KR100915042B1 - 공작물의 곡면 정합 방법 - Google Patents

공작물의 곡면 정합 방법

Info

Publication number
KR100915042B1
KR100915042B1 KR1020070092638A KR20070092638A KR100915042B1 KR 100915042 B1 KR100915042 B1 KR 100915042B1 KR 1020070092638 A KR1020070092638 A KR 1020070092638A KR 20070092638 A KR20070092638 A KR 20070092638A KR 100915042 B1 KR100915042 B1 KR 100915042B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
measurement
curved
workpiece
dimensional shape
matching
Prior art date
Application number
KR1020070092638A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090027426A (ko
Inventor
권기연
이시열
박영준
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020070092638A priority Critical patent/KR100915042B1/ko
Publication of KR20090027426A publication Critical patent/KR20090027426A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100915042B1 publication Critical patent/KR100915042B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B71/00—Designing vessels; Predicting their performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B73/00—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms
    • B63B73/40—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms characterised by joining methods
    • B63B73/43—Welding, e.g. laser welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B73/00—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms
    • B63B73/50—Building or assembling vessels or marine structures, e.g. hulls or offshore platforms characterised by forming methods, e.g. manufacturing of curved blocks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
    • G05B19/4099—Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B2241/00—Design characteristics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00—Robots
    • Y10S901/30—End effector
    • Y10S901/44—End effector inspection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

본 발명은 공작물의 곡면 정합 방법에 관한 것으로, 선박 제작 등에 사용되는 곡판 부재 등과 같은 공작물에 대한 형상 계측을 위해 계측 데이터를 이용한 곡면 정합을 통해 곡판 부재에 대한 설계 곡면과 계측 곡면을 개선면을 기준으로 정합함으로써, 종래 기술에서 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 정확도가 떨어졌던 문제점을 해소하며, 곡가공 완료 후에 계측 데이터를 이용하여 절단선 마킹 작업을 위한 최적의 곡면 정합 방법을 제공하는 이점이 있다.

Description

공작물의 곡면 정합 방법{METHOD FOR MATCHING CURVED SURFACE OF WORKPIECE}
본 발명은 공작물의 곡면 정합에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박 제작 등에 사용되는 곡판 부재 등과 같은 공작물에 대한 형상 계측을 위해 계측 데이터를 이용한 곡면 모델링 후에 설계 곡면과 계측 곡면을 정합하는 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 선박의 외부 패널은 추진저항을 감소시켜 수중을 효율적으로 항해하도록 하기 위해 복잡한 비전개성 곡면을 가지는 약 10mm 내지 30mm 두께의 곡판 부재로 구성되며, 이러한 곡면의 외부 패널을 형성하기 위해서는 일반적으로 선형 가열이라고 하는 가공법을 통해 가스 버너 등을 이용하여 강판의 표면을 국부적으로 가열해서 발생되는 소성변형으로 인한 강판의 면외각변형 또는 면내수축변형을 통해 소망하는 형상으로 가공하고 있다.
또한, 위와 같이 가공된 선박의 곡판 부재 등과 같은 공작물에 대해서는 원하는 형태로 정확한 가공이 되었는지 여부에 대한 계측이 필요한데, 종래 이러한 선박의 곡판 부재의 계측 및 제작에는 줄자, 수공구, 나무재질의 상형곡형 등을 이용한 사람에 의한 계측이 수행되고 있다.
이러한 곡판 부재의 계측은 가공 완료 평가, 가열선 생성 및 가공이 완료된 후에 절단선 마킹 작업에 이용된다.
종래 기술에 의한 공작물 계측 기술에 의하면 선박 등의 제작에 사용되는 대형의 곡판 부재의 경우에는 수작업에 의존함에 따라 계측 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 계측 데이터의 정확도가 떨어지는 등 많은 문제점이 있다.
특히, 선박의 선수미 부분에 사용되는 곡판 부재는 그 형상이 더욱 다양하여 부위별로 사전 제작된 나무 재질의 상형곡형을 이용하여 가공 및 계측하는데, 상형곡형의 재질이 대부분 나무로 제작되며 원하는 곡면 형상 부재로의 정확한 가공을 위해 하나의 곡판 부재가 완성될 때까지 다수 번 반복적으로 사용됨에 따라, 주변 온도와 작업자의 관리 소홀 등과 같은 여러 가지 주변 요인에 의하여 소성변형이 일어나게 되어 형상 오차가 유발되는 등, 정확한 가공 및 계측에 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 선박 제작 등에 사용되는 곡판 부재 등과 같은 공작물에 대한 형상 계측을 위해 계측 데이터를 이용한 곡면 모델링 후에 설계 곡면과 계측 곡면을 정합하는 방법으로서, 특히 곡가공 완료 후에 계측 데이터를 이용하여 절단선 마킹 작업을 위한 최적의 곡면 정합 방법을 제공한다.
본 발명의 일 관점으로서 공작물의 곡면 정합 방법은, (a) 공작물에 대한 형상 계측을 수행하는 형상 계측 시스템에 의해 획득된 곡판 부재의 계측 데이터에 대해 곡면 모델링을 수행하는 단계와, (b) 상기 곡면 모델링에 의한 계측 곡면과 설계 곡면 사이의 개선면에 의한 차이에 따라 상기 계측 곡면을 확장시켜 상기 개선면을 복원하는 단계와, (c) 경계 곡선의 길이 및 곡량을 비교하여 상기 계측 곡면과 상기 설계 곡면을 근사 위치로 이동시켜 초기 정합하는 단계와, (d) 상기 계측 곡면과 상기 설계 곡면의 오차가 최소가 되도록 개선면을 기준으로 곡면 정합하는 단계를 포함한다.
바람직하기로, 상기 (a) 단계는, 상기 형상 계측 시스템으로서 정해진 레일을 따라 이동하는 멀티 레이저 비전 시스템이 장착된 겐트리 로봇(gantry robot)이 하부에 놓여지는 상기 곡판 부재에 대해 스캐닝(scanning)을 수행하여 3차원 형상 계측을 수행하는 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 의한 계측 데이터에 대해 상기 곡면 모델링을 수행하거나, 상기 형상 계측 시스템으로서 IGPS(Indoor GPS) 기술을 활용하여 상기 곡판 부재의 위치 좌표를 획득한 후에 이를 토대로 3차원 형상 계측을 수행하는 접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 의한 계측 데이터에 대해 상기 곡면 모델링을 수행한다.
바람직하기로, 상기 (b) 단계는, 상기 개선면의 길이와 두께 및 각도를 기준으로 이용해서 복원량을 결정한 후에 결정한 복원량만큼 상기 계측 곡면의 개선 영역에서 곡면을 확장시켜서 상기 개선면을 복원한다.
본 발명에서는 선박 제작 등에 사용되는 곡판 부재 등과 같은 공작물에 대한 형상 계측을 위해 계측 데이터를 이용한 곡면 정합을 통해 곡판 부재에 대한 설계 곡면과 계측 곡면을 개선면을 기준으로 정합함으로써, 종래 기술에서 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 정확도가 떨어졌던 문제점을 해소한다.
특히, 곡가공 완료 후에 계측 데이터를 이용하여 절단선 마킹 작업을 위한 최적의 곡면 정합 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 곡면 정합 방법이 적용될 수 있는 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 공작물의 곡면 정합 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 의해 획득된 곡판 부재 계측 데이터의 일 예,
도 4는 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 의해 획득된 곡판 부재의 계측 곡면과 설계 곡면의 차이를 보인 예,
도 5는 선박 제조 등에 사용되는 곡판 부재의 개선 타입을 보인 예,
도 6은 본 발명에 따른 곡면 정합 방법에서 개선 복원 과정을 보인 예,
도 7은 본 발명에 따른 곡면 정합 방법에서 초기 정합 과정을 보인 예,
도 8은 본 발명에 따른 곡면 정합 방법에서 곡면 정합 과정을 보인 예,
도 9는 본 발명에 따른 곡면 정합 방법에서 곡면 정합 과정을 좌표계로 나타낸 예,
도 10은 본 발명에 따른 곡면 정합 방법에서 반복 정합 과정을 보인 예.
<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>
403 : 설계 곡면
405 : 계측 곡면
407 : 개선면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 곡면 정합 장치가 적용될 수 있는 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템의 사시도이다.
도 1의 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템은, 정해진 레일(210)을 따라 이동하는 멀티 레이저 비전 시스템(202)이 장착된 겐트리 로봇(200)이 하부에 놓여지는 곡판 부재(206)에 대해 스캐닝을 수행하여 3차원 형상 계측을 수행한다.
피계측물인 곡판 부재(206)가 놓여지는 바닥 플레이트(plate)(208) 양측에 일정한 길이의 레일(rail)(210)이 형성되어 있으며, 레일(210)의 상부에는 레일(210)을 따라 전후로 이동할 수 있는 겐트리 형상의 로봇(200)이 형성된다.
겐트리 로봇(200)의 Y축 사각빔의 하부면에는 피계측물인 곡판 부재(206)의 3차원 형상을 스캐닝하기 위한 멀티 레이저 비전 시스템(202)이 Y축 사각빔을 따라 이동 가능하게 배치된다. 멀티 레이저 비전 시스템(202)은 레이저빔(205)을 출사하는 레이저빔 출사부(204)와 곡판 부재(206)에 조사되어 나타나는 레이저빔 영상을 촬영하는 CCD 카메라(도시되지 않음)로 구성되는 레이저 비전 시스템이 다수개가 조합된 레이저 비전 시스템을 의미하는 것으로, 위 3차원 형상 계측장치에서는 4개의 레이저 비전 시스템을 등간격으로 일렬 배치되도록 하여 상대적으로 면적이 큰 피계측물인 선박 등의 곡판 부재(206)를 3차원 스캐닝하는 데에도 어려움이 없도록 한다.
이러한 멀티 레이저 비전 시스템을 구비하는 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템에서는 레일(210) 사이의 바닥 플레이트(208) 상에 3차원 형상 계측이 필요한 피계측물, 즉 선박의 곡판 부재(206)가 놓여지는 경우 겐트리 로봇(200)이 레일(210)을 따라 전후로 이동하면서 겐트리 로봇(200)에 장착된 멀티 레이저 비전 시스템(202)에서 레이저빔을 이용하여 곡판 부재(206)의 3차원 형상을 스캐닝하고, 이와 같이 스캐닝된 영상 데이터를 통해 곡판 부재(206)의 3차원 형상을 계측하게 된다.
또한, 겐트리 로봇(200)의 Y축 사각빔의 중앙에는 곡판 부재(206)로의 가공이 필요한 1차 냉간가공 부재에 대해 원하는 곡면으로의 가공을 수행하기 위한 열가공 로봇(212)이 배치된다. 열가공 로봇(212)은 선박 등의 곡판 부재로 사용될 냉간가공 부재에 대해 선형 가열을 통해 원하는 모양의 곡판 부재(206)로의 가공을 수행하며, 필요에 따라서는 작업자에 의해 1차 가공된 곡판 부재(206)에 대한 3차원 형상 계측 결과에 기반하여 정확한 곡판 부재(206)로 형성시키기 위한 2차 가공을 수행할 수도 있다.
지금까지 설명한 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템은 본 발명에 따른 공작물의 곡면 정합 방법을 적용할 수 있는 일 실시예에 불과하다. IGPS 기술을 활용하여 곡판 부재의 위치 좌표를 획득한 후에 이를 토대로 3차원 형상 계측을 수행하는 접촉식 3차원 형상 계측 시스템에도 본 발명에 따른 공작물의 곡면 정합 방법을 적용할 수 있을 뿐만 아니라 어떠한 형상 계측 시스템이라 할지라도 곡판 부재의 계측 데이터가 제공되는 경우라면 본 발명에 따른 공작물의 곡면 정합 방법을 적용할 수 있다. 즉 이하에서도 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 본 발명에 따른 공작물의 곡면 정합 방법을 적용하는 경우를 설명하겠으나 이는 하나의 실시예에 불과한 것이다.
도 2는 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 의해 획득된 곡판 부재 계측 데이터를 이용한 곡면 정합 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 곡면 정합 방법은, 3차원 형상 계측 시스템에 의해 획득된 곡판 부재의 계측 데이터에 대해 곡면 모델링을 수행하는 단계(S301∼S303)와, 곡면 모델링에 의한 계측 곡면과 설계 곡면 사이의 개선면에 의한 차이에 따라 계측 곡면을 확장시켜 개선면을 복원하는 단계(S305)와, 경계 곡선의 길이 및 곡량을 비교하여 계측 곡면과 설계 곡면을 근사 위치로 이동시켜 초기 정합하는 단계(S307)와, 계측 곡면과 설계 곡면의 오차가 최소가 되도록 개선면을 기준으로 곡면 정합하는 단계(S309∼S311)를 포함한다.
이와 같은 본 발명에 의한 공작물의 곡면 정합 방법을 도 2 내지 도 9를 참조하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 도 3과 같이 3차원 형상 계측 시스템에 의해 획득된 곡판 부재(206)의 계측 데이터(401)에 대해 곡면 모델링을 수행하여 도 4와 같은 계측 곡면(405)을 획득한다(S301∼S303).
여기서, 곡판 부재(206)는 용접으로 조립을 하기 위해 개선면(모따기)(407)이 들어가 있으며, 개선면(407)은 곡판 부재(206)의 가공을 위한 선형 가열 이전에 생성하고, 가공 완료 후 여유 마진을 절단할 때에 개선면(407)을 절단하지 않는 것이 생산성이 더 좋다. 따라서 도 4와 같이 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)은 개선면(407)에 의한 차이를 가지며, 이러한 개선면(407)에 의한 차이를 보상하기 위해서는 계측 곡면(405)을 개선면에 대응하는 길이(409)만큼 복원할 필요가 있다.
개선면의 타입(type)은 도 5에 나타낸 바와 같이 여러 가지의 형태가 있으며, 개선면(407)의 길이와 두께 및 각도를 기준으로 이용해서 복원량을 결정한 후에 결정한 복원량만큼 계측 곡면(405)의 개선 영역에서 곡면을 확장시켜서 개선면(407)을 복원한다(S305). 도 6은 개선면 복원 이전과 개선면 복원 이후의 계측 곡면을 나타내고 있다.
그리고, 도 7과 같이 경계 곡선의 길이 및 곡량을 비교하여 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)을 근사 위치로 이동시켜 초기 정합한다. 이후 수행할 곡면 정합 과정은 초기 위치에 따라 최적 해에 수렴하지 못하고 로컬(local) 해로 수렴하는 경우가 나타날 수 있기에 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)을 근사 위치로 이동시켜서 이후 수행할 곡면 정합 과정의 정확도를 향상시키는 것이다(S307).
다음으로, 도 8 및 도 9와 같이 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)의 오차가 최소가 되도록 개선면을 기준으로 곡면 정합한다. 즉 절단면을 최소화하고 생산성을 높이기 위해 개선면(407)을 기준으로 곡면 정합한다. 다시 말하면 구속 조건을 개선면(407) 기준으로 준 곡면 정합을 수행한다(S309). 도 8과 같이 가공 중인 곡판 부재는 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)이 하나의 에지에서만 일치한다. 따라서 개선면이 두 곳에서 주어졌을 때 이를 모두 고려할 수는 없고, 하나의 개선면만을 기준으로 곡면 정합을 하는 것이 필요하다. 단계 S311은 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)의 오차가 최소가 되는 위치로 자동으로 찾아가는 곡면 정합에 있어서 1회에 완전한 곡면 정합이 이루어지지 않으므로 여러 번을 반복하여 수행한다는 것을 의미한다.
크기변환이 없는 일반적인 곡면 정합 방법은 회전 변수 3개와 이동 변수 3개, 즉 6개의 미지수가 존재한다. 그러나 곡가공에서 적합한 곡면 정합 방법은 도 9와 같이 3개의 변수로 정의할 수 있다. 우선 계측 곡면에 대한 프린시플 애시스(principle axis)를 계산한 후, 도 9와 같이 로컬 좌표(local coordinate)를 기준으로 x방향 회전, y방향 회전, z축 이동에 대한 3가지 변수로 정의한다.
이러한 정합 과정을 수식으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같다.
여기서, p'는 이동 후의 점, p는 이동 전의 점(설계 곡면 위의 점)이며, s는 스케일링 값으로서 여기서는 크기 변화가 없으므로 항상 1이고, R은 회전 행렬 변수로서 변수 x,y,z 방향 회전 각도로 3개의 회전 변수이며, T는 이동 행렬 변수로서 x,y,z 이동 변위로 3개의 이동 변수이다.
계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)에 대해 오차가 최소가 되게 정합하는 것은 아래의 수학식 2가 최소값이 되도록 R, T에 해당하는 변수를 찾으면 된다.
여기서, 는 에서 가장 가까운 계측 곡면 위의 점을 의미한다.
본 발명에서는 R에 해당하는 z축 회전 변수가 제거됨과 아울러 T에 해당하는 x, y축 이동이 제거됨으로, 즉 위 수학식 2에서 이 값을 최소로 하는 변수 3개를 찾으면 된다.
한편, 곡판 부재(206)에 개선면이 없는 경우에는 단계 S305의 개선 복원 과정은 생략되며, 단계 S309 및 S311의 곡면 정합 과정에서 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)의 오차가 최소가 되는 하나의 에지면을 기준으로 곡면 정합을 수행한다.
도 10은 본 발명에 의한 곡면 정합 방법에 따라 개선면 기준으로 곡면 정합을 수행함에 있어서 작업자가 정합 위치를 조절할 수 있다는 것을 보여준다. 계측 곡면(405)과 설계 곡면(403)을 정합 후에 결과를 2D 뷰어 프로그램을 이용하여 나타내며, 작업자는 이를 이용해서 정합 위치를 중심, 경계1, 경계2 등과 같이 변경할 수 있다. 또한 이에 따른 Z-맵(map) 결과(Z축 방향의 오차)를 확인할 수 있다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

Claims (4)

  1. (a) 공작물에 대한 형상 계측을 수행하는 형상 계측 시스템에 의해 획득된 곡판 부재의 계측 데이터에 대해 곡면 모델링을 수행하는 단계와,
    (b) 상기 곡면 모델링에 의한 계측 곡면과 설계 곡면 사이의 개선면에 의한 차이에 따라 상기 계측 곡면을 확장시켜 상기 개선면을 복원하는 단계와,
    (c) 경계 곡선의 길이 및 곡량을 비교하여 상기 계측 곡면과 상기 설계 곡면을 근사 위치로 이동시켜 초기 정합하는 단계와,
    (d) 상기 계측 곡면과 상기 설계 곡면의 오차가 최소가 되도록 개선면을 기준으로 곡면 정합하는 단계
    를 포함하는 공작물의 곡면 정합 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 형상 계측 시스템으로서 정해진 레일을 따라 이동하는 멀티 레이저 비전 시스템이 장착된 겐트리 로봇(gantry robot)이 하부에 놓여지는 상기 곡판 부재에 대해 스캐닝(scanning)을 수행하여 3차원 형상 계측을 수행하는 비접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 의한 계측 데이터에 대해 상기 곡면 모델링을 수행하는
    공작물의 곡면 정합 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 형상 계측 시스템으로서 IGPS(Indoor GPS) 기술을 활용하여 상기 곡판 부재의 위치 좌표를 획득한 후에 이를 토대로 3차원 형상 계측을 수행하는 접촉식 3차원 형상 계측 시스템에 의한 계측 데이터에 대해 상기 곡면 모델링을 수행하는
    공작물의 곡면 정합 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 개선면의 길이와 두께 및 각도를 기준으로 이용해서 복원량을 결정한 후에 결정한 복원량만큼 상기 계측 곡면의 개선 영역에서 곡면을 확장시켜서 상기 개선면을 복원하는
    공작물의 곡면 정합 방법.
KR1020070092638A 2007-09-12 2007-09-12 공작물의 곡면 정합 방법 KR100915042B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070092638A KR100915042B1 (ko) 2007-09-12 2007-09-12 공작물의 곡면 정합 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070092638A KR100915042B1 (ko) 2007-09-12 2007-09-12 공작물의 곡면 정합 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090027426A KR20090027426A (ko) 2009-03-17
KR100915042B1 true KR100915042B1 (ko) 2009-09-02

Family

ID=40695045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070092638A KR100915042B1 (ko) 2007-09-12 2007-09-12 공작물의 곡면 정합 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100915042B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210085165A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 (주)서영 대면적 배터리 케이스 변형검사 및 교정 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101271624B1 (ko) * 2011-03-11 2013-06-11 삼성중공업 주식회사 곡블록 내부재 취부 시스템 및 그 방법
CN114396885A (zh) * 2021-12-21 2022-04-26 浙江省计量科学研究院 基于线阵传感器法的大型曲面重构装置与检测方法
CN115035246A (zh) * 2022-06-07 2022-09-09 广州黄船海洋工程有限公司 一种扭曲面板的展开方法及其测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11230746A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Hitachi Zosen Corp 移動体の位置検出設備
KR20040074200A (ko) * 2003-02-17 2004-08-23 조승국 인라인 스케이트
KR20070070733A (ko) * 2005-12-29 2007-07-04 삼성중공업 주식회사 곡판 부재 계측 장치
KR100750897B1 (ko) * 2006-09-26 2007-08-22 삼성중공업 주식회사 실내 위치측정시스템을 이용한 3차원 측정 시스템 및리스케일 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11230746A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Hitachi Zosen Corp 移動体の位置検出設備
KR20040074200A (ko) * 2003-02-17 2004-08-23 조승국 인라인 스케이트
KR20070070733A (ko) * 2005-12-29 2007-07-04 삼성중공업 주식회사 곡판 부재 계측 장치
KR100750897B1 (ko) * 2006-09-26 2007-08-22 삼성중공업 주식회사 실내 위치측정시스템을 이용한 3차원 측정 시스템 및리스케일 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210085165A (ko) * 2019-12-30 2021-07-08 (주)서영 대면적 배터리 케이스 변형검사 및 교정 장치
KR102356141B1 (ko) * 2019-12-30 2022-01-27 (주)서영 대면적 배터리 케이스 변형검사 및 교정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090027426A (ko) 2009-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109489580B (zh) 一种航空发动机叶片表面加工的在机点云检测及补偿方法
Wang et al. A mobile robotic measurement system for large-scale complex components based on optical scanning and visual tracking
EP2446223B1 (en) Information processing apparatus, information processing method, and corresponding program
EP1955108B1 (en) System for projecting flaws and inspection locations and associated method
Yin et al. Development and calibration of an integrated 3D scanning system for high-accuracy large-scale metrology
JP5001330B2 (ja) 曲面部材計測システム及び方法
KR20090004192A (ko) 곡형 부재 가공 완성도 평가 시스템 및 그 방법
KR100915042B1 (ko) 공작물의 곡면 정합 방법
KR100976597B1 (ko) 비접촉 계측 시스템의 캘리브레이션 장치
TW202032093A (zh) 自動研磨系統
JP5095531B2 (ja) 曲形部材の加工完成度評価システム及びその方法
WO2017017054A1 (en) System and method for laser processing
KR100907763B1 (ko) 공작물의 곡면 모델링 방법
Cornelius et al. Hybrid manufacturing of Invar mold for carbon fiber layup using structured light scanning
JP2015045571A (ja) 隙間段差計測装置及び方法
Mehdi-Souzani et al. Scan planning strategy for a general digitized surface
KR20090017748A (ko) 비접촉식 3차원 형상 계측장치에서 피계측물 스캐닝 방법
JP2015007639A (ja) 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
JP4863006B2 (ja) ３次元形状測定方法
WO2014096412A2 (en) Method for determining the workpiece location
Hiekata et al. Development and Case Studies of Accuracy Evaluation System for Curved Shell Plates by Laser Scanner.
KR20090046562A (ko) 곡판 부재의 3차원 형상 계측 방법
KR100903900B1 (ko) 멀티 레이저 비전 시스템의 얼라인 방법 및 장치
CN112719632A (zh) 定位切割方法、装置以及切割设备
JPH07210230A (ja) 力制御ロボットによるパイプ表面の倣い制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120802

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130801

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160801

Year of fee payment: 8