KR101159210B1 - 곡부재용 마킹 장치 및 곡부재의 절단선 마킹 방법 - Google Patents

Abstract

곡부재용 마킹 장치 및 곡부재의 절단선 마킹 방법 개시된다. 작업공간 상에 배치되는 곡부재의 가장자리를 따라 주행하며 곡부재 상에 절단선을 마킹하는 곡부재용 마킹 장치로서, 베이스부와; 베이스부의 저면에 설치되어, 베이스부를 곡부재 상에서 이동시키는 주행유닛과; 베이스부의 일측에 결합되어, 베이스부가 곡부재의 가장자리를 따라 이동하도록 안내하는 주행가이드유닛과; 베이스부의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 베이스부에 결합되는 작업유닛과; 베이스부에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널 및 지지패널에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서를 포함하는 위치센서유닛과; 작업유닛에 결합되며, 곡부재 상에 절단선을 표시하는 마킹헤드를 포함하는 곡부재용 마킹 장치는, 곡부재의 가장자리를 따라 주행하며 곡부재의 절단선을 설계에 맞게 자동적으로 마킹함으로써 수작업 계측에 따른 오차를 감소시킬 수 있다.

곡부재, 절단선, 마킹, 가장자리

Description

곡부재용 마킹 장치 및 곡부재의 절단선 마킹 방법{Apparatus for making cutting line on the bended plate and Method for marking cutting line on bended plate}

본 발명은 곡부재용 마킹 장치 및 곡부재의 절단선 마킹 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 곡면 형상의 판부재의 가장자리를 따라 이동하면서 절단선을 표시할 수 있는 곡부재용 마킹 장치 및 곡부재의 절단선 마킹 방법에 관한 것이다.

대형선박은 그 부분품인 블록(block) 단위로 제작된 후, 블록을 서로 조립하는 방식으로 건조된다. 선박의 선수부 및 선미부에 해당되는 블록에는 곡면 형상의 판부재(이하 '곡부재'라 칭함)가 사용된다. 이러한 곡부재는, 대부분 작업자가 용접토치로 그 일부분을 가열하여 곡면부를 형성하는 수작업으로 제작되고 있다. 따라서, 곡부재의 제조 과정에는 가열 및 치수 등의 오차가 발생하여, 이를 수정하는 데 많은 시간 및 노력이 소요되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 곡부재의 제조를 자동화하기 위한 연구 및 개발이 진행되고 있으나, 곡부재를 가공한 후 곡부재의 형상을 측정하고 곡부재 상 에 절단선을 표시하는 작업은 여전히 수작업에 의존하고 있다. 수작업에 의한 곡부재의 형상 측정 및 절단선의 표시에는 줄자 및 마킹 붓 등이 사용되고 있는데, 이러한 측정 방법으로는 곡부재의 곡률을 측정할 수 없고 오차가 발생할 수 있는 단점이 있다.

본 발명은 곡부재의 가장자리를 따라 주행하며 곡부재의 절단해야 할 부분을 설계에 맞게 자동적으로 마킹함으로써 수작업 계측에 따른 오차를 감소시키고 작업의 효율성을 높일 수 있는 곡부재용 마킹 장치 및 곡부재의 절단선 마킹 방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 작업공간 상에 배치되는 곡부재의 가장자리를 따라 주행하며 곡부재 상에 절단선을 마킹하는 곡부재용 마킹 장치로서, 베이스부와; 베이스부의 저면에 설치되어, 베이스부를 곡부재 상에서 이동시키는 주행유닛과; 베이스부의 일측에 결합되어, 베이스부가 곡부재의 가장자리를 따라 이동하도록 안내하는 주행가이드유닛과; 베이스부의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 베이스부에 결합되는 작업유닛과; 베이스부에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널 및 지지패널에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서를 포함하 는 위치센서유닛과; 작업유닛에 결합되며, 곡부재 상에 절단선을 표시하는 마킹헤드를 포함하는 곡부재용 마킹 장치가 제공된다.

곡부재용 마킹 장치는 베이스부의 저면에 결합되는 마그넷을 더 포함할 수 있다.

위치센서유닛은, 베이스부에 대한 지지패널의 각도를 변경시키는 틸팅부를 더 포함할 수 있다.

주행가이드유닛은, 곡부재의 측단을 따라 회전하는 가이드롤러와; 일단에 가이드롤러가 회전가능하게 결합되고, 타단이 베이스의 일측에 결합되는 연결봉을 포함할 수 있다.

마킹헤드는 곡부재의 표면에 잉크 액적을 토출하는 잉크젯 헤드를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 베이스부 및 베이스부에 결합되어 작업공간 상의 위치를 결정할 수 있는 위치센서유닛을 구비하며 곡부재의 가장자리를 따라 주행하는 곡부재용 마킹 장치를 이용하여 곡부재에 절단선을 마킹하는 방법으로서, 곡부재의 가장자리를 따라 이동하도록 곡부재용 마킹 장치를 배치시키는 단계; 위치센서유닛을 이용하여 작업공간 내의 곡부재용 마킹 장치의 초기 위치정보를 산출하는 단계; 곡부재용 마킹 장치의 초기 위치정보를 운영시스템으로 전송하는 단계; 초기 위치정보에 상응하는 곡부재의 절단선 정보를 운영시스템으로부터 수신 받는 단계; 곡부재용 마킹 장치가 곡부재의 가장자리를 따라 이동함에 따라 위치센서유닛을 이용하여 곡부재용 마킹 장치의 이동 위치정보를 산출하는 단계; 절단선 정보 와 이동 위치정보를 비교하여 곡부재에 절단선을 마킹하는 단계를 포함하는 곡부재의 절단선 마킹 방법이 제공된다.

곡부재용 마킹 장치는, 곡부재의 측단을 따라 회전하는 가이드롤러 및 일단이 가이드 롤러에 결합되고 타단이 베이스부의 일측에 결합되는 연결봉을 포함하는 주행가이드유닛을 포함할 수 있으며, 배치시키는 단계는 가이드롤러가 곡부재의 측단에 접촉되도록 곡부재용 마킹 장치를 배치함으로써 수행될 수 있다.

작업공간 상에 위치신호를 발생시키는 적어도 3개의 송신기가 배치될 수 있으며, 위치센서유닛은, 베이스부에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널 및 지지패널에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 초기 위치정보를 산출하는 단계는, 위치센서가 송신기로부터 발생되는 위치신호를 수신하여 초기 위치정보를 산출함으로써 수행될 수 있다.

곡부재용 마킹 장치는, 베이스부의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 베이스부에 결합되는 작업유닛 및 작업유닛에 결합되며 곡부재 상에 절단선을 표시하는 마킹헤드를 포함할 수 있으며, 마킹하는 단계는, 절단선의 마킹위치에 따라 작업유닛의 베이스부의 이동방향에 대해 서로 수직을 이루는 두 축 방향의 이동값을 산출하는 단계; 및 이동값에 따라 작업유닛을 이동하고 마킹헤드를 이용하여 절단선을 마킹하는 단계를 포함할 수 있다.

마킹헤드는 곡부재의 표면에 잉크 액적을 토출하는 잉크젯 헤드를 포함할 수 있다.

본 발명은 곡부재의 가장자리를 따라 주행하며 곡부재의 절단해야 할 부분을 설계에 맞게 표시하는 곡부재용 마킹 장치 및 곡부재의 절단선 마킹 방법을 제공하여, 곡부재가 정확한 형상으로 가공되도록 함으로써, 곡부재의 제조 및 수정에 소요되는 시간 및 노력을 절약할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치의 일 측면에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치를 다른 측면에서 바라 본 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 곡부재용 마킹 장치(10), 곡부재(12), 가장자리(14), 베이스부(16), 주행유닛(18), 조향부(18a), 전륜(18b), 후륜(18c), 주행모터(18d), 주행가이드유닛(20), 가이드롤러(20a), 연결봉(20b), 조절축(20c), 부시(20d), 고정노브(20e), 위치센서유닛(22), 지지패널(22a), 위치센서(22b, 22c, 22d), 틸팅부(22e), 틸팅모터(22f), 작업유닛(24), 고정앵글(24a), 제1 이송레일(24b), 제2 이송레일(24c), 마킹헤드 결합부(24d), 엣지센서(26), 잉크젯 헤드(28), 잉크공급부(30), 마그넷(32)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)는, 작업공간 상에 배치되는 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 주행하며 곡부재(12) 상에 절단선을 마킹하는 곡부 재용 마킹 장치로서, 베이스부(16)와, 베이스부(16)의 저면에 설치되어 베이스부(16)를 곡부재(12) 상에서 이동시키는 주행유닛(18)과, 베이스부(16)의 일측에 결합되어 베이스부(16)가 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 이동하도록 안내하는 주행가이드유닛(20)과, 베이스부(16)의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 베이스부(16)에 결합되는 작업유닛(24)과, 베이스부(16)에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널(22a) 및 지지패널(22a)에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)를 포함하는 위치센서유닛(22)과, 작업유닛(24)에 결합되며, 곡부재(12) 상에 절단선을 표시하는 마킹헤드(예를 들면, 잉크젯 헤드)를 포함하여, 곡부재(12)가 정확한 형상으로 가공되도록 함으로써, 곡부재(12)의 제조 및 수정에 소요되는 시간 및 노력을 절약할 수 있다.

곡부재용 마킹 장치(10)에는 주행유닛(18), 주행가이드유닛(20), 위치센서유닛(22) 및 작업유닛(24) 등이 포함되며, 이러한 각종 유닛들은 베이스부(16)에 설치 및 결합된다.

베이스부(16)는 도시된 바와 같이 평판 형상일 수 있으나, 필요에 따라 다른 형상을 가질 수 있다.

베이스부(16)의 저면에는 베이스부(16)가 곡부재(12) 상에서 이동될 수 있도록 하는 주행유닛(18)이 설치된다. 주행유닛(18)은, 베이스부(16)의 저면에 결합되는 전륜(18b)과 전륜(18b)의 방향을 조절할 수 있는 조향부(18a) 및 베이스부(16)의 저면에 결합되는 한 쌍의 후륜(18c)을 포함할 수 있다. 후륜(18c)에는 주행모터(18d)가 결합되어 주행모터(18d)의 회전에 따라 곡부재용 마킹 장치(10)를 이동 시킬 수 있다.

조향부(18a)는 베이스부(16)의 이동방향을 조절하는데, 베이스부(16)가 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 이동하도록 이동방향을 조절한다. 조향부(18a)의 방향은 작업자가 수동으로 변경시킬 수 있고, 필요에 따라 도시되지 않은 전동기를 설치하여 휴대용PC로 원격조종 되도록 하는 것도 가능하다.

베이스부(16)의 저면에 마그넷(32)을 결합하여 마그넷(32)의 자력에 의해 곡부재(12)에 곡부재용 마킹 장치(10)를 부착시켜 곡부재(12)의 경사진 부분에서도 안정적으로 이동되도록 할 수 있다. 본 실시예에서는 한 쌍의 후륜(18c) 사이에 마그넷(32)를 배치한 형태를 제시한다. 마그넷(32)으로는 영구자석, 레버의 작동에 의해 자력이 개폐되어 자성체에 탈착이 가능한 형태의 마그네틱 베이스, 전자석 등이 이용될 수 있다.

한편, 전륜(18b)과 후륜(18c)에 자기력을 갖는 영구자석과 같은 소재를 설치하거나 전륜(18b)과 후륜(18c) 자체가 자기력을 갖도록 하여, 베이스부(16)가 곡부재(12)의 경사진 부분에서도 안정적으로 이동하도록 하는 것도 가능하다.

베이스부(16)의 일측에는 주행가이드유닛(20)이 설치된다. 주행가이드유닛(20)은 베이스부(16)의 일측에 결합되어 베이스부(16)가 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 이동하도록 안내한다.

본 실시예에 따른 주행가이드유닛(20)은, 일단부가 베이스부(16)의 일측에 결합되는 연결봉(20b), 연결봉(20b)의 타단부에 설치되는 복수의 부시(20d), 복수의 부시(20d) 각각에 회전 가능하게 설치되는 복수의 가이드롤러(20a)을 포함한다.

가이드롤러(20a)는 조절축(20c)을 중심으로 회전하며, 조절축(20c)은 부시(20d)를 관통하여 결합된다. 부시(20d)에는 조절축(20c)을 고정 또는 해제할 수 있는 고정노브(20e)가 설치되어, 가이드롤러(20a) 및 부시(20d) 사이의 거리를 조절할 수 있게 되어 있다. 이는 곡부재(12)의 두께 또는 곡률에 따라 가이드롤러(20a)의 위치를 적절히 조절하기 위한 것이다. 가이드롤러(20a)는 곡부재(12)의 측단에 접하여 곡부재용 마킹 장치(10)의 이동에 따라 회전한다.

주행유닛(18)의 조향부(18a)는 베이스부(16)가 곡부재(12) 상을 이동할 때에 가이드롤러(20a)가 곡부재(12)의 측단을 이탈하지 않게만 조절하면 되므로, 베이스부(16)가 이동하는 동안 빈번하게 방향을 조절하지 않게 된다.

따라서, 주행가이드유닛(20)에 의해 주행유닛(18)의 제어는 매우 단순해 질 수 있으며, 곡부재용 마킹 장치(10)는 곡부재(12)의 가장자리(14)로부터 일정한 거리를 따라 이동하게 된다.

베이스부(16)의 일측에는 위치센서유닛(22)이 설치된다. 위치센서유닛(22)은 베이스부(16)에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널(22a) 및 지지패널(22a)에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)을 포함한다.

베이스부(16)와 지지패널(22a)사이에는 틸팅부(22e)가 개재되어 있어 지지패널(22a)를 틸팅가능하게 베이스부(16)에 결합한다. 틸팅부(22e)는 틸팅모터(22f)를 포함할 수 있으며, 틸팅모터(22f)에 의해 지지패널(22a)은 베이스부(16)에 대해 틸팅될 수 있다.

위치센서(22b, 22c, 22d)는 필요에 따라 추가로 설치될 수도 있으나, 본 실 시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)에는 3개가 설치된다. 여기서, 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)로부터 곡부재용 마킹 장치(10)의 각 부분까지의 상대적인 위치는 미리 알려져 있어서, 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)를 이용하여 작업공간 내에서의 자신의 위치를 파악하면, 곡부재용 마킹 장치(10)의 각 부분 및 자세는 용이하게 산출될 수 있다.

그런데, 곡부재(12)의 형상이나, 장애물의 간섭 등에 따라 곡부재용 마킹 장치(10)의 자세가 변경되어 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)만으로는 정확한 위치를 측정할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어, 곡부재(12)의 일부분 또는 곡부재(12) 부근에 설치된 장애물에 의해 가려져서 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d) 중 일부가 작업공간 내에 설치되는 송신기가 발생하는 위치신호를 수신할 수 없게 되는 경우에는 곡부재용 마킹 장치(10)의 정확한 위치 및 자세를 측정할 수 없게 된다.

이럴 경우, 틸팅부(22e)를 가동시켜서 지지패널(22a)의 베이스부(16)에 대한 각도를 변경시키면, 베이스(16)에 대해 상대적인 각도가 변경되는 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)에 의해 위치 측정이 가능해진다.

여기서, 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)로부터의 출력값이 소정의 임계값 이하이거나, 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)에 의해 산출되는 곡부재용 마킹 장치(10)의 위치값이 소정의 임계값 이상으로 오차를 가지는 경우, 틸팅부(22e)가 이를 감지하여 상술한 바와 같이 가동될 수 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 당업자에게 자명하다.

또한, 그 역의 경우로, 틸팅부(22e)에 가동에 의하여 베이스부(16)에 대해 상대적인 각도가 변경된 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)로부터 출력값이 소정의 임계값 이상이거나, 3개의 위치센서(22b, 22c, 22d)에 의해 산출되는 곡부재용 마킹 장치(10)의 위치값이 소정의 임계값 이하로 정확도를 가지는 경우, 가동되던 틸팅부(22e)가 이를 감지하여 가동이 멈출 수 있다.

다만, 틸팅모터(22f)에는 도시되지 않은 엔코더 등의 장치를 설치하여 틸팅부(22e)가 회전된 각도, 즉 지지패널(22a)이 베이스부(16)에 대하여 경사진 각도를 측정할 수 있게 하고, 이를 통하여 곡부재용 마킹 장치(10)의 정확한 위치 및 자세를 파악할 수 있도록 할 수 있다.

작업유닛(24)은 베이스부(16)의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 베이스부(16)에 결합된다. 베이스부(16)의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축은, 3차원 직교좌표상에서 베이스부의 이동방향을 X축이라 할 때 이에 대해 서로 수직인 두 축은 Y축 및 Z축에 해당된다. 따라서, 작업유닛(24)는 Y축 및 Z축 방향으로 이동된다.

작업유닛(24)은 베이스부(16)의 일측에 고정 설치된 고정앵글(24a), 고정앵글(24)에 대해 베이스부의 상면을 따라 베이스부의 이동방향(도 1의 X축 방향)과 수직방향(도 1의 Y축 방향)으로 이동하는 제1 이송레일(24b) 및 제1 이송레일(24b)의 일단에 이동 가능하게 결합되며 제1 이송레일(24b)에 대해 베이스부(16) 상하(도 1의 Z축 방향)로 이동되는 제2 이송레일(24c)을 포함할 수 있다. 제2 이송레일(24c)에는 마킹헤드 결합부(24d)가 결합된다. 단, 본 명세서에서의 수직은 수학적이거나 기하학적인 수직을 의미하는 것이 아니라, 가공오차 또는 이송오차 등을 고려한 실질적인 수직이다.

그리고, 제2 이송레일(24c)에는 마킹헤드 결합부(24d)에 결합되는 마킹헤드(28)(예를 들면, 잉크젯 헤드)에 인접하여 엣지센서(26)가 결합될 수 있다. 엣지센서(26)은 곡부재용 마킹 장치(10)가 곡부재(12)의 가장자리를 이동함에 따라 곡부재(12)의 가장자리의 형상을 계측할 수 있다.

엣지센서(26)는 곡부재(12)의 가장자리(14)의 형상을 계측하는데, 도시되지 않은 탐촉자를 이용하여 감지할 수도 있고, 발광부 및 수광부를 이용할 수도 있으며, 레이저 비전 센서(Laser Vision Sensor, LVS)를 이용하여 감지할 수도 있다.

마킹헤드 결합부(24d)에는 이후에 설명할 마킹헤드가 분리 가능하게 결합된다.

마킹헤드는 작업유닛(24)에 결합되며, 곡부재(12) 상에 절단선을 표시한다. 마킹헤드로는 레이저 빔, 잉크 분사 및 첨단부를 갖는 마커 등 다양한 방법을 이용할 수 있다. 절단선은 곡부재(12)의 가공이 종료될 때가지 지워지지 않아야 하므로, 경우에 따라 알맞은 수단을 선택하여 사용한다. 다만, 레이저 빔을 이용하는 경우에는 레이저 빔 발생장치에 전력을 공급할 수 있는 수단 등이 포함된 본체가 베이스부(16)에 별도로 적재될 수 있고, 잉크를 이용하는 경우에는 잉크 공급수단이 포함된 본체가 베이스부(16)에 별도로 적재될 수 있다.

본 실시예에서는 마킹헤드로는 곡부재(12)의 표면에 잉크 액적을 토출하는 잉크젯 헤드(28)가 사용되었으며, 잉크젯 헤드(28)에 잉크를 공급하는 잉크공급부(30)가 베이스부(16)의 상면에 결합된 형태를 제시한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡부재의 절단선 마킹 방법의 순서도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치의 사용상태도이다. 도 4를 참조하면, 곡부재(12), 가장자리(14), 절단선(15), 곡부재용 마킹 장치(10), 송신기(34, 36, 38), 무선망 허브(42), 컴퓨터(40), 운영시스템(44)이 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)에 대한 구성요소는 상술한 일 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)의 구성요소와 동일하거나 유사하므로 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 곡부재의 절단선 마킹 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 이동하도록 곡부재용 마킹 장치(10)를 배치시킨다(S100).

본 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)는, 베이스부 및 베이스부에 결합되어 작업공간 상의 위치를 결정할 수 있는 위치센서유닛을 구비하며, 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 주행한다.

본 실시예에서는 곡부재용 마킹 장치(10)를 곡부재(12)의 일측 모서리부(도 4의 우측 상단 모서리부)에 배치하고 타측 모서리부(도 4의 우측 하단 모서리부)를 향하여 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 이동하는 형태를 제시한다. 필요에 따라서는 모서리부가 아니라 곡부재(12)의 일변의 중앙부에 곡부재용 마킹 장치(10)를 배치하여 중앙부에서 모서리부를 향하여 주행하도록 하는 것도 가능하다.

본 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)는 곡부재(12)의 측단을 따라 회전하는 가이드롤러 및 일단이 가이드 롤러에 결합되고 타단이 베이스부의 일측에 결합되는 연결봉을 포함하는 주행가이드유닛을 포함할 수 있으며, 이 경우 가이드롤러가 곡부재의 측단에 접촉되어 회전하면서 곡부재의 가장자리를 따라 이동하도록 곡부재용 마킹 장치를 배치할 수 있다.

다음에, 위치센서유닛을 이용하여 작업공간 내의 곡부재용 마킹 장치(10)의 초기 위치정보를 산출한다(S200). 곡부재용 마킹 장치(10)는 곡부재(12) 상의 정확한 위치에 절단선(15)을 표시할 수 있어야 하므로, 곡부재용 마킹 장치(10) 자신의 위치를 정확하게 파악할 수 있어야 한다.

본 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)의 위치센서유닛은, 베이스부에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널 및 지지패널에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 곡부재(12)가 놓여있는 작업공간에는 위치신호를 발생시키는 적어도 3개의 송신기(34, 36, 38)가 설치될 수 있고, 송신기(34, 36, 38)로부터 발생되는 위치신호를 위치센서유닛의 위치센서가 수신하여 곡부재용 마킹 장치(10)의 초기 위치정보를 산출할 수 있다.

작업공간에 적어도 3개의 송신기(34, 36, 38)를 설치하고, 이동하는 장치에 적어도 3개의 위치센서를 설치하여 그 위치를 정확하게 파악하는 방법은, 위성항법장치(Global Positioning System, GPS)를 작업공간에 적용한 것으로 IGPS(Indoor Global Positioning System)라고 한다. IGPS는 잘 알려진 사항이므로, 그 자체에 대한 설명은 생략하기로 한다.

다음에, 곡부재용 마킹 장치(10)의 초기 위치정보를 운영시스템(44)로 전송한다(S300). 상기 단계에서 곡부재용 마킹 장치(10)는 위치센서유닛을 이용하여 초기 위치의 공간좌표 등의 초기 위치정보를 산출하고, 이를 운영시스템(44)의 무선망 허브(42)로 무선으로 송신하고, 무선망 허브(42)는 계측 운영프로그램이 탑재된 운영시스템(44)으로 초기 위치정보를 전송한다.

본 실시예에서는 무선망 허브(42)를 이용한 무선 방식으로 초기 위치정보를 전송하는 방법을 제시하고 있으나, 운영시스템(44)이 곡부재용 마킹 장치와 유선으로 직접 연결되어 유선으로 정보를 송수신하는 것도 가능하다. 그리고, 곡부재용 마킹 장치(10)의 내부에 운영시스템(44)이 직접 탑재되어 있는 형태도 가능하다.

다음에, 초기 위치정보에 상응하는 곡부재(12)의 절단선 정보를 운영시스템(44)으로부터 수신한다(S400). 운영시스템(44)은 라우터, 이더넷(ethernet), 데이터베이스서버, 컴퓨터(40)을 포함할 수 있다. 운영시스템(44)에는 곡부재 들의 설계데이터, 작업공간 상에 배치되는 곡부재들의 위치정보, 설계데이터에 의한 절단선 정보 데이터를 가지고 있고, 초기 위치정보에 상응하는 곡부재용 마킹 장치(10)가 배치된 해당 곡부재(12)의 절단선 정보를 곡부재용 마킹 장치(10)로 전송한다. 이 경우 해당 곡부재(12)의 설계데이터도 같이 전송될 수 있다.

다음에, 곡부재용 마킹 장치(10)가 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 이동되고, 위치센서유닛을 이용하여 이동에 따라 곡부재용 마킹 장치(10)의 이동 위치정보를 산출한다(S500). 이동 위치정보는 일정 간격으로 송신기(34, 36, 38)로부터 송신되는 위치신호를 위치센서유닛이 수신하여 얻을 수 있다.

다음에, 절단선 정보와 이동 위치정보를 비교하여 곡부재(12)에 절단선(15)을 마킹한다(S600). 본 단계는 절단선(15)의 마킹작업이 수행되는 동안 반복적으로 이루어진다. 즉, 곡부재용 마킹 장치(10)는 곡부재(12)의 가장자리(14)를 따라 이동하고, 곡부재용 마킹 장치(10)의 이동에 따른 이동 위치정보는 일정 간격으로 획득되며, 각 이동 위치정보와 곡부재용 마킹 장치(10)의 이동 위치에 따른 절단선 정보를 비교하여 절단선(15)을 곡부재(12) 상에 마킹하게 된다.

곡부재용 마킹 장치(10)는 곡부재용 마킹 장치(10)의 위치 정보를 계산하여 절단선의 끝점에 도달하면 주행을 멈추고 절단선 끝점에 해당하는 곡부재용 마킹 장치(10)의 위치정보를 산출하고 절단선의 끝점에 해당하는 절단선(15)을 마킹한 후 작업종료를 알린다.

본 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치(10)는 베이스부의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 베이스부에 결합되는 작업유닛 및 작업유닛에 결합되며 곡부재 상에 절단선을 표시하는 마킹헤드를 포함할 수 있다. 이 경우, 절단선(15)의 마킹위치에 따라 작업유닛의 베이스부의 이동방향에 대해 서로 수직을 이루는 두 축 방향의 이동값을 산출하고, 산술된 이동값에 따라 작업유닛을 이동하고 마킹헤드를 이용하여 절단선을 마킹할 수 있다.

마킹헤드로는 곡부재(12)의 표면에 잉크 액적을 토출하는 잉크젯 헤드가 사용될 수 있으며, 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하는 잉크공급부가 베이스부의 상면에 결합될 수 있다.

참고로, 대형 선박과 같은 대형 구조물에 사용되는 곡부재(12)는 그 곡률반 경이 급격히 변경되지 않으므로, 곡부재(12)의 중심부 영역의 형상은 가장자리(14) 부분의 형상을 근거로 연속적인 면을 형성하는 것으로 간주하여 곡부재(12) 전반의 형상을 예측하게 된다. 특히, 곡부재(12)의 가장자리(14) 부분은 도시되지 않은 다른 곡부재와 용접 등의 방법으로 연결되기 때문에, 곡부재(12)의 가장자리(14) 부분의 형상이 매우 중요하게 취급되고 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치의 일 측면에서 바라본 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치를 다른 측면에서 바라 본 사시도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡부재의 절단선 마킹 방법의 순서도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡부재용 마킹 장치의 사용상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 곡부재용 마킹 장치 12 : 곡부재

16 : 베이스부 18 : 주행유닛

20 : 주행가이드유닛 22 : 위치센서유닛

24 : 작업유닛 28 : 잉크젯 헤드

30 : 잉크공급부 32 : 마그넷

Claims (10)

1. 작업공간 상에 배치되는 곡부재의 가장자리를 따라 주행하며 상기 곡부재 상에 절단선을 마킹하는 곡부재용 마킹 장치로서,

   베이스부와;

   상기 베이스부의 저면에 설치되어, 상기 베이스부를 상기 곡부재 상에서 이동시키는 주행유닛과;

   상기 베이스부의 일측에 결합되어, 상기 베이스부가 상기 곡부재의 가장자리를 따라 이동하도록 안내하는 주행가이드유닛과;

   상기 베이스부의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 상기 베이스부에 결합되는 작업유닛과;

   상기 베이스부에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널 및 상기 지지패널에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서를 포함하는 위치센서유닛과;

   상기 작업유닛에 결합되며, 상기 곡부재 상에 상기 절단선을 표시하는 마킹헤드를 포함하는 곡부재용 마킹 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 베이스부의 저면에 결합되는 마그넷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡부재용 마킹 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 위치센서유닛은,

   상기 베이스부에 대한 상기 지지패널의 각도를 변경시키는 틸팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 곡부재용 마킹 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 주행가이드유닛은,

   상기 곡부재의 측단을 따라 회전하는 가이드롤러와;

   일단에 상기 가이드롤러가 회전가능하게 결합되고, 타단이 상기 베이스의 일측에 결합되는 연결봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 곡부재용 마킹 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 마킹헤드는 상기 곡부재의 표면에 잉크 액적을 토출하는 잉크젯 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡부재용 마킹 장치.
6. 베이스부 및 상기 베이스부에 결합되어 작업공간 상의 위치를 결정할 수 있는 위치센서유닛을 구비하며 곡부재의 가장자리를 따라 주행하는 곡부재용 마킹 장치를 이용하여 상기 곡부재에 절단선을 마킹하는 방법으로서,

   상기 곡부재의 가장자리를 따라 이동하도록 상기 곡부재용 마킹 장치를 배치시키는 단계;

   상기 위치센서유닛을 이용하여 상기 작업공간 내의 상기 곡부재용 마킹 장치의 초기 위치정보를 산출하는 단계;

   상기 곡부재용 마킹 장치의 상기 초기 위치정보를 운영시스템으로 전송하는 단계;

   상기 초기 위치정보에 상응하는 상기 곡부재의 절단선 정보를 상기 운영시스템으로부터 수신 받는 단계;

   상기 곡부재용 마킹 장치가 상기 곡부재의 가장자리를 따라 이동함에 따라 상기 위치센서유닛을 이용하여 상기 곡부재용 마킹 장치의 이동 위치정보를 산출하는 단계;

   상기 절단선 정보와 상기 이동 위치정보를 비교하여 상기 곡부재에 절단선을 마킹하는 단계를 포함하는 곡부재의 절단선 마킹 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 곡부재용 마킹 장치는, 상기 곡부재의 측단을 따라 회전하는 가이드롤 러 및 일단이 상기 가이드 롤러에 결합되고 타단이 상기 베이스부의 일측에 결합되는 연결봉을 포함하는 주행가이드유닛을 포함하며,

   상기 배치시키는 단계는, 상기 가이드롤러가 상기 곡부재의 측단에 접촉되도록 상기 곡부재용 마킹 장치를 배치하는 것을 특징으로 하는 곡부재의 절단선 마킹 방법.
8. 제6항에 있어서,

   상기 작업공간 상에 위치신호를 발생시키는 적어도 3개의 송신기가 배치되고,

   상기 위치센서유닛은, 상기 베이스부에 틸팅가능하게 결합되는 지지패널 및 상기 지지패널에 분산 배치되는 적어도 3개의 위치센서를 포함하며,

   상기 초기 위치정보를 산출하는 단계는,

   상기 위치센서가 상기 송신기로부터 발생되는 위치신호를 수신하여 상기 초기 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 곡부재의 절단선 마킹 방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 곡부재용 마킹 장치는, 상기 베이스부의 이동방향에 대하여 서로 수직한 두 축 방향으로 이동되도록 상기 베이스부에 결합되는 작업유닛 및 상기 작업유 닛에 결합되며 상기 곡부재 상에 상기 절단선을 표시하는 마킹헤드를 포함하며,

   상기 마킹하는 단계는,

   상기 절단선의 마킹위치에 따라 상기 작업유닛의 상기 베이스부의 이동방향에 대해 서로 수직을 이루는 두 축 방향의 이동값을 산출하는 단계; 및

   상기 이동값에 따라 상기 작업유닛을 이동하고 상기 마킹헤드를 이용하여 상기 절단선을 마킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡부재의 절단선 마킹 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 마킹헤드는 상기 곡부재의 표면에 잉크 액적을 토출하는 잉크젯 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡부재의 절단선 마킹 방법.

Images