설계 순서 총정리
7. 3D 간섭·조립성·정비성 확인하기
자동화 장비 설계에서 상세설계가 끝났다고 바로 제작할 수는 없어. 설계자는 3D 모델을 완성하는 사람에서 끝나는 게 아니라, 그 모델이 실제 부품으로 만들어지고 조립되는 과정까지 생각해야 해.
어쩌면 설계는 여기서부터가 진짜 시작일 수도 있어. 이 단계에서 가장 많은 설계 수정이 발생하고, 문제가 크면 컨셉이 뒤집힐 수도 있기 때문에 잘 확인해야 해.
3D 모델에서는 모든 부품이 정상적으로 조립되어 보여도 실제 제작과 조립에서는 문제가 발생할 수 있어. 설계 단계에서는 보이지 않던 공구 접근성이나 부품 교체 공간, 배선과 에어호스의 간섭 같은 문제가 제작 과정에서 발견되기도 해. 그래서 상세설계가 끝난 후에는 실제 작업자가 장비를 조립하고 사용하는 상황까지 생각하면서 한 번 더 확인해야 해.
곰 대리의 설계 메모
3D에서 조립된다고 실제로 조립되는 건 아니더라.
“어떻게 넣지?”만 보지 말고 “나중에 어떻게 빼지?”도 보자.
볼트 체결과 공구 접근성
실무에서 많이 발생하는 문제야. 3D에서는 조립이 되는데 실제로는 육각렌치를 넣을 공간이 없는 경우가 있어. 특히 프레임 안쪽이나 브라켓 뒤쪽처럼 공구가 들어가기 어려운 위치는 3D에서 놓치기 쉬워. 볼트 체결 방향을 조금만 바꾸거나 브라켓 형상을 수정하는 것만으로 해결할 수 있는 경우도 있어.
동작 간섭 확인
3D 설계 단계에서 간섭과 조립성을 미리 검증하는 것은 실제 제작 단계의 설계변경을 줄이는 데 중요한 역할을 하고 있어.
예를 들어 다음과 같은 부분을 확인해야 해.
- 실린더가 끝까지 움직였을 때 다른 부품과 충돌하지 않는지
- 제품이 이동하면서 간섭이 없는지
- 배선과 에어호스가 걸리지 않는지
간섭은 단순히 부품끼리 부딪히는 것만 확인하는 게 아니야. 제품을 넣고 빼는 과정, 실린더의 최대·최소 위치, 작업자의 접근, 센서와 배선의 움직임까지 실제 동작 범위를 모두 봐야 해.
Inventor에서는 구속조건에 최소값과 최대값을 지정해서 부품의 이동 범위를 설정할 수 있어. 예를 들어 실린더의 이동 범위를 0~100mm로 설정하면 실제 장비의 스트로크 범위처럼 움직임을 확인할 수 있어. 여기에 유연성 기능을 사용하면 하위 조립품의 움직임을 상위 조립품에서도 확인할 수 있어서, 실린더가 최대·최소 위치로 이동할 때 주변 부품과 간섭이 발생하는지 검토하기 편해.
Autodesk Inventor — Flexible Subassembly
Autodesk Inventor — Constraint Limits(구속조건 한계/제한)
3D 모델을 최대한 실제 장비와 비슷하게 구성하는 것이 실수를 줄이는 데 도움이 돼. 실제 제작에 들어갈 부품을 최대한 모델링해 놓으면 3D에서 확인할 수 있는 범위도 그만큼 넓어져.
📌 실제 사례
모델링하지 않은 볼트 하나 때문에 간섭
나는 3D 작업할 때 볼트까지 넣으면 파일이 너무 무거워져서 주로 볼트는 안 그려.
그런데 나중에 제작하면서 보니 볼트 머리가 실린더 동작할 때 걸리는 경우가 있었어.
그래서 지금은 꼭 필요한 부분이나 간섭 가능성이 있는 체결부는 볼트까지 모델링해서 확인하는 편이야.
3D 설계에서는 단순히 간섭이 없는지만 확인하지 않아. 원하는 기능이 제대로 나오면서도 구조가 과하지 않은지, 필요한 성능과 안전율을 확보하면서 제작 시간과 비용까지 합리적인지를 함께 검토해.
☑ 3D 설계 검토 체크리스트
- 기능 — 원하는 동작과 기능이 실제로 구현되는가?
- 성능 — Cycle Time과 필요한 속도·정밀도를 만족하는가?
- 하중 — 실린더·모터·가이드·베어링 등의 용량과 안전율이 충분한가?
- 구조 — 두께·강성·부품 크기가 기능에 비해 과하거나 부족하지 않은가?
- 비용 — 같은 기능을 더 단순하고 저렴하게 구현할 방법은 없는가?
- 제작성 — 가공·조립·체결이 현실적으로 가능한가?
- 유지보수 — 센서·실린더·소모품을 쉽게 조정하고 교체할 수 있는가?
- 최종 판단 — 기능·난이도·시간·비용을 종합했을 때 가장 합리적인 구조인가?
💡 핵심 정리
3D에서 부품끼리 간섭이 없다고 설계가 끝난 건 아니야.
조립할 수 있는지, 공구가 들어가는지, 센서와 실린더를 교체할 수 있는지, 작업자가 안전하게 접근할 수 있는지까지 확인해야 해.
설계할 때 몇 분 더 확인한 것이 현장에서 몇 시간을 아껴주는 경우가 많아.
8. 부품도와 BOM 작성하기
* BOM ( Bill of Materials, 장비 제작에 필요한 부품의 품명 · 수량 · 사양 등을 정리한 부품 목록 )여기는 제작에 필요한 정보를 만드는 단계야.
자동화 장비 설계에서는 3D 모델을 완성한 다음 실제 제작에 필요한 정보를 도면과 BOM으로 정리해야 해.
3D 모델에는 장비의 형상과 조립 관계가 들어 있지만, 제작업체나 구매 담당자가 그것만 보고 필요한 정보를 모두 확인하기는 어려워.
그래서 실제 제작에 필요한 치수, 공차, 재질, 후처리, 수량, 구매품 모델명 등을 도면과 BOM으로 정리해야 해.
3D 모델이 설계의 결과물이라면, 도면과 BOM은 그 설계를 실제 제작으로 전달하는 문서라고 보면 돼.
- 가공품 도면 작성
- 구매품 선정 및 모델명 확정
- 구매품/가공품 수량 확인
- 재질·후처리 기입
- BOM 작성
- ASSY/파트 ASSY 조립도 작성
- 도면 출도 체크
구매품도 여기에 포함돼. 실린더, 센서, 모터처럼 구매하는 부품은 모델명과 수량을 정확하게 정리해야 해. 특히 자동화 장비 BOM은 가공품과 구매품이 함께 구성되기 때문에 BOM을 정확하게 관리하는 게 중요해. 수량이 하나만 빠져도 추가 발주가 필요하고, 구매품 모델이 잘못되면 조립 단계에서 다시 확인해야 할 수도 있어.
3D 모델이 완성되면 제작에 필요한 정보를 정리해. 전체 ASSY 도면에는 각 파트 ASSY가 조립품으로 구성되고, 파트별 조립도에는 필요한 가공품과 구매품을 함께 표시해.
여기에 재질, 수량, 후처리, 메이커 등의 정보를 넣어서 부품 및 구매품 체크리스트로 활용해.
구매품 선정 및 가공품 도면 작성
가공 방식과 외주 업체에 따라 레이저 가공, 밀링 가공, 선반 가공, 제관, 수지 등으로 도면을 보내는데, 가공업체가 도면만 보고 제작할 수 있도록 필요한 치수와 공차를 정리해. 그리고 나중에 가공품이 도면대로 제작되었는지 확인할 때도 필요해.
구매품 같은 경우에는 바로 구매할 수 있는 것들도 있지만 한 달 이상 걸리는 품목도 있어. 어쩔 수 없는 경우도 있지만, 사양을 특수 사양으로 잘못 선정해서 오래 걸리는 경우도 있어. 주문할 때는 더 좋아 보이는 사양이었는데, 실제로는 납기만 길어지는 경우도 있었어.
조립도 확인
도면을 넘겼다고 설계가 끝나는 건 아니야. 오히려 이때부터 설계자가 가장 많이 연락을 받을 거야.
조립도는 가공 도면이 가공이나 외주로 발주 나가고 나서, 파트 ASSY별로 조립 순서와 방향을 쉽게 이해할 수 있도록 조립도를 작성해.
조립도는 단순히 부품을 보여주는 도면이 아니라, 어떤 부품이 어디에 조립되고 어떤 순서로 조립되는지를 작업자가 이해할 수 있도록 만드는 도면이야.
조립 과정에서 간섭이나 방향 오류를 확인하는 데도 도움이 돼.
자동화 장비 도면을 출도하기 전에는 단순히 치수만 확인하는 게 아니야. 가공업체가 도면을 보고 제작할 수 있는지, 구매품과 수량이 BOM과 맞는지, 최신 수정본이 맞는지까지 마지막으로 확인해야 해.
☑ 도면 출도 체크리스트
- 도면 번호·품번·부품명 확인
- 주요 치수 및 기준 치수 확인
- 공차 및 끼워맞춤 확인
- 재질·후처리 확인
- 가공 방법 및 특이사항 확인
- 구매품 모델명·제조사 확인
- 수량 확인
- 조립 방향 및 체결 방법 확인
- BOM과 도면 수량 대조
- 최신 수정본 및 누락 도면 확인
이 과정을 한 번 거치면 제작이 시작된 뒤 발생하는 단순한 누락이나 재확인을 상당히 줄일 수 있어.
💡 핵심 정리
3D 모델이 완성됐다고 장비를 만들 수 있는 건 아니야. 가공업체와 조립자가 설계 의도를 정확하게 이해할 수 있도록 치수, 공차, 재질, 후처리, 수량, 구매품 모델명 같은 정보를 도면과 BOM으로 전달해야 해.
작은 누락 하나가 조립 일정 지연이나 수정 가공으로 이어질 수도 있어.