KR101816871B1 - 용접부 정보 자동생성방법 및 그것의 구현을 위한 프로그램이 기록된 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조선소 등 용접검사 현장에서 사용될 용접검사 정보를, 조선 및 해양플랜트의 선체 등의 설계 모델링 데이터에서 추출하여 자동으로 생성할 수 있도록 하는 용접부 정보 자동생성방법 및 그것의 구현을 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공한다. 본 발명의 용접부 정보 자동생성방법은, 다수의 부재가 서로 용접갭을 가지고 배치되어 있는 3D 모델링데이터가 준비되는 1단계; 상기 모델링데이터에서의 최대 용접갭보다 큰 설정값만큼 각 부재의 면을 외측으로 연장시킨 연장부를 형성하는 2단계; 상기 2단계에 의해 형성된 연장부가 이웃하는 부재와 겹치는 겹침부를 추출하는 3단계; 상기 겹침부를 용접부로 하여 해당 부재의 용접부에 관한 용접부정보를 생성하는 4단계를 포함한다.

Description

용접부 정보 자동생성방법 및 그것의 구현을 위한 프로그램이 기록된 기록매체{DATA AUTOMATIC PRODUCING METHOD FOR WELDING PARTS AND STORAGE THEREFOR}

본 발명은 용접부 정보 자동생성방법 및 그것의 구현을 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 설계를 위해 작성된 3D 데이터를 이용하여 각 부재의 용접이 이루어질 부분을 탐색하고, 용접부의 위치 및 길이 등에 관한 용접부 정보를 자동으로 생성하는 방법 및 그것의 구현을 위한 프로그램이 기록된 기록매체에 관한 것이다.

조선 및 해양플랜트 업체는 선박 설계 고도화를 위해 조선 CAD 프로그램과 연계하여 최적화 작업 및 모듈을 개발하여 사용하며, 도면이나 생산정보를 추출하여 선박의 제작에 활용하고 있다.

조선 및 해양 플랜트의 건조를 위해서 모든 부재의 연결과 이음을 용접작업을 통해 진행하고 있고, 선박이나 해양구조물의 크기에 따라 엄청난 용접 길이에 대하여 비파괴검사를 수행하여 선주사 및 선급에 승인을 득하는 방식으로 공사를 진행하고 있다.

따라서, 건조되어지는 모든 선박 및 해양플랜트는 용접되는 모든 부위에 비파괴 검사를 수행하여 품질을 보증하고 있으며, 용접검사를 진행할 사전검사 부위에 대한 선주사의 승인이 필요하다.

이에, 선주사의 사전검사 승인을 위해 건조되는 해당 모델의 구조상세도면과 부합되는 용접부 검사시트(sheet)가 제출되어야 하므로, 조선소에서는 용접에 관한 정보수집을 위하여 많게는 500블록 이상의 조선 및 해양플랜트 구조물에 대하여 사람이 용접정보를 직접 확인하면서 용접부를 리스트형식으로 정리하여 검사시트를 작성하고 있다.

이러한 과정은 인력에 의해 수동으로 이루어짐에 따라, 용접부위 및 정보 확인 시 개인별로 상이한 판단기준이 영향을 주고 주관적인 경험에 의해 이루어지므로 일관성이 부족하다.

또한, 하나의 선체 블록에 대하여도 2000여곳 이상의 용접부 정보를 수동으로 작성하다보면 많은 작성시수가 소요되고, 누락 및 오작으로 인한 추가 작업공정 시수가 발생하여 해당 조선소에서는 많은 시간과 비용을 낭비하게 된다.

한국공개특허공보 제10-2011-0049412호에는 선체 블록의 형상정보를 추출하는 방법이 제시되어 있고, 한국공개특허공보 제10-2013-0117284호에는 선박의 용접선 배치 모델링 방법이 제시되어 있으나, 전술한 바와 같은 용접부 검사를 위한 용접부의 위치, 길이 등의 용접부 정보를 인력에 의지하지 않고 자동으로 생성할 수 있는 방법에 관한 기술은 제시되어 있지 않다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조선소 등 용접검사 현장에서 사용될 용접검사 정보를, 조선 및 해양플랜트의 선체 등의 설계 모델링 데이터에서 추출하여 자동으로 생성할 수 있도록 하는 용접부 정보 자동생성방법 및 그것의 구현을 위한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용접부 정보 자동생성방법은, 다수의 부재가 서로 용접갭을 가지고 배치되어 있는 모델링데이터가 준비되는 1단계; 상기 모델링데이터에서의 최대 용접갭보다 큰 설정값만큼 각 부재의 면을 외측으로 연장시킨 연장부를 형성하는 2단계; 상기 2단계에 의해 형성된 연장부가 이웃하는 부재와 겹치는 겹침부를 추출하는 3단계; 상기 겹침부를 용접부로 하여 해당 부재의 용접부에 관한 용접부정보를 생성하는 4단계를 포함한다.

또한, 본 발명의 용접부 정보 자동생성방법은, 상기 2단계에서 상기 연장부는 각 부재의 면에서 그 면에 수직의 방향으로 연장함으로써 형성시키는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 용접부 정보 자동생성방법은, 상기 용접부정보에 용접부의 길이를 포함하되, 상기 겹침부의 길이를 용접부의 길이로 하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 용접부 정보 자동생성방법은, 상기 4단계를 진행함에 있어 각 부재의 면 중 특정면에서, 상기 겹침부가 일측단과 타측단 중 어느 하나에 발생하고 상기 특정면의 길이방향을 따르는 상기 겹침부의 길이가 상기 특정면의 전체 길이의 10%미만인 경우, 상기 겹침부는 상기 용접부에서 제외하는 것을 또 다른 특징으로 하는 한다.

또한, 본 발명은 위의 방법을 구현하기 위한 프로그램 데이터가 기록되어 컴퓨터 프로세서에 의해 판독 및 실행 가능한 기록매체를 제공하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

전술한 본 발명의 용접부 정보 자동생성방법은, 선박 등의 제작시, 건조되는 해당 블록의 용접부에 대한 검사정보를, 설계도면을 일일이 확인하면서 인력으로 제작할 필요없이, 자동으로 생성할 수 있도록 한다.

이에 따라, 수많은 용접부에 대한 검사정보를 수동으로 작성함에 따른 시간 및 비용의 낭비와, 누락 및 오작으로 인한 검사작업의 혼란의 문제를 해소할 수 있다.

또한, 본 발명의 용접부 정보 자동생성방법은, 각 부재를 연장시켜 발생하는 겹침부(R)가 일측단과 타측단 중 어느 하나에서 발생하고 상기 겹침부(R)의 길이(c)가 특정면의 전체 길이의 10%미만인 경우, 상기 겹침부(R)를 용접부에서 제외하도록 구성하고 있다.

이에 따라, 부재의 특정면에 용접부가 존재하지 않음에도 용접부정보를 자동으로 생성시킬 수 있는 오류를 해소할 수 있다.

도 1는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 정보 자동생성방법을 순차적으로 도시하는 블록순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 정보 자동생성방법에서 리뷰파일(RVM)의 예시 및 그것의 형태소 분석자료
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접부 정보 자동생성방법을 설명하기 위한 부재의 배치상태도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 정보 자동생성방법에 따라 부재에 연장부를 형성하는 과정을 설명하는 사시설명도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용접부 정보 자동생성방법에 따라 부재에 연장부를 형성하는 과정을 설명하는 단면설명도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 용접부 정보 자동생성방법에 따라 용접부에서 제거될 겹침부의 발생상태를 도시하는 설명도

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 용접부 정보 자동생성방법은, 다수의 부재가 서로 용접갭을 가지고 배치되어 있는 3D 모델링데이터가 준비되는 1단계; 상기 모델링데이터에서의 최대 용접갭보다 큰 설정값(s)만큼 각 부재의 면을 외측으로 연장시킨 연장부(E)를 형성하는 2단계; 상기 2단계에 의해 형성된 연장부(E)가 이웃하는 부재와 겹치는 겹침부(R)를 추출하는 3단계; 상기 겹침부(R)를 용접부로 하여 해당 부재의 용접부의 위치 및 길이에 관한 용접부정보를 생성하는 4단계를 포함한다.

도 1을 참고하면, 상기 1단계는 다수의 부재가 서로 용접갭을 가지고 배치되어 있는 3D 모델링데이터가 준비된다. (S10 단계)

선박설계를 위한 3D CAD 프로그램, 예컨대 AVEVA사의 AVEVA MARINE CAD제품 등은 선박을 구성하는 블록이나 부재 등에 대한 원시데이터 형식인 리뷰파일(RVM) 형식으로 데이터가 추출된다.

1단계에서 3D 모델링데이터가 준비되는 단계는 상기 리뷰파일(RVM) 형식의 데이터가 추출되는 것을 포함한다.

도 2는 그와 같은 리뷰파일(RVM)의 예시 및 그것의 형태소 분석정보를 표시하고 있다.

그와 같은 리뷰파일(RVM) 형식의 원시데이터는, 모든 부재가 면을 이용하여 3D 형상을 생성하도록 구성되어 있다. 예컨대 도 3의 판상부재(10)의 경우, 양측 판면(11,12)과 함께 4개의 측면(13,14,15,16)을 포함하여 총 6개의 면으로서 하나의 판상 부재가 표현되고 있다.

또한, 리뷰파일(RVM) 형식의 원시데이터는, 곡선부분이나 복잡한 형상의 경우, 면을 작게 분리하여 부재를 구체화하는 방법으로 표현하고, 객체의 이름과 위치를 텍스트 형식으로 나타내고 있으며, 내부적으로 부재의 고유넘버, 색상 등의 정보를 포함하고 있다.

이러한 리뷰파일(RVM) 형식의 원시데이터는 선체블록을 형성하기 위해 서로 결합될 복수의 부재들을 서로 접촉시키지 않고, 용접비드가 형성될 부분에 용접캡(용접이 이루어질 위치에 부여되는 부재들 사이의 간격폭)(t1,t2)을 설정함으로써, 다수의 부재가 서로 이격된 상태로 표현하고 있다.

상기 2단계는 모델링데이터에서의 최대 용접갭보다 큰 설정값(s)만큼 각 부재의 면을 외측으로 연장시킨 연장부(E)를 형성하는 것이다. (S20 단계)

각각의 부재는 면으로 구성되므로 각 부재의 면을 확장함에 의해 이웃부재와 중첩된 부분에서 용접부가 위치함을 확인할 수 있다는 점에 착안하여, 용접부를 탐색하여 확인할 목적으로 상기 2단계에서 각 부재의 면을 외측으로 연장시키는 연장부(E)를 형성하는 것이다.

상기 최대 용접갭은 추출된 리뷰파일(RVM) 형식의 원시데이터에 포함된 정보로서, 각각의 부재별로 부여된 용접캡이 서로 상이할 수 있으므로, 모든 용접갭을 확인하여, 그 중 가장 큰 용접갭을 최대 용접캡으로 설정한다.

상기 최대 용접갭은 선박설계를 위한 3D 모델링데이터와 함께 설계자에 의해 제공될 수도 있다.

설정된 최대 용접갭을 이용하여 그 보다 큰 값, 예컨대 최대 용접갭의 1.2~1.5배 크기의 설정값(s)을 설정하고, 그 설정값(s)만큼 각 부재의 면을 외측으로 연장시킨 연장부(E)를 형성한다.

도 4 및 도 5는 선박블록을 형성하는 부재가 도 3과 같이 배치된 상태에서 연장부(E)를 형성시키는 과정을 도시하는 것으로서, 대상 부재의 각 면을 설정값(s)만큼 연장시킨다.

예컨대, 도 3의 특정 판상부재(10)의 경우, 그것을 구성하는 6개 면을 도 4 및 도 5와 같이 설정값(s)만큼 연장시키면, 용접값(t1,t2)보다 큰 폭으로 연장이 이루어지므로, 용접갭(t1,t2)을 사이에 두고 이웃하는 부재(20,30)와 겹치게 되는 겹침부(R)가 발생한다.

2단계에서 최대 용접갭보다 큰 설정값(s)만큼 각 부재의 면을 외측으로 연장시킨 연장부(E)를 형성하는 과정은, 용접부 정보 자동생성이 진행되는 대상 블록의 전체 부재에 대하여 이루어진다.

상기 연장부(E)는 각 부재의 면에서 그 면에 수직인 방향으로 연장함으로써 형성시킨다.

즉, 연장부(E)를 형성시킴에 있어 하나의 면에서 외측을 향해 다양한 각도로 연장될 수 있으나, 용접비드가 형성되는 방향이 각 면에서 외측을 향하는 수직방향이라 할 수 있으므로 연장부(E)를 형성하는 방향을 각 면에 수직인 방향이 되도록 함으로써, 후술하는 용접길이의 산출이 보다 정확해질 수 있고, 용접될 이웃 부재와 원활한 겹침이 발생하도록 할 수 있으며, 용접되지 않을 타부재와의 겹침의 가능성도 배제될 수 있다.

2단계가 완료된 후, 3단계는 상기 2단계에 의해 형성된 연장부(E)가 이웃하는 부재와 겹치는 겹침부(R)를 추출한다. (S30 단계)

상기 겹침부(R)는 각 부재에서 연장된 연장부(E)가 이웃하는 부재를 침범하고 있는 부분(예컨대, 도 5에서 판상부재 11이 이웃하는 부재 20 및 30을 침범하는 부분)으로서, 3차원 공간상에서 소정의 영역을 특정 부재의 연장부(E)와 다른 부재가 함께 점유하고 있는 것으로 나타난다.

이러한 겹침부(R)를 판별하여 각 부재에서 발생하는 겹침부(R)를 확인하여 추출한다.

이후, 상기 4단계는 상기 겹침부(R)를 용접부로 하여 해당 부재의 용접부의 위치 및 길이에 관한 용접부정보를 생성한다. (S40~S70 단계)

즉, 추출되어 있는 겹침부(R)가 발생한 위치에서는 설계시 설정된 용접갭(t1,t2)이 형성되어 있는 것을 의미하므로, 선박의 건조시 용접부(용접비드)가 생성되는 부분에 해당한다.

용접갭(t1,t2)보다 약간 큰 폭의 연장부(E)가 각 면에서 형성됨에 의해 용접갭이 형성된 위치에서 겹침부(R)가 발생한 것이므로, 설계된 용접갭의 길이와 겹침부(R)의 길이는 동일하게 발생한다.

따라서, 겹침부(R)를 용접부로 하여 겹침부(R)의 발생한 부분에서 용접부가 생성될 것으로 볼 수 있고, 겹침부(R)의 길이가 생성될 용접부의 길이가 될 것으로 볼 수 있다.

따라서, 겹침부(R)를 용접부로 확정하여 용접부정보를 생성한다. (S40 단계)

상기 용접부정보는 각 부재에서 용접부가 생성되는 위치정보와 용접부의 길이정보를 포함하는 것으로서, 용접부의 위치정보는 특정 부재, 예컨대 특정 판상부재의 부재명과 함께, 그 부재에서의 용접부의 위치에 따라 상단(T), 하단(B), 우측(R), 좌측(L) 등으로 표시할 수 있다.

하나의 용접부는 양측의 서로 용접되는 부재가 공유하고 있으므로 각각의 부재에서 위치정보가 달라지게 된다. 생성되는 용접부정보를 보다 간결하게 하기 위해, 하나의 용접부는 우선순위를 정하여 양측 중 하나의 부재에만 생성되도록 하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상단(T)으로 표시하는 것이 하단(B)으로 표시하는 것보다 우선하여 상단(T)으로 표시할 수 있는 부재에 용접부정보를 포함시키고, 우측(R)이 좌측(L)보다 우선하여 우측(R)으로 표시할 수 있는 부재에 용접부정보를 포함시키는 것과 같은 규칙을 부여하는 것이다.

용접부의 위치, 용접부의 길이 등의 용접부정보는 각 부재별로 생성되므로, 선박을 구성하는 하나의 블록에 포함된 다수의 부재 리스트에 용접부정보가 부가적으로 포함되도록 데이터를 리스트형식으로 생성한다.

즉, 선체를 구성하는 각 블록 별로 다수의 부재 리스트에서 해당 부재에 대응하도록 그 부재에서의 용접부의 위치, 길이 등에 관한 용접부정보가 함께 포함됨으로써, 블록을 구성하는 부재명과 더불어 각 부재별 용접부정보가 부기된 테이터가 생성되어, 용접부 검사를 위한 시트로써 아래와 같은 예로 출력될 수 있는 것이다.

이에 따라, 선박 제작시 선주사의 사전검사 승인을 위해, 건조되는 해당 블록의 용접부에 대한 검사정보를, 설계도면을 일일이 확인하면서 인력으로 제작할 필요없이, 자동으로 생성하여 제출할 수 있다.

한편, 각 부재의 면에서 발생하는 겹침부(R) 중 용접부에서 제외할 필요가 있는 겹침부(R)가 존재할 수 있다.

도 6을 참조하면, 판상부재(60)의 둘레면 중 특정면(66)이 용접이 이루어질 이웃의 다른 면(65)과 둔각을 이루도록 경사진 경우, 그 특정면(66)에는 용접부가 실제로 존재하지 않는 면이나 전술한 방법에 따른 과정을 진행시 겹침부(R1)가 발생할 수 있다.

즉, 상기 특정면(66)에서부터 설정값(s)만큼 연장부(E)를 형성시킨 경우, 상기 특정면(66)의 하단영역에서 도 6에서 도시하는 바와 같은 겹침부(R1)가 발생한다.

이에 따라, 그 겹침부(R1)를 용접부에서 제외시키지 않으면, 상기 판상부재의 경사진 특정면(66)에도 용접부정보를 생성시키게 되는 문제가 있다.

이에 따라, 상기 4단계에서는 각 부재의 면 중 특정면(66)에서, 상기 겹침부(R)가 일측단과 타측단 중 어느 하나에 발생하고 상기 특정면의 길이방향을 따르는 상기 겹침부(R1)의 길이(c)가 상기 특정면(66)의 전체 길이의 10%미만인 경우, 겹침부(R1)는 용접부에서 제외하도록 한다.

통상, 도 6에서와 같은 경사진 특정면(66)의 하단영역에서 발생하는 겹침부(R)는 그 겹침영역이 미미하여, 그 특정면(66) 전체의 길이의 10%를 판단의 경계로 함으로써 제거될 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

10; 판상부재 11,12; 판면
13,14,15,16; 측면 20,30; 이웃하는 부재
60; 판상부재 65; 이웃의 다른 면
66; 특정면 R, R1; 겹침부
t1,t2; 간격폭 s; 설정값
E; 연장부

Claims (5)

1. 다수의 부재가 서로 용접갭을 가지고 배치되어 있는 모델링데이터가 준비되는 1단계;
   상기 모델링데이터에서의 최대 용접갭보다 큰 설정값(s)만큼 각 부재의 면을 외측으로 연장시킨 연장부(E)를 형성하는 2단계;
   상기 2단계에 의해 형성된 연장부(E)가 이웃하는 부재와 겹치는 겹침부(R)를 추출하는 3단계;
   상기 겹침부(R)를 용접부로 하여 해당 부재의 용접부의 위치에 관한 용접부정보를 생성하는 4단계를 포함하되,
   상기 4단계에서는
   각 부재의 면 중 특정면에서, 상기 겹침부(R)가 일측단과 타측단 중 어느 하나에 발생하고 상기 특정면의 길이방향을 따르는 상기 겹침부(R)의 길이(c)가 상기 특정면의 전체 길이의 10%미만인 경우, 상기 특정면의 상기 겹침부(R)를 상기 용접부에서 제외하는 것을 특징으로 하는 용접부 정보 자동생성방법
2. 제1항에 있어서,
   상기 2단계에서 상기 연장부(E)는 각 부재의 면에서 그 면에 수직의 방향으로 연장함으로써 형성시키는 것을 특징으로 하는 용접부 정보 자동생성방법
3. 제1항에 있어서,
   상기 용접부정보에는 용접부의 길이를 포함하되, 상기 겹침부의 길이를 용접부의 길이로 하는 것을 특징으로 하는 용접부 정보 자동생성방법
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 구현하기 위한 프로그램 데이터가 기록되어 컴퓨터 프로세서에 의해 판독 및 실행 가능한 기록매체

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