KR101057751B1 - 프로펠러 형상 측정시스템 및 그 측정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로펠러의 다양한 측정 항목을 정밀하게 측정함과 더불어 그 측정과 연계하여 측정계획, 결과분석, 후공정의 작업지시 등과 같은 전과정에 대한 공정절차를 시스템화한 프로펠러 형상 측정시스템 및 그 측정방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 프로펠러 형상 측정시스템은 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성모듈; 상기 측정위치좌표 생성모듈에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 프로펠러의 각 측정 항목를 측정하는 측정유닛; 상기 측정유닛 측에 접속되어 상기 측정유닛의 작동을 제어하는 제어유닛; 상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성모듈; 및 상기 측정성적서 생성모듈에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성모듈;을 포함한다.

Description

프로펠러 형상 측정시스템 및 그 측정방법{SYSTEM AND METHOD FOR DIMENSIONAL MEASUREMENT OF A PROPELLER}
본 발명은 프로펠러 형상을 측정하기 위한 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프로펠러의 다양한 형상 인자를 정밀하게 측정함과 더불어 그 측정과 연계하여 측정계획, 결과분석, 후공정의 작업지시 등과 같은 전과정에 대한 공정절차를 시스템화한 프로펠러 형상 측정시스템 및 그 측정방법에 관한 것이다.
프로펠러는 하나의 보스에 여러 개의 날개가 3차원적 형상변화를 갖고 부착된 구조이고, 프로펠러의 형상을 결정하는 피치는 보스에서 일정한 반경방향으로의 길이변화에 대한 높이방향의 편차로 표현할 수 있다. 즉, 일반적으로 피치는 단위 회전운동이 직선운동으로 변환되는 길이 이동량의 상관관계로 표현되나 프로펠러의 피치는 프로펠러의 회전 시 프로펠러가 진행되는 길이 방향의 값으로 규정되어 있으며, 이는 하나의 보스에 부착된 여러 개의 날개가 동일한 반경방향에서 동일한 수치를 가지고 있어야 한다.
상기와 같이 프로펠러의 형상은 선박의 성능을 결정하는 중요한 인자로서 그 형상오차에 의해 선박의 추진력과 소요 동력의 손실여부가 차이가 날 수 있으므로 최적의 형상으로 설계되고 제작되어야 한다. 따라서 제작과정에서 설계된 형상과의 오차를 측정하는 장치는 필수적으로 필요하다. 또한 선박용 프로펠러를 설계함에 있어 프로펠러의 성능 및 캐비테이션에 가장 큰 영향을 주는 것이 피치분포이며, 현재까지 개발된 이론적, 수치적으로 제시되는 피치분포는 이론적 한계 등으로 그대로 사용될 수 없으며, 설계자의 경험이나 반복적인 실험에 의한 측정에 의해 형상이 설계되어 왔다.
한편, 프로펠러 내의 피치 측정 위치를 스테이션이라 하고, 프로펠러의 한 날개 중 프로펠러가 회전할 경우 수면과 먼저 닿는 가장자리를 리딩 에지라 하며, 프로펠러의 한 날개 중 프로펠러가 회전할 경우 수면에 나중에 닿는 가장자리 즉 리딩 에지의 반대편 가장자리를 트레일링 에지라 한다.
선박에서 최소의 마력으로 최대의 추진력을 내고 피치와 날개깃의 크기를 알맞게 조절하기 위해 프로펠러 피치를 측정하는데 피치를 측정하는 과정은, 피치 계산 시트를 기준으로, 일반적으로 각 날개별로 프로펠러 최대반경의 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 0.95배 되는 반경들에 대해 설계정보에서 제공하는 스테이션 위치에 대한 높이를 측정하는 과정이다. 피치 이외에 프로펠러 형상에 대한 공차를 평가하는 항목으로는 프로펠러 팁에 해당되는 최대반경까지의 거리인 날개 반경과 각 반경별로 날개 양쪽 끝점의 위치를 측정하여 산출되는 코드 길이, 보스 상부의 기준평면에서 수직 높이를 측정하는 레이크, 날개별 분할되어 있는 각도 등이 있다.
한편, 국내특허출원 제10-2002-60865호(이하, '선행기술'이라 함)에는 프로펠러 스테이션의 겹침 여부를 육안으로 판단함으로써 오류 또는 작업 미숙으로 인한 작업손실을 방지하고 측정의 신뢰도를 높이며 작업능률을 향상시킬 수 있는 프로펠러 피치 자동 측정 방법을 제공하는 기술이 개시되어 있다.
상기의 선행기술은 프로펠러 피치의 기준이 되는 피치 계산 시트의 스테이션 위치 정보를 추출하여 재배열하고, 피치 측정에 필요한 정보를 장비 제어기에 전달하여 전달된 정보를 기준으로 기계를 움직여 측정하여 측정한 값을 받아 피치 계산 시트의 스테이션 위치정보와 비교 검토하도록 한다. 그리고, 장비 제어기에 전달된 스테이션 위치정보에서 프로펠러가 스테이션이 겹치는 부분을 판단하여 이를 분리하고 우선 겹치치 않는 스테이션에 대해서 아래 순서대로 측정한다.
선행기술의 측정순서는 0.8R의 트레일링 에지에서 시작하여 0.8R의 리딩 에지까지 측정하고, 그 후에 0.95R의 리딩 에지로 이동하여 측정하며, 0.95R의 리딩 에지에서 0.95R의 트레일링 에지 방향으로 측정을 하고, 최대반경 R 지점 팁(tip) 위치의 한 스테이션을 측정하며, 0.8R의 트레일링 에지로 이동하여 측정한 후부터 각 반경별로 측정을 하고 반경이 변할 때에는 그 이전 반경에서 끝난 에지와 동일한 에지에서 시작하는 방식을 취하여 최종적으로 0.3R의 트레일링 에지에서 해당 날개의 측정을 완료한다. 그리고, 겹치지 않은 스테이션의 측정이 완료되면 겹치는 스테이션에 대한 측정을 수행하고 측정된 좌표값을 사용자가 출력하는 과정으로 이루어진다.
이와 같이, 선행기술은 프로펠러의 피치를 측정함에 있어서 겹치는 스테이션과 겹치지 않는 스테이션으로 구분지어 각각의 스테이션을 정밀하게 측정함으로써 피치 측정의 신뢰도 및 작업능률의 향상을 구현한 장점이 있었다.
한편, 프로펠러의 측정 항목에는 피치 이외에도 반경, 레이크, 시위길이, 날개분할각도, 두께 등과 같은 다양한 측정 항목을 가지고 있다. 그런데, 선행기술은 프로펠러의 피치를 정밀하게 측정할 수 있지만, 그외 다른 형상 항목 예컨대, 반경(radius), 레이크(rake), 시위길이(chord length), 날개분할각도(location), 두께(thickness) 등과 같은 다양한 측정 항목을 측정할 수 없어 프로펠러 형상의 측정 정밀도를 향상시키는 데 한계가 있었다.
또한, 선행기술은 프로펠러의 피치 측정과 관련한 선행 또는 후행 작업공정예컨대, 측정계획, 결과분석, 후공정의 작업지시 등과 같은 전과정에 대한 공정절차의 연계성이 저하되어 보다 정밀한 프로펠러 측정의 신뢰도 내지 작업효율성을 향상시키는데 한계를 가진 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 피치뿐만 아니라 반경, 레이크, 시위길이, 날개분할각도, 두께 등과 같은 프로펠러의 다양한 측정 항목을 정밀하게 측정함으로써 프로펠러 형상 측정에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 프로펠러 형상 측정시스템 및 그 측정방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 프로펠러의 형상 측정과정과 관련한 선행 및 후행 작업공정의 전과정에 대한 공정절차를 정립함으로써 작업공정의 시스템화에 의해 측정결과에 대한 신뢰성과 작업 효율성을 향상시키고, 선후행 연계 생산/관리 절차를 효과적으로 확립할 수 있는 프로펠러 형상 측정시스템 및 그 측정방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 프로펠러 형상 측정시스템으로, 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성모듈; 상기 측정위치좌표 생성모듈에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 측정유닛; 상기 측정유닛 측에 접속되어 상기 측정유닛의 작동을 제어하는 제어유닛; 상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성모듈; 및 상기 측정성적서 생성모듈에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정위치좌표 생성모듈은 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 측정위치좌표를 생성하고, 상기 측정위치좌표를 상기 제어유닛에 적합한 프로그램 코드로 변환하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 측정성적서 생성모듈은 상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출하고, 산출된 오차를 정의된 성적서 양식에 따라 측정성적서를 생성한 후에 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 재가공정보 생성모듈은 상기 측정성적서 생성모듈에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 공차범위의 초과위치를 자동 분류하고, 해당 위치별 피치 및 두께의 측정값들을 분석한 후에 재가공정보를 산출하며, 상기 재가공정보를 이용하여 재가공작업 지시서를 생성 및 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 측정유닛은, 프로펠러의 보스 측에 분리가능하게 장착되는 고정구조물, 상기 고정구조물의 상부에 회전가능하게 설치된 회전구조물, 상기 회전구조물 측에 비대칭적으로 수평하게 설치된 붐, 상기 붐의 일측에 수평방향으로 이동가능하게 설치된 수평이동체, 상기 수평이동체에 대해 개방형 가이드구조를 통해 수직방향으로 이동가능하게 설치된 수직이동체, 상기 수직이동체의 하단에 설치된 센서부, 및 상기 고정구조물의 하단에 설치되어 보스의 상면높이를 측정하는 보스높이 측정용 지그를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 개방형 가이드구조는 상기 수평이동체에 설치된 하나 이상의 가이드블록을 포함하고, 상기 가이드블록은 일측으로 개방된 하나 이상의 가이드홈을 가지며, 상기 수직이동체가 상기 가이드블록의 가이드홈을 따라 안내가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드홈은 그 좌우 측벽에 한 쌍의 볼록부가 대칭적으로 형성되고, 상기 수직이동체의 좌우 양측에는 가이드홈의 볼록부에 대응하는 한 쌍의 오목부가 대칭적으로 형성되며, 상기 수직이동체의 오목부가 상기 가이드홈의 볼록부를 따라 안내되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정구조물의 상면에는 적어도 한 쌍의 러그가 대칭적으로 설치되고, 각 러그에는 크레인용 와이어의 고리가 연결되며, 상기 회전구조물의 상부 외주면에는 복수의 와이어 가이드부재가 대칭적으로 설치되고, 상기 각 와이어 가이드부재는 크레인용 와이어가 통과하면서 가이드되는 가이드홈을 가지며, 상기 가이드홈의 단부는 외측으로 개방되는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드홈의 개방된 단부에는 개폐형 안전고리가 개폐가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 프로펠러 형상 측정시스템은, 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성모듈; 상기 측정위치좌표 생성모듈에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 각 날개별 기준위치를 측정하고, 상기 각 날개별 기준위치를 기준으로 측정조건을 조성한 후에 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 측정유닛; 및 상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하고, 상기 측정성적서에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하여 후공정작업을 지시는 후공정작업 지시모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정유닛은 프로펠러에 대해 수평방향으로 이동하는 수평이동체, 상기 프로펠러에 대해 수직방향으로 이동하는 수직이동체, 및 상기 수직이동체의 하단에 구비된 센서부를 포함하고, 상기 수직이동체는 상기 수평이동체에 대해 개방형 가이드구조를 통해 수직방향으로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 프로펠러 형상측정방법은, 프로펠러의 형상에 대한 측정계획을 수립하는 측정계획 수립단계; 측정유닛에 의해 상기 측정계획에 따라 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 프로펠러 형상 측정단계; 상기 측정결과에 따라 측정 항목별로 오차를 산출하여 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성단계; 및 상기 측정성적서의 오차가 공차범위를 만족하는지 분석한 후에 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 측정계획 수립단계는 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 프로펠러 형상의 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하고, 상기 측정위치좌표를 프로그램 코드로 변환하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로펠러 형상 측정단계는 상기 프로그램 코드를 상기 측정유닛 측으로 업로드(upload)하고, 프로펠러의 각 날개 별로 기준위치를 측정하며, 프로펠러의 어느 하나의 기준 날개를 "0°"로 하여 나머지 날개들의 분할 각도를 측정하고, 각 기준위치의 좌표값을 이용하여 프로펠러와 측정유닛의 좌표계를 일치시키도록 정렬시키고, 상기 측정유닛에 의해 프로펠러 형상의 측정을 항목별로 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 좌표계 정렬은 측정좌표계의 C(회전축)-X(반경방향축) 평면을 프로펠러의 보스와 평행이 되도록 각 날개의 기준위치 측정값에서 높이값(Z축) 평균을 산출하여 이를 측정좌표계의 C-X 평면으로 설정하는 보정과정을 수행하고, 회전축의 중심 정렬을 위하여 각 날개별 기준위치 측정값에서 반경방향거리값(X축)을 이용하여 회전중심좌표를 산출하여 측정좌표계의 중심위치를 확인하는 보정작업을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 좌표계 정렬 후에 레이크의 기준값으로 반영될 보스의 상면 높이를 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로펠러 형상의 측정은 상기 프로펠러의 각 날개의 앞면(pressure side) 및 배면(suction side)에 대한 피치(pitch), 레이크(rake), 시위길이(chord length), 및 반경을 개별적으로 측정하고, 상기 측정된 앞면과 배면의 피치 측정결과를 이용하여 각 날개의 두께값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 측정성적서 생성단계는, 상기 프로펠러 형상 측정단계에서 측정된 측정결과를 측정성적서 생성모듈로 다운로드하고, 측정 항목별로 결과분석을 통한 오차를 산출하여 오차분석하며, 상기 오착분석을 정의된 성적서 양식에 따라 측정 성적서를 생성 및 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 재가공정보 생성단계는, 상기 측정성적서의 오차분석을 판단하여, 오차분석이 공차범위를 만족하면 측정공정을 종료하고, 오착분석이 공차범위를 만족하지 못할 경우는 공차범위 초과 위치를 자동 분류하며, 분류된 초과위치에 따라 해당 위치별 피치 측정결과와 두께값들을 분석하고, 상기 분석에 따라 재가공량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 재가공량의 산출은 피치의 측정위치 좌표값들을 이용한 곡면 피팅(surface fitting)을 통해 설계정보에 가장 근접한 최적곡면을 생성하고, 상기 측정위치별 측정값과의 오차(높이 방향 오차값과 곡면에 법선방향 오차값을 산출)를 분석하며, 위치별 측정두께값을 입력하여 모델링된 곡면 상에서의 두께값과 측정된 두께값의 차이를 비교하여 그 측정된 두께값이 공차범위를 만족하는지 여부를 판단하여 재가공량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 프로펠러 형상 측정방법은, 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성단계; 상기 측정위치좌표 생성모듈에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 각 날개별 기준위치를 측정하고, 상기 각 날개별 기준위치를 기준으로 프로펠러와 측정유닛의 좌표계를 정렬하여 측정조건을 조성한 후에 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 프로펠러 형상 측정단계; 상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성단계; 및 상기 측정성적서에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 기준위치의 측정을 통한 프로펠러와 측정유닛의 좌표계 정렬단계를 통해 정확한 측정 조건을 구비함으로써 측정오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 측정계획 단계에서 자동 생성된 측정위치정보를 바탕으로 정의된 측정방법과 절차에 따라 시스템화된 측정공정절차를 수행함으로써 인적 오류를 방지할 뿐만 아니라 정확하고 신뢰성 있는 결과를 획득할 수 있으며, 또한 자동 및 반자동 측정을 통하여 측정작업 시간 및 생산 효율성 또한 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 날개 양면에 대한 피치의 측정을 자동화공정을 통해 수행함으로써 별도의 장비로 측정하던 두께값까지 획득할 수 있으며, 이러한 측정결과를 자동으로 분석하고 측정성적서를 생성할 수 있고, 그 결과를 바탕으로 정량적인 재가공 정보를 산출할 수 있어 후공정 연계정보 생산으로 품질 향상 및 공정의 고도화를 도모할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 형상 측정시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 변형 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 화살표 B방향에서 바라본 측면도이다.
도 5는 도 1의 화살표 C방향에서 바라본 측면도로서, 측정유닛에 러그 및 크레인용 와이어가 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 화살표 D방향에서 바라본 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 형상 측정방법을 도시한 공정도이다.
도 8은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 프로펠러 형상 측정방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명에 의해 측정되는 프로펠러를 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에서 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 형상 측정시스템을 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프로펠러 형상 측정시스템은 프로펠러(1)의 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성모듈(10)과, 이 측정위치좌표 생성모듈(10)에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 프로펠러(1)의 형상을 측정하는 측정유닛(30)과, 이 측정유닛(30) 측에 접속된 제어부(20)와, 측정유닛(30)에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성모듈(50)과, 이 측정성적서 생성모듈(50)에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성모듈(60)을 포함한다.
측정위치좌표 생성모듈(10)은 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 프로펠러 형상의 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하도록 구성된다. 특히, 측정위치좌표 생성모듈(10)은 측정위치좌표를 측정유닛(30)의 제어유닛(20)에 적합한, 즉 제어유닛(20)에서 인식 가능한 프로그램 코드로 변환하고, 측정위치좌표 생성모듈(10)은 프로그램 코드를 생산품질 관리를 위한 측정정보와 검사를 위한 측정정보로 분리하며, 해당 프로펠러의 특성에 따라 날개 갯수, 측정의 필요 반경, 측정 순서 등을 정의할 수 있다. 생산품질관리를 위한 측정은 설계정보에 주어진 모든 위치에 대한 측정을 수행하는 것이고, 검사를 위한 측정은 각 형상정보별로 특정위치에 대해서만 측정을 수행하는 샘플검사를 의미한다. 이와 같이, 측정위치좌표 생성모듈(10)은 프로펠러의 측정계획을 수립하기 위한 구성이다.
측정유닛(30)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프로펠러(1)의 보스(2)측에 분리가능하게 장착되는 고정구조물(31)과, 이 고정구조물(31)의 상부에 회전가능하게 설치된 회전구조물(32)과, 이 회전구조물(32) 측에 비대칭적으로 수평하게 설치된 붐(33)과, 이 붐(33)의 일측에 수평방향으로 이동가능하게 설치된 수평이동체(34)와, 이 수평이동체(34)에 대해 개방형, 즉 비관통형 가이드구조(40)를 통해 수직방향으로 이동가능하게 설치된 수직이동체(35)와, 이 수직이동체(35)의 하단에 설치된 센서부(36)를 포함한다.
고정구조물(31)은 프로펠러(1)의 보스(2)측에 분리가능하게 장착되어 측정장치의 회전 기준을 설정한다.
고정구조물(31)의 하단에는 보스(2)의 상면높이를 측정하기 위한 보스높이 측정용 지그(38)가 설치되고, 이러한 보스높이 측정용 지구(38)는 수평바 형태로 구성될 수 있다.
회전구조물(32)은 고정구조물(31)의 상부에 회전가능하게 설치되고, 회전구조물(32)의 상부에는 러그(미도시)가 설치될 수 있으며, 이러한 러그(미도시) 측에 크레인 와이어(미도시)가 연결되어 본 장치의 인양 및 이동을 용이하게 수행할 수도 있다.
대안적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 고정구조물(11)의 상면에는 적어도 한 쌍의 러그(46)가 대칭적으로 설치되고, 각 러그(46)에는 크레인용 와이어(49)의 고리(49a)가 연결된다. 그리고, 회전구조물(32)의 상부 외주면에는 복수의 와이어 가이드부재(48)가 대칭적으로 설치된다. 각 와이어 가이드부재(48)는 크레인용 와이어(49)가 통과하면서 가이드되는 가이드홈(48a)을 가지고, 가이드홈(48a)의 단부는 외측으로 개방된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 가이드홈(48a)의 개방된 단부에는 개폐형 안전고리(48b)가 개폐가능하게 설치될 수 있고, 이 개폐형 안전고리(48b)에 의해 크레인용 와이어(49)는 가이드홈(48a)으로부터 이탈됨이 방지될 수 있다. 이에, 고정구조물(31)의 러그(46)측에 크레인에서 수직 하방으로 인출된 크레인용 와이어(49)의 고리(49a)가 연결되고, 각 크레인용 와이어(49)는 회전구조물(32)의 와이어 가이드부재(48)를 통과함에 따라 수직방향으로 정밀하게 안내된다.
이러한 러그(46) 및 와이어 가이드부재(48)의 대칭적인 배치구조에 의해, 크레인용 와이어(49)들이 고정구조물(31)의 상면에 대칭적으로 연결됨으로써 측정유닛(30)은 크레인에 의한 이동 내지 인양 시에 균형성이 확보될 수 있고, 이에 크레인에 의한 인양 시의 조정작업에 대한 안정성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
붐(33)은 회전구조물(32)측에 비대칭적으로 수평하게 연장되어 설치되고, 회전구조물(32)의 회전에 연동하여 함께 회전하도록 구성된다. 특히, 붐(33)은 회전구조물(32)을 기준으로 일측(33a)이 타측(33b) 보다 길게 연장된 구조로 이루어진다.
수평이동체(34)는 붐(33)의 일측(33a, 상대적으로 길게 연장된 부분)에 수평방향으로 이동가능하게 설치된다. 그리고, 붐(33)의 타측(33b, 상대적으로 짧게 연장된 부분)에는 붐(33)의 무게 균형을 유지하기 위한 웨이트밸런스(37)가 수평방향으로 이동가능하게 설치된다. 이에 수평이동체(34)가 붐(33)의 일측(33a)을 따라 이동함에 연동하여 웨이트밸런스(37)가 붐(33)의 타측부(33b)을 따라 이동함으로써 붐(33)의 무게 중심을 회전구조물(32)의 중심축과 일치시킨다.
수직이동체(35)는 길이방향으로 길게 연장된 구조로 구성되고, 수평이동체(34)에 대해 개방형, 즉 비관통형 가이드구조(40)를 통해 수직방향으로 이동가능하게 설치된다.
센서부(36)는 수직이동체(45)의 하단에 설치되고, 프로펠러(1)의 형상 측정 시에 날개(3)의 측정포인트에 대한 피치 측정을 위한 레이저센서(미도시) 및 마킹작업을 위한 마킹유닛(미도시) 등을 구비할 수 있다. 레이저센서(미도시)는 날개(3)와 일정거리로 이격된다.
이러한 구성에 의해, 센서부(36)는 회전구조물(32)의 회전에 의해 프로펠러(1)의 회전방향으로 회전하고, 센서부(36)는 수평이동체(34)의 수평이동에 의해 프로펠러(1)의 반경방향으로 이동할 수 있으며, 센서부(36)는 수직이동체(35)의 수직이동에 의해 프로펠러(1)의 높이방향으로 이동할 수 있다. 즉, 센서부(36)는 프로펠러(1)의 회전방향, 반경방향, 높이방향 운동을 용이하게 구현함에 따라 프로펠러(1)의 형상 측정을 용이하게 할 수 있다.
한편, 수직이동체(35)는 도 2에 도시된 바와 같이, 수평이동체(34)에 대해 개방형, 즉 비관통형 가이드구조(40)를 통해 수직방향으로 안내되도록 설치된다. 본 명세서에서 개방형 혹은 비관통형이라는 표현은, 수평이동체(34)가 수직이동체(35)를 원주방향에 있어서 완전히 둘러싸지 않고 부분적으로만 감싸며, 수직이동체(35)의 일부가 수평이동체(34)의 외부에 노출되도록 구성되어 있다는 것을 의미한다.
개방형 가이드구조(40)는 수평이동체(34)에 설치된 하나 이상의 가이드블록(41)을 포함하고, 가이드블록(41)은 일측으로 개방된 하나 이상의 가이드홈(42)을 가진다.
도 2의 실시예에 따르면, 가이드홈(42)은 수직이동체(35)의 일부를 감싸면서 수직이동체(35)의 슬라이딩이동을 지지하도록 구성된다. 특히, 가이드홈(42)은 그 좌우 측벽에 한 쌍의 볼록부(42a)가 대칭적으로 형성되고, 수직이동체(35)의 좌우 양측에는 가이드홈(42)의 볼록부(42a)에 대응하는 한 쌍의 오목부(35a)가 대칭적으로 형성되며, 이에 수직이동체(35)의 오목부(35a)가 가이드홈(42)의 볼록부(42a)를 따라 안내된다.
다른 실시예에 따르면, 본 발명의 측정유닛(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 수직이동체(35)의 정밀한 수직이동을 안정적으로 지지하도록 가이드블록(41)측에 복수의 가이드홈(42, 43)을 구비하고, 가이드홈(42, 43)의 갯수에 대응하여 수직이동체(35)에는 복수의 가이드돌기(44, 45)를 가진다. 이에 수직이동체(35)의 수직 이동시에 휨이나 진동의 영향을 줄여 측정오차를 저감할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 각 가이드홈(42, 43)의 양측에는 한 쌍의 볼록부(42a, 43a)가 대칭적으로 각각 형성되고, 가이드돌기(44, 45)에는 볼록부(42a, 43a)에 대응하는 한 쌍의 오목부(44a, 45a)가 대칭적으로 각각 형성된다. 이에, 각 가이드돌기(44, 45)의 오목부(44a, 45a)가 가이드홈(42, 43)의 볼록부(42a, 43a)를 따라 안내된다.
그리고, 가이드블록(41)은 도 4에 도시된 바와 같이 복수개로 구성되고, 수평이동체(34)측에 수직방향으로 일렬 배치될 수 있다. 이에, 수직이동체(35)의 수직방향 이동이 보다 정밀하게 지지 및 안내될 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 수직이동체(35)에 오목부(35a, 45a)가 형성되고 가이드블록(41)의 가이드홈(42, 43)에 볼록부(42a, 43a)가 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 수직이동체에 볼록부가 형성되고 가이드블록의 가이드홈에 오목부가 형성되도록 변형될 수 있다.
또한, 수직이동체(35)는 그 일측에 설치된 구동모터(39)에 의해 수직방향으로 이동하도록 구동되고, 이에 수직이동체(35)는 개방형 가이드구조(40)를 통해 수평이동체(34)에 대해 정밀하게 안내될 수 있다. 특히, 구동모터(39)는 고분해능 위치제어 엔코더가 조합된 서보모터로 구성되어 수직이동체(35)를 개방형 가이드구조(40)를 통해 수직방향으로 정밀하게 이동시키도록 구성된다.
이러한 측정유닛(30)에 의해 피치(pitch), 반경(radius), 레이크(rake), 시위길이(chord length), 날개의 분할각도(location), 두께(thickness) 등과 같은 다양한 항목을 정밀하게 측정할 수 있다.
특히, 측정유닛(30)에 의하면, 개방형, 즉 비관통형 가이드구조(40)를 채택하여 수직이동체(35)의 수직이동을 안내함으로써 전체적인 경량화를 도모하여 측정장치의 전체적인 균형성을 확보할 수 있고, 개방형 가이드구조(40)를 통해 수직이동체(35)의 이동 시에 진동이나 휨에 대한 영향을 줄여 측정오차를 저감함으로써 측정정밀도를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 측정유닛(30)은 개방형 가이드구조(40)를 적용함에 따라 수직이동체(35) 및 수평이동체(34)의 조립성 및 유지보수성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 측정유닛(30) 측에는 제어유닛(20)이 접속되고, 측정위치좌표 생성모듈(10)에 의해 생성된 프로그램 코드화된 측정정보가 제어유닛(20)측으로 업로드(upload)되며, 제어유닛(20)은 이렇게 업로드된 측정정보를 이용하여 측정유닛(30)의 구동을 제어함으로써 프로펠러(1)의 다양한 측정 항목을 정밀하게 측정할 수 있다. 그리고, 측정유닛(30)에 의해 측정된 측정 결과가 제어유닛(20)을 통해 측정성적서 생성모듈(50)측으로 전송된다.
측정성적서 생성모듈(50)은 측정유닛(30)에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출하고, 이렇게 산출된 오차를 정의된 성적서 양식에 따라 측정성적서를 생성한 후에 출력하도록 구성된다.
재가공정보 생성모듈(60)은 측정성적서 생성모듈(50)에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하고, 오차의 분석결과가 프로펠러(1)의 제작 공차범위를 만족하면 전체 공정을 종료하며, 이와 달리 오차의 분석결과가 프로펠러(1)의 제작 공차범위를 만족하지 못할 경우 공차범위의 초과위치를 자동 분류하여 해당 위치별 피치 및 두께의 측정값들을 분석한 후에 재가공량을 산출하도록 구성된다. 그리고, 재가공정보 생성모듈(60)은 그 재가공정보를 이용하여 재가공작업 지시서를 생성 및 출력하고, 이러한 재가공작업 지시서에 의해 후공정 작업이 지시될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 측정성적서 생성모듈(50) 및 재가공정보 생성모듈(60)은 측정유닛(30)에 의해 측정된 결과를 바탕으로 후공정의 작업을 지시하는 후공정작업 지시모듈로서 기능하고, 이러한 후공정의 작업지시기능에 의해 정량적인 재가공 정보를 산출할 수 있으므로 후공정 연계정보 생산으로 품질 향상 및 공정 고도화를 도모할 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로펠러 형상 측정방법을 도시한 공정도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 프로펠러 형상 측정방법은 프로펠러(1)의 형상에 대한 측정계획을 수립하는 측정계획 수립단계(S1)와, 측정계획에 따라 프로펠러(1)의 형상을 항목별로 측정하는 프로펠러 형상 측정단계(S2)와, 측정결과에 따라 측정 항목별로 오차를 산출하여 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성단계(S3)와, 측정성적서의 오차가 공차범위를 만족하는지 분석한 후에 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성단계(S4)로 이루어진다.
특히, 본 발명에 의한 프로펠러 형상 측정방법의 각 단계를 도 8 및 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
측정계획 수립단계( S1 )
도 8과 같이 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하고(S1-1), 측정위치좌표 생성모듈(10)은 측정위치좌표를 프로그램 코드로 변환한다(S1-2). 한편, 이러한 프로그램 코드는 생산품질 관리를 위한 측정정보와 검사를 위한 측정정보로 분리되고, 해당 프로펠러의 특성에 따라 날개 갯수, 측정의 필요 반경, 측정 순서 등이 정의될 수 있다. 생산품질관리를 위한 측정은 설계정보에 주어진 모든 위치에 대한 측정을 수행하는 것이고, 검사를 위한 측정은 각 항목별로 특정위치에 대해서만 측정을 수행하는 샘플검사를 의미한다.
프로펠러 형상 측정단계( S2 )
도 8과 같이 생성된 측정위치좌표에 대응하는 프로그램 코드를 측정유닛(30)의 제어유닛(20) 측으로 업로드(upload)한다(S2-1). 그런 다음, 작업자는 측정유닛(30)을 수동조작하여 각 날개(3) 별로 기준위치를 측정한다(S2-2). 도 9에 도시된 바와 같이, 기준위치(5)는 0.7R 또는 0.8R과 제작기준선(GL: Generator line or Generatrix)이 만나는 지점으로 하고, 설계도면에서 주어진 정보에 따라 결정될 수 있다. 기준위치(5)는 사전 마킹되어 있으며, 본 실시예에서는 제1날개(3a)를 기준 날개로 하고, 이하에서는 제1날개(3a)를 기준 날개로 하고 나머지 날개(3b, 3c, 3d)들을 측정한다. 한편, 제1날개(3a)의 기준위치(5)를 "0°"로 하여 나머지 날개(3b, 3c, 3d)들의 분할각도 및 기준점의 위치값을 측정하고, 각 기준위치의 좌표값을 이용하여 측정유닛(30)은 프로펠러와 측정유닛의 좌표계를 일치시키기 위한 정렬과정을 수행한다(S2-3). 이러한 좌표계 정렬은 프로펠러(1)와 측정유닛(30) 사이의 평행상태를 확보하기 위하여 측정좌표계(원통좌표계) 상의 C(회전축)-X(반경방향축) 평면을 프로펠러(1)의 보스(2)와 평행이 되도록 보정해준다. 이러한 보정을 위하여 각 날개(3a, 3b, 3c, 3d)의 기준위치 측정값에서 높이값(Z축) 평균을 산출하여 이를 C-X 평면으로 설정하는 보정과정을 수행한다. 또한, 측정유닛(30)이 보스(2)의 중심에 정확히 위치되어야 회전축의 중심 정렬이 되기 때문에 각 날개별 기준위치 측정값에서 반경방향거리값(X축)을 이용하여 회전중심좌표를 산출하여 측정좌표계의 중심위치를 확인하는 보정작업을 수행한다. 그리고, 향후 측정할 레이크(rake)의 기준값으로 반영될 보스의 상면 높이를 수평바 형태의 보스높이 측정용 지그(38)를 이용하여 측정한다.
이렇게 날개의 분할각도 측정과 함께 자동 및 반자동 측정에 필요한 준비과정이 완료되면, 제어유닛(20)에 업로드된 프로그램 코드에 따라 피치(pitch), 반경(radius), 레이크(rake), 시위길이(chord length), 두께(thickness) 등과 같은 각 프로펠러의 측정 항목들을 측정유닛(30)이 각 항목(피치, 레이크, 시위길이, 날개반경, 두께)별로 자동 또는 반자동으로 측정한다(S2-4).
(피치의 측정)
먼저, 피치의 측정이 진행되고, 이러한 피치의 측정은 각 반경(도 9의 측정반경 : 0.3R, 04R, 0.5R, 0.6R, 0.7R, 0.8R, 0.9R, 0.95R 참조)별로 설계정보에 지정된 해당 스테이션(S)을 측정하며, 자동 측정순서는 0.3R TE(Trailing edge)에서 시작하여 복수의 스테이션을 거쳐 0.3R LE(Leading edge)을 측정한 후 0.4R LE로 이동하고, 0.4R LE에서 시작하여 복수의 스테이션을 거쳐 0.4R TE을 측정하며, 그 다음은 0.5R TE로 이동하는 식의 지그재그 이동경로(도 9의 점선 화살표 방향 참조)로 이동하면서 그 측정을 수행하고, 마지막 0.95R TE에서 피치의 측정이 완료된다. 도 9에서는 피치의 측정이 이루어지는 스테이션(S)이 각 측정반경과 TE 또는 LE가 교차하는 지점에만 표시되어 있으나, 실제로 도 9에 표시된 스테이션에서만 피치의 측정이 이루어지는 것은 아니며, 상기된 지그재그 이동경로를 따라 다수의 위치에 피치 측정 스테이션이 설정되어 피치의 측정이 이루어지고 있다.
(레이크의 측정)
이와 같이 한 날개에 대한 피치 측정이 완료되면, 프로펠러(1)의 보스(2) 상부의 임의 기준평면에서 날개까지의 수직거리(높이)를 즉, 레이크(rake)를 측정한다. 이러한 레이크 측정은 반경별로 제작기준선(GL) 상에 있는 레이크 측정위치(R)에 대한 수직 높이를 측정하는 것으로, 피치 측정 후에 0.95R 반경 위치에서 보스 쪽 방향으로 자동측정하고, 최종 0.3R 위치에서 레이크의 측정이 완료된다.
그리고, 한 날개에 대한 피치 및 레이크 측정이 완료되면 각 날개의 각도 분할의 측정결과에 따른 분할각도만큼 이동하여 제2날개(3b)에 대한 피치 및 레이크 측정을 제1날개(3a)와 동일한 순서로 수행하여 프로펠러의 나머지 모든 날개에 대한 피치 및 레이크 측정을 마무리한다.
(시위길이 및 날개반경의 측정)
측정유닛(10)의 자동측정모드를 통해 피치와 레이크의 측정이 완료되면 제1 날개(3a)로 복귀하여 시위길이(chord length) 및 날개반경(blade radius)를 측정한다. 시위길이는 0.3R TE의 가장자리(edge) 끝단의 설계 측정위치 좌표로 자동 이동한 후에, 작업자가 수동조작으로 정확한 끝단부로 조정하여 해당 지점의 위치좌표값을 측정하게 된다. 이러한 시위길이의 측정은 0.3R TE에서 시작하여 TE (Trailing Edge)를 따라 최대반경방향으로(0.4R, 0.5R,...,0.95R) 측정하고, 그 측정이 0.95R 위치에서 완료되면 반경(blade radius)의 측정을 위하여 최대반경의 끝단(tip) 위치로 이동하여 반경을 측정하고, 그 후에 0.95R LE로 이동하여 LE(Leading Edge)를 따라 최소반경방향(보스 방향)으로 이동하면서 0.3R LE까지 이동하며 측정한다. 각 위치별 측정을 수행한 후에는 기입력된 위치정보에 따라 다음 위치로 자동 이동하고, 동일한 방법으로 가장자리의 끝단 위치를 수동으로 미세조정하여 위치좌표값을 측정한 후에 이동한다. 이와 같이 제1날개(3a)에 대한 시위길이 및 날개반경을 완료하면 나머지 다른 날개(3b, 3c, 3d)로 이동하여 동일한 방법으로 측정작업을 수행한다.
(두께값의 산출)
상기와 같은 방법과 순서에 따라 모든 날개(3a, 3b, 3c, 3d)의 앞면(pressure side)에 대한 측정을 마무리하게 되면 프로펠러를 뒤집어서 배면(suction side)에 대한 피치측정을 자동으로 수행한다. 배면(suction side)에서의 측정 방법과 순서는 앞면(pressure side)과 동일하게 기준점 측정을 통한 날개의 분할각도 측정과 프로펠러(1)와 측정유닛(30) 사이의 좌표계 정렬작업을 수행하며, 앞면(pressure side)과 배면(suction side)에서의 측정위치좌표값의 상관관계를 확보하기 위하여 측정 기준좌표계의 중심위치가 정확하게 정렬되었는지를 확인하고 필요에 따라 보정작업을 수행한 후 측정유닛(30)에 입력되어 있는 프로펠러(1)의 보스(2)의 높이값을 반영하여 배면(suction side) 측정 시의 좌표계를 앞면(pressure side)의 측정좌표계로 변환시켜 측정값을 입력받는다. 측정 기준좌표계 정렬과정이 완료되면 설정되어 있는 프로그램에 따라 자동으로 배면(suction side)에 대한 피치를 측정하며 이렇게 측정된 앞면(pressure side)과 배면(suction side)의 피치의 측정결과를 이용하여 날개의 두께값을 산출한다.
상기의 측정 항목(날개의 분할각도, 피치, 레이크, 시위길이, 날개반경, 두께)들에 대한 측정 후의 마킹작업은 작업자의 판단에 의해 자동 또는 수동으로 작동하도록 조작할 수 있다.
측정성적서 생성단계( S3 )
프로펠러 형상 측정이 완료된 후에 그 측정결과를 측정성적서 생성모듈(50)로 다운로드하고(S3-1), 측정 항목별로 결과분석을 통한 오차를 산출하여 오차분석하며(S3-2), 이러한 오착분석을 정의된 성적서 양식에 따라 측정성적서를 생성 및 출력한다(S3-3).
재가공정보 생성단계( S4 )
측정성적서의 오차분석을 판단하여(S4-1) 프로펠러의 제작 공차범위를 만족하면 측정공정을 종료하고, 공차범위를 만족하지 못할 경우는 프로펠러 재가공 정보 생성모듈(60)에서 공차범위 초과 위치를 자동 분류한다(S4-2). 그런 다음, 분류된 초과위치에 따라 해당 위치별 피치의 측정결과와 두께값들을 분석하고(S4-3), 이러한 분석에 따라 재가공량을 산출한다(S4-4). 이렇게 산출된 재가공정보를 이용하여 재가공 작업지시서를 생성하여(S4-5) 후공정 작업지시를 한다.
한편, 재가공량의 산출(S4-4)은 피치의 측정위치 좌표값들을 이용한 곡면 피팅(surface fitting)을 통해 설계정보에 가장 근접한 최적곡면을 생성하고, 이러한 측정위치별 측정값과의 오차(높이 방향 오차값과 곡면에 법선방향 오차값을 산출)를 분석하며, 이 때 위치별 측정두께값을 입력하여 모델링된 곡면 상에서의 두께값과 측정된 두께값의 차이를 비교하여 그 측정된 두께값이 공차범위를 만족하는지 여부를 판단하여 재가공량을 산출할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 기준위치의 측정을 통한 프로펠러(1)와 측정유닛(30)의 좌표계 정렬단계를 통해 정확한 측정 조건을 구비함으로써 측정오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 측정계획 단계에서 자동 생성된 측정위치정보를 바탕으로 정의된 측정방법과 절차에 따라 시스템화된 측정공정절차를 수행함으로써 인적 오류를 방지할 뿐만 아니라 정확하고 신뢰성 있는 결과를 획득할 수 있으며, 또한 자동 및 반자동 측정을 통하여 측정작업 시간 및 생산 효율성 또한 증대되는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 날개 양면에 대한 피치의 측정을 자동화공정을 통해 수행함으로써 별도의 장비로 측정하던 두께값까지 획득할 수 있으며, 이러한 측정결과를 자동으로 분석하고 측정성적서를 생성할 수 있고, 그 결과를 바탕으로 정량적인 재가공 정보를 산출할 수 있어 후공정 연계정보 생산으로 품질 향상 및 공정의 고도화를 도모할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
1: 프로펠러 2: 보스
10: 측정위치좌표 생성모듈 20: 제어유닛
30: 측정유닛 31: 고정구조물
32: 회전구조물 33: 붐
34: 수평이동체 35: 수직이동체
36: 센서부 37: 웨이트밸런스
40: 개방형 가이드구조 41: 가이드블록
42, 43: 가이드홈 44, 45: 가이드돌기
50: 측정성적서 생성모듈 60: 재가공정보 생성모듈

Claims (20)

  1. 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성모듈과;
    상기 측정위치좌표 생성모듈에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 측정유닛과;
    상기 측정유닛 측에 접속되어 상기 측정유닛의 작동을 제어하는 제어유닛과;
    상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성모듈과;
    상기 측정성적서 생성모듈에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성모듈; 을 포함하며,
    상기 측정위치좌표 생성모듈은 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 측정위치좌표를 생성하고, 상기 측정위치좌표를 상기 제어유닛에서 인식 가능한 프로그램 코드로 변환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정성적서 생성모듈은 상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출하고, 산출된 오차를 정의된 성적서 양식에 따라 측정성적서를 생성한 후에 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 재가공정보 생성모듈은 상기 측정성적서 생성모듈에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 공차범위의 초과위치를 자동 분류하고, 해당 위치별 피치 및 두께의 측정값들을 분석한 후에 재가공정보를 산출하며, 상기 재가공정보를 이용하여 재가공작업 지시서를 생성 및 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 측정유닛은,
    프로펠러의 보스 측에 분리가능하게 장착되는 고정구조물,
    상기 고정구조물의 상부에 회전가능하게 설치된 회전구조물,
    상기 회전구조물 측에 비대칭적으로 수평하게 설치된 붐,
    상기 붐의 일측에 수평방향으로 이동가능하게 설치된 수평이동체,
    상기 수평이동체에 대해 개방형 가이드구조를 통해 수직방향으로 이동가능하게 설치된 수직이동체,
    상기 수직이동체의 하단에 설치된 센서부, 및
    상기 고정구조물의 하단에 설치되어 보스의 상면높이를 측정하는 보스높이 측정용 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 개방형 가이드구조는 상기 수평이동체에 설치된 하나 이상의 가이드블록을 포함하고, 상기 가이드블록은 일측으로 개방된 하나 이상의 가이드홈을 가지며, 상기 수직이동체가 상기 가이드블록의 가이드홈을 따라 안내가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가이드홈은 그 좌우 측벽에 한 쌍의 볼록부가 대칭적으로 형성되고, 상기 수직이동체의 좌우 양측에는 가이드홈의 볼록부에 대응하는 한 쌍의 오목부가 대칭적으로 형성되며, 상기 수직이동체의 오목부가 상기 가이드홈의 볼록부를 따라 안내되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 고정구조물의 상면에는 적어도 한 쌍의 러그가 대칭적으로 설치되고, 각 러그에는 크레인용 와이어의 고리가 연결되며, 상기 회전구조물의 상부 외주면에는 복수의 와이어 가이드부재가 대칭적으로 설치되고, 상기 각 와이어 가이드부재는 크레인용 와이어가 통과하면서 가이드되는 가이드홈을 가지며, 상기 가이드홈의 단부는 외측으로 개방되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 가이드홈의 개방된 단부에는 개폐형 안전고리가 개폐가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  10. 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성모듈과;
    상기 측정위치좌표 생성모듈에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 각 날개별 기준위치를 측정하고, 상기 각 날개별 기준위치를 기준으로 측정조건을 조성한 후에 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 측정유닛과;
    상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하고, 상기 측정성적서에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하여 후공정작업을 지시는 후공정작업 지시모듈; 을 포함하며,
    상기 측정위치좌표 생성모듈은 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 측정위치좌표를 생성하고, 상기 측정위치좌표를 제어유닛에서 인식 가능한 프로그램 코드로 변환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정시스템.
  11. 프로펠러의 형상에 대한 측정계획을 수립하는 측정계획 수립단계와;
    측정유닛에 의해 상기 측정계획에 따라 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 프로펠러 형상 측정단계와;
    측정결과에 따라 측정 항목별로 오차를 산출하여 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성단계와;
    상기 측정성적서의 오차가 공차범위를 만족하는지 분석한 후에 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성단계; 로 이루어지며,
    상기 측정계획 수립단계는 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 프로펠러 형상의 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하고, 상기 측정위치좌표를 프로그램 코드로 변환하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 프로펠러 형상 측정단계는 상기 프로그램 코드를 상기 측정유닛 측으로 업로드(upload)하고, 프로펠러의 각 날개 별로 기준위치를 측정하며, 프로펠러의 어느 하나의 기준 날개를 "0°"로 하여 나머지 날개들의 분할 각도를 측정하고, 각 기준위치의 좌표값을 이용하여 프로펠러와 측정유닛의 좌표계를 일치시키도록 정렬시키고, 상기 측정유닛에 의해 프로펠러 형상의 측정을 항목별로 진행하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 좌표계 정렬은 측정좌표계의 C(회전축)-X(반경방향축) 평면을 프로펠러의 보스와 평행이 되도록 각 날개의 기준위치 측정값에서 높이값(Z축) 평균을 산출하여 이를 측정좌표계의 C-X 평면으로 설정하는 보정과정을 수행하고, 회전축의 중심 정렬을 위하여 각 날개별 기준위치 측정값에서 반경방향거리값(X축)을 이용하여 회전중심좌표를 산출하여 측정좌표계의 중심위치를 확인하는 보정작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 좌표계 정렬 후에 레이크의 기준값으로 반영될 보스의 상면 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 프로펠러 형상의 측정은 상기 프로펠러의 각 날개의 앞면(pressure side)에 대한 피치(pitch), 레이크(rake), 시위길이(chord length), 및 반경(radius)을 개별적으로 측정하고, 배면(suction side)에 대한 피치(pitch)를 측정하여 상기 측정된 앞면과 배면의 피치 측정결과를 이용하여 각 날개의 두께값을 산출하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 측정성적서 생성단계는, 상기 프로펠러 형상 측정단계에서 측정된 측정결과를 측정성적서 생성모듈로 다운로드하고, 측정 항목별로 결과분석을 통한 오차를 산출하여 오차분석하며, 상기 오차분석 결과를 정의된 성적서 양식에 따라 측정 성적서를 생성 및 출력하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 재가공정보 생성단계는, 상기 측정성적서의 오차분석을 판단하여, 오차분석이 공차범위를 만족하면 측정공정을 종료하고, 오착분석이 공차범위를 만족하지 못할 경우는 공차범위 초과 위치를 자동 분류하며, 분류된 초과위치에 따라 해당 위치별 피치 측정결과와 두께값들을 분석하고, 상기 분석에 따라 재가공량을 산출하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 재가공량의 산출은 피치의 측정위치 좌표값들을 이용한 곡면 피팅(surface fitting)을 통해 설계정보에 가장 근접한 최적곡면을 생성하고, 측정위치별 측정값과의 오차(높이 방향 오차값과 곡면에 법선방향 오차값을 산출)를 분석하며, 위치별 측정두께값을 입력하여 모델링된 곡면 상에서의 두께값과 측정된 두께값의 차이를 비교하여 그 측정된 두께값이 공차범위를 만족하는지 여부를 판단하여 재가공량을 산출하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
  20. 프로펠러 형상 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 측정위치좌표 생성단계와;
    상기 측정위치좌표 생성모듈에 의해 생성된 측정위치좌표를 이용하여 각 날개별 기준위치를 측정하고, 상기 각 날개별 기준위치를 기준으로 프로펠러와 측정유닛의 좌표계를 정렬하여 측정조건을 조성한 후에 프로펠러의 형상을 항목별로 측정하는 프로펠러 형상 측정단계와;
    상기 측정유닛에 의해 측정된 측정결과를 이용하여 각 측정 항목별로 오차를 산출함으로써 측정성적서를 생성하는 측정성적서 생성단계와;
    상기 측정성적서에 의한 오차가 공차범위를 만족하는지를 판단하여 그 결과에 따라 재가공정보를 생성하는 재가공정보 생성단계; 를 포함하며,
    상기 측정위치좌표 생성단계는 프로펠러의 설계도면에서의 형상정보를 이용하여 프로펠러 형상의 측정을 위한 측정위치좌표를 생성하는 것을 특징으로 하는 프로펠러 형상 측정방법.
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