기존의 선상 가열 공정은 복잡한 열-기계적 특성과 작업자의 경험에 대한 높은 의존성으로 인해 공정의 표준화 및 자동화에 난항을 겪고 있다. 따라서, 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위...
기존의 선상 가열 공정은 복잡한 열-기계적 특성과 작업자의 경험에 대한 높은 의존성으로 인해 공정의 표준화 및 자동화에 난항을 겪고 있다. 따라서, 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 곡가공 형성 과정의 자동화를 실현하기 위해 딥러닝 기반 가열선 생성 알고리즘을 제안한다. 전체적인 접근 방식은 곡면 형상 정보와 가열선의 패턴 간의 관계를 도출하기 위해 image-to-image 변환 기법을 사용하여 곡면의 형상 정보와 가열선의 패턴 사이 존재하는 관계를 학습하는 것이다.
전처리 단계에서 image-to-image 변환을 채택하고 풍부한 입출력 데이터를 정의하기 위해, 곡부재의 포인트 클라우드 데이터는 이미지 형상의 다중 채널 데이터로 변환되고, 가열선 정보는 밀도 및 각도 정보를 가지는 2채널 이미지 데이터로 정의된다. 제안된 네트워크는 3차원 형상 정보와 목표 형상 간의 기하학적 차이를 분석하기 위해 U-Net의 인코더-디코더 구조와 DeepLabv3+의 ASPP 모듈을 결합하여 설계된다. 마지막으로, 모델이 예측한 밀도 및 각도 정보로부터 각각의 가열선에 대해 예측한 중심점과 그에 대응하는 각도 정보를 통해 가열선이 재구성된다.
정량 및 정성 평가 결과는 제안된 모델이 x, y 도메인에서 정의된 밀도 정답 데이터와 유사한 분포를 예측함을 입증한다. 또한, 실제 강판을 이용한 열 가공 실험에서 제안된 알고리즘으로 생성된 가열선을 적용한 결과, 곡부재의 가공 완성도가 61.71%에서 69.29%로 유의미하게 향상됨을 보인다. 이러한 결과는 제안된 딥러닝 모델이 실제 제조 현장에 적용 가능하며, 곡가공 공정의 생산 효율성을 제고하는데 실질적으로 기여할 수 있음을 시사한다.