KR101093343B1

KR101093343B1 - 크레인의 레이저스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어 방법

Info

Publication number: KR101093343B1
Application number: KR1020090114971A
Authority: KR
Inventors: 오규현
Original assignee: 주식회사 피에스이
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-12-14
Also published as: KR20110058253A

Abstract

본 발명은 레이져 스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어 방법으로 상세하게는 크레인의 새들(Saddle) 상에 레이저스캐너 두 대를 설치하여 현재 권상된 이송물의 좌우 뒤틀린 각도와 하부 상차하고자 하는 차량의 각도를 비교하여 호이스트의 후크 터닝 각도를 평행하도록 제어하여 이송물을 정확하고도 신속하게 이송차량에 상차할 수 있게 하고, 이로 인하여 이송물량의 작업능률이 향상되는 방법을 특징으로 한다.

크레인, 후크터닝장치, 레이저스캐너, 이송물, 이송차량

Description

크레인의 레이저스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어 방법{Method of hookturning dynamic position using laser scanners of crane}

본 발명은 레이저스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어방법을 가지는 크레인에 관한 것으로, 상세하게는 크레인의 새들(Saddle) 상에 레이저스캐너 두 대를 설치하여 현재 권상된 이송물의 좌우 뒤틀린 각도와 하부 상차하고자 하는 차량의 각도를 비교하여 호이스트의 후크 터닝 각도를 평행하도록 제어하여 이송물을 정확하고도 신속하게 이송차량에 상차할 수 있게 하고, 이로 인하여 이송물량의 작업능률이 향상되게 하는 방법에 관한 것이다.

종래기술로는 도 1의 특허출원 10-1996-0071548호(1996.12.24)에서 도시한 바와 같이, 레이저 광선을 피측물에 조사하고 반사광을 받아서 피측정점간의 거리정보를 수치정보화하는 스캐너로써의 레이저광 발신 및 수신장치(10)를 가지는 3차원 형상검출방법에 있어서, 상기 레이저광 발신 및 수신장치(10)가 가로격자선 방향을 따라 설정거리만큼 이동하는 단계; 와, 상기 레이저광 발신 및 수신장치(10)가 가로격자선 방향에 대한 이동이 정지된 상태에서 작업대상면을 스캔하는 단계; 를 포함하여, 스캔된 정보와 레이저광 발신 및 수신장치(10)의 위치를 조합하여 3 차원 형상정보를 검출함을 특징으로 하는 천정 크레인 자동화용 3차원 형상검출방법이 공지되어 있다.

또한 레이저 광선을 피측정물에 조사하고 반사광을 받아서 피측정점간의 거리정보를 수치정보화하는 스캐너로써의 레이저광 발신 및 수신장치(10)를 가지는 3차원 형상검출기에 있어서, 천정크레인 구조물에 고정된 지지대(1)에 선형가이드(2)를 장착하고, 상기 선형가이드(2)에 미끄럼이동할 수 있도록 장착된 선형이동테이블(3)이 3차원 레이저 스캐너인 레이저광 발신 및 수신장치(10)를 부착하며, 상기 테이블(3)을 볼나사(8)에 체결하여 선형운동할 수 있도록 하고, 상기 볼나사(3)는 제어용 모터(7)에 연결되어 상기 볼나사(3)의 회전에 의해 상기 테이블(3)이 선형가이드(2)를 따라 가로격자선 방향(12)으로 세로격자선(16) 간의 간격을 등분한 거리만큼을 이동하도록 함으로서 레이저광 발신 및 수신장치(10)가 작업대상면을 스캔하고 그 스캔된 정보와 테이블(3)의 위치를 조합하여 3차원 형상정보를 검출함을 특징으로 하는 천정 크레인 자동화용 3차원 형상검출장치가 있었다.

그러나 상기의 종래기술은 레이저 광선을 피측물에 조사하고 반사광을 받아서 피측정점간의 거리정보를 수치정보화하는 스캐너로써의 레이저광 발신 및 수신장치를 가지는 3차원 형상검출방법 및 장치에 관한 것으로, 단순한 거리정보와 피측정물의 형상을 측정하기 위한 것이었다.

그리고 일반적인 마그네틱 크레인은 자력의 힘을 이용해 철판을 들고 이송하는 장치로 주로 제철소나 조선소의 대형 공장에서 사용되고 있으나 제작된 이송물을 들고 이송을 위한 대형 트럭인 이송차량에 내려놓을 때, 항상 차량의 방향과 전체 이송물인 철판이 불평형 상태로 놓여 수정하는 작업이 발생한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크레인의 새들(Saddle) 상에 레이저스캐너 두 대를 설치하여 현재 권상된 이송물의 좌우 뒤틀린 각도와 하부 상차하고자 하는 차량의 각도를 비교하여 호이스트의 후크 터닝 각도를 평행하도록 제어하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 크레인의 새들(Saddle) 상에 레이저스캐너 두 대를 설치하여 현재 권상된 이송물의 좌우 뒤틀린 각도와 하부 상차하고자 하는 차량의 각도를 비교하여 호이스트의 후크 터닝 각도를 평행하도록 제어하여 이송물을 정확하고도 신속하 게 이송차량에 상차할 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 이송물량의 작업능률이 향상되는 효과도 있다.

본 발명은 크레인에서 레이져 스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어 방법에 관한 것으로, 상세한 설명은 첨부되는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 레이저스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어의 전체도이고, 도 3은 본 발명 레이저스캐너를 이용한 피사체와의 거리 및 폭 측정 개념도이며, 도 4는 본 발명 레이저스캐너를 이용한 이송차량의 거리 및 폭 측정 개념도이고, 도 5는 본 발명 크레인의 후크터닝장치에 대한 구성도이며, 도 6은 본 발명의 순서도이다.

레이저스캐너를 이용해 특정물체를 좌우 스캔하면 물체와의 거리차이에 의해 도 2 내지 4에서 도시한 바와 같이 단차가 있는 거리 데이터를 얻을 수 있다.

거리값 A의 cos(θA)을 취하면 피사체까지의 거리를 구할 수 있고, 거리값 A에서 B로 바뀌는 각도에서 sin(θA)를 계산하면 스캐너센터에서 물체의 좌·우 폭값을 계산할 수 있다.

A레이저스캐너(120)를 통해 이송차량(150)의 전단부를 좌우 스캔하여 트레일러인 이송차량(150)의 스캐너센터기준으로 좌측폭값(dlf)과 우측폭값(drf)을 계산한다.

여기서 차이값A (=dlf - drf)을 계산한다.

그리고 B레이저스캐너(130)를 통해 이송차량(150)의 후단부를 좌우 스캔하여 같은 방법으로 차이값 B(=drr - drf)을 획득한다.

그러면 스캐너A,B(120. 130)사이의 거리(H)와 Hf, Hr을 이용해 (H-Hf-Hr)과 (차이값 A-차이값 B)의 아크탄젠트(Arctan)를 계산하여 크레인(100)의 보(Girder) 기준으로 이송차량(150)이 좌·우로 얼마나 기울어진 각도(θt)로 주차되어 있는지 계산할 수 있다.

그리고 크레인(100)의 마그네트(105)에 의해 권상하는 이송물(140)의 좌·우 기울어진 각도(θs)를 같은 방법으로 스캐닝하여 계산할 수 있다.

두 각도 즉, 이송차량(150)이 좌·우로 기울어진 각도(θt)와 이송물(140)이 좌·우로 기울어진 각도(θs)의 차이값(θt-θs) 만큼 후크터닝장치(104)의 모터(101)를 제어한다.

이때 오동작으로 인해 위험위치까지 회전하지 않도록 리미트 스위치를 설치하여 안전장치로 인터록 시킨다.

제어가 완료되면 다시 스캐닝하여 이송물(140)의 상차 안전오차각도 이내로 에러값이 수렴하였는지 다시 계산한 후 차량에 적재한다.

본 발명의 후크터닝 위치제어 순서는 도 6에서 도시한 바와 같다.

1) 이송차량(150)이 정해진 상차 위치에 도착(차량입고)하는 단계;

2) 스캐너 2대(120, 130)를 통해 이송차량(150)의 전·후를 스캔하여 기울어진 각도(θt)를 계산하는 단계;

3) 마그네트(105) 크레인(100)이 이송물(140)을 들고, 상차할 위치로 이동하는 단계;

4) 스캐너 2대(120, 130)를 통해 권상하고 있는 이송물(140)을 스캔하여 기울어진 각도(θs)를 계산하는 단계;

5) 크레인(100) 호이스트의 후크터닝장치(104)를 제어하여 각도 차이값(θt-θs) 만큼 회전시키는 단계;

6) 회전 완료 후 다시 스캔하여 이송물(140)이 이송차량(150)에 상차 할 오차범위 각도 이내로 들어왔는지 판단하는 단계;

7) 이송차량(150)에 이송물(140)을 상차하는 단계; 로 구성된다.

도 1은 종래 레이저스캐너를 이용한 3차원 형상검출방법의 구성도

도 2는 본 발명 레이저스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어의 전체도

도 3은 본 발명 레이저스캐너를 이용한 피사체와의 거리 및 폭 측정 개념도

도 4는 본 발명 레이저스캐너를 이용한 이송차량의 거리 및 폭 측정 개념도

도 5는 본 발명 크레인의 후크터닝장치에 대한 구성도

도 6은 본 발명의 순서도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100. 크레인 101. 모터

102. 엔코더 103. 로드셀

104. 후크터닝장치 105. 마그네트

110. 후크 120. A레이저스캐너

130. B레이저스캐너 140. 이송물

150. 이송차량

Claims

무거운 이송물을 이송차량(150)에 상차하기 위하여 레이저스캐너가 구비된 크레인(100)에 있어서,

상기 이송차량(150)이 정해진 상차 위치에 도착(차량입고)하는 단계;

A레이저스캐너(120)로 상기 이송차량(150)의 전단부를 좌우 스캔하여 상기 이송차량(150)의 스캐너센터기준으로 좌측폭값(dlf)과 우측폭값(drf)의 차이값 A (= dlf - drf)을 계산하고,

B레이저스캐너(130)를 통해 상기 이송차량(150)의 후단부를 좌우 스캔하여 상기 이송차량(150)의 스캐너센터기준으로 좌측폭값(dlf)과 우측폭값(drf)의 차이값 B(= drr - drf)를 계산하며,

상기 2대의 레이저스캐너A(120)와 B(130) 사이의 거리(H)에서 A레이저스캐너(120)와 상기 이송차량(150)의 전단부와의 거리(Hf) 및 B레이저스캐너(130)와 상기 이송차량(150)의 후단부와의 거리(Hr)를 뺀 계산값(H-Hf-Hr)과, 상기 A레이저스캐너(120)의 차이값 A에서 상기 B레이저스캐너(130)의 차이값 B를 뺀 값(차이값 A-차이값 B)의 아크탄젠트(Arctan)를 계산하여 스캐너 2대(120, 130)를 통해 크레인(100)의 보(Girder) 기준으로 이송차량(150)이 좌·우로 기울어진 각도(θt)를 계산하는 단계;

마그네트(105) 상기 크레인(100)이 이송물(140)을 들고, 상차할 위치로 이동하는 단계;

상기 A레이저스캐너(120)로 상기 이송물(140)의 전단부를 좌우 스캔하여 상기 이송물(140)의 스캐너센터기준으로 좌측폭값(dlf)과 우측폭값(drf)의 차이값 A (=dlf - drf)을 계산하고,

B레이저스캐너(130)를 통해 상기 이송물(140)의 후단부를 좌우 스캔하여 상기 이송물(140)의 스캐너센터기준으로 좌측폭값(dlf)과 우측폭값(drf)의 차이값 B(=drr - drf)를 계산하며,

상기 2대의 레이저스캐너A(120)와 B(130) 사이의 거리(H)에서 A레이저스캐너(120)와 상기 이송물(140)의 전단부와의 거리(Hf) 및 B레이저스캐너(130)와 상기 이송물(140)의 후단부와의 거리(Hr)를 뺀 계산값(H-Hf-Hr)과, 상기 A레이저스캐너(120)의 차이값 A에서 상기 B레이저스캐너(130)의 차이값 B를 뺀 값(차이값 A-차이값 B)의 아크탄젠트(Arctan)를 계산하여 크레인(100)의 보(Girder) 기준으로 스캐너 2대(120, 130)를 통해 권상하고 있는 이송물(140)이 좌·우로 기울어진 각도(θs)를 계산하는 단계;

크레인(100) 호이스트의 후크터닝장치(104)를 제어하여 각도 차이값(θt-θs) 만큼 회전시키는 단계;

회전 완료 후 다시 스캔하여 이송물(140)이 이송차량(150)에 상차 할 오차범위 각도 이내로 들어왔는지 판단하는 단계;

이송차량(150)에 이송물(140)을 상차하는 단계; 를 특징으로 하는 크레인의 레이저스캐너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어 방법.