KR101337652B1 - 선체 블록 제작 오차 분석 방법 - Google Patents

선체 블록 제작 오차 분석 방법 Download PDF

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Abstract

선체 블록의 제작 오차 분석 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 블록의 제작 오차 분석 방법은 선체 블록에서 복수의 계측점을 계측하여 계측 데이터를 생성하는 단계; 선체 블록의 계측 데이터를 이용하여 선체 블록의 바운딩 박스를 구성하는 단계; 바운딩 박스를 이용하여 계측 데이터에서 포인트를 지정하는 단계; 및 지정된 포인트들의 계측값과, 그 설계값을 비교하여 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계를 포함한다.

Description

선체 블록 제작 오차 분석 방법{METHOD FOR ANALYZING THE MANUFACTURING ERROR OF HULL BLOCK}
본 발명은 선체 블록 제작 오차 분석 방법에 관한 것이다.
선박의 건조는 선체의 일부를 블록 단위로 제작한 후, 이를 조립해서 하나의 선박을 완성하는 과정으로 이루어진다.
이 때, 선박을 건조하는데 있어 선체 블록을 조립하는 과정이 선박 건조 과정 중 많은 비중을 차지하고 있으며, 이를 효과적으로 개선하면 작업 효율성을 증대시킬 수 있다.
종래에는 선체 블록 조립을 위해 광파기(3차원 계측기)를 이용해서 조립할 선체 블록들을 측정한 후, 선체 블록의 데이터 분석하고, 선체 블록 조립을 위한 작업 지시를 하였다.
이 때, 조립할 블록들의 데이터를 분석하는 과정은 단순히 선체 블록의 설계 포인트와 이에 해당하는 선체 블록의 계측 포인트를 비교해서 3차원 공간 상에서 x, y, z 방향으로 오차가 어떻게 나오는지를 판단하는 과정으로 이루어진다. 그러나, 이와 같은 데이터 분석 방법은 선체 블록이 전체적으로 어떻게 잘못 만들어져 있는지를 보여주지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 선체 블록의 뒤틀림, 평행도 및 치우침 오차를 분석하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선체 블록에서 복수의 계측점을 계측하여 계측 데이터를 생성하는 단계; 상기 선체 블록의 계측 데이터를 이용하여 상기 선체 블록의 바운딩 박스를 구성하는 단계; 상기 바운딩 박스를 이용하여 상기 계측 데이터에서 포인트를 지정하는 단계; 및 상기 지정된 포인트들의 계측값과, 그 설계값을 비교하여 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계를 포함하는 선체 블록의 제작 오차 분석 방법이 제공된다.
이 때, 상기 지정된 포인트들의 설계값들을 연결하여 형성되는 평면과, 계측값들을 연결하여 형성되는 평면을 비교하여 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선체 블록을 구성하는 포인트들은, 상기 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하는 포인트일 수 있다.
이 때, 상기 선체 블록의 바운딩 박스는 3차원 공간 상에서 상기 선체 블록의 계측 데이터를 내부에 모두 포함하는 직육면체일 수 있다.
한편, 상기 복수의 계측점은, 상기 선체 블록을 구성하는 주판의 모서리 포인트 및 상기 주판 및 상기 주판과 결합되는 소부재의 교차점을 포함할 수 있다.
한편, 상기 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하기 위한 포인트는 상기 복수의 계측점 중 상기 바운딩 박스의 모서리점에서 가장 가까운 계측점일 수 있다.
한편, 상기 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하는 포인트는 각각 4개이며, 상기 상판 및 하판은 상기 4개의 포인트를 모서리로 하는 사각형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제작 오차는 선체 블록의 뒤틀림, 평행도 및 치우침 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계에서는, 상기 포인트 지정값에 따른 상판 및 하판의 주방향 및 상기 포인트 설계값에 따른 상판 및 하판의 주방향을 비교하여 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 선체 블록의 제작 오차를 정확하게 분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 블록의 오차 분석 과정을 도시한 순서도이다.
도 2는 선체 블록의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 선체 블록의 계측 데이터를 이용하여 선체 블록의 바운딩 박스를 구성한 예를 도시한 도면이다.
도 4는 선체 블록의 계측 데이터 중 복수의 계측점을 지정한 예를 도시한 도면이다.
도 5는 선체 블록의 복수의 계측점 중 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하는 포인트를 지정한 예를 도시한 도면이다.
도 6은 상판 및 하판의 포인트 지정 값과 포인트 설계값을 비교하기 위한 예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 상판 및 하판의 포인트 지정 값과 포인트 설계값을 비교하여 선체 블록의 제작 오차를 분석한 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 블록의 오차 분석 과정을 도시한 순서도이다. 도 2는 선체 블록의 일 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 상하로 배열된 두 개의 주판 사이에 상하 방향으로 배열된 두 개의 소부재로 이루어진 블록의 제작 오차를 분석하는 방법을 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 블록의 오차 분석 방법은, 선체 블록을 계측하는 단계(S101), 상기 선체 블록의 계측 데이터를 이용하여 상기 선체 블록의 바운딩 박스를 구성하는 단계(S102), 상기 선체 블록의 계측 데이터 중 복수의 계측점을 지정하는 단계(S103), 상기 복수의 계측점 중 상기 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하기 위한 포인트를 지정하는 단계(S104), 상기 상판 및 하판을 구성하는 포인트 설계값과 상기 계측 포인트의 지정값을 비교하는 단계(S105), 및 상기 비교된 계측 포인트 지정값 및 포인트 설계값을 이용하여 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계(S106)를 포함한다.
먼저 선체 블록을 계측하는 단계(S101)에서는 광파기와 같은 3차원 계측기를 이용하여 제작 오차를 분석하고자 하는 선체 블록(10)을 계측한다.
3차원 계측기에 의하여 계측된 선체 블록(10)의 계측 데이터는 선체 조립을 위한 측정 데이터로서 계측기와 연결된 서버에 저장되며, 이와 같이 저장된 계측 데이터는 제작된 블록의 오차 분석을 위한 기초 데이터로 사용된다.
이 때, 3차원 계측기를 이용하여 선체 블록(10)에서 계측되는 지점은 예를 들여 선체 블록(10)의 주판(11, 12)의 모서리 포인트 및 주판(11, 12)과 소부재(13, 14)가 교차되는 위치를 포함할 수 있다.
선체 블록(10)을 계측한 후 선체 블록의 계측 포인트에 대하여 바운딩 박스(bounding box)를 구성한다(S102). 이 때, 바운딩 박스(20)는 3차원 공간 상에서 선체 블록(10)의 계측 포인트를 모두 둘러싸는 직육면체 박스를 의미한다. 도 3에는 도 2에 도시된 선체 블록(10)의 계측 포인트를 둘러싸는 바운딩 박스(20)가 도시되어 있다. 이와 같은 바운딩 박스(20)는 박스를 구성하는 각각의 선분이 3차원 공간상에서 x, y, z 축에 평행하게 형성될 수 있다.
이와 같이 선체 블록(10)의 바운딩 박스(20)를 구성한 후 선체 블록(10)의 계측 데이터 중 복수의 계측점을 지정한다(S103).
이 때, 지정되는 복수의 계측점은 선체 블록의 주판의 모서리 포인트 및 주판과 소부재가 교차되는 위치일 수 있다. 도 4에는 x자로 표시된 복수의 계측점이 표시되어 있는데, 각각의 계측점은 설계상의 선체 블록의 주판의 모서리 포인트(도 3의 11a, 11b, 11c, 11d 및 12a, 12b, 12c, 12d) 및 주판과 소부재가 교차되는 위치(도 3의 11e, 11f, 11g, 11h 및 12e, 12f, 12g, 12h)에 대응하는 실제 계측된 계측점이다. 도 4에서 실선으로 이루어진 블록 형상(30)은 설계 데이터에 따른 선체 블록이다.
도 4에서 실제 제작된 선체 블록이 설계 데이터와 일치하는 경우 복수의 계측점의 위치는 각각 선체 블록의 주판의 모서리 포인트 및 주판과 소부재가 교차되는 위치와 일치하게 되나, 실제 제작된 선체 블록은 제작 오차로 인하여 설계 데이터와 다른 위치에 계측점이 위치하게 된다.
선체 블록의 계측 데이터 중 복수의 계측점을 지정한 후 복수의 계측점 중 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하기 위한 포인트를 지정한다(S104).
이 때, 상판 및 하판을 구성하기 위한 포인트는, 예를 들어, 직육면체인 바운딩 박스의 상부 4 모서리와 가장 가까운 4개의 포인트(도 5의 11a′, 11b′, 11c′, 11d′) 및 직육면체인 바운딩 박스의 하부 4 모서리와 가장 가까운 4개의 포인트(도 5의 12a′, 12b′, 12c′, 12d′)일 수 있다. 도 5에는 바운딩 박스의 모서리로부터 가장 가까운 계측 포인트가 지정된 도면이 도시되어 있다.
이와 같은 상판에 대응하는 4개의 계측 포인트 및 하판에 대응하는 4개의 계측 포인트를 지정한 후 각각의 계측 포인트에 대응하는 설계 포인트(11a, 11b, 11c, 11d, 12a, 12b, 12c, 12d)를 연결하여 선체 블록의 상판 및 하판을 각각 사각형상으로 형성한다.
도 6에는 선체 블록의 상판을 형성하기 위한 4개의 포인트 및 하판을 형성하기 위한 4개의 포인트를 연결하여 각각 사각 형상으로 형성한 상판(32) 및 하판(34)이 도시되어 있다.
설계 포인트를 연결하여 상판(32) 및 하판(34)을 형성한 후, 상판 및 하판의 포인트 설계값(32a, 32b, 32c, 32d 및 34a, 34b, 34c, 34d)을 그에 대응하는 계측 포인트의 지정값(11a′, 11b′, 11c′, 11d′ 및 12a′, 12b′, 12c′, 12d′)과 비교한다(S105).
그리고, 비교된 포인트 설계값(32a, 32b, 32c, 32d 및 34a, 34b, 34c, 34d) 및 계측 포인트 지정값(11a′, 11b′, 11c′, 11d′ 및 12a′, 12b′, 12c′, 12d′)을 이용하여 선체 블록의 제작 오차를 분석한다(S106).
도 7 및 도 8은 상판 및 하판의 포인트 설계값과 계측 포인트 지정값을 비교하여 선체 블록의 제작 오차를 분석한 예를 도시한 도면이 도시되어 있다.
도 7 및 도 8에서, 상판(32) 및 하판(34)의 포인트 설계값(32a, 32b, 32c, 32d 및 34a, 34b, 34c, 34d)에 따라 형성된 사각형의 주 방향은 La로 도시된다.
이 때, 사각형의 주 방향(La)은 도 7 및 도 8에서 볼 때 사각형의 길이 방향 두 선분의 중심(32e, 32f 및 34e, 34f)을 지나는 직선으로 규정될 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에서 상판(32) 및 하판(34)의 포인트 설계값(32a, 32b, 32c, 32d 및 34a, 34b, 34c, 34d)에 대응하는 계측 포인트 지정값 4 위치(11a′, 11b′, 11c′, 11d′ 및 12a′, 12b′, 12c′, 12d′)가 형성하는 사각형의 주 방향은 Lb로 표시된다. 이 때, Lb도 La와 동일한 방식으로 규정된 직선이다.
이 때, 두 직선 La와 Lb를 서로 비교하여 설계 데이터와 비교할 때 실제 제작된 선체 블록이 얼마나 오차가 있는지를 확인할 수 있다. 보다 상세히, 제작된 선체 블록의 오차는 뒤틀림, 평행도 및 치우침의 정도를 확인함으로써 분석할 수 있다.
이 때, 뒤틀림이란 상판(32)과 하판(34)의 주 방향이 이루는 각도 차이값이다. 그리고, 평행도는 상판(32) 및 하판(34) 사이의 평행한 정도이다. 그리고, 치우침은 상판(32)과 하판(34)의 중심에 대한 차이값(상판과 하판의 중심을 연결한 벡터 성분의 차이값)이다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 상판(32)에서 설계 포인트의 주방향(La)에 대하여 계측 포인트의 주 방향(Lb)이 시계 방향으로 10도(α)만틈 비틀려 있고, 도 8에 도시된 바와 같이, 하판(34)에서 설계 포인트의 주 방향(La)에 대하여 계측 포인트의 주 방향(Lb)이 반시계 방향으로 5도(β)만큼 비틀려 있는 경우, 실제 제작된 선체 블록은 설계상의 선체 블록과 비교할 때 15도 만틈 비틀려 있는 것으로 판단될 수 있다.
이와 같은 방식으로 판단된 선체 블록에 대한 제작 오차 정보는 블록을 조립할 때 및 탑재할 때 활용될 수 있다. 또한 각 항목의 오차 관리를 통해 문제가 발생할 수 있는 공정을 파악할 수 있다.
종래 기술에서와 같이 각각의 계측 포인트와 설계 포인트 간의 오차만을 분석할 경우에는 주판 및 소부재를 포함하는 선체 블록이 제작되는 과정에서 발생할 수 있는 주판 및 부재간의 비틀림, 평행도 및 치우침과 같은 오차 요소를 분석할 수 없으나, 본 발명의 일 실시예에 따라 상판 및 하판을 규정한 후 상판 및 하판의 오차를 분석함으로써 제작된 선체 블록의 제작시 발생한 오차를 정확하게 분석할 수 있음으로써 선체 블록 제작 과정에서 문제가 있었는지 여부를 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 선체 블록
20 바운딩 박스
32 상판
34 하판

Claims (9)

  1. 선체 블록에서 복수의 계측점을 계측하여 계측 데이터를 생성하는 단계;
    상기 선체 블록의 계측 데이터를 이용하여 상기 선체 블록의 바운딩 박스를 구성하는 단계;
    상기 바운딩 박스를 이용하여 상기 계측 데이터에서 포인트를 지정하는 단계; 및
    상기 포인트의 지정값과, 상기 포인트의 설계값을 비교하여 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계를 포함하되,
    상기 선체 블록의 바운딩 박스는 3차원 공간 상에서 상기 선체 블록의 계측 데이터를 내부에 모두 포함하는 직육면체이고,
    상기 선체 블록을 구성하는 포인트는, 상기 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하는 포인트이며,
    상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계에서는 상기 포인트의 설계값을 연결하여 형성되는 평면과, 상기 지정값을 연결하여 형성되는 평면을 비교하여 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는
    선체 블록의 제작 오차 분석 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 계측점은,
    상기 선체 블록을 구성하는 주판의 모서리 및
    상기 주판과 상기 주판에 결합되는 소부재의 교차점을 포함하는, 선체 블록의 제작 오차 분석 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하는 포인트는 상기 복수의 계측점 중 상기 바운딩 박스의 모서리에서 가장 가까운 계측점인, 선체 블록의 제작 오차 분석 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체 블록의 상판 및 하판을 구성하는 포인트는 각각 4개이며, 상기 상판 및 하판은 상기 4개의 포인트를 모서리로 하는 사각형상으로 이루어지는, 선체 블록의 제작 오차 분석 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제작 오차는 선체 블록의 뒤틀림, 평행도 및 치우침 중 적어도 하나를 포함하는, 선체 블록의 제작 오차 분석 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는 단계에서는, 상기 포인트의 상기 지정값에 따른 상판 및 하판의 주 방향 및 상기 포인트의 상기 설계값에 따른 상판 및 하판의 주 방향을 비교하여 상기 선체 블록의 제작 오차를 분석하는, 선체 블록의 제작 오차 분석 방법.

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