JP2010535680A - スラブ重心測定装置および方法 - Google Patents

Abstract

スラブ重心測定装置および方法を開示する。本発明のスラブ重心測定装置は、メインシステム、重心測定システム、および無人クレーンを含んでなる。前記メインシステムは、車両に積載された複数のスラブそれぞれの寸法および／または重さに関する情報を提供する。前記重心測定システムは、移送されなければならず、積載されたスラブを撮影する撮影部と、前記撮影部を上下に移動させる駆動部と、前記撮影部を用いて得られた前記スラブそれぞれの位置および形状情報、および前記メインシステムから受信した前記スラブの寸法または重さ情報を用いて、１回に移送するスラブの全体重心および把持位置を計算する制御部とを含む。前記無人クレーンは、前記重心測定システムで算出された把持位置の情報に応じてスラブを把持および移送する。

Description

本発明は、スラブ重心測定装置および方法に係り、さらに詳しくは、車両によって移動したスラブの位置および積載状態に基づく形状データを用いて、無人クレーンで把持しようとするスラブの重心を迅速かつ簡便に計算することにより、無人クレーンの誤動作を防止して無人クレーンの使用による災害事故を予め防止することが可能なスラブ重心測定装置および方法に関する。

一般な無人クレーンの制御システムは、全自動無人クレーンの動作のためのスケージュルおよびこのための各種データを持っている作業指示システムと、この作業指示システムとの無線通信を行う重心測定システムと、この重心測定システムによって作動する無人クレーンとから構成されている。

前記重心測定システムは、作業指示システムから伝送された情報（到着した車両に積載されているスラブの鋼種、大きさなど）を処理し、前記処理された情報を用いて無人クレーンを前後に／横に動かせる。

従来の重心測定システムは、スラブの積載された車両が到着すると、前記作業指示システムから伝送された情報を用いて、車両に積載されたスラブが目的地に移動できるように無人クレーンを作動させる。この際、無人クレーンは、車両に積載されたスラブを１枚または２枚以上の複数枚を同時に移動させる。

無人クレーンがスラブを移動させるときには、スラブの両側面を把持した状態で目的地に移動させるが、この際、墜落などを防止するためにはスラブの重心位置に正確に把持しなければならない。

無人クレーンは、作業指示システムから情報を受信した重心測定システムの制御によって動作するもので、前記情報と車両に積載されたスラブの種類が異なり或いは車両の停車位置およびスラブの積載状態が異なる場合には、無人クレーンがスラブを積載するときにそのスラブの正確な重心を把持することができなくなるので、スラブを移動させるときに前記スラブがいずれか一方に偏心して墜落して高価の完成品に損傷を与えるだけでなく、大型事故および災害の危険が常に内在するという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的は、車両に積載されたスラブを撮影し、そのスラブの積載状態に基づいて重心を正確に計算して無人クレーンが把持し得るようにすることにより、重さ偏差によるスラブの墜落を予め防止することができるようにした、スラブ重心測定装置および方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車両に積載されたスラブそれぞれの寸法および／または重さに関する情報を提供するメインシステムと；移送されなければならず、積載されたスラブを撮影する撮影部と、前記撮影部を上下に移動させる駆動部と、前記撮影部を用いて得られた前記スラブそれぞれの位置および形状情報、および前記メインシステムから受信した前記スラブの寸法または重さ情報を用いて、１回に移送するスラブの全体重心および把持位置を計算する制御部とを含む重心測定システムと；前記重心測定システムで算出された把持位置情報に基づいてスラブを把持および移送する無人クレーンとを含んでなる、スラブ重心測定装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は、移送されるべきスラブが積載された車両の到着の際に、車両に積載された複数のスラブそれぞれの寸法および／または重さに関する情報を上位のメインシステムから受信する第１段階と、映像スキャナーで前記スラブをスキャンし、スキャンされたスラブの映像から前記スラブそれぞれの位置および形状情報を得、この情報から個別重心を算出する第２段階と、前記第１および第２段階で得られた前記スラブに関する情報を用いて、１回に移送するスラブの全体重心および把持位置を算出する第３段階と、前記第３段階で得られた把持位置情報に基づいて、無人クレーンを用いてスラブを把持および移送する第４段階とを含んでなる、スラブ形状認識方法を提供する。

本発明によれば、車両に積載された状態で移動したスラブを無人クレーンで把持するときに前記スラブの重心を迅速かつ正確に測定し、前記無人クレーンがそのスラブの重心を把持することができるので、スラブの偏心による墜落を予め防止することができるという特有の効果がある。

また、本発明は、車両に積載された状態で移動したスラブに撓みが発生したとき、無人クレーンの把持位置を変更して把持不良を予め防止することができるという特有の効果がある。

本発明の前記および他の目的、特徴および利点は、添付図面を参照する次の説明からさらに明確に理解されるであろう。

本発明に係るスラブ重心測定装置を示す側面図である。

本発明に係るスラブ重心測定装置を示すブロック構成図である。

本発明に係るスラブ重心測定装置の作動状態を示す平面図である。

本発明に係るスラブ重心測定装置の作動状態を示す側面図である。

本発明に係るスラブ形状認識方法を説明するための流れ図である。

本発明に係るスラブ形状認識方法の重心計算過程を説明するための流れ図である。

本発明に係るスラブ形状認識方法で計算されたスラブの重心を示すグラフである。

天井クレーンによってスラブを移動させる状態を示す側面図である。

図９はスラブの撓み状態を示す側面図である。 図１０はスラブの撓み状態を示す側面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明に係るスラブ重心測定装置を示す側面図、図２は本発明に係るスラブ重心測定装置を示すブロック構成図、図３は本発明に係るスラブ重心測定装置の作動状態を示す平面図、図４は本発明に係るスラブ重心測定装置の作動状態を示す側面図、図５は本発明に係るスラブ形状認識方法を説明するための流れ図、図６は本発明に係るスラブ形状認識方法の重心計算過程を説明するための流れ図、図７は本発明に係るスラブ形状認識方法で計算されたスラブの重心を示すグラフ、図８は天井クレーンによってスラブを移動させる状態を示す側面図、図９および図１０はスラブの撓み状態を示す側面図である。

上述した図面を参照すると、本発明のスラブ映像認識装置は、車両１０に積載されたスラブＳの形状を撮影する撮影部１００と、前記撮影部１００を上／下に移動させる駆動部２００と、前記撮影部１００の上／下移動量を制限する検出部３００と、前記撮影部１００および駆動部２００の動作を制御する制御部４００と、前記撮影部１００によって撮影されたデータを用いて、スラブＳが積載された状態の映像を抽出し、スラブＳの重心を計算する重心測定システム５００とを含んでなり、前記各構成要素は、地面に設置されるベース８００と、そのベース８００の上面に設置された複数の支柱８０１に設置される。

一方、前記重心測定システム５００には、作業指示システム７００とのデータ送／受信を行うことができるように送受信部６００を連結することが好ましい。

前記撮影部１００は、スラブＳを撮影するスキャナー１０１と、前記スキャナー１０１が設置されるブラケット１０２と、前記ブラケット１０２の一面に設置された固定部材１０３から構成されている。前記固定部材１０３には、後述するワイヤー２０６が結合されており、前記ブラケット１０２の両側面には、支柱８０１に嵌合される嵌合溝１０４が形成されている。

前記駆動部２００には、回転力を発生させる駆動モーター２０１が設けられている。この駆動モーター２０１はベース８００の上面に設置されている。前記駆動モーター２０１には駆動プーリー２０２が設置され、この駆動プーリー２０２はベルト２０４を介して従動プーリー２０３に連結されている。

前記支柱８０１の内部には複数のアイドルロール２０５が設置されている。そのアイドルロール２０５のいずれか一つは、従動プーリー２０３と共に回転できるように回転軸を介して連結されている。前記アイドルロール２０５にはワイヤー２０６が巻かれており、前記ワイヤー２０６には撮影部１００の固定部材１０３が連結されている。

前記検出部３００は撮影部１００の上／下移動量を制限するためのものである。撮影部１００が移動することが可能な最下端に位置するように、下部リミットスイッチ３０１が支柱８０１に設置されており、撮影部１００が移動することが可能な最上端に位置するように、上部リミットスイッチ３０２が支柱８０１に設置されている。

以下、このように構成された本発明の装置を用いてスラブの重心を測定する方法について詳細に説明する。

まず、スラブＳの積載された車両１０が到着したかを確認し、前記車両１０が到着すると、重心測定システム５００は、作業指示システム７００と送受信し、現在到着した車両に積載されたスラブＳの情報（枚数、鋼種、大きさ、重さなど）を受信する第１段階を行う。

前記第１段階でスラブＳの情報受信が完了した後、車両１０に積載されたスラブＳの積載状態および位置を撮影する第２段階を行う。この際には、重心測定システム５００から制御信号を受け取った制御部４００が撮影部１００および駆動部２００を制御する。

前記スキャナー１０１の撮影角度範囲は、図３に示すように、１００°である。同一線上で４００ポイントを撮影することができるように、スキャナー１０１を０．２５°ずつ回転させる。

前記スキャナー１０１の角度範囲（１００°）およびスキャナー１０１の回転量（０．２５°）は、スキャナー１０１とスラブＳとの距離に応じて変更可能である。スラブＳの長さが増加すると、少なくとも２つの複数のスキャナー１０１を同時に設置することも可能である。

一方、前記スキャナー１０１が角度範囲１００°の撮影を完了すると、駆動モーター２０１が作動してその回転力が駆動プーリー２０２とベルト２０４を介して従動プーリー２０３に伝達される。

前記従動プーリー２０３が回転すると、この従動プーリー２０３に連結されたアイドルロール２０５が回転する。その後、このアイドルロール２０５の回転力がワイヤー２０６に伝達されると、ワイヤー２０６に連結された撮影部１００が上下に移動する。

前記駆動モーター２０１は、撮影部１００を上方に一定の距離（約１０ｍｍ）移動させるように駆動した後、停止する。この駆動モーター２０１が停止すると、スキャナー１０１は前述した方法によって撮影する。

一方、前記スキャナー１０１の移動距離（約１０ｍｍ）は、取得しようとする映像の精密度に応じて減少または増加することができる。

上述した過程を繰返し行いながら、積載された全てのスラブＳを撮影し、前記撮影部１００が上部リミットスイッチ３０２を作動させると、スキャナー１０１は停止し、駆動モーター２０１は逆方向に駆動されて撮影部１００が下降する。前記撮影部１００が下降して下部リミットスイッチ３０１を作動させると、駆動モーター２０１は停止し、重心測定システム５００は前記第３段階を行う。

この際、前記撮影部１００が上方または下方に移動するとき、撮影部１００は、ブラケット１０２の両側面に形成された嵌合溝１０４に支柱８０１が挿入されているので、左右遊動が防止された状態で安定的に移動する。

前記スキャナー１０１によって撮影されたデータは、積載された各スラブに対する位置および形状情報であるが、各スラブの長さ、厚さおよび撓み量のいずれか一つがこれに含まれる。このデータは、前記重心測定システム５００へ伝送され、スラブＳの積載状態および重心を計算する第３段階を行うのに使用される。

上述したように撮影されたデータによってスラブＳの積載状態を確認することができるが、図７はこのようなスラブＳの積載状態の一例を示す。この際の積載されたスラブＳの重心を計算する過程を説明すると、次のとおりである。

まず、スラブＳの重心Ｃは、数式１によって求められる。

ここで、Ｌはスラブの長さである。

一方、図７に示した各スラブ重心の位置を求めるときには、いずれか一点（基準点）から距離を求める。この際には、最下端に積載されたスラブＳの一端を基準点とすることが好ましい。この際、各スラブの重心距離は数式２によって求められる。

ここで、ａｉは基準点から離隔したスラブの一端の距離である。

したがって、各スラブＳの重心距離は次のとおりである。

Ｃ１＝ａ１＋（Ｌ１／２）

Ｃ２＝ａ２＋（Ｌ２／２）

Ｃ３＝ａ３＋（Ｌ３／２）

上述したように、各スラブＳの重心の計算が完了すると、無人クレーン９００で把持しようとするスラブＳの枚数を決定する過程を行う。この際、前記過程で決定されたスラブＳのうち、最下端に位置したスラブＳの一端を基準点として設定する。

その後、基準点からスラブＳの重心までの距離、すなわち無人クレーン９００で把持することが可能な位置を計算する。この際には、数式３によって求められる。

ここで、Ｐｉは各スラブの重さであり、ｎはスラブの個数である。

前記数式３によってスラブの重心が計算されると、その重心位置を無人クレーン９００で把持および移送する第５段階を行う。図８に示すように、無人クレーン９００は、車両１０に積載されたスラブＳを把持するとき、重心を正確に把持して目的地に移動させるので、スラブＳの偏心による墜落が予め防止される。

一方、スラブＳは、図９に示すように中央部が下向きとなるように撓むか、或いは図１０に示すように中央部が上向きとなるように撓む場合には、無人クレーン９００で把持するとき、撓み(bending)による把持不良が発生するおそれがある。

したがって、撓みによる把持不良を防止するために、スラブＳの重心を計算した後、撮影されたスラブＳの映像を用いてスラブＳの撓み量を計算した後、その撓み量を無人クレーン９００へ伝送すると、撓みによる把持不良を予め防止することができる。

一方、前記重心測定システム５００は、前記撮影部１００を介して得られた各スラブの位置および形状情報を、前記作業指示システム７００から受信した各スラブの情報と比較し、いずれかのスラブの長さまたは厚さが互いに異なると、エラーが発生したと判断し、エラーの発生を前記作業指示システム７００へ送信するように構成してもよい。

以上、本発明の好適な実施例について説明の目的で開示したが、当業者であれば、添付した請求の範囲に開示された本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変形、追加または置換を加え得ることを理解するであろう。

Claims (6)

1. 車両に積載された複数のスラブそれぞれの寸法および／または重さに関する情報を提供するメインシステムと；
   移送されなければならず、積載されたスラブを撮影する撮影部と、前記撮影部を上下に移動させる駆動部と、前記撮影部を用いて得られた前記スラブそれぞれの位置および形状情報、および前記メインシステムから受信した前記スラブの寸法または重さ情報を用いて、１回に移送するスラブの全体重心および把持位置を計算する制御部とを含む重心測定システムと；
   前記重心測定システムで算出された把持位置情報に応じてスラブを把持および移送する無人クレーンと；を含んでなることを特徴とする、スラブ重心測定装置。
2. 移送されるべきスラブが積載された車両の到着の際に、車両に積載されたスラブそれぞれの寸法および／または重さに関する情報を上位のメインシステムから受信する第１段階と；
   映像スキャナーで前記スラブをスキャンし、スキャンされたスラブの映像から前記スラブそれぞれの位置および形状情報を得、この情報から個別重心を算出する第２段階と；
   前記第１および第２段階で得られた前記スラブに関する情報を用いて、１回に移送するスラブの全体重心および把持位置を算出する第３段階と；
   前記第３段階で得られた把持位置情報に応じて、無人クレーンを用いてスラブを把持および移送する第４段階と；を含んでなることを特徴とする、スラブ形状認識方法。
3. 前記第２段階で得られる位置および形状情報には、各スラブの長さ、厚さおよび撓み量の少なくとも一つが含まれることを特徴とする、請求項２に記載のスラブ重心測定方法。
4. 前記第２段階で算出される各スラブの個別重心（Ｃｉ）は、任意に選択される基準点から各スラブの長手方向の離隔距離（ａｉ）、各スラブの長さ（Ｌｘ）を用いて下記の式によって算出されることを特徴とする、請求項３に記載のスラブ重心測定方法。
   

   
5. 前記第３段階で算出される全体重心（Ｃｔ）は、各スラブの個別重心（Ｃｉ）および重さ（Ｐｉ）を用いて下記の式によって算出されることを特徴とする、請求項４に記載のスラブ重心測定方法。
   

   
6. 前記第２段階で得られた各スラブ情報を、前記第１段階で前記メインシステムから受信した各スラブ情報と比較し、いずれかのスラブの長さまたは厚さが互いに異なると、エラーが発生したと判断し、エラーの発生を前記メインシステムへ送信することを特徴とする、請求項２に記載のスラブ重心測定方法。

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