KR100356157B1 - 근거리센서를이용한자동불출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 불출작업시 원료파일의 좌,우끝단에 이르면 자동으로 원료불출기의 선회방향을 변경할 수 있는 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 자동불출방법은 상기 불출부의 좌, 우측근거리센서의 측정값에 의하여 산출되는 불출부로부터 원료파일까지의 거리(dl, dr)가 모두 불출부와 원료파일사이의 오차한계폭(Ed)보다 작으면 원료파일의 불출범위(좌측끝단과 우측끝단의 사이)에 위치한 것으로 판단하고, 상기 좌측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리값(dl)이 오차한계폭(Ed)보다 작고 우측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리값(dr)이 오차한계폭(Ed)보다 커지는 때는 선회방향을 우측에서 좌측으로의 변경시점으로 하고, 상기 우측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리(dr)가 오차한계폭(Ed)보다 작고 좌측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리(dl)가 오차한계폭(Ed)보다 큰 경우에는 선회방향을 좌측에서 우측으로 변경하는 시점으로 판단하여, 이상의 판정에 의해 원료불출기의 동작을 제어하여 자동불출하도록 하는 것이다.

Description

근거리센서를 이용한 자동 불출 방법{An auto reclaiming method using a distance sensor}
본 발명은 철광석, 석회석 등의 원료 야적 파일로부터 원료를 불출하는 원료 불출기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원료불출작업시 원료불출기의 불출부가 원료파일의 좌,우 끝단에 접촉하면 선회방향을 자동으로 바꾸어 불출작업의 자동화가 가능한 원료불출기의 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원료불출기의 동작을 도1을 참조하여 설명하면, 주행부(11)는 X축방향인 레일(15)위를 일정단위로 전진 또는 후진 주행하고, 선회부(12)는 Z축을 회전중심으로 하여 주행부(11)위에서 화살표방향으로 선회하여 부앙부(13) 및 불출부(14)를 선회시키며, 부앙부(13)는 유압실린더(17)의 조정에 따라서 부앙중심점(16)을 회전중심으로 하여 Y축을 기준으로 불출부(14)를 상하 이동시키며, 불출부(14)는 버킷드럼(14b)이 회전하면서 버킷드럼(14b)에 부착된 버킷이 원료파일(30)을 퍼올려 불출을 행한다.
이러한 원료불출기를 종래에는 운전자가 수동으로 조작하였는데, 이는 원료를 불출하기 위해서 운전자가 조정실(12a)에 탑승하고, 원료 야적 파일(30)을 일정한 높이로, 예를 들어 5∼6단으로 나누고 적절한 시작부위를 선택하여 원료불출기(10)를 주행, 부앙, 선회시켜 선택한 원료파일로 이동하고, 불출부(14)를 회전시키면서 선회부(10)를 일정방향으로 선회시켜 원료파일(30)의 불출을 행하였다. 즉, 운전자가 육안으로 확인하면서 임의적인 판단에 의해 불출위치를 선택하고, 선회부(12) 및 불출부(14)를 동작시켜 원료파일(30)의 한쪽끝단에서 다른쪽 끝단까지 불출을 행하며, 원료파일(30)의 끝단에 위치하면 선회부(12)다시 조작하여선회방향을 바꾸었다.
이렇게, 종래에는 원료불출기를 이용한 원료파일의 불출작업을 운전자가 육안으로 확인하면서 수동조작하였기 때문에, 운전자의 작업능력 및 숙련도에 따라서 작업효율이 많이 달라지는 문제점이 있었으며, 계속해서 불출작업을 관리조작하여야 하기 때문에 운전자의 피로를 증가시키게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로써, 그 목적은 원료불출기를 이용한 불출작업을 자동화하기 위하여 불출작업시 원료파일의 좌우끝단에 이르면 자동으로 원료불출기의 선회방향을 변경할 수 있는 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법을 제공하는데 있는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로써, 본 발명은 주행부와, 선회부와, 부앙부 및 좌,우측에 각각 원료파일과의 거리를 감지하는 근거리센서를 부착한 불출부로 이루어지는 원료불출기의 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법에 있어서,
상기 불출부의 좌, 우측근거리센서가 불출부로부터 원료파일까지의 거리를 감지하여 출력되는 좌,우측근거리센서의 감지거리값(dlf, drf)을 좌,우측근거리센서의 설치위치에 따른 오차를 고려하여 불출부의 끝단으로부터 원료파일까지의 실제거리(dl, dr)값으로 보정하는 제1단계와,
상기 제1단계에서, 좌,우측근거리센서에 의하여 측정된 불출부와 원료파일과의 실제거리(dl, dr)값이 모두 불출부와 원료파일사이의 오차한계폭(Ed)보다 작으면, 원료파일의 불출범위(좌측끝단과 우측끝단의 사이)에 위치한 것으로 판단하여, 좌측 또는 우측으로 선회하면서 원료불출작업하도록 하는 제2단계와,
상기 제1단계에서 좌측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리값(dl)이 오차한계폭(Ed)보다 작고, 우측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리값(dr)이 오차한계폭(Ed)보다 커지는 때를 선회방향변경시점으로 설정하여, 선회방향을 우측에서 좌측으로 변경하도록 하는 제3단계와,
상기 제1단계에서 우측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리(dr)가 오차한계폭(Ed)보다 작고, 좌측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리(dl)가 오차한계폭(Ed)보다 커질 때를 선회방향변경시점으로 설정하여, 선회방향을 좌측에서 우측으로 변경하도록 하는 제4단계를 포함함에 의한다.
도1은 원료불출기의 불출모습을 도시한 개략도이다.
도2는 도1에 도시한 원료불출기의 불출부를 도시한 확대도이다.
도3A는 우측에서 좌측으로의 선회방향 변경방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도3B는 좌측에서 우측으로의 선회방향 변경방법을 설명하기 위한 모식도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 원료불출기 11 : 주행부
12 : 선회부 13 : 부앙부 14 : 불출부
dlx : 좌측센서의 감지거리 drx : 우측센서의 감지거리
dlf : 좌측센서로부터 불출부끝단까지의 거리
drf : 우측센서로부터 불출부끝단까지의 거리
dl, dr: 불출부와 원료파일과의 거리
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 선회방향을 자동으로 변경하는 자동 불출 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명에 의한 자동불출방법을 적용할 수 있는 원료불출기를 도1에 개략적으로 도시하였는데, 여기에서 11은 주행부로써 원료파일(30)의 측면에 설치된 레일(15)의 전,후방향(즉, X축방향)으로 원료불출기(10)를 주행시키며, 12는 선회부로써 Z축을 선회중심축으로 하여 원료불출기(10)의 불출부(14)를 선회시키는 부분으로 주행축인 X축을 기준으로 불출부(14)를 지지하는 지지대인 붐(13a)과의 각도를 선회각도라 하며, 13은 부앙부로써 유압실린더(17)를 조작에 따라 부앙중심점(16)을 기준으로 불출부(14)를 지지하는 붐(13a)을 상하방향(즉, Z방향)으로 이동시키며, 14는 불출부로써 버킷드럼(14b)을 회전시켜 그 버킷드럼(14b)에 부착된 버킷(14a)이 회전되면서 원료파일(30)을 퍼올리는 실질적으로 불출작업하는 부분이며, 12a는 운전자가 탑승하여 원료불출기(10)를 조작하는 조정실이고, 18은 상기 불출부(14)에 설치되어 버킷(14a)과 원료파일(30)까지의 거리를 검출하기 위한 근거리센서로써 좌측과 우측에 두 개 설치되며, 30은 불출하고자 하는 원료파일이다.
도2는 상기 도1에 도시한 불출부를 확대한 확대도로써, 13a는 상술한 바와 같이 불출부(14)를 지지하고 유압실린더(17)에 의하여 부앙되는 붐이고, 14는 회전하는 버킷드럼(14b)과 그 버킷드럼(14b)의 외측에 형성되어 원료파일(30)을 퍼올리는 버킷(14a)으로 이루어진 불출부이고, 18-1은 붐(13a)의 좌측에 설치되어 원료파일(30)까지의 거리를 측정하는 좌측근거리센서이고, 18-2는 붐(13a)의 우측에 설치되는 우측근거리센서이며, dlx는 상기 좌측근거리센서(18-1)의 감지거리(점선화살표)이고, drx는 상기 우측근거리센서(18-2)의 감지거리이며, dlf는 좌측근거리센서(18-1)로부터 불출부(14)의 끝단까지의 거리이고, drf는 우측근거리센서(18-2)로부터 불출부(14)의 끝단까지의 거리이고, dl은 상기 좌측근거리센서(18-1)의 감지거리(dlx)에서 좌측근거리센서(18-1)로부터 불출부(14)의 끝단까지의 거리(dlf)를 뺀 불출부(14)의 끝단과 원료파일(30)과의 실제적인 거리이고, dr은 상기 우측근거리센서(18-2)의 감지거리(drx)에서 우측근거리센서(18-2)로부터 불출부(14)의 끝단까지의 거리(drf)를 뺀 불출부(14)의 끝단에서 원료파일(30)까지의 실제적인 거리이다.
다음으로, 상술한 바와 같은 원료불출기로 불출작업을 행하는데 있어 불출부의 선회방향을 자동으로 변경하는 본 발명에 의한 자동불출방법을 설명한다.
상기 도2에 보인 바와같이, 원료불출기(10)에 부착되어 원료파일과의 거리를 감지하는 좌,우측근거리센서(18-1, 18-2)는 그 설치조건에 맞추어 안정된 감지결과를 얻을 수 있는 위치에 설치하여야 하기 때문에, 실제적으로 불출부(14)의 끝단과는 소정 거리(dlf, drf)의 차가 있게 된다. 따라서 실제적으로 불출부(14)의 끝단에서 원료파일(30)까지의 거리(dl, dr)는 좌,우측근거리센서(18-1, 18-2) 각각의 감지거리(dlx, drx)에서 실제적으로 불출부(14)의 끝단과 좌,우측근거리센서(18-1, 18-2) 각각의 거리값(dlf, drf)을 뺀 값이 된다.
그리고, 불출부(14)가 원료파일(30)에 접촉하여 원료를 불출하므로, 이상적으로 상기 불출부(14)의 끝단으로부터 원료파일(30)까지의 거리값(dl, dr)이 0이 되어야 하지만, 실제적으로는 원료불출기(10)의 불출부(14)가 원료파일(30)에 접촉하여 불출하는 도중 원료파일(30)이 무너지는 등의 이유로 불출부(14)와 원료파일(30)과의 거리(dl, dr)가 항상 0이 되는 것이 아니다.
그러므로, 상기 원료파일(30)과 불출부(14)의 최대 오차한계폭(Ed)을 설정하고, 상기 오차한계폭(Ed)보다 상기 불출부(14)와 원료파일(30)과의 거리(dl, dr)이 작을 때, 원료불출기(10)가 원료파일(30)의 불출범위(좌측끝단에서 우측끝단사이)에 있는 것으로 판단하여, 원료불출기(10)를 불출동작시킨다.
그리고, 상기 거리(dl, dr)가 상기 조건(최대 오차한계폭(Ed)보다 작다)을 만족하다가, 상기 불출부(14)의 좌측, 우측에서 본 불출부(14)와 원료파일(30)과의각각의 거리(dl, dr)중 한 값이, 상기 불출부(14)와 원료파일(30)과의 최대 오차한계폭(Ed)보다 커지면, 이때를 원료불출기(10)가 원료파일(30)의 불출범위의 한계위치(좌측끝단 또는 우측끝단)까지 도달한 것으로 판단하고, 이를 선회방향의 변경시점으로 설정한다.
상기 원료불출기(10)의 선회방향 변경시점의 판단하여 자동 변경하는 방법을 도3에 보인 실시예를 참조하여 설명한다.
먼저, 원료불출기(10)가 우측방향으로 선회하면서 원료파일(30)을 불출하다가 원료파일(30)의 우측끝단에 도달하게 되면, 도3A에 도시한 바와 같이, 최대 오차한계폭(Ed)보다 작은 값을 유지하던 불출부(14)와 원료파일(30)과의 거리값(dl, dr)중, 우측근거리센서(18-2)에 의하여 측정된 불출부(14)와 원료파일(30)과의 거리값(dr)이 최대 오차한계폭(Ed) 이상의 값으로 된다.
그러므로, 상기 좌측근거리센서(18-1)에 의하여 측정된 감지거리(dlx)에서 불출부(14)와 좌측근거리센서(18-1)와의 거리(dlf)를 뺀 값(dl)이 최대오차한계폭(Ed)보다 작고, 우측근거리센서(18-2)의 감지거리(drx)에서 불출부(14)와 우측근거리센서(18-2)와 불출부(14)와의 거리(drf)를 뺀값(dr)이 최대오차한계폭(Ed)보다 큰 시점을 선회방향의 변경시점으로 설정하여, 원료불출기(10)의 선회방향을 우측에서 좌측으로 변경한다.
반대로, 상기 원료불출기(10)가 좌측방향으로 선회하면서 원료파일(30)을 선회하다가 원료파일(30)의 좌측끝단에 도달하게 되면, 도3B에 도시한 바와 같이, 최대한계폭(Ed)보다 작은 값을 유지하던 불출부(14)로부터 원료파일(30)까지의 거리값(dl, dr)중, 좌측근거리센서(18-1)에 의하여 측정된 불출부(14)와 원료파일(30)과의 거리값(dl)이 최대 오차한계폭(Ed) 이상의 값으로 된다.
그러므로, 상기 우측근거리센서(18-2)의 감지거리(drx)에서 불출부(14)와 우측근거리센서(18-2)와 불출부(14)와의 거리(drf)를 뺀값(dr)이 최대오차한계폭(Ed)보다 작고, 상기 좌측근거리센서(18-1)에 의하여 측정된 감지거리(dlx)에서 불출부(14)와 좌측근거리센서(18-1)와의 거리(dlf)를 뺀 값(dl)이 최대오차한계폭(Ed)보다 큰 시점을 선회방향의 변경시점으로 설정하여, 원료불출기(10)의 선회방향을 좌측에서 우측으로 변경한다.
이와 같이, 원료불출기(10)의 불출부(14)의 좌,우측에 설치된 근거리센서(18)의 감지값으로부터 원료불출기(10)가 불출범위내에 있는지, 원료파일(10)의 좌측끝단에 도달했는지, 우측끝단에 도달하였는지의 여부를 판단할 수 있으므로, 운전자의 육안확인 및 수동조작없이 근거리센서(18)의 감지값의 비교판단에 의해 원료불출기(10)가 원료파일(30)의 좌측끝단에 도달하였다고 판단되면 선회부(12)가 좌측으로의 선회동작을 정지한 후 선회방향을 바꿔 우측으로 선회동작하도록 하고, 원료불출기(10)가 원료파일(30)의 우측끝단에 도달하였다고 판단되면 선회부(12)가 우측으로의 선회동작을 정지한 후 선회방향을 바꿔 좌측으로 선회동작하도록 함으로써, 불출작업의 자동화가 가능해 진다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 근거리센서로 불출부와 원료파일과의 거리를 계측하고, 그 계측된 값으로부터 불출부와 원료파일과의 위치관계를 판단할 수 있으므로, 그 위치관계의 판단에 의하여 원료불출기의 불출작업 및 선회방향변경 등의 동작을 제어할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 원료불출기의 불출작업의 자동화가 가능해지는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 주행부와, 선회부와, 부앙부 및 좌,우측에 각각 원료파일과의 거리를 감지하는 근거리센서를 부착한 불출부로 이루어지는 원료불출기의 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법에 있어서,
    상기 불출부의 좌, 우측근거리센서가 불출부로부터 원료파일까지의 거리를 감지하여 출력되는 좌,우측근거리센서의 감지거리값(dlf, drf)을 좌,우측근거리센서의 설치위치에 따른 오차를 고려하여 불출부의 끝단으로부터 원료파일까지의 실제거리(dl, dr)값으로 보정하는 제1단계와,
    상기 제1단계에서, 좌,우측근거리센서에 의하여 측정된 불출부와 원료파일과의 실제거리(dl, dr)값이 모두 불출부와 원료파일사이의 오차한계폭(Ed)보다 작으면, 원료파일의 불출범위(좌측끝단과 우측끝단의 사이)에 위치한 것으로 판단하여, 좌측 또는 우측으로 선회하면서 원료불출작업하도록 하는 제2단계와,
    상기 제1단계에서 좌측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리값(dl)이 오차한계폭(Ed)보다 작고, 우측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리값(dr)이 오차한계폭(Ed)보다 커지는 때를 선회방향변경시점으로 설정하여, 선회방향을 우측에서 좌측으로 변경하도록 하는 제3단계와,
    상기 제1단계에서 우측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리(dr)가 오차한계폭(Ed)보다 작고, 좌측근거리센서에 의하여 측정된 실제거리(dl)가 오차한계폭(Ed)보다 커질 때를 선회방향변경시점으로 설정하여, 선회방향을 좌측에서 우측으로 변경하도록 하는 제4단계를 포함함을 특징으로 하는 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌,우측근거리센서의 측정값을 보정하는 제2단계는
    상기 불출부의 좌,우측에 설치된 좌,우측근거리센서의 감지거리(dlx, drx)에서 실제 근거리센서와 불출부의 끝단과의 거리(dlf, drf)를 감산하여 불출부의 끝단으로부터 원료파일까지의 실제거리(dl,dx)를 산출하는 단계임을 특징으로 하는 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오차한계폭(Ed)는 원료불출기에 의한 원료파일의 불출도중 원료파일이 무너지거나 흘러내리는 등의 이유로 발생할 수 있는 원료파일과 불출부의 끝단사이의 거리의 최대값임을 특징으로 하는 근거리센서를 이용한 자동 불출 방법.
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