JP2020520812A - 溶接部情報の自動生成方法およびそれを実現するためのプログラムが記録された記録媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、造船所などの溶接検査の現場で使用される溶接検査情報を、船体などの設計モデリングデータから抽出して自動的に生成できるようにする、溶接部情報の自動生成方法およびそれを実現するためのプログラムが記録された記録媒体を提供する。本発明は、多数の部材が互いに溶接ギャップを有して配置されている３Ｄモデリングデータを準備する第１ステップと、前記モデリングデータにおける最大溶接ギャップよりも大きい設定値に見合う分だけ各部材の面を外側に延長させた延長部を形成する第２ステップと、前記第２ステップにより形成された延長部が隣接する部材と重なる重畳部を抽出する第３ステップと、前記重畳部を溶接部として当該部材の溶接部に関する溶接部情報を生成する第４ステップと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、溶接部情報の自動生成方法およびそれを実現するためのプログラムが記録された記録媒体に係り、さらに詳しくは、船舶の設計のために作成された３Ｄデータを利用して、各部材の溶接が行われる部分を調べ、溶接部の位置及び長さ等についての溶接部情報を自動的に生成する方法およびそれを実現するためのプログラムが記録された記録媒体に関する。

造船及び海洋プラントメーカーは、船舶設計の高度化のために、造船ＣＡＤプログラムと連携して最適化作業及びモジュールを開発して使用し、図面や生産情報を抽出して船舶の製造に活用している。

造船及び海洋プラントの建造に当たり、すべての部材の接続及び連結を溶接作業により行っており、船舶や海洋構造物の大きさに応じて、必要とされる大きな長さを有する溶接部に対して非破壊検査を実施し、船主及び船級の承認を得る方式により工事を行っている。

したがって、建造されるすべての船舶及び海洋プラントでは、すべての溶接部位に非破壊検査を実施して品質保証をしており、溶接検査を行う事前検査部位に対する船主の承認を必要とする。

そこで、事前検査に対する船主の承認を得るために、建造される当該モデルの構造詳細図面と合致する溶接部検査シート（ｓｈｅｅｔ）を提出しなければならないので、造船所では、溶接に関する情報を収集するために、多くは５００ブロック以上の造船及び海洋プラント構造物について、人が溶接情報を直接確認しながら、溶接部をリスト形式でまとめて検査シートを作成している。

このような過程は、人によって手動で行われることにより、溶接部位および情報の確認に際して、個人別に異なる判断基準が影響を与え、主観的な経験により行われるため、一貫性に欠ける。

また、一つの船体ブロックに対しても２０００カ所以上の溶接部情報を手動で作成する場合は、多くの作成時数がかかり、作成漏れ及び作成エラーによる追加作業工程時数が発生し、このため、当該造船所では多くの時間と費用を無駄にする可能性がある。

韓国公開特許公報第１０−２０１１−００４９４１２号には、船体ブロックの形状情報を抽出する方法が提示されており、韓国公開特許公報第１０−２０１３−０１１７２８４号には、船舶の溶接線の配置モデリング方法が提示されているが、前述したような溶接部を検査するための、溶接部の位置、長さなどの溶接部情報を人に頼らず自動的に生成できる方法に関する技術は、提示されていない。

韓国公開特許公報第１０−２０１１−００４９４１２号 韓国公開特許公報第１０−２０１３−０１１７２８４号

本発明は、このような観点から創案されたものであり、本発明の目的は、造船所などの溶接検査の現場で使用される溶接検査情報を、造船および海洋プラントの船体などの設計モデリングデータから抽出して自動的に生成できるようにする、溶接部情報の自動生成方法およびそれを実現するためのプログラムが記録された記録媒体を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の溶接部情報の自動生成方法は、多数の部材が互いに溶接ギャップを有して配置されているモデリングデータを準備する第１ステップと、前記モデリングデータにおける最大溶接ギャップよりも大きい設定値に見合う分だけ各部材の面を外側に延長させた延長部を形成する第２ステップと、前記第２ステップにより形成された延長部が隣接する部材と重なる重畳部を抽出する第３ステップと、前記重畳部を溶接部として当該部材の溶接部に関する溶接部情報を生成する第４ステップと、を含むことを特徴とする。

また、本発明の溶接部情報の自動生成方法は、前記第２ステップにおいて、前記延長部は、各部材の面からその面に垂直な方向に延長することにより形成することを他の特徴とする。

また、本発明の溶接部情報の自動生成方法は、前記溶接部情報に溶接部の長さを含み、前記重畳部の長さを溶接部の長さとすることをまた他の特徴とする。

また、本発明の溶接部情報の自動生成方法は、前記第４ステップを行うにあたり、各部材の面のうち特定面において、前記重畳部が一方の端と他方の端のいずれか一方で発生し、前記特定面の長手方向に沿った前記重畳部の長さが、前記特定面の全長の１０％未満である場合、前記重畳部を前記溶接部から除外することをまた他の特徴とする。

また、本発明は、前記方法を実現するためのプログラムデータが記録されて、コンピュータのプロセッサによって読み取りおよび実行可能な記録媒体を提供することをまた他の特徴とする。

前述した本発明の溶接部情報の自動生成方法によれば、船舶等を製造する際に、建造される該当ブロックの溶接部についての検査情報を、人が設計図面をいちいち確認しながら制作することなく、自動的に生成することができる。

これにより、多くの溶接部についての検査情報を手動で作成することによる時間とコストのロスと、作成漏れ及び作成エラーによる検査作業の混乱の問題を解消することができる。

また、本発明の溶接部情報の自動生成方法によれば、各部材を延長させて発生する重畳部（Ｒ）が一方の端と他方の端のいずれか一方で発生し、前記重畳部（Ｒ）の長さ（ｃ）が特定面の全長の１０％未満である場合、前記重畳部（Ｒ）を溶接部から除外するように構成することができる。

これにより、部材の特定面に溶接部が存在していないにも関わらず溶接部情報を自動的に生成するというエラーを解消することができる。

本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法を順次示すブロックフローチャートである。 本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法においてレビューファイル（ＲＶＭ）の例示及びその形態素分析資料である。 本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法を説明するための部材の配置状態図である。 本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法により部材に延長部を形成する過程を説明する斜視説明図である。 本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法により部材に延長部を形成する過程を説明する断面説明図である。 本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法により溶接部から除去される重畳部の発生状態を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法においてブロックを構成する部材名とともに各部材別溶接部情報が付記されたデータを例示する表である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る溶接部情報の自動生成方法は、多数の部材が互いに溶接ギャップを有して配置されている３Ｄモデリングデータを準備する第１ステップと、前記モデリングデータにおける最大溶接ギャップよりも大きい設定値（ｓ）に見合う分だけ各部材の面を外側に延長させた延長部（Ｅ）を形成する第２ステップと、前記第２ステップにより形成された延長部（Ｅ）が隣接する部材と重なる重畳部（Ｒ）を抽出する第３ステップと、前記重畳部（Ｒ）を溶接部として当該部材の溶接部の位置及び長さに関する溶接部情報を生成する第４ステップと、を含む。

図１を参考すると、前記第１ステップでは、多数の部材が互いに溶接ギャップを有して配置されている３Ｄモデリングデータを準備する（ステップＳ１０）。

船舶設計のための３ＤＣＡＤプログラム、例えば、ＡＶＥＶＡ社のＡＶＥＶＡ ＭＡＲＩＮＥ ＣＡＤ製品などでは、船舶を構成するブロックや部材などについての原始データ形式であるレビューファイル（ＲＶＭ）形式でデータが抽出される。

第１ステップにおける３Ｄモデリングデータを準備するステップは、前記レビューファイル（ＲＶＭ）形式のデータが抽出されることを含む。

図２は、そのようなレビューファイル（ＲＶＭ）の例示及びその形態素解析情報を表示している。

そのようなレビューファイル（ＲＶＭ）形式の原始データでは、すべての部材が面を利用して３Ｄ形状を生成するように構成されている。例えば、図３の板状部材１０の場合、両側板面１１，１２とともに４つの側面１３，１４，１５，１６を含む、合計６つの面により一つの板状部材が表現されている。

また、レビューファイル（ＲＶＭ）形式の原始データでは、曲線部分や複雑な形状の場合、面を小さく分離して部材を具体化する方法で表現し、客体名及び客体の位置をテキスト形式で表しており、内部的に部材の固有ナンバー、色などの情報を含んでいる。

このようなレビューファイル（ＲＶＭ）形式の原始データでは、船体ブロックを形成するために互いに結合した複数の部材を互いに接触させず、溶接ビードが形成される部分に溶接キャップ（溶接が行われる位置に与えられる、部材間の間隔幅）ｔ１、ｔ２を設定することにより、多数の部材が互いに離間した状態を表わしている。

前記第２ステップでは、モデリングデータにおける最大溶接ギャップよりも大きい設定値ｓに見合う分だけ各部材の面を外側に延長させた延長部Ｅを形成する（ステップＳ２０）。

それぞれの部材は面で構成されるため、各部材の面を拡大することにより隣接部材と重なり合った部分に溶接部が位置することを確認できるという点に着目して、溶接部を調べて確認するために、前記第２ステップにおいて、各部材の面を外側に延長させる延長部Ｅを形成する。

前記最大溶接ギャップは、抽出されたレビューファイル（ＲＶＭ）形式の原始データに含まれている情報であって、それぞれの部材別に与えられた溶接キャップが互いに異なる可能性があるので、すべての溶接ギャップを確認して、その中で最も大きな溶接ギャップを最大溶接キャップとして設定する。

前記最大溶接ギャップは、船舶設計のための３Ｄモデリングデータとともに設計者によって提供されてもよい。

設定された最大溶接ギャップを利用して、それより大きな値、例えば、最大溶接ギャップの１．２〜１．５倍の大きさの設定値ｓを設定し、その設定値ｓに見合う分だけ各部材の面を外側に延長させた延長部Ｅを形成する。

図４及び図５は、船舶ブロックを形成する部材が、図３に示すように配置された状態で延長部Ｅを形成する過程を示すものであり、対象部材の各面を設定値ｓに見合う分だけ 延長させる。

例えば、図３の特定の板状部材１０の場合、それを構成する６つの面を図４及び図５に示すように設定値ｓに見合う分だけ延長させると、溶接の値ｔ１、ｔ２よりも大幅に延長されるので、溶接ギャップｔ１、ｔ２を挟んで隣接する部材２０、３０と重なる重畳部Ｒが発生する。

第２ステップにおいて、最大溶接ギャップよりも大きい設定値ｓに見合う分だけ各部材の面を外側に延長させた延長部Ｅを形成する過程は、溶接部情報の自動生成が行われる対象ブロックの全体部材に対して行われる。

前記延長部Ｅは、各部材の面からその面に垂直な方向に延長することにより形成される。

すなわち、延長部Ｅを形成するにあたり、一つの面から外側に向かって様々な角度に延長することができるが、溶接ビードが形成される方向が各面から外側に向かう垂直方向といえるので、延長部Ｅを形成する方向をそれぞれ面に垂直な方向とすることにより、後述する溶接長さをより正確に算出することができ、また、溶接される隣接部材と円滑に重なり合うことができ、さらに、溶接されない他の部材と重なり合う可能性を排除することができる。

第２ステップが完了した後、第３ステップでは、前記第２ステップにより形成された延長部Ｅが隣接する部材と重なる重畳部Ｒを抽出する（ステップＳ３０）。

前記重畳部Ｒは、各部材から延長された延長部Ｅが隣接する部材を侵入する部分（例えば、図５の板状部材１１が隣接する部材２０及び３０を侵入する部分）であり、３次元空間上で所定の領域を特定部材の延長部Ｅと他の部材が共に占有していることが分かる。

このような重畳部Ｒを判別して、各部材で発生する重畳部Ｒを確認して抽出する。

その後、前記第４ステップでは、前記重畳部Ｒを溶接部として当該部材の溶接部の位置及び長さに関する溶接部情報を生成する（ステップＳ４０〜Ｓ７０）。

すなわち、抽出されている重畳部Ｒが発生した位置では、設計時に設定された溶接ギャップｔ１、ｔ２が形成されていることを意味するので、船舶の建造時に溶接部（溶接ビード）が生成される部分に該当する。

溶接ギャップｔ１、ｔ２よりも若干大きい幅の延長部Ｅが各面に形成されることにより、溶接ギャップが形成された位置で重畳部Ｒが発生したので、設計された溶接ギャップの長さと重畳部Ｒの長さとは、同一に形成される。

したがって、重畳部Ｒを溶接部として、重畳部Ｒの発生した部分で溶接部が生成されると言え、重畳部Ｒの長さが、生成される溶接部の長さとなると言える。

したがって、重畳部Ｒを溶接部と確定して溶接部情報を生成する（ステップＳ４０）。

前記溶接部情報は、各部材において溶接部が生成される位置情報と、溶接部の長さ情報とを含み、溶接部の位置情報は、特定の部材、例えば、特定の板状部材の部材名とともに、その部材における溶接部の位置に基づいて上端Ｔ、下端Ｂ、右側Ｒ、左側Ｌなどと表示できる。

一つの溶接部は、両側の互いに溶接される部材が共有しているので、それぞれの部材における位置情報が異なる。生成される溶接部情報をより簡潔にするためには、一つの溶接部は、優先順位を決めて両部材のうちいずれか一方の部材にのみ生成されるようにすることが好ましい。

例えば、上端Ｔを下端Ｂよりも優先して上端Ｔと表示できる部材に溶接部情報を含み、右側Ｒを左側Ｌよりも優先して右側Ｒと表示できる部材に溶接部情報を含む、という規則を採用する。

溶接部の位置、溶接部の長さなどの溶接部情報は各部材別に生成されるため、船舶を構成する一つのブロックに含まれた多数の部材リストに溶接部情報が付加的に含まれるように、データをリスト形式で生成する。

すなわち、船体を構成する各ブロック別に多数の部材リストにおいて当該部材に対応するように、その部材における溶接部の位置、長さ等に関する溶接部情報が共に含まれることにより、ブロックを構成する部材名とともに各部材別溶接部情報が付記されたデータが生成され、溶接部検査用シートとして、図７に示すように出力できる。

これにより、船舶製造の際に、船主から事前検査の承認を得るために、建造される当該ブロックの溶接部に対する検査情報を、人が設計図面をいちいち確認しながら製作することなく、自動的に生成して提出することができる。

一方、各部材の面で発生する重畳部Ｒのうち、溶接部から除外する必要がある重畳部Ｒが存在する可能性がある。

図６を参照すると、板状部材６０の周面のうち特定面６６が、溶接される隣接の他の面６５と鈍角をなすように傾斜した場合、その特定面６６には、溶接部が実際に存在していない面や、前述した方法による過程の進行に際して重畳部Ｒ１が発生することができる。

すなわち、前記特定面６６から設定値ｓに見合う分だけ延長部Ｅを形成した場合、前記特定面６６の下端領域で、図６に示すような重畳部Ｒ１が発生する。

これにより、その重畳部Ｒ１を溶接部から除外しなければ、前記板状部材の傾斜の特定面６６にも溶接部情報が生成されるという問題がある。

このため、前記第４ステップでは、各部材の面のうち特定面６６において、前記重畳部Ｒが一方の端と他方の端のいずれか一方で発生し、前記特定面の長手方向に沿った前記重畳部Ｒ１の長さｃが、前記特定面６６の全長の１０％未満である場合、重畳部Ｒ１を溶接部から除外する。

通常、図６に示すような傾斜のある特定面６６の下端領域で発生する重畳部Ｒは、その重畳領域が微々たるもので、その特定面６６の全長の１０％を判断の基準として除去されてもよい。

本発明は、造船所又は海洋プラントメーカーが船舶を設計する際に、各部材の溶接が行われる部分を調べ、溶接部の位置及び長さ等についての溶接部情報を自動的に生成する方法として活用できる。

Claims (4)

1. 多数の部材が互いに溶接ギャップを有して配置されているモデリングデータを準備する第１ステップと、
   前記モデリングデータにおける最大溶接ギャップよりも大きい設定値（ｓ）に見合う分だけ各部材の面を外側に延長させた延長部（Ｅ）を形成する第２ステップと、
   前記第２ステップにより形成された延長部（Ｅ）が隣接する部材と重なる重畳部（Ｒ）を抽出する第３ステップと、
   前記重畳部（Ｒ）を溶接部として当該部材の溶接部の位置に関する溶接部情報を生成する第４ステップと、を含み、
   前記第４ステップでは、
   各部材の面のうち特定面において、前記重畳部（Ｒ）が一方の端と他方の端のいずれか一方で発生し、前記特定面の長手方向に沿った前記重畳部（Ｒ）の長さ（ｃ）が、前記特定面の全長の１０％未満である場合、前記特定面の前記重畳部（Ｒ）を前記溶接部から除外することを特徴とする溶接部情報の自動生成方法。
2. 前記第２ステップにおいて、前記延長部（Ｅ）は、各部材の面からその面に垂直な方向に延長することにより形成することを特徴とする請求項１に記載の溶接部情報の自動生成方法。
3. 前記溶接部情報に溶接部の長さを含み、前記重畳部の長さを溶接部の長さとすることを特徴とする請求項１に記載の溶接部情報の自動生成方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法を実現するためのプログラムデータが記録されて、コンピュータのプロセッサによって読み取りおよび実行可能な記録媒体。
   
   

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