KR20150056494A - method for auto calculating for examination of block lifting safety - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 블록 리프팅의 안전성 검토를 위한 계산 자동화 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 컴퓨터 화면을 통하여 블록에 러그를 배치하고 상기 블록 및 러그와 크레인 등의 3차원 모델을 자동으로 생성하여 하중과 각도 등을 계산하고 이를 임계 값과 비교함으로써, 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 리프팅 작업의 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method for automating computation for safety review of block lifting. More specifically, the present invention relates to a method for automatically calculating a load of a block lifting apparatus by disposing a lug on a block through a computer screen and automatically generating a three- Angles, etc., and comparing it with a threshold value, prior to an on-site lifting operation, based on a three-dimensional model implemented on a computer screen, to precisely determine and predict the situation or risk of a lifting operation.
선체를 건조함에는 다수의 강판이나 형강 등의 소재를 가공하여 먼저 개개의 부품을 제작하고, 그 일부를 조립정반(組立定盤) 위에서 소조립, 중조립을 통하여 부품의 대형화를 행한다. 이어서 라인화된 조립정반에 이들 부품을 배열, 조합하여 블록(block)을 제작한다. 제작된 블록은 도장공사(塗裝工事)를 행하여 최종공정인 도크(dock) 주위에서 총조립, 즉 블록과 블록의 결합작업 후 대형블록을 탑재하여 결합하는 것에 의하여 선체가 완성된다.
In order to dry the hull, a plurality of steel plates or sections are machined to manufacture individual components, and a part of the components is compacted on the assembly plate through small assembly and midship lining. Subsequently, these components are arranged and combined in a line-assembled platen to produce a block. The finished block is painted and completed by assembling the block and the block around the dock, which is the final process.
한편, 블록건조 방식의 목적은 도크에서의 공사량을 극력 감소시키기 위하여 지상의 조립정반 위에서 선체를 분할하여 제작하려고 하는 것으로, ① 도크에서의 작업기간을 단축할 수 있으며, ② 공정과 공작기술의 관리 감독이 용이하며, ③ 적절한 작업원의 배치를 행하기 쉬우며, ④ 작업환경을 양호하게 하고 기계화, 자동화가 용이하므로 능률이 향상되며, ⑤ 고소작업(高所作業)의 위험을 감소시킬 수 있으며, ⑥ 현장용접이 적어지므로 용접변형과 잔류응력을 감소시킬 수 있으며, ⑦ 블록도장을 실시하므로 도크에서의 도장작업을 감소시킬 수 있는 등의 장점이 있다.
On the other hand, the purpose of the block drying method is to divide the hull on the assembly platform of the ground in order to reduce the construction amount in the dock as much as possible, ① to shorten the working period in the dock, ② to manage the process and the technique It is easy to supervise, (3) It is easy to arrange appropriate worker, (4) It improves the work environment, (5) It improves the efficiency because it is easy to mechanize and automate, (5) It can reduce the risk of high work , ⑥ reduced welding deformation and residual stress due to fewer field welds, and ⑦ block coating, which reduces coating work on the dock.
블록은 그 크기와 구조에 따라서 여러 가지로 분류되지만 대별하여 평블록과 곡블록으로 나누어진다. 일반적으로 블록이라고 하면 플레이트(plate), 거더(girder), 스티프너(stiffener) 등에 의하여 평면적으로 구성된다고 개괄적으로 생각하더라도 무방한 경우가 많다. 어셈블리(대조립) 공정은 정반(定盤) 위에 플레이트를 배열하여 그 위에 거더, 스티프너를 배열하여 부착용접을 행하여 1개의 블록을 완성하는 것으로서 보통 부재의 배열로부터 부착, 용접, 완료 후 각종 시험완료까지를 대조립 공정이라 하고 있다. 근년에는 의장품 부착이나 각종 시험의 공사도 선행화(先行化)하여 조립정반 위에서 행하여지고 있다.
Blocks are classified into several types according to their size and structure, but they are roughly divided into flat blocks and tune blocks. Generally, it is generally acceptable to think that a block is composed of a plate, a girder, a stiffener or the like in a planar manner. In the assembly (large assembly) process, a plate is arranged on a surface plate, and a girder and a stiffener are arranged on the plate, and the welding is performed to complete one block. Is referred to as a large assembly process. In recent years, the installation of equipment and the construction of various tests have been carried out in advance on the assembly platform.
블록의 중량은 설비의 증강 및 생산기술의 향상과 더불어 대형화하여 가고 있으며, 대형 탱크선에서는 200~300톤이 보통으로 되어 있다. 또 설비의 규모에 따라 400~500톤을 초과하는 것도 있고, 더욱이 도크 옆에서 선행 공정을 거쳐 초대형 블록(800톤)을 건조하는 방식도 보편화되어 있다.
The weight of the block has been enlarged with the enhancement of the facilities and the improvement of the production technology. In the large tank line, 200-300 tons is normal. Depending on the size of the facility, some of them exceed 400 to 500 tons. Furthermore, the way to dry very large blocks (800 tons) by the preceding process is common.
건조대상 선박은 설계단계에서 보유하고 있는 시설 및 장비의 능력과 작업의 용이성 등을 고려하여 적절한 형태의 블록으로 분할되며, 이러한 블록들은 부재의 가공 및 조립공정을 통해 완성되어 도크로 이동된다. 탑재공정은 이와 같이 조립공정을 거쳐 완성된 블록들을 도크에서 하나하나 일정한 순서에 의해 쌓아가면서 선박의 형체를 만들어 나가는 과정을 말한다. 크레인 용량의 증가에 따라 분할된 블록이 대형화되어가고 탑재공사와 더불어 의장(艤裝)공사를 진행하거나 또는 그 일부를 선각공사(船殼工事)의 일환으로서 시공하는 소위 선행의장(先行艤裝)이 점차 증가되어 가고 있다.
The ships to be constructed are divided into appropriate types of blocks in consideration of the facilities and equipment capabilities and ease of operation, and these blocks are completed through the processing and assembling process of the members and moved to the dock. The loading process refers to the process of creating the shape of a ship by stacking the completed blocks through the assembly process in a certain order one by one in the dock. As the crane capacity increases, the divided blocks become larger, and the installation of the so-called preceding equipment, which performs the fitting work along with the installation, or the construction of a part of the block as a part of the ship building work, Is gradually increasing.
한편, 개별적으로 제작된 블록이 탑재공정으로 넘어가기 위해서는 제작된 블록을 리프팅(lifting) 하여 이송하거나 턴-오버(turn-over)하는 과정이 필요하게 된다. 특히, 블록의 턴-오버 공정은 블록의 선각(shell) 외면 또는 프레임(frame)에 두 개 이상의 러그(lug)를 부착하고, 각각의 러그에 와이어를 연결한 후, 이 와이어를 1개 또는 2개 이상의 크레인을 이용하여 각각 위로 잡아당기거나 아래로 내리면서 블록을 반전(反轉)시키는 과정을 거치면서 수행하게 된다(도 1).
On the other hand, in order to move the individually manufactured blocks to the mounting process, it is necessary to lifting and transporting the produced blocks or turning them over. In particular, the turn-over process of the block is accomplished by attaching two or more lugs to the shell outer surface or frame of the block, connecting the wires to the respective lugs, (Fig. 1). In this case, the blocks are reversed by pulling them upward or downward by using more than one crane (Fig. 1).
근래 조선업계에서는 블록의 대형화에 의하여 블록 중량이 증가하고 있으므로 블록의 리프팅에 필요한 러그의 위치를 선정함에 있어서는 특히 세심한 주의를 기울이지 않으면 안 된다. 그런데, 이와 관련하여 종래에는 설계자의 경험에 입각하여 도면상에 러그의 위치를 배치하고 현장에서 크레인 등의 위치를 결정하였는데, 이로 인한 과다한 계산 시간과 결과 값의 부정확성으로 인하여 현장 리프팅 작업 시 위험성을 판단하거나 예측하기가 매우 어려웠다.In the shipbuilding industry in recent years, since the block weight is increasing due to the enlargement of the block, it is necessary to pay particular attention to the selection of the position of the lug necessary for lifting the block. In this regard, conventionally, based on the experience of the designer, the position of the lug was determined on the drawing and the position of the crane was determined in the field. Due to the excessive calculation time and the inaccuracy of the resultant value, It was very difficult to judge or predict.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 컴퓨터 화면을 통하여 블록에 러그를 배치하고 상기 블록 및 러그와 크레인 등의 3차원 모델을 자동으로 생성하여 하중과 각도 등을 계산하고 이를 임계 값과 비교함으로써, 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 리프팅 작업의 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and a system for locating lugs, ladders, and cranes, The present invention aims to provide a method for predicting and predicting the situation or risk of a lifting operation based on a three-dimensional model implemented on a computer screen prior to an on-site lifting operation.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
러그 배치부가 블록에 3차원 러그를 배치하는 단계와, 3차원 모델 생성부가 상기 러그 배치부에 의하여 배치된 3차원 러그들의 위치를 기반으로 블록, 크레인, 트롤리, 와이어로프를 3차원 모델로 자동 생성하는 단계와, 안전성 계산부가 3차원 모델을 통하여 하중과 각도를 계산하고 간섭 여부를 체크하는 단계를 포함하는, 블록 리프팅의 안전성 검토를 위한 계산 자동화 방법으로서,Dimensional model of a block, a crane, a trolley, and a wire rope as a three-dimensional model based on the position of the three-dimensional lugs disposed by the lug arranging unit; And calculating a load and an angle through the three-dimensional model by the safety calculation unit and checking whether interference is present, the method comprising:
상기 안전성 계산부는 리프팅 작업에서의 안전성 여부를 하중과 각도와 간섭 여부로써 체크하는바,The safety calculator checks whether the safety in the lifting operation is due to load, angle, and interference.
하중과 관련하여서는, 블록의 무게와 무게중심을 파악하는 단계와, 크레인이 2개 이상이면 각 크레인 간의 하중분배를 수행하는 단계와, 크레인에 걸리는 하중을 바탕으로 트롤리에 걸리는 하중을 계산하는 단계와, 트롤리에 걸리는 하중이 계산되면 와이어로프의 수량으로 나누어서 장력을 결정하는 단계와, 장력을 이용하여 러그에 걸리는 하중을 계산하는 단계와, 각각의 하중 값과 임계 값을 비교하여 리프팅의 안전성 여부를 판단하는 단계에 따르며,In regard to the load, it is necessary to understand the weight and the center of gravity of the block, perform the load distribution between the crane if there are two or more crane, calculate the load on the trolley based on the load applied to the crane, Calculating the load applied to the trolley, determining the tension by dividing the load by the number of wire ropes, calculating the load applied to the lug by using the tension, comparing the load value with the threshold value, According to the judging step,
각도와 관련하여서는, 하중 방향을 판단하기 위하여 러그와 와이어로프 간의 각도, 와이어로프와 트롤리 간의 각도를 계산하며,In relation to the angle, the angle between the lug and the wire rope, the angle between the wire rope and the trolley is calculated to determine the direction of the load,
간섭 여부와 관련하여서는, 러그와 선체 간의 간섭이나 와이어로프와 선체 간의 간섭을 체크하되, 대상 러그와 와이어로프를 선정하고 최소 값과 최대 값을 이용하여 경계영역을 설정하는 단계와, 경계영역의 범위에 들어오는 3차원 선체 모델과 의장 모델을 구분하는 단계와, 간섭체크를 수행하고 결과를 확인하는 단계에 따르는 것을 특징으로 하는, 블록 리프팅의 안전성 검토를 위한 계산 자동화 방법을 제공한다.With regard to interference, it is necessary to check the interference between the lug and the hull and the interference between the wire rope and the hull, to select the target lug and the wire rope, and to set the boundary area using the minimum value and the maximum value, Dimensional model of the hull and the design model, and performing an interference check and confirming the result of the interference checking. The present invention also provides a method of automating calculation for safety review of block lifting.
본 발명에 따르면, 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 블록의 러그 배치 및 크레인 등의 위치 선정을 함으로써 현장 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있다. 통상적으로 현재의 사용자들에게 도면으로 출력되는 결과물은 작업에 있어서 여전히 필수적인 요소이다. 반면에 보다 효율적인 관리와 정확한 계산, 그리고 여러 케이스에 대한 안전성 검토를 위해서는 3차원 모델링 또한 필수적인 요소라고 할 수 있다. 현재의 사용자들에게 본 발명이 없이 도면만으로 위와 같은 작업을 수행하도록 요구하게 되면 일반적으로 250% 이상의 시수비용이 발생할 것으로 판단하고 있다. 이를 추가의 시수비용 없이 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 목적이고 효과라고 할 수 있다.According to the present invention, prior to an on-site lifting operation, a lug arrangement of a block and a crane position are selected based on a three-dimensional model implemented on a computer screen, so that a field situation or a risk can be accurately determined and predicted in advance. Typically, output to a drawing to current users is still an essential element in the work. On the other hand, 3D modeling is also an essential factor for more efficient management, accurate calculation, and safety review for multiple cases. If the present users are required to perform the above-described operations without using the present invention, it is generally considered that a cost of 250% or more will occur. It is an object and an effect of the present invention to make it possible to efficiently perform this without additional cost.
도 1은 선체 블록의 턴-오버 작업 예를 보여준다.
도 2는 본 발명을 수행하기 위한 시스템을 보여준다.
도 3은 본 발명에 따른 러그 배치부의 구성을 보다 상세하게 표현한 그림이다.
도 4는 본 발명에 따른 러그 배치부가 기능하도록 컴퓨터 화면상에 구현된 모습을 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 모델 생성부가 트롤리의 방향을 결정하는 방법을 표현한 그림이다.
도 6은 본 발명에 따른 블록 리프팅을 위한 3차원 모델이 생성된 모습을 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 2차원 러그 심볼의 다양한 실시 예를 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 3차원 러그 형상의 다양한 실시 예를 보여준다.
도 9는 본 발명에 따른 러그 타입 클래스의 다양한 실시 예를 보여준다.
도 10은 본 발명에 따른 판넬의 개념을 보여준다.
도 11은 본 발명에서 2개의 크레인으로 리프팅 작업을 할 때의 3차원 모델 생성 예를 보여준다.
도 12는 본 발명에 따른 안전성 계산부에 의한 하중 및 각도 계산이 구현되는 모습을 표현한 그림이다.
도 13은 본 발명에 따른 안전성 계산부에 의한 간섭 여부 체크가 구현되는 모습을 표현한 그림이다.Figure 1 shows an example of a turn-over operation of the hull block.
Figure 2 shows a system for carrying out the invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the lug arrangement unit according to the present invention in more detail.
FIG. 4 shows a lug arrangement according to the present invention implemented on a computer screen.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of determining a direction of a trolley according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 6 shows a three-dimensional model generated for block lifting according to the present invention.
Figure 7 shows various embodiments of a two-dimensional lug symbol according to the present invention.
8 shows various embodiments of a three-dimensional lug shape according to the present invention.
Figure 9 shows various embodiments of a lug type class according to the present invention.
Fig. 10 shows the concept of the panel according to the present invention.
Fig. 11 shows an example of generation of a three-dimensional model when a lifting operation is performed with two cranes in the present invention.
FIG. 12 is a view illustrating a state where the load calculation and the angle calculation are implemented by the safety calculation unit according to the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state where an interference check is implemented by the safety calculator according to the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
최근 3차원 캐드(CAD) 기술이 크게 발전하였음에도 불구하고 조선소 생산기술 분야에서는 여전히 도면 위주의 작업과 경험에 의존한 수계산 방식을 고수하는 경향이 있으며, 이와 연관하여 선체 블록의 리프팅 작업 시에도 설계자의 경험에 입각하여 도면상에 러그의 위치를 배치하고 현장에서 크레인 등의 위치를 결정하고 있는데, 이로 인한 과다한 계산 시간과 결과 값의 부정확성이 문제가 되고 있다.
Despite the recent advancement of 3D CAD technology, shipbuilding production technology still tends to adhere to the numbering method that depends on drawing-based work and experience. In connection with this, The position of the lug is determined on the drawing and the position of the crane is determined in the field, and the excessive calculation time and the inaccuracy of the resultant value become a problem.
이에, 본 발명은 기존의 도면위주 작업을 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델 위주의 작업으로 전환할 수 있도록 유도하고 각종 계산을 자동으로 수행, 그 결과를 3차원 모델과 함께 보여줌으로써 현장 리프팅 작업에 앞서 여러 차례에 걸쳐 다양한 러그 배치 상황을 검토할 수 있도록 하고 또한 모든 케이스에 대하여 크레인 등의 적절한 위치를 선정할 수 있도록 하는 방법을 제공하고자 한다.
Accordingly, the present invention induces an existing drawing-oriented job to be converted into a work based on a 3D model implemented on a computer screen, performs various calculations automatically, and displays the result together with a three-dimensional model, And to provide a method for selecting appropriate positions of crane and the like for all the cases.
무엇보다도 본 발명의 핵심은 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 통하여 하중과 각도를 계산하고 간섭 여부를 미리 체크하여 실제 리프팅 작업이 안전하게 이루어질 수 있도록 하는 방법을 제공하는 데 있다.
First of all, the present invention provides a method for safely performing an actual lifting operation by calculating a load and an angle through a three-dimensional model implemented on a computer screen and checking whether interference is occurring in advance.
도 2는 본 발명을 수행하기 위한 시스템을 보여준다. 도 3은 본 발명에 따른 러그 배치부의 구성을 보다 상세하게 표현한 그림이다. 도 4는 본 발명에 따른 러그 배치부가 기능하도록 컴퓨터 화면상에 구현된 모습을 보여준다. 도 5는 본 발명에 따른 3차원 모델 생성부가 트롤리의 방향을 결정하는 방법을 표현한 그림이다. 도 6은 본 발명에 따른 블록 리프팅을 위한 3차원 모델이 생성된 모습을 보여준다. 도 7은 본 발명에 따른 2차원 러그 심볼의 다양한 실시 예를 보여준다. 도 8은 본 발명에 따른 3차원 러그 형상의 다양한 실시 예를 보여준다. 도 9는 본 발명에 따른 러그 타입 클래스의 다양한 실시 예를 보여준다. 도 10은 본 발명에 따른 판넬의 개념을 보여준다. 도 11은 본 발명에서 2개의 크레인으로 리프팅 작업을 할 때의 3차원 모델 생성 예를 보여준다. 도 12는 본 발명에 따른 안전성 계산부에 의한 하중 및 각도 계산이 구현되는 모습을 표현한 그림이다. 도 13은 본 발명에 따른 안전성 계산부에 의한 간섭 여부 체크가 구현되는 모습을 표현한 그림이다.
Figure 2 shows a system for carrying out the invention. FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the lug arrangement unit according to the present invention in more detail. FIG. 4 shows a lug arrangement according to the present invention implemented on a computer screen. FIG. 5 is a diagram illustrating a method of determining a direction of a trolley according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. FIG. 6 shows a three-dimensional model generated for block lifting according to the present invention. Figure 7 shows various embodiments of a two-dimensional lug symbol according to the present invention. 8 shows various embodiments of a three-dimensional lug shape according to the present invention. Figure 9 shows various embodiments of a lug type class according to the present invention. Fig. 10 shows the concept of the panel according to the present invention. Fig. 11 shows an example of generation of a three-dimensional model when a lifting operation is performed with two cranes in the present invention. FIG. 12 is a view illustrating a state where the load calculation and the angle calculation are implemented by the safety calculation unit according to the present invention. FIG. 13 is a diagram illustrating a state where an interference check is implemented by the safety calculator according to the present invention.
본 발명에 따른 시스템은 러그 배치부(10), 3차원 모델 생성부(20) 및 안전성 계산부(30)로 이루어지는바, 이 중 안전성 계산부(30)는 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 통하여 하중과 각도를 계산하고 간섭 여부를 미리 체크하여 실제 리프팅 작업이 안전하게 이루어질 수 있도록 하는 본 발명의 핵심 기능을 수행한다.
The system according to the present invention includes a
이하에서는 러그 배치부(10)와 3차원 모델 생성부(20)의 작용을 우선 설명하고 이를 기반으로 안전성 계산부(30)의 작용을 상세히 설명한다.
Hereinafter, the operation of the
먼저, 러그 배치부(10)의 작용에 대하여 설명한다. 러그 배치부(10)는 블록(1)에 3차원 러그를 배치한다.
First, the action of the
물론, 상기 블록(1)은 도 6에서 보는 것과 같이 컴퓨터 화면상에 3차원 형상으로 구현된 블록을 말한다. 한편, 본 발명에서 ‘3차원’이라 함은 보다 명확하게는 ‘3차원 형상으로 구현된’을 의미하는 것이며, ‘2차원’이라 함은 보다 명확하게는 ‘2차원 형상으로 구현된’을 의미하는 것이다. 따라서 본 단계에서 ‘3차원 러그’라 함은 보다 명확하게는 ‘3차원 형상으로 구현된 러그’를 의미한다(이하, 동일함).
Of course, the block (1) refers to a block implemented in a three-dimensional shape on a computer screen as shown in FIG. In the present invention, the term 'three-dimensional' means more precisely 'implemented in a three-dimensional shape', and the term 'two-dimensional' means more clearly embodied in a two-dimensional shape . Therefore, in this step, the term 'three-dimensional lug' means more specifically a 'lug implemented in a three-dimensional shape' (hereinafter the same).
이 때, 러그 배치부(10)가 갖는 핵심 기능은 바로 “러그의 효율적 배치 기능”인데, 이는 사용자가 컴퓨터 화면상에 구현된 2차원 도면에서 실제 도면작업 하듯이 러그를 배치하면 자동으로 3차원 러그를 생성하여 블록(1)에 배치해 주고 이후의 러그 이동, 복사, 회전에 대하여도 동일하게 작용하는 기능을 말한다. 본 발명에서 러그의 배치라 함은 이러한 러그의 생성, 이동, 복사, 회전 등 일련의 과정을 포함하는 의미이다.
At this time, the key function of the
이를 위하여 러그 배치부(10)는, 도 2 및 도 3에서 보는 것과 같이, 2차원 도면을 위한 2차원 러그 심볼 라이브러리(11)와, 3차원 모델을 위한 3차원 러그 형상 라이브러리(12)와, 생성된 러그의 관리를 위해 러그 자체의 타입 및 속성을 정의하는 러그 타입 및 속성 정의부(13)와, 2차원 도면 좌표를 3차원 모델 좌표로 변환하는 좌표 변환부(14) 등 4가지 요소를 구비한다. 참고로, 도 3은 러그 배치부(10)의 구성을 보다 상세하게 표현한 그림이다.
2 and 3, the
본 발명의 실시 예에 따르면, 2차원 러그 심볼 라이브러리(11)는 20여종의 도면화된 2차원 러그 심볼을 구축하고 있으며, 3차원 러그 형상 라이브러리(12)는 100여종의 3차원 러그 형상을 구축하고 있으며, 러그 타입 및 속성 정의부(13)는 10여종의 러그 타입 클래스를 정의하며, 좌표 변환부(14)는 좌표 변환을 위한 로직을 구현한다.
According to the embodiment of the present invention, the two-dimensional
이하, 상기 내용에 대해 보다 상세히 설명한다. 본 발명에 따르면 시스템 사용자, 즉 설계자는 러그에 가해질 하중을 예측하여 러그 타입 및 적정한 배치를 결정하며 이에 따라 러그가 실제로 부착될 위치를 지정한다.
Hereinafter, the above content will be described in more detail. In accordance with the present invention, the system user, i.e., the designer, predicts the load to be applied to the lug to determine the lug type and proper placement, thereby specifying the location where the lug will actually be attached.
이 때, 설계자는 작업의 효율성을 위하여 통상 2차원 도면상에 러그 배치 작업을 수행하게 되는데(이를 위하여 본 발명은 설계자가 러그 배치 작업을 효율적으로 할 수 있도록 2차원 도면을 컴퓨터 화면상에 구현함), 이 때 2차원 도면상에 표기되는 러그는 실제 러그 형상이 아닌 도면용 심볼, 즉 2차원 러그 심볼로 표기된다. 왜냐하면, 실제 러그는 전면, 이면, 양면 등 러그 부착면에 대한 정보를 표현하기 어려우며, 실제 러그의 크기는 도면상에서 매우 작게 나타나므로 현장의 작업자가 인식하기 어렵기 때문이다.
In this case, the designer usually performs the lug arrangement work on the two-dimensional drawing for the efficiency of the work (for this purpose, the present invention implements the two-dimensional drawing on the computer screen so that the designer can efficiently perform the lug arrangement work. ), Wherein the lugs indicated on the two-dimensional drawing are denoted by drawing symbols, that is, two-dimensional lug symbols, rather than actual lug shapes. This is because it is difficult to express information about the lug-attached surface such as the front, back, and both sides of the actual lug, and the size of the actual lug is very small on the drawing, which is difficult for the operator in the field to recognize.
2차원 러그 심볼이란 도 7에서 보는 것과 같이 2차원 도면상에 표기될 수 있도록 러그 타입과 러그 부착면에 대한 정보를 표현한 기호 체계를 말하는데, 본 발명에서 2차원 러그 심볼은 설계자가 선택한 러그 타입과 러그 부착면(전면, 이면, 양면)에 의해 자동으로 결정되며, 이를 위해 2차원 러그 심볼 라이브러리(11)는 20여종의 도면화된 2차원 러그 심볼을 구축(저장)하고 있다.
The two-dimensional lug symbol refers to a symbol system in which information about a lug type and a lug-attached surface is expressed so as to be displayed on a two-dimensional drawing as shown in FIG. 7. In the present invention, a two- The two-dimensional
한편, 상기와 같이 러그를 배치함과 동시에 정확한 리프팅 계산을 수행하기 위해서는 3차원 러그 정보(위치 및 방향)가 필요하다. 이를 위해 본 발명에서는 설계자의 2차원 도면 작업 시 3차원 러그를 백그라운드 작업으로 동시에 생성한다. 이러한 작용을 바로 러그 배치부(10)가 수행하게 되는데, 상기 러그 배치부(10)는 사용자가 컴퓨터 화면상에 구현된 2차원 도면에서 실제 도면작업 하듯이 러그를 배치(2차원 러그 심볼을 표기)하면 자동으로 3차원 러그를 생성(도 8 참조)하여 블록(1)에 배치해 주며, 이후의 러그 이동, 복사, 회전에 대하여도 동일하게 작용한다.
Meanwhile, the three-dimensional lug information (position and direction) is required to perform the accurate lifting calculation while disposing the lug as described above. To this end, in the present invention, a three-dimensional lug is simultaneously generated as a background work in a designer's two-dimensional drawing work. The
그리고 이를 위해 3차원 러그 형상 라이브러리(12)는 100여종의 3차원 러그 형상을 구축(저장)하며(도 8 참조), 러그 타입 및 속성 정의부(13)는 10여종의 러그 타입 클래스를 정의한다. 여기서, ‘러그 타입 클래스’는 러그의 물량 집계 및 작업장(stage) 관리 등의 정보를 담기 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 UDET(User Defined Element Type; 사용자 정의 엘리먼트 타입) 및 UDA(User Defined Attribute; 사용자 정의 속성)라 불린다(도 3 참조). 참고로, 도 9는 본 발명에 따른 러그 타입 클래스의 다양한 실시 예를 보여준다.
To this end, the three-dimensional lug-shaped
한편, 상술한 바와 같이 설계자의 2차원 도면 작업 시 3차원 러그를 백그라운드 작업으로 동시에 생성하기 위해서는, 2차원 도면상의 러그 위치를 3차원 모델(예: 블록(1))상의 위치로 변환하는 매트릭스 계산이 필요한데, 이러한 작용을 바로 좌표 변환부(14)가 수행하게 된다.
On the other hand, in order to simultaneously create a three-dimensional lug as a background work in a two-dimensional drawing work of a designer as described above, it is necessary to perform a matrix calculation for converting a lug position on a two-dimensional drawing to a position on a three-dimensional model The coordinate
좌표 변환부(14)는 3차원 러그의 생성, 이동, 복사, 회전에 반드시 필요한 것으로, 좌표 변환부(14)가 러그의 2차원 도면 좌표를 3차원 모델 좌표로 변환하는 로직은 아래의 A1→A2→A3→A4 4단계로 구성된다.
The coordinate converting
- A1 : 사용자가 2차원 도면에서 러그의 위치를 선택하면, 2차원 도면을 표현하는 변환행렬을 구성한다.- A1: When the user selects the position of the lug in the two-dimensional drawing, a transformation matrix representing the two-dimensional drawing is constructed.
- A2 : 러그가 생성되는 판넬(panel)의 변환행렬을 구성한다. 여기서, 판넬이라 함은 플레이트(plate)나 스티프너(stiffener) 등의 부재가 놓일 면(위치를 나타내는 3D Point와 방향을 나타내는 3개의 3D Vector)을 의미하며 경계를 포함하는 것으로(도 10 참조), 판넬을 기준으로 부재가 놓이게 되며 러그 또한 이 판넬을 기준으로 배치된다. 그리고 이와 같은 판넬과 부재들의 묶음이 하나의 블록을 이루게 된다.- A2: Configure the transformation matrix of the panel from which the lug is generated. Here, the panel means a plane (three 3D vectors indicating a 3D point and a direction indicating a position) on which a member such as a plate or a stiffener is to be placed (see FIG. 10) The member is positioned relative to the panel and the lug is also positioned relative to this panel. And such a bundle of panels and members forms a single block.
- A3 : 투영 과정을 거쳐 2차원 판넬 좌표로 변환한다.- A3: Converts to two-dimensional panel coordinates after projection process.
- A4 : 판넬의 변환행렬을 이용하여 선체의 3차원 좌표로 변환하고 3차원 러그를 생성한다.
- A4: Converts to the hull's three-dimensional coordinates using the panel's transformation matrix and creates a three-dimensional lug.
다음으로, 3차원 모델 생성부(20)의 작용에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이 러그 배치부(10)가 블록(1)에 3차원 러그를 배치하고 나면 3차원 모델 생성부(20)가 3차원 러그들의 위치를 기반으로 블록(1), 크레인(2), 트롤리(3), 와이어로프(4) 등을 3차원 모델로 자동 생성한다.
Next, the operation of the three-dimensional
리프팅 작업에 사용되는 요소들에는 블록(1), 크레인(2), 트롤리(3), 와이어로프(4) 등이 있는데, 3차원 모델 생성부(20)가 3차원 모델을 생성함에 있어서 이들은 다음과 같은 의미를 갖는다. 블록(1)은 리프팅 대상물로서 3차원 형상과 중량, 무게중심 등을 가지고 있으며, 크레인(2)은 goliath crane, jib crane, overhead crane 등이 사용될 수 있으며, 트롤리(3)는 loader 혹은 hook 타입이 있으며 와이어로프(4)의 분배 역할을 한다. 러그는 블록(1)에 배치되어 와이어로프(4)를 걸 수 있게 한다.
The elements used in the lifting operation include a
한편, 배치된 3차원 러그들의 위치를 기반으로 위에 기술한 요소들, 즉 블록(1), 크레인(2), 트롤리(3), 와이어로프(4) 등을 3차원 모델로 자동 생성하기 위해서는 각 요소들의 3차원 위치와 방향을 결정해야 하는데, 이와 관련하여 3차원 모델 생성부(20)는 다음과 같은 단계를 거치도록 작용한다.
On the other hand, in order to automatically generate the above-described elements based on the positions of the arranged three-dimensional lugs, that is, the
가. 크레인(2)의 위치 결정 : 크레인(2)의 위치는 대상 블록(1)의 무게중심에 대하여 상대적인 위치로 결정한다. 즉, 1개의 크레인(2)으로 작업할 때는 대상 블록(1)의 무게중심 바로 위에 크레인(2)이 놓이도록 배치하고(도 6 참조), 2개의 크레인(2)으로 작업할 때는 크레인(2) 간의 간섭을 고려한 최소 거리와 대상 블록(1)의 중량에 따라 가능한 수직 리프팅에 가깝도록 2개의 크레인(2)을 배치한다(도 11 참조).
end. Positioning of the crane (2): The position of the crane (2) is determined relative to the center of gravity of the target block (1). That is, when working with one
나. 트롤리(3)의 위치 결정 : 트롤리(3)는 기본와이어의 길이에 따라 그 높이를 결정하며 러그 배치의 상태에 따라 그 방향을 결정한다. 트롤리(3)의 방향을 결정하는 방법은 아래의 B1→B2→B3→B4 4단계로 구성된다(도 5 참조).
I. Positioning of trolley 3: The
- B1 : 트롤리(3)에 연결되는 러그들의 수량을 파악한다.- B1: Determine the number of lugs connected to the trolley (3).
- B2 : 리프팅 방향에 수직한 면을 결정한다.- B2: Determine the plane perpendicular to the lifting direction.
- B3 : 러그들을 상기 결정된 면에 투영한다.- B3: Project lugs onto the determined surface.
- B4 : 상기 투영된 면 위에서 최소자승법(LSM : Least Square Method)을 이용하여 최소 거리에 해당하는 트롤리(3)의 방향을 결정한다. 여기서, ‘최소 거리’라 함은 러그와 트롤리(3) 간의 최소 거리를 의미한다.
- B4: The direction of the
상기한 것처럼 트롤리(3)의 방향이 결정되면 러그와 와이어로프(4)의 연결 관계를 확인할 수 있다. 그리고 위에서 결정한 내용들을 기반으로 하여 3차원 러그들과 연결되는 와이어로프(4) 그리고 트롤리(3)와 크레인(2)까지 일괄하여 3차원 모델을 생성하면 도 6에서 보는 것처럼 표현할 수 있다.
When the direction of the
마지막으로, 안전성 계산부(30)의 작용에 대하여 설명한다. 안전성 계산부(30)는 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 통하여 하중과 각도를 계산하고 간섭 여부를 미리 체크하여 실제 리프팅 작업이 안전하게 이루어질 수 있도록 한다.
Finally, the operation of the
이와 관련하여, 안전성 계산부(30)는 리프팅 작업에서의 안전성 여부를 다음의 3가지 요소로써 판단하는바, 첫째는 하중이고, 둘째는 각도이며, 셋째는 간섭 여부이다.
In this regard, the
하중과 관련하여, 안전성 계산부(30)는 아래 C1→C2→C3→C4→C5→C6의 단계에 따라 하중을 계산하고 이에 따른 리프팅 작업에서의 안전성 여부를 판단한다(도 6 참조).
With respect to the load, the
- C1 : 블록(1)의 무게와 무게중심을 파악한다.- C1: Determine the weight and center of gravity of block (1).
- C2 : 만약 크레인(2)이 2개 이상이면(도 11 참조) 각 크레인(2) 간의 하중분배를 수행한다.- C2: If there are two or more cranes (2) (see Fig. 11), load distribution between the cranes (2) is performed.
- C3 : 크레인(2)에 걸리는 하중을 바탕으로 1~3개까지의 트롤리(3)에 걸리는 하중을 계산한다.- C3: Calculate the load applied to 1 to 3 trolleys (3) based on the load applied to the crane (2).
- C4 : 트롤리(3)에 걸리는 하중이 계산되면 와이어로프(4)의 수량으로 나누어서 장력을 결정한다.- C4: When the load on the trolley (3) is calculated, it is divided by the number of wire ropes (4) to determine the tension.
- C5 : 장력을 이용하여 러그에 걸리는 하중을 계산한다.- C5: Calculate the load on the lug using tension.
- C6 : 각각의 하중 값과 임계 값(한계하중 값: 러그가 견딜 수 있는 하중의 최고 값)을 비교하여 리프팅의 안전성 여부를 판단한다. 이 경우, 하중 값이 임계 값 미만이면 리프팅 작업이 안전한 것으로 판단한다. 물론 하중 값이 임계 값을 초과하면 리프팅 작업이 안전하지 않은 것으로 판단한다. 리프팅 작업이 안전하지 않다고 판단되면 리프팅 조건을 수정하고 계산을 다시 수행한다.
- C6: Determine whether the lifting is safe by comparing each load value with the threshold value (limit load value: maximum value of the load the lug can withstand). In this case, if the load value is less than the threshold value, it is judged that the lifting operation is safe. Of course, if the load value exceeds the threshold value, it is judged that the lifting operation is unsafe. If it is determined that the lifting operation is unsafe, modify the lifting condition and perform the calculation again.
각도와 관련하여, 동일한 하중이라 할지라도 하중이 걸리는 방향(리프팅 각도)에 따라 안전성 여부가 달라지므로, 안전성 계산부(30)는 관심 있는 곳에서의 하중 방향을 판단하기 위하여 리프팅 각도를 계산하고 이에 따른 리프팅 작업에서의 안전성 여부를 판단한다. 이 경우, 도 12에서 보는 것처럼 러그와 와이어로프(4) 간의 각도, 와이어로프(4)와 트롤리(3) 간의 각도가 주요 체크 대상이 된다.
The
간섭 여부와 관련하여, 안전성 계산부(30)는 아래 D1→D2→D3의 단계에 따라 간섭 여부를 확인하고 이에 따른 리프팅 작업에서의 안전성 여부를 판단한다. 이는 본 발명에서 블록 리프팅 조건이나 상황이 모두 3차원 모델로 구현되었기에 실현 가능한 것이다. 주로 러그와 선체 간의 간섭이나 와이어로프(4)와 선체 간의 간섭 여부가 주요 체크 대상이 된다. 수행순서는 다음과 같다(도 13 참조).
In connection with the interference, the
- D1 : 대상 러그와 와이어로프(4)를 선정하고 최소 값과 최대 값을 이용하여 경계영역(boundary box)을 설정한다.- D1: Select target lug and wire rope (4) and set boundary box using minimum value and maximum value.
- D2 : 경계영역의 범위에 들어오는 3차원 선체 모델과 의장 모델을 구분한다.- D2: distinguish the model of the 3D hull and the model of the model coming into the boundary area.
- D3 : 간섭체크를 수행하고 결과를 확인한다.
- D3: Perform interference check and check results.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 블록(1)의 러그 배치 및 크레인(2) 등의 위치 선정을 함으로써 현장 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있다.
As described above, according to the present invention, prior to the field lifting operation, the layout of the lug of the block (1) and the position of the crane (2) are determined based on the 3D model implemented on the computer screen, It can be accurately judged and predicted in advance.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
1 : 블록
2 : 크레인
3 : 트롤리
4 : 와이어로프
10 : 러그 배치부
11 : 2차원 러그 심볼 라이브러리
12 : 3차원 러그 형상 라이브러리
13 : 러그 타입 및 속성 정의부
14 : 좌표 변환부
20 : 3차원 모델 생성부
30 : 안전성 계산부1: Block
2: Crane
3: Trolley
4: Wire rope
10: lug arrangement section
11: 2D lug symbol library
12: 3D lug shape library
13: lug type and attribute definition part
14:
20: Three-dimensional model generation unit
30: Safety calculation unit
Claims (1)
상기 안전성 계산부는 리프팅 작업에서의 안전성 여부를 하중과 각도와 간섭 여부로써 체크하는바,
하중과 관련하여서는, 블록의 무게와 무게중심을 파악하는 단계와, 크레인이 2개 이상이면 각 크레인 간의 하중분배를 수행하는 단계와, 크레인에 걸리는 하중을 바탕으로 트롤리에 걸리는 하중을 계산하는 단계와, 트롤리에 걸리는 하중이 계산되면 와이어로프의 수량으로 나누어서 장력을 결정하는 단계와, 장력을 이용하여 러그에 걸리는 하중을 계산하는 단계와, 각각의 하중 값과 임계 값을 비교하여 리프팅의 안전성 여부를 판단하는 단계에 따르며,
각도와 관련하여서는, 하중 방향을 판단하기 위하여 러그와 와이어로프 간의 각도, 와이어로프와 트롤리 간의 각도를 계산하며,
간섭 여부와 관련하여서는, 러그와 선체 간의 간섭이나 와이어로프와 선체 간의 간섭을 체크하되, 대상 러그와 와이어로프를 선정하고 최소 값과 최대 값을 이용하여 경계영역을 설정하는 단계와, 경계영역의 범위에 들어오는 3차원 선체 모델과 의장 모델을 구분하는 단계와, 간섭체크를 수행하고 결과를 확인하는 단계에 따르는 것을 특징으로 하는, 블록 리프팅의 안전성 검토를 위한 계산 자동화 방법.Dimensional model of a block, a crane, a trolley, and a wire rope as a three-dimensional model based on the position of the three-dimensional lugs disposed by the lug arranging unit; And calculating a load and an angle through the three-dimensional model by the safety calculation unit and checking whether interference is present, the method comprising:
The safety calculator checks whether the safety in the lifting operation is due to load, angle, and interference.
In regard to the load, it is necessary to understand the weight and the center of gravity of the block, perform the load distribution between the crane if there are two or more crane, calculate the load on the trolley based on the load applied to the crane, Calculating the load applied to the trolley, determining the tension by dividing the load by the number of wire ropes, calculating the load applied to the lug by using the tension, comparing the load value with the threshold value, According to the judging step,
In relation to the angle, the angle between the lug and the wire rope, the angle between the wire rope and the trolley is calculated to determine the direction of the load,
With regard to interference, it is necessary to check the interference between the lug and the hull and the interference between the wire rope and the hull, to select the target lug and the wire rope, and to set the boundary area using the minimum value and the maximum value, Dimensional model and a design model, and performing an interference check and confirming a result of the interference checking.
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