KR100276316B1 - 불출기의 불출단 선회종점 예측방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광석이나 석탄 등의 야적더미에 불출작업을 수행하는 불출기의 불출단선회 종점을 예측하는 방법에 관한 것으로써, 불출기가 원료야드에 적치된 원료더미에서 자동으로 원료를 불출할 때, 선회종점을 미리 예측하고 선회속도를 감속하여 불출용 버킷이 원료더미를 벗어나 허공에서 헛도는 현상을 없애므로써, 단위 시간당 생산성을 향상시킬수 있는 불출기의 불출단 선회종점 예측방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

불출기의 붐의 좌우에 선회종점 측정센서를 설치하고, 불출단의 k번째의 내, 외 선회 종점의 각도는 k-l번째의 내, 외 선회 종점의 각도에 내, 외 선회종점에 대한 각도 증분을 더하여, 추정되고, 선회종점 측정센서에서, 내, 외 선회종점을 검출하면 추정된 k번째의 내, 외 선회 종점의 각도를 측정된

Description

불출기의 불출단 선회종점 예측방법

본 발명은 광석이나 석탄 등의 야적더미에 불출 작업을 수행하는 불출기(reclaimer)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불출기가 선회 운동으로 원료 더미에서 원료를 자동으로 불출할 때 선회가 끝나는 불출기의 불출단 선회 종점(slew limit)를 예측하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 기존의 공지 기술은 원료 더미가 대부분 오면체 형태를 취한다는 가정하에 원료에 따른 안식각과 적치 높이에 따라 각 불출 높이에 따른 불출단의 폭을 삼각형의 도형관계식에 의해 유추하여 선회 종점을 예측하고 있다. 그러나, 이 방법은 실제의 형상을 검출하지 않고 단순히 가정된 기하형상에 의해 예측하므로 실제 오차가 상당히 크고 이를 보정하는 방법이 없어서 적용효과가 많이 떨어지는 문제점이 있다.

일반적으로, 제1도와 같이 야드에 적치되어 있는 원료 더미(1)에서 원료를 퍼내에 이송해주는 장비인 불출기(2)가 불출 작업을 수행할 때 불출해야하는 높이 즉 불출단이 결정되면 붐(3)을 상하로 움직이지 않고 선회하여 원료를 파낸다. 원료더미는 대부분 원뿔형과 오면체 형태로 야적되어 있다. 불출기(2)가 한 번 선회 작업을 시작하여 계속 수행하던 중, 원료더미(1)에서 선회가 끝나는 종점이 검출되면 다시 레일을 따라 불출기(2)를 일정한 깊이 만큼 전진시키고 선회 방향을 반대로 변경하여 다시 선회 운동으로 불출작업을 수행한다. 일반적으로 선회종점에 가까워지면 작업자는 선회속도를 감속시켜 선회종점에서 선회축을 정지후 다시 선회 방향을 변경하고 선회속도를 가속하여 불출 작업을 한다. 이와같이 감속하지 않으면 원료를 퍼내는 버킷(4)이 파일 밖으로 벗어나게 되어 버킷(4)이 허공에서 공회전하는 일이 발생하고 이는 곧 단위시간당 불출량이 떨어지는 원인이 된다. 그러므로 파일의 불출단의 선회 종점을 예측하는 것은 생산성 향상에 직결되므로 자동으로 불출 작업을 수행할 때에는 대단히 필요하다.

이에, 본 발명은 불출기가 원료야드에 적치된 원료더미에서 자동으로 원료를 불출할 때, 선회 종점을 미리 예측하고 선회 속도를 감속하여 불출용 버킷이 원료더미를 벗어나 허공에서 헛도는 현상을 없애므로써, 단위 시간당 생산성을 향상시킬수 있는 불출기의 불출단 선회종점 예측방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 불출기의 불출단 선회종점을 예측하는 방법에 있어서, 불출기의 붐의 좌, 우에 선회종점 측정센서를 구비시키는 단계; k번째의 내선회 종점각도및 외선회 종점각도를 하기식(1a) 및 (1b)를 이용하여 각각 추정하는 단계;

(여기서,: 측정된 K-1번째의 내선회 종점각도,

Δθ_i: 추정된 내선회종점에 대한 각도증분)

(여기서,: 측정된 K-1번째의 외선회 종점각도,

Δθ_o: 추정된 외선회종점에 대한 각도증분)

상기와 같이 추정된 K번째의 내, 외 선회 종점각도를 고려하여 불출기의 선회속도를 감소시키고 실제 K번째의 내, 외선회종점각도및를 상기 선회종점측정센서에 의해 측정하는 단계; 상기와 같이 측정된 k번째의 내,외 선회종점각도및를 이용하여 하기식 (2a) 및 (2b)에 의해 다음 작업순서인 K+1번째의 내, 외 선회종점각도 를 예측하는 단계;

(여기서,)

(여기서,)

를 포함하여 구성되는 불출기의 불출단 선회종점예측방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

선회종점은 불출단의 좌, 우 양 끝에 각각 존재한다.

내 선회종점(inner slew limit; pi)은 선회가 끝나는 종점중에서 레일에 가까운 점을 나타내고, 그리고 외선회종점(outer slew limet; po)은 선회가 끝나는 종점중에서 레일에서 먼점을 나타낸다.

원료더미(1)의 불출단에 대한 등고선을 구하면 제2도의 원료더미(1)의 등고선(1a)처럼 표현된다. 불출기(2)가 선회중심(6)을 기준으로 선회운동하여 원료더미(1)의 전면부를 선회불출하기 시작하여 불출 작업이 진행되면 선회각은 점점 증가한다. 이러한 현상을 이용하여 선회각을 예측하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 여기서는 초기 내 선회종점의 각도,는 초기의 선회종점의 각도를 나타낸다.

원료더미(1)의 각 불출단의은 3차원 형상 검출기에 의해 그 각도를 계산가능하거나, 혹은 원료더미(1)의 야적 정보에 개략적으로 추정가능하다. 첫 번째 선회 불출후 다음번 내, 외선회 종점 각도는하기식(1aa)(1bb)와 같이 첫 번째 선회 각과 내, 외 선회종점(Pi), (Po)에 대한 각도 증분(Δθ_i)(Δθ_o)의 합으로 추정할수 있다.

내, 외 선회종점에 대한 각도 증분(Δθ_i)와 (Δθ_o)도 초기화 단계에서는 파일의 정보에 의해 추정치를 이용한다. 위의 추정 각도에 의해 내, 외 선회종점(Pi)(Po)의 위치와 선호속도의 감속구간이 결정되고 이에 근거하여 선회 작업을 수행한다. 붐(3)의 좌우에 장착되는 선회 종점 측정센서(5a, b)는 거리를 측정하는 거리센서로서 불출기 버킷(4)이 선회 작업을 수행하다가 원료가 쌓인 부분이 끝나는 내, 외선회종점(Pi, Po)을 통과하면 선회 종점 측정 센서(5a,b)에 검출되는 거리 값이 갑자기 미리 설정된 기준치보다 커진다. 이는 곧 내, 외 선회종점(Pi, Po)을 통과했음을 의미한다. 내, 외 선회종점(Pi, Po)이 검출되면 선회축을 정지시키고 선회방향을 반대로 하여 다음번 선회 작업에 들어간다.

매 선회 불출 작업 때 마다 불출기(2)는 레일(7)을 따라서 일정한 거리 만큼 이동하게되므로 선회 각도는 작업이 진행되면서 레일(7)을 따른 전진 횟수에 따라 변화한다. 따라서 선회각도 변화량을 매번 선회 방향이 변경될 때 마다 보정한다. 보다 일반적인 경우에 대한 것으로서 버킷의 k번째 불출 궤적에 대한 k번째의 내, 외선호 종점의 각도는 버킷의 k-1번째 불출 궤적에 대한 k-1번째의 내, 외 선회 종점의 각도에 내, 외 선회종점에 대한 각도증분(Δθ_i, Δθ_o)을 더한 형태로 주어진다.

k번째의는 하기식(1a) 및(1b)에 의해 구해진다.

즉와는 k-1번째의 선회각와 추정된 내, 외 선회종점에 대한 각도 증분 Δθ_o, Δθ_i에 의해 추정된다. 상기 식에 의해 추정된 k번째 내, 외선회종점의 각도는 실제의 측정된 k번째 내, 외 선회종점의각도 와 다르므로 이를 보상해야한다. 선회종점 측정센서(5a, b)에서 내, 외 선회종점을 검출하면, 즉 측정된 k번째의 내, 외 선회종점의 각도를 구할수 있다. 앞서 추정된 선회 종점의 각도를 실제의 측정된 내, 외 선회종점 각도로 하기식과 같이 대체한다.

k+1번째 내, 외 선회종점의 각도는와으로부터 구해지므로 내, 외 선회종점에 대한 각도 증분을 보다 정확한 값으로 보상할 필요가 있다.

측정된혹은에서 추정치가 아닌 정확한 내,외 선회종점에 대한 각도 증분은 다음과 같이 구해진다.

Δθ_o는 실제의 K-l번째의 선회 각과 k번째의 내, 외 선회 종점의 각도에 의해 구해지므로 추정치가 아닌 실제의 각도 증분이다. 이와 같이 그 각도 증분을 선회방향이 변형될 때 마다 보정하면 신뢰성 있게 선회 종점을 예측할 수 있다. K+l번째 내, 외 선회종점의 각도는 하기식(2a)(2b)로 구해진다.

상기의 방법에 따라 정리된 불출단 선회종점 예측방법은 불출기의 붐(3)이 선회하는 방향에 따라 좌선회, 우선회로 구분되고, 좌선회 후에는 우선회로, 또 우선회후에는 좌선회로 반복 변경하면서 선회종점을 예측한다. 이에따라 예측방법을 정리하면 아래와 같이 주어진다.

1. 우선회 모드

초기값을 결정를 계산하고

우측 선회종점 측정 센서에서를 검출하고

를 저장하고, 좌선회 모드로 변경한다.

2. 좌선회 모드

초기값을 결정하고,

좌측 선회종점 측정 센서에서를 검출하고,

를 저장하고, 우선회 모드로 변경한다.

상술한 바와같이, 본 발명은, 불출단의 선회종점을 예측하고 원료를 퍼내는 버킷이 원료더미 밖으로 벗어나 버킷이 허공에서 공회전하는 것을 방지할 수 있으므로, 작업 생산성을 향상시킬수 있는 효과가 있는 것이다.

제1도는 야적된 원료더미에 접근한 불출기를 개략적으로 나타내는 개략도.

제2도는 본 발명에 따라 불출기의 불출단 선회종점 예측방법을 설명하기 위한 참고도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 원료더미 2 : 불출기

3 : 붐 4 : 버킷

5a,5b : 선회종점측정센서

Claims (1)

1. 불출기의 불출단 선회종점을 예측하는 방법에 있어서, 불출기의 붐의 좌, 우에 선회종점 측정센서를 구비시키는 단계; k번째의 내선회 종점각도및 외 선회 종점각도를 하기식(1a) 및 (1b)를 이용하여 각각 추정하는 단계;

   (여기서,: 측정된 K-1번째의 내선회 종점각도,

   Δθ_i: 추정된 내선회종점에 대한 각도증분)

   (여기서,: 측정된 K-1번째의 외선회 종점각도,

   Δθ_o: 추정된 외선회종점에 대한 각도증분)

   상기와 같이 추정된 K번째의 내, 회 선회 종점각도를 고려하여 불출기의 선회속도를 감소시키고 실제 K번째의 내, 외선회종점각도및를 상기 선회종점측정센서에 의해 측정하는 단계; 상기와 같이 측정된 k번째의 내,외 선회종점각도및를 이용하여 하기식 (2a) 및 (2b)에 의해 다음 작업순서인 K+1번째의 내, 외 선회종점각도 를 예측하는 단계;

   (여기서,)

   (여기서,)

   를 포함하여 구성되는 불출기의 불출단 선회종점예측방법.