SOLIDWORKS의 편의 기능 - Technical Report

노드데이타 유해인 대리

(yhi526@nodedata.com)

[들어가며]

CAD 관련 잡지사의 설문조사 결과, 기계 분야에서 많이 사용 하는 CAD 소프트웨어로 AutoCAD를 제외한 SOLIDWORKS가 3D CAD 소프트웨어 중 1위를 차지했다. 이 설문조사를 통해 여러 3D CAD 소프트웨어 중에서도 많은 사용자들이 SOLIDWORKS를 사용 중이라는 것을 확인할 수 있었다.

현업에서 SOLIDWORKS를 사용하는 설계자들은 기존에 자신이 알고 있는 기능만 사용하기 때문에 새롭게 추가된 SOLIDWORKS 의 신기능, 즉 기존에 있는 기능보다 더 편하게 사용할 수 있는 새로운 기능을 알지 못한다. 실제로 기술 지원 및 교육을 진행해보면 사용자에게 새롭게 추가된 기능을 얘기했 을 때 “잘 몰랐다”라는 대답이 거의 대부분이다.

이렇듯 편리하지만 사용자들이 잘 모르고 있는 기능 위주로 앞으로 간단하게 7가지를 설명하려고 한다.

그림 1. 끌 때 선분 분리

끌 때 선분 분리

스케치 작업을 하다 보면 <그림1>처럼 처음에는 하나의 선분으로 연결되어 있지만 나중에 이 선분을 분리해야 하는 경우가 발생한다. 기존에는 분리할 요소를 삭제한 후 다시 스케치를 해서 이 작업을 완료했을 것이다. 하지만 ‘끌 때 선분 분리’ 기능을 이용하게 되면 기존에 그렸던 스케치를 삭제하지 않고 구속조건을 유지하며 분리할 수 있다.

그래픽 영역에서 마우스 우 클릭 시 ‘끌 때 선분 분리’ 항목이 나오며 이때부터 사용자가 분리할 요소의 꼭지점을 선택한 뒤 드래그하면 간단하게 분리할 수 있다. 스케치에서 분리 작업이 모두 끝나면 다시 마우스 우 클릭하여 ‘끌 때 선분 분리’ 버튼을 해제해주면 된다.

이렇듯 하나의 선분으로 이어져 있는 스케치 요소를 간단히 분리할 수 있고 동일한 항목을 삭제한 뒤 다시 그리는 반복 작업을 하지 않아도 된다.

그림 2. 삭제 확인

삭제 확인-흡수된 피처 및 종속 피처 삭제

설계자들이 이미 작업해 놓은 모델링을 수정할 때 가장 크게 우려하는 부분이 작업한 항목 중 일부 항목이 삭제되는 일이다. 그 중에서도 작업 내용 중 가장 마지막 항목을 삭제할 땐 문제가 없지만, 중간이나 가장 처음 항목을 삭제할 때 우려 사항이 극대화된다.

사용자가 의도적으로 다른 항목과 참조를 연결하는 경우가 있지만 참조를 연결하지 않았을 때도 구속조건, 치수 등으로 참조가 연결되기 때문에 삭제하려는 항목과 관련하여 꼭 필요한 항목들도 같이 삭제되는 문제가 발생한다. 그래서 사용자는 필요 없는 항목을 삭제했을 때 앞에서 했던 작업을 또 반복하여 작업한다.

사용자가 지금 설명하려는 이 부분만 잠깐이라도 봤었다면 앞에서 말한 불필요한 작업은 필요 없었을 것이다.

기존에는 불필요한 항목 삭제 시 그냥 Delete를 누르고 바로 Enter를 눌렀을 것이다. <그림2>를 보면 피처 매니저에 많은 작업 내용들이 존재한다. 이러한 작업 내용 중 중간에 작업한 ‘컷-돌출1’을 삭제하기 위해 Delete를 누르게 되면 ‘지우기 재확인’ 메시지 창이 나온다. 이때 보통 사용자는 바로 Enter를 누르지만 여기서 옵션을 잘 봐야 한다. ‘흡수 피처 삭제’ 항목은 컷-돌출1을 작업하기 위해 작성했던 스케치 항목을 볼 수 있다. ‘하위 피처 삭제’ 항목은 컷-돌출1과 참조된 모든 항목들을 볼 수 있다.

따라서 사용자는 필요 없는 항목을 삭제할 때 남겨두어야 하는 항목과 남겨두지 않아야 하는 항목을 선택할 수 있다. 물론 남겨두어야 하는 항목을 남겨두었다고 해서 수정 작업을 피할 수 있는 건 아니다. 앞에서 작업한 항목이 삭제되었기 때문에 남겨진 항목들은 당연히 오류가 날 것이다. 이 오류들은 대부분 기존 작업 시 참조된 부분이 삭제되어 나는 오류이기 때문에 참조와 관련하여 오류 나는 부분만 다시 연결해주면 간단히 수정 작업이 끝난다.

스윕

스윕 피처를 사용할 때, 원하는 모양의 프로파일 스케치를 생성하고 그 프로파일 스케치가 따라갈 경로 스케치를 작성하는 순서로 스윕 피처를 만든다. 스윕 기능을 생각하면 대표적으로 생각나는 모델링이 스프링이다. 스프링처럼 단면이 원인 형상이 경로를 따라 생성되는 파트의 경우 스윕 기능을 사용한다. 이러한 스프링 파트 모델링을 스윕을 이용하여 작업할 때 사용자가 어떻게 하면 좀 더 편하고 빠르게 작업할 수 있는지 알아보려고 한다.

그림 3. 원형 프로파일

1) 프로파일 스케치 - 원형

보통 스윕 작업을 하면 <그림3>과 같이 단면 스케치가 대부분 원인 경우가 많다. 대부분의 사용자들은 스윕 작업 시 반드시 두 개의 스케치 항목(경로 스케치, 프로파일 스케치)이 존재해야 한다고 알고 있어, 경로 스케치를 한 후에, 프로파일 스케치 작업을 했을 것이다. 하지만 프로파일 스케치가 원인 경우라면 따로 스케치 하지 않아도 된다.

스윕 유형을 ‘원형 프로파일’로 선택 후 원의 지름 값을 입력 해주면 경로 스케치를 따라 스윕 작업을 완료할 수 있다.

그림 4. 원형 프로파일

2) 프로파일 스케치 위치

스윕에서 프로파일 스케치가 원형인 경우엔 앞에서 설명했던 스윕 유형을 ‘원형 프로파일’로 선택하여 작업하면 프로파일 스케치 자체를 신경 쓰지 않아도 된다. 하지만 프로파일 스케 치가 원이 아닌 경우 프로파일 스케치의 평면 위치를 경로 스케치와 수직이 되도록 작성해야 하며 경로 스케치 끝에 위치 해야 한다.

또한 프로파일 스케치의 평면 위치를 수직으로 작성해도 <그림4>처럼 경로 스케치 중간에 프로파일 스케치가 위치하는 경우도 있다.

그림 5. 프로파일 스케치 방향 설정

프로파일 스케치가 경로 스케치 끝이 아닌 경로 스케치 내에 위치한다면 <그림5>처럼 방향을 조정하여 원하는 형상으로 스윕 작업이 가능하다. 사용자는 경로 스케치와 프로파일 스케치의 평면 위치를 수직으로 작성하고, 그 외 프로파일 스케치의 위치는 경로 스케치와 일치만 되면 스윕 작성이 가능하다.

사용자가 원하는 방향으로 스윕 작업이 가능하기 때문에 프로파일 스케치와 경로 스케치 작성을 위한 작업 시간을 단축 시킬 수 있다.

그림 6. 프로파일 스케치

3) 프로파일 스케치

프로파일 스케치가 원이 아니라면 사용자는 원하는 형상을 스케치해야 한다. 만약 앞에서 작업한 모델의 면이나 모서리가 있다면 사용자는 ‘요소 변환’ 기능을 통해 스케치를 작성할 것이다. 하지만 더 이상 추가로 스케치할 필요 없이 간단하게 모델의 면이나 모서리를 프로파일 스케치 항목으로 선택하여 스윕 작업이 가능하다.

<그림6>처럼 모델의 면 또는 모서리를 선택하게 되면 자동으로 프로파일 스케치로 인식하여 스케치를 하지 않고도 스윕 작업을 완료할 수 있다. 또한 앞에서 작업한 모델의 면이나 모서리를 참조하기 때문에 모델이 변경되면 참조한 프로파일 스케치도 업데이트 되어 수정 작업 시간도 줄여 줄 수 있다.

선형 패턴

그림 7. 선형 패턴-참조까지

1) 참조까지

사용자는 패턴 기능을 이용하여 모델에 동일한 피처 항목을 나열하는 작업을 많이 했을 것이다. 이러한 패턴은 동일한 피처를 나열해주는 장점이 있지만 베이스 피처의 길이가 달라 지면 패턴 항목에서는 기존에 적용된 인스턴스 수에 따라 패턴을 할 수 없기 때문에 오류가 발생한다. 사용자는 이러한 오류 때문에 베이스 피처를 변경하기 전 패턴의 인스턴스 수를 먼저 수정한 뒤 베이스 피처를 편집했을 것이다. 이러한 불편함을 간단한 옵션을 통해 간단하게 해결할 수 있다.

<그림7>에 있는 레일은 상황에 따라 레일의 총 길이가 자주 변경되는 모델이다. 이 레일의 길이를 변경하게 되면 기존에 들어갈 수 있는 패턴의 인스턴스 수가 레일의 베이스 피처가 없는 쪽으로 생성되어 오류가 발생한다. 이러한 오류가 발생하지 않으려면 레일의 길이를 변경하기 전 패턴의 인스턴스 수를 조절하거나 패턴 작업 시 ‘참조까지’ 옵션을 사용하여 작업하면 된다.

그림 8. 변경할 인스턴스

‘참조까지’ 옵션을 사용하면 레일의 길이를 변경했을 때 참조된 면을 기준으로 인스턴스 수가 자동으로 조절된다. 또 다른 옵션은 레일의 길이를 변경했을 때 인스턴스 수는 항상 동일한 값으로 지정되고 레일의 길이에 따라 패턴 간격이 자동으로 조절되는 옵션이다.

이러한 옵션으로 사용자는 패턴 간격과 인스턴스 수를 자동 으로 업데이트하기 위해 참조 지오메트리를 중요하게 생각하고 이용하게 될 것이다.

또 이러한 패턴 기능 중 ‘변경할 인스턴스’ 기능을 통해 <그림8>처럼 패턴 피처에 대한 인스턴스 치수를 크기 별로 설정할 수 있다. 사용자는 패턴과 동시에 패턴 항목과 연결되는 피처 치수를 설정하여 크기 별로 모델링 할 필요가 없이 치수만 조절해주면 된다.

한 개의 항목을 수정하면 그것과 참조되어 있는 항목을 또 수정해야 하는 불편함이 존재했지만 이젠 인스턴스와 관련된 옵션을 이용하여 사용자는 보다 빠르고 쉬운 패턴 작업을 할 수 있다.

그림 9. 소쿠리

2) 가변 패턴

대부분 사용자들은 주로 평면에서 패턴 기능을 사용할 것이다. 하지만 패턴은 평면이 아닌 곡면에서도 가능하다. <그림9>은 야채 물을 뺄 때 사용하는 소쿠리(콜랜더)이다. 이러한 형상을 모델링 하려면 어떻게 해야 할까? 사용자는 이때부터 고민에 빠질 것이다. 외형 모델링은 문제가 없지만 물이 빠져나가는 구멍 부분을 모델링 하려면 사용자는 이 부분을 한참동안 고민할 것이다. 이런 곡면에서도 패턴을 이용하여 사용자의 고민을 해결할 수 있다.

그림 10. 가변 패턴

가변 패턴을 이용하면 평면이 아닌 곡면에 패턴을 할 수 있고 패턴 시 인스턴스 치수를 모두 변경할 수 있다. <그림10>에 나오는 패턴 테이블에서 직접 값을 입력해도 되고 또는 엑셀처럼 셀을 드래그하여 나머지 셀의 값을 자동으로 계산하여 채울 수 있다. 또는 셀 값이 동일할 때 복사 및 붙여 넣기를 통해서도 값을 채울 수 있다.

사용자가 고민 했었던 형상을 가변 패턴을 통해 쉽게 완성하였다. 이러한 가변 패턴을 이용한 형상은 <그림9>과 같은 형상에서도 사용할 수 있고 또 우리가 일상에서 가장 많이 볼 수 있는 신발 밑바닥에서도 찾아볼 수 있다.

이렇게 사용자는 동일하게 반복되는 형상이지만 조금씩 치수가 변하는 모델에 대하여 개별적으로 모델링하기보다는 패턴 기능을 이용해 복잡한 지오메트리를 간단히 조절하여 작업을 보다 쉽게 완료할 수 있다.

내부 영역 채우기

그림 11. 주전자

사용자는 <그림11>와 같은 주전자를 모델링 했다고 했을 때 이 주전자에 물이 얼마나 들어가는지 즉, 이 주전자의 내부 볼륨이 얼마나 되는지 궁금할 것이다. 이런 내부 볼륨을 확인하기 위해 대부분의 사용자는 곡면 기능을 사용해 내부 볼륨을 작업했을 것이다. 하지만 이렇게 곡면 기능을 사용해 내부 볼륨을 만드는 작업도 한계가 있다. 모델링이 <그림11>과 같이 단순한 형상이라면 간단히 작업이 가능하겠지만 만약 복잡한 형상이라면 이 형상의 내부 볼륨을 채우기 위해 외형 모델링보다 더 많은 시간을 할애하며 작업해야 한다. 하지만, 이젠 ‘교차’ 기능을 통해 간단히 내부 볼륨을 생성할 수 있다.

그림 12. 교차

<그림11>에서는 주전 자 내부에 물이 차 있지만 실제론 내부에 아무것도 들어있지 않은 비어있는 상태이다. 이러한 비어있는 상태의 주전자 내부를 채운 다고 가정할 때 <그림12> 처럼 물이 어디까지 차있 는지에 대한 기준 평면을 생성해주면 된다. 기준 평면과 주전자 바디 선택 후 ‘교차’를 눌러주게 되면 <그림12>와 같이 선택한 기준 평면을 기준으로 주전자 내부 바디가 생성된다.

이제 사용자 내부 볼륨을 확인하기 위해 더 이상 작업 시간을 낭비할 필요 없이 기준 평면만 생성해주면 된다. 이렇게 생성한 기준 평면만 선택해주면 알아서 내부 영역을 생성해주기 때문에 내부 영역에 대한 볼륨 측정은 더 이상 사용자에게 복잡하고 어려운 일이 아니다.

지금까지 파트에서 사용할 수 있는 편리한 기능 위주로 설명을 했다. 사용자는 파트뿐만 아니라 어셈블리도 많이 사용한다. 이러한 어셈블리에서도 편리하게 사용할 수 있는 기능에 대하여 알아보자.

그림 13. 부품 미리보기 창

부품 미리보기 창

일반적으로 어셈블리에서 부품 조립 시, 부품의 개수가 적어도 10개 이상은 된다고 생각한다. 이렇게 부품의 개수가 얼마 되지 않는 부품들끼리도 조립하려면 부품의 크기에 따라 화면의 축소, 확대 작업 횟수가 많아진다. 또 부품 조립 시 부품 간의 크기 차이가 있으면 크기가 작은 부품을 확인하기 어렵다.

이렇게 확인하기 어려울 경우 보통 사용자는 ‘독립적 표시’ 기능을 사용하여 안 보이는 부품만 보이게 한 뒤 조립했을 것이다. 독립적 표시 기능으로 작업이 가능하지만 전체 어셈블리 중 일부 부품만 보고 작업을 하기 때문에 다른 부품을 확인하고 싶으면 ‘독립적 표시’ 기능은 종료해야 한다.

독립적 표시 기능의 이런 아쉬움을 ‘부품 미리보기 창’을 통해 해소할 수 있다. 어셈블리 작업 시 부품 간의 크기 차이, 부품의 개수 등으로 부품이 다른 부품에 가려져 안 보이는 경우가 있는데 부품 미리보기 창을 이용하여 조립 작업을 좀 더 정확하고 빠르게 완료할 수 있다.

그림 14. 메이트 제어기

메이트 제어기

시각화가 중요하게 부각되는 오늘날, 설계자들의 작업은 더 이상 모델링으로 마무리하는 게 아니라 모델링 후 그 모델이 어떻게 구동 되는지에 대한 매뉴얼이나 동영상 작업을 추가적 으로 필요로 한다. 만약 사용자가 모델링 후 모델이 구동되는 모습을 생성한다고 가정해보면 사용자는 모션 스터디를 이용하여 작업하려고 할 것이다. 모션 스터디를 통해 모델이 구동되는 모습을 표현할 수 있지만 원하는 구동 형태를 표현하기까지 작업이 쉽지 않다는 건 사용자도 이미 알고 있을 것이다.

모션 스터디를 이용하여 구동되는 모습을 표현하려면 모션 스터디에서 지원하는 메이트 항목으로 작업을 해야지만 표현이 가능하다. 어셈블리에서는 유동 상태로 조립할 수도 있지만, 모션 스터디에서는 키 프레임으로 부품의 구동 상태를 표현해야 하기 때문에 어셈블리를 유동 상태로 조립하면 안 된다. 그래서 모션 스터디를 사용하여 작업하려면 동일한 모델이지만 두 개의 파일을 준비해야 한다. 모델링 상태의 어셈블리, 다른 하나는 모션 스터디를 사용할 어셈블리로 총 두 개의 파일을 각각 개별적으로 작업해야 한다. 두 개의 파일로 나누어 작업을 해야 하니 부품의 개수가 많아질수록 그에 따른 작업 시간도 무시할 수가 없다.

이러한 두 번의 작업이 번거로워 모델에서는 모션 스터디 작업을 위해 특정 부품을 고정시키거나 위치 별로 설정을 만들어 관리했었다. 부품의 위치에 따라 설정을 만들어 관리 하기 때문에, 사용자는 설정 관리를 위해 많은 시간과 노력을 들여야 한다. 이렇게 생성한 설정에 사용자 키 프레임을 이용 하여 모든 내용을 표현하기 때문에 작업 시간이 오래 발생할 수밖에 없다. 위에서 말한 모든 부분을 ‘메이트 제어기’를 이용하여 해결할 수 있다.

메이트 제어기는 현재 적용되어 있는 메이트를 수집하여 위치 별로 메이트를 제어할 수 있다. 사용자가 일일이 메이트 항목으로 키 프레임을 생성하지 않고, 위치별로 메이트를 제어하여 저장하기 때문에 모션 스터디에서는 저장된 위치 값만 불러와 작업하면 된다.

또한 모델을 슬라이더나 스핀 박스를 이용하여 사용자가 직접 제어하면서 구동할 수 있고 변경된 위치 값을 업데이트할 수도 있다. 이렇게 구동되는 부품은 잠시 고정시켜 일부 구간 동안 움직이지 않도록 설정할 수 있고, 저장된 위치 값을 하나로 연결하여 동영상으로 재생해 볼 수 있으며, 별도의 파일로도 저장이 가능하다. 최종적으론 메이트 제어기를 이용하여 저장해 놓은 위치 값을 모션 스터디로 불러와 사용자는 부품의 구동 시간만 조절해주면 된다.

이렇듯 메이트 제어기를 통해 많은 자유도가 존재하는 어셈블리를 보다 쉽게 컨트롤할 수 있으며 사용자가 직접 부품을 구동하며 부품의 위치를 제어하기 때문에 좀 더 정확한 부품의 움직임을 확인할 수 있다.

[마무리]

지금까지 총 7가지의 SOLIDWORKS 편의 기능에 대해 알아보았다. 물론 더 많은 편의 기능이 있지만, 사용자가 가장 많이 접하는 기능 위주로 설명하다 보니 그 중 7가지 항목에 대해서만 설명했다. 기존에 사용하던 기능이 익숙하지만 그 익숙함에 안주하게 되면 설계 시간은 계속해서 늘어나고, 그 결과물도 항상 비슷할 것이다.

평소 자신이 자주 사용하는 기능이라면 기존 기능에 어떤 옵션이 추가되었는지 또는 새롭게 추가된 기능이 무엇인지 찾아보고 사용해보는 것도 괜찮을 것이다. 잠깐의 노력으로 설계자 분들의 생산성은 훨씬 높아질 것이다.