KR20130023983A - 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법에 관한 것으로, 곡 외판을 이루는 부재의 좌표정보를 포함하는 기하정보를 입력하는 단계; 상기 기하정보를 통해, 상기 부재의 치수를 추출하는 단계; 및 추출된 상기 치수를 상기 부재의 형상에 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 곡 외판의 조립 전에 곡의 정도를 검사하여 외판의 정도를 향상시킴으로써, 정도 불량에 따른 추가 공수 및 공기 지연을 방지할 수 있는 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법을 제공한다.

Description

곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법{The process of automatic creating drawing for accuracy check of shell plating}
본 발명은 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법에 관한 것이다.
선박은 전세계 물자수송의 절반 이상을 차지하는 운송수단으로서, 일반적으로 선박을 건조함에 있어서는, 강판이나 형강 등과 같은 소재로 부품을 조립하고 이들 부품으로부터 블록을 조립한 후에 블록을 선대 위에 탑재하여 조립하는 블록건조방식이 널리 사용되고 있다.
이러한 선박의 건조는 아래와 같은 공정을 거친다.
먼저, 철판에 마킹(marking)을 하여, 컷팅 방법을 이용한 강재 절단(cutting)을 하고, 강철을 곡선으로 만드는 벤딩 (bending) 공정 등을 통해 선박의 건조에 사용되는 부재를 형성한다.
다음으로, 절단 및 벤딩된 소형의 부재들을 몇 개씩 용접하여 다음 단계에서 사용할 조립품을 만드는 소조립(piece assembly) 공정 등을 한다.
한편, 선체는 물에 의한 저항을 줄이는 등 항해의 용이성을 위해, 앞서 설명한 벤딩 공정 등을 통해, 선체의 외곽을 이루는 외판이 곡선으로 이루어진다. 게다가, 대형의 선박은 외판을 한번에 형성할 수 없어, 다수의 부재가 용접에 의해 연결된다.
도 1은 부재의 형상이 도시되는 일반적인 설계도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 부재의 형상과 이에 해당하는 부재의 코드명은 기재되어 있으나, 곡의 정도(accuracy, 精度)는 표시되지 않고 있으며, 부재가 실제로 제작시 제조상의 오차 등에 의해 곡의 정도가 맞지 않는 경우가 발생한다.
서로 이웃하여 연결되는 부재들은 곡의 정도가 이루어져야 서로 맞닿아서 용접 등의 방법으로 이어질 수 있으나, 곡의 정도 불량이 발생되면, 이를 성형 수정하여야 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 일반적인 설계도면은 부재의 형상만을 도시하고, 곡의 정도를 검사할 수 있는 치수가 표기되지 않아, 곡 블록 작업시 성형 수정을 하게 되어, 공수가 과다하게 소요되고, 공기가 지연되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 곡 외판의 조립 전에 곡 외판을 이루는 부재의 치수를 설계도면의 치수와 비교함으로써, 블록 조립 전에 외판의 정도불량을 검사할 수 있는 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법은, 곡 외판을 이루는 부재의 좌표정보를 포함하는 기하정보를 입력하는 단계; 상기 기하정보를 통해, 상기 부재의 치수를 추출하는 단계; 및 추출된 상기 치수를 상기 부재의 기하정보 중 형상정보에 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 기하정보를 입력하는 단계에서, 상기 부재의 명칭정보를 포함하는 속성정보를 포함하여 입력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 치수는, 상기 부재의 대각 직선길이와, 상기 부재의 선수에서 선미까지의 직선길이와, 상기 부재의 경계(boundary) 실장 및 직선길이와, 상기 부재 단부의 직선길이 및 상기 부재의 가로 총길이 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부재의 치수를 추출하는 단계는, 상기 부재의 호의 센터포인트를 추출하는 단계; 상기 센터포인트에서 상기 호의 시작점과 마지막점이 이루는 각도를 추출하는 단계; 상기 호의 반경을 추출하는 단계; 및 상기 호의 길이를 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센터포인트를 추출하는 단계는, 다음의 계산식 1을 따르고, 상기 호의 각도를 추출하는 단계는, 다음의 계산식 2를 따르는 것을 특징으로 한다.
[계산식 1]
Figure pat00001
여기서, dY(또는 X)는 Y(또는 X)의 좌표 거리이고, mEndP.Y(또는 X)는 마지막점의 Y(또는 X)좌표이며, mStartP.Y(또는 X)는 시작점 Y(또는 X)좌표이고, dFactor는 센터포인트를 추출하기 위한 중간값이며, dAB2 = dX * dX + dY * dY이고, dAmpl는 호의 시작점과 마지막점의 직선거리의 중심에서 직각으로 이어지는 벡터(vector)길이이며, Math.Sqrt는 라이브러리 함수에서의 제곱근이고, dX(또는 Y)pos는 호의 센터포인트의 X(또는 Y)좌표이다.
[계산식 2]
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
여기서, A는 호의 센터포인트에서 상기 계산식1의 mStartP로의 Vector이고, B는 호의 센터포인트에서 상기 계산식1의 mEndP로의 Vector이다. 그리고 A와 B는 3차원공간 Vector이며, a1, b1은 벡터의 X성분, a2, b2는 Y성분, a3, b3는 Z성분이다. 또한, θ는 두 벡터 사이의 각이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법은 기하정보를 입력하고, 부재의 치수를 추출하며, 기하정보에 대응하여 부재의 치수를 표시하도록 하는 단계를 포함하도록 구성되고, 곡 외판의 조립 전에 곡의 정도를 검사하여 외판의 정도를 향상시킴으로써, 조립과정에서 곡의 정도 불량에 따른 추가 공수 및 공기 지연을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 부재의 형상이 도시되는 일반적인 설계도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법에 이용되는 사용자 GUI(graphic user interface) 화면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법으로 출력된 화면을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법에 이용되는 사용자 GUI(graphic user interface) 화면을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법으로 출력된 화면을 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법에 대해 설명하기로 한다.
강철을 곡선으로 만드는 벤딩 (bending) 공정으로 형성되는 곡 외판은 다수의 부재로 이루어질 수 있다. 곡선으로 이루어지는 부재의 정도를 점검하기 위해, 본 실시예에 따른 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법을 실시한다.
먼저, 곡 외판을 이루는 부재의 좌표정보를 포함하는 기하(geometry)정보를 입력한다(S110). 부재는 곡 외판을 이루는 블록(block)이나 플레이트(plate)일 수 있다.
여기서, 기하정보는 부재의 좌표정보를 포함하여, 좌표 들을 연결하여 부재의 형상을 이룰 수 있다. 이와 같이, 기하정보는 부재의 형상 정보를 포함하는 것으로서, 좌표정보로 이루어져 부재의 치수를 산출할 수 있도록 한다.
여기서, 기하정보를 입력시, 부재의 속성정보를 포함하여 입력할 수 있다. 부재의 속성정보는 부재의 명칭정보를 포함할 수 있으며, 숫자와 같은 기호로 표시되는 코드 정보를 포함할 수 있다.
이는, 곡 외판을 이루는 복수의 부재가 서로 다른 형태로 이루어지는 경우, 이를 쉽게 식별할 수 있도록 각각의 부재에 해당하는 명칭과 코드를 부여하는 것이다. 아울러, 해당 코드번호를 입력하여 이에 해당하는 부재의 기하정보를 표시할 수도 있다.
한편, 기하정보의 입력은 정도를 체크할 부재를 지정하여 입력함으로써 이루어질 수 있다.
이때, 작업의 편의성을 위해, 후술되는 단계를 통해 출력되는 부재의 기하정보에 해당되는 도면에 명칭을 부여할 수도 있다. 도면의 명칭은 숫자와 알파벳과 같은 기호의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 4개의 부재들 각각에 기재된 B1, B2, A1 및 A2와 같다.
게다가, 입력된 기하정보는 저장되어, 추후 곡 외판의 정도 검사를 재실시할 경우, 부재에 해당하는 명칭과 코드를 입력하여 이들에 대한 기하정보를 불러올 수도 있다.
다음으로, 기하정보를 통해, 부재의 치수를 추출한다(S120). 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자 GUI(graphic user interface)에 부재의 코드명을 입력하여, 필요한 부재의 기하정보를 이용하여 수행할 수 있다.
여기서, 치수는 부재의 대각 직선길이와, 부재의 선수에서 선미까지의 직선길이와, 부재 단부의 직선길이 및 부재의 가로 총길이를 포함할 수 있다. 또한, 치수는 부재의 경계(boundary)에 대한 실장(곡의 길이) 및 직선길이를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 부재는 4개의 곡이 만나 외곽을 이루어질 수 있어, 각 커브에 대한 곡선 및 직선의 길이일 수 있다. 이는 후술하는 치수를 형상정보에 표시하는 단계(S130)에서 설명하도록 한다.
이러한, 치수는 부재의 정도가 불량이 나는 경우 실제 제조되는 부재를 줄자 등을 이용하여 측정한 치수와 대조하기 위한 비교값이 된다.
이때, 곡 외판을 이루는 부재는 곡선을 이루며, 부재의 대각선은 직선으로 이루어질 수 있다.
직선의 치수는 추출하고자 하는 두 좌표의 벡터로 추출할 수 있다. 두 좌표의 벡터값은 두 좌표의 차로 추출할 수 있다. 이는 일반적인 사항으로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 부재의 곡선인 호의 치수 계산은 아래와 같다.
부재의 호의 센터포인트를 추출한다(S121). 여기서, 센터포인트의 추출은 다음의 계산식 1을 따를 수 있다.
[계산식 1]
Figure pat00006
여기서, dY는 Y의 좌표 거리이고, dX는 X의 좌표 거리이며, mEndP.Y는 마지막점의 Y좌표이고, mEndP.X는 마지막점의 X좌표이며, mStartP.Y는 시작점의 Y좌표이고, mStartP.X는 시작점의 X좌표이다.
그리고 dFactor는 센터포인트를 추출하기 위한 중간값이며, dAB2 = dX * dX + dY * dY이고, dAmpl는 호의 시작점과 마지막점의 직선거리의 중심에서 직각으로 이어지는 벡터(vector)길이이며, Math.Sqrt는 라이브러리 함수에서의 제곱근이고, dXpos는 호의 센터포인트의 X좌표이며, dYpos는 호의 센터포인트의 Y좌표이다.
그리고, 센터포인트에서 호의 시작점과 마지막점이 이루는 각도를 추출한다(S123).
여기서, 호의 각도 추출은, 다음의 계산식 2를 따를 수 있다.
[계산식 2]
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
여기서, A는 호의 센터포인트에서 상기 계산식1의 mStartP로의 Vector이고, B는 호의 센터포인트에서 상기 계산식1의 mEndP로의 Vector이다. 그리고 A와 B는 3차원공간 Vector이며, a1, b1은 벡터의 X성분, a2, b2는 Y성분, a3, b3는 Z성분이다. 또한, θ는 두 벡터 사이의 각이다.
또한, 호의 반경을 추출한다(S125). 여기서, 호의 반경은 호의 센터포인트와 mStartP와의 직선거리를 계산함으로써 추출될 수 있다. 직선거리는 벡터로 이루어진다.
게다가, 호의 길이를 추출한다(S127). 여기서, 호의 길이는 센터포인트에서 호의 시작점과 호의 마지막점이 이루는 각도에 호의 반경을 곱함으로써 추출될 수 있다.
즉, 호의 길이(l) = 원의 반지름(r) * 두 벡터 사이의 각(θ)으로 추출할 수 있다.
그리고 나서, 추출된 치수를 부재의 기하정보 중 형상정보에 표시한다(S130).
예를 들어, 기하정보에 포함되는 부재의 형상을 도시한 도면에, 산출된 각각의 치수를 그에 해당하는 영역에 직선 등으로 표시한 후, 이에 인접하여 그 길이를 수치로 알 수 있도록 기재한다. 이는 도 5에 도시된 바와 같다.
예를 들어, 도 6을 참조하여 설명하면, 부재의 대각 직선길이는 5825와 4511로 표기되고, 부재의 선수중간지점(Aft Middle Point)과 선미중간지점(Forward Middle Point)까지의 직선길이는 4372로 표기된다. 부재 상부경계(Upper Seam)의 실장은 4173으로 표기되고, 부재 상부경계의 직선길이는 D4169로 표기된다. 여기서, D는 Distance의 약자이며, 실장과 직선길이의 구분을 위해 사용된다. 부재의 하부경계(Lower Seam)의 실장길이는 4342로 표기되고, 부재의 하부경계의 길이는 D4337로 표기된다. 부재 단부의 직선길이는 2982, 3003, 3030으로 표기된다.
부재의 상단 가로 총길이는 4173으로 표기되고, 부재의 하단 가로 총길이는 4342로 표기된다. 여기서, 부재의 상단 가로 총길이는 부재의 상단 외곽의 길이이므로, 부재 상부경계(Upper Seam)의 실장길이와 동일하다. 또한, 부재의 하단 가로 총길이는 부재의 하단 외곽의 길이이므로, 부재 하부경계(Lower Seam)의 실장길이와 동일하다.
아울러, 부재의 상단 가로 총길이와 부재의 하단 가로 총길이는 부재가 임의로 구획되고 그 구획된 가로 길이가 누적적으로 표기될 수 있다. 이는 부재의 상단부에 929, 2012, 3134, 4173으로 표기되고, 부재의 하단부에 959, 2083, 3255, 4342로 표기된 바와 같다.
여기서, 길이의 단위는 mm이며 단위의 표기는 생략된다. 그리고, 부재명은 B2로 표기된다.
이를 통해, 출력된 도면상의 치수와 실물로 제작된 부재의 치수를 비교하여 이들이 일치하지 않으면 곡의 정도가 불량임을 판단할 수 있다.
이와 같이, 부재의 치수를 추출하고 이를 가시화하여, 작업자로 하여금 실제로 제작된 부재와 비교함으로써, 곡 외판의 조립 전에 곡의 정도 불량을 미리 점검할 수 있으므로써, 부재의 수정에 따른 대기 시간을 감소시켜 공기 지연을 방지할 수 있다.
한편, 치수와 부재의 형상을 도면으로 생성할 때, 작업자가 부재가 어느 호선의 어느 영역에 배치되는지 용이하게 파악할 수 있도록, 호선정보, 사용자 정보 및 부재의 배치 장소와 같은 정보를 함께 표시할 수도 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (5)

  1. 곡 외판을 이루는 부재의 좌표정보를 포함하는 기하정보를 입력하는 단계;
    상기 기하정보를 통해, 상기 부재의 치수를 추출하는 단계; 및
    추출된 상기 치수를 상기 부재의 기하정보 중 형상정보에 표시하는 단계;
    를 포함하는 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기하정보를 입력하는 단계에서,
    상기 부재의 명칭정보를 포함하는 속성정보를 포함하여 입력하는 것을 특징으로 하는 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 치수는,
    상기 부재의 대각 직선길이와, 상기 부재의 선수에서 선미까지의 직선길이와, 상기 부재의 경계(boundary) 실장 및 직선길이와, 상기 부재 단부의 직선길이 및 상기 부재의 가로 총길이 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부재의 치수를 추출하는 단계는,
    상기 부재의 호의 센터포인트를 추출하는 단계;
    상기 센터포인트에서 상기 호의 시작점과 마지막점이 이루는 각도를 추출하는 단계;
    상기 호의 반경을 추출하는 단계; 및
    상기 호의 길이를 추출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센터포인트를 추출하는 단계는, 다음의 계산식 1을 따르고,
    상기 호의 각도를 추출하는 단계는, 다음의 계산식 2를 따르는 것을 특징으로 하는 곡 외판의 정도 검사용 도면자동생성방법.

    [계산식 1]
    Figure pat00011

    여기서, dY(또는 X)는 Y(또는 X)의 좌표 거리이고, mEndP.Y(또는 X)는 마지막점의 Y(또는 X)좌표이며, mStartP.Y(또는 X)는 시작점 Y(또는 X)좌표이고, dFactor는 센터포인트를 추출하기 위한 중간값이며, dAB2 = dX * dX + dY * dY이고, dAmpl는 호의 시작점과 마지막점의 직선거리의 중심에서 직각으로 이어지는 벡터(vector)길이이며, Math.Sqrt는 라이브러리 함수에서의 제곱근이고, dX(또는 Y)pos는 호의 센터포인트의 X(또는 Y)좌표이다.

    [계산식 2]
    Figure pat00012

    Figure pat00013

    Figure pat00014

    Figure pat00015

    여기서, A는 호의 센터포인트에서 상기 계산식1의 mStartP로의 Vector이고, B는 호의 센터포인트에서 상기 계산식1의 mEndP로의 Vector이다. 그리고 A와 B는 3차원공간 Vector이며, a1, b1은 벡터의 X성분, a2, b2는 Y성분, a3, b3는 Z성분이다. 또한, θ는 두 벡터 사이의 각이다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110789684A (zh) * 2019-09-25 2020-02-14 沪东中华造船(集团)有限公司 一种大型甲板机械本体基座的装配方法

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