Assembly Design과 Digital Mockup 실무 가이드

CATIA · Assembly & DMU

개요

부품 하나가 끝난 뒤에는 조립이다. 본 페이지는 Assembly Design에서 Product 구조와 Constraint를 잡고 BOM을 관리하는 방법, 그리고 DMU(Digital Mockup)에서 간섭·기구학·조립 경로를 검증하는 절차를 묶었다. Top-down Skeleton 설계, Flexible/Rigid Sub-Assembly 선택 기준, 16종 Kinematics Joint가 실제 어떤 상황에 쓰이는지가 초점이다.

1. Product Structure 기본

Product(최상위) — .CATProduct 파일
Component — Product 내부의 Instance. 같은 Part를 여러 번 써도 Instance Name은 각각이지만 Reference는 하나.
Part(.CATPart) — 실제 지오메트리를 담은 최하위 요소
Sub-Product — Product 안의 Product(중첩 가능)

핵심 개념은 Reference + Instance 구조다. 예컨대 같은 볼트 10개를 배치하면 Part 파일 1개 + Instance 10개로 구성되며, Part를 수정하면 10개 모두 동시에 갱신된다.

2. Component 삽입

Existing Component — Insert → Existing Component 또는 아이콘. 파일 선택
New Component — 빈 Product 생성
New Part — 새 Part 생성. Origin 정렬 다이얼로그에서 "Yes" = Part Origin을 Product Origin과 일치, "No" = Compass 위치 기준
Existing Component With Positioning — 기존 파일 삽입 + Snap 가이드
Replace Component — 컴포넌트 교체(개정판 업데이트)

주의 New Part 시 "Yes"를 선택하지 않으면 Origin이 어긋나 이후 조립이 꼬이기 쉽다. 경험상 조립 불량 사례의 가장 흔한 원인 중 하나다.

3. Assembly Constraint

Coincidence — 축·면·점 일치(가장 빈번)
Contact — 두 면의 접촉(방향 자동)
Offset — 거리 지정
Angle — 각도 지정(Parallelism, Perpendicularity 포함)
Fix — 고정
Fix Together — 그룹 고정
Quick Constraint — 선택 요소에 적합한 유형 자동 추천
Change Constraint — 유형 변경
Reuse Pattern — Pattern된 부품 자동 배치

Tip 움직여야 하는 파트(자식)를 먼저 선택하고, 고정되는 파트(부모)를 나중에 선택해야 한다. 순서가 뒤집히면 고정되어야 할 쪽이 움직이려다 Conflict가 난다.

주의 Constraint 아이콘이 초록이면 정상, 노랑이면 업데이트 필요, 빨강이면 Broken이다. 빨간 Constraint는 더블클릭해 Replace 또는 참조 재선택으로 살려낸다.

4. Flexible vs Rigid Sub-Assembly

항목	Rigid(기본)	Flexible
성질	Sub-Assembly 전체가 단일 강체	Sub-Assembly 내부 부품이 최상위에서 별도 구속 가능
인스턴스	동일 Sub-Assembly 여러 인스턴스는 모두 같은 자세	인스턴스별 자세가 달라질 수 있음
성능	가벼움	부담 증가

전환 경로: Sub-Product 우클릭 → Flexible/Rigid Sub-Assembly.

Use Case: 6자유도 로봇 암을 하나의 .CATProduct로 모델링한 뒤, 여러 대를 최상위 라인에 삽입할 때 각 로봇마다 다른 포즈를 갖게 하려면 Flexible로 전환한다. 조립 라인 시뮬레이션 필수 조건이다.

주의 Flexible 전환은 성능 저하를 수반한다. 대형 어셈블리에서 남용하지 말고 꼭 필요한 Sub-Product에만 적용한다.

5. BOM 관리

경로 Analyze → Bill of Material. 기본 컬럼은 Part Number, Quantity, Revision, Nomenclature, Description이다. Nomenclature와 Description은 Part 우클릭 → Properties → Product 탭에서 편집한다.

Format 커스터마이즈: Analyze → Bill of Material → Define Format
내보내기: txt / xls / html

Tip 실무 BOM은 Knowledgeware Parameter로 PartNumber / Material / Mass를 자동 추출해 Excel로 내보내도록 구성하는 것이 정석이다. 주간 BOM을 Macro로 자동화해 두면 수작업 오류가 사라진다.

→ Macro/BOM 자동화 상세는 /cad-tips/catia/06-macro-3dx-troubleshoot.md.

6. Assembly Features

Part가 아닌 Assembly 레벨의 피처도 있다.

Split — Product 내 Part를 Surface로 절단
Hole — 여러 Part를 관통하는 Hole(조립 상태에서 천공)
Pocket / Add / Remove / Rib / Slot — 어셈블리 버전

주의 Assembly Feature는 편리하지만 실제로 Part 파일 자체를 수정한다. PDM 환경에서는 Revision/Ownership 관리가 복잡해지므로 제한적으로만 쓰는 것이 안전하다.

7. 파트 배치 보조 도구

Manipulation — 축별 이동(자유도 제어)
Snap — 두 요소 일시 일치
Smart Move — Snap + Constraint 자동 생성
Explode — 폭발도(3D Exploded View)

Compass 빨간 사각형을 Part에 얹고 드래그하면 자유도를 유지한 채 Part만 따라 이동시킬 수 있다. Constraint를 적용하기 전 예비 배치에 필수다. → Compass 조작 기본은 /cad-tips/catia/01-shortcuts-ui.md.

8. Scene과 Overload

Scene — 어셈블리의 "변형 상태"를 저장. 폭발도·이동 상태를 Scene으로 보존해 도면 생성에 활용
Overload — 어셈블리에서 Part의 색상·재질·Hide/Show를 덮어쓰기. Part 원본은 그대로 유지

9. Skeleton 기반 Top-down 설계

대형 어셈블리를 안전하게 유지하는 핵심 기법이다.

최상위 Product에 Skeleton.CATPart를 두어 기준선·평면·축을 둔다
Skeleton의 요소를 Publication한다
하위 Part는 Publish된 요소만 참조한다
기준 치수 변경 시 Skeleton만 수정하면 모든 하위 부품이 따라온다

Tip Publication은 단순한 Named Reference가 아니라 Link의 안전장치다. 파일명 변경이나 내부 구조 변동이 있어도 Publication 이름만 유지되면 링크가 깨지지 않는다.

9.1 어셈블리 설계 원칙 요약

Skeleton 파트로 Top-down
Publication으로 안전한 참조
Constraint는 자유도만큼만(중복 회피)
100개 이상 부품이면 Sub-Product로 그룹화
Product Properties에서 Mass / CoG 자동 계산 활용(차체 중량 관리 필수)

10. DMU Navigator — 대형 어셈블리 경량 리뷰

CGR 기반으로 메모리 부담을 최소화하며 어셈블리를 돌아본다.

어셈블리 탐색 / Hide·Show / Isolate / Overload
Sectioning(단면)
Measure

이 모드에서는 편집이 불가능하지만 수만 개 부품의 프로젝트도 가볍게 열린다.

11. DMU Space Analysis — 간섭 검증

Clash Detection — Contact / Clearance / Clash의 3단계 간섭 수준
Interference(Clash) 모드 — Between All Components / Inside One Selection / Selection Against Selection
Distance & Band Analysis — 거리·밴드 분석
Sectioning — X/Y/Z 평면 슬라이딩 단면
Measure Between / Item / Inertia

Tip Clash Detection 결과를 Publish하면 HTML 리포트가 생성된다. 설계 리뷰 회의 자료로 그대로 전달할 수 있다.

12. DMU Kinematics — 메커니즘 시뮬레이션

12.1 16종 Joint

Joint	설명	DOF
Revolute	회전(힌지)	1
Prismatic	직선 이동	1
Cylindrical	회전+이동	2
Planar	평면 위 이동	3
Rigid	고정	0
Spherical	볼조인트	3
Universal	유니버설 조인트	2
Point-Surface	점-면 접촉	3
Point-Curve	점-곡선	5
Roll-Curve	롤링	1
Slide-Curve	슬라이딩	1
Screw	나사	1 (coupled)
Gear	기어 커플링	-
Rack	랙	1
Cable	케이블	-
Constant Velocity	등속 커플링	1

12.2 명령·재생

Convert Assembly Constraints — 기존 Assembly Constraint를 Joint로 자동 변환. 빠른 시작용
Simulation with Commands — 각 Command 값을 슬라이더로 조정
Simulation with Laws — Law(시간 함수)를 Formula로 지정. 주기적 모션
Replay / Trace / Swept Volume — 재생·궤적·체적

12.3 시뮬 중 간섭 검사

On — 비활성
Off — 간섭 발생 시 하이라이트만
Stop — 간섭 즉시 정지

Tip 로봇 셀 레이아웃이나 자동차 조립 공정 검증에서는 Stop 모드가 사실상 필수다. 한 번의 간섭만 놓쳐도 실물에서 비용이 급증한다.

13. DMU Fitting Simulation — 조립/분해 경로

Track — 부품 이동 궤적
Recorder — 수동 이동을 궤적으로 기록
Player — 재생
Shuttle — 일시적 DMU 객체(Product 외부)
Smooth — 궤적 부드럽게

Use Case: 엔진룸에서 얼터네이터를 교체할 수 있는가(Serviceability) 같은 정비성 평가에 쓴다. 설계 단계에서 A/S까지 고려할 수 있다.

실무 체크리스트

New Part 삽입 시 Origin 정렬 "Yes" 확인
Constraint는 자식 → 부모 순서
Flexible Sub-Assembly는 꼭 필요한 경우에만
Skeleton + Publication 구조로 Top-down
BOM은 Knowledgeware + Macro로 자동화
Assembly Feature 사용 시 PDM 영향 사전 협의
DMU Clash Detection 주기적 실행
Kinematics 시뮬 중 Stop 모드로 간섭 감지
Fitting Simulation으로 정비성 사전 검증
대형 어셈블리는 DMU Navigator로 열기

참고 자료

Dassault CATIA Assembly Design Help — https://help.3ds.com/
DMU Kinematics 공식 문서 — https://help.3ds.com/
CATIA V5 V6 Tutorials — https://catiav5v6tutorials.com/
Rand 3D Insights from Within — https://resources.rand3d.com/
GoEngineer CATIA Blog — https://www.goengineer.com/blog
TECHNIA 블로그 — https://www.technia.com/blog/
Eng-Tips CATIA Forum — https://www.eng-tips.com/viewforum.cfm?forum=560
GrabCAD CATIA Questions — https://grabcad.com/questions
COE CATIA Operators Exchange — https://www.coe.org/

본 자료는 실무자 학습·참고 목적으로 편집된 요약이며, Dassault Systèmes와 무관합니다. CATIA®는 Dassault Systèmes의 등록상표입니다.