KR100878639B1

KR100878639B1 - 시료 처리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR100878639B1
Application number: KR1020070020706A
Authority: KR
Inventors: 전승원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2009-01-15
Also published as: KR20080080698A

Abstract

제철소의 고로, 제강 공정 등에서 후 공정 진행을 위하여 수집되는 시료를 신속하게 전송, 분석 처리하는 시료 처리 시스템 및 방법이 제공된다.

상기 시료 처리 시스템은, 시료가 분리 대기되는 시료 수취수단의 일측에 시료 전송을 위하여 배치된 제1 레일과 그 일측으로 분체 시료 전송을 위하여 배치된 제1 컨베이어를 포함하는 시료 수취부;와, 상기 제1 레일에 교차 배치되는 시료 전송을 위한 제2 레일과 상기 제1 컨베이어에 교차 배치되는 분체 시료 전송을 위한 제2 컨베이어 및, 상기 제2 레일 및 제2 컨베이어의 경로 상에 배치된 시료 가공수단과 분체 시료 가공수단을 포함하는 시료 가공부; 및, 상기 제2 레일과 제2 컨베이어와 교차 배치되는 제3 레일 및, 가공수단들을 통하여 가공된 시료들이 투입되어 분석되는 선강 시료 분석기와 제선-분체 시료 분석기를 포함하는 시료 분석부를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 시료의 수취, 가공 및 분석의 일련의 시료 처리 자동화로 구현하여 획기적으로 신속하게 수행하도록 하고, 신속한 시료 처리를 기반으로 제철소 조업 품질을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

시료, 시료 기송, 시료 가공, 시료 전송, 시료 분석

Description

시료 처리 시스템 및 방법{Sample Treating System and Method}

도 1은 본 발명에 따른 시료 처리 시스템의 전체 구성을 평면 상태로 도시한 구성도

도 2는 본 발명에 따른 시료 처리 시스템을 이용한 시료 성분별 처리를 도시한 것으로서,

(a)는 선강 시료의 처리단계를 도시한 평면 구성도

(b)는 제선 시료의 처리단계를 도시한 평면 구성도

(c)는 분체 시료(슬래그 시료) 처리단계를 도시한 평면 구성도

도 3은 종래와 본 발명의 시료 처리단계를 개략적으로 도시한 것으로서,

(a)는 선강 시료 처리단계를 도시한 모식도

(b)는 제선 시료 처리단계를 도시한 모식도

(c)는 분체 시료 처리단계를 도시한 모식도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 시료 처리 시스템 10.... 시료 수취부

12.... 시료 수취수단 14.... 제1 레일

16.... 제1 컨베이어 30.... 시료 가공부

32.... 제2 레일 34.... 제2 컨베이어

36,38.... 가공수단 50.... 시료 분석부

52.... 제3 레일 56,58.... 분석기

60.... 표면검사기 70,76.... 다관절 로봇

72.... 1축 로봇 74.... 보조 로봇

90,92.... 저장통

본 발명은 시료 처리 시스템 및 방법에 관한 것이며, 더욱 상세히는 조업현장에서 기송된 시료의 수취, 가공 및 분석의 일련의 시료 처리 작업을 작업자의 수작업을 배제한 자동화로 구현하여 시료 처리 작업을 획기적으로 신속하게 수행하는 것을 가능하게 하고, 신속한 시료 처리를 기반으로 제철소 조업 품질을 향상시킨 시료 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

제철소에서는 고로 공정의 용선, 제강공정의 용선 및 용강 또는, 슬래그의 성분을 분석하여 이를 다음 공정의 기초 자료로 사용하여 품질을 높이는데, 이와 같은 조업 현장에서 발생하는 각종 시료들은 통상 기송 설비를 통하여 시료 채취 장소에서 분석 장소로 시료(sample)를 기송한다.

예컨대, 시료의 기송은, 선강 시료 채취 장소에서 공기압 송배관(Air Shooter Line)(기송관이라고도 함)을 통하여 분석 장소까지 기송되는데, 현재 제철소에 발생되는 시료는 대략 하루에 1500개 이상일 정도로 상당한 양이다.

그런데, 현재에는 시료 수집 장소에서 분석 장소로 기송 설비를 통하여 시료가 넣어진 기송자를 전송하면, 작업자는 기송자에서 시료를 수취하고, 이를 분석에 적당한 형태로 가공 예컨대, 선강시료(steel/iron sample)인 경우 연마기 등에서 가공(도 3a 참조)하여 분석이 용이한 상태로 셋팅하고 가공이 완료된 시료는 분석기에 투입하며, 분석결과도 수작업으로 제철소 조업정보시스템(MES)에 입력하여 시료의 기송과 가공 및 분석이 수행된다.

따라서, 종래의 경우에는, 시료 가공 및 분석 등의 일련의 작업은 시료 처리작업은 물론이고, 분석 결과 까지도 수작업으로 처리하였기 때문에, 시료 처리 즉, 시료 수취, 가공 및 분석에 상당한 인원이 투입되어야 하는 것이었다.

그러나, 많은 인력을 투입하는 것에 비하여 시료 수취, 가공 및 최종적인 분석에 상당한 시간이 소요되기 때문에, 신속한 조업을 뒷받침하는데 문제가 있었다.

따라서, 시료 분석 결과는 기반으로 조업하는 제강, 고로 등의 제철소의 주요한 조업시 분석 결과를 기다려야 하는 조업(생산) 지연이 발생하면서 결과적으로 제철소 조업 생산성을 악화시키는 것은 물론, 제품 품질의 저하에도 영향을 미치는 실정이었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 가능한 시료의 수취, 가공 및 분석을 자동 화로 처리하는 시료 처리 시스템을 제공하여 종래 문제를 해소한 기술을 제안하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 조업현장에서 기송된 시료의 수취, 가공 및 분석의 일련의 시료 처리 작업을 작업자의 수작업을 배제한 자동화로 구현하여 시료 처리 작업을 획기적으로 신속하게 수행하는 것을 가능하게 하고, 신속한 시료 처리를 기반으로 제철소 조업 품질을 향상시키는 시료 처리 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 제철소 고로 및 제강 공정에서 수집된 선강, 제선 또는 분체 시료들을 처리하기 위한 시료 처리 시스템에 있어서, 선강-제선 시료 또는 분체 시료가 분리 대기되는 시료 수취수단과, 상기 시료 수취수단의 일측에 시료 전송을 위하여 배치된 제1 레일 및, 상기 제1 레일의 일측으로 배치된 분체 시료 전송을 위한 제1 컨베이어를 포함하여 조업 현장에서 수집 기송된 시료들을 수취하는 시료 수취부;
상기 제1 레일에 교차 배치되는 시료 전송을 위한 제2 레일과 상기 제1 컨베이어에 교차 배치되는 분체 시료의 전송을 위한 제2 컨베이어 및, 상기 제2 레일 및 제2 컨베이어의 경로 상에 배치된 시료 가공수단과 분체 시료 가공수단을 포함하여 수취된 시료의 분석을 위하여 가공하는 시료 가공부; 및,
상기 제2 레일과 제2 컨베이어와 교차 배치되는 제3 레일 및, 가공수단들을 통하여 가공된 시료들이 투입되어 분석되는 선강 시료 분석기와 제선-분체 시료 분석기를 포함하는 시료 분석부;
를 포함하여 구성된 시료 처리 시스템을 제공한다.

삭제

다음, 기술적인 다른 측면의 제 1 실시예로서 본 발명은, 시료 수취부의 시료 수취수단에서 대기중인 시료를 제1 레일상의 제1 다관절 로봇으로 수취하는 시료 수취단계;

상기 다관절 로봇을 통하여 제1 레일과 교차 배치된 제2 레일상의 1축 로봇에 시료를 전송하여 가공수단에 투입하며, 가공된 시료를 제2 레일로 전송하는 시료 가공단계; 및,

상기 가공된 시료를 제2 레일에 교차 배치된 제3 레일상의 제2 다관절 로봇을 이용 발광분광 분석기에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계;

를 포함하여 선강 시료를 처리토록 구성된 시료 처리 방법을 제공한다.

또한, 기술적인 다른 측면의 제 2 실시예로서 본 발명은, 시료 수취부의 시료 수취수단에서 대기중인 시료를 제1 레일 상의 제1 다관절 로봇으로 수취하는 시료 수취단계;

상기 다관절 로봇을 통하여 제 1 레일과 교차 배치된 제2 레일 상의 1축 로봇에 시료를 전송하고, 시료를 가공수단에 투입하며, 가공된 시료를 제2 레일로 전송하는 시료 가공단계; 및,

상기 가공된 시료를 제2 레일에 교차 배치된 제3 레일 상의 제2 다관절 로봇을 이용하여 형광 엑스선 분석기에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계;

를 포함하여 제선 시료를 처리토록 구성된 시료 처리 방법을 제공한다.

또한, 기술적인 다른 측면의 제3 실시예로서 본 발명은, 시료 수취부의 시료 수취수단에 기송 대기중인 분체 시료(용기)를 제1 레일 상의 제1 다관절 로봇으로 수취하는 시료 수취단계;

상기 다관절 로봇을 통하여 제1 레일 일측의 제1 컨베이어를 매개하거나 바로 제1 컨베이어에 교차 배치된 제2 컨베이어로 전송하고 시료를 가공수단에 투입하며, 가공된 시료를 제2 컨베이어로 전송하는 시료 가공단계; 및,

상기 가공된 시료를 제2 컨베이어에 교차 배치된 제3 레일 상의 제2 다관절 로봇을 이용 형광 엑스선 분석기에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계;

를 포함하여 분체 시료를 처리토록 구성된 시료 처리 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1에서는 본 발명인 시료 처리 시스템(1)의 전체 구성을 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 제철소 고로 및 제강 공정에서 수집된 선강, 제선 또는 분체 시료들을 처리하기 위한 본 발명의 시료 처리 시스템(1)은, 크게 조업 현장 예를 들어, 고로 공정이나 제강공정에서 수집되어 기송된 시료들을 수취하는 시료 수취부(10)와, 상기 시료 수취부(10)에서 수취된 시료의 분석을 위하여 가공하는 시료 가공부(30) 및, 상기 가공부에서 가공된 시료를 분석하는 시료 분석부(50)를 포함하여 구성되어 있다.

다만, 이하에서 제강공정에서 수집 처리되는 용선/용강 시료를 '선강시료'라하고, 고로공정에서 수집 처리되는 용선시료를 '제선시료'라 하며, 슬래그(slag) 시료는 분체(또는 비드형태) 처리하기 때문에 '분체시료'라 약하여 설명한다.

그리고, 가공수단과 분석기의 대상이 되는 시료는 함께 표시하기 위하여 선강-제선 가공수단, 제선-분체 시료 분석기 등으로 '-'를 붙여서 설명한다.

따라서, 이와 같은 본 발명의 시료 처리 시스템(1)은 기존에 수작업으로 시료를 수취하고, 가공하고, 분석하는 전체의 시료 처리 작업을 자동화하여 더욱 신속하게 시료를 처리 분석함으로써, 이 분석을 토대로 수행되는 제련 공정 등의 후 공정을 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 데에 그 기술적 특징이 있다.

다음, 본 발명의 시료 처리 시스템(1)에서 상기 각각의 시료 수취부(10)와 시료 가공부(30) 및 시료 분석부(50)를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 시료 처리 시스템(1)에서 상기 시료 수취부(10)는, 기송된 선강, 제선 시료 및 분체 시료가 분리 안착되고 적어도 1열 이상 배치되어 시료의 가공부 투입을 대기토록 구성된 시료 수취수단(12)과, 상기 시료 수취수단(12)의 일측에 적어도 1열 이상 배치되고 상시 시료 수취수단의 시료들을 가공부로 전송하는 제1 다관절 로봇(70)이 주행 가능하게 설치된 제1 레일(14) 및, 상기 제1 레일(14)의 일측으로 적어도 1열 이상 배치되고 상기 시료 수취수단(12)으로부터 상기 제1 다관절 로봇(70)을 통하여 분체 시료가 안착 이송되는 제1 컨베이어(16)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 도 1과 같이, 본 발명의 시료 수취수단(12)은 선강 및 제선 시료는 시료 자체가 전송 처리되지만, 분체 시료는 슬래그 분체가 용기에 담아져 처리되기 때문 에, 시료 수취수단(12)은 'receiving station'의 기능을 하도록 기송된 시료를 수취 위치에서 대기 시키는 선강-제선 시료용 체인벨트(미도시)와 분체 시료(용기)용 컨베이어(미도시)가 각각 분리되어 가동되고, 각각 벨트 끝부분이 시료들의 수취 대기 위치가 된다.

다음, 상기 제1 레일(14)은 2열로 구성되고 각각의 레일(14)에는 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 통상 자동화 라인에서 사용하는 제1 다관절 로봇(70)이 주행 가능하게 설치되어 있다.

따라서, 시료 수취수단(12)에서 대기중인 선강-제선 및 분체 시료들은 상기 제1 레일(14)을 따라 주행하는 제1 다관절 로봇(70)에 의하여 집어져 전송된다.

또한, 상기 제1 컨베이어(16)는 도 1에서와 같이, 제1 레일의 일측에 2열로 배치되어 있다.

이와 같은 제1 컨베이어(16)는 제1 레일에서 주행하는 다관절 로봇과는 다르게 분체시료(용기)가 안착되어 이송되고, 따라서 이송속도는 제1 레일 상에서 주행하는 다관절 로봇에 비하여는 떨어지지만, 분체 시료의 안정적인 이송을 가능하게 한다.

예컨대, 분체 시료(용기)는 급속 이송이 안정적이지 않기 제1 다관절 로봇보다는 제1 컨베이어(16)를 이용 전송한다.

물론, 제1 다관절 로봇(70)으로 분체 시료를 집어서 다음에 설명하는 시료 가공부의 제2 컨베이어(34) 상으로 바로 전송하는 것도 가능하다.

그런데, 시료 수취수단(12)은 2열로 여러 개가 배열되고, 그 사이로 제1 다 관절 로봇(70)이 주행하는 제1 레일(14)과 그 양측의 제1 컨베이어(16)가 배열되는데, 실제 분석되는 시료의 대부분은 선강 시료가 대부분이고, 슬래그 성분을 분석하는 분체 시료는 그 수가 많지 않기 때문에, 제1 컨베이어(16)의 길이 보다는 제1 레일(14)의 길이를 길게 한다.

한편, 제1 다관절 로봇(70)은 시료 수취수단(12)에서 다음에 설명하는 제2 레일의 1축 로봇(72) 및, 시료 수취수단에서 제1 컨베이어와 다음의 제2 컨베이어로의 시료 전송을 수행한다.

다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 시료 처리 시스템(1)에서 본 발명의 상기 시료 가공부(30)는, 상기 제1 레일(14)에 교차 배치되고 상기 제1 다관절 로봇(70)을 통하여 이송되는 선강-제선 시료들이 안착되는 1축 로봇(72)이 주행 가능하게 설치되는 제2 레일(32)과 상기 제1 컨베이어(16)에 교차 배치되고 상기 제1 다관절 로봇(70)을 통하여 전송되는 분체 시료가 안착 이송되는 제2 컨베이어(34) 및, 상기 제2 레일 및 제2 컨베이어의 경로 상에 구비된 선강-제선 시료용 가공수단(36)과 분체 시료용 가공수단(38)를 포함하여 구성된다.

즉, 제1 레일(14)에 교차 배치되는 여러 개의 제2 레일(32)과 제2 컨베이어(34)를 통하여 시료들이 가공수단(36)(38)으로 전송되어 분석전 가공이 수행된다.

이때, 상기 제 2 레일(32) 상에서 주행하는 1축 로봇(72)은 도면에서는 구체적으로 도시하지 않았지만, 제2 레일을 따라 이동하는 무빙헤드(moving-head)의 구조이다.

또한, 상기 가공수단은 선강-제선 시료용 가공수단(36)과 분체 시료용 가공수단(38)으로 구분되는데, 도 3a,도 3b와 같이, 선강, 제선 시료의 경우에는 절삭 가공하고, 도 3c와 같이 분체 시료인 경우에는 파쇄-성형 가공한다.

그리고, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 각각의 가공수단(36)(38) 전,후측에는 시료들을 제2 레일의 1축 로봇이나 제2 컨베이어에서 가공수단 간의 투입 및 전송을 가능하게 하는 보조 로봇(semi-robot)(74)들이 배치되어 있다.

따라서, 상기 보조 로봇(74)은 제2 레일의 1축 로봇(72) 즉, 무빙헤드 상의 시료와 제2 컨베이어의 분체 시료의 가공수단 투입 및 가공후 제2 레일의 1축 로봇(72)과 제2 컨베이어로의 전송을 수행한다.

다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명인 시료 처리 시스템(1)의 상기 시료 분석부(50)는, 상기 시료 가공부의 제2 레일과 제2 컨베이어와 교차 배치되고 제2 다관절 로봇(76)이 주행 가능하게 설치된 제3 레일(52) 및, 상기 제3 레일(52) 일측에 다열로 배치되고, 상기 제2 다관절 로봇을 통하여 제2 레일의 1축 로봇과 제2 컨베이어를 통하여 공급된 시료들이 투입되어 분석되는 선강 시료 분석기(56)및 제선-분체 시료용 분석기(58)를 포함하여 구성되어 있다.

이때, 상기 분석기들은 분석하는 대상 시료에 따라 구분되는데, 예컨대 선강시료 분석기(56)는 발광분광 분석기(OES)이고, 제선 - 분체 시료 분석기(58)는, 형광 엑스선 분석기를 사용한다.

또한, 상기 제3 레일(52)은 제2 레일(32)과 제2 컨베이어(34)와 교차하게 배열되어 있고, 상기 제3 레일에는 제1 레일과 마찬가지로 제2 다관절 로봇(76)이 주 행 가능하게 배치되어 있다.

따라서, 제2 다관절 로봇(76)은 가공수단을 통한 시료들을 제2 레일의 1축 로봇 또는 제2 컨베이어로부터 집어서 상기 분석기로 투입하는 기능을 수행한다.

한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 각각의 분석기와 제3 레일 사이에는 분석기로 투입되는 시료의 표면 검사를 위한 표면 검사기(60) 및, 시료의 전송을 위한 시료조작로봇(78)이 더 배치될 수 있다.

즉, 제2 레일의 무빙헤드 구조인 1축 로봇(72)상의 선강 시료는 시료조작로봇(78) 근처까지 전송되면, 시료조작로봇(78)은 표면검사기(60)에서 시료들의 표면을 검사하고, 분석기에 시료들을 투입 분석을 수행한다.

다음, 분석이 완료된 시료들은 시료조작로봇과 제2 다관절 로봇(76)으로 반송되고 제3 레일(52)을 따라 주행하여 시료들을 상기 제3 레일(52)의 좌,우측에 배치된 제선 및 선강,분체 시료들의 처리를 위한 저장통(90)(92)에 처리되게 된다.

한편, 도 1과 같이, 제2 컨베이어(34)는 분체 시료 처리용이라고 설명하였는데, 구체적으로는 용기에 분체 시료가 채워진 상태에서 가공수단과 분석기에 투입되는 투입 컨베이어(34a)와 분석 후, 빈 용기를 반송하는 반송 컨베이어(34b)로 구분된다.

그리고, 형광 엑스선 분석기(58)에서 분석되는 제선 및 분체 시료는 제3 레일 상의 제2 다관절 로봇(76)을 통하여 분석기에 투입 및 반송 처리가 수행된다.

이때, 상기 형광 엑스선 분석의 경우에도 미리 제2 다관절 로봇을 통하여 시료들의 표면 검사가 수행된다.

다음, 도 2a 내지 도 2c에서는 지금까지 설명한 시료 처리 시스템(1)을 이용한 선강 시료, 제선 시료, 분체 시료의 처리단계를 구분하여 도시하고 있다.

이때, 도 2a 내지 도 2c에서 '일점쇄선 화살표'는 선강, 제선 및 분체 시료들의 각 처리 경로를 나타낸 것인데, 도 2a와 같이 시료 처리 비율이 높은 선강 시료의 경우 그 경로가 넓고, 반대로 시료 처리가 적은 제선 시료는 그 경로가 좁다.

즉, 도 2a에서 도시한 바와 같이, 제강공정에서 수집 기송된 선강시료(Iron & Steel Sample) 처리단계는, 크게 시료 수취부(10)의 시료 수취수단(12)에서 대기중인 선강 시료를 제1 레일(14)을 따라 주행하는 제1 다관절 로봇(70)으로 수취하는 시료 수취단계와, 상기 다관절 로봇(70)을 통하여 상기 제 1 레일과 교차 배치된 제2 레일(32)을 따라 주행하는 1축 로봇(72)에 시료를 전송하고, 시료를 가공수단(36)에 투입하며, 가공된 시료를 제2 레일로 전송하는 시료 가공단계 및, 상기 가공된 시료를 제2 레일에 교차 배치된 제3 레일(52) 상의 제2 다관절 로봇(74)을 이용 발광분광 분석기(56)에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계를 포함하여 구성된다.

이때, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 제3 레일(52)과 발광분광 분석기(56)들 사이에 배치된 표면 검사기(60)와 시료조작로봇(78)을 통하여 선강 시료의 분석전 표면검사가 수행되고, 분석된 시료들은 제3 레일(52)의 우측에는 배치된 시료 저장통(92)에 처리된다.

따라서, 도 2a에서 도시한 바와 같이, 선강 시료의 처리단계를 정리하면, 시료 수취단계의 시료 수취수단(12) => 제1 레일(14)(제1 다관절 로봇) => 시료 가공 단계의 제2 레일(32)(1축 로봇(72)) => 시료 가공수단(36) => 제2 레일 => 시료 분석단계의 시료조작 로봇(78) => 시료표면 검색기(60) => 발광분광 분석기(56) => 제3 레일(52)(제2 다관절 로봇(76)) => 고유번호 인쇄기(94) => 저장통(92)의 경로로 시료 처리 단계가 수행된다.

이때, 선강 시료는 저장통(92) 입측의 고유번호 인쇄기(94)를 통과하면서 고유번호를 인쇄 보관하도록 하는 것이 가능하다.

다음, 도 2b에서 도시한 바와 같이, 고로공정에서 수집 기송된 제선시료(iron sample) 처리 단계는, 시료 수취부(10)의 시료 수취수단(12)에서 대기중인 제선시료를 제1 레일(14)을 따라 주행하는 제1 다관절 로봇(70)으로 수취하는 시료 수취단계와, 상기 다관절 로봇(70)을 통하여 상기 제 1 레일과 교차 배치된 제2 레일(32)을 따라 주행하는 1축 로봇(72)에 시료를 전송하고, 시료를 가공수단(36)에 투입하며, 가공된 시료를 제2 레일로 전송하는 시료 가공단계 및, 상기 가공된 시료를 제2 레일에 교차 배치된 제3 레일 상의 제2 다관절 로봇(74)을 이용 형광 엑스선 분석기(56)에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계로 구성된다.

이때, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 제3 레일과 형광엑스선 분석기(56) 사이에는 표면 검사기(60)가 배치되고, 분석된 시료들은 제3 레일(52)의 좌측에 배치된 다른 시료 저장통(90)에 처리된다.

따라서, 본 발명의 제선 시료 처리단계를 정리하면, 시료 수취단계의 시료 수취수단(12) => 제1 레일(14)(제1 다관절 로봇) => 시료 가공단계의 제2 레일(32)(1축 로봇(72)) => 시료 가공수단(36) => 제2 레일 => 시료 분석단계의 제3 레일(52)(제2 다관절 로봇(76)) => 시료표면 검색기(60) => 형광 엑스선 분석기(58) => 제3 레일(52)(제2 다관절 로봇(76)) => 저장통(90)의 경로로 시료 처리 단계가 수행된다.

다음, 도 2c에서 도시한 바와 같이, 분체 시료 처리단계의 경우에는, 시료 수취부(10)의 시료 수취수단(12)에 기송 대기중인 분체 시료(용기)를 제1 레일 상의 제1 다관절 로봇(70)을 이용하여 수취하는 시료 수취단계와, 상기 제1 다관절 로봇(70)에서 수취된 분체 시료를 상기 제1 레일 일측의 제1 컨베이어를 매개하거나 또는 제1 레일에서 제1 컨베이어에 교차 배치된 제2 컨베이어로 바로 전송하여 제2 컨베이어 경로 상의 가공수단(38)에 투입하며, 가공된 시료를 제2 컨베이어로 전송하는 시료 가공단계 및, 상기 가공된 시료를 제2 컨베이어에 교차 배치한 제3 레일을 따라 주행하는 제2 다관절 로봇(76)을 이용 형광 엑스선 분석기(58)에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계로 구성되어 있다.

이때, 제선 시료 처리단계와 마찬가지로, 상기 제3 레일과 형광엑스선 분석기(56) 사이에는 표면 검사기(60)가 배치되고, 시료 분석후 빈 용기들은 반송용 제 2 컨베이어(34b)와 제1 컨베이어(16)를 통하여 시료 수취단계로 반송된다.

예컨대, 이와 같은 분체 시료 처리 단계를 정리하면, 시료 수취단계의 시료 수취수단(12) => 제1 레일(14)(제1 다관절 로봇) => 제1 컨베이어(16) => 시료 가공단계의 시료 투입용 제2 컨베이어(34a) => 시료 가공수단(38) => 제2 컨베이어 => 시료 분석단계의 제3 레일(52)(제2 다관절 로봇) => 시료표면 검색기(60) => 형광 엑스선 분석기(58) => 반송용 제2 컨베이어(34b) => 시료 가공수단(38)의 단계 로 처리된다.

한편, 제 1 컨베이어(16)는 분체 시료 전송을 수행하지만, 분체 시료가 적체되는 것을 보상하는 역할도 한다. 따라서 제1 레일(14)(제1 다관절 로봇) => 제2 컨베이어(34)로 바로 전송되는 것도 가능하다.

즉, 제 1 컨베이어의 경우에는 분체 시료가 적체되는 경우 이용하고, 제 1 레일상의 제1 다관절 로봇을 이용 바로 제2 컨베이어로 전송시키는 것도 가능하다.

다음, 분체 시료의 경우에는 용기가 시료 수취수단(12)까지 반송되는 것이 필요한데, 이와 같은 용기 반송은, 시료 가공수단(38) => 반송용 제2 컨베이어(34b) => 제1 레일(14)(제1 다관절 로봇) => 제1 컨베이어(16) => 제1 레일(14)(제1 다관절 로봇) => 시료 수취수단(12)의 단계를 거친다.

또는, 시료 가공수단(38) => 회송용 제2 컨베이어(34b) => 제1 레일(14)(제1 다관절 로봇) => 시료 수취수단(12)의 경로로 처리될 수 있다.

또한, 분석된 분체 시료는 가공수단 측으로 반송되어 처리되고, 이중 비드형 분체 시료는 도 2b의 제선 시료 처리와 같이, 분석기에서 제3 레일상의 제 2 다관절 로봇(76)을 통하여 좌측 저장통(90)으로 처리하는 것이 가능하다.

어떤 경우 즉, 분체이든 비드형 분체이든 즉, 분체 시료의 빈 용기는 가공수단(38)에서 시료가 가공되면서 가공수단에서 부터 반송 처리된다.

다음, 도 3a 내지 도 3c에서는 선강, 제선 및 분체 시료들의 처리단계를 종래와 본 발명을 비교하여 개략적으로 도시하고 있다.

즉, 도 3a,도 3b와 같이, 선강, 제선 시료의 처리시, 종래에는 기송된 시료 인출과 연마의 가공 및 분석이 모두 수작업으로 수행되지만, 도 1을 참조할 때 본 발명의 경우에는 시료 수취, 절삭의 가공, 표면 검사 및 분석, 후 시스템 데이터 전송까지 모두 자동화 처리가 가능하다.

또한, 도 3c와 같이, 분체 시료 처리시, 종래에는 인출과 조파쇄,분쇄,성형의 가공작업 및 분석이 수작업으로 이루어 지지만, 도 1을 참조할 때 본 발명의 경우에는 시료 수취, 파쇄/성형, 표면검사 및 분석, 후 시스템 데이터 전송까지 모두 자동화 처리를 가능하게 한다.

예컨대, 본 발명의 시료 처리 시스템(1)에서, 선강-제선 시료를 가공하는 가공수단(36)은 도 1 및 도 3a,b와 같이 절삭기기로 제공되고, 분체 시료를 가공하는 가공수단(38)은, 도 1 및 도3c와 같이, 파쇄기/성형기로 제공될 수 있고, 이와 같은 가공기기들은 알려져 있음은 물론이다.

이와 같은 본 발명의 시료 처리 시스템 및 방법에 의하면, 제철소의 각 조업 현장에서 보내진 시료를 분석실에서 수취하고, 이를 가공한 후 분석기로 분석하는 일련의 공정을 작업자의 수작업을 배제한 자동화로 구현하여 시료 전송 및 분석의 시료 처리 작업을 획기적으로 신속하게 수행하는 것을 가능하게 하는 우수한 효과를 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 신속한 시료 분석이 가능하여 이를 기반으로 한 제철소 조업성 및 제품 품질을 보다 향상시키는 다른 우수한 효과를 제공한다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims

제철소 고로 및 제강 공정에서 수집된 선강, 제선 또는 분체 시료들을 처리하기 위한 시료 처리 시스템(1)에 있어서,

선강-제선 시료 또는 분체 시료가 분리 대기되는 시료 수취수단(12)과, 상기 시료 수취수단의 일측에 시료 전송을 위하여 배치된 제1 레일(14) 및, 상기 제1 레일의 일측으로 배치된 분체 시료 전송을 위한 제1 컨베이어(16)를 포함하여 조업 현장에서 수집 기송된 시료들을 수취하는 시료 수취부(10);

상기 제1 레일(14)에 교차 배치되는 시료 전송을 위한 제2 레일(32)과 상기 제1 컨베이어(16)에 교차 배치되는 분체 시료의 전송을 위한 제2 컨베이어(34) 및, 상기 제2 레일 및 제2 컨베이어의 경로 상에 배치된 시료 가공수단(36)과 분체 시료 가공수단(38)을 포함하여 수취된 시료의 분석을 위하여 가공하는 시료 가공부(30); 및,

상기 제2 레일과 제2 컨베이어와 교차 배치되는 제3 레일(52) 및, 가공수단들을 통하여 가공된 시료들이 투입되어 분석되는 선강 시료 분석기(56)와 제선-분체 시료 분석기(58)를 포함하는 시료 분석부(50);

를 포함하여 구성된 시료 처리 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시료 수취부(10)의 시료 수취수단(12)은 적어도 1열 이상 배치되고, 상기 제1 레일(14)은 상기 시료 수취수단(12)의 일측에 적어도 1열 이상 배치되면서 시료 전송 처리를 위한 제1 다관절 로봇(70)이 주행 가능하게 설치되며, 상기 제1 컨베이어(16)는 상기 제1 레일(14)의 일측으로 적어도 1열 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 시료 수취부(10)와 시료 분석부(50)사이에 연계 배치되는 상기 시료 가공부(30)의 제2 레일(32)에는 선강-제선 시료들이 놓이는 1축 로봇(72)이 주행 가능하게 설치되고, 상기 시료 가공부(30)의 제2 컨베이어(34)에는 다관절 로봇을 통하여 전송되는 분체 시료가 안착되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 시스템.
제3항에 있어서, 상기 시료 가공부(30)에 구비된 가공수단(36)(38)들의 전,후 측에는 시료들의 레일과 가공수단 간의 전송을 가능하게 하는 보조 로봇(74)들이 배치되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 시스템.
제3항에 있어서, 상기 시료 가공부(30)와 연계되는 시료 분석부(50)에 포함된 제 3 레일(52)에는 제2 다관절 로봇(76)이 주행 가능하게 설치되고,

상기 시료 분석부(50)에 구비된 선강 시료 분석기(56)와 제선-분체 시료 분석기(58)는 상기 제3 레일(52) 일측에 다열로 배치되면서 상기 제2 다관절 로봇을 통하여 제2 레일의 1축 로봇과 제2 컨베이어를 통하여 시료들이 공급 투입되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 시스템.
제5항에 있어서, 상기 분석기들과 제3 레일 사이에는 분석기로 투입되는 시료의 표면검사를 위한 표면 검사기(60) 및, 시료의 전송을 위한 시료조작로봇(78)이 더 배치되고, 상기 제3 레일(52)의 좌,우측에는 제선, 선강 시료 또는 분체 시료중 비드형 분체 시료의 처리를 위한 저장통(90)(92)들이 더 구비된 것을 특징으로 하는 시료 처리 시스템.
제3항에 있어서, 상기 분체 시료는 시료 수취단계와 가공단계에서는 용기에 채워져 전송 처리되고, 상기 분체 시료용의 제1,2 컨베이어(16)(34)는 분체 시료의 전송과 빈 용기의 반송을 위하여 2열 배치된 것을 특징으로 하는 시료 처리 시스템.
제5항에 있어서, 상기 선강 시료 분석기(56)는 발광분광 분석기로 제공되고, 상기 제선-분체 시료 분석기(58)는 형광 엑스선 분석기로 제공되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 시스템.
시료 수취부(10)의 시료 수취수단(12)에서 대기중인 시료를 제1 레일(14)상의 제1 다관절 로봇(70)으로 수취하는 시료 수취단계;

상기 다관절 로봇을 통하여 제1 레일과 교차 배치된 제2 레일(32)상의 1축 로봇(72)에 시료를 전송하여 가공수단(36)에 투입하며, 가공된 시료를 제2 레일로 전송하는 시료 가공단계; 및,

상기 가공된 시료를 제2 레일에 교차 배치된 제3 레일(52) 상의 제2 다관절 로봇(74)을 이용 발광분광 분석기(54)에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계;

를 포함하여 선강 시료를 처리토록 구성된 시료 처리 방법.
시료 수취부(10)의 시료 수취수단(12)에서 대기중인 시료를 제1 레일(14) 상의 제1 다관절 로봇(70)으로 수취하는 시료 수취단계;

상기 다관절 로봇을 통하여 제 1 레일과 교차 배치된 제2 레일(32) 상의 1축 로봇(72)에 시료를 전송하고, 시료를 가공수단(36)에 투입하며, 가공된 시료를 제2 레일로 전송하는 시료 가공단계; 및,

상기 가공된 시료를 제2 레일에 교차 배치된 제3 레일 상의 제2 다관절 로봇(74)을 이용하여 형광 엑스선 분석기(56)에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계;

를 포함하여 제선 시료를 처리토록 구성된 시료 처리 방법.
시료 수취부(10)의 시료 수취수단(12)에 기송 대기중인 분체 시료(용기)를 제1 레일 상의 제1 다관절 로봇(70)으로 수취하는 시료 수취단계;

상기 다관절 로봇을 통하여 제1 레일 일측의 제1 컨베이어를 매개하거나 바로 제1 컨베이어에 교차 배치된 제2 컨베이어에 전송하고 시료를 가공수단(38)에 투입하며, 가공된 시료를 제2 컨베이어로 전송하는 시료 가공단계; 및,

상기 가공된 시료를 제2 컨베이어에 교차 배치된 제3 레일상의 제2 다관절 로봇(76)을 이용 형광 엑스선 분석기(58)에 투입하여 시료를 분석하는 시료 분석단계;

를 포함하여 분체 시료를 처리토록 구성된 시료 처리 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제3 레일과 분석기들 사이에 배치된 표면 검사기(60)와 시료조작로봇(78)을 통하여 시료들의 분석전 표면검사가 수행되고, 분석된 선강,제선 및 비드형 분체 시료들은 제3 레일(52)의 좌,우측에는 배치된 시료 저장통(90)(92)들에 수집되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2 레일의 1축 로봇 또는 제2 컨베이어를 통하여 전송되는 시료들은 가공수단(36)(38) 주변의 보조 로봇(74)들을 통하여 가공수단에 투입 및 전송되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 방법.
제11항에 있어서, 분체 시료의 분석후 빈 용기는 제3 레일 상의 제2 다관절 로봇과 제2 컨베이어의 반송용 컨베이어와 제1 컨베이어를 매개하거나 바로 제1 레일상의 제1 다관절 로봇을 통하여 시료 수취수단으로 반송되는 것을 특징으로 하는 시료 처리 방법.