지그 3-2-1 위치결정 점검 도구 (3-2-1 Locating Principle)
1차면 3점·2차면 2점·3차면 1점 로케이터 좌표와 클램프 위치를 넣으면 6자유도 구속 표, 1차면 삼각형 안에 무게중심이 드는지, 과구속·미구속 경고와 로케이터 반력을 계산합니다. 치수 누적은 공차 누적 분석, 교체 시간은 SMED와 함께 보세요.
계산 근거
구속 판정은 로케이터 접촉 렌치 [n, (r−G)×n] 로 만든 6×N 행렬의 계수(Asada·By, 1985). 계수 6이면 위치 결정, 6−계수 = 미구속 자유도, N−계수 = 중복 구속. 무게중심 포함은 1차 3점 삼각형의 무게중심 좌표로, 반력은 로케이터 6개·클램프 힘·자중(표준 중력 9.80665 m/s², NIST CODATA 2022)의 힘·모멘트 평형으로 푼다. 3-2-1 배치·클램프 원칙은 Carr Lane Manufacturing 기술자료. 마찰·가공력·탄성 변형은 넣지 않은 강체 계산이며 설계 참고용입니다.
이 도구가 업무에 도움이 됐나요?
의견 감사합니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
3-2-1 위치결정 원칙이 무엇인가요?
공작물은 X·Y·Z 세 방향 이동과 세 축 회전, 모두 6자유도를 가집니다. 1차 기준면에 3점을 대면 Z 이동과 X·Y축 회전이 막히고, 2차면 2점이 Y 이동과 Z축 회전을, 3차면 1점이 X 이동을 막습니다. 로케이터 6개로 위치를 하나로 정하고, 나머지 방향은 클램프가 로케이터 쪽으로 눌러 잡는 방식입니다(Carr Lane Manufacturing, Locating & Clamping Principles).
이 도구는 구속 여부를 어떻게 판정하나요?
로케이터마다 접촉 방향 n 과 무게중심 기준 위치 r 로
[n, (r−G)×n] 한 줄을 만들고, 모든 줄을 쌓은 6×N 행렬의 계수(rank)를 구합니다. 계수가 6이면 위치가 하나로 정해지고, 6보다 작으면 그 차이만큼 자유도가 남습니다(미구속). 로케이터 수가 계수보다 많으면 그만큼 중복 구속(과구속)입니다. 이 방법은 Asada·By(1985, IEEE Journal of Robotics and Automation)의 고정구 해석과 같습니다.로케이터가 6개인데 왜 미구속이 나오나요?
개수가 아니라 배치가 문제일 때가 많습니다. 1차 3점이 한 줄에 서 있으면 그 줄을 축으로 돌 수 있고, 2차 2점을 세로(1차면에 수직)로 세우면 Z축 회전을 막지 못합니다. 2차 2점은 1차면과 나란하게, 가능한 멀리 띄워 두어야 합니다. 도구의 "미구속 예시(2차 2점 세로 배치)"를 눌러 확인해 보세요.
과구속(중복 구속)은 왜 피하나요?
1차면에 4점을 대면 공작물 바닥이 조금만 휘어도 한 점이 뜨거나, 클램프를 조이면 공작물이 비틀립니다. 그 결과 가공 후 클램프를 풀면 형상이 돌아와 치수가 바뀝니다. 꼭 4점이 필요하면 1점을 조정식(스프링·레벨링) 서포트로 바꾸는 방법을 검토하세요. 이 도구는 중복 수를 숫자로 보여 줄 뿐, 허용 여부는 공작물 강성과 공차를 보고 담당 기술자가 정합니다.
무게중심 포함 여부는 왜 보나요?
자중과 클램프 힘의 합력이 1차 3점 삼각형 밖을 지나면 한 로케이터에서 공작물이 들리려는 힘이 생깁니다. 도구는 무게중심을 1차면에 투영해 삼각형 안인지(무게중심 좌표가 모두 0 이상인지) 보고, 클램프·자중을 넣은 반력을 풀어 음수 반력이 나오는 로케이터를 빨갛게 표시합니다. 음수 반력은 그 점에서 떨어진다는 뜻입니다.
1차면 삼각형 면적 목표는 어떻게 정하나요?
정해진 규격값은 없습니다. Carr Lane 은 로케이터를 가능한 멀리 띄우라고 권하므로, 이 도구는 삼각형 면적을 1차면 면적에 대한 비율로 보여 주고 사용자가 정한 목표(기본 25%)와 비교합니다. 사내 지그 표준이 있으면 그 값을 넣으세요.
클램프 위치는 어떻게 점검하나요?
클램프는 로케이터를 향해 눌러야 하고, 가능한 로케이터 바로 맞은편에 두어야 공작물이 휘지 않습니다(Carr Lane). 도구는 클램프 방향이 막혀 있지 않은 방향을 열어 두는지, 클램프 힘을 넣었을 때 로케이터 반력이 모두 양수인지 계산합니다. 반력 계산에 마찰·가공력·탄성 변형은 넣지 않았으므로 절삭력이 큰 공정은 따로 검토해야 합니다.
생산 현장을 스마트하게
OEE·라인밸런싱·TPM을 데이터로 연결하는 스마트팩토리 구축, CONTIS가 설계부터 운영까지 지원합니다.
함께 보면 좋은 아티클
양산 첫 주에 불량이 쏟아진다 — 제조업 생산기술 직무 실무 5단계와 하루 업무제조업 생산기술(공정기술) 담당이 하루·한 주 동안 하는 일을 공정 설계부터 PFMEA·관리계획서, 설비·지그 준비, 시양산, 작업표준과 4M 변경관리까지 5단계로 정리하고, 택트타임·사이클타임·라인 밸런스 효율·직행률·셋업 시간 같은 지표, 다른 부서와의 연결, 자주 터지는 문제와 디지털·AI 개선 로드맵을 중소·중견 제조 실무자 관점으로 정리했습니다.
교체는 빨라졌는데 수명은 아무도 안 쟨다 — 제조업 금형·치공구관리 직무 실무 5단계와 하루 업무제조업 금형·치공구관리 담당이 하루·한 주 동안 하는 일을 금형대장 정리부터 신규 제작·검수, 교체(셋업) 표준화, 샷수·수명 관리, 폐기·재설계 판단까지 5단계로 정리하고, 캐비티 수·공구수명·교체시간 같은 지표와 자주 터지는 문제, 표준화·AI 개선 로드맵을 중소·중견 제조 실무자 관점으로 정리했습니다.
고장 신고는 오늘인데 부품은 다음 주에 온다 — 제조업 고객지원·애프터서비스(AS) 직무 실무 5단계와 하루 업무제조업 고객지원·애프터서비스(AS) 담당이 하루·한 주 동안 하는 일을 접수·초진단부터 출동·부품확보, 현장수리·보증판정, 정산·고객확인, 이력기록·재발방지까지 5단계로 정리하고, MTBF·MTTR 같은 지표와 제조물책임법·소비자분쟁해결기준처럼 꼭 알아야 할 규정, 자주 터지는 문제와 표준화·AI 개선 로드맵을 중소·중견 제조 실무자 관점으로 정리했습니다.
실무 도구·자료 업데이트 받기
새 계산기·체크리스트와 스마트팩토리·제조혁신 실무 자료를 이메일로 보내드립니다. 언제든 수신거부할 수 있습니다.