실습 10. 철봉 프레임 DXF 에서 3D 만들기 (종합)

항목	내용
입력 파일	10-pole-frame/연대포구 철봉 도면(각관부착).dxf (1/40 도면, 모델 좌표는 실치수 mm)
걸리는 시간	10분 (프레임 생성 24초, 나머지는 가정 확인)
결과물	부품 Body 7종(기둥·가로 파이프·각관·거싯·베이스 플레이트·캡·기초) + Link 27개 프레임 그룹, 파라미터 표
배우는 것	도면·부품표·주석이 서로 다를 때 무엇을 따를지 정하는 법, AI 의 «가정»을 표로 받아 하나씩 승인하는 대화, 종류당 Body 하나 + Link 인스턴스 구조, 긴 작업을 부품 단위로 나누는 습관

지금까지의 실습은 부품 하나였습니다. 이번에는 실제 현장 도면(연대포구 철봉 프레임, 각관 부착)으로 부품 7종·인스턴스 27개짜리 구조물을 만듭니다. 도면에는 규격이 세 곳(부품표 TEXT, 치수, 그림)에 흩어져 있고 서로 어긋나는 곳도 있습니다. 그래서 이 실습의 절반은 모델링이 아니라 AI 가 읽어 낸 것과 가정한 것을 표로 받아 확인하는 일입니다.

원본과 완성

원본 연대포구 철봉 도면(각관부착).dxf 를 FreeCAD 로 가져온 평면 뷰(도면 밖 잡객체 숨김) — 1/40 도면, 정면·측면·평면과 BOM

완성 Body 7종(피처 12)은 숨기고 Link 27개만 표시 — 기둥·가로 파이프·각관·거싯·베이스·캡·기초, 전부 유효

구분	파일	설명	크기
원본	연대포구 철봉 도면(각관부착).dxf	DXF	751 KB
완성	완성-pole_frame.FCStd	프레임 전체	675 KB
완성	완성-pole_frame.step	STEP (Link 27개 컴파운드)	1.0 MB

완성 파일은 실제로 만든 것입니다

이 페이지의 절차를 FreeCAD 1.1.3 에서 그대로 돌려 만든 파일이고, 그림은 그 파일을 FreeCAD 1.1.3 GUI 에서 열어 찍은 실제 화면(등각, 흰 배경)입니다. 내려받아 열면 트리·스케치·Params 를 그대로 볼 수 있습니다.

준비

1. FreeCAD 1.1.3 을 켜고 리포트 뷰에 [CAD X-ray] 서버 시작 을 확인합니다.
2. AI 툴을 엽니다. DXF 를 읽으려면 AI 툴 쪽 파이썬에 ezdxf 가 필요합니다. 없으면 AI 가 설치를 제안하니 허락합니다.
3. DXF 를 내려받아 경로를 기억해 둡니다(예: C:\work\pole\연대포구 철봉 도면(각관부착).dxf).
4. 새 문서를 엽니다.

단계

1. 도면을 읽고 «읽어 낸 것 / 가정한 것» 표 받기

이렇게 말한다

C:\work\pole\연대포구 철봉 도면(각관부착).dxf 를 읽어 줘. FreeCAD 의 DXF 가져오기는 쓰지 말고 ezdxf 로 폴리라인·원·치수·글자·블록을 뽑아. 부품표(BOM)가 글자로 들어 있으니 파이프 규격은 거기서 읽어.
아직 모델은 만들지 말고, 부품별로 «도면에서 읽어 낸 값 / 네가 가정한 값 / 근거»를 표로 보여 줘. 도면과 부품표가 다른 곳도 따로 적어 줘.

AI 가 하는 일 — DXF 의 modelspace 에서 LWPOLYLINE·CIRCLE·DIMENSION(측정값)·TEXT·MULTILEADER·블록(BRACKET1)을 뽑고, 영역별로 그림을 그려 눈으로 대조합니다. 부품표 글자에서 파이프 규격(PIPE-250A SCH160 = OD 267.4×28.4t, PIPE-150A = OD 165.2×18.2t)을 읽습니다. 그림에는 기둥이 216(200A) 으로 그려져 있어 부품표와 다른데, 이런 어긋남을 표에 적어 줍니다.

확인하기 — 아래와 비슷한 표가 나와야 합니다. 원본 기록에서 확인된 값입니다.

AI 는 이렇게 답합니다

부품	읽어 낸 값	가정한 값	근거·비고
기둥 2본	PIPE-250A SCH160, OD 267.4×28.4t, 높이 6000(파라펫 상단 기준)	—	부품표. 정면도는 216 으로 그려져 있어 부품표를 따름
가로 파이프 1본	PIPE-150A, OD 165.2×18.2t, 기둥 사이 2500, 윗면 = 기둥 윗면	양 끝 기둥 곡면 코핑 → 소재 2557.1	치수 2500 + 부품표
각관	150×100, 길이 4500, 기둥 앞면 부착	두께 4.5	두께가 도면에 없음
각관 구멍	Ø50 × 20개 @200, 첫 구멍 지면 1100, 구멍마다 M8 4개 십자 66 간격	—	도면의 “□50” 은 Ø 기호 깨짐(부품표의 “%%C240” 과 같은 현상)
각관–기둥	윗면도 77.67 → 기둥이 각관에 22.33 파고듦	뒷면 코핑	—
가로 파이프 구멍	Ø50 × 5, 간격 500/500/250/250/500/500, 앞뒤 관통	—	—
기둥 개구부	점검구 100×150 (z 5491), 케이블 인입구 50×100 (z 50, 중심에서 56.5 옆)	—	MULTILEADER 글자
받침	베이스 플레이트 10t 600×1800, 거싯 10t 150×400 × 8장/기둥, 캡 6t Ø240	거싯 스나이프 R20 은 직선 근사	BRACKET1 블록
기초	800×1000 (정면)	깊이 1800	깊이 없음
넣지 않은 것	각관 하단 120×250, 기둥 하단 150×250	—	뜻이 불명확
:::

이 표가 이 실습의 핵심입니다

AI 는 모르는 값을 스스로 정해 버리지 않고 «가정»으로 분리해 보여 줍니다. 여러분은 가정 열을 한 줄씩 승인하거나 고칩니다. 승인하지 않은 가정은 모델에 들어가지 않습니다.

2. 가정 승인·수정하기

이렇게 말한다

가정 확인할게.
- 기둥은 부품표(267.4) 따르는 것 맞아.
- 각관 두께 4.5 OK.
- 기초 깊이는 1800 대신 1500 으로.
- 거싯 스나이프는 직선 근사 OK.
- 넣지 않은 두 치수는 그대로 빼.
이 값으로 파라미터 표를 만들어 줘. 모델은 아직 만들지 마.

AI 가 하는 일 — 승인된 값으로 파라미터 이름·값 목록(pole_od, pole_t, pole_h, span, bar_od, tube_w, hole_d, hole_pitch, found_h …)을 정리합니다. 이 목록이 나중에 Spreadsheet Params 가 됩니다.

확인하기 — found_h 가 1500 으로 바뀌었는지, 기둥 중심 거리(span + pole_od = 2767.4)를 AI 가 계산해 두었는지 봅니다.

3. 부품 하나씩 만들기 — 기둥부터

긴 작업은 부품 단위로 나눕니다. 한 번에 다 시키면 FreeCAD 가 오래 멈춰 있고 어디서 틀렸는지 찾기 어렵습니다.

이렇게 말한다

파라미터 표를 Spreadsheet Params 로 넣고, 기둥 Body(Pole) 부터 만들어 줘.
- 원점 중심, z = 플레이트 두께(10) 부터 6000 까지 파이프(OD·ID 는 Params 수식으로)
- 앞면(-Y) 벽에만 점검구·케이블 인입구 포켓 (뒤 벽은 뚫지 말 것)
만들면 스케치 DoF 와 부피를 알려 줘.

AI 가 하는 일 — Params 시트를 만들고, 기둥 Body 에 Pad(원 2개 = 파이프)와 개구부 Pocket 을 쌓습니다. 포켓은 XZ 평면 스케치를 -Y 로 반지름+10 만큼만 파서 앞 벽만 뚫습니다. 치수는 Params.pole_od 같은 수식으로 연결됩니다.

확인하기 — 트리에 Params, Pole 이 있고 스케치 DoF 가 0 입니다. 3D 뷰에서 기둥 아래쪽 앞면에 작은 사각 구멍(케이블 인입구), 위쪽에 점검구가 보입니다.

4. 가로 파이프와 각관

이렇게 말한다

가로 파이프 Body(Bar): X 방향, 중심 원점, 소재 길이 2557.1 (코핑 여유 포함), 양 끝을 기둥 곡면(기둥 중심 ±1383.7 에 Ø267.4 원)으로 코핑, Ø50 구멍 5개를 500/500/250/250/500/500 간격으로 앞뒤 관통.

이렇게 말한다

각관 Body(Tube): 150×100×4.5, 바닥 중심 원점, Z 로 4500. 뒷면을 기둥 곡면으로 코핑(기둥 중심은 각관 로컬 y = -50 + 77.67 + 133.7). 앞면에 Ø50 × 20개 @200 (첫 구멍은 각관 바닥에서 1100 - 550 = 550 위치), 구멍마다 Ø8 × 4개 십자(중심에서 33 씩). 전부 관통.

AI 가 하는 일 — 각 Body 에 Pad + 코핑 Pocket(기둥 지름 원으로 자름) + 구멍 Pocket 을 쌓습니다. 각관 구멍은 Ø50 20개 + Ø8 80개 = 100개가 한 스케치에 들어갑니다.

확인하기 — Bar 의 양 끝이 오목하게 파여 있고 구멍 5개가 뚫려 있습니다. Tube 앞면에 구멍 20조가 일렬로 보입니다. 각 Body 부피를 물어 두면 나중에 비교할 수 있습니다.

숫자를 반올림하지 않게 합니다

코핑 깊이(28.6)나 기둥 중심 거리(2767.4)처럼 AI 가 계산한 값은 그대로 쓰게 둡니다. 「깔끔하게 2770 으로」 같은 반올림은 코핑이 안 맞아 부품이 떠 버립니다.

5. 받침 부품과 기초

이렇게 말한다

나머지 4개도 만들어 줘.
- Gusset: 10t, BRACKET1 모양(150×400, 스나이프 20 직선), 기둥 중심 원점 기준 -X 쪽에 세움
- BasePlate: 10t, 600×1800
- CapPlate: 6t, Ø240
- Foundation: 800×1800, 아래로 1500
하나씩 만들고 각각 유효한지 확인해 줘.

6. Link 로 조립

이렇게 말한다

Frame 그룹을 만들고 Link 로 배치해 줘.
- 기둥 2본: x = 0 과 2767.4
- 기둥마다 캡(z 6000), 베이스 플레이트, 기초, 각관(앞면), 거싯 8장을 45° 씩 돌려서
- 가로 파이프는 두 기둥 가운데, 윗면이 기둥 윗면과 같게
원본 Body 7개는 숨기고, 재계산해서 Invalid 가 없는지와 전체 bbox 를 알려 줘. 그리고 iso 로 보여 줘.

AI 가 하는 일 — 종류당 Body 하나를 두고 App::Link 27개(기둥 2·캡 2·베이스 2·기초 2·각관 2·거싯 16·가로 파이프 1)를 Placement 로 배치합니다. 재계산 후 Invalid 목록과 bbox 를 보고합니다.

확인하기 — Link 27개, Invalid 0. 스크린샷에서 기둥 두 개 사이에 가로 파이프가 걸리고 각관이 앞면에 붙어 있으면 성공입니다.

7. 검사

이렇게 말한다

Frame 안 부품끼리 간섭이 있는지 봐 줘. 코핑한 곳(가로 파이프–기둥, 각관–기둥)은 접촉이어야 하고 겹치면 안 돼.

AI 가 하는 일 — 부품 쌍의 최소 거리와 간섭 부피를 검사합니다. 바운딩 박스가 떨어진 쌍은 계산 없이 건너뜁니다.

확인하기 — 코핑 부위는 «접촉(거리 0, 간섭 0)»이고 간섭 부피가 0 이어야 합니다.

이렇게 말한다

지금까지 만든 걸 C:\work\pole\pole_frame.FCStd 로 저장해 줘.

결과 확인

항목	성공 기준
읽기	부품표에서 파이프 규격 2종, 치수 2500, MULTILEADER 개구부 2개, BRACKET1 블록을 읽어 냄. 정면도 216 vs 부품표 267.4 어긋남을 보고
파라미터	Spreadsheet Params 에 별칭으로 등록, 피처 치수가 수식으로 연결
부품	Body 7종 모두 유효, 스케치 DoF 0
조립	Link 27개, Invalid 0, 코핑 부위 접촉·간섭 0
가정	AI 가 정한 값(각관 두께·기초 깊이·스나이프 근사)이 모두 표로 나와 승인됨. 뜻이 불명확한 치수 2개는 모델에 없음

잘 안 될 때

• DXF 를 FreeCAD 로 열었더니 2분 넘게 걸리고 객체가 수백 개 — FreeCAD 의 DXF 가져오기는 실크·치수 폴리라인까지 전부 Draft 객체로 만듭니다. 그래서 ezdxf 로 필요한 것만 뽑습니다. 실습 3 과 같은 이유입니다.
• AI 가 정면도의 216 을 기둥 지름으로 썼다 — 「부품표를 따르라」고 다시 말합니다. 도면·부품표가 다를 때 무엇을 따를지는 사람이 정합니다.
• 한 번에 다 만들다 FreeCAD 가 멈췄다 — 긴 파이썬 실행은 중단할 수 없습니다. 끝나길 기다리거나 강제 종료하고, 부품 단위로 나눠 다시 시킵니다.
• 떨어진 Pad 를 한 Body 에 넣으려다 실패 — 거싯 8장을 Body 하나에 Pad 8개로 만들면 안 됩니다. 거싯은 Body 하나 + Link 8개입니다.
• 간섭 검사가 오래 걸린다 — 27개면 몇 초지만 더 큰 어셈블리는 부품 이름을 좁혀 여러 번 나눠 부릅니다.
• Ø 기호가 “□” 나 “%%C” 로 보인다 — DXF 글꼴 문제로 지름 기호가 깨진 것입니다. 값은 그대로 지름입니다.

더 해보기

• 실습 7 방식으로 Frame 그룹의 어셈블리 도면(정면·평면·상세 2개·치수 13개)을 만들어 봅니다. 원본 기록에서는 87초가 걸렸습니다.
• 실습 9 방식으로 각관 Ø50 구멍 하나에 옆으로 500 N 을 걸어 구멍 주변 응력을 봅니다.
• 「기둥은 STEEL, 기초는 밀도 2.4」로 전체 질량과 무게중심을 물어봅니다.
• Params 시트에서 span 을 3000 으로 바꾸고 재계산해 가로 파이프와 Link 위치가 따라오는지(안 따라오면 어디를 수식으로 바꿔야 하는지) AI 에게 물어봅니다.

뒤에서 도는 기능

단계	기능
DXF 읽기	AI 툴 쪽 파이썬 + ezdxf (FreeCAD 밖)
파라미터·피처 쌓기	build_features (params → Spreadsheet, circles·polygons·rect·pocket through/midplane)
Link 배치·그룹	execute_code (App::Link, Placement)
간섭·질량	check_interference, get_mass_properties
확인·저장	tracked_recompute, get_screenshot, save_document

원본 기록: examples/pole_frame_from_dxf.py