KR101236834B1 - 선박용 블록의 조립 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

선박용 블록의 조립 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

선박용 블록의 조립 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 선박용 블록의 조립 제어 시스템은 은 복수의 시점 위치에 배치되어 선박용 블록의 복수의 측정 포인트의 위치를 측정하는 복수의 광파기, 및 복수의 광파기로부터 복수의 측정 포인트의 위치 정보를 수신하여 선박용 블록의 복수의 측정 포인트에 대응하는 복수의 측정 좌표를 산출하고, 복수의 측정 좌표와 대응하는 복수의 설계 좌표 간의 차이값에 따라 이동량을 산출하는 제어장치를 포함하고, 상기 설계 좌표는 상기 선박용 블록의 조립을 위하여 지정된 위치이다.

Description

선박용 블록의 조립 제어 시스템 및 방법{System and method for controlling ship building block fabrication}
본 발명은 선박용 블록의 조립 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박의 건조 과정에서 다수의 광파기를 이용한 선박용 블록의 조립 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
총톤수(gross tonnage)가 8만 톤(GT)이 넘는 여객선이나 재화중량톤수(deadweight tonnage)가 30만 톤(DWT)이 넘는 유조선 등과 같은 대형 선박들이 운항되고 있다. 이러한 대형 선박의 선체를 구성하는 구조물의 규모는 매우 크다.
이러한 대형 선박의 건조 과정에서 선체를 하나의 구조물로 제작하는 것보다 여러 개의 블록 단위로 제작하여 조립하는 것이 시간적 면에서 더욱 효율적이다. 선체를 구성하는 여러 개의 블록은 서로 다른 장소에서 1차 제작되어 하나의 선체로 조립된다. 여러 개의 블록을 조립하기 위해서는 광파기를 여러 지점으로 옮겨 가면서 블록의 특정 지점들의 위치를 측정하고, 블록이 정확하게 결합될 수 있도록 측정 데이터를 분석하여 블록의 위치를 수정한다.
광파기는 측정할 수 있는 범위가 제한적이어서 하나의 블록을 측정하기 위해서는 여러 번 위치를 옮겨야 하는데, 이로 인하여 선박용 블록들의 조립 공정 시간이 많이 소요될 수 있다. 또한, 선박용 블록의 조립 공정에서 블록의 특정 지점을 측정하는 동안 크레인으로 블록을 들고 있어야 하는데, 크레인의 사용시간이 길어짐에 따라 조선소의 선박 건조 생산성이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예는 선박용 블록의 조립 공정의 정확성을 향상시키고 공정 시간을 줄일 수 있는 선박용 블록의 조립 제어 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 시점 위치에 배치되어 선박용 블록의 복수의 측정 포인트의 위치를 측정하는 복수의 광파기; 및 상기 복수의 광파기로부터 상기 복수의 측정 포인트의 위치 정보를 수신하여 상기 선박용 블록의 복수의 측정 포인트에 대응하는 복수의 측정 좌표를 산출하고, 상기 복수의 측정 좌표와 대응하는 복수의 설계 좌표 간의 차이값에 따라 이동량을 산출하는 제어장치를 포함하는 선박용 블록의 조립 제어 시스템이 제공된다.
여기서, 상기 설계 좌표는 상기 선박용 블록의 조립을 위하여 지정된 위치이다.
또한, 상기 복수의 광파기 중 어느 하나는 다른 광파기에서 측정할 수 없는 상기 선박용 블록의 측정 포인트를 측정할 수 있는 시점 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제어장치는 상기 복수의 광파기에서 측정되는 3개 이상의 복수의 공통 포인트를 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시켜 상기 복수의 광파기의 좌표계를 일치시킬 수 있다.
또한,상기 제어장치는 상기 복수의 광파기 각각의 좌표계 상의 좌표를 상기 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시키기 위한 복수의 변환행렬을 상기 선박용 블록의 복수의 측정 포인트에 적용하여 상기 기준 좌표계 상의 상기 복수의 측정 좌표를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어장치는 상기 복수의 측정 좌표와 상기 복수의 설계 좌표 간의 차이값을 비교하여 상기 차이값이 소정의 허용 오차보다 큰 경우 상기 이동량을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어장치로부터 상기 이동량 정보를 전달받아, 상기 이동량에 따라 상기 선박용 블록을 이동시키는 크레인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 복수의 시점 위치에 배치된 복수개의 광파기에서 측정되는 선박용 블록의 측정포인트 위치를 기준 좌표계 상의 위치로 변환하는 단계; 상기 기준 좌표 상의 위치로 변환된 측정 포인트의 위치와, 상기 선박용 블록의 조립을 위하여 지정된 설계 위치간의 차이값을 산출하는 단계; 및 상기 차이값을 소정의 허용 오차와 비교하여 상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 선박용 블록의 조립 제어 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계는, 상기 차이값이 상기 소정의 허용 오차보다 큰 경우, 상기 차이값에 대응하는 상기 선박용 블록의 이동량을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계는 상기 선박용 블록의 이동에 따라 상기 선박용 블록을 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계는, 상기 차이값이 상기 소정의 허용 오차보다 작은 경우, 상기 선박용 블록의 이동을 완료하는 단계를 포함할 수 있다.
선박용 블록의 조립 공정에서 실시간으로 오차를 분석하고 선박용 블록의 이동량을 적용할 수 있어, 공정 시간을 단축시킬 수 있다. 다수의 광파기를 이용하여 선박용 블록의 측정 시간을 단축시킬 수 있고, 선박용 블록의 중요 포인트의 위치를 모니터링하여 조립 공정의 정확성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 선박용 블록의 측정 시간과 탑재 시간차가 줄어들어서 온도에 의한 변형을 무시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 블록의 조립 제어 시스템을 간략히 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 블록의 조립 제어장치를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 블록의 조립 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 블록의 조립 제어 시스템을 간략히 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 선박의 건조 공정에서 복수의 블록의 조립을 제어하는 선박용 블록의 조립 제어 시스템은 서로 다른 시점 위치에 배치되는 복수의 광파기 및 측정 포인트의 위치 정보를 이용하여 선박용 블록(10)의 이동/조립을 제어하는 블록 조립 제어장치(40)를 포함한다.
복수의 광파기는 선박용 블록(10)의 모든 측정 포인트를 측정할 수 있는 개수만큼 배치될 수 있다. 복수의 광파기 각각은 선박용 블록(10)의 서로 다른 측정 포인트를 측정할 수 있으며, 복수의 광파기에 의해 선박용 블록(10)의 모든 측정 포인트가 측정될 수 있는 복수의 시점 위치에 복수의 광파기가 설치된다. 예를 들어, 복수의 광파기 중 어느 하나의 광파기는 다른 광파기에서 측정할 수 없는 선박용 블록(10)의 측정 포인트를 측정할 수 있는 시점 위치에 배치된다.
측정 포인트는 선박용 블록(10)의 이동/조립에 있어서 선박용 블록(10)과 기조립된 블록(20)의 접합면의 중요 포인트 또는 선박용 블록(10)의 위치 측정을 위한 중요 포인트를 의미한다. 측정 포인트는 선박용 블록(10)의 형태상 형성되는 복수의 모서리나 꼭지점일 수 있다.
복수의 광파기가 배치되는 시점 위치는 선박용 블록(10)의 측정 포인트를 쉽게 측정할 수 있는 위치이다. 예를 들어, 2군데의 시점 위치에서 선박용 블록(10)의 모든 측정 포인트를 측정할 수 있는 경우, 2군데의 시점 위치 각각에 광파기가 설치된다.
여기서는 복수의 광파기가 제1 시점 위치에 배치되는 제1 광파기(31), 제2 시점 위치에 배치되는 제2 광파기(32) 및 제3 시점 위치에 배치되는 제3 광파기(33)를 포함하는 것으로 가정하여 설명한다. 제1 시점 위치, 제2 시점 위치, 제3 시점 위치는 선박용 블록(10)의 이동/조립을 제어하기 위해서 미리 정해진 위치일 수 있다. 제1 광파기(31)는 미리 정해진 제1 시점 위치에 배치되어 선박용 블록(10)을 측정하고, 제2 광파기(32)는 미리 정해진 제2 시점 위치에 배치되어 선박용 블록(10)을 측정하며, 제3 광파기(33)는 미리 정해진 제3 시점 위치에 배치되어 선박용 블록(10)을 측정할 수 있다.
제1 광파기(31), 제2 광파기(32) 및 제3 광파기(33)는 서로 다른 시점에 배치되고, 각 광파기는 선박용 블록(10)의 서로 다른 측정 포인트의 위치를 측정할 수 있다. 제1 광파기(31)는 선박용 블록(10)의 제1 측정 포인트의 위치를 측정하고, 제2 광파기(32)는 선박용 블록(10)의 제2 측정 포인트의 위치를 측정하고, 제3 광파기(33)는 선박용 블록(10)의 제3 측정 포인트의 위치를 측정할 수 있다.
예를 들어, 도시한 선박용 블록(10)이 8개의 중요 포인트(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8)를 가진다고 할 때, 제1 광파기(31)는 제1 시점 위치에서 측정되는 복수의 중요 포인트(P3, P6, P7, P8) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 측정 포인트의 위치를 측정할 수 있다. 제2 광파기(32)는 제2 시점 위치에서 측정되는 복수의 중요 포인트(P5, P6, P7, P8) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 측정 포인트의 위치를 측정할 수 있다. 제3 광파기(33)는 제3 시점 위치에서 측정되는 복수의 중요 포인트(P1,P4, P5, P8) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제3 측정 포인트의 위치를 측정할 수 있다.
제1 광파기(31), 제2 광파기(32) 및 제3 광파기(33) 각각은 선박용 블록(10)의 측정 포인트의 위치 정보를 블록 조립 제어장치(40)에 전달한다. 복수의 광파기(31, 32, 33)는 소정의 유선 또는 무선 통신 수단을 구비할 수 있으며, 유무선 통신 수단을 통하여 블록 조립 제어장치(40)에 선박용 블록(10)의 측정 포인트의 위치 정보를 전달할 수 있다.
복수의 광파기 각각에서 측정되는 측정 포인트의 위치 정보는 각 광파기의 위치를 기준으로 측정되는 광파기 좌표이다. 복수의 광파기 각각의 광파기 좌표는 서로 다르므로, 광파기 좌표를 하나의 기준 좌표계 상의 좌표로 일치시킬 필요가 있다. 이를 위해, 복수의 광파기에서 모두 측정되는 3개 이상의 공통 포인트를 각 광파기에서 측정한다. 공통 포인트는 복수의 광파기에서 측정 가능한 중요 포인트이거나 임의의 타겟 포인트일 수 있다. 선박용 블록(10)의 중요 포인트나 타겟 포인트는 기준 좌표계 상에서 미리 정해진 좌표값을 갖고 있으며, 각 광파기에서 3개 이상의 공통 포인트를 측정하면 각 광파기의 광파기 좌표를 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시킬 수 있다.
제1 광파기(31), 제2 광파기(32), 제3 광파기(33) 각각은 3 이상의 공통 포인트의 위치를 측정하고, 공통 포인트들의 위치 정보를 블록 조립 제어장치(40)로 전달할 수 있다.
여기서, 광파기(31,32, 33)기 각각의 위치정보와, 각 위치에서 측정한 측정 포인트 정보를 블록 조립 제어장치(40)으로 전달하는 과정에서, 광파기의 식별자를 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우, 블록 조립 제어장치(40)는 각 광파기의 식별자를 인식하여 수신되는 측정 포인트의 위치가 어느 광파기에서 전송된 것인지를 알 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 환경에 따라, 각 광파기가 위치한 위치정보가 미리 측정되거나 지정되어, 블록 조립 제어장치(40)에 식별자 정보에 대응하여 미리 저장되거나, 앞서 설명한 바와 같이 각 광파기에서 측정 포인트 정보를 블록 조립 제어장치(40)에 전송할 때 각 광파기의 위치 정보를 전송하는 방식 등으로 다양하게 구현될 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 제1 광파기(31), 제2 광파기(32), 제3 광파기(33) 각각으로부터 전달받은 공통 포인트들의 위치를 기준 좌표계 상에서 좌표로 매핑시킴으로써, 제1 광파기(31), 제2 광파기(32), 제3 광파기(33) 각각의 광파기 좌표계를 기준 좌표계 상의 좌표로 일치시킬 수 있다. 블록 조립 제어장치(40)는 각 광파기(31, 32, 33)의 광파기 좌표계를 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시키기 위한 복수의 변환 행렬을 산출하여 저장하고, 각 광파기(31, 32, 33)에서 측정되는 측정 포인트의 위치 정보에 해당 광파기를 위한 변환 행렬을 적용할 수 있다. 즉, 각 광파기(31, 32, 33)에서 측정되는 측정 포인트의 위치는 해당 광파기를 위한 변환 행렬이 적용되어 기준 좌표계 상의 좌표로 변환된다.
블록 조립 제어장치(40)는 제1 광파기(31), 제2 광파기(32) 및 제3 광파기(33)로부터 제1 측정 포인트, 제2 측정 포인트 및 제3 측정 포인트의 위치 정보를 수신하여 선박용 블록(10)의 측정 좌표를 산출한다. 선박용 블록(10)의 측정 좌표는 제1 측정 포인트, 제2 측정 포인트 및 제3 측정 포인트의 위치를 하나의 기준 좌표계 상에서의 좌표들로 나타낸 것이다. 이를 위해, 블록 조립 제어장치(40)는 제1 광파기(31) 기준의 제1 측정 포인트, 제2 광파기(32) 기준의 제2 측정 포인트 및 제3 광파기(33) 기준의 제3 측정 포인트의 위치를 하나의 기준 좌표계 상의 측정 좌표들로 변환한다.
블록 조립 제어장치(40)는 복수의 광파기(31, 32, 33)에서 측정된 측정 포인트들을 기준 좌표계 상에서 측정 좌표로 변환한 후, 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값에 해당하는 선박용 블록(10)의 이동량을 산출한다. 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값은 선박용 블록(10)의 위치 오차를 의미할 수 있다.
설계 좌표는 기조립된 블록(20)에 선박용 블록(10)이 탑재될 위치를 나타내는 기준 좌표계 상의 좌표일 수 있다. 예를 들어, 도시한 선박용 블록(10)이 탑재될 위치는 선박용 블록(10)의 복수의 중요 포인트(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8)에 대응되는 복수의 설계 포인트(P11, P12, P13, P14, P15, P16, P17, P18)로 설정될 수 있다. 설계 포인트는 기조립된 블록(20)의 접촉면에 해당하는 설계 포인트(P11, P13, P14, P15, P17, P18)뿐만 아니라, 기조립된 블록(20)의 접촉면에 해당되지 않는 설계 포인트(P12, P16)를 포함할 수 있다. 설계 좌표는 기조립된 블록(20)의 조립 과정에서 측정되어 블록 조립 제어장치(40)에 기록되어 있거나, 선박용 블록 이동/조립 공정에서 미리 설정되어 있을 수 있다.
선박용 블록(10)의 이동량은 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값으로, 기준 좌표계 상에서 x, y, z 방향의 이동 거리 등으로 표시될 수 있다. 선박용 블록(10)의 이동량은 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값이 최소가 되도록 하는 수학적 계산 방식뿐만 아니라 선박용 블록(10)의 특성에 따라 설정되는 이동/조립 로직(logic)에 따라 산출될 수도 있다. 이동/조립 로직은 선박용 블록(10)의 특성에 따라 주요 측정 포인트에 가중치를 두고, 주요 측정 포인트가 설계 좌표에 더욱 일치하도록 소정의 허용 오차를 줄이는 방식을 선택할 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값이 소정의 허용 오차보다 큰 경우 이동량을 산출할 수 있고, 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값이 소정의 허용 오차보다 작은 경우 선박용 블록(10)의 이동/조립 과정을 완료 처리할 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 선박용 블록(10)의 이동량을 산출하여 디스플레이 장치(미도시) 등을 통하여 사용자에게 표시할 수 있다. 사용자는 선박용 블록(10)의 이동량을 확인하고 선박용 블록(10)의 이동/탑재 과정을 수정할 수 있다. 또는, 블록 조립 제어장치(40)는 선박용 블록(10)을 이동시키는 크레인(미도시)에 이동량 정보를 전달할 수 있으며, 크레인은 이동량 정보에 따라 선박용 블록(10)을 이동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 블록의 조립 제어장치를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 블록 조립 제어장치(40)는 복수의 광파기(31, 32, 33)로부터 복수의 측정 포인트의 위치 정보를 수신하는 통신 인터페이스(41), 측정 포인트의 위치를 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환하는 좌표계 변환부(42), 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값을 산출하여 선박용 블록의 이동을 제어하는 제어부(43), 및 선박용 블록의 이동량(위치 오차)을 표시하는 디스플레이 장치(44)를 포함한다.
통신 인터페이스(41)는 IEEE 802.11 계열로서 2.4GHz 또는 5GHz 대역을 사용하는 무선랜(Wireless LAN), 근거리 디바이스간의 통신을 지원하기 위한 2.4GHz 대역의 무선접속 산업표준인 블루투스(Bluetooth), 근거리 광대역 통신 기술인 UWB(Ultra Wide Band), 및 저속 전송 속도를 갖는 데이터 네트워크를 위한 산업 표준인 지그비(ZigBee) 등의 무선 통신모듈을 사용할 수 있다. 통신 인터페이스(41)는 전력선을 이용하는 전력선 통신(PLC : Power Line Communication), 전화선을 이용하는 홈피엔에이(HomePNA : Home Phone Networking Alliance), 실시간 고속 데이터 전송에 사용되는 직렬버스 방식인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1394, 멀티포인트 통신회선을 이용하는 RS-485 등의 유선 통신모듈을 사용할 수 있다.
통신 인터페이스(41)는 복수의 광파기(31, 32, 33)로부터 수신되는 선박용 블록의 복수의 측정 포인트의 위치 정보를 좌표계 변환부(42)에 전달한다. 통신 인터페이스(41)는 제어부(43)에서 산출되어 전달되는 이동량을 크레인(50)으로 전달할 수 있다.
좌표계 변환부(42)는 복수의 측정 포인트의 위치를 기준 좌표계 상의 측정 좌표들로 변환한다. 좌표계 변환부(42)는 복수의 광파기(31, 32, 33) 각각의 시점 위치를 기준으로 측정되는 측정 포인트들의 위치를 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환한다. 이를 위해 좌표계 변환부(42)는 각 광파기(31, 32, 33)의 광파기 좌표계를 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시키는 변환 행렬을 저장할 수 있다. 즉, 좌표계 변환부(42)는 제1 광파기(31)를 위한 제1 변환 행렬, 제2 광파기(32)를 위한 제2 변환 행렬, 제3 광파기(33)를 위한 제3 변환 행렬을 저장할 수 있다. 좌표계 변환부(42)는 각 광파기(31, 32, 33)에서 측정되는 측정 포인트의 위치에 해당 광파기의 변환 행렬을 적용하여 기준 좌표계 상의 좌표로 변환할 수 있다.
예를 들어, 좌표계 변환부(42)는 제1 시점 위치에 배치된 제1 광파기(31)에 의해 측정된 선박용 블록의 제1 측정 포인트의 위치에 제1 변환 행렬을 적용하여 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환한다. 그리고 좌표계 변환부(42)는 제2 시점 위치에 배치된 제2 광파기(32)에 의해 측정된 선박용 블록의 제2 측정 포인트의 위치에 제2 변환 행렬을 적용하여 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환한다. 그리고 좌표계 변환부(42)는 제3 시점 위치에 배치된 제3 광파기(33)에 의해 측정된 선박용 블록의 제3 측정 포인트의 위치에 제3 변환 행렬을 적용하여 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환한다. 좌표계 변환부(42)는 복수의 측정 포인트에 대한 측정 좌표를 제어부(43)에 전달한다.
제어부(43)는 선박용 블록의 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값을 산출한다. 제어부(43)는 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값을 소정의 허용 오차와 비교하여 선박용 블록의 이동을 제어한다.
제어부(43)는 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값이 소정의 허용 오차보다 큰 경우 차이값에 대응하는 선박용 블록의 이동량을 산출한다. 제어부(43)는 선박용 블록의 이동량을 디스플레이 장치(44)를 통하여 사용자에게 표시할 수 있다. 제어부(43)는 선박용 블록의 이동량에 따라 선박용 블록의 이동을 지시하는 제1 제어신호를 생성하고, 통신 인터페이스(41)를 통하여 제1 제어신호를 크레인(50)으로 전달할 수 있다.
제어부(43)는 측정 좌표와 설계 좌표 간의 차이값이 허용 오차보다 작은 경우 선박용 블록의 이동 완료를 지시하는 제2 제어신호를 크레인(50)으로 전달할 수 있다.
크레인(50)은 이동량에 따라 선박용 블록의 이동을 지시하는 제1 제어신호에 따라 선박용 블록을 이동시키거나, 선박용 블록의 이동 완료를 지시하는 제2 제어신호에 따라 선박용 블록의 이동/조립을 완료할 수 있다.
상술한 블록 조립 제어장치(40)는 선박용 블록의 조립을 설계하고 관리하는 관리자의 운용장치에 연결되거나 설치될 수 있으며, 이에 따라 관리자는 선박용 블록의 이동/조립을 모니터링하고 제어할 수 있다. 또는 블록 조립 제어장치(40)는 크레인(50)에 연결되거나 설치될 수 있으며, 이에 따라 크레인(50)의 운전자는 선박용 블록의 이동/조립을 모니터링하면서 크레인(50)을 운전할 수 있다. 또는 블록 조립 제어장치(40)는 자동화된 크레인에 연결되거나 설치될 수 있으며, 자동화된 크레인은 블록 조립 제어장치(40)에서 생성되는 제1 제어신호 및 제2 제어신호에 따라 선박용 블록의 이동/조립 과정을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 블록의 조립 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 조립 제어 장치의 내부 구성은 각 기능을 단위로 더 세분화 되어 다수개의 구성으로 구현되거나, 또는 두개 이상의 기능을 통합으로 수행하는 구성부 등으로 다양하게 구현될 수 있다. 따라서, 이하 본 발명의 실시예에 따른 블록의 조립 제어 방법을 설명함에 있어서, 도 2에 참조되어 설명된 구성부에 구애받지 아니하고, 조립 제어 장치가 주체인 것으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 광파기는 선박용 블록의 측정포인트의 위치를 각각의 위치에서 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 시점 위치에 배치된 제1 광파기(31)는 선박용 블록의 제1 측정 포인트의 위치를 측정한다(S111). 제1 측정 포인트는 제1 시점 위치에서 측정 가능한 선박용 블록의 적어도 하나의 중요 포인트를 포함한다. 중요 포인트로는 선박용 블록의 형태상 형성되는 복수의 모서리 또는 복수의 꼭짓점 등이 설정될 수 있다. 제1 광파기(31)는 측정한 제1 측정 포인트의 위치를 블록 조립 제어장치(40)에 전달한다.
제2 시점 위치에 배치된 제2 광파기(32)는 선박용 블록의 제2 측정 포인트의 위치를 측정한다(S112). 제2 측정 포인트는 제2 시점 위치에서 측정 가능한 선박용 블록의 적어도 하나의 중요 포인트를 포함한다. 제2 광파기(32)는 측정한 제2 측정 포인트의 위치를 블록 조립 제어장치(40)에 전달한다.
제3 시점 위치에 배치된 제3 광파기(33)는 선박용 블록의 제3 측정 포인트의 위치를 측정한다(S113). 제3 측정 포인트는 제3 시점 위치에서 측정 가능한 선박용 블록의 적어도 하나의 중요 포인트를 포함한다. 제3 광파기(33)는 측정한 제3 측정 포인트의 위치를 블록 조립 제어장치(40)에 전달한다.
이와 같이, 복수의 광파기(31, 32, 33)는 복수의 시점에서 선박용 블록의 복수의 측정 포인트들의 위치를 측정한다. 복수의 광파기(31, 32, 33) 각각은 유무선 통신 방식으로 각자 측정한 측정 포인트의 위치를 블록 조립 제어장치(40)로 전송한다. 이때, 복수의 광파기(31, 32, 33)는 측정 포인트의 위치와 함께 자신의 식별자를 함께 전송할 수 있으며, 블록 조립 제어장치(40)는 각 광파기(31, 32, 33)의 식별자를 인식하여 수신되는 측정 포인트의 위치가 어느 광파기에서 전송된 것인지를 알 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 제1 측정 포인트의 위치를 기준 좌표계 상의 위치로 변환한다(S121). 제1 측정 포인트의 위치는 제1 광파기(31)의 제1 시점 위치를 기준으로 하는 제1 광파기 좌표계 상의 위치일 수 있다. 블록 조립 제어장치(40)는 제1 측정 포인트의 위치에 제1 광파기를 위한 제1 변환행렬을 적용하여 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환할 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 제2 측정 포인트의 위치를 기준 좌표계 상의 위치로 변환한다(S122). 제2 측정 포인트의 위치는 제2 광파기(32)의 제2 시점 위치를 기준으로 하는 제2 광파기 좌표계 상의 위치일 수 있다. 블록 조립 제어장치(40)는 제2 측정 포인트의 위치에 제2 광파기를 위한 제2 변환행렬을 적용하여 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환할 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 제3 측정 포인트의 위치를 기준 좌표계 상의 위치로 변환한다(S123). 제3 측정 포인트의 위치는 제2 광파기(32)의 제3 시점 위치를 기준으로 하는 제3 광파기 좌표계 상의 위치일 수 있다. 블록 조립 제어장치(40)는 제3 측정 포인트의 위치에 제3 광파기를 위한 제3 변환행렬을 적용하여 기준 좌표계 상의 측정 좌표로 변환할 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 측정 위치와 설계 위치 간의 차이값을 산출한다(S130). 측정 위치는 기준 좌표계 상의 위치로 변환된 제1 측정 포인트의 위치, 제2 측정 포인트의 위치 및 제3 측정 포인트의 위치를 포함한다. 설계 위치는 선박용 블록이 최종적으로 탑재될 위치를 나타내는 기준 좌표계 상의 좌표이다.
블록 조립 제어장치(40)는 차이값을 소정의 허용 오차와 비교한다(S140).
블록 조립 제어장치(40)는 차이값이 소정의 허용 오차보다 작으면 선박용 블록의 이동/조립 작업을 완료한다(S150).
블록 조립 제어장치(40)는 차이값이 소정의 허용 오차보다 큰 경우, 차이값에 대응하는 선박용 블록의 이동량을 산출한다(S160).
여기서, 선박용 블록의 이동량은 측정 위치와 설계 위치 간의 차이값에 해당한다. 선박용 블록의 이동량은 기준 좌표계 상에서 x, y, z 방향의 이동 거리 등으로 표시될 수 있다.
블록 조립 제어장치(40)는 선박용 블록의 이동량 정보를 크레인(50)에 전달하고, 크레인(50)은 선박용 블록의 이동량에 따라 선박용 블록을 이동시킨다(S170).
여기서, 선박용 블록을 이동시키는 과정은, 크레인(50)이 자동화되어 수신되는 이동량에 따라 선박용 블록을 자동으로 이동시키거나, 크레인(50)을 운전하는 작업자에게 LCD창과 같은 표시부(미도시)에 출력되어 작업자가 이동량을 인지하고 크레인(50)을 제어하여 선박용 블록을 이동시키는 등 다양한 방식으로 구현될 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명할 것이다.
선박용 블록이 이동된 이후, 복수의 측정 포인트들의 위치 측정 과정에서부터 차이값과 소정의 허용 오차를 비교하는 과정(즉, 단계 S111 내지 단계 S140)이 되풀이되어 선박용 블록의 측정 위치가 설계 위치에 근접하도록 선박용 블록의 이동/조립이 제어된다.
이상, 선박용 블록의 측정 포인트를 측정하는 광파기가 3개인 것으로 가정하여 설명하였으나, 서로 다른 시점 위치에 배치되는 광파기는 2개 또는 4개 이상 배치될 수 있으며, 본 발명은 광파기의 숫자에 제한되지 않는다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 선박용 블록
20 : 기조립된 블록
31 : 제1 광파기
32 : 제2 광파기
33 : 제3 광파기
40 : 블록 조립 제어장치
41 : 통신 인터페이스
42 : 좌표계 변환부
43 : 제어부
44 : 디스플레이 장치
50 : 크레인

Claims (10)

  1. 복수의 시점 위치에 배치되어 상기 복수의 시점 위치 각각에서 측정 가능한 복수의 공통 포인트의 위치를 측정하고, 선박용 블록의 복수의 측정 포인트의 위치를 측정하는 복수의 광파기; 및
    상기 복수의 광파기 각각으로부터 상기 복수의 공통 포인트의 위치 및 상기 선박용 블록의 복수의 측정 포인트의 위치를 전달받고, 상기 복수의 공통 포인트의 위치를 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시켜 상기 복수의 광파기의 좌표계를 일치시키고, 상기 선박용 블록의 복수의 측정 포인트에 대응하는 복수의 측정 좌표를 산출하고, 상기 복수의 측정 좌표와 대응하는 복수의 설계 좌표 간의 차이값에 따라 이동량을 산출하는 제어장치를 포함하고,
    상기 설계 좌표는 상기 기준 좌표계 상에서 상기 선박용 블록의 조립을 위하여 지정된 위치의 좌표이고, 상기 복수의 공통 포인트의 위치 및 상기 선박용 블록의 복수의 측정 포인트의 위치는 상기 복수의 시점 위치를 기준으로 측정되는 광파기 좌표인 선박용 블록의 조립 제어 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광파기 중 어느 하나는 다른 광파기에서 측정할 수 없는 상기 선박용 블록의 측정 포인트를 측정할 수 있는 시점 위치에 배치되는 선박용 블록의 조립 제어 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 복수의 광파기에서 측정되는 3개 이상의 복수의 공통 포인트를 상기 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시켜 상기 복수의 광파기의 좌표계를 일치시키는 선박용 블록의 조립 제어 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 복수의 광파기 각각의 좌표계 상의 좌표를 상기 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시키기 위한 복수의 변환행렬을 상기 선박용 블록의 복수의 측정 포인트에 적용하여 상기 기준 좌표계 상의 상기 복수의 측정 좌표를 산출하는 선박용 블록의 조립 제어 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 복수의 측정 좌표와 상기 복수의 설계 좌표 간의 차이값을 비교하여 상기 차이값이 소정의 허용 오차보다 큰 경우 상기 이동량을 산출하는 선박용 블록의 조립 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어장치로부터 상기 이동량 정보를 전달받아, 상기 이동량에 따라 상기 선박용 블록을 이동시키는 크레인을 더 포함하는 선박용 블록의 조립 제어 시스템.
  7. 복수의 시점 위치에 배치된 복수의 광파기로 복수의 시점 위치 각각에서 측정 가능한 복수의 공통 포인트의 위치를 측정하는 단계;
    상기 복수의 공통 포인트의 위치를 기준 좌표계 상의 좌표로 매핑시켜 상기 복수의 광파기의 좌표계를 일치시키는 단계;
    상기 복수의 광파기에서 측정되는 선박용 블록의 측정 포인트 위치를 기준 좌표계 상의 위치로 변환하는 단계;
    상기 기준 좌표계 상의 위치로 변환된 측정 포인트의 위치와, 상기 선박용 블록의 조립을 위하여 지정된 설계 위치간의 차이값을 산출하는 단계; 및
    상기 차이값을 소정의 허용 오차와 비교하여 상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계를 포함하는 선박용 블록의 조립 제어 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계는,
    상기 차이값이 상기 소정의 허용 오차보다 큰 경우, 상기 차이값에 대응하는 상기 선박용 블록의 이동량을 산출하는 단계를 포함하는 선박용 블록의 조립 제어 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계는 상기 선박용 블록의 이동량에 따라 상기 선박용 블록을 이동시키는 단계를 더 포함하는 선박용 블록의 조립 제어 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 선박용 블록의 이동을 제어하는 단계는,
    상기 차이값이 상기 소정의 허용 오차보다 작은 경우, 상기 선박용 블록의 이동을 완료하는 단계를 포함하는 선박용 블록의 조립 제어 방법.
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