Definition Box (LDB) 나타남

4. LDB 값을 조절하여 선의 크기 및 위치를 조절할 수 있음.


Infinite LineInfinite Line: : 길이가길이가 매우매우 긴긴 직선직선

1. Infinite Line icon 선택

2. 적절한 위치에 한 점 선택하면 수평직선 생성

3. 선을 더블클릭하면 Line Definition Box (LDB) 나타남3. 선을 더블클릭하면 Line Definition Box (LDB) 나타남

4. LDB 값을 조절하여 선의 위치, 길이 및 방향을 조절할 수 있음.


BiBi--Tangent LineTangent Line: : 원원//호에호에 접하는접하는 직선직선

1. Circle icon 선택하여 두 원을 생성한다.2. Bi-Tangent Line icon 을 실행

3. 두 원에서 Line 과 접할 부분을 마우스로 선택3. 두 원에서 Line 과 접할 부분을 마우스로 선택

Bisecting Line: 두 직선 사이의 각을 이등분g• 임의의 두 직선을 생성한다.• Bisecting Line icon 을 실행

두 Line 을 마우스로 선택


• 두 Line 을 마우스로 선택

점점 (Point) (Point) 생성생성

Point (마우스로 임의의 점 생성)• “Point” 아이콘 을 실행 후, 원하는 곳을 마우스로 선택

Point by Using Coordinates (좌표값 입력)• “Point by Using Coordinates” 아이콘 을 실행 후, Point

Definition Box 안에 원하는 값을 입력하여 생성

• Cartesian : X좌표 (H=Horizontal)와 Y좌표 값 (V=Vertical) 을 입력Cartesian : X좌표 (H Horizontal)와 Y좌표 값 (V Vertical) 을 입력하여 생성.

• Polar : 반지름과 수평축에서의 각도 입력하여 생성 (원점 기준).


점점 (Point) (Point) 생성생성

Equidistant Point (동일 간격의 점 생성)• Equidistant Point 를 생성시킬 선을 생성

• “Equidistant Point” 아이콘 을 실행 후, 선 위에 시작점 또는끝점을 선택하면 Equidistant Points Definition Box 나타남.

• 이 Box에 적당한 값을 부여.이 Box에 적당한 값을 부여.• Reverse Direction 을 선택하면 방향이 반대가 됨.


원원 (Circle) (Circle) 생성생성

Circle (한 점과 반지름을 이용하여 원 생성)• “Circle” 아이콘 을 실행하여 원의 중심점을 선택한 후, 반지름

위치의 임의의 점을 선택위치의 임의의 점을 선택. • 생성된 원을 더블 클릭한 후 pop-up 된 Circle Definition Box 에서

적절한 값을 입력한 후 OK.• 아래와 같이 재 생성될 원은 좌표 (20mm, 35mm)으로 이동하고 반지

름 30mm인 원으로 변경됨.


원원 (Circle) (Circle) 생성생성

Three Point Circle (세 점을 이용한 원 생성)• “Three Point Circle” 아이콘 을 실행한 후, 첫 번째 점 선택. • 두 번째와 세 번째 점을 선택하면 세 점을 지나는 원 생성.

Ci l U i C di t (한 점과 반지름으로 원 생성)Circle Using Coordinates(한 점과 반지름으로 원 생성)• “Circle Using Coordinates” 아이콘 을 실행.• Pop up 된 Circle Definition Box 에서 Cartesian 또는 Polar 상태에서 원• Pop-up 된 Circle Definition Box 에서 Cartesian 또는 Polar 상태에서 원

하는 값을 입력하여 생성.


Circle Using CoordinatesThree Point Circle

사각형사각형 (Rectangle) (Rectangle) 생성생성

Rectangle (임의의 사각형 생성)• “Rectangle” 아이콘 을 실행한 후, 임의의 점을 선택하여 이동. • 생성된 Rectangle 을 더블 클릭하여 그림 수정 가능.

O i t d R t l (임의 방향의 사각형 생성)Oriented Rectangle (임의 방향의 사각형 생성)• “Oriented Rectangle” 아이콘 을 실행하여 원하는 방향으로 움직이

면 한 선이 생성 그리고 오른편/왼편으로 드래그 (drag) 한다면 한 선이 생성. 그리고 오른편/왼편으로 드래그 (drag) 한다.• 이 선을 기준으로 Rectangle이 생성된다.


Oriented RectangleRectangle

사각형사각형 (Rectangle) (Rectangle) 생성생성

Parallelogram (평행사변형 생성)• “Parallelogram” 아이콘 을 실행한 후, 이동시켜 한 선을 생성시킴. • 마우스를 드래그 (drag) 하여 평행사변형을 생성.

H (육각형 생성)Hexagon (육각형 생성)• “Hexagon” 아이콘 을 실행하여 hexagon의 임의의 중심점을 선택

한 후 마우스를 드래그 한다한 후, 마우스를 드래그 한다.


HexagonParallelogram

특수특수 형상형상 (Rectangle) (Rectangle) 생성생성

1. Elongated Profile (타원)1. Elongated Profile (타원)2. Cylindrical Elongated Hole (곡선형 타원)3 Keyhole Profile (키홀 형상)3. Keyhole Profile (키홀 형상)

곡선형 타원타원 Keyhole


Spline (Spline (스플라인스플라인: : 자유곡선자유곡선))

Spline (곡선 생성)• 직선 생성. “Spline” 아이콘 을 실행한 후, 시작점을 선택. • 마우스를 움직여 경로의 적당한 점을 연속 선택하고 끝점에서 더블클릭.

C t (두 직선을 연결하여 곡선 생성)Connect (두 직선을 연결하여 곡선 생성)• Line 명령어를 이용하여 두 직선을 생성.• “Connect” 아이콘 을 실행하고 두 직선을 연결하는 곡선과 만날 점• Connect 아이콘 을 실행하고, 두 직선을 연결하는 곡선과 만날 점

을 선택한다. • 두 번째 Line 위의 한 점을 선택.


Spline Connect

Axis (Axis (회전회전 축축))

Axis• “Axis” 아이콘 을 선택한 후, 선 생성하는 방법과 동일하게 수행. • 3D 워크벤치에서 주요 기준 선으로 이용 됨.

Axis


Profile (Profile (연속적인연속적인 임의임의 형상형상))

Profile (§중요)• “Profile” 아이콘 을 실행.• 왼쪽 마우스 버튼 누르면서 drag하면 원호 생성, 누르지 않고 점만 선택

하면 직선 생성.• 축과 만나는 끝점에서 마우스를 더블 클릭하여 Profile 생성을 끝마침축과 만나는 끝점에서 마우스를 더블 클릭하여 Profile 생성을 끝마침


Profile Profile 연습연습


Corner Corner 와와 ChamferChamfer

Corner (둥근 모서리)• “Corner” 아이콘 을 선택한 후, 두 직선을 선택하면 Toolbar pop-

여기에서 C T 을 선택하고 R di 입력up. 여기에서 Corner Type 을 선택하고 Radius 입력.

Chamfer (모따기)Chamfer (모따기)• “Chamfer” 아이콘 을 실행 후, 두 선을 선택.


원래형상 Corner Chamfer

RelimitationRelimitation

Trim (잘라내기; 1/2)• “Trim” 아이콘 을 실행하면 위 Tools 대화상자 나타남

• 두 개중 작은 아이콘인 “Trim All Elements” 선택

• 사각형 왼편 사선의 수평선을 기준으로 아래쪽을 선택 하면, 선택되지 않은 사선의 위쪽 부분이 제거 된다 (자동으로 교점 계산)은 사선의 위쪽 부분이 제거 된다 (자동으로 교점 계산)

• 즉, 잘라내고자 하는 element 위에 점을 선택하고, 마우스를 element 위를 따라서 움직이면 마우스 위치에 따라서 element 가 잘라진 모양이 보이므로 그 걸보고 해당위치에서 두 번째 li k 함 (남길 부분을 선택)이므로, 그 걸보고 해당위치에서 두 번째 click 함. (남길 부분을 선택)



Trim (잘라내기; 2/2)• 두 개중 큰 아이콘인 “Trim First Elements” 선택

• 처음 선택한 elements에 연결된 부분만 Trim 된다.Trim All Elements


Trim First Elements


Break (분리하기)• “Break” 아이콘 을 실행하고 왼쪽 사선을 선택

• 수평선 선택 후, 위에서 선택한 사선을 선택하면 수평선을 기준으로 사선의 절반만 선택 됨 (사선이 break 되었음)

• Delete key를 사용하여 사선의 절반만을 제거 가능Delete key를 사용하여 사선의 절반만을 제거 가능



Quick Trim• “Quick Trim” 아이콘 을 실행

• 제거하고자 하는 부분을 선택하면 선택된 element의 일부분 (교점존재)또는 전체가 제거



Close• 원호를 생성

• “Close” 아이콘 을 실행

• 원호를 선택하면 원호가 원으로 바뀜 (즉, 열린 원호를 닫힌 원으로 변환)



Complement• 원호를 생성

• “Complement” 아이콘 을 실행

• 원호를 선택하면 전체 원 중에서 원호가 없던 부분이만 생성


생성된생성된 도형요소는도형요소는 안전하다안전하다 ? Definitely Not!!? Definitely Not!!

• 다른 도형요소를 추가로 그리다가 기존에잘 그려놓은 도형의 형상/위치를 잘못 건드리면 전체 모델이 뒤죽박죽이 될 수 있음 !리면 전체 모델이 뒤죽박죽이 될 수 있음 !

• 무언가 완성된 부분은 안전하게 고정시켜놓을 방법은? Constraints !!!


ConstraintsConstraints

Constraint (치수치수 기입하고기입하고 구속조건구속조건 부여부여)• “Constraints” 아이콘 을 선택한 후, 도형요소를 선택하면 각 도형

요소의 치수가 기입 됨 (직선의 길이 원호의 반지름)요소의 치수가 기입 됨 (직선의 길이, 원호의 반지름)• 이제부터는 치수가 기입된 도형의 크기를 마우스로 drag하여 변경 불가

• 치수를 변경하기 위해서는 치수 값을 더블 클릭하여 뜨는 대화창 이용치수를 변경하기 위해서는 치수 값을 더블 클릭하여 뜨는 대화창 이용



Contact constraint (두두 요소를요소를 접촉시키는접촉시키는 구속구속)• “Contact Constraints” 아이콘 을 선택한 후, 두 도형요소 선택.• 강제적으로 두 요소를 붙임.

original 요소 선택 Contact Constraint



Auto Constraint• 임의 도형요소에 자동적으로 구속조건 부여

• 아이콘 을 실행하면 아래와 같은 대화창이 뜨고, 해당되는 항목에서적절히 도형요소를 선택하여 구속 시킴



Edit Multi-Constraint• 화면상의 모든 구속조건을 편집

• 아이콘 을 실행하면 아래와 같이 모든 구속조건이 list-up 되고 수정하고자 하는 조건을 편집할 수 있음


Constraints Defined in Dialog Box (Constraints Defined in Dialog Box (실습실습))

tangency


Offset Offset 전체전체 개요개요

• No propagation ~ 선택한 요소만 offset• Tangent propagation ~ 선택한 요소와 접하는 모든 요소를 함께 offset• Point propagation ~ 선택한 요소와 만나는 모든 요소를 함께 offset• Point propagation ~ 선택한 요소와 만나는 모든 요소를 함께 offset

• Both side offset ~ 바깥쪽/안쪽 양방향 offset

No propagation Both side offsetsTangent

propagationPoint

propagation


Offset (1/5)Offset (1/5)

No Propagation (선택한 요소만 offset하는 명령어)• Profile 생성 후, “Offset” 아이콘 을 실행후, “No Propagation” 아

이콘 을 선택이콘 을 선택.• Offset 할 element를 선택하면 새로운 element가 미리보기 되며 적당한

offset 위치를 선택



Tangent Propagation (접하는 요소들을 함께 offset)• “Offset” 아이콘 을 실행후, “Tangent Propagation” 아이콘

을 선택을 선택.• Offset 할 arc를 선택하면 arc와 접하는 두 line이 함께 offset 됨

“Tangency constraint”



Point Propagation (연결된 모든 요소들을 offset)• “Offset” 아이콘 을 실행후, “Point Propagation” 아이콘 을

선택선택.• Offset 할 line을 선택하면 연결된 모든 요소들이 함께 offset 됨



Both Side Offset (양방향 offset)• “Offset” 아이콘 을 실행후, “Both Side Offset” 아이콘 선택.• Offset 할 line을 선택하면 연결된 모든 요소들이 양방향으로 offset 됨



Number of Instance (offset 될 요소들의 개수 입력)• “Offset” 아이콘 을 실행 후

• Offset 할 line을 선택하고 Instance number에 3 를 입력


TransformationTransformation• Symmetry (반사변환)• Translation (이동변환)• Rotation (회전변환)• Rotation (회전변환)• Scale (크기변환)

y y( )

P

xP’

(xr,yr)

x x

y (xf,yf)P1

(xr,yr)

P2

P3

고정점(xr,yr)을 중심으로물체 회전


(xf, yf) : fixed pointx

Transformation (Transformation (모델모델 변환변환))

Symmetry (대칭 생성)• 대칭 형상을 생성하고자 하는 Profile 을 모두 Ctrl 키를 이용 모두 선택한

후 “S t ” 아이콘 을 실행한 다음 직선을 선택하면 아래의 예후, “Symmetry” 아이콘 을 실행한 다음, 직선을 선택하면 아래의 예와 같이 대칭형상이 생성 됨.


원래형상 Symmetry


Translation (이동)• 이동변환을 통하여 생성하고자 하는 Profile 을 모두 선택한 후, 아이

콘 을 실행한 후 기준이 되는 도형요소 위의 한 부분을 선택한 다음 이동콘 을 실행한 후, 기준이 되는 도형요소 위의 한 부분을 선택한 다음 이동거리를 Dialog box에서 입력

원래형상 Translation

Instances 는 중복시킬 갯 수를 나타냄

복사할건지 이동시킬 건지 지정



Rotation (회전변환)• 회전변환을 통하여 생성하고자 하는 Profile 을 모두 선택한 후, 아이콘

을 선택을 선택

• 회전 중심 점을 선택한 다음 적절한 회전각 또는 instances 를 입력하여, 도형요소를 회전시킴



Scale (크기변환) • 크기변환을 통하여 생성하고자 하는 Profile 을 모두 선택한 후, 아이콘

을 선택을 선택

• 확대/축소 기준 점을 선택한 다음, 배율을 입력하거나 또는 마우스로 직접 interactive 하게 조절 하여, 도형요소의 크기변환


Sketcher Sketcher 연습연습 ((도면도면 그리기그리기))도면은 실척(1 1) 으로 작성- 도면은 실척(1:1) 으로 작성


chapter 2chapter 2 sketcher workbenchsketcher …dasan.sejong.ac.kr/~cad/files/cad...

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