KR100880025B1 - 금속판 운송 방법 및 시스템 - Google Patents

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이종창
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Abstract

본 발명은 전자석에 의해 운송되는 금속판의 개수를 정확하게 산출하여 운송하는 금속판 운송 방법 및 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 전류를 공급받아 자력을 발생시켜 금속판을 잡아당기는 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보 및 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보를 입력받는 단계; 미리 저장되어 있는 금속판에 관한 정보 가운데 선택된 금속판에 관한 정보, 미리 저장되어 있는 전자석부에 관한 정보 및 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보를 이용하여 전자석부에 공급해야 할 전류량을 산출하는 단계; 산출된 전류량의 전류가 전자석부에 공급되도록 하는 단계; 전류를 공급받아 금속판을 잡아당긴 전자석부가 소정의 높이만큼 들어올려지도록 단계; 전자석부가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출하는 단계; 및 산출된 금속판의 개수가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많을 경우 전자석부에 공급되는 전류가 소정의 시간 동안 차단되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송방법 및 이를 구현한 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 자동으로 금속판의 개수가 정확하게 측정 및 운송되어 인건비 절감을 통한 물류 비용이 감소될 수 있다.
금속판, 운송, 개수, 전자석

Description

금속판 운송 방법 및 시스템{Method And System For Transporting Metal Plate}
본 발명은 금속판 운송 방법 및 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 전자석을 이용하여 금속판을 운송하되, 운송되는 금속판의 개수를 정확하게 판단하고 운송되는 금속판의 개수가 운송되어야 할 금속판의 개수와 다른 경우 전자석이 정확한 개수의 금속판을 운송하도록 제어하는 금속판 운송 방법 및 시스템에 관한 것이다.
공장 자동화의 일환으로 크레인과 같은 금속판 운송 시스템들이 무인화되어 가고 있다. 이러한 무인화 시스템에서는 전자석이 자력을 이용해 금속판을 흡착하고 운송하는 경우 운송해야 할 금속판의 개수에 따라 전자석에 투입되는 전류량을 산출하고 전자석이 들어올린 금속판의 개수를 정확히 판단하는 일이 중요하다.
종래에는 수 개의 전자석이 하나의 크래브(Crab)에 장착된 경우에 크래브별로 전압원(Power Supply) 및 로드셀(Load Cell)을 설치하여 금속판을 운송하였다.
즉, 종래에는 전압원은 각 크래브에 장착된 수 개의 전자석에 동시에 금속판을 잡아당기는 데 필요한 전력을 공급하는 방식이 사용되었다.
또한, 종래에는 전자석이 자력을 이용해 금속판을 흡착하여 들어올린 후 들어올려진 금속판의 무게를 로드셀을 이용해 감지하여 금속판의 개수를 판단하는 방식이 사용되었다. 즉, 운송해야 할 금속판의 무게인 지시중량이 들어올려진 금속판의 중량인 측정중량보다 많고 적은지를 판단하는 것이었다.
그러나 하나의 크래브에 하나의 전압원을 설치하여 동시에 수 개의 전자석에 전력을 투입하는 종래의 방식에 의할 경우 노화나 열화 현상 등에 의해 각 전자석의 저항과 같은 특성이 달라지게 될 경우 전자석이 제대로 제어되지 못하였다.
또한 크래브별로 로드셀을 이용하여 들어올린 금속판의 중량을 판단하는 종래의 방식에 의할 경우에는 금속판이 수 개의 전자석 가운데 일부 전자석에만 흡착되는 불완전 흡착이 발생한 경우 이를 정확하게 판단하지 못하였다.
도 6a는 전자석이 금속판을 정상적으로 흡착한 경우를 도시한 도면이고, 도 6b 내지 도 6e는 금속판이 불완전 흡착된 경우를 도시한 도면이다.
도 6a에서 2개의 금속판(603)은 1개의 크래브(601)에 연결된 5개의 전자석(602) 모두에 정상적으로 흡착되어 들어올려지고 있다.
도 6b는 불완전흡착 가운데 국부흡착을 도시한 것이다. 도 6b에서 2개의 금속판 가운데 하나의 금속판은 5개의 전자석 모두에 정상적으로 흡착되어 있으나 나머지 하나의 금속판은 2개의 전자석에만 흡착되어 있다.
도 6c는 불완전흡착 가운데 흡착불량을 도시한 것이다. 도 6c에서 2개의 금속판 가운데 하나의 금속판은 5개의 전자석 모두에 정상적으로 흡착되어 있으나 나머지 하나의 금속판은 말단부가 정확하게 흡착되지 않았다.
도 6d는 불완전흡착 가운데 처짐을 도시한 것이다. 도 6d에서 2개의 금속판 가운데 하나의 금속판은 5개의 전자석 모두에 정상적으로 흡착되어 있으나 나머지 하나의 금속판은 가운데 부분이 정확하게 흡착되지 않고 쳐져 있다.
도 6e는 불완전흡착 가운데 이중국부흡착을 도시한 것이다. 도 6e에서는 2개의 금속판 모두 일부분이 전자석에 흡착되지 않았다.
이러한 도 6b 내지 도 6e에서의 불완전 흡착이 발생하였으나 전자석과 금속판을 들어올린 채로 운송하는 경우 운송 중에 금속판이 무게를 이기지 못해 떨어져버리는 낙판 등의 사고가 일어날 우려가 있는 등의 문제점이 있었다.
또한, 중량만으로 금속판의 개수를 판단하는 종래의 방식에 의할 경우 수 개의 금속판이 서로 두께는 다르나 중량이 동일한 경우에는 금속판의 매수가 정확히 판단되지 못하는 문제점이 있었다.
상기한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 전자석별로 전자석에 투입된 전류량을 변화시켜 전자석이 정확한 개수의 금속판을 잡아당기도록 제어하며, 이와 함께 자속 센서를 이용하여 자속 밀도의 변화를 측정하고, 측정된 자속 밀도의 변화로부터 금속판의 두께를 판단하여 전자석이 들어올린 금속판의 개수를 정확하게 판단하는 금속판 운송 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전류를 공급받아 자력을 발생시켜 금속판을 잡아당기는 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보 및 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보를 입력받는 단계; 미리 저장되어 있는 금속판에 관한 정보 가운데 선택된 금속판에 관한 정보, 미리 저장되어 있는 전자석부에 관한 정보 및 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보를 이용하여 전자석부에 공급해야 할 전류량을 산출하는 단계; 산출된 전류량의 전류가 전자석부에 공급되도록 하는 단계; 전류를 공급받아 금속판을 잡아당긴 전자석부가 소정의 높이만큼 들어올려지도록 단계; 전자석부가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출하는 단계; 및 산출된 금속판의 개수가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많을 경우 전자석부에 공급되는 전류가 소정의 시간 동안 차단되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송방법 및 이를 구현한 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면 전자석별로 투입되는 전류의 증가 또는 일시적인 차단에 의해 전자석이 정확한 개수의 금속판을 잡아당겨 운송하게 된다. 또한, 전자석별로 전자석에 공급되는 전류량이 제어되므로 금속판이 불완전 흡착 상태로 운송되는 일을 방지할 수 있다. 이와 더불어, 본 발명에 따르면 전자석이 잡아당긴 금속판의 개수가 정확하게 판단된다. 또한, 열화나 노후화 현상에 의한 전자석의 특성 변화에도 적절히 대처할 수 있다.
따라서 무인화된 금속판 운송 시스템에서 금속판의 개수 판단의 정확성 및 안정성이 제고되고 인건비 절감을 통한 물류 비용이 감축될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 구성을 도시한 블록선도이다.
본 발명의 금속판 운송 시스템은 운송부(11), 제어부(21) 및 이동부(31)를 포함하여 구성된다.
운송부(11)는 금속판과 물리적으로 접촉해 자력을 이용하여 금속판을 들어올려 운송하는 구성요소를 말한다. 운송부(11)는 전원부(111), 전자석부(112), 센서부(113), 온도감지부(114) 및 전류검출부(115)를 포함한다.
전원부(111)는 전자석부(112)에 전류를 공급한다. 전자석부(112)는 전류를 공급받아 자력을 발생시켜 금속판을 잡아당긴다. 전원부(111)는 교류 전압을 입력받아 이를 직류로 변환하여 전자석부(112)에 공급할 수 있다. 이는 아래에서 상세히 설명하도록 한다.
전자석부(112)는 전원부(111)로부터 전류를 공급받아 자기장을 형성하여 자력을 발생시킨다. 이렇게 발생된 자력으로 전자석부(112)는 금속판을 잡아당긴다. 전자석부(112)는 전자석과 코일을 포함할 수 있다. 전자석에 감겨있는 코일에 직류전류가 흐르면 전자석 내부에 자기장이 형성된다.
센서부(113)는 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 판단하는데 필요한 데이터를 수집한다. 센서부(113)가 수집하는 데이터는 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 중량일 수 있고, 전자석부(112)에서의 자속 및 자속의 변화일 수도 있으며, 중량과 자속 모두일 수도 있다.
온도감지부(114)는 전자석부(112)의 온도를 감지한다. 전류검출부(115)는 전자석부(112)에 흐르는 전류량을 검출한다.
운송부(11)는 복수개의 전자석부(112)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 센서부(113)는 전자석부(112)별로 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 판단하는데 필요한 데이터를 수집하는 것이 바람직하다.
또한, 온도감지부(114)도 각 전자석부(112)별로 온도를 감지하며, 전류검출부(115)도 각 전자석부(112)별로 전류량을 검출하는 것이 바람직하다.
이와 같이 각 전자석부(112)별로 데이터 수집, 온도 감지 또는 전류량 검출이 이루어지면, 각 전자석부(112)별로 제어부(21)에서 제어가 가능하다. 따라서, 앞서 6b 내지는 도 6e에서처럼 금속판이 불완전 흡착된 상태로 금속판이 운송되는 일을 방지할 수 있다.
이동부(31)는 운송부(11)가 금속판을 운송할 수 있게 금속판을 이동시킨다. 즉, 이동부(31)는 운송부(11)가 위치한 곳의 수직 아래에 금속판이 위치하여 운송부(11)가 금속판을 운송할 수 있도록 금속판을 수평이동시킨다. 이러한 이동부(31)는 롤러 테이블(Roller Table)인 것이 바람직하다.
제어부(21)는 운송부(11) 및 이동부(31)를 제어한다. 제어부(21)의 일부 또는 전부는 프로그램가능 로직제어기(Programmable Logic Controller;PLC)를 이용하여 구현될 수 있다.
프로그램가능 로직제어기는 디지털 또는 아날로그 입출력 모듈을 통해 로직기능, 카운팅, 타이밍, 연산과 같은 기능을 수행하기 위해 프로그램 가능한 메모리를 사용하고 여러 종류의 기계나 프로세서를 제어하는 디지털 전자장치를 말한다. 이러한 프로그램가능 로직제어기는 일반적인 기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
제어부(21)는 저장부(211), 입력부(212), 개수산출부(213), 전류산출부(214), 전원제어부(215), 전류차단부(216), 선택부(217) 및 이동제어부(218)를 포함한다.
저장부(211)는 각종 정보나 데이터를 저장한다. 저장부(211)는 전자석부(112)에 관한 정보, 금속판에 관한 정보, 전자석부(112)의 온도에 따라 전자석부(112)에 공급되어야 할 전류량의 값 및 복수개의 전자석부(112)의 배치 상태에 관한 정보 등을 저장한다.
전자석부(112)에 관한 정보는 전자석부(112)의 각종 성질이나 특성에 관한 정보를 말한다. 전자석부(112)에 관한 정보는 전자석부(112)에 투입되는 전류와 전 자석부(112)가 잡아당길 수 있는 금속판의 무게나 두께, 개수, 전자석부(112)에서 발생하는 자속 등의 관계에 관한 정보일 수 있다.
금속판에 관한 정보는 금속판의 종류, 길이, 두께, 폭, 무게 등 금속판의 성질이나 특성을 기록한 정보를 말한다. 금속판에 관한 정보는 복수개의 금속판에 대하여 그 성질이나 특성을 기록한 것일 수 있다.
전자석부(112)의 온도에 따라 전자석부(112)에 공급되어야 할 전류량의 값은 전자석부(112)가 노화 또는 열화 등에 의해 전자석부(112)의 온도가 변화하는 경우 그 온도 변화에 따라 전자석부(112)에 공급되어야 하는 것으로 정해놓은 전류량의 값을 말한다.
복수개의 전자석부(112)의 배치 상태에 관한 정보는 본 발명의 금속판 운송 시스템이 복수개의 전자석부(112)를 포함하고 제어부(21)가 복수개의 전자석부(112)를 제어하는 경우, 복수개의 전자석부(112)가 어떻게 배치되었는지에 관한 정보를 말한다.
복수개의 전자석부(112)의 배치 상태에 관한 정보는 전자석부(112)의 일련번호, 전자석부(112) 간의 간격, 전자석부(112)의 위치 등에 관한 정보를 포함한다.
입력부(212)는 본 발명의 금속판 운송 시스템의 이용자 또는 사용자로부터 각종 정보를 입력받는 것을 말한다. 입력부(212)는 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보 및 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보를 입력받는다.
전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수는 1회에 전자석부(112)가 잡 아당겨 운송부(11)가 들어올려야 할 금속판의 개수에 관한 정보를 말한다.
전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보는 저장부(211)에 그 성질이나 특성이 기록된 수 개의 금속판 가운데 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보를 말한다.
개수산출부(213)는 센서부(113)가 수집한 데이터를 이용하여 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출한다.
센서부(113)가 수집한 데이터가 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 중량이라면 개수산출부(213)는 저장부(211)에 저장되어 있는 금속판의 정보 가운데 금속판 하나의 중량에 관한 정보 및 센서부(113)가 수집한 데이터를 이용해 금속판의 개수를 산출한다.
개수산출부(213)는 센서부(113)가 수집한 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 중량을 금속판 하나의 중량으로 나누어 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출할 수 있다.
개수산출부(213)는 센서부(113)가 수집한 데이터가 전자석부(112)에서의 자속변화에 관한 것인 경우에도 금속판의 개수를 산출할 수 있다. 이 경우 개수산출부(213)는 두께산출부(219)와 개수판단부(220)를 포함한다.
두께산출부(219)는 센서부(113)가 수집한 자속변화에 관한 데이터로부터 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 두께를 산출한다. 자속변화에 따라 금속판의 두께를 산출하는 것은 도 4a 내지 도 4c의 예를 통해 설명한다.
도 4a는 복수개의 전자석부(112)가 함께 들어올려지고 내려놓아지는 실시예 에서의 운송부(11)의 저면도이다. 도 4a에서 운송부는 연결판(401)과 6개의 전자석(402)을 포함한다.
연결판(401)은 전자석(402)이 부착되어 있는 판을 말한다. 운송부(11)가 연결판(401)을 들어올리거나 내려놓으면 6개의 전자석(402)은 연결판(401)과 함께 들어올려지거나 내려놓아진다. 도 4a에서 전자석(401)은 가운데에 N극이 형성되고, 바깥쪽에 S극이 형성된다.
도 4b는 도 4a의 실시예에서 전자석부와 센서부의 측면도이다. 도 4b에서 전자석부는 전자석(402)과 코일(405)을 포함하고, 센서부인 자속센서(403)는 N극 쪽에 위치한다.
코일(405)에 직류전류가 인가되면 전자석(402)의 특성과 전자석(402)이 잡아당겨 전자석(402)에 흡착된 금속판의 두께에 따른 자속(404)이 전자석(402) 내부에서 발생한다.
코일(405)에 흐르는 전류를 일정하게 유지할 경우, 전자석(402)에 발생된 자속(404)의 양은 전자석(402)에 흡착된 금속판의 두께에 비례한다. 이 경우 자속센서(403)는 안정화된 교류전원과 연결되어 있어, 전자석(402) 내부에서 발생한 자속(404)을 측정한다.
도 4c는 도 4a의 실시예에서의 운송부의 사시도이다. 도 4c에서 운송부는 쇠사슬 등의 연결수단(406)을 이용하여 연결판(401)을 들어올리거나 내려놓는다.
다시 도 1로 돌아와서, 두께산출부(219)는 앞서 도 4a 내지 도 4c에서 설명한 바와 같이, 금속판의 두께와 자속의 양이 비례한다는 성질을 이용하여 금속판의 두께를 산출한다. 금속판의 두께와 자속의 양에 관한 데이터는 저장부(211)에 미리 저장되어 있을 수 있으며, 두께산출부(219)는 이러한 데이터를 이용해 금속판의 두께를 산출할 수 있다.
개수판단부(220)는 두께산출부(219)가 산출한 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 두께 및 전자석부(112)가 들어올릴 것으로 선택된 금속판의 정보로부터 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출한다.
저장부(211)에는 선택된 금속판의 정보로서 금속판 한 장의 두께가 저장되어 있으며, 개수판단부(220)는 두께산출부(219)가 산출한 금속판의 총 두께를 금속판 한 장의 두께로 나누어 금속판의 개수를 산출한다.
전류산출부(214)는 저장부(211)에 저장된 금속판의 정보 가운데 전자석부(112)가 들어올릴 것으로 선택된 금속판에 관한 정보, 전자석부(112)에 관한 정보 및 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보를 이용하여 전자석부(112)에 공급해야 할 전류량을 산출한다.
즉, 전류산출부(214)는 전자석부(112)의 전자기적 특성, 금속판의 종류를 고려해 입력된 개수의 금속판을 전자석부(112)가 잡아당기기 위해 필요한 자속을 발생시키기 위해 전자석부(112)에 투입되어야 할 전류량을 산출한다.
전류산출부(214)는 개수산출부(213) 및 입력부(212)와 연동하여 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 조절하여 운송부(11)가 정확한 개수의 금속판을 운송하도록 한다.
이를 위해 전류산출부(214)는 개수산출부(213)가 산출한 전자석부(112)가 잡 아당긴 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 적은 경우 전류산출부(214)는 이전에 산출한 전류량보다 증가된 전류량을 산출한다.
전류산출부(214)는 전자석부(112)의 온도 변화에도 불구하고 전자석부(112)에서 일정한 자속이 발생하도록 전자석부(112)에 공급되는 전류량을 제어한다.
즉, 전류산출부(214)는 전자석부(112)에 관한 정보, 전자석부(112)가 잡아당길 것으로 선택된 금속판에 관한 정보 및 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보와 함께 저장부(211)가 저장하고 있는 전자석부(112)의 온도에 따른 전자석부(112)에 공급되어야 할 전류량의 값 및 온도감지부(114)가 감지한 온도를 이용하여 전자석부(112)에 공급해야 할 전류량을 산출한다.
이를 위해, 전류산출부(214)는 전자석부(112)의 온도와 전자석부(112)에 공급되어야 할 전류량의 관계 등에 관해 미리 저장되어 있는 데이터 등을 이용할 수 있다.
전원제어부(215)는 전류산출부(214)가 산출한 전류량의 전류가 전자석부(112)에 공급되도록 전원부(111)를 제어한다.
전원제어부(215)는 전자석부(112)에서 균일한 자기장이 발생되도록 전자석부(112)에 일정한 전류가 공급되도록 전원부(111)를 제어한다. 즉, 전원제어부(215)는 본 발명의 금속판 운송 시스템에 입력되는 입력 전압의 변화나 전자석부(112) 등 부하의 조건의 변화에 관계 없이 일정한 전류가 전자석부(112)에 공급 되도록 한다. 즉, 전원제어부(215)는 전원부(111)와 연동하여 정전류원의 기능을 수행한다.
도 2는 전원제어부(215)가 전원부(111)와 연동하여 정전류원의 기능을 수행하는 실시예에서의 블록도이다. 도 2의 실시예는 전자석부(112)에 최대 30[A]의 전류가 공급되도록 하는 것이다.
도 2에서 입력부(212)는 사용자인터페이스(41)와 연결되어 있다. 사용자인터페이스(41)는 본 발명의 금속판 운송시스템의 사용자 또는 조작자와 금속판 운송 시스템 사이의 인터페이스를 말한다.
금속판 운송 시스템은 사용자인터페이스(41)를 통해 사용자 또는 조작자로부터 명령을 받고, 전자석부(112)에 공급되는 전류량을 사용자 또는 조작자에게 출력한다. 사용자인터페이스(41)를 통해 입력받은 명령은 입력부(212)에 입력된다.
전원부(111)는 정류회로(1111), 스위칭회로(1112), 평활회로(1113) 및 출력보호회로(1114)를 포함한다.
정류회로(1111)는 외부로부터 교류(AC) 전압을 입력받아 직류(DC) 전압으로 변경한다. 단상 AC220[V]의 전압을 입력받은 경우에는 정류회로(1111)에서 약 320[V]의 직류 전압이 출력된다.
스위칭회로(1112)는 전원제어부(215)의 신호를 입력받아 정류회로(1111)에서 출력된 고압의 직류 전압으로부터 전류산출부(214)가 산출한 전류량의 전류를 출력한다.
평활회로(1113)는 전원의 잡음이나 리플(ripple)을 제거하기 위한 평탄화 회 로이다. 이를 위해 평활회로(1113)는 LC 수동필터를 사용할 수 있다.
출력보호회로(1114)는 전자석부(112) 등 전원부(111)의 부하의 변동이나 결선상의 실수에 의한 장비의 파손을 막기 위해 사용되는 보호회로이다.
전류검출부(115)는 전자석부(112)에 흐르는 전류량을 검출한다. 예를 들어, 전류검출부(115)가 션트(shunt) 저항을 이용하는 경우, 션트 저항에서는 전자석부(112)에 흐르는 전류에 비례하는 전압이 걸린다. 따라서, 션트 저항에 걸린 전압을 션트 저항값으로 나누면 전자석부(112)에 흐르는 전류량이 검출된다.
전원제어부(215)는 전류산출부(214)가 산출한 전자석부(112)에 공급해야 할 전류량과 전류검출부(115)가 검출한 전류량이 동일해지도록 전자석부(112)에 공급해야할 전류량과 전류검출부(115)가 검출한 전류량의 차이를 이용하여 전원부(111)가 공급하는 전류량이 보정되도록 한다.
이를 위해, 전원제어부(215)는 본 발명의 금속판 운송시스템의 사용자 또는 설계자의 선택에 따라 비례적분제어 또는 비례미적분제어를 이용할 수 있다.
비례적분제어(Proportional Integral Control;PI Control)는 제어변수에 해당하는 전류검출부(115)가 검출한 전류량과 기준 입력에 해당하는 전류산출부(214)가 산출한 전류량 사이의 오차값에 근거하여 전류검출부(115)가 검출한 전류량이 전류산출부(214)가 산출한 전류량에 추종하도록 제어신호를 만들어 제어신호에 의해 전자석부(112)에 공급되는 전류를 제어하는 것을 말한다.
비례적분제어는 비례제어(P 제어) 및 적분제어(I 제어)를 조합한 것이다. 비 례제어는 오차값에 적당한 비례 이득(Proportional Gain) Kp를 곱하여 제어신호를 만드는 것이다.
적분제어는 오차값을 적분하여 제어신호를 만드는 것이다. 비례적분제어는 비례제어에 적분제어를 병렬로 연결해 사용하는 것이다. 적분이득(Integral Gain) Ki는 얼마나 자주 적분할 것인가를 나타낸다. 즉, 적분이득의 역수는 적분시정수(Integral Time Constant) Ti가 된다.
또한, 전원제어부(215)는 비례적분제어 대신에 비례미적분제어(Proportional Integral Derivative Control;PID Control)를 이용해 제어신호를 출력할 수도 있다. 미분제어(D 제어)는 오차 신호를 미분하여 제어 신호를 만드는 것이다. 비례 미적분제어는 비례적분제어에 미분제어를 병렬로 연결해 사용한다.
비례적분제어 또는 비례미적분제어는 그 구조에 따라 적절한 안티와인드업(anti-windup) 기법이 사용될 수도 있다. 이러한 비례적분제어 또는 비례미적분제어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 사용되는 기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
전원제어부(215)가 비례적분제어 또는 비례미적분제어를 이용하는 경우 전원제어부(215)는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation;PWM) 제어부를 포함한다. 비례적분제어 또는 비례미적분제어를 통해 만들어진 제어신호는 펄스폭변조제어부에 입력된다. 펄스폭변조제어부의 출력은 스위칭 회로에 입력된다.
도 2에서 전원부(111)와 제어부(21) 및 사용자인터페이스(41)는 광절연(opto isolation)회로를 이용하여 절연을 할 수 있다. 이 경우, 전류검출부(115)의 출력은 광절연회로를 통과한 후 전원제어부(215)에 입력되고, 전원제어부(215)의 출력은 광절연회로를 통과한 후 스위칭회로(112)에 입력된다. 또한, 사용자인터페이스(41)와 제어부(21) 간의 연결 또한 광절연회로에 의해 이루어질 수 있다.
이렇게 광절연회로를 이용해 고압의 전압이 걸리는 부분과 사용자가 이용하는 부분을 구분하여 사용자의 안전과 장치의 안전을 도모할 수 있고 잡음이나 외란의 영향을 최소화할 수 있다.
다시 도 1로 돌아와서, 전류차단부(216)는 전자석부(112)에 금속판이 초과되어 흡착(과흡착)된 경우, 전자석부(112)가 과흡착된 금속판을 떨어뜨리도록 한다.
즉, 전류차단부(216)는 개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많을 경우 전원부(111)가 공급하는 전류가 소정의 시간 동안 차단되도록 한다. 이를 통해, 전류차단부(216)는 운송부(11)가 정확한 개수의 금속판을 운송하도록 한다.
전류차단부(216)에 의해 전류가 차단되는 예는 도 3을 통해 설명한다. 도 3은 전류차단부(216)가 금속판이 과흡착된 경우 전류를 차단하여 금속판의 개수를 조절하는 실시예에서의 전자석의 전력에 대한 그래프이다.
도 3에는 전자석부(112)에서 출력되는 전력에 대한 그래프와 센서부(113)에서 수집된 자속의 값에 대한 그래프가 도시되어 있다.
전류차단부(216)는 소정의 시간 동안 전원부(111)가 공급하는 전류가 차단되도록 하였으나 금속판이 낙하하지 않은 경우에는 보다 긴 시간 동안 전원부(111)가 공급하는 전류가 차단되도록 한다.
도 3에서 전류차단부(216)는 1회에 400ms 동안 전류가 차단되도록 하였으나 전자석부(112)가 잡아당기고 있는 금속판이 낙하하지 않아, 금속판이 낙하할 때까지 전류가 차단되는 시간을 증가시켰다. 즉, 전류차단부(216)는 2회에는 530ms, 3회에는 660ms, 4회에는 790ms 동안 전류가 차단되도록 하였다.
도 3의 그래프를 통해 4회 차단한 후에는 금속판이 낙하하여 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 두께가 줄어들고 그에 따라 센서부(113)가 수집한 전자석부의 자속은 이전보다 감소한 값으로 수렴함을 알 수 있다.
전류차단부(216)가 전류가 차단되도록 하는 소정의 시간은 도 3의 실시예에서의 값에 구애받지 않으며 금속판 운송 시스템의 설계자 또는 사용자에 의해 임의로 설정 또는 변경될 수 있다.
선택부(217)는 운송부(11)가 복수개의 전자석부(112)를 포함하는 경우, 전자석부(112)가 들어올릴 것으로 선택된 금속판의 정보 및 복수개의 전자석부(112)의 배치 상태에 관한 정보를 이용하여 금속판을 잡아당길 전자석부(112)를 선택한다.
운송부(11)가 복수개의 전자석부(112)를 포함하고, 선택부(217)가 복수개의 전자석부(112) 가운데 금속판을 잡아당길 전자석부(112)를 선택하는 것은, 도 7a 내지 도 7i를 통해 설명하도록 한다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 일실시예에서 전자석부의 배치 상태 및 금속판의 길이에 따라 금속판을 잡아당길 것으로 선택된 전자석부를 표시한 도면이다.
도 7a 내지 도 7i에서 각 전자석부는 1~10번까지 번호가 부여되어 있다. 이 러한 전자석부들 가운데 1~5번 전자석부 및 6~10번 전자석부는 서로 2500mm 만큼의 간격(pitch)을 두고, 5번과 6번 전자석부는 서로 4000mm 만큼의 간격을 두고 떨어져서 배치가 되어 있다. 이러한 1~10번의 전자석부(112)는 각각 하나 이상의 전자석을 구비하고 있다.
Figure 112007092235316-pat00001
Figure 112007092235316-pat00002
표 1과 표 2는 도 7a 내지 도 7i와 관련하여 선택부(217)가 금속판에 관한 정보 및 전자석부의 배치 상태에 관한 정보에 따라 전자석부를 선택하는 기준에 대한 예시가 나타나 있다.
표 1과 표 2에서 금속판에 관한 정보로서 금속판의 길이가 나타나 있다. 도 7a 내지 도 7i에서 각 전자석부가 2500mm의 간격(pitch)을 서로 사이에 두고 배치되어 있다는 전자석부의 배치 상태에 관한 정보는 저장부(211)에 저장되어 있다.
선택부(217)는 금속판의 길이에 따라 금속판을 잡아당길 전자석부를 선택하고, 그에 따라 선택된 전자석부의 개수가 결정된다. 중심거리는 선택된 전자석부가 금속판을 잡아당기도록 금속판의 중심이 위치해야 하는 곳으로부터 가장 우측의 1번 전자석부까지의 거리를 말한다.
오버행(overhang)은 선택된 전자석부가 금속판을 잡아당기는 경우 선택된 전자석부들에 의해 흡착되지 않고 남은 부분의 길이를 말한다. 이러한 오버행은 금속판의 길이에서 선택된 전자석부 사이의 간격을 모두 더한 값을 뺀 후 이를 2로 나눈 값에 해당한다.
표 1의 2번에서, 금속판의 길이는 R4000이라고 표시되어 있다. R4000에서 R은 도 7a의 1~10번까지의 전자석부가운데 우측의 1~5번까지의 전자석부를 이용해 금속판을 들어올린다는 것을 나타낸다. 4000은 금속판의 길이가 4000mm임을 나타낸다.
표 1의 2번의 경우, 금속판을 들어올리는데 사용되는 것으로 선택된 전자석부는 2번과 3번 전자석부이며, 이는 도 7a에 나타나 있다.
2번과 3번 전자석부가 정확하게 금속판을 잡아당길 수 있도록 하기 위해 금속판의 중심이 가장 우측의 1번 전자석부로부터 3750mm 떨어진 곳에 위치해야 하므로 중심거리는 3750mm가 된다.
이 경우, 2개의 전자석부가 선택되었으므로 선택된 전자석부 사이의 간격(pitch)의 총합은 2500mm가 된다. 따라서 오버행은 금속판의 길이 4000mm에서 2500mm를 뺀 값인 1500mm를 2로 나눈 값인 750mm가 될 것이다. 이는 금속판이 전자석부에 의해 잡아당겨진 후 2번 전자석부의 우측으로 금속판이 750mm만큼 튀어나오게 된다는 것을 의미한다.
표 1의 14번에서, 금속판의 길이는 L6000이라고 표시되어 있다. 여기에서 L은 도 7b의 1~10번까지의 전자석부가운데 좌측의 6~10번까지의 전자석부를 이용해 금속판을 들어올린다는 것을 나타낸다. 6000은 금속판의 길이가 6000mm임을 나타낸다.
표 1의 14번의 경우, 금속판을 들어올리는데 사용되는 것으로 선택된 전자석부는 7번 내지 9번 전자석부이며, 이는 도 7b에 나타나 있다.
7번 내지 9번 전자석부가 정확하게 금속판을 잡아당길 수 있도록 하기 위해 금속판의 중심이 가장 우측의 1번 전자석부로부터 19000mm 떨어진 곳에 위치해야 하므로 중심거리는 19000mm가 된다.
이 경우, 3개의 전자석부가 선택되었으므로 선택된 전자석부 사이의 간격(pitch)의 총합은 5000mm가 된다. 따라서 오버행은 금속판의 길이 6000mm에서 5000mm를 뺀 값인 1000mm를 2로 나눈 값인 500mm가 될 것이다. 이는 금속판이 전자석부에 의해 잡아당겨진 후 7번 전자석부의 우측과 9번 전자석부의 좌측으로 금속판이 각각 500mm만큼 튀어나오게 된다는 것을 의미한다.
표 2의 28번에서, 금속판의 길이는 20000이라고 표시되어 있다. L과 R의 표시가 없으므로 이는 1~5번의 우측 전자석부 가운데 일부 또는 전부와 6~10번의 좌측 전자석부 가운데 일부 또는 전부를 동시에 선택한다는 것을 의미한다. 또한 20000은 금속판의 길이가 20000mm임을 나타낸다.
표 2의 28번의 경우, 금속판을 들어올리는데 사용되는 것으로 선택된 전자석부는 2번 내지 9번 전자석부이며, 이는 도 7g에 나타나 있다.
2번 내지 9번 전자석부가 정확하게 금속판을 잡아당길 수 있도록 하기 위해 금속판의 중심이 가장 우측의 1번 전자석부로부터 12000mm 떨어진 곳에 위치해야 하므로 중심거리는 12000mm가 된다.
이 경우, 8개의 전자석부가 선택되었으므로 선택된 전자석부 사이의 간격(pitch)의 총합은 2500mm에 6을 곱한 값인 15000mm에 5번과 6번 전자석부 사이의 간격인 4000mm를 더한 19000mm가 된다.
따라서 오버행은 금속판의 길이 20000mm에서 19000mm를 뺀 값인 1000mm를 2로 나눈 값인 500mm가 될 것이다. 이는 금속판이 전자석부에 의해 잡아당겨진 후 2번 전자석부의 우측과 9번 전자석부의 좌측으로 금속판이 각각 500mm만큼 튀어나오게 된다는 것을 의미한다.
다시 도 1로 돌아와서, 선택부(217)가 전자석부(112)를 선택하는 방식은 표 1 및 표 2의 예나 도 7a내지 도 7i에 제한되지 않는다. 금속판의 길이나 폭의 값 및 전자석부(112)의 다양한 배치상태에 따라 금속판 운송시스템의 사용자 또는 설계자가 적절하게 이를 선택할 수 있다.
선택부(217)가 전자석부(112)를 선택한 경우, 전원제어부(215)는 선택부(217)가 선택한 전자석부(112)에만 전류가 공급되도록 전원부(111)를 제어한다.
즉, 도 7g의 예에서, 전원제어부(215)는 2번 내지 9번 전자석부(112)에만 전류가 공급되어 자력이 발생되도록 할 수 있다. 이 경우 1번 및 10번 전자석부(112)는 전류가 공급되지 않는다.
본 발명에서 복수개의 전자석부(112)가 운송부(11)에 포함된 경우, 각각의 전자석부(112)는 개별적으로 들어올려지거나 내려놓아질 수 있다.
우선, 표 1 및 표 2의 예에서 금속판의 길이에 따라 1~5번의 우측 전자석부(112)와 6~10번의 좌측 전자석부(112)가 개별적으로 선택 및 제어된다.
또한, 도 7g의 예에서 선택부(217)가 2번 내지 9번의 전자석부(112)만을 선택했다. 따라서, 운송부(11)는 2번 내지 9번 전자석부(112)만을 들어올리거나 내려놓을 수 있다. 이 경우 1번 및 10번 전자석부(112)는 표 2의 28번의 20000mm 길이의 금속판을 운송하기 위해 들어올려지거나 내려놓아지지 않는다.
이동제어부(218)는 선택부(217)가 선택한 전자석부(112)가 금속판을 잡아당길 수 있게 금속판이 배치되도록 이동부(31)를 제어한다.
표 1과 표 2의 예에서는 중심거리가 금속판의 길이별로 설정되어 있다. 이동제어부(218)는 금속판의 중심이 도 7a 내지 도 7i에서의 가장 우측의 1번 전자석부(112)로부터 중심거리만큼 떨어진 곳에 배치되도록 이동부(31)를 제어한다.
개수 1 2 3 4 5
비고 1MIN 1MAX 2MIN 2MAX 3MIN 3MAX 4MIN 4MAX 5MIN
산출전류(A) 1.22 1.80 1.87 2.37 2.44 2.80 2.88 3.59 3.67
검출전류(A) 1.36 2.08 2.21 2.78 2.96 3.33 3.50 4.38 4.55
자속(V) 1.19 1.42 2.46 2.62 3.59 2.79 4.55 4.94 5.73
오차(A) -0.14 -0.28 -0.34 -0.40 -0.52 -0.52 -0.62 -0.78 -0.88
산출전류차(A) 0.07 0.07 0.08 0.08
검출전류차(A) 0.13 0.18 0.17 0.17
개수(개) 1 2 3 4 5
비고 1MIN 1MAX 2MIN 2MAX 3MIN 3MAX 4MIN 4MAX 5MIN
산출전류(A) 1.04 1.65 1.76 2.23 2.32 2.66 2.77 3.52 3.63
검출전류(A) 1.16 1.88 2.05 2.59 2.76 3.14 3.33 4.35 4.51
자속(V) 1.18 1.46 2.41 2.58 3.58 3.70 4.58 4.83 5.75
오차(A) -0.12 -0.22 -0.29 -0.36 -0.44 -0.48 -0.56 -0.83 -0.88
산출전류차(A) 0.11 0.09 0.11 0.11
검출전류차(A) 0.17 0.17 0.19 0.16
포 3과 표 4는 본 발명의 금속판 운송시스템을 이용하여 금속판을 운송한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 본 시뮬레이션 결과를 도 5와 함께 설명하도록 한다.
도 5는 본 시뮬레이션에서 설정된 조건을 도시한 도면이다. 도 5에서 운송부(501)는 금속판(502)을 운송하며 운송부(501)에는 6개의 전자석부(503)가 포함되어 있다. 금속판(502)은 길이가 3050mm, 폭이 1830mm, 두께가 6mm인 것을 사용하였다. 도 5에 도시된 바와 같이 금속판(502)을 운송하기 위해 가운데의 4개의 전자석부(503)가 금속판(502)을 잡아당긴다.
표 3과 표 4는 두 가지 종류의 운송부(501)에 대한 시뮬레이션 결과이다.
표 3과 표 4에서 개수는 운송부(501)가 한 번에 운송하는 금속판(502)의 개수이다. 비고에서 MIN은 금속판(502)을 들어올리기 위해 설정된 최소값을 의미하고, MAX는 설정된 최대값을 의미한다. 예를 들어 2MIN은 금속판(502)을 2개 들어올리기 위해 설정된 최소값을, 4MAX는 4개의 금속판(502)을 들어올리기 위해 설정된 최대값을 의미한다.
산출전류는 전류산출부(214)가 산출한 전자석부(503)에 공급해야 할 전류량이다. 검출전류는 전류검출부(115)가 검출한 전자석부(503)에 흐르는 전류량이다. 자속은 센서부(113)가 수집한 전자석부(503)에서의 자속에 관한 데이터를 실제 전압값으로 환산한 것이다.
오차는 산출전류에서 검출전류를 뺀 값이다. 표 3과 표 4에서는 오차가 작으므로 본 발명을 이용한 시뮬레이션에서 정전류제어가 잘 이루어지고 있음을 알 수 있다.
산출전류차는 n 개의 금속판을 들어올리기 위해 설정된 산출전류의 최대값과 n+1개의 금속판을 들어올리기 위해 설정된 산출전류의 최소값의 차에 해당한다. 검출전류차는 n 개의 금속판을 들어올리는 경우 검출된 검출전류의 최대값과 n+1개의 금속판을 들어올리는 경우 검출된 검출전류의 최소값의 차에 해당한다.
예를 들어, 표 3의 2MAX에서의 산출전류차 0.07 A는 3MIN에서의 산출전류 2.44 A에서 2MAX에서의 산출전류 2.37을 뺀 값이다. 또한, 표 4에서 3MAX에서의 검출전류차 0.19 A는 4MIN에서의 검출전류 3.33 A에서 3MAX에서의 검출전류 3.14 A를 뺀 값이다. 이러한 산출전류차와 검출전류차가 작을수록 운송되는 금속판(502)의 개수 조절이 용이하다.
도 8은 본 발명의 일실시예에서 금속판 운송 방법의 흐름을 도시한 흐름도이다. 이하에서는 도 8과 도 1을 연관시켜 본 발명의 금속판 운송방법에 관해 설명하도록 한다.
입력부(212)는 전류를 공급받아 자력을 발생시켜 금속판을 잡아당기는 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보 및 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보를 입력받는다(S801).
선택부(217)는 선택된 금속판에 관한 정보 및 미리 저장되어 있는 전자석부(112)의 배치 상태에 관한 정보를 이용하여 금속판을 잡아당길 전자석부(112)를 선택한다(S802).
선택된 금속판에 관한 정보는 미리 저장되어 있는 금속판에 관한 정보 가운데 입력부(212)가 입력받은 금속판을 선택하는 정보에 의해 선택된 금속판에 관한 것을 말한다.
금속판에 관한 정보는 금속판의 종류, 길이, 두께, 폭, 무게 등 금속판의 성질이나 특성을 기록한 정보를 말한다. 금속판에 관한 정보는 복수개의 금속판에 대하여 그 성질이나 특성을 기록한 것일 수 있다.
복수개의 전자석부(112)의 배치 상태에 관한 정보는 운송부(11)가 복수개의 전자석부(112)를 포함하고 제어부(21)가 복수개의 전자석부(112)를 제어하는 경우, 복수개의 전자석부(112)가 어떻게 배치되었는지에 관한 정보를 말한다. 이러한 복수개의 전자석부(112)의 배치 상태에 관한 정보는 전자석부(112)의 일련번호, 전자석부(112) 간의 간격, 전자석부(112)의 위치 등에 관한 정보를 포함한다.
이동제어부(218)는 선택부(217)가 선택한 전자석부(112)가 금속판을 잡아당길 수 있게 이동부(31)에 의해 금속판이 배치되도록 한다(S803).
전류산출부(214)는 선택된 금속판에 관한 정보, 미리 저장되어 있는 전자석부(112)에 관한 정보 및 금속판의 개수에 관한 정보를 이용하여 전자석부(112)에 공급해야 할 전류량을 산출한다(S804).
전류산출부(214)는 전류량을 산출하는 과정에서 전자석부(112)의 온도에 따라 전류량을 산출할 수도 있다. 이를 위해 온도감지부(114)는 전자석부(112)의 온도를 감지한다.
이 경우 전류산출부(214)는 전자석부에 관한 정보, 금속판에 관한 정보 및 금속판의 개수에 관한 정보와 함께 미리 저장되어 있는 전자석부(112)의 온도에 따라 전자석부(112)에 공급되어야 할 전류량의 값 및 온도감지부(114)가 감지한 온도를 더 이용하여 전자석부(112)에 공급해야 할 전류량을 산출한다.
전자석부(112)에 관한 정보는 전자석부(112)의 각종 성질이나 특성에 관한 정보를 말한다. 전자석부(112)에 관한 정보는 전자석부(112)에 투입되는 전류와 전자석부(112)가 잡아당길 수 있는 금속판의 무게나 두께, 개수, 전자석부(112)에서 발생하는 자속 등의 관계에 관한 정보일 수 있다.
전원제어부(215)는 전류산출부(214)가 산출한 전류량의 전류가 선택부(217)에 의해 선택된 전자석부(112)에 공급되도록 한다(S805).
이후 전류검출부(115)는 전자석부(112)에 흐르는 전류량을 검출할 수 있다. 이 경우 전원제어부(215)는 전류검출부(115)가 검출한 전류량과 전류산출부(214)가 산출한 전류량이 동일해지도록 제어하는 정전류제어기능을 수행할 수 있다.
이러한 정전류제어를 위해 전원제어부(215)는 전류산출부(214)가 산출한 전류량과 전류검출부(115)가 검출한 전류량의 차이를 이용하는 비례적분제어 또는 비례미적분제어를 통해 전자석부(112)에 공급되는 전류량이 보정되도록 할 수 있다.
제어부(21)는 전류를 공급받아 금속판을 잡아당긴 전자석부(112)가 소정의 높이만큼 들어올려지도록 운송부(11)를 제어한다(S806). 이러한 소정의 높이는 금속판이 운송될 수 있을 정도로 설정된 높이로, 저장부(211)에 미리 저장되어 있을 수 있다.
운송부(11)는 전자석부(112)에 전류가 공급되어 전자석부(112)가 금속판을 잡아당기면 전자석부(112)를 금속판과 함께 들어올린다(S806).
센서부(113)는 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 판단하는데 필요한 데이터로 전자석부(112)에서의 자속 및 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 중량에 관한 데이터를 수집한다(S807).
두께산출부(219)는 센서부(113)가 수집한 자속에 관한 데이터로부터 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 두께를 산출한다(S808).
개수판단부(220)는 두께산출부가 산출한 금속판의 두께 및 선택된 금속판에 관한 정보로부터 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출한다(S809). 여기서 선택된 금속판에 관한 정보는 입력부(212)가 입력받은 금속판을 선택하는 정보에 의해 선택된 금속판 한 개의 두께에 관한 정보이다.
또한, 개수산출부(213)는 센서부(113)가 수집한 금속판의 중량에 관한 데이터 및 선택된 금속판에 관한 정보로부터 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출한다. 여기서 선택된 금속판에 관한 정보는 입력부(212)가 입력받은 금속판을 선택하는 정보에 의해 선택된 금속판 한 개의 중량에 관한 정보이다.
제어부(21)는 개수판단부(220)가 포함된 개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많은지 여부를 판단한다(S810).
개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많은 경우, 전류차단부(216)는 전원부(111)가 전자석부(112)에 공급하는 전류가 소정의 시간 동안 차단되도록 한다(S811).
예를 들어, 전류차단부(216)는 전자석부(112)에 공급되는 전류가 소정의 제1시간인 수 ms의 시간동안 차단되도록 한다. 그럼에도 불구하고, 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 개수가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많은 경우에는 제1시간보다 길게 설정된 제2시간동안 전류가 차단되도록 한다.
이렇게 점차 전류가 차단되는 시간이 증가되도록 하여 전류차단부(216)는 전자석부(112)가 잡아당기고 있는 금속판의 개수가 잡아당겨야 할 금속판의 개수와 일치할 때까지 반복적으로 전류가 차단되도록 한다.
개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많지 않은 경우, 제어부(21)는 개수판단부(220)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 적은지 여부를 판단한다(S812).
개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 적지 않은 경우는 개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수와 동일한 경우이다. 이 경우 본 프로세스는 종료한다.
개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 적은 경우 제어부(21)는 전자석부(112)가 내려놓아지도록 운송부(11)를 제어한다(S813).
이후 제어부(21)는 이전에 전류산출부(216)가 산출한 전류량보다 증가된 전류량이 전자석부(112)에 공급되도록 한다(S814). 이를 위해 전류산출부(214)는 이전에 산출한 전류량보다 증가된 전류량을 산출하고, 전원제어부(215)는 새로 산출된 전류량의 전류가 전자석부(112)에 공급되도록 전원부(111)를 제어할 수 있다.
제어부(21)는 중량의 직접 비교를 통해서도 개수산출부(213)가 산출한 금속판의 개수가 입력부(212)가 입력받은 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많은지 여부를 판단할 수도 있다.
이 경우 제어부(21)는 전자석부(112)가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 금속판 한 개의 중량을 곱한 목표중량값과 센서부(113)가 감지한 전자석부(112)가 잡아당긴 금속판의 중량을 직접 비교한다.
즉, 센서부(113)가 감지한 금속판의 중량이 목표중량값의 소정의 오차 범위 내에 있는 경우 제어부(21)는 전자석부(112)가 정확한 개수의 금속판을 잡아당기고 있다고 판단할 수 있다.
그러나 센서부(113)가 감지한 금속판의 중량이 목표중량값의 오차 범위를 초과하여 많거나 적은 경우, 제어부(21)는 각각 전자석부(112)가 초과된 개수의 금속판을 잡아당기거나 적은 개수의 금속판을 잡아당기고 있다고 판단한다.
제어부(21)는 전자석부(112)가 잡아당기는 금속판의 개수를 제어하는데 이러한 직접 중량 비교 방식을 앞서 기술한 개수산출부(213)와 연동하여 개수를 비교하는 방식과 병행하여 적용할 수 있다.
이러한 중량의 직접 비교를 통해 전자석부(112)에 의해 잡아당겨지고 있는 금속판의 개수를 판단하는 방식은 일반적인 기술이므로 더 이상의 상세한 설명을 생략하도록 한다.
이상에서 실시예를 통해 설명한 본 발명의 기술적 범위는 상기 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 발명의 범위에 속한다 해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 구성을 도시한 블록선도.
도 2는 본 발명의 일실시예의 구성을 도시한 블록선도.
도 3은 본 발명에서 금속판이 과흡착된 경우 전류를 차단하여 금속판의 개수를 조절하는 실시예에서의 전자석의 전력에 대한 그래프.
도 4a는 본 발명의 일실시예에서 운송부의 저면도.
도 4b는 본 발명의 일실시예에서 전자석부와 센서부의 측면도.
도 4c는 본 발명의 일실시예에서 운송부의 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에서의 운송부와 금속판을 도시한 도면.
도 6a는 금속판이 정상흡착된 경우의 도면.
도 6b 내지 도 6e는 금속판이 불완전흡착된 경우의 도면.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 일실시예에서 전자석부의 배치 상태 및 금속판의 길이와 금속판을 잡아당길 것으로 선택된 전자석부를 표시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에서 금속판 운송 방법의 흐름을 도시한 흐름도.

Claims (12)

  1. 자력을 이용하여 금속판을 들어올려 운송하는 운송부; 및
    상기 운송부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 운송부는
    전류를 공급받아 자력을 발생시켜 상기 금속판을 잡아당기는 전자석부;
    상기 전자석부에 상기 전류를 공급하는 전원부; 및
    상기 전자석부가 잡아당긴 금속판의 개수를 판단하는데 필요한 데이터를 수집하는 센서부;를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 전자석부에 관한 정보 및 상기 금속판에 관한 정보를 저장하고 있는 저장부;
    상기 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보 및 상기 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보를 입력받는 입력부;
    상기 금속판에 관한 정보 가운데 선택된 금속판에 관한 정보, 상기 전자석부에 관한 정보 및 상기 금속판의 개수에 관한 정보를 이용하여 상기 전자석부에 공급해야 할 전류량을 산출하는 전류산출부;
    상기 전류산출부가 산출한 전류량의 전류가 상기 전자석부에 공급되도록 상기 전원부를 제어하는 전원제어부;
    상기 센서부가 수집한 데이터를 이용하여 상기 전자석부가 잡아당긴 금속판 의 개수를 산출하는 개수산출부; 및
    상기 개수산출부가 산출한 금속판의 개수가 상기 입력부가 입력받은 상기 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많을 경우 상기 전원부가 공급하는 전류가 소정의 시간 동안 차단되도록 하는 전류차단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 센서부가 수집하는 데이터는 상기 전자석부에서의 자속에 관한 것이고,
    상기 개수산출부는
    상기 센서부가 수집한 자속에 관한 데이터로부터 상기 전자석부가 잡아당긴 금속판의 두께를 산출하는 두께산출부; 및
    상기 두께산출부가 산출한 금속판의 두께 및 상기 선택된 금속판에 관한 정보로부터 상기 전자석부가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출하는 개수판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전류산출부는
    상기 개수산출부가 산출한 금속판의 개수가 상기 입력부가 입력받은 상기 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 적을 경우 증가된 전류량을 산출하는 것을 특징으로 하는 운송시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 운송부는
    상기 전자석부의 온도를 감지하는 온도감지부;를 더 포함하고,
    상기 저장부는 상기 전자석부의 온도에 따른 상기 전자석부에 공급되어야 할 전류량의 값을 더 저장하고 있고,
    상기 전류산출부는
    상기 전자석부에 관한 정보, 상기 선택된 금속판에 관한 정보 및 상기 금속판의 개수에 관한 정보와 함께 상기 저장부가 저장하고 있는 상기 전자석부의 온도에 따른 상기 전자석부에 공급되어야 할 전류량의 값 및 상기 온도감지부가 감지한 온도를 이용하여 상기 전자석부에 공급해야 할 전류량을 산출하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속판 운송시스템은
    상기 운송부가 상기 금속판을 운송할 수 있게 상기 금속판을 이동시키는 이동부;를 더 포함하고,
    상기 운송부는 복수개의 전자석부를 포함하고,
    상기 저장부는 상기 복수개의 전자석부의 배치 상태에 관한 정보를 더 저장하고 있고,
    상기 제어부는 상기 이동부를 더 제어하고,
    상기 제어부는
    상기 선택된 금속판에 관한 정보 및 상기 복수개의 전자석부의 배치 상태에 관한 정보를 이용하여 상기 금속판을 잡아당길 전자석부를 선택하는 선택부; 및
    상기 선택부가 선택한 전자석부가 상기 금속판을 잡아당길 수 있게 상기 금속판이 배치되도록 상기 이동부를 제어하는 이동제어부;를 더 포함하고,
    상기 전원제어부는 상기 선택부가 선택한 전자석부에만 상기 전류가 공급되도록 상기 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 운송부는
    상기 전자석부에 흐르는 전류량을 검출하는 전류검출부;를 더 포함하고,
    상기 전원제어부는 상기 전류산출부가 산출한 상기 전자석부에 공급해야 할 전류량과 상기 전류검출부가 검출한 전류량이 동일해지도록 상기 전자석부에 공급해야할 전류량과 상기 전류검출부가 검출한 전류량의 차이를 이용하여 상기 전원부가 공급하는 전류량이 보정되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송시스템.
  7. 전류를 공급받아 자력을 발생시켜 금속판을 잡아당기는 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보 및 상기 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판을 선택하는 정보를 입력받는 단계;
    미리 저장되어 있는 금속판에 관한 정보 가운데 선택된 금속판에 관한 정보, 미리 저장되어 있는 전자석부에 관한 정보 및 상기 전자석부가 잡아당겨야 할 금속판의 개수에 관한 정보를 이용하여 상기 전자석부에 공급해야 할 전류량을 산출하는 단계;
    상기 산출된 전류량의 전류가 상기 전자석부에 공급되도록 하는 단계;
    상기 전류를 공급받아 상기 금속판을 잡아당긴 전자석부가 소정의 높이만큼 들어올려지도록 하는 단계;
    상기 전자석부가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 금속판의 개수가 상기 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 많을 경우 상기 전자석부에 공급되는 전류가 소정의 시간 동안 차단되도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 금속판의 개수를 산출하는 단계는
    상기 전자석부의 자속을 감지하여 상기 전자석부가 잡아당긴 금속판의 두께를 산출하는 단계; 및
    상기 선택된 금속판에 관한 정보 및 상기 산출된 전자석부가 잡아당긴 금속판의 두께로부터 상기 전자석부가 잡아당긴 금속판의 개수를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 금속판 운송 방법은
    상기 산출된 금속판의 개수가 상기 잡아당겨야 할 금속판의 개수보다 적을 경우 상기 전자석부가 내려놓아지도록 하는 단계; 및
    상기 산출된 전류량보다 증가된 전류량이 상기 전자석부에 공급되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 금속판 운송 방법은
    상기 전자석부의 온도를 감지하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 전자석부에 공급해야 할 전류량을 산출하는 단계는
    상기 전자석부에 관한 정보, 상기 금속판에 관한 정보 및 상기 금속판의 개수에 관한 정보와 함께 미리 저장되어 있는 상기 전자석부의 온도에 따른 상기 전자석부에 공급되어야 할 전류량의 값 및 상기 감지된 온도를 더 이용하여 상기 전자석부에 공급해야 할 전류량을 산출하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 금속판 운송 방법은
    상기 금속판에 관한 정보 및 미리 저장되어 있는 상기 전자석부의 배치 상태에 관한 정보를 이용하여 상기 금속판을 잡아당길 전자석부를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 전자석부가 상기 금속판을 잡아당길 수 있게 상기 금속판이 배치되도록 하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 전류가 상기 전자석부에 공급되도록 하는 단계는 상기 선택된 전자석부에만 상기 전류가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 금속판 운송 방법은
    상기 전자석부에 흐르는 전류량을 검출하는 단계;를 더 포함하는 것이고,
    상기 전류가 상기 전자석부에 공급되도록 하는 단계는
    상기 산출된 전자석부에 공급해야 할 전류량과 상기 검출된 전류량이 동일해지도록 상기 산출된 전자석부에 공급해야 할 전류량과 상기 검출된 전류량의 차이를 이용하여 상기 전자석부에 공급되는 전류량이 보정되도록 하는 것을 특징으로 하는 금속판 운송 방법.
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