The development of hull curved plate forming automation system in ship production field begins from the need of stakeholders such as enterprise organization, who need the reduction of cost and time and improvement of productivity, and end users who work for this production process. Even though hull curved plate forming automation system has small scale, it is reasonable to consider the system as an interdisciplinary system, because the system includes all of hardware, software, human and information and has a specified objective to be performed. In this paper, introduction of 4 leading Model-Based Systems Engineering (MBSE)methodologies is described and SysML(Systems Modeling Language), which is designed to analyze, specify, design, and verify complex systems, is introduced in order to support those methodologies. Especially, SysML is applied to system modeling of hull curved plate forming automation system and focused on. The structure diagrams and behavior diagrams based on operational context of the automation system are used to make system architecture. The performed application of SysML to the hull curved plate forming automation system shows an example of applying SysML to the development of other autonomous systems in ship production domain.
This paper deals with the development of an interface program for automatic plate forming, which can exchange information between the heating line information generation program and the automatic heating apparatus. In this paper, the performance of the developed interface program has been verified from the view point of numerical position control. By applying the interface program to the operation of the automatic heating apparatus, an experiment of line heating has been conducted for several steel plate models. Based on the experimental results, a simplified relation to estimate angular distortion has keen derived as a natural characteristic of the present automatic heating apparatus. As a result of the present study, the prototype of the automatic plate forming system has been constructed, and its application to the real surface models found in the ship will be presented in the near future.
In shipyard, plate forming is widely used to form the ship hull plate in various shapes. Line heating method by using a flame torch is one of the major shipbuilding processes carried out by skilled workers. Since the forming characteristics depend upon their experiences in manual forming, there are much variations between products and difficulties in communication between engineers and workers. Hence, it needs to develop an automatic forming system which can not only reduce the working time and rework costs but also improve the working environment and hull forming productivity. One of the final goals of plate forming automation is to form a target shape from the initial plate automatically. For automated plate forming, it is required to determine where and how to heat on the plate. To realize this procedure, the inverse problem should be first solved and the effect of curvature shape formed at the heating path should be investigated. In this study, the inverse problem was solved by geometrical approach using the relationship between bending angle and radius of curvature of the curved shape. In addition, experiments of two-dimensional plate forming were performed with the distance-based method considering the curved bending with curvature. The result of the formed shape agreed considerably well with the target shape.
본 논문에서는 선상가열법을 이용한 강판의 곡가공 자동화를 향한 하나의 가능성 있는 방향을 제시하고 있다. 이를 위해 선상가열현상을 대변할 수 있는 역학적 모델을 도입하여 가열조건들이 주어져 있을 때 가열경로를 구할 수 있는 알고리즘을 소개하였고 이에 의거해서 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이의 정당성을 확인하기 위해 개발된 컴퓨터 프로그램을 2가지 형태의 곡면형상에 적용하여 이를 가공할 수 있는 가열경로를 찾는 시도를 해 보았는데, 이로부터 본 논문에서 제안하는 알고리즘과 프로그램 시스템은 만족할 만한 결과를 주고 있으며, 이는 곡가공 자동화 시스템 구축을 향한 합리적인 길이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.
In this paper the automatic plate forming system developed by the present research group is introduced, which would be helpful for other researchers. The present system consists of three parts : heating line information generation software, automatic heating apparatus and numerical control system. The numerical control system developed by the present authors is detailed. Performance test for the developed system has been carried out and good results has been obtained. As an extension of the present study, the present automatic plate fanning system will be applied to surfaces found in ship and offshore structure.
이 논문에서는 강판의 곡가공과 관련해서 지금까지 수행된 연구의 동향을 검토하였고, 이의 자동화 시스템 구축에 있어서 우선적으로 선행되어야 할 부분으로서 주어진 곡면의 Marking Data를 자동으로 생성하도록 개발한 전산 시스템의 개요와 이를 실제 곡면모델에 적용한 결과를 다루었다. 본 연구에서 소개하는 Marking Data 생성을 위한 전산 시스템을 실제 곡면모델에 적용한 곁과로부터 추정한 곡면이 주어진 곡면에 상당히 접근하는 결과를 보여 주고 있으며 생성된 Marking Data 역시 현재 현장에서 시행하는 것에 부합되는 합리적인 것이였다. 따라서 여기에서 소개한 Marking Data 자동생성을 위한 전산 시스템을 추후 더 많은 곡면모델에의 적용을 통해서 보완한다면 현장에서 충분히 실용적으로 사용할 수 있을 것으로 보여진다.
For the last couple of decades many studies have been carried out to find out solutions to improve the effectiveness and productivity of the plate forming process. The practical way for the automation of the plate forming process has not been, however, developed yet. Since the characteristics of heating machines may be different form each other, it is necessary to investigate the thermal deformation characteristics of the heating machine to be used in the automation system. And their characteristics may be updated as new information about thermal deformation by heating is accumulated. In this paper, data base system has been constructed based on the results of experiments and numerical analyses, which will be used in deriving the deformation estimation formula. The computer code which can automatically derive the deformation estimation formula has been also developed. This paper also illustrates how the formula is updated as experimental data are added. From the present findings, it can be said that the automatic deriving procedure may be important in the automated plate forming system since the heating line information to be generated must be directly influenced by the deformation estimation formula.
In shipbuilding, accurate fabrication of curved hull plates is one of the most important steps, since the shape of ship hull, which is very critical in the overall performance of a ship, is a collection of such plates. The curved hull plates forming process requires a significant amount of time by skilled workers in shipbuilding. In general, the workers cause thermal distortion in the plate and forming initial shape using gas heat source. So shipbuilding companies need skilled workers who have long experience. To solve the problem, a lot of researchers tried to develop automation system for curved hull plates. In this paper, we propose automatic heating system with gantry robot, high frequency induction heater to replace the gas heat source and automatic measurement system. We apply the system to forming concave type plate that is actually used in ship manufacturing. In addition, a system was developed to automatically generate heating information, such as the heating location and the heating speed, for actual heating process. Then the system was applied to the actual heating material. It is shown that the proposed triangle heating pattern makes desired concave shape successfully. The induction heating system showed that it can be used for automation system of curved hull plates forming process replacing gas heat source.
주어진 곡면에 대한 Marking Data의 자동생성 알고리즘과 이에 의거한 전산 시스템의 개발은 강판의 곡가공 자동화 시스템 구축에 있어서 우선적으로 선행되어야 할 연구로서, 이 논문에서는 실제 곡면모델을 대상으로 기 개발한 전산시스템이 생성하는 Marking Data에 의거하여 실험을 수행함으로써 Marking Data의 자동생성을 위한 알고리즘과 개발된 전산시스템의 정당성을 확인하는 것에 중점을 주었다. 실제 곡면모텔에 대한 실험은 기 개발한 전산시스템의 결과 즉 Marking Data와 가열선에 대한 가열조건에 따라 현장에서 수행하였으며 그 결과를 Marking Data 생성 전산 시스템의 결과와의 비교를 통해 개발한 Marking Data 생성 전산 시스템의 현장에서 실용적 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 끝으로 개발한 전산시스템의 보완과 확장에 대해 기술하였다.
Although a great deal of research has been carried out to solve the plate forming problem and to improve the effectiveness and productivity of the plate forming process, no practical way of automating the plate forming process has been proposed yet. Since characteristics of heating machines may vary, it is necessary to investigate the thermal deformation characteristics of the heating machine that will be used in the automation system its characteristics may be modified as new information about thermal deformation by heating becomes available. In this paper, experiments for line heating have been carried out to calculate the formula of predicting thermal deformation due to line heating with varying affecting parameters, and numerical study has been carried out to produce data beyond the range where a line heating test is impractical. Formulas of predicting transverse distortion and shrinkage have been proposed and derived, based on the present experimental and numerical works. This paper also illustrates how the formula has been modified as new experimental data are added.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.