KR100631068B1 - Apparatus and method for self analysis of expected life span in construction instruments - Google Patents

Apparatus and method for self analysis of expected life span in construction instruments Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 건설기계의 자기수명 진단장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 건설기계의 제어부에서 용접구조물의 취약 위치에 설치된 스트레인 게이지, 로드셀 등으로 이루어진 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되면, 해당 데이터를 토대로 현재의 피로내구수명을 유추하고, 유추한 현재의 피로내구수명과 데이터베이스로 구축되어 있는 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명을 비교하여 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 산출하며, 산출된 손상도, 잔존수명 등에 대한 결과를 표시부에 표시하여 작업자가 확인하도록 한다.The present disclosure relates to a device for diagnosing self-life of a construction machine and a method thereof, wherein a strain, stress, and force applied to a construction machine from a sensor unit including a strain gauge and a load cell installed at a weak position of a welded structure in a control unit of the construction machine. When the sensor data is inputted, the current fatigue endurance life is inferred based on the data, and the current fatigue endurance life is compared with the inferred current endurance endurance and the load condition established in the database and the fatigue endurance according to the use time. Calculate the damage degree of the construction machine, the remaining life of the construction machine at the present time, and display the result of the calculated damage degree, the remaining life, etc. for the operator to confirm.

따라서, 본 발명은 건설기계에 가해지는 응력이나 하중의 감지 데이터를 토대로 현재상태 및 잔존수명을 예측하여 보다 안전하고 원활한 건설기계의 장비관리를 수행할 수 있으며, 사용조건에 대한 한계를 초과하는 경우 작업의 위험성을 작업자에게 알려 과도한 작업으로 인한 건설기계의 파손을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.Therefore, the present invention can predict the current state and the remaining life based on the detection data of stress or load applied to the construction machine to perform the safer and smoother equipment management of the construction machine. It informs workers of the danger of work and provides the effect to prevent the damage of construction equipment due to excessive work.

건설기계, 굴삭기, 자기수명, 진단Construction Machinery, Excavators, Self Life, Diagnostics

Description

건설기계의 자기수명 진단장치 및 그 방법{Apparatus and method for self analysis of expected life span in construction instruments}Apparatus and method for self analysis of expected life span in construction instruments

도 1은 일반적인 굴삭기 작업장치의 사시도,1 is a perspective view of a general excavator working device,

도 2는 굴삭기 작업장치의 응력 측정을 위한 스트레인 게이지의 부착도,2 is an attached view of a strain gauge for measuring the stress of the excavator working device,

도 3은 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,3 is a block diagram schematically showing the configuration of an apparatus for diagnosing self-life of construction machinery according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing in detail the operation of the method for diagnosing self-life of construction equipment according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 센서부100: sensor

200 : 제어부200: control unit

300 : 저장부300: storage unit

400 : 표시부400: display unit

500 : 경고부500: warning unit

600 : 통신부600: communication unit

본 발명은 자기수명 진단장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a self-life diagnostic apparatus and method thereof.

보다 상세하게는 굴삭기 등의 건설기계의 작업에 따른 현재 상태정보 및 앞으로의 사용수명을 작업자나 관리자가 손쉽게 확인할 수 있도록 하는 건설기계의 자기수명 진단장치 및 그 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a self-life diagnosis apparatus for a construction machine and a method for allowing a worker or a manager to easily check the current state information and future service life according to the work of a construction machine such as an excavator.

일반적으로 굴삭기는 각 작업기(붐, 암, 버켓)와, 각 작업기를 구동하기 위한 붐 실린더, 암 실린더 및 버켓 실린더와, 굴삭기 몸체의 선회동작을 위한 선회모터와, 각 실린더에 동력원인 압유를 공급하기 위한 원동기 및 유압펌프 등을 포함하여 구성된 것으로서, 굴삭, 배토, 정지 작업 등 여러 가지 작업을 수행하는 유압식 건설기계이다.In general, an excavator supplies each working machine (boom, arm, bucket), a boom cylinder, an arm cylinder and a bucket cylinder for driving each working machine, a turning motor for turning the excavator body, and a hydraulic oil for each cylinder. It is configured to include a prime mover and a hydraulic pump for, and is a hydraulic construction machine that performs a variety of operations, such as excavation, excavation, stop work.

상술한 굴삭기는 통상적으로 흙을 파는 작업을 위한 장비로만 알려져 왔으나, 경우에 따라서는 산악지대나 광산과 같은 사고 위험이 높은 작업장 및 심도 싶은 터널 작업에 이르기까지 다양하게 운용되고 있다.Excavators described above have been generally known only as equipment for digging soil, but in some cases, various excavators are used to work in high-risk workplaces such as mountainous areas or mines, and tunnel works that require depth.

또한, 굴삭기는 박스형 용접구조물이기 때문에 용접부에서 필연적으로 외부하중 및 사용조건에 의하여 피로 크랙과 같은 피로파괴/파손이 발생되는데, 이는 사용조건 및 사용시간에 따라 빨리 나타날 수도 있고, 보증사용시간 이후에 나타날 수도 있다.In addition, since the excavator is a box-type welded structure, fatigue failure / damage such as fatigue crack is inevitably generated by the external load and the use conditions at the weld, which may appear quickly depending on the use conditions and the use time, and after the guaranteed use time. May appear.

이처럼 필연적으로 피로수명을 가지고 있는 굴삭기와 같은 건설기계는 설계 보증시간 이내에 피로파괴/파손이 발생하느냐 이후에 발생하느냐에 따라 회사의 마케팅 방법, 설계수준, 품질수준이 결정되므로 피로수명을 파악하는 것이 가장 중요 하다. 즉, 석산 같은 장소에서는 아주 강도가 높은 작업하중이 걸리는 작업이 존재하고, 토사의 덤핑작업 같은 장소에서는 이보다 하중은 감소하지만 사용빈도가 많아지는 등 여러 가지 작업장마다의 고유특성이 존재하고 있으므로 건설기계의 수명을 파악하는 것이 매우 중요한 것이다.As such, construction machinery such as excavators that inevitably have fatigue life determine the company's marketing method, design level, and quality level depending on whether fatigue breakage / damage occurs within the design guarantee time or later. It is important. In other words, there are works that take very high working loads in places such as Seoksan, and there are inherent characteristics of various workplaces, such as less load but more frequent use in places such as earthen dumping. It is very important to know the lifespan.

따라서, 설계자들은 건설기계의 피로수명을 파악하고, 설계수명 내에서의 파괴/파손을 제거하기 위한 개선방법 및 해석방법을 연구개발하는데 많은 시간과 노력을 기울이고 있다.Therefore, designers spend a lot of time and effort in understanding fatigue life of construction machinery and researching and developing improvement methods and analysis methods for eliminating breakage / damage in design life.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 굴삭기 등의 건설기계에는, 현재의 작업환경에 따라 자기수명을 진단할 수 있는 장비가 자체적으로 구비되어 있지 않기 때문에 작업자가 작업장, 작업조건에 따른 건설기계의 손상도 및 현재시점에서의 잔존수명을 파악하기 어려웠으며, 이로 인해 건설기계를 원활하게 관리할 수 없는 문제점이 있었다.However, in the conventional construction machinery such as excavators as described above, since equipment for diagnosing self-life according to the current working environment is not provided on its own, the worker may be damaged in accordance with the workplace and working conditions. And it was difficult to grasp the remaining life at the present time, and there was a problem that can not manage the construction machinery smoothly.

또한, 실제 작업조건이 건설기계가 허용하는 작업조건의 한계를 초과하는 경우 종래의 건설기계에는 작업자에게 이를 경고할 수 있는 기능이 없었기 때문에 무리한 작업으로 인하여 건설기계에 피로가 누적되어 사용수명이 크게 단축되는 문제점이 있었다.In addition, when the actual working condition exceeds the limit of the working condition allowed by the construction machine, the conventional construction machine does not have a function to warn the worker, so fatigue is accumulated in the construction machine due to excessive work, which greatly increases the service life. There was a problem that is shortened.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있도록, 작업시 건설기계에 가해지는 응력이나 하중을 감지하고, 이를 토대로 장비의 손상도 및 현재시점에서의 잔존수명을 산출하여 작업자나 제3자(소유주, 관리자, A/S 담당자 등)에게 제공함 으로써, 보다 안전하고 원활한 건설기계의 장비관리가 이루어질 수 있도록 하는 건설기계의 자기수명 진단장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to detect the stress or load applied to the construction machinery during work, to solve the above-mentioned problems, and to calculate the damage degree of the equipment and the remaining life at the present time based on the worker or third party (owner It provides a self-life diagnosis apparatus and method for the construction machine to provide a safer and smoother equipment management of the construction machine by providing it to the manager, A / S manager, etc.).

본 발명의 다른 목적은, 사용조건에 대한 한계를 초과하는 경우 작업의 위험성을 작업자에게 알려 건설기계의 파손을 방지할 수 있도록 하는 건설기계의 자기수명 진단장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a self-life diagnosis apparatus and method for a construction machine, which can notify a worker of a danger of work when the limit for use conditions is exceeded, thereby preventing damage to the construction machine.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단장치는, 스트레인 게이지, 로드셀 등으로 이루어져 용접구조물의 내외면에 부착되어 있으며, 작업시 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘을 측정하는 센서부와; 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되면 해당 데이터를 토대로 현재의 피로내구수명을 유추하고, 유추한 현재의 피로내구수명과 데이터베이스로 구축되어 있는 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명을 비교하여 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 산출하며, 산출된 손상도, 잔존수명 등에 대한 결과를 화면상에 표시하도록 제어하는 제어부와; 건설기계마다 부여되는 고유한 ID, 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명, 건설기계의 사용조건에 대한 한계에 대한 정보를 저장하고 있으며, 제어부의 제어에 따라 센서부를 통해 감지한 데이터 및 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 누적, 저장하는 저장부와; 제어부의 제어에 따라 센서부를 통해 입력되는 부하조건에 따라 유추한 현재의 피로내구수명과 저장 부에 저장되어 있는 피로내구수명과의 비교를 통해 산출되는 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 화면상에 표시하는 표시부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Self-life diagnostic apparatus for construction machinery according to the present invention for achieving this purpose, consisting of a strain gauge, a load cell, and the like attached to the inner and outer surfaces of the welded structure, measuring the strain, stress, force applied to the construction machine during operation A sensor unit; When sensing data on strain, stress, and force applied to the construction machine are input from the sensor unit, the current fatigue endurance life is inferred based on the data, and the inferred current fatigue endurance life and the load conditions constructed from the database are used. By comparing fatigue life with time, the damage of construction machinery under the current use condition and the remaining life of construction machinery at the present time are calculated, and the results of the calculated damage, residual life, etc. are displayed on the screen. A control unit for controlling the control unit to perform the control; It stores information on the unique ID given to each construction machine, the load conditions such as strain applied to the construction machine, stress and force, fatigue endurance according to the use time, and limitations on the use condition of the construction machine. A storage unit for accumulating and storing the data sensed through the sensor unit and the damage of the construction machine with respect to the current use condition, the remaining life of the construction machine at the present time, and the like according to the control; The damage degree of the construction machine with respect to the current use condition calculated by comparing the current fatigue endurance life inferred according to the load condition input through the sensor unit under the control of the control unit and the fatigue endurance life stored in the storage unit, And a display unit for displaying on the screen the remaining life of the construction machine at the present time.

그리고, 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단장치는, 제어부의 제어에 따라 건설기계에 부여된 고유한 ID 및 건설기계에 현재 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건에 따라 산출된 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등에 관한 데이터를 유/무선 통신망을 통해 외부로 전송하여 제3자(소유주, 관리자, A/S 담당자 등)가 원격지에서 각 건설기계의 장비관리를 수행할 수 있도록 하는 통신부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the self-life diagnosis apparatus for a construction machine according to the present invention is a construction machine calculated according to a unique ID given to the construction machine and load conditions such as strain, stress, and force currently applied to the construction machine under the control of the control unit. Data on the degree of damage and the remaining life of construction machinery at the present time is transmitted to the outside via wired / wireless communication network so that a third party (owner, manager, A / S staff, etc.) manages the equipment of each construction machine remotely. It is preferable to further comprise a communication unit for performing the.

그리고, 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단장치는, 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터를 입력받은 제어부의 판단 결과 현재 사용중인 건설기계의 사용조건이 한계를 초과하면, 제어부의 제어에 따라 빛을 방출하거나 또는 음성을 발생시켜 작업자에게 이를 알리는 경고부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the self-life diagnosis apparatus for construction machinery according to the present invention, as a result of the determination of the control unit that receives the sensing data on the strain, stress, and force applied to the construction machine from the sensor unit, the operating conditions of the currently used construction machine is limited If exceeded, it is preferable to further include a warning unit for notifying the operator by emitting light or generating a voice under the control of the controller.

또한, 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단방법은, (1) 건설기계의 설계도면에 대한 용접구조물의 내구성해석을 통해 용접구조물의 취약 위치를 선정한 후 스트레인 게이지, 로드셀 등의 센서를 설치하고, 각 작업현장에서의 시험조건을 부과하여 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 따른 피로내구수명과 피로내구수명에 따른 건설기계의 손상도, 건설기계의 잔존수명 등을 데이터베이스로 구축하여 각 건설기계의 저장부에 저장하는 과정과; (2) 건설기계의 제어부에서 용접구 조물의 취약 위치에 설치된 스트레인 게이지, 로드셀 등으로 이루어진 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되는지를 판단하는 과정과; (3) 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되면, 제어부에서 해당 데이터를 토대로 현재의 피로내구수명을 유추하는 과정과; (4) 제어부에서 (3) 과정을 통해 유추한 현재의 피로내구수명과 데이터베이스로 구축되어 있는 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명을 비교하여 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 산출하는 과정과; (5) 제어부에서 (4) 과정을 통해 산출된 손상도, 잔존수명 등에 대한 결과를 표시부에 표시하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the self-life diagnosis method of the construction machine according to the present invention, (1) by selecting the weak position of the welded structure through the durability analysis of the welded structure to the design drawings of the construction machine, and then install the sensors such as strain gauge, load cell By imposing the test conditions at each work site, the fatigue durability life according to the strain, stress, and force applied to the construction machine, the damage degree of the construction machine according to the fatigue durability life, the remaining life of the construction machine, etc. Storing the storage unit of the construction machine; (2) a process of determining whether the sensing data for strain, stress, and force applied to the construction machine are input from a sensor unit including a strain gauge, a load cell, etc. installed at a weak position of the welded structure in a control unit of the construction machine; (3) a process of inferring the current fatigue endurance life based on the data from the control unit when sensing data on strain, stress and force applied to the construction machine is input from the sensor unit; (4) By comparing the current fatigue durability life inferred through the process of (3) in the control unit with the fatigue condition life according to the load condition and usage time established in the database, Calculating the remaining life of the construction machine at the time; (5) characterized in that the control unit comprises a process of displaying the result of the damage degree, the remaining life and the like calculated through the step (4) on the display unit.

그리고, 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단방법은, 상술한 (5) 과정 이후, (6) 제어부에서 건설기계에 부여된 고유한 ID 및 건설기계에 현재 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건에 따라 산출된 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등에 관한 데이터를 유/무선 통신망을 통해 외부로 전송하여 제3자(소유주, 관리자, A/S 담당자 등)가 원격지에서 각 건설기계의 장비관리를 처리하는 과정을 더 수행하는 것이 바람직하다.In addition, the method for diagnosing self-life of a construction machine according to the present invention includes a unique ID assigned to the construction machine in the control unit and the strain, stress, force, etc. currently applied to the construction machine after the above-mentioned process (5). The third party (owner, manager, A / S personnel, etc.) transmits data on the damage of construction equipment calculated according to the load condition and the remaining life of construction equipment at the present time to the outside through wired / wireless communication network. It is desirable to perform a further process of handling the equipment management of each construction machine at a remote site.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 건설기계의 자기수명 진단장치 및 그 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the self-life diagnostic apparatus and method of the construction machine of the present invention.

도 1은 일반적인 굴삭기 작업장치의 사시도이며, 도 2는 굴삭기 작업장치의 응력 측정을 위한 스트레인 게이지의 부착도이다.1 is a perspective view of a general excavator working device, Figure 2 is an attachment of a strain gauge for measuring the stress of the excavator working device.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단을 위해서는 각 작업현장에서의 부하조건에 따른 건설기계의 피로내구수명, 손상도, 잔존수명 등에 대한 데이터를 획득하여야 한다.As shown, in order to diagnose the self-life of a construction machine according to the present invention, it is necessary to obtain data on fatigue life, damage degree, and remaining life of the construction machine according to load conditions at each work site.

즉, 건설기계의 피로내구수명과, 피로내구수명에 따른 건설기계의 손상도, 건설기계의 잔존수명 등을 데이터베이스로 구축하기 위해서는 우선 도 2에 도시된 바와 같이 프로토(proto) 제작품인 건설기계의 설계도면에 대한 용접구조물의 내구성해석을 통해 용접구조물의 취약 위치를 선정한 후 스트레인 게이지, 로드셀 등의 센서를 설치한다.That is, in order to construct the fatigue life of the construction machine, the damage degree of the construction machine according to the fatigue endurance, the remaining life of the construction machine, etc. as a database, as shown in FIG. After selecting the weak position of the welded structure by analyzing the durability of the welded structure on the design drawing, sensors such as strain gauge and load cell are installed.

그리고, 작업현장의 부하조건에 따른 시험조건을 부과하여 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 따른 피로내구수명과, 피로내구수명에 따라 건설기계의 손상도, 건설기계의 잔존수명 등을 데이터베이스로 구축한 후, 양산되는 각 건설기계에 데이터베이스로 구축된 피로내구수명, 손상도, 잔존수명 등에 대한 데이터를 저장함으로써, 데이터베이스로 구축된 데이터와 각 작업현장에서의 부하조건에 따라 건설기계에 가해지는 감지 데이터의 비교를 통해 건설기계의 자기수명 진단을 수행할 수 있도록 한다.In addition, by applying test conditions according to the load conditions of the work site, fatigue durability life according to strain, stress, and force applied to construction machinery, damage degree of construction machinery according to fatigue durability life, remaining life of construction machinery, etc. After the construction, the data of fatigue durability, damage, and remaining life, which are built into the database, are stored in each construction machine, and applied to the construction machine according to the data constructed in the database and the load conditions at each work site. By comparing the detected sensing data, it is possible to perform self-life diagnosis of construction equipment.

도 3은 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of a device for diagnosing self-life of a construction machine according to the present invention.

도시된 바와 같이, 센서부(100)는 스트레인 게이지, 로드셀 등으로 이루어져 용접구조물의 내외면에 부착되어 있으며, 작업시 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘을 측정하여 제어부(200)로 출력한다.As shown, the sensor unit 100 is made of a strain gauge, a load cell, and the like attached to the inner and outer surfaces of the welded structure, and measures the strain, stress, and force applied to the construction machine during operation, and outputs it to the control unit 200. .

제어부(200)는 센서부(100)로부터 현재 작업중인 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되면 해당 데이터를 토대로 현재의 피로내구수명을 유추하고, 유추한 현재의 피로내구수명과 저장부(300)에 저장되어 있는 각 작업현장의 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명을 비교하여 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 산출하고, 산출된 손상도, 잔존수명 등에 대한 결과를 표시부(400)의 화면상에 표시하도록 제어한다.The control unit 200 infers the current fatigue endurance life based on the data when the sensing data on the strain, stress, and force applied to the construction machine currently working from the sensor unit 100 is input, and infers the current fatigue endurance. By comparing the lifespan and fatigue lifespan according to the load condition and usage time of each work site stored in the storage unit 300, the damage degree of the construction machine under the current use condition, the remaining life of the construction machine at the present time, etc. The control unit is configured to display the result of the damage degree, the remaining life, and the like on the screen of the display unit 400.

그리고, 제어부(200)는 센서부(100)로부터 입력되는 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘이 건설기계의 사용조건에 대한 한계를 초과하는 경우, 경고부(500)를 통해 빛을 방출하거나 또는 음성을 발생시켜 작업자에게 이를 경고하도록 제어한다.The controller 200 emits light through the warning unit 500 when the strain, stress, or force applied to the construction machine input from the sensor unit 100 exceeds the limit for the use condition of the construction machine. Or generate a voice control to alert the operator.

저장부(300)는 건설기계마다 부여되는 고유한 ID, 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명, 건설기계의 사용조건에 대한 한계에 대한 정보를 저장하고 있으며, 제어부(200)의 제어에 따라 센서부(100)를 통해 감지한 데이터 및 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 누적, 저장한다.The storage unit 300 provides information on a unique ID assigned to each construction machine, strain applied to the construction machine, load conditions such as stress, force, fatigue endurance life according to use time, and limitations on the use condition of the construction machine. Accumulate and store the data detected by the sensor unit 100 under the control of the control unit 200 and the damage of the construction machine for the current use condition, the remaining life of the construction machine at the present time, and the like. .

표시부(400)는 통상적으로 LCD 등으로 구성되며, 제어부(200)의 제어에 따라 센서부(100)를 통해 입력되는 부하조건에 따라 유추한 현재의 피로내구수명과 저장부(300)에 저장되어 있는 피로내구수명과의 비교를 통해 산출되는 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 화면상에 표시한다.The display unit 400 is typically composed of an LCD and the like, and is stored in the current fatigue durability life and storage unit 300 inferred according to the load condition input through the sensor unit 100 under the control of the control unit 200. On the screen, the damage degree of construction machinery under the current use condition and the remaining life of construction machinery at the present time are calculated on the screen.

경고부(500)는 현재 사용중인 건설기계의 사용조건이 한계를 초과하는 경우 제어부(200)의 제어에 따라 빛을 방출하거나 또는 음성을 발생시킨다. 이에 따라 작업자는 현재의 작업상황이 건설기계에 적합하지 않음을 바로 확인하여 작업을 중단함으로써, 건설기계의 파손을 방지할 수 있게 된다.The warning unit 500 emits light or generates a voice according to the control of the control unit 200 when the condition of use of the construction machine currently being used exceeds the limit. Accordingly, the worker immediately stops the work by immediately checking that the current working situation is not suitable for the construction machine, thereby preventing damage to the construction machine.

통신부(600)는 제어부(200)의 제어에 따라 건설기계에 부여된 고유한 ID 및 건설기계에 현재 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건에 따라 산출된 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등에 관한 데이터를 유/무선 통신망을 통해 외부로 전송하여 제3자(소유주, 관리자, A/S 담당자 등)가 원격지에서 각 건설기계의 장비관리를 수행할 수 있도록 한다.The communicator 600 may damage the construction machine calculated according to a unique ID given to the construction machine under the control of the control unit 200 and load conditions such as strain, stress, and force currently applied to the construction machine. The third party (owners, managers, A / S personnel, etc.) can perform the equipment management of each construction machine remotely by transmitting data on the remaining life of construction equipment to the outside through wired / wireless communication network.

즉, 외부에 위치한 제3자가 통신부(600)를 통해 전송되는 건설기계에 부여된 고유한 ID 및 건설기계의 손상도, 잔존수명 등에 관한 데이터를 토대로 일군의 건설기계에 대한 원격 관리를 수행할 수 있도록 하는 것이다.That is, a third party located outside can perform remote management of a group of construction machinery based on the unique ID given to the construction machinery transmitted through the communication unit 600, the damage degree of the construction machinery, the remaining life, and the like. To ensure that

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단방법의 동작과정을 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Next, the operation of the method for diagnosing the self life of a construction machine according to the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to FIG. 4.

도 4는 본 발명에 따른 건설기계의 자기수명 진단방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.Figure 4 is a flow chart showing in detail the operation of the method for diagnosing self-life of construction equipment according to the present invention.

우선, 건설기계 제조업체 측에서는 건설기계의 설계도면에 대한 용접구조물의 내구성해석을 통해 용접구조물의 취약 위치를 선정한 후 스트레인 게이지, 로드셀 등의 센서를 설치하고, 각 작업현장에서의 시험조건을 부과하여 건설기계에 가 해지는 스트레인, 응력, 힘에 따른 피로내구수명과 피로내구수명에 따른 건설기계의 손상도, 건설기계의 잔존수명 등을 데이터베이스로 구축하여 각 건설기계의 저장부(300)에 저장한다(S100). 즉, 자기수명 진단을 위해 구축한 데이터를 각 건설기계에 저장하여 판매를 수행하는 것이다.First, the construction machine manufacturer selects the weak position of the welded structure by analyzing the durability of the welded structure on the design drawing of the construction machine, installs sensors such as strain gauge and load cell, and imposes test conditions at each work site. Fatigue endurance life due to strain, stress, and force applied to the machine, damage degree of construction machinery according to fatigue endurance life, remaining life of construction machinery, etc. are built into the database and stored in the storage unit 300 of each construction machine ( S100). In other words, the data constructed for the self-life diagnosis is stored in each construction machine to perform the sale.

이처럼, 건설기계의 자기수명 진단을 위한 데이터를 저장한 건설기계가 실제 작업현장에 투입되면, 건설기계의 제어부(200)에서는 용접구조물의 취약 위치에 설치된 스트레인 게이지, 로드셀 등으로 이루어진 센서부(100)로부터 현재 작업중인 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되는지를 판단한다(S200).As such, when a construction machine storing data for diagnosing self-life of a construction machine is put into an actual work site, the control unit 200 of the construction machine includes a sensor unit 100 formed of a strain gauge, a load cell, etc. installed at a weak position of a welded structure. It is determined whether the sensing data for the strain, stress, and force applied to the current construction machinery from the input (S200).

판단 결과 센서부(100)로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되면, 제어부(200)에서 해당 데이터를 토대로 현재의 피로내구수명을 유추한다(S300).As a result of the determination, when sensing data on strain, stress, and force applied to the construction machine is input from the sensor unit 100, the controller 200 infers the current fatigue durability life based on the corresponding data (S300).

그리고, 제어부(200)에서는 상술한 과정(S200)을 통해 유추한 현재의 피로내구수명과 저장부(300)에 데이터베이스로 구축되어 있는 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명을 비교하여 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 산출한다(S400).In addition, the control unit 200 compares the current fatigue endurance life inferred through the above-described process (S200) and the fatigue endurance life according to the load condition and use time established as a database in the storage unit 300 and uses the current. The damage of the construction machine under the condition, the remaining life of the construction machine at the present time, etc. are calculated (S400).

그리고, 제어부(200)에서 상술한 과정(S400)을 통해 산출된 손상도, 잔존수명 등에 대한 결과를 표시부(400)에 표시하여 작업자가 건설기계의 현재 손상도, 잔존수명 등을 손쉽게 확인할 수 있도록 한다(S500).In addition, the control unit 200 displays the result of the damage degree, the remaining life, etc. calculated through the above-described process (S400) on the display unit 400 so that the worker can easily check the current damage degree, the remaining life, etc. of the construction machine. (S500).

이때, 상술한 과정(S300)을 통해 센서부(100)로부터 건설기계에 가해지는 스 트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터를 입력받은 제어부(200)에서는 현재 작업중인 건설기계가 사용조건의 한계를 초과하면, 경고부(500)를 통해 빛을 방출하거나 또는 음성을 출력하여 작업자에게 이를 경고할 수 있다.At this time, the control unit 200 that receives the sensing data on the strain, stress, and force applied to the construction machine from the sensor unit 100 through the above-described process (S300) in the construction machine currently working on the limit of the use condition If exceeded, light may be emitted through the warning unit 500 or a voice may be output to alert an operator.

한편, 전술한 과정(S500) 이후, 제어부(200)에서는 유/무선 통신을 수행하는 통신부(600)를 통해 건설기계에 부여된 고유한 ID 및 건설기계에 현재 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건에 따라 산출된 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등에 관한 데이터를 외부로 전송하여 제3자(소유주, 관리자, A/S 담당자 등)가 원격지에서 각 건설기계의 장비관리를 처리하도록 한다(S600). 즉, 외부에 위치한 제3자가 통신부(600)를 통해 건설기계로부터 전송되는 데이터를 토대로 일군의 건설기계에 대한 원격 관리가 가능하도록 하는 것이다.On the other hand, after the above-described process (S500), the control unit 200, such as the unique ID given to the construction machine through the communication unit 600 for performing wired / wireless communication and the strain, stress, force, etc. currently applied to the construction machine Data on the damage of the construction machinery calculated according to the load conditions, the remaining life of the construction machinery at the present time, etc. are transmitted to the outside, so that a third party (owner, manager, A / S personnel, etc.) Process the equipment management (S600). That is, a third party located outside allows remote management of a group of construction machinery based on data transmitted from the construction machinery through the communication unit 600.

이상에서와 같이 본 발명의 건설기계의 자기수명 진단장치 및 그 방법에 따르면, 굴삭기 등의 건설기계에 가해지는 응력이나 하중을 센서를 통해 감지하고, 감지된 데이터를 토대로 건설기계의 현재상태 및 잔존수명을 예측하여 작업자나 관리자에게 제공하기 때문에 보다 안전하고 원활한 건설기계의 장비관리를 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the self-life diagnosis apparatus and method of the construction machine of the present invention, the stress or load applied to the construction machine such as an excavator through a sensor, and based on the detected data the current state and remaining of the construction machine Since life expectancy is predicted and provided to workers or managers, it is effective to perform safe and smooth construction equipment management.

또한, 건설기계에 가해지는 응력이나 하중을 감지한 데이터를 누적, 관리함으로써, 건설기계에 이상이 발생되는 경우 누적된 데이터를 토대로 건설기계의 상태를 정확하게 파악할 수 있으며, 이를 토대로 원활한 애프터 서비스를 수행할 수 있는 효과가 있다. In addition, by accumulating and managing data that detects stress or load applied to construction machinery, when an abnormality occurs in construction machinery, it is possible to accurately grasp the state of construction machinery based on the accumulated data and perform smooth after-sales service based on this. It can work.                     

또한, 사용조건에 대한 한계를 초과하는 경우 작업의 위험성을 작업자에게 알려 주기 때문에 과도한 작업으로 인한 건설기계 파손을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the worker is notified of the danger of work when the limit for the use conditions is exceeded, there is an effect that can prevent the construction machinery damage due to excessive work in advance.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Herein, while the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art will variously modify the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And can be changed.

Claims (6)

스트레인 게이지, 로드셀 등으로 이루어져 용접구조물의 내외면에 부착되어 있으며, 작업시 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘을 측정하는 센서부;A sensor unit consisting of a strain gauge, a load cell, and the like, attached to the inner and outer surfaces of the welded structure and measuring strain, stress, and force applied to the construction machine during operation; 상기 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되면 해당 데이터를 토대로 현재의 피로내구수명을 유추하고, 유추한 현재의 피로내구수명과 데이터베이스로 구축되어 있는 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명을 비교하여 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 산출하며, 산출된 손상도, 잔존수명 등에 대한 결과를 화면상에 표시하도록 제어하는 제어부;When sensing data on strain, stress, and force applied to the construction machine are input from the sensor unit, the current fatigue endurance life is inferred based on the data, and the inferred current fatigue endurance life and the load conditions constructed from the database By comparing the fatigue lifespan according to the usage time, it calculates the damage of construction machinery under the current use condition, the remaining life of the construction machinery at the present time, and the result of the calculated damage, remaining life, etc. on the screen. A control unit for controlling the display; 건설기계마다 부여되는 고유한 ID, 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명, 건설기계의 사용조건에 대한 한계에 대한 정보를 저장하고 있으며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 센서부를 통해 감지한 데이터 및 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 누적, 저장하는 저장부; 및It stores information on the unique ID given to each construction machine, the load conditions such as strain applied to the construction machine, the stress and force, the fatigue durability according to the use time, and the limitations on the use conditions of the construction machine. A storage unit for accumulating and storing data sensed through the sensor unit and damage of construction machinery under current use conditions, and remaining life of construction machinery at the present time; And 상기 제어부의 제어에 따라 상기 센서부를 통해 입력되는 부하조건에 따라 유추한 현재의 피로내구수명과 상기 저장부에 저장되어 있는 피로내구수명과의 비교를 통해 산출되는 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 화면상에 표시하는 표시부를 포함하여 구성하되,According to the control of the control unit of the construction machine for the current use conditions calculated by comparing the current fatigue endurance life inferred according to the load condition input through the sensor unit and the fatigue endurance life stored in the storage unit The damage degree, including the display unit for displaying on the screen the remaining life of the construction machine at the present time, 상기 제어부의 제어에 따라 건설기계에 부여된 고유한 ID 및 건설기계에 현재 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건에 따라 산출된 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등에 관한 데이터를 유/무선 통신망을 통해 외부로 전송하여 제3자(소유주, 관리자, A/S 담당자 등)가 원격지에서 각 건설기계의 장비관리를 수행할 수 있도록 하는 통신부와, 상기 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터를 입력받은 상기 제어부의 판단 결과 현재 사용중인 건설기계의 사용조건이 한계를 초과하면, 상기 제어부의 제어에 따라 빛을 방출하거나 또는 음성을 발생시켜 작업자에게 이를 알리는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 자기수명 진단장치.The unique ID assigned to the construction machine under the control of the control unit, the damage degree of the construction machine calculated according to the load conditions such as strain, stress, and force currently applied to the construction machine, the remaining life of the construction machine at the present time, etc. Communication unit for transmitting the data related to the outside through the wired / wireless communication network so that third parties (owners, managers, A / S personnel, etc.) can perform the equipment management of each construction machine at a remote location, and the construction from the sensor unit As a result of the determination of the control unit that receives the sensing data on the strain, stress, and force applied to the machine, if the use condition of the construction machine currently in use exceeds the limit, light or voice is generated under the control of the control unit. Self-life diagnostic apparatus for a construction machine, characterized in that it further comprises a warning unit for informing the worker. 삭제delete 삭제delete (1) 건설기계의 설계도면에 대한 용접구조물의 내구성해석을 통해 용접구조물의 취약 위치를 선정한 후 스트레인 게이지, 로드셀 등의 센서를 설치하고, 각 작업현장에서의 시험조건을 부과하여 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 따른 피로내구수명과 피로내구수명에 따른 건설기계의 손상도, 건설기계의 잔존수명 등을 데이터베이스로 구축하여 각 건설기계의 저장부에 저장하는 과정;(1) After selecting the weak position of the welded structure through the durability analysis of the welded structure on the design drawing of the construction machine, install the sensors such as strain gauge and load cell, and apply the test condition at each work site and apply it to the construction machine. A process of constructing a database of fatigue durability life according to strain, stress and force, damage of construction machinery according to fatigue durability life, remaining life of construction machinery, etc. as a database and storing them in the storage unit of each construction machine; (2) 건설기계의 제어부에서 용접구조물의 취약 위치에 설치된 스트레인 게이지, 로드셀 등으로 이루어진 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되는지를 판단하는 과정;(2) a process of determining whether sensing data for strain, stress, and force applied to the construction machine are input from a sensor unit including a strain gauge, a load cell, etc. installed at a weak position of the weld structure in a control unit of the construction machine; (3) 상기 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터가 입력되면, 상기 제어부에서 해당 데이터를 토대로 현재의 피로내구수명을 유추하는 과정;(3) inferring the current fatigue endurance life based on the data from the control unit when sensing data on strain, stress, and force applied to the construction machine is input from the sensor unit; (4) 상기 제어부에서 상기 과정(3)을 통해 유추한 현재의 피로내구수명과 데이터베이스로 구축되어 있는 부하조건과 사용시간에 따른 피로내구수명을 비교하여 현재의 사용조건에 대한 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등을 산출하고, 상기 센서부로부터 건설기계에 가해지는 스트레인, 응력, 힘에 대한 감지 데이터를 입력받은 상기 제어부에서 현재 작업중인 건설기계가 사용조건의 한계를 초과하면, 경고부를 통해 빛을 방출하거나 또는 음성을 출력하여 작업자에게 이를 경고하는 과정; 및(4) The damage degree of the construction machine with respect to the current use condition by comparing the current fatigue endurance life inferred through the process (3) and the fatigue endurance life according to the use time and the load condition established in the database by the control unit. And calculating the remaining life of the construction machine at the present time and receiving the detection data on the strain, stress, and force applied to the construction machine from the sensor unit. If exceeded, emitting a light through the warning unit or outputs a voice to warn the worker; And (5) 상기 제어부에서 상기 과정(4)을 통해 산출된 손상도, 잔존수명 등에 대한 결과를 표시부에 표시하고, 상기 제어부에서 건설기계에 부여된 고유한 ID 및 건설기계에 현재 가해지는 스트레인, 응력, 힘 등의 부하조건에 따라 산출된 건설기계의 손상도, 현재시점에서의 건설기계의 잔존수명 등에 관한 데이터를 유/무선 통신망을 통해 외부로 전송하여 제3자(소유주, 관리자, A/S 담당자 등)가 원격지에서 각 건설기계의 장비관리를 처리하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 건설기계의 자기수명 진단방법.(5) The control unit displays the result of the damage degree, the remaining life, etc. calculated through the process (4) on the display unit, and the unique ID assigned to the construction machine in the control unit and the strain and stress currently applied to the construction machine. The third party (owner, manager, A / S) transmits data on the damage of construction equipment calculated according to the load conditions such as power, force, etc. to the outside through the wired / wireless communication network. Personnel, etc.) self-life diagnostic method comprising the process of processing the equipment management of each construction machine at a remote site. 삭제delete 삭제delete
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