KR20140072494A - 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블록을 조립하기 위해 블록의 위치를 3차원 형상으로 측정하는 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치는 블록의 형상을 3차원 데이터로 촬영하는 촬영유닛; 상기 블록의 설계 형상이 3차원 데이터로 저장된 데이터 저장유닛; 및 상기 촬영유닛에 측정된 3차원 형상과 상기 블록의 설계 형상을 비교하여 상기 블록의 정도 및 상대 위치를 측정하는 데이터 처리유닛;을 포함한다.

Description

블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립 방법 {BLOCK DIMENSION MEASURING APPARATUS AND BLOCK ASSEMBLING METHOD USING THEREOF}
본 발명은 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블록을 조립하기 위해 블록의 위치를 3차원 형상으로 측정하는 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유조선이나 컨테이너선과 같은 대형 선박을 건조할 때는 선체를 한 번에 건조할 경우, 선박의 제조가 용이하지 않고, 도크 설비의 부족으로 전체적인 생산성이 떨어진다.
한편, 최근에는 크레인의 권상능력이 향상되고, 한번에 운반할 수 있는 중량이 증가함에 따라, 선체의 일부를 육상 등에서 각각 블록으로 제조한 후, 이 블록들을 조립하여 하나의 완성된 선체로 제조하여 도크 등으로 이동하거나, 큰 블록단위로 제조하고 도크에서 이들 블록을 조립하여 완성된 선체로 제조하는 방법이 사용된다.
이와 같이, 도크에 탑재하기 전 블록(10, 20)을 서로 조립하여 더 큰 블록으로 만드는 과정에서 블록(10, 20)의 조립은 대부분 용접작업에 의해 이루어지므로, 조립될 블록(20), 즉 조립블록(20)의 블록정도를 측정하고, 측정된 블록정도에 따라 미리 조립된 블록(10), 즉 고정블록(10)에 잘 맞추어 용접한다.
이를 위해, 종래에는 고정블록(10)과 작업블록(20)의 설계 데이터가 컴퓨터 등의 처리장치(50)에 미리 입력된다.
그리고, 각각의 블록(10, 20)의 위치 및 정도측정을 위해 블록(10, 20)의 모서리 등의 주요 부분에 위치를 표시할 수 있는 타겟판(15, 25)을 설치한다.
다음으로, 블록(10, 20)의 조립시 원거리에서 계측기 또는 촬영장치(40)를 이용하여 각 타겟판(15, 25)의 중앙위치를 측정하고, 이와 같이 측정된 데이터를 처리장치(50)에 미리 입력된 설계 데이터와 비교하며 각 블록(10, 20)의 결합위치를 보정하며 블록(10, 20)을 조립한다.
그런데, 종래에는 블록(10, 20)의 정도 측정을 위해 미리 블록(10, 20)의 주요 부분에 타겟판(15, 25)을 설치해야 하나, 이 과정에서 고소작업이 요구되어 작업이 어렵고, 안전상의 문제도 있었다. 또한, 선박 및 블록(10, 20)의 크기가 대형화됨에 따라 타겟판(15, 25)의 설치 개수가 증가되어야 하므로, 타겟판(15, 25)의 설치 작업으로 인한 작업시간이 증가하고 있다. 또한, 종래에는 각 타겟판(15, 25)의 위치를 개별적으로 계측하고 있으며, 이에 따라 블록(10, 20)의 정도 측정시 많은 시간이 소요되고 있고, 블록(10, 20)의 이동 위치를 연속적으로 측정할 수 없는 문제가 있었다. 더불어, 종래에는 블록에서 타겟판(15, 25)이 설치될 위치가 홈 등의 형성되어 있을 경우, 타겟판(15, 25)의 설치를 위해 별도의 지지부재가 설치되고 있으며, 이와 같이 지지부재의 설치 및 조립완료 후 설치된 지지부재의 제거 등을 위한 부가적인 작업으로 인해 다수의 작업인원이 필요하고, 작업시간도 많이 소요되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 블록정도 및 블록의 위치를 3차원 측정장치를 이용하여 간단하게 측정하여 블록의 조립시 활용하도록 한 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치는 블록의 형상을 3차원 데이터로 촬영하는 촬영유닛; 상기 블록의 설계 형상이 3차원 데이터로 저장된 데이터 저장유닛; 및 상기 촬영유닛에 측정된 3차원 형상과 상기 블록의 설계 형상을 비교하여 상기 블록의 정도 및 상대 위치를 측정하는 데이터 처리유닛;을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치에서 상기 촬영유닛은 상기 블록을 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 촬영하여 3차원 데이터를 획득하도록 복수의 촬영장소로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치에서 상기 촬영유닛은 상기 블록을 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 촬영하여 3차원 데이터를 획득하도록 제공되는 복수의 촬영유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 조립 방법은 블록정도 측정장치를 이용하여 제1블록 및 제1블록에 조립될 제2블록의 정도 및 상대 위치를 측정하는 측정단계; 상기 제1블록 및 상기 제2블록의 설계 데이터를 입력받는 입력단계; 및 상기 측정단계에서 측정된 상기 제1블록 및 상기 제2블록의 데이터를 상기 입력단계에서 입력된 설계 데이터를 이용하여 상기 제1블록과 상기 제2블록을 결합하는 결합단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 조립 방법에서 상기 결합단계는 상기 측정단계에서 측정된 상기 제1블록 및 상기 제2블록의 데이터와 상기 입력단계에서 입력된 설계 데이터를 비교하여 상기 제1블록과 상기 제2블록의 결합위치 편차를 보정하는 보정단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 블록 조립 방법에서 상기 결합단계는 상기 제1블록을 고정하는 고정단계와, 상기 제1블록에 대하 상기 제2블록을 이동하는 이동단계를 포함할 수 있다.
본 발명을 이용하면, 블록의 조립작업시 블록정도 및 블록위치를 간편하게 측정할 수 있다. 또한, 블록의 주요 부위에 타겟판을 부착하지 않아도 되므로 타겟판을 부착하기 위한 작업이 필요없게 되고, 작업자의 안전 사고도 예방할 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면, 블록의 이동상태에 따른 연속적인 변화량을 측정할 수 있고, 이에 따른 블록이동에 대한 데이터의 통계화가 가능하므로 작업블록의 이동전에 사전 시뮬레이션에 필요한 데이터를 수집할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 블록정도 측정장치를 이용한 블록 조립과정을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립과정을 도시한 사시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치에 측정된 데이터를 3차원 형상으로 표시한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 조립 방법을 도시한 순서도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치 및 이를 이용한 블록 조립과정을 도시한 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록정도 측정장치에 측정된 데이터를 3차원 형상으로 표시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예의 블록정도 측정장치(130)는 선박(100)의 제조시 블록(110, 120)들을 결합하여 제조하는 과정에서 블록(110, 120)의 정도 및 위치를 측정하여, 블록(110, 120)의 조립위치를 정확하게 맞추는데 활용할 수 있다.
이를 위해 블록정도 측정장치(130)는 블록(110, 120)의 형상을 3차원 데이터로 촬영하는 촬영유닛(140)을 포함할 수 있다.
여기서, 촬영유닛(140)은 블록(110, 120)을 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 촬영하여 3차원 데이터를 획득하도록 제공될 수 있다.
이를 위해, 본 실시예에서 촬영유닛(140)은 블록(110, 120)에 대해 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 촬영하도록 복수의 촬영장소로 이동될 수 있으며, 이와 같이 서로 다른 장소에 적어도 2개의 다른 각도로 촬영된 영상을 이용하여 3차원 데이터를 획득할 수 있다.
이때, 작업자는 촬영유닛(140)을 서로 다른 촬영위치로 이동해야 하며, 이 과정에서 블록(110, 120)은 고정된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 촬영유닛(140)은 도 2에 도시된 바와 같이, 블록(110, 120)의 3차원 데이터를 연속적으로 측정하기 위해 복수개로 제공될 수 있다.
일례로, 촬영유닛(140)은 블록을 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 촬영하도록 서로 다른 촬영장소에 복수로 제공될 수 있으며, 이와 같이 복수의 촬영유닛(140)에 촬영된 영상으로부터 3차원 데이터가 연속적으로 획득될 수 있다.
이와 같이, 본 실시예는 복수의 촬영유닛(140)을 이용하여 블록(110, 120)이 이동하는 과정을 연속적으로 측정할 수 있으며, 이에 따라 연속적인 3차원 데이터의 획득이 가능하다.
한편, 촬영유닛(140)에서 획득된 3차원 데이터는 데이터 저장유닛으로 전송되어 저장될 수 있다.
또한, 블록정도 측정장치(130)는 촬영유닛(140)에 측정된 블록(110, 120)의 3차원 데이터와 데이터 저장유닛에 미리 저장된 블록(110, 120)의 설계 형상을 비교하여 블록(110, 120)의 정도 및 상대 위치를 측정하는 데이터 처리유닛을 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 데이터 저장유닛과 데이터 처리유닛은 일례로 컴퓨터와 같은 하나의 처리장치(150)에 일체로 제공될 수 있다.
한편, 촬영유닛(140)은 데이터 저장유닛과 케이블 등의 유선 방식에 의해 3차원 데이터를 전송할 수 있으며, 이외에도 무선 통신 방식을 이용하여 3차원 데이터를 전송할 수 있다. 일례로, 무선 통신 방식은 블루투스(Bluetooth), RFID(radio frequency identification), 적외선 통신(IrDA: infrared data association), UWB(ultra wideband), ZigBee, 랜(LAN:local area network), 무선 랜(WLAN: wireless lan)(Wi-Fi), 와이브로(Wibor: wireless broadband), Wimax(world interopoeabiity for microwave access), HSDPA(high speed downlink packet access) 등이 이용될 수 있다.
본 실시예에서 데이터 저장유닛은 이와 같이 촬영유닛(140)으로부터 획득된 블록(110, 120)의 3차원 데이터가 저장될 수 있으며, 이외에도 블록(110, 120)의 설계 형상이 3차원 데이터로 미리 저장될 수 있다.
이 데이터 저장유닛에는 블록(110, 120)의 설계시 사용되었던 도면 등으로부터 획득된 3차원 데이터가 저장될 수 있다. 데이터 저장유닛은 3차원 데이터의 저장을 위해 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM: random access memory), S-램(SRAM: static random access memory), 롬(ROM: read-ONLY MEMORY), EEPROM(electrically ERASABLE PROGRAMMABLE READ-ONLY MEMORY), PROM(propgammable READ-ONLY MEMORY), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.
데이터 처리유닛은 미리 저장된 블록(110, 120)의 설계 형상을 기준으로 하여 측정된 블록(110, 120)의 3차원 데이터를 비교하게 되며, 이 과정에서 측정된 블록(110, 120)의 3차원 데이터와 미리 입력된 설계 데이터의 일치 여부를 측정할 수 있다. 또한, 데이터 처리유닛은 블록(110, 120)의 위치 및 형상에 대한 3차원 데이터를 이용하면, 블록(110, 120)의 상대적인 위치를 측정할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 블록정도 측정장치(130)는 블록(일례로 120)의 정도 및 위치를 측정할 수 있으며, 이를 이용하여 다른 블록(110)과의 상대위치 등을 측정할 수 있다. 또한, 블록정도 측정장치(130)는 측정된 블록(120)의 상대위치 등을 통해 다른 블록(110)과 조립시 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 조립 방법을 도시한 순서도이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 블록 조립 방법은, 전술된 블록정도 측정장치(130)를 이용하여 제1블록 및 제1블록에 조립될 제2블록의 형상에 대한 3차원 데이터를 측정하는 측정단계를 포함할 수 있다(S11 참조).
이러한 측정단계는 블록정도 측정장치(130)를 이용하여 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 블록의 형상을 촬영하고, 이와 같이 촬영된 영상들로부터 3차원 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 촬영유닛(140)으로부터 촬영된 블록의 3차원 데이터는 블록의 이동 등에 따른 변화량을 연속적으로 측정하기 위해 데이터 저장유닛에 저장될 수 있다.
본 실시예에서 제1블록은 미리 고정된 고정블록일 수 있으며, 제2블록은 제1블록에 결합되는 결합블록일 수 있다. 즉, 제1블록은 제2블록에 비해 더 큰 블록 또는 선체로 제공될 수 있으며, 제2블록을 이동하여 제1블록에 결합할 수 있다. 이때, 제1블록과 제2블록은 용접 등의 방법으로 결합될 수 있다.
또한, 본 실시예의 블록 조립 방법은 제1블록 및 제2블록의 설계 데이터를 입력받는 입력단계를 포함할 수 있다(S12 참조).
이와 같이 입력단계에서 입력된 제1블록 및 제2블록의 설계 데이터는 데이터 저장유닛에 저장될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 측정단계 및 입력단계가 완료되면, 측정단계에서 측정된 제1블록과 제2블록의 데이터 및 입력단계에서 입력된 설계 데이터를 이용하여 상기 제1블록과 상기 제2블록을 결합하는 결합단계가 진행될 수 있다(S13 참조).
결합단계는 제2블록을 크레인 등을 이용하여 제1블록에 결합할 수 있다.
이때, 결합단계는 측정단계에서 측정된 제1블록과 제2블록의 실제 위치를 입력단계에서 미리 입력된 제1블록과 제2블록의 결합위치와 비교한다. 그리고, 결합단계는 촬영유닛(140)에 의해 측정된 제1블록과 제2블록의 실제 위치를 데이터 처리유닛에 저장하면서 제2블록의 이동에 따른 변화량을 연속적으로 추적할 수 있다.
이와 같이, 결합단계는 제1블록과 제2블록의 위치를 연속적으로 추적하면서, 입력된 데이터와 비교함으로써 제1블록과 제2블록의 결합위치에 대한 데이터에 대해 제2블록의 이동에 의해 발생하는 결합위치의 편차를 보정할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 블록 조립 방법은 제1블록과 제2블록의 결합위치의 편차가 보정되는 과정이 연속적으로 진행되며, 이러한 과정의 반복에 의해 제1블록과 제2블록을 정확한 위치로 이동시켜 결합할 수 있다(S141 참조).
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 선박 110: 블록(제1블록)
120: 블록(제2블록) 130: 블록정도 측정장치
140: 촬영유닛 150: 처리장치

Claims (6)

  1. 블록의 형상을 3차원 데이터로 촬영하는 촬영유닛;
    상기 블록의 설계 형상이 3차원 데이터로 저장된 데이터 저장유닛; 및
    상기 촬영유닛에 측정된 3차원 형상과 상기 블록의 설계 형상을 비교하여 상기 블록의 정도 및 상대 위치를 측정하는 데이터 처리유닛;
    을 포함하는 블록정도 측정장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬영유닛은 상기 블록을 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 촬영하여 3차원 데이터를 획득하도록 복수의 촬영장소로 이동되는 블록정도 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬영유닛은 상기 블록을 적어도 2개의 서로 다른 각도에서 촬영하여 3차원 데이터를 획득하도록 제공되는 복수의 촬영유닛을 포함하는 블록정도 측정장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 블록정도 측정장치를 이용하여 제1블록 및 제1블록에 조립될 제2블록의 정도 및 상대 위치를 측정하는 측정단계;
    상기 제1블록 및 상기 제2블록의 설계 데이터를 입력받는 입력단계;
    상기 측정단계에서 측정된 상기 제1블록과 상기 제2블록의 데이터 및 상기 입력단계에서 입력된 설계 데이터를 이용하여 상기 제1블록과 상기 제2블록을 결합하는 결합단계;
    를 포함하는 블록 조립 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 결합단계는
    상기 측정단계에서 측정된 상기 제1블록 및 상기 제2블록의 데이터와 상기 입력단계에서 입력된 설계 데이터를 비교하여 상기 제1블록과 상기 제2블록의 결합위치 편차를 보정하는 보정단계를 포함하는 블록 조립 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 결합단계는
    상기 제1블록과 상기 제2블록 중 어느 하나를 고정하는 고정단계와,
    상기 제1블록과 상기 제2블록 중 다른 하나를 이동하는 이동단계를 포함하는 블록 조립 방법.
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