KR20230061102A - 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템 - Google Patents
선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230061102A KR20230061102A KR1020210146007A KR20210146007A KR20230061102A KR 20230061102 A KR20230061102 A KR 20230061102A KR 1020210146007 A KR1020210146007 A KR 1020210146007A KR 20210146007 A KR20210146007 A KR 20210146007A KR 20230061102 A KR20230061102 A KR 20230061102A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pin jig
- pin
- jig
- supply unit
- transfer rail
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 26
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 33
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 26
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 8
- 238000010112 shell-mould casting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008676 import Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 9
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 3
- 208000014674 injury Diseases 0.000 abstract description 3
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 abstract description 3
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 206010073713 Musculoskeletal injury Diseases 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
- B21D11/22—Auxiliary equipment, e.g. positioning devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
- B21D11/20—Bending sheet metal, not otherwise provided for
- B21D11/203—Round bending
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
- B21D37/16—Heating or cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
- B21D43/003—Positioning devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jigs For Machine Tools (AREA)
Abstract
본 발명은 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템에 관한 것으로, 본 발명에서는 <부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일과 연결되며, 상기 핀 지그 이송 레일의 내부에 구비된 유압 공급 홀 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일에 설치되어 있던 핀 지그가 상기 핀 지그 이송 레일을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재를 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 유압 공급 유닛>, <핀 지그의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 핀 지그 배치 설정유닛> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 선박 생산주체 측에서, '곡 외판 성형 생산능률의 향상효과', '부재의 변형특성을 성형과정에 적절하게 반영할 수 있는 효과' 등은 물론, '작업자의 근골격계 부상 위험을 현격하게 감소시킬 수 있는 효과'까지도 탄력적으로 향유할 수 있도록 지원할 수 있다.
Description
본 발명은 선체의 곡 외판 성형용 핀 지그의 자동 배치 절차를 관리해주는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 <부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일과 연결되며, 상기 핀 지그 이송 레일의 내부에 구비된 유압 공급 홀 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일에 설치되어 있던 핀 지그가 상기 핀 지그 이송 레일을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재를 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 유압 공급 유닛>, <핀 지그의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 핀 지그 배치 설정유닛> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 선박 생산주체 측에서, '곡 외판 성형 생산능률의 향상효과', '부재의 변형특성을 성형과정에 적절하게 반영할 수 있는 효과' 등은 물론, '작업자의 근골격계 부상 위험을 현격하게 감소시킬 수 있는 효과'까지도 탄력적으로 향유할 수 있도록 지원할 수 있는 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템에 관한 것이다.
최근, 선박 제조에 대한 수요가 급증하면서, 선체 곡 외판의 성형을 지원해 줄 수 있는 다양한 기술들이 폭 넓게 개발/보급되고 있다.
예를 들어, 대한민국등록특허 제10-1650590호(명칭: 곡 주판의 전개 형상 예측 방법)(2016.08.24.자 공고), 대한민국등록특허 제10-1570296호(명칭: 곡판 성형용 가열장치)(2015.11.19.자 공고), 대한민국공개특허 제10-2008-105522호(명칭: 선체 외판 곡면 가공 시스템 및 그 방법)(2008.12.04.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2008-100902호(명칭: 삼각가열 가열 패턴 및 경로 생성 시스템 및 그 방법)(2008.11.21.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2012-56567호(명칭: 삼각가열 가열 형상 및 위치 결정시스템 및 그 방법)(2012.06.04.자 공개) 등에는 종래의 선체 곡 외판 성형 관련 기술들의 일례가 좀더 상세하게 개시되어 있다.
한편, 이러한 종래의 체제 하에서, 선박의 곡 외판은 유체역학, 구조역학, 진동 등의 엔지니어링 기술을 바탕으로 설계된 3차원 곡면으로, 일정 두께의 철판을 가공하여 제작되며, 선체외판의 가공 정밀도는 선박전체의 설계 성능을 좌우한다고 할 수 있다.
이때, 외판의 3차원 형상으로의 가공은 크게 2단계 방법을 사용하는데, 2단계 방법은 프레스(Press)나 롤러(Roller) 등을 통한 기계적인 1차 냉간 가공과 철판에 가스 토치 등으로 열을 가해 가공하는 2차 열간 가공으로 나누어진다.
냉간 가공은 롤 프레스(Roll press)나 멀티 프레스(Multi press) 또는 벤딩 프레스(Bending press) 등을 이용하여 곡을 만드는 방법으로서, 현재 대부분의 조선소에서는 전개 가능한 형상을 만들기 위해 주로 사용된다. 이러한 전개 가능한 형상은 절단된 평판을 면내 수축이나 팽창 없이 단순 굽힘변형만으로 만들 수 있는 형상을 의미한다.
열간 가공은 가스토치(Gas torch) 및 고주파 유도가열 장치 등의 열원을 사용하여 철판(강판)에 열(熱)을 주어 수축, 팽창, 굽힘 변형을 일으켜 강판을 3차원 곡면형상으로 만드는 과정이다.
한편, 이러한 종래의 체제 하에서, 상술한 바와 같이, 선체 곡 외판 성형 작업은 1차적으로 프레스(Press) 냉간 가공된 부재를 작업자가 수작업으로 가스 토치를 이용하여 열간으로 가열(열간 성형)하여 최종 설계 형상을 완성하게 된다.
이때, 열간 성형의 사전 작업으로 도 1에 도시된 바와 같이, 부재가 바닥에 접촉하지 않게끔 지지하기 위해 나무로 제작된 반목을 사용하게 된다.
가열작업에 반목을 사용하는 가장 큰 목적은 부재와 바닥 간 공간을 확보하여, 자중 효과로 부재에 곡을 생성함으로써, 성형 시간을 단축하고, 성형 유사성을 확인하기 위한 기준선을 제공하기 위함이다.
반목은 도 2에 도시된 바와 같이, 성형량을 확인하기 위해 사용되는 목형(Template)의 위치, 즉, 부재에 마킹되어 있는 Template line(이하 TPL)에, 기본적으로 배치된다.
여기서, TPL의 위치는 3차원 CAD인 AVEVA Marine(이하 AM)에서 생성되는 N/C Nesting 도면에서 확인할 수 있으며, 가공 단계에서 마킹되어 성형공정에 투입되게 된다(도 2 참조).
종래의 경우에는, 수동으로 반목을 배치하고, 모든 반목의 높이를 지렛대 또는 체인 락커 등을 이용하여 일일이 조정하므로, 생산능률이 저하되며, 작업자 근골격계 부상 등의 문제가 발생하고 있다.
또한, 반목 위치 선정 시 부재의 탄성 변형 특성을 고려하지 않은 임의의 간격, 즉 설계 상의 TPL 기준으로 배치하다 보니, 부재의 변형 특성을 일정하게 반영하지 못해, 불균일한 품질의 제품을 생산할 우려가 존재하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 <부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일과 연결되며, 상기 핀 지그 이송 레일의 내부에 구비된 유압 공급 홀 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일에 설치되어 있던 핀 지그가 상기 핀 지그 이송 레일을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재를 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 유압 공급 유닛>, <핀 지그의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 핀 지그 배치 설정유닛> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 선박 생산주체 측에서, '곡 외판 성형 생산능률의 향상효과', '부재의 변형특성을 성형과정에 적절하게 반영할 수 있는 효과' 등은 물론, '작업자의 근골격계 부상 위험을 현격하게 감소시킬 수 있는 효과'까지도 탄력적으로 향유할 수 있도록 지원하는데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일과 연결되며, 상기 핀 지그 이송 레일의 내부에 구비된 유압 공급 홀 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일에 설치되어 있던 핀 지그가 상기 핀 지그 이송 레일을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재를 지지할 수 있도록 하는 유압 공급 유닛과; 상기 유압 공급 유닛과 통신하며, 상기 핀 지그의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 상기 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 하는 핀 지그 배치 설정유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템을 개시한다.
본 발명에서는 <부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일과 연결되며, 상기 핀 지그 이송 레일의 내부에 구비된 유압 공급 홀 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일에 설치되어 있던 핀 지그가 상기 핀 지그 이송 레일을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재를 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 유압 공급 유닛>, <핀 지그의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 핀 지그 배치 설정유닛> 등을 체계적으로 배치/제공하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 선박 생산주체 측에서는, '곡 외판 성형 생산능률의 향상효과', '부재의 변형특성을 성형과정에 적절하게 반영할 수 있는 효과' 등은 물론, '작업자의 근골격계 부상 위험을 현격하게 감소시킬 수 있는 효과'까지도 탄력적으로 향유할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 반목 배치의 예를 개념적으로 도시한 예시도.
도 2는 네스팅(Nesting) 도면 내 목형의 위치 표기 예를 개념적으로 도시한 예시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 6 내지 도 16은 본 발명에 따른 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템의 세부적인 기능수행절차를 개념적으로 도시한 예시도.
도 2는 네스팅(Nesting) 도면 내 목형의 위치 표기 예를 개념적으로 도시한 예시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 6 내지 도 16은 본 발명에 따른 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템의 세부적인 기능수행절차를 개념적으로 도시한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템(100)은 유압 공급 유닛(110) 및 핀 지그 배치 설정 유닛(120)이 긴밀하게 조합된 구성을 취하게 된다.
이때, 유압 공급 유닛(110) 측에서는, 부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일(30)과 연결되면서, 상기 핀 지그 이송 레일(30)의 내부에 구비된 유압 공급 홀(도시 안됨) 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일(30)에 설치되어 있던 핀 지그(10)가 상기 핀 지그 이송 레일(30)을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재(20)를 안정적으로 지지할 수 있도록 유도하는 역할을 수행하게 된다.
또한, 핀 지그 배치 설정 유닛(120) 측에서는 상기 유압 공급 유닛(110)과 통신을 취하면서, 상기 핀 지그(10)의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 상기 유압 공급 유닛(110) 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그(10) 측에서 상기 부재(20)를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 유도하는 역할을 수행하게 된다.
참고로, 도 4 및 도 5에는, 본 발명에 따른 핀 지그(10) 및 핀 지그 이송 레일(30)의 좀더 상세한 배치 모습이 개념적으로 도시되어 있다.
여기서, 앞의 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 핀 지그 배치 설정 유닛(120)은 인터페이스 모듈(121)을 매개로 하여, 유압 공급 유닛(110)과 통신을 취하는 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122), 핀 지그 부재 지지위치 산출모듈(123), 적정 유압 용량 산출모듈(124), 핀 지그 위치 컨트롤러(125), 핀 지그 높낮이 컨트롤러(126) 등이 긴밀하게 조합된 구성을 취하게 된다.
우선, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 평 블록 부재 및 선수미 부재 블록 모두를 지지할 수 있는, '부재(20)의 최소 크기를 고려한 핀 지그(10)의 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 값'을 산출하는 절차를 진행하게 된다.
강재 제조사 및 조선소의 제작 용량에 따라 제공되는 부재(20) 및 블록의 크기는 상이하지만, 통상적으로 조선산업에 적용되는 최대 부재(20)의 크기는 폭 4,100mm, 길이 21,000mm 수준이다.
적절한 '핀 지그(10) 간격'은 블록 형태별 부재(20)의 최소, 최대 크기를 고려하여 결정되어야 한다. 핀 지그(10)의 간격은 폭 방향과 길이 방향 간격으로 구분할 수 있으며, 평블록과 선수미 블록의 모든 부재(20)를 지지할 수 있어야 한다.
물론, 폭 및 길이 방향으로 촘촘하게 핀 지그(10)를 배치한다면, 지지하는 부분에 대해서는 문제가 없겠지만, 지나치게 많은 핀 지그가 존재하게 되며, 반대로 너무 넓은 간격으로 배치하면 부재(20) 끝단의 엣지(edge)에서는 부재(20)를 지지할 수 없을 것이다.
따라서, 핀 지그(10)의 적정한 간격과 개수는 우선적으로 부재(20)의 최소 크기를 고려해서 결정해야 하는데, 이 상황 하에서, 본 발명의 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 '전체 영역이 아닌 부재(20)의 최소 크기를 고려한 일부 영역에만 핀 지그(10)를 조밀하게 배치하는 개념'으로 접근하게 된다.
평블록과 선수미 블록 모두를 지지하기 위해서는 최소 부재(20)의 크기를 고려해야하므로, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 중앙 지점을 기준으로 폭 방향 간격으로 350mm, 길이 방향 간격으로 약 1,000mm 위치에 핀 지그(10)를 위치시키게 된다.
또한, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 '폭 방향 350mm, 길이 방향 1,000mm 위치 다음으로 핀 지그(10)가 배치되어야 하는 간격'을 평블록과 선수미 블록 부재의 평균 폭과 길이를 기준으로 결정하게 된다.
또한, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 '폭 방향 350mm 위치 다음에 핀 지그(10)가 배치되어야 하는 간격'을, 평블록에 비하여 작은 크기를 갖는 선수미 블록 부재(20)의 평균 폭과 길이를 고려하여, 도 7에 도시된 바와 같이 '중앙 지점을 기준으로 폭 방향 700mm, 길이 방향 1,000mm'로 결정하게 된다.
이상과 같이, 최소 크기의 부재(20)를 지지하기 위해, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 '핀 지그를 조밀하게 배치해야 하는 영역에 대한 폭 방향 배치 간격'을, '중앙 지점을 기준으로 350mm, 700mm'로 결정하게 된다.
또한, 선수미 블록 부재(20)를 안정적으로 지지하기 위해서. 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 도 8에 도시된 바와 같이, '길이 방향으로 1,000mm 간격'에 핀 지그(10)를 추가로 배치하게 된다. 즉, 핀 지그(10)를 조밀하게 배치해야 하는 영역의 크기는 '폭 3,900mm, 길이 3,000mm'로 결정하게 된다.
핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 부재(20)의 최소 크기를 고려한 '핀 지그(10)의 배치 간격'을 결정한 후, '남은 영역의 핀 지그(10) 간격'을 결정하게 된다.
이 경우, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 평블록 부재의 크기를 고려하여, '폭 방향으로 1,200mm 지점'에 핀 지그를 배치하게 된다.
또한, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는 평균 폭 이상의 부재(20)를 지지하기 위해서, 도 9에 도시된 바와 같이, '중앙을 기준으로 1,600mm 지점과 1,900mm 지점'에 핀 지그(10)를 추가로 배치함으로써, 최대 폭 4,000mm을 가지는 부재(20)까지 지지할 수 있도록 구성하게 된다.
한편, 본 발명에서 정반 시스템을 구성하고자 하는 전체 영역의 크기는 폭 3,900mm, 길이 21,000mm이다. 따라서, '도 9의 조밀 영역을 제외한 길이 방향으로 18,000mm 영역의 핀 지그(10) 배치'를 추가로 결정해야 한다.
이 상황 하에서, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는, 평블록 부재의 최대 폭과 평균 폭을 고려하여, '18,000mm 영역에서 폭 방향 핀 지그(10)'를 '중앙 지점', '중앙 지점에서 1,200mm, 1,600mm와 1,900mm 떨어진 위치'에 배치하게 된다.
이때, 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈(122) 측에서는, '핀 지그(10)의 길이 방향 간격'을 부재(20)들의 TPL 간격 평균값을 고려하여 결정하게 된다. 최종 배치한 핀 지그(10)의 위치는 도 10에 도시되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 핀 지그 부재 지지위치 산출모듈(123) 측에서는, 부재(20)의 설계 형상을 임포트(Import)하여, '핀 지그(10) 측 지지 간격에 따른 부재(20)의 최종 변형량을 기 설정된 임계 범위 내로 조절할 수 있는 최적 부재 지지위치 값'을 산출하는 절차를 진행하게 된다.
열간 성형을 위한 부재(20)의 배치 시, 동일한 크기의 부재(20)라고 할지라도, 핀 지그(10)의 지지 간격에 따라 자중으로 인한 처짐량의 차이가 발생하여 최종적인 성형 형상의 차이가 발생하게 된다.
예를 들어, 폭 4,000mm, 길이 20,000mm, 두께 30.0mm의 부재(20)를 핀 지그(10)로 지지해야하는 경우, 핀 지그(10)의 지지 간격(개수)에 따른 최종 변형량은, 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 차이가 발생하게 되는 것이다(참고로, 도 11 내지 도 13에는 핀 지그가 반목으로 표현되어 있음).
즉, 도 13의 결과와 같이, 핀 지그(10)의 개수가 9개에서 5개로 감소하는 경우, 최대 변형량의 차이는 약 2.1mm 발생하게 되는 것이다. 이는 최대 변형량 대비 5%(기 설정된 임계 범위 값)를 초과하는 수준으로, 핀 지그(10)의 간격이 5,000mm까지 증가하면, 최종 변형량의 차이가 발생할 수 있음을 의미한다.
따라서, 본 발명에 따른 핀 지그 부재 지지위치 산출모듈(123) 측에서는, 부재 배치 전 설계 형상을 임포트(import)하여, '핀 지그(10)의 지지 간격에 따른 최종 변형량 차이를 5%(기 설정된 임계 범위 값) 이내로 조절할 수 있는 적정 핀 지그 간격'을 계산하게 된다(참고로 최대 변형량 차이를 5% 이내로 조절할 수 있는 한계 지지 간격은 최대 4,000mm 수준이다).
차후, 후술하는 핀 지그 위치 컨트롤러(125), 핀 지그 높낮이 컨트롤러(126) 측에서는 여기에서 계산된 '핀 지그의 부재(20) 지지 간격'을 바탕으로 유압 공급 유닛(110)을 컨트롤 함으로써, 핀 지그(10)를 자동으로 이동시키고, 그것의 높이를 조절하게 된다.
한편, 앞의 각 전산모듈들과 연계 동작하는 적정 유압용량 산출모듈(124) 측에서는 '핀 지그(10)의 부재 지지 간격'에 상응하는 반력 및 핀 지그(10) 측 실린더 단면적을 산출한 후, 하기 식을 연산하여, '부재(20)를 지지하기 위한 핀 지그(10)의 필요 유압 용량'을 산출하는 절차를 진행하게 된다.
(여기서, P : 필요 유압 용량 [kgf/cm 2 ], W : 필요 하중(반력) [kgf], A : 실린더 단면적 [cm 2 ], D 1 : 실린더 내경 [cm], D 2 : Rod 경 [cm])
열간 성형을 위해 핀 지그(10)에 배치된 부재(20)는 지지 간격에 따라 하부 유압 실린더에 작용하는 반력이 변화된다. 즉, 핀 지그(10) 측에서 좁은 간격으로 많은 지점에서 지지하는 경우에는. 작용 반력이 감소하며, 반대인 경우에는 큰 반력이 작용하게 되는 것이다.
본 발명에서는 상술한 도 10에 도시된 바와 같은, '핀 지그(10)의 배치 안'을 기준으로, 부재(20)에 작용할 수 있는 최대 반력을 도출하였고 이를 바탕으로 핀 지그 자동화 시스템에서 요구되는 유압용량 설계 방법을 도출하였다.
필요 유압 용량은, 실린더 단면적과 핀 지그에 작용하는 반력을 바탕으로 계산할 수 있다.
이를 위해, 적정 유압용량 산출모듈(124) 측에서는 '평블록 부재의 최대 크기인, 폭 4,000mm, 길이 20,000mm, 두께 30mm를 가지는 부재(20)'와, '선수미 블록 부재의 최대 크기인 폭 2,990mm, 길이 3,100mm, 두께 44mm를 가지는 부재(20)'가 핀 지그(10)에 배치되는 경우를 고려하게 된다.
본 발명에서는, '도 10에 도시한 최종 핀 지그(10) 배치도에 부재(20)가 배치되는 경우의 반력'을 평가하였으며, 도 14에 도시된 바와 같이, 평블록 부재의 경우, 한 쪽 엣지(edge)에서의 지지점이 6개인 경우를 고려하였으며, 선수미 블록의 경우 한 쪽 엣지(edge)에서 지지점이 2개인 경우를 고려하였다.
도 14에 도시된 바와 같이, 핀 지그(10)가 평블록과 선수미 블록의 최대 크기 부재(20)를 지지하는 경우, 평블록 및 선수미 블록 부재(20)에 작용하는 최대 반력은 각각 19.6kN, 17.1kN이며, 적정 유압용량 산출모듈(124) 측에서는, '이 중 최대 반력인 19.6kN을 지지할 수 있는 필요 유압 용량'을 계산/산출하게 된다.
적정 유압용량 산출모듈(124) 측에서는, '필요 하중(반력)'과 '실린더 단면적'을 이용하여, 앞에서 언급한 식을 연산함으로써, 적절한 '필요 유압 용량'을 계산할 수 있게 된다.
여기서, 실린더 단면적은 실린더 내경과 Rod 경에 따라 변경될 수 있다. 적정 유압용량 산출모듈(124) 측에서는, 도 15에 도시된 통상적인 실린더 규격을 참조하여, 실린더 내경에 따른 필요 유압 용량을 계산/산출하게 되며, 그 결과는 도 16에 도시되어 있다.
한편, 상술한 각 전산모듈들과 연계 동작하는 핀 지그 위치 컨트롤러(125) 측에서는 인터페이스 모듈(121)을 매개로 상기 유압 공급 유닛(110)과 통신을 취하면서, '핀 지그(10)의 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 값' 및 '핀 지그(10)의 최적 부재 지지위치 값'을 판독한 후, 판독된 값을 상기 유압 공급 유닛(110) 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그(10) 측에서 상기 핀 지그 이송 레일(30)을 따라, 상기 부재(20)를 최적의 상태로 지지할 수 있는 위치로 이동할 수 있도록 유도하는 절차를 진행하게 된다.
또한, 상술한 각 전산모듈들과 연계 동작하는 핀 지그 높낮이 컨트롤러(126) 측에서는, 인터페이스 모듈(121)을 매개로 상기 유압 공급 유닛(110)과 통신을 취하면서, '부재(20)를 지지하기 위한 핀 지그(10)의 필요 유압 용량'을 판독한 후, 판독된 값을 상기 유압 공급 유닛(110) 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그(10) 측에서, 상기 부재(20)를 최적의 상태로 지지할 수 있는 최적의 높낮이를 이룰 수 있도록 유도하는 절차를 진행하게 된다.
결국, 상술한 각 전산모듈들의 기능 수행 하에서, 핀 지그(10) 측에서는 작업자의 개입 없이도, 자동으로 상기 부재(20)를 최적의 상태로 지지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 <부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일(30)과 연결되며, 상기 핀 지그 이송 레일(30)의 내부에 구비된 유압 공급 홀 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일(30)에 설치되어 있던 핀 지그(10)가 상기 핀 지그 이송 레일(30)을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재(10)를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 유압 공급 유닛(110)>, <핀 지그(10)의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 유압 공급 유닛(110) 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그(10) 측에서 상기 부재(20)를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 유도할 수 있는 핀 지그 배치 설정유닛(120)> 등을 체계적으로 배치/제공하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 선박 생산주체 측에서는, '곡 외판 성형 생산능률의 향상효과', '부재의 변형특성을 성형과정에 적절하게 반영할 수 있는 효과' 등은 물론, '작업자의 근골격계 부상 위험을 현격하게 감소시킬 수 있는 효과'까지도 탄력적으로 향유할 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 선체 곡 외판의 효율적인 가공이 필요한 여러 분야에서, 전반적으로 유용한 효과를 발휘한다.
그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.
10: 핀 지그
20: 부재
30: 핀 지그 이송 레일
100: 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템
110: 유압 공급 유닛
120: 핀 지그 배치 설정 유닛
121: 인터페이스 모듈
122: 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈
123: 핀 지그 부재 지지위치 산출모듈
124: 적정 유압용량 산출모듈
125: 핀 지그 위치 컨트롤러
126: 핀 지그 높낮이 컨트롤러
20: 부재
30: 핀 지그 이송 레일
100: 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템
110: 유압 공급 유닛
120: 핀 지그 배치 설정 유닛
121: 인터페이스 모듈
122: 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈
123: 핀 지그 부재 지지위치 산출모듈
124: 적정 유압용량 산출모듈
125: 핀 지그 위치 컨트롤러
126: 핀 지그 높낮이 컨트롤러
Claims (2)
- 부재 성형 작업장에 설치된 핀 지그 이송 레일과 연결되며, 상기 핀 지그 이송 레일의 내부에 구비된 유압 공급 홀 측으로 유압을 공급함으로써, 해당 핀 지그 이송 레일에 설치되어 있던 핀 지그가 상기 핀 지그 이송 레일을 따라 전후좌우 이동을 이루거나, 또는, 높낮이 변화를 일으키면서, 부재 성형 작업장에 공급된 부재를 지지할 수 있도록 하는 유압 공급 유닛과;
상기 유압 공급 유닛과 통신하며, 상기 핀 지그의 상기 부재 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 및 최적 부재 지지위치 그리고, 필요 유압용량을 산출한 후, 산출된 값을 상기 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있도록 하는 핀 지그 배치 설정유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템. - 제 1 항에 있어서, 상기 핀 지그 배치 설정유닛은 평 블록 부재 및 선수미 부재 블록 모두를 지지할 수 있는 부재의 최소 크기를 고려한 핀 지그의 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 값을 산출하는 핀 지그 기본 배치 위치 산출모듈과;
부재의 설계 형상을 임포트(Import)하여, 핀 지그 측 지지 간격에 따른 부재의 최종 변형량을 기 설정된 임계 범위 내로 조절할 수 있는 최적 부재 지지위치 값을 산출하는 핀 지그 부재 지지위치 산출모듈과;
핀 지그의 부재 지지 간격에 상응하는 반력 및 핀 지그 측 실린더 단면적을 산출한 후, 하기 식을 연산하여, 부재를 지지하기 위한 핀 지그의 필요 유압 용량을 산출하는 적정 유압 용량 산출모듈과;
(여기서, P : 필요 유압 용량 [kgf/cm 2 ], W : 필요 하중(반력) [kgf], A : 실린더 단면적 [cm 2 ], D 1 : 실린더 내경 [cm], D 2 : Rod 경 [cm])
상기 유압 공급 유닛과 통신하며, 핀 지그의 성형 작업장 내에서의 기본 배치 위치 값 및 핀 지그의 최적 부재 지지위치 값을 판독한 후, 판독된 값을 상기 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 핀 지그 이송 레일을 따라, 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있는 위치로 이동할 수 있도록 유도하는 핀 지그 위치 컨트롤러와;
상기 유압 공급 유닛과 통신하며, 부재를 지지하기 위한 핀 지그의 필요 유압 용량을 판독한 후, 판독된 값을 상기 유압 공급 유닛 측으로 전송함으로써, 상기 핀 지그 측에서 상기 부재를 최적의 상태로 지지할 수 있는 최적의 높낮이를 이룰 수 있도록 유도하는 핀 지그 높낮이 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210146007A KR20230061102A (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210146007A KR20230061102A (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230061102A true KR20230061102A (ko) | 2023-05-08 |
Family
ID=86381757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210146007A KR20230061102A (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230061102A (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080100902A (ko) | 2007-05-15 | 2008-11-21 | 삼성중공업 주식회사 | 삼각가열 가열 패턴 및 경로 생성 시스템 및 그 방법 |
| KR20080105522A (ko) | 2007-05-31 | 2008-12-04 | 삼성중공업 주식회사 | 선체 외판 곡면 가공 시스템 및 그 방법 |
| KR20120056567A (ko) | 2010-11-25 | 2012-06-04 | 삼성중공업 주식회사 | 삼각가열 가열 형상 및 위치 결정시스템 및 그 방법 |
| KR101570296B1 (ko) | 2014-07-16 | 2015-11-19 | 현대중공업 주식회사 | 곡판 성형용 가열장치 |
| KR101650590B1 (ko) | 2011-10-06 | 2016-08-24 | 현대중공업 주식회사 | 곡 주판의 전개 형상 예측 방법 |
-
2021
- 2021-10-28 KR KR1020210146007A patent/KR20230061102A/ko active Search and Examination
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080100902A (ko) | 2007-05-15 | 2008-11-21 | 삼성중공업 주식회사 | 삼각가열 가열 패턴 및 경로 생성 시스템 및 그 방법 |
| KR20080105522A (ko) | 2007-05-31 | 2008-12-04 | 삼성중공업 주식회사 | 선체 외판 곡면 가공 시스템 및 그 방법 |
| KR20120056567A (ko) | 2010-11-25 | 2012-06-04 | 삼성중공업 주식회사 | 삼각가열 가열 형상 및 위치 결정시스템 및 그 방법 |
| KR101650590B1 (ko) | 2011-10-06 | 2016-08-24 | 현대중공업 주식회사 | 곡 주판의 전개 형상 예측 방법 |
| KR101570296B1 (ko) | 2014-07-16 | 2015-11-19 | 현대중공업 주식회사 | 곡판 성형용 가열장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1163322C (zh) | 用于船的弯曲壳体构件的自动机械 | |
| KR100751757B1 (ko) | 무금형성형장치 및 이를 이용한 판재 성형방법 | |
| JP4876823B2 (ja) | 逐次成形装置 | |
| EA020957B1 (ru) | Изгибающее устройство | |
| CN101823096A (zh) | 汽车桥壳类件的半滑动式液压胀形工艺及其模具 | |
| CN102989976A (zh) | 锻造装置 | |
| KR20120116604A (ko) | 코일 위치 자동 정밀 제어에 의한 고주파 유도 가열을 이용한 후판의 3차원 곡가공 장치 | |
| KR20230061102A (ko) | 선체 곡 외판 성형용 핀 지그 배치 관리시스템 | |
| JP2008114242A (ja) | 曲げ型長さ調整機構付き曲げ機械 | |
| JP6112286B1 (ja) | 熱間プレス法および熱間プレスシステム | |
| US20130319066A1 (en) | Manufacturing System and Process Using a Laser Assisted Stamping Die | |
| CN110023001B (zh) | 一种用于翻边的两点渐进装置和方法 | |
| JP6531265B2 (ja) | 金属部品の製造方法および金属部品の製造装置 | |
| KR20050101310A (ko) | 벤딩 롤을 이용한 대형 3차원 곡면 벤딩 장치 및 그의 방법 | |
| JP2004034074A (ja) | 曲げ加工方法、曲げ加工機、及び温間金型装置 | |
| KR20120040394A (ko) | 선박용 알루미늄 판재 성형장치 | |
| KR20150023094A (ko) | 자동 곡가공 장치 및 이를 이용하여 곡가공하는 방법 | |
| KR101680520B1 (ko) | 치수 품질이 향상된 심리스 파이프 제조장치 | |
| JP5994055B2 (ja) | 金属部品の製造方法および金属部品の製造装置 | |
| KR101167840B1 (ko) | 코일 위치 자동 정밀 제어에 의한 고주파 유도 가열을 이용한 후판의 곡가공 장치 | |
| JP6531266B2 (ja) | 金属部品の製造方法および金属部品の製造装置 | |
| JPH02142633A (ja) | 曲げ装置 | |
| JP2009061472A (ja) | 曲げ加工装置 | |
| KR20090017185A (ko) | 멀티 복합 실린더와 유도가열기를 이용한 복합형 선체 외판곡면 성형 방법 | |
| KR20210091785A (ko) | 시트형 공작물의 형상을 변경시키기 위한 방법 및 설비 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |