KR101148083B1 - 설계 곡부재의 리사이징 방법 - Google Patents

Abstract

설계 곡부재의 리사이징 방법이 개시된다. 설계 곡부재의 리사이징 방법은 설계 곡부재의 에지를 따라 복수의 경계점을 획득하는 단계, 복수의 경계점의 오프셋(offset) 방향을 산출하는 단계, 오프셋 방향으로 복수의 경계점을 오프셋시켜 복수의 오프셋 경계점을 산출하는 단계, 오프셋 경계점에 따른 오프셋 에지와 이웃하는 에지의 교차점을 산출하는 단계 및 교차점을 이용하여 새로운 경계 에지를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

설계 곡부재의 리사이징 방법{METHOD FOR RESIZING OF DESIGNED CURVED PLATE}

본 발명은 설계 곡부재의 리사이징 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 설계 모델의 형상을 실제 곡부재에 매칭하기 위한 설계 곡부재의 리사이징 방법에 관한 것이다.

선체 구조부재는 평면판, 곡면판, 직선형강 및 곡선형강 등의 부재들을 가공 조립하여 형성하게 된다.

이러한 선체 가공 작업의 정확성과 효율성을 높이기 위하여 가공정보를 가공될 강재표면에 선과 기호로 미리 표시하는 작업을 마킹(Marking)이라고 하며 마킹된 정보에 따라서 가공작업을 수행한다.

특히, 곡부재의 마킹을 위해서 곡면 모델링이 필요하다. 현재 곡면 모델링은 캐드 시스템을 이용한다. 설계된 곡부재 설계 데이터는 서버에 저장되고, 설계 데이터가 필요한 공정 라인에서 서버로부터 설계 데이터를 다운받아 생산 자동화가 이루어진다.

곡부재 마킹은 설계 데이터와 실제 곡부재를 매칭해서 이루어지는데, 자동화 시스템에서 설계 데이터가 그대로 사용될 수 없는 문제점이 있었다. 이것은 설계 데이터와 곡부재에 대한 계측 데이터의 차이 때문에 발생한다. 즉, 설계 데이터는 개선부의 끝점을 기준으로 작성되고, 계측 데이터는 개선부의 시작점을 기준으로 계측하여 생성된다.

본 발명은 설계 모델의 형상이 실제 곡부재에 매칭되도록 설계 데이터를 보정하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 설계 곡부재의 리사이징 방법이 개시된다.

본 발명의 실시예에 따른 설계 곡부재의 리사이징 방법은 상기 설계 곡부재의 에지를 따라 복수의 경계점을 획득하는 단계, 상기 복수의 경계점의 오프셋(offset) 방향을 산출하는 단계, 상기 오프셋 방향으로 상기 복수의 경계점을 오프셋시켜 복수의 오프셋 경계점을 산출하는 단계, 상기 오프셋 경계점에 따른 오프셋 에지와 이웃하는 에지의 교차점을 산출하는 단계 및 상기 교차점을 이용하여 새로운 경계 에지를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명은 본 발명은 설계 모델의 형상이 실제 곡부재에 매칭되도록 설계 데이터를 보정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 설계 모델의 형상이 실제 곡부재에 매칭되도록 보정된 설계 데이터를 이용하여 곡부재 마킹을 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 곡부재의 끝부분의 형상을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법의 흐름도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 설계 곡부재의 리사이징 방법의 흐름도.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 설계 곡부재의 리사이징 방법을 설명하기 위한 예시도.

이하, 본 발명에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 1을 참조하여 곡부재에 대한 설계 데이터의 문제점을 살펴보도록 한다. 도 1은 곡부재의 끝부분의 형상을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 곡부재의 끝부분에 기울기가 다른 부재면을 개선부(100)라고 한다. 설계 데이터에 따른 설계 곡부재는 개선부(100)의 끝점(110)을 기준으로 설계된다. 설계 데이터를 이용하여 실제 곡부재에 마킹을 하는 경우, 계측 장치는 개선부(100)의 끝점(110)을 계측하기 어려워 개선부(100)의 시작점(120)을 계측한다. 이에 따라, 곡부재 마킹 시, 설계 데이터의 보정이 필요하다. 본 발명에 따르면, 설계 데이터에 따른 설계 곡부재를 리사이징(resizing)함으로써, 실제 곡부재와 설계 곡부재의 형상이 동기화될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 곡부재 설계 모델의 보정 방법에 대하여 살펴보도록 한다.

이하, 도 2 및 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법에 대하여 살펴본다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법의 흐름도이고, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 본 발명에 따른 설계 모델의 보정 방법은 조선소 내의 자동화 시스템에서 마킹 공정을 관리하는 관리자가 캐드 시스템을 이용하여 수행할 수 있다. 이하에서 설명되는 각각의 단계는 상술한 관리자에 의해 수행되어지나 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 주체를 생략하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, S210 단계에서, 설계 곡부재의 마진을 확인한다. 설계 데이터를 저장 및 관리하는 서버로부터 설계 데이터를 받아 마킹 대상이 되는 설계 곡부재의 설계 도면을 확인한다. 이때, 설계 데이터는 캐드 시스템으로 로딩된다. 사용자는 종이 도면으로 작성된 마킹 도면과 설계 데이터에 따른 설계 곡부재를 비교하여 마진값을 확인한다. 도 3a를 참조하면, 도 3a는 설계 데이터와 마킹 도면을 대비하여 설계 곡부재(300)의 부위별 마진값(310)을 나타낸다. 예를 들어, 설계 곡부재(300)의 마진값은 k에서 100mm, l에서 200mm, m에서 300mm가 될 수 있다. 설계 곡부재(300)는 마진값만큼 리사이징(resizing)이 필요하다고 할 수 있다.

S220 단계에서, 설계 데이터를 캐드 시스템으로 로딩(loading)한다. 캐드 시스템은 마킹 공정의 시스템과 연동될 수 있으며, 곡부재 마킹을 수행하기 전에 설계 데이터를 보정하는데 이용된다. 도 3b를 참조하면, 도 3b는 설계 데이터에 따른 설계 곡부재(300)의 예를 보여주고 있다. 또한, 도 3b는 설계 곡부재(300)의 각 에지(edge)에 부여된 번호를 나타내고 있다.

S230 단계에서, 캐드 시스템으로 리사이징 파라미터(resizing parameter)값을 입력한다. 리사이징 파라미터값은 S210 단계에서 확인된 마진값으로 결정될 수 있다. 리사이징 파라미터값을 입력하기 위해서는 리사이징 타입(resizing type)이 결정되어야 한다. 리사이징 타입은 캐드 시스템을 이용하여 S220 단계에서 로딩된 설계 데이터에서 확인한다. 리사이징 타입은 Homogeneous Resizing, Heterogeneous Resizing, Linear Resizing이 있다. 도 3c를 참조하면, 도 3c는 각 리사이징 타입에 대한 리사이징 파라미터를 입력하기 위한 입력 화면을 보여주고 있다. 도면번호 320은 Homogeneous 리사이징의 입력 화면을 나타내고, 도면번호 322는 Heterogeneous 리사이징의 입력 화면을 나타내고, 도면번호 324는 Linear 리사이징의 입력 화면을 나타낸다.

Homogeneous 리사이징은 에지를 균일하게 리사이징하는 것으로, Homogeneous 리사이징의 입력 화면(320)에 해당 에지에 리사이징 파라미터 값을 입력한다.

Heterogeneous 리사이징은 Heterogeneous 리사이징의 입력 화면(322)에 도시된 바와 같이, 해당 에지에 대하여 L1~L3 및 h1~h3의 리사이징 파라미터 값을 입력한다. 즉, Heterogeneous 리사이징은 계단 모양의 형상으로 리사이징된다.

Linear 리사이징은 Linear 리사이징의 입력 화면(324)에 도시된 바와 같이, 해당 에지에 대하여 시작 및 끝의 리사이징 파라미터 값을 입력한다.

S240 단계에서, 설계 곡부재의 리사이징을 수행한다. 설계 곡부재의 리사이징은 S230 단계에서 리사이징 타입에 따른 리사이징 파라미터 값을 이용하여 설계 곡부재의 리사이징을 수행한다. 본 발명에 따른 설계 곡부재의 리사이징 방법은 도 4 내지 도 5를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

S250 단계에서, 실제 곡부재에 매칭된 실설계 곡부재를 생성한다. 도 3d를 참조하면, 도 3d는 설계 곡부재의 리사이징 결과를 나타낸다. 즉, 도 3d는 각 리사이징 타입에 대하여 기존 설계 곡부재에 대한 리사이징 된 설계 곡부재의 형상을 보여준다. Homogeneous 리사이징은 해당 에지를 따라 균일하게 수행되고, Heterogeneous 리사이징은 계단 모양으로 수행되고, Linear 리사이징은 해당 에지에 대하여 기울기를 갖는 선형으로 수행된다. Liner 리사이징은 S230 단계에서 입력되는 시작 및 끝의 리사이징 파라미터값에 의해 기울기를 갖는 선형으로 수행될 수 있다.

S260 단계에서, 계측된 실제 곡부재와 실설계 곡부재를 정합한다. 계측 장치를 이용하여 실제 곡부재를 계측하고, 실제 곡부재에 대한 계측 곡부재를 생성한다. S250 단계에서 설계 곡부재가 리사이징된 실설계 곡부재와 계측 곡부재를 정합한다.

S270 단계에서, 실설계 곡부재를 기준으로 마킹점을 생성한다.

S280 단게에서, 3차원 계측 시스템의 위치 센서를 이용하여 곡부재 마킹을 수행한다.

이하, 도 4 및 도 5a 내지 도 5g를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법에 대하여 살펴본다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 설계 곡부재의 리사이징 방법의 흐름도이고, 도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 설계 곡부재의 리사이징 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

도 4를 참조하면, S410 단계에서, 설계 곡부재(300)의 에지들 중에서 리사이징이 요구되는 에지의 경계점(500)을 획득한다. 설계 곡부재(300)는 설계에 따라 다각형 형태를 가질 수 있다. 도 5a를 참조하면, 설계 곡부재(300)의 에지를 따라 복수의 경계점(500)을 생성하고 경계점 정보를 획득한다. 여기서, 설계 곡부재(300)의 에지는 곡선이 될 수 있으며, 경계점(500)은 곡선을 구성하는 점이 될 수 있다. 그리고, 경계점 정보는 위치 정보가 될 수 있다.

S420 단계에서, 각 경계점(500)의 탄젠트(tangent) 방향 및 노멀(normal) 방향을 산출하여 각 경계점(500)의 오프셋(offset) 방향을 산출한다.

도 5b를 참조하면, 도 5b는 각 경계점(500)의 탄젠트 방향을 나타낸다. 즉, 도 5b에 도시된 바와 같이, 탄젠트 방향은 곡선의 각 경계점(500)에서의 기울기 방향(곡선의 각 점에서의 접선 방향)이 될 수 있다.

도 5c를 참조하면, 도 5c는 각 경계점(500)의 노멀 방향을 나타낸다. 즉, 도 5c에 도시된 바와 같이, 노멀 방향은 각 경계점(500)에 접하는 면에 수직인 방향이 될 수 있다.

도 5d를 참조하면, 도 5d는 경계점(500)의 탄젠트 방향 및 노멀 방향에 따른 오프셋 방향을 나타낸다. 즉, 각 경계점(500)의 오프셋 방향은 탄젠트 방향과 노멀 방향을 크로스 프로덕트(cross product)하여 산출될 수 있다. 이것은 다음과 같이 하기의 수학식1으로 나타낼 수 있다.

[수학식1]

오프셋 방향 = 탄젠트 방향 × 노멀 방향

S430 단계에서, 각 경계점(500)을 S420 단계에서 산출한 오프셋 방향으로 오프셋값만큼 오프셋시킨다. 오프셋값은 리사이징 파라미터값으로 결정될 수 있다. 도 5e를 참조하면, 도 5e는 각 경계점(500)들을 오프셋 방향으로 오프셋시킨 것을 나타낸다. 오프셋된 경계점(500)은 하기의 수학식2로 산출될 수 있다.

[수학식2]

오프셋 경계점(i) = 경계점(i) + 오프셋 방향 * 오프셋값

여기서, i는 각 경계점을 의미한다.

S440 단계에서, 이웃하는 에지(520)와 오프셋된 에지(510)의 교차점을 산출한다. 오프셋 에지(510)는 S430 단계에서 산출된 오프셋 경계점(500)들로 구성된다. 도 5f를 참조하면, 도 5f는 이웃하는 에지(520)와 오프셋 에지(510)의 교차점을 생성하는 것을 나타내고 있다. 즉, 오프셋 에지(510)는 기존 에지에서 오프셋되어 이웃하는 에지(520)와 교차하지 않을 수 있다. 그래서, 이웃하는 에지(520)와 오프셋 에지(510)를 각각 연장시켜 교차점(530)을 생성한다.

S450 단계에서, 새로운 경계 에지(512)를 생성한다. 도 5g를 참조하면, 도 5g는 새로운 경계 에지(512) 생성 방법을 나타낸다. 즉, 오프셋 에지(510)를 연장시켜 생성된 교차점(530)까지 오프셋 에지(510)를 셋팅하고, 나머지 오프셋 에지(514)를 삭제하여 경계 에지(512)를 생성한다.

본 발명의 실시예에 따른 곡부재 설계 모델의 보정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 설계 곡부재의 리사이징 방법에 있어서,
   상기 설계 곡부재의 에지(edge)를 따라 복수의 경계점을 획득하는 단계;
   상기 복수의 경계점의 오프셋(offset) 방향을 산출하는 단계;
   상기 오프셋 방향으로 상기 복수의 경계점을 오프셋시켜 복수의 오프셋 경계점을 산출하는 단계;
   상기 오프셋 경계점에 따른 오프셋 에지와 이웃하는 에지의 교차점을 산출하는 단계; 및
   상기 교차점을 이용하여 새로운 경계 에지를 생성하는 단계를 포함하되,
   상기 오프셋 방향은 상기 경계점의 탄젠트(tangent) 방향과 노멀(normal) 방향을 크로스 프로덕트(cross product)한 방향인 것을 특징으로 하는 설계 곡부재의 리사이징 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 오프셋 경계점은 하기의 수학식을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 설계 곡부재의 리사이징 방법.
   오프셋 경계점(i) = 경계점(i) + 오프셋 방향 * 오프셋값
   여기서, i는 각 경계점을 의미한다.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 오프셋 경계점에 따른 오프셋 에지와 이웃하는 에지의 교차점을 산출하는 단계는
   상기 오프셋 에지와 상기 이웃하는 에지를 각각 연장하여 만나는 교차점을 산출하는 것을 특징으로 하는 설계 곡부재의 리사이징 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 교차점을 이용하여 새로운 경계 에지를 생성하는 단계는
   상기 연장된 오프셋 에지에서, 상기 오프셋 에지로부터 상기 교차점까지를 셋팅하고, 나머지 오프셋 에지는 삭제하여 상기 경계 에지가 생성되는 것을 특징으로 하는 설계 곡부재의 리사이징 방법.

Images