KR101686733B1 - Ship block lifting system using 3-dimensional model - Google Patents
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Abstract
본 발명은 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컴퓨터 화면을 통하여 블록에 러그를 배치하고 상기 블록 및 러그와 크레인 등의 3차원 모델을 자동으로 생성함으로써, 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 리프팅 작업의 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있도록 한 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ship block lifting system using a three-dimensional model, and more particularly, to a system for lifting a ship by placing a lug on a block through a computer screen and automatically generating a three- And more particularly, to a ship block lifting system using a three-dimensional model in which a situation or risk of a lifting operation can be precisely determined and predicted based on a three-dimensional model implemented on a computer screen.
Description
본 발명은 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 리프팅 작업의 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있도록 한 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a ship block lifting system using a three-dimensional model. More particularly, the present invention relates to a ship block lifting system using a three-dimensional model, more precisely determining and predicting the situation or risk of a lifting operation based on a three- To a ship block lifting system using a three-dimensional model.
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, 도크에서의 작업기간을 단축할 수 있으며, 공정과 공작기술의 관리 감독이 용이하며, 적절한 작업원의 배치를 행하기 쉬우며, 작업환경을 양호하게 하고 기계화, 자동화가 용이하므로 능률이 향상되며, 고소작업(高所作業)의 위험을 감소시킬 수 있으며, 현장용접이 적어지므로 용접변형과 잔류응력을 감소시킬 수 있으며, 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, to shorten the operation period in the dock, It is easy to arrange the appropriate worker, the work environment is improved, the mechanization and automation are facilitated, the efficiency is improved, the risk of high work (low work) can be reduced, It is possible to reduce welding deformation and residual stress, and it is possible to reduce the painting work in the dock by performing the block coating.
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 생성함으로써, 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 리프팅 작업의 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있도록 하는 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed 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 automatically placing a lug on a block, a lug, and a crane, Dimensional model that can accurately predict and predict the situation or risk of a lifting operation based on a three-dimensional model implemented in the ship block lifting system.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 블록에 3차원 러그를 배치하는 러그 배치부; 상기 러그 배치부에 의하여 배치된 3차원 러그들의 위치를 기반으로 블록, 크레인, 트롤리, 와이어로프를 3차원 모델로 자동 생성하는 3차원 모델 생성부;를 포함하는 블록 리프팅을 위한 3차원 모델 생성 시스템으로서, 상기 러그 배치부는, 2차원 도면을 위한 2차원 러그 심볼 라이브러리와, 3차원 모델을 위한 3차원 러그 형상 라이브러리와, 생성된 러그의 관리를 위해 러그 자체의 타입 및 속성을 정의하는 러그 타입 및 속성 정의부와, 2차원 도면 좌표를 3차원 모델 좌표로 변환하는 좌표 변환부를 구비하며, 상기 좌표 변환부가 2차원 도면 좌표를 3차원 모델 좌표로 변환함에 있어서는, 2차원 도면에서 러그의 위치가 선택되면 상기 2차원 도면을 표현하는 변환행렬을 구성하고, 러그가 생성되는 판넬의 변환행렬을 구성하며, 투영 과정을 거쳐 2차원 판넬 좌표로 변환하고, 판넬의 변환행렬을 이용하여 선체의 3차원 좌표로 변환하고 3차원 러그를 생성하며, 상기 3차원 모델 생성부는 블록, 크레인, 트롤리, 와이어로프를 3차원 모델로 자동 생성함에 있어서 크레인 및 트롤리의 3차원 위치와 방향을 결정하는바, 크레인의 위치는 대상 블록의 무게중심에 대하여 상대적인 위치로 결정하되, 1개의 크레인으로 작업할 때는 대상 블록의 무게중심 바로 위에 크레인이 놓이도록 배치하고 2개의 크레인으로 작업할 때는 크레인간의 간섭을 고려한 최소 거리와 대상 블록의 중량에 따라 가능한 수직 리프팅에 가깝도록 2개의 크레인을 배치하며, 트롤리는 기본와이어의 길이에 따라 그 높이를 결정하며 러그 배치의 상태에 따라 그 방향을 결정하되, 트롤리의 방향을 결정은, 트롤리에 연결되는 러그들의 수량을 파악하고, 리프팅 방향에 수직한 면을 결정하며, 러그들을 상기 결정된 면에 투영하고, 상기 투영된 면 위에서 최소자승법을 이용하여 최소 거리에 해당하는 트롤리의 방향을 결정하는 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템을 제공한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a lug arrangement apparatus comprising: a lug arrangement unit for arranging three-dimensional lugs in blocks; And a three-dimensional model generation unit for automatically generating a three-dimensional model of a block, a crane, a trolley, and a wire rope based on the position of the three-dimensional lugs disposed by the lug arrangement unit. Wherein the lug arranging unit includes a two-dimensional lug symbol library for two-dimensional drawing, a three-dimensional lug shape library for a three-dimensional model, a lug type defining a type and an attribute of the lug itself for managing the generated lug, And a coordinate conversion unit for converting the two-dimensional drawing coordinates into the three-dimensional model coordinates. In the coordinate conversion unit, when converting the two-dimensional drawing coordinates into the three-dimensional model coordinates, the position of the lug in the two- Dimensional matrix, constructing a transformation matrix of the panel in which the lugs are generated, Dimensional model, and the three-dimensional model generating unit converts the three-dimensional lug into three-dimensional coordinates of the hull using the transformation matrix of the panel, and the three-dimensional model generating unit automatically generates a three-dimensional model of a block, a crane, a trolley, The position of the crane is determined relative to the center of gravity of the target block. When working with one crane, the crane is placed just above the center of gravity of the target block. When working with two cranes, two cranes are placed close to the vertical lifting possible, depending on the minimum distance considering the interference between the cranes and the weight of the target block. The trolley determines its height according to the length of the base wire, The direction of the trolley is determined by determining the direction of the trolley according to the state of the trolley, Dimensional model that determines the direction perpendicular to the lifting direction and projects the lugs on the determined surface and determines the direction of the trolley corresponding to the minimum distance using the least squares method on the projected surface, Thereby providing a lifting system.
본 발명에 따르면, 장 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 the field lifting operation, a lug arrangement of a block and a location of a crane or the like 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 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템의 구성관계를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 러그 배치부의 구성관계를 자세하게 표현한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 러그 배치부가 기능하도록 컴퓨터 화면상에 구현된 모습을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 3차원 모델 생성부가 트롤리의 방향을 결정하는 방법을 표현한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 블록 리프팅을 위한 3차원 모델이 생성된 모습을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 2차원 러그 심볼의 다양한 실시 예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 3차원 러그 형상의 다양한 실시 예를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 러그 타입 클래스의 다양한 실시 예를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 판넬의 개념을 개략적으로 나타낸 도면.
도 11은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어, 2개의 크레인으로 리프팅 작업을 수행할 때의 3차원 모델 생성 예를 나타낸 도면.1 shows an example of a turn-over operation of a hull block;
BACKGROUND OF THE
3 is a detailed representation of the configuration of a lug arrangement part in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
4 is a view illustrating a structure implemented on a computer screen so that a lug arrangement unit functions in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
5 is a view illustrating a method of determining a direction of a trolley by a three-dimensional model generator in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing a generation of a three-dimensional model for block lifting in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention. FIG.
FIG. 7 illustrates various embodiments of a two-dimensional lug symbol in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention;
8 illustrates various embodiments of a three-dimensional lug shape in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
9 illustrates various embodiments of a lug type class in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
10 is a view schematically showing a concept of a panel in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
11 is a view showing an example of generation of a three-dimensional model when a lifting operation is performed with two cranes in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 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. First, in adding reference numerals to the constituents of the drawings, it is to be noted that the same constituents are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different 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 선정하고 그 간섭 여부를 체크할 수 있도록 하는 시스템을 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 system for selecting appropriate positions of crane or the like for all cases and checking whether the lugs are interfered or not.
첨부도면 중, 도 2는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템의 구성관계를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 러그 배치부의 구성관계를 자세하게 표현한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 러그 배치부가 기능하도록 컴퓨터 화면상에 구현된 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 3차원 모델 생성부가 트롤리의 방향을 결정하는 방법을 표현한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 블록 리프팅을 위한 3차원 모델이 생성된 모습을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 2차원 러그 심볼의 다양한 실시 예를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 3차원 러그 형상의 다양한 실시 예를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 러그 타입 클래스의 다양한 실시 예를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 판넬의 개념을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템에 있어 2개의 크레인으로 리프팅 작업을 수행할 때의 3차원 모델 생성 예를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a constitutional relationship of a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention. FIG. 3 is a schematic view showing a structure of a lug arrangement part in a ship block lifting system using a three- FIG. 4 is a view showing a structure implemented on a computer screen so that the lug arrangement unit functions in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention. FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a method for determining the direction of a trolley in a ship block lifting system using a 3D model. FIG. FIG. 7 is a view showing a state in which a 3D model is created, FIG. 8 is a view showing various embodiments of a three-dimensional lug shape in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention, and FIG. 9 FIG. 10 is a view illustrating various embodiments of a lug type class in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention, and FIG. 10 is a view illustrating a concept of a panel in a ship block lifting system using a three- FIG. 11 is a view showing an example of generating a three-dimensional model when a lifting operation is performed with two cranes in a ship block lifting system using a three-dimensional model according to the present invention.
본 발명에 따른 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템은, 러그 배치부(10)와 3차원 모델 생성부(20)로 이루어지는바, 이하에서는 러그 배치부(10)와 3차원 모델 생성부(20)의 작용을 중심으로 상세히 설명한다.The ship block lifting system using the three-dimensional model according to the present invention comprises a
러그 배치부(10)는, 블록(1)에 3차원 러그를 배치한다. 물론, 상기 블록(1)은 도 6에서 보는 것과 같이 컴퓨터 화면상에 3차원 형상으로 구현된 블록을 말한다. 한편, 본 발명에서 3차원이라 함은 보다 명확하게는 3차원 형상으로 구현된을 의미하는 것이며, 2차원이라 함은 보다 명확하게는 2차원 형상으로 구현된을 의미하는 것이다. 따라서 본 단계에서 3차원 러그라 함은 보다 명확하게는 3차원 형상으로 구현된 러그를 의미한다(이하, 동일함).The lug arranging unit (10) places the three-dimensional lug on the block (1). 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 clearly embodied in a three-dimensional shape, and the term " two-dimensional " Therefore, in this step, the term " three-dimensional lug " means more specifically a lug embodied in a three-dimensional shape (hereinafter the same).
이때, 러그 배치부(10)가 갖는 핵심 기능은 바로 러그의 효율적 배치 기능인데, 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, 상기 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.
이때, 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 a lug arrangement operation on a two-dimensional drawing (for this purpose, the present invention implements a two-dimensional drawing on a computer screen so that a designer can efficiently perform a lug arrangement operation) , And the lug displayed on the two-dimensional drawing at this time is represented by a drawing symbol, that is, a two-dimensional lug symbol, which is not an actual lug shape. 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.
여기서, 상기 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.Here, 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 that it can be displayed on a two-dimensional drawing, as shown in FIG. 7. In the present invention, Is automatically determined by the selected lug type and the lug attachment surface (front, back, both sides). To this end, 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 클래스는 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-
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.
3차원 모델 생성부(20)는, 상기 단계를 통하여 배치된 3차원 러그들의 위치를 기반으로 블록(1), 크레인(2), 트롤리(3), 와이어로프(4) 등을 3차원 모델로 자동 생성한다.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 거리라 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
따라서 본 발명에 의하면, 현장 리프팅 작업에 앞서 컴퓨터 화면상에 구현된 3차원 모델을 기반으로 상기 블록(1)의 러그 배치 및 크레인(2) 등의 위치 선정을 함으로써 현장 상황이나 위험성을 사전에 정확하게 판단 및 예측할 수 있다.Therefore, according to the present invention, prior to the field lifting operation, the lug arrangement of the block (1) and the location of the crane (2) are selected based on the 3D model implemented on the computer screen, Judgment and prediction.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 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 the 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 : 와이어포프, 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 생성부1: block, 2: crane, 3: trolley
4: wire pof, 10: lug arrangement part
11: 2-dimensional lug symbol library, 12: 3-dimensional lug feature library
13: lug type and attribute defining unit, 14: coordinate conversion unit
20: Three-dimensional model generation unit
Claims (1)
상기 러그 배치부는, 2차원 도면을 위한 2차원 러그 심볼 라이브러리와, 3차원 모델을 위한 3차원 러그 형상 라이브러리와, 생성된 러그의 관리를 위해 러그 자체의 타입 및 속성을 정의하는 러그 타입 및 속성 정의부와, 2차원 도면 좌표를 3차원 모델 좌표로 변환하는 좌표 변환부를 구비하되,
상기 러그 배치부는, 사용자가 컴퓨터 화면상에 구현된 2차원 도면에서 실제 도면작업 하듯이 러그를 배치(2차원 러그 심볼을 표기)하면 자동으로 3차원 러그를 생성하여 블록에 배치해 주고, 이후의 러그 이동, 복사, 회전에 대하여도 동일하게 작용하며,
상기 좌표 변환부가 2차원 도면 좌표를 3차원 모델 좌표로 변환함에 있어서는, 2차원 도면에서 러그의 위치가 선택되면 상기 2차원 도면을 표현하는 변환행렬을 구성하고, 러그가 생성되는 판넬의 변환행렬을 구성하며, 투영 과정을 거쳐 2차원 판넬 좌표로 변환하고, 판넬의 변환행렬을 이용하여 선체의 3차원 좌표로 변환하고 3차원 러그를 생성하며,
상기 3차원 모델 생성부는 블록, 크레인, 트롤리, 와이어로프를 3차원 모델로 자동 생성함에 있어서 크레인 및 트롤리의 3차원 위치와 방향을 결정하는바,
크레인의 위치는 대상 블록의 무게중심에 대하여 상대적인 위치로 결정하되, 1개의 크레인으로 작업할 때는 대상 블록의 무게중심 바로 위에 크레인이 놓이도록 배치하고 2개의 크레인으로 작업할 때는 크레인간의 간섭을 고려한 최소 거리와 대상 블록의 중량에 따라 가능한 수직 리프팅에 가깝도록 2개의 크레인을 배치하며,
트롤리는 기본와이어의 길이에 따라 그 높이를 결정하며 러그 배치의 상태에 따라 그 방향을 결정하되, 트롤리의 방향을 결정은, 트롤리에 연결되는 러그들의 수량을 파악하고, 리프팅 방향에 수직한 면을 결정하며, 러그들을 상기 결정된 면에 투영하고, 상기 투영된 면 위에서 최소자승법을 이용하여 최소 거리에 해당하는 트롤리의 방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 3차원 모델을 이용한 선박 블록 리프팅 시스템.A lug arrangement part for arranging a three-dimensional lug in a block; And a three-dimensional model generating unit for automatically generating a three-dimensional model of a block, a crane, a trolley, and a wire rope based on the positions of the three-dimensional lugs disposed by the lug arranging unit. As a result,
The lug arranging unit includes a two-dimensional lug symbol library for two-dimensional drawing, a three-dimensional lug shape library for a three-dimensional model, a lug type and property definition defining types and attributes of the lug itself for managing the generated lugs, And a coordinate conversion unit for converting the two-dimensional drawing coordinates into three-dimensional model coordinates,
The lug arranging unit automatically creates three-dimensional lugs and arranges the lugs in a block when arranging lugs (indicating a two-dimensional lug symbol) as a user actually works on a two-dimensional drawing implemented on a computer screen, The same applies to lug movement, copying, and rotation,
When the coordinate transformation unit transforms the two-dimensional drawing coordinates into the three-dimensional model coordinates, if a position of the lug is selected in the two-dimensional drawing, a transformation matrix for expressing the two-dimensional drawing is constructed, and a transformation matrix of the panel Transforms them into two-dimensional panel coordinates through a projection process, transforms them into three-dimensional coordinates of the hull using a panel transformation matrix, creates a three-dimensional lug,
The three-dimensional model generation unit determines the three-dimensional position and direction of the crane and the trolley in automatically generating a three-dimensional model of a block, a crane, a trolley, and a wire rope,
The position of the crane is determined relative to the center of gravity of the target block. When working with one crane, the crane is placed just above the center of gravity of the target block. When working with two cranes, Depending on the distance and the weight of the target block, two cranes are placed close to the possible vertical lifting,
The trolley determines the height according to the length of the basic wire and determines the direction according to the state of the lug arrangement. Determining the direction of the trolley determines the number of lugs connected to the trolley, Determining a direction of the trolley corresponding to the minimum distance by projecting the lugs on the determined plane and using the least square method on the projected plane.
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CN112193387B (en) * | 2020-10-14 | 2021-10-19 | 上海外高桥造船有限公司 | Method for building, turning over and hoisting ship bottom head and tail sections |
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KR20160113940A (en) | 2016-10-04 |
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