KR20010068351A - 전개도 자동 생성 프로그램 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입체적인 구조물을 평면적으로 해석하여 2차원 전개도를 자동으로 생성하는 프로그램 제품에 관한 것이다.

본 발명은 사용자의 요구에 반응해서 선택된 전개모듈과 관련된 하나이상의 입력된 수치값에 의해 요구된 전개모듈을 구조적으로 해석하여 전개 가능한지를 판단하여 전개가 가능한 경우에는 3차원 및 2차원 상에서 변하지 않는 고정선에 대한 위치 및 길이를 계산하여 2차원상의 좌표값으로 환산하고, 상기 좌표값 결과를 2차원 상에 드로잉하여 해당 전개모듈의 전개도를 출력장치에 디스플레이 한다. 또한 DXF코드로 출력되도록 하여 컴퓨터수치제어(CNC)기계에서 유용하다. 본 발명에 의한 전개도 자동생성 프로그램 및 시스템이 이용될 경우, 물건이 잘못 제작될 수 있는 요소를 사전에 방지해 줄 수 있으며, 전개도 제작 시 소요되는 시간은 일반 PC를 사용할 경우, 1 분 이내에 완성된 전개도를 볼 수 있어서 인적, 물적, 시간적인 낭비를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

Description

전개도 자동 생성 프로그램 제품{PROGRAM PRODUCT FOR AUTO-FORMATING DEVELOPMENT FIGURE}

본 발명은 입체적인 구조물을 평면적으로 해석하여 2차원 전개도를 자동으로 생성하는 프로그램 제품에 관한 것이다.

일반적으로 실제 산업 현장에서는 철판을 가공해야 하는 일이 흔히 발생한다. 철판의 가공과정은 먼저, 원하는 생산품을 만들기 위해, 정확한 설계를 하고, 그 다음 정확한 전개도에 의한 철판재단 작업에 돌입하는 데 그 작업은 철판을 절단하여 절곡 과정을 거쳐 용접 및 조립을 통하여 원하는 기계나 생산품을 만들 수 있는 것이다.

그러므로, 얼마나 정확한 전개도에 의한 철판 재단 작업이 이루어지느냐에 따라 생산 과정에서의 낭비 과정을 최소화시킬 수 있다.

이 중에서 기존에는 전개도 제작 방법은 그 기술을 보유한 설계자 또는 기능자가 CAD, 계산기 등을 사용하여 현장에서 수작업으로 적어도 수 시간에서 많게는 수 일 정도 소요하여 작업함으로써 정확도가 떨어지고 많은 시간이 소요되는 문제점과 부정확한 설계작업으로 인해 생산과정에서 발생되는 물적, 시간적 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 입체적인 구조물에서의 3차원 및 2차원 상에서 변하지 않는 고정선을 해석하고 수학적으로 풀어냄으로써, 입체적인 구조물에 대한 2차원상의 전개도를 자동으로생성하는 프로그램 제품을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입체적인 구조물을 평면적으로 해석하여 2차원 전개도를 생성하기 위한 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 입체적인 구조물에 대한 복수개의 전개모듈 중 사용자의 요구에 반응해서 선택된 전개모듈과 관련된 하나이상의 수치값을 입력받는 사용자요구 모듈; 상기 입력된 수치값에 의해 상기 요구된 전개모듈을 구조적으로 해석하여 전개 가능한지를 판단하는 모듈; 상기 판단결과 전개가 가능한 경우에는 3차원 및 2차원 상에서 변하지 않는 고정선에 대한 위치 및 길이를 계산하여 2차원상의 좌표값으로 환산하는 연산모듈; 및 상기 좌표값 결과를 2차원상에 드로잉하여 해당 전개모듈의 전개도를 출력장치에 디스플레이 하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명을 구동시키기 위한 컴퓨터 시스템의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 전개도 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 전개모듈의 완성도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 전개모듈에 대한 제작도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 티(Tee)관의 모습

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 구간의 전개도

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전개도의 완성도

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 중앙처리장치 3: 입력부

4 : 기억부 5 : 메모리부

6 : 모니터링부 42 : 높이

43 : 상부지름 45 : 하부지름

46 : 편심거리 48 : 구간수

52 : 메인부재 54 : 서브부재

본 발명의 이들 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

먼저, 3차원 형태의 입체적인 구조물을 제작하는 데 있어서, 재질이나 형태에 따라 2가지 제작방법이 있다.

하나는 속이 차 있는 예컨대 돌, 금속, 나무 등과 같은 솔리드(solid)를 다루는 작업으로, 원자재를 깍아 내거나 또는 추가로 붙여 제작하는 작업을 말한다.

다른 하나는 속이 비어있는 예컨대 깡통과 같은 메쉬(mesh)를 다루는 작업으로, 연성과 소성이란 금속의 성질을 이용하는 것으로 물체의 표면 작업을 통해 제품을 만드는 작업 방법이다. 이것은 비행기 또는 선박 등의 판금작업에 유용하다.

본 발명은 두께를 갖는 평면적인 부재, 즉 메쉬 작업을 통해 입체적인 이형관을 만들기 위해 필히 거쳐야 하는 평면상의 전개도 제작 단계를 자동으로 실행시켜주는 프로그램 제품이다.

이하에서 본 발명의 각 실시 예에 따른 구성을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 구동시키기 위한 시스템 구성도를 도시한 것으로서, 이는 동작명령 전체를 제어하는 중앙처리장치(2)와, 작업자의 조작에 따라 상기 중앙처리장치(2)에 동작을 명령시키기 위한 입력부(3)와, 전개실행에 필요한 모든 데이터가 저장되어 있는 기억부(4)와, 상기 중앙처리장치의 제어에 따라 작업데이터가 일시 저장 및 출력되는 메모리부(5)와 작업상태를 표시하는 모니터부(6)로 구성된다.

본 전개도 생성 프로그램 제품은 도 1과 같은 시스템 환경에서, 예컨대 대중적으로 쓰이는 IBM 호환기종의 PC에서 마이크로소프트사의 윈도우95/98/NT의 운영체제를 탑재한 환경이면 모든 형태의 전개도를 생성해 낸다. 또한 CAD용으로 설치를 하면 출력 결과물의 편집 및 저장을 CAD프로그램의 포맷에 맞게 자유자재로 이용할 수 있다. 또, 3D 모델링이 자동으로 생성되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 3차원 모형을 2차원 평면상에 전개하기 위한 수학적 알고리즘을 기본으로 하여 실제 현장의 실무자들이 가장 이해하기 쉽고 잘 응용시킬 수 있는 인터페이스와 입력방식을 채택하여, 복잡하고 어려운 입체형상을 가로, 세로, 높이, 지름 및 각도의 수치만 입력시키는 수준에서 완벽한 기하학적 전개도가출력되도록 구현되었다.

도 2는 본 발명에 따른 전개도 생성 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

사용자의 요구에 따라 전개도 자동 생성 프로그램을 구동시키기 위한 프로그램 설정 및 필요한 각종 변수를 로드하여 메인화면을 구성하기 위한 초기화단계(10)와, 메인화면 상의 복수개의 전개모듈 중 하나를 선택받는 단계(15)와, 선택된 전개모듈에 관련된 하나이상의 수치값을 입력받아 그 수치값에 따른 요구된 전개모듈을 구조적으로 해석하는 단계(20,22)와, 상기 해석결과에 따라 전개 가능한지를 판단하는 단계(24)와, 판단결과 전개 불가능하다면 상기 단계20으로 돌아가고, 전개 가능하다면 3차원 및 2차원 상에서 변하지 않는 고정수치값을 계산하고, 그 고정수치값을 이용하여 평면상의 좌표값으로 계산하는 단계(30)와, 상기 좌표값에 따라 드로잉 하여 해당 전개모듈을 디스플레이 하는 단계(35)로 구성된다.

여기서, 도시하지는 않았지만, 상기 단계20과 상기 단계22 사이에 사용자 요구에 따른 전개 옵션을 입력받아 설정해 두는 단계를 더 추가로 수행할 수 있다.

또한, 구간 수만큼 상기 단계 30과 단계 35를 반복적으로 수행할 수 있다.

더 구체적으로 상기 단계 15에서 제공되는 전개모듈은, 스크류(screw), 각원뿔(rectangle), 원뿔(cone), T형관(Tee), Y형관(lateral), 바지관(variation wye branch), 사각호퍼(tapered), 엘보우(gored elbow), 정레듀서(reducer), 편심레듀서(offsetting reducer), 구(sphere), 다각파이프(polygonal pipe), 원관-사각관 꼭지(pipe w/rectangle arm), 다각뿔(polygonal cone), 세로절단파이프(vertical cut pipe), 각도 절단파이프(angular cut pipe), 경판-멘홀 꼭지(pipe tocorrvexcity), 원뿔-파이프 꼭지(cone w/latcral), 원형 후렌지(circle flange), 사각 후렌지(rectangle flange), 파이프-레듀서 꼭지(conical Tee), 레듀싱엘보우(reducing elbow), 정원-긴원레듀서(round to slot transition) 등 수 백 가지의 모듈이 제시된다.

상기 제시된 모듈 중 예를 들어 도 3에 도시된 상하부가 수평인 편심레듀서(40)를 선택했을 경우, 어떻게 해석되어 2차원 평면좌표 상에 전개되는 지를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정레듀서나 편심레듀서와 같은 형태는 규칙적인 곡선과 비규칙적인 곡선, 그리고 평면이나 3차원화된 경우에도 변하지 않는 길이와 그를 보조하는 길이들이 있는데 바로 이 부분을 고정선이라 하고, 이 고정선 부분을 해석하고 그 값들을 수학적으로 풀어내야 한다. 이때 제작방법에 따라 즉, 사용자 전개 옵션에 따라 출력물이 조금씩 달라지게 해석되는 것이 본 실시 예의 핵심적 기술이다.

이제 단계 15로 돌아와서 사용자가 편심레듀서를 선택하면, 편심레듀서에 관련된 수치값 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 높이(42), 상부지름(43), 하부지름(45), 편심거리(46), 구간 수 등을 입력하라는 창이 팝업된다(20).

이제, 입력받은 수치값에 따른 편심레듀서 형태를 해석하여 전개 가능한가를 판단하여(22,24), 전개 가능한 구조로 판단되면(24), 요구된 전개모듈에 따른 변하지 않는 길이와 보조하는 길이인, 실선, 사선, 이동X위치1과 2, 이동Y위치1과 2를 다음 수학식 1내지 8과 같이 구한다(30).

이와 같이 실선 및 사선을 구하는 공식은 이동량에 따라 반복되어 구해진다. 만약, 사용자가 정밀한 전개도를 원한다면 이동량을 더욱 작게 하여, 즉 구간 수를 더욱 증가시켜 계산을 반복하면 실선과 사선의 많은 수치들을 구할 수 있다.

상기 식들에 의해 변하지 않는 길이 수치값이 연산된 후, 이들을 이용하여 평면상에 좌표로 재구성해야 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전개도는 X, Y라는 평면적인 좌표위치로 그리기 위해 임의의 시작점을 잡고 실선(61), 사선(62), 그리고 상부호(63)가 만나는 좌표를 구하기 위해 각도(65)를 구한다(30). 각도 연산식은 다음 수학식 9와 같다.

상기 수학식 9에서 각도(65)가 구해지면 상기 실선(61)과, 사선(62)과, 그리고 상부호 거리(63), 각도(65)를 이용하여 삼각형 하나가 그려지며, 다음에 오는 반대부호의 위치도 이러한 식에 의해 좌표가 결정된다.

상기의 수학식은 상/하부가 수평인 편심레듀서를 기준으로 한 것으로 상/하부가 기울어진 형태나 다른 전개모듈에 따라서 상이해 질 수 있다.

이제, 상기 구해진 값에 의한 전개도가 모니터링부(6)에서 전개도가 디스플레이 되고(35), 상기 디스플레이된 전개도가 상기 수치입력단계(20)에서 상기 입력된 구간수와 현재까지 수행된 구간수를 비교하여, 수행된 구간수가 입력된 구간수보다 작으면 상기 단계30으로 돌아가서 수치값 연산 및 좌표 계산을 반복적으로 수행한다.

입력된 구간 수만큼 진행되었다면, 도 7에 도시된 바와 같이 완성된 편심레듀서 전개도(70)가 출력되고(35) 종료한다(39).

한편, 상기 전개 가능한지 판단하는 단계 24에서, 전개 가능하지 않는 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

도 5의 (a)와 같이 메인 부재(52)에 서브부재(54)가 붙는 Tee관 형태를 제작하고자 한다면, 메인 부재의 수치를 서브부재의 수치보다 크게 입력하여 제작해야 한다.

그런데, 도 5의 (b)와 같이 메인 부재(52)보다 서브 부재(54)의 수치가 크게 입력된 경우에는, 전개 불가능한 입력값 오류로 검출되고 수치를 재 입력하도록 하는 기능이 필요하다.

따라서, 실제 생산현장에서 구조물을 제작할 경우, 사용자가 설계도면 없이 막연한 상상으로 혹은 실수에 의해서 상기와 같이 메인 부재(52)보다 서브 부재(54)가 큰 수치를 입력했을 경우, 이를 사용자에게 자동으로 알려줌으로써, 구조물이 잘못 제작될 수 있는 요소를 사전에 방지해 줄 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전개도 자동생성 프로그램 및 시스템은 간단한 설계에서부터 복잡하고 어려운 설계에 이르기까지 필수구성요소만을 입력하는 간단한 조작으로 전개도가 자동으로 생성되며, 사용자가 도면 없이 막연한 상상으로 혹은 실수에 의해 불합리한 치수를 입력하였을 경우, 오류값을 자동으로 추출하는 입력값 오류 검출 기능을 갖는다.

또한 본 발명에 따른 전개도 자동생성 프로그램은 CAD상에서 구동되는 프로그램과 자체적으로 DXF(Drawing eXchange Format) 코드를 생성하는 두 가지를 가지고 있다.

일반적으로 모든 CAD는 자체의 파일 저장형식(예:DWG)이 있고, DXF코드로의 변환도 자유롭게 지원이 가능하고 DXF코드로 된 것은 컴퓨터수치제어(CNC; Computer Numerical Control)기계의 제어가 가능하다.

따라서 본 발명에 의한 전개도 자동생성 프로그램 및 시스템이 이용될 경우, 물건이 잘못 제작될 수 있는 요소를 사전에 방지해 줄 수 있으며, 전개도 제작시 소요되는 시간은 일반 PC를 사용할 경우, 1분 내에 완성된 전개도를 볼 수 있어서 인적, 물적, 시간적인 낭비를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

또한 DXF코드로 출력되므로 컴퓨터수치제어(CNC)기계에서 모형가공용으로 훌륭한 기능을 발휘한다.

본 실시 예는 이해를 돕기 위해 예시적으로 기재하는 것일 뿐 본 발명을 한정하려 하는 것은 아니며, 이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예에 한정하지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

본 발명에 의하면, 전개도 자동생성 프로그램 및 시스템은 간단한 설계에서부터 복잡하고 어려운 설계에 이르기까지 필수 구성요소만을 입력하는 간단한 조작으로 전개도가 자동으로 실행되며, 불합리한 입력값을 체크하는 오류값을 자동으로 추출하는 입력값 오류 검출 기능을 가지고 있다.

따라서 본 발명에 따른 전개도 자동생성 프로그램 및 시스템은 전개도 제작기술을 보유한 설계자 또는 기능자가 필요 없이 누구나 간단한 조작에 의해 전개도를 제작 가능하며, 일반 PC를 사용할 경우 1분 내에 출력이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 전파효과는 컴퓨터수치제어(CNC)기계의 제어가 가능하므로 일반 플렌트 산업체, 중공업체와, 복수 도형의 기계나 차량, 항공기에 응용할 수 있으며, 조선업과 같이 철판제관 작업을 위주로 하는 사업장이면 어디든지 사용이 가능하다.

Claims (5)

1. 입체적인 구조물을 평면적으로 해석하여 2차원 전개도를 생성하기 위한 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,

   입체적인 구조물에 대한 복수개의 전개모듈 중 사용자의 요구에 반응해서 선택된 전개모듈과 관련된 하나이상의 수치값을 입력받는 사용자요구 모듈;

   상기 입력된 수치값에 의해 상기 요구된 전개모듈을 구조적으로 해석하여 전개 가능한지를 판단하는 모듈;

   상기 판단결과 전개가 가능한 경우에는 3차원 및 2차원 상에서 변하지 않는 고정선에 대한 위치 및 길이를 계산하여 2차원상의 좌표값으로 환산하는 연산모듈; 및

   상기 좌표값 결과를 2차원상에 드로잉하여 해당 전개모듈을 디스플레이 하는 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 사용자 요구 모듈에서 입력된 수치값은

   이동량 및/또는 구간 수 및/또는 상부반지름 및/또는 하부반지름 및/또는 편심거리 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
3. 제 1항에 있어서, 상기 판단모듈의 판단결과 전개가 불가능한 경우에는

   상기 입력된 수치값 오류를 검출하고 수치 재입력을 요구하는 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
4. 제 2항에 있어서, 상기 연산모듈은 상기 입력된 수치값에 따라

   현재의 이동 X1, Y1위치점을 구하고, 다음의 이동 X2, Y2위치점을 구하고, 상기 현재의 이동 X1, Y1위치점으로부터 실선을 구하고, 상기 다음의 이동 X2, Y2위치점으로부터 사선을 구하고, 상기 입력된 구간수에 따라서 상부구간 호거리 혹은 하부구간 호거리를 구하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 좌표값 결과를 DXF 코드로 변환하는 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.