KR101126033B1 - 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작 제어시스템 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작 제어시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 특히 레이저 스캐너를 이용하여 크레인의 동작을 주행방향 및 횡행방향으로 신속히 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템은, 크레인의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝 정보를 출력하는 레이저 스캐너; 상기 스캐닝 정보를 이용하여 기 설정된 권상좌표상이나 기 설정된 권하좌표상에 코일이 있는지를 판별하는 코일유무 판별부; 및 상기 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신한 후 상기 기 설정된 권상좌표상에 위치한 코일을 권상하고 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 상기 크레인을 제어하는 크레인 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

레이저 스캐너, 크레인, 3차원 좌표, 각도, 거리

Description

레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작 제어시스템 및 제어방법{System and method for controlling crane movement using laser scanner}

본 발명은 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작 제어시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 특히 레이저 스캐너를 이용하여 크레인의 동작을 주행방향 및 횡행방향으로 신속히 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 압연공정을 통하여 생산된 강판은 보관 및 운반이 용이하도록 원형의 코일상태로 권취하고 있다. 이러한 코일은 공장의 천정에 설치된 크레인을 이용하여 목표위치로 이동시키는데, 도 1을 통하여 코일을 목표위치로 이동시키는 크레인 제어방식을 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 크레인 제어방식을 나타낸 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 크레인(10)의 리프터(10a)가 코일(20)을 일정한 안전높이까지 권상한 후 목표위치로 이동을 시작하고, 코일(20) 적재시에는 일정한 안전높이의 목표위치에 도착한 후 권하를 시작하였다. 리프터(10a)가 코일(20)을 권하하는 시점은 목표위치에 도착했을 때이고, 크레인(10)이 이동하고 있는 중에는 코일(20)을 권하 하지 않는다. 주행시 및 횡행시 동작시점은 리프터(10a)가 올라가고 가장 큰 코일이 근처에 있어도 충돌하지 않을 정도의 높이 즉, 안전높이까지 권상되었을 때이다. 그렇지 않을 경우에는 크레인(10)이 이동하지 않는다.

종래에는 수동운전시와 같이 야드의 적재상황에 맞게 권상 중에 장애물이 없으면 빨리 출발하고, 목표위치에 도착하기 전에 권하를 시작하도록 하는 것이 크레인(10)에 적용하기 어려웠다. 그러므로, 크레인(10)은 코일(20)이 2단일 경우에도 안전하게 작업할 수 있도록 리프터(10a)가 다운될 수 있는 거리를 최소로 하고, 리프터(10a)가 이동할 수 있는 높이도 최대한 높게 함으로써, 불필요한 시간을 소요하였다. 이로 인하여, 전체 작업시간이 수동운전시의 작업시간보다 많아지는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점으로 인하여 코일(20) 적재상황에 따라 코일(20)의 권상 및 권하시 3차원 공간상에서 최적시점에 크레인(10)의 동작을 신속하고도 정확하게 제어할 수 있는 시스템 및 방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 코일 적재상황에 따라 코일의 권상 및 권하시 3차원 공간상에서 주행 및 횡행방향으로 최적시점에 크레인의 동작을 신속하게 제어하는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 코일 권하시 다른 코일의 3차원 좌표정보를 획득하여 다른 코일과의 충돌을 방지할 수 있는 크레인의 동작을 신속하게 제어하는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면은, 크레인의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝 정보를 출력하는 레이저 스캐너; 상기 스캐닝 정보를 이용하여 기 설정된 권상좌표상이나 기 설정된 권하좌표상에 코일이 있는지를 판별하는 코일유무 판별부; 및 상기 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신하여 상기 기 설정된 권상좌표상에 위치한 코일을 권상하고 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 상기 크레인을 제어하는 크레인 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 크레인에는 2대의 레이저 스캐너가 상기 크레인의 주행방향을 축으로 하는 라인에 일렬로 구비되고, 상기 크레인의 주행방향의 반대방향에 구비된 레이저 스캐너가 크레인의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 코일유무 판별부는 상기 스캐닝 정보로부터 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득하여 기 설정된 권상좌표상이나 기 설정된 권하좌표상에 코일이 있는지를 판별하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 코일유무 판별부는 상기 스캐닝 정보로부터 스캐닝이 수행된 각도에 따른 레이저 광의 조사거리를 연산하여 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 크레인 제어부는 기 설정된 높이 이상의 위치에 다른 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신하면 상기 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 크레인 제어부는 상기 코일이 권상되어야 할 위치좌표에 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신하여 상기 권상되어야 할 위치좌표에 위치한 코일을 권상하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 크레인을 제어하여 상기 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하는 도중에, 상기 크레인 제어부는 기 설정된 권하좌 표상에 다른 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신하면 상기 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 크레인 제어부는 상기 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 한 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 레이저 스캐너를 이용하여 크레인의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝 정보를 출력하는 단계; 상기 스캐닝 정보를 이용하여 상기 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 획득하는 단계; 상기 크레인을 제어하여 상기 기 설정된 권상좌표상에 위치한 코일을 권상하도록 하는 단계; 및 상기 크레인을 제어하여 상기 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 획득하는 단계는, 상기 스캐닝 정보로부터 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 획득하는 단계는, 상기 스캐닝 정보로부터 스캐닝이 수행된 각도에 따른 레이저 광의 조사거리를 연산하여 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 하는 단계는, 기 설정된 높이 이상의 위치에 다른 코일이 있다는 판별정보를 획득하면 상기 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 하는 단계는, 상기 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하는 도중에 상기 기 설정된 권하좌표상에 다른 코일이 있다는 판별정보를 획득하면 상기 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 권상한 코일을 권하되어야 할 위치좌표에 권하하도록 하는 단계는, 상기 권상한 코일을 권하되어야 할 위치좌표에 권하하는 도중에 상기 코일이 권상되어야 할 위치좌표에 다른 코일이 있다는 판별정보를 획득하면 상기 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 한 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 코일 적재상황에 따라 코일의 권상 및 권하시 3차원 공간상에서 주행 및 횡행방향으로 최적시점에 크레인의 동작을 신속하게 제어함으로써, 크레인의 사이클 시간(대기상태에서 동작을 수행한 후 원래의 대기상태로 복귀하는 시간)을 최소로 하여 생산성 및 작업능률을 향상시킨다.

본 발명에 따르면, 코일 권하시 다른 코일의 3차원 좌표정보를 획득하여 다른 코일과의 충돌을 방지할 수 있게 함으로써, 작업이 중지되는 상황이 발생하지 않게 하여 생산성 및 작업능률을 향상시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 2a는 본 발명의 크레인이 주행방향으로 코일을 이동시키는 상태의 개략도이고, 도 2b는 본 발명의 크레인이 횡행방향으로 코일을 이동시키는 상태의 개략도이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 주행방향 및 횡행방향으로 이동하는 경우에, 크레인(100)의 리프터(100a)가 코일(200)을 일정한 안전높이까지 권상하는 과정없이 직접 목표위치로 권상을 시작하고, 코일(200) 적재시에는 일정한 안전높이에 도착하는 과정없이 직접 목표위치로 권하를 시작한다. 크레인(100)이 이동하고 있는 중에는 코일(200)을 권하하지 않는다.

도 2b에서와 같이, 크레인(100)이 주행방향과 직각방향인 횡행방향으로 이동하는 경우에는, 크레인(100)이 일정한 폭의 레일(150) 상에서 이동이 가능하여 도 2a의 주행방향 이동과 도 2b의 횡행방향 이동이 모두 가능하다.

도 3은 본 발명의 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템의 개략도이다. 도 3을 도 2와 함께 살펴보면, 레이저 스캐너(110a, 110b)를 이용한 크레인 동작제어시스템은, 레이저 스캐너(110a, 110b), 코일유무 판별부(130), 크레인 제어부(140)를 포함한다. 코일유무 판별부(130), 크레인 제어부(140)는 PLC (Programmable Logic Controller)로 구현될 수 있다.

레이저 스캐너(110a, 110b)는 크레인(100)의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝한다.

코일유무 판별부(130)는 레이저 스캐너(110a, 110b)로부터 스캐닝 정보를 수신한 후, 스캐닝이 수행된 각도에 따른 레이저 광의 조사거리를 연산하여 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득하여 기 설정된 권상좌표상이나 기 설정된 권하좌표상에 코일이 있는지를 판별한다.

크레인 제어부(140)는 크레인(100)의 현재좌표를 실시간으로 측정하면서 크레인(100)을 주행 또는 횡행시키고, 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 코일유무 판별부(130)로부터 수신하여 크레인(100)의 주행 또는 횡행과 크레인(100)의 리프터를 제어하여 기 설정된 권상좌표상에 위치한 코일을 권상하고 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 한다. 이와 같이 크레인 제어부(140)는 코일의 권상 및 권하시 3차원 공간상에서 주행 및 횡행방향으로 크레인의 동작을 신속하게 제어할 수 있게 된다.

또한, 크레인 제어부(140)는 크레인(100)의 리프터를 제어하여 기 설정된 권상좌표상의 코일을 권상하는 도중에 또는 크레인(100)의 리프터를 제어하여 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하는 도중에, 기 설정된 높이 이상의 위치에 다른 코일이 있다는 판별정보를 코일유무 판별부(130)로부터 수신하면 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 크레인(100)을 초기위치로 이동시킨다. 이때, 크레인 제어부(140)는 다른 코일의 3차원 좌표정보를 획득하여 다른 코일과의 충돌을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 크레인 제어부(140)는 크레인(100)의 리프터를 제어하여 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하는 도중에, 기 설정된 권하좌표상에 다른 코일이 있다는 판별정보를 코일유무 판별부(130)로부터 수신하면 크레인(100)의 주행을 일시정지시킨 후 크레인(100)을 초기위치로 이동시킨다. 이때, 크레인 제어부(140)는 다른 코일의 3차원 좌표정보를 획득하여 다른 코일과의 충돌을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 크레인 제어부(140)는 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 한 후에는 크레인(100)을 초기위치로 이동시킨다. 크레인(100)의 초기위치는 크레인(100)이 대기하는 상태인데, 크레인(100)이 코일의 권상 및 권하를 하지 않지 않는 경우에는 대기상태에 있게 된다.

도 4는 본 발명의 레이저 스캐너의 동작상태의 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 크레인에는 2대의 레이저 스캐너(110a, 110b)가 크레인의 주행방향을 축으로 하는 라인에 일렬로 구비되는데, 크레인의 주행방향의 반대방향에 구비된 레이저 스캐너(110a)가 크레인의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝한다. 그리고, 크레인의 주행방향에 구비된 레이저 스캐너(110b)가 크레인의 주행방향의 반대방향 하부에 레이저 광을 조사하여 레이저 광이 도달되는 물체에 대한 스캐닝을 수행한다.

이때, 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110a)는 하방에서 상방으로 일정한 각도 내에서 스캐닝을 수행하고, 주행방향측의 레이저 스캐너(110b)는 상방에서 하방으로 일정한 각도 내에서 스캐닝을 수행한다.

도 5는 본 발명의 레이저 스캐너를 이용하여 코일을 감지하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 우측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110a)로 코일을 감지한다.

이때, 레이저 스캐너(110a)에서 조사된 레이저 광의 조사방향이 연직하방과 이루는 기본각도를

이라고 하고, 레이저 스캐너(110a)가 스캔을 위하여 기본각도에서 상방 또는 하방으로 동작하여 조사된 레이저 광의 조사방향과 이루는 각도를

라고 하면, 레이저 스캐너(110a)의 레이저 광 조사로 레이저 광이 도달한 지점까지의 거리를 측정할 수 있다. 그리고, 거리측정을 통하여 수학식 1과 같이 레이저 광이 도달한 지점의 좌표도 구할 수 있다.

여기서, x, y, z : 각각 레이저 광이 도달한 지점의 주행, 횡행, 높이를 나 타내는 좌표

L : 레이저 스캐너(110a)로부터 레이저 광이 도달한 지점까지의 거리

Dx, Dy : 각각 크레인(100)이 주행, 횡행한 거리

offset : 레이저 스캐너(110a)의 연직하방과 리프터(100a)의 연직하 방을 나타내는 직선 사이의 거리

또한, 수학식 1을 이용하여 레이저 광이 도달한 지점의 좌표를 구할 수 있게 됨으로써, 크레인(100)이 주행함에 따라 레이저 광이 도달하는 지점의 높이도 구할 수 있게 된다. 만약, 레이저 광이 도달하는 지점의 높이가 기 설정된 높이 이상의 위치인 경우에는 이를 감지하여 크레인(100)의 리프터(100a)와 충돌을 방지하도록 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 레이저 스캐너를 이용하여 코일의 감지높이를 계산하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 우측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110a)로 코일을 감지한다.

이때, 레이저 스캐너(110a)에서 조사된 레이저 광의 조사방향이 연직하방과 이루는 기본각도를

이라고 하고, 레이저 스캐너(110a)가 스캔을 위하여 상방 또는 하방으로 동작하여 조사된 레이저 광의 조사방향과 이루는 각도를

라고 하면, 레이저 스캐너(110a)의 레이저 광 조사로 레이저 광이 도달한 코일(200)의 일부위의 높이(h)를 계산할 수 있다.

먼저, 레이저 스캐너(110a)로부터 레이저 광이 도달한 코일(200) 일부위까지의 길이를 a라 하고, 레이저 스캐너(110a)에서 조사된 레이저 광의 조사방향이 나타내는 직선이 h를 나타내는 평면과 교차하는 점까지의 레이저 스캐너(110a)로부터의 거리를 b라 하면, 수학식 2와 같은 관계식이 성립한다.

이후에, 레이저 스캐너(110a)에서 h를 나타내는 평면까지의 연직하방거리를 c라 하면, 수학식 3과 같은 관계식이 성립한다.

이후에, 수학식 2 및 수학식 3을 이용하여 h를 수학식 4와 같이 구할 수 있다. 이때, 레이저 스캐너(110a)의 설치높이는 지면으로부터 12600mm라고 가정한다.

도 7은 본 발명의 1단코일을 권상하기 위한 크레인의 다운동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 우측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110a)로 코일을 감지한다.

레이저 스캐너(110a)가 코일(200) 감지시, 크레인(100)의 리프터(100a)는 코일(200)을 향하여 다운하기 시작한다. 지면으로부터 크레인(100)의 리프터(100a) 하부까지의 높이는 5700mm이고, 코일(200)의 직경은 1300mm이고, 코일(200)로부터 코일(200) 상부로의 안전높이가 1000mm일 때, 지면으로부터의 크레인(100)의 리프터(100a)가 도달해야할 최소높이는 2300mm이다.

그리고, 크레인(100)의 리프터(100a)가 지면으로부터 2300mm의 높이에 도달하는 직선거리는 3400mm이고, 주행하는 동안의 경과시간은 17초이다. 이때, 크레인(100)의 리프터(100a)가 주행하는 거리는 2600mm이다.

도 8은 본 발명의 2단코일을 권상하기 위한 크레인의 다운동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 우측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110a)로 코일을 감지한다.

레이저 스캐너(110a)가 코일(200) 감지시, 크레인(100)의 리프터(100a)는 코일(200)을 향하여 다운하기 시작한다. 지면으로부터 2단코일의 상단까지의 높이는 4000mm이고, 크레인(100)의 리프터(100a) 하부에서 2단코일의 상단까지의 거리는 1700mm일 때, 크레인(100)의 리프터(100a)가 주행하는 거리는 코일(200)의 직경과 같은 900mm이고, 주행하는 동안의 경과시간은 10초이다.

도 9는 본 발명의 코일을 권하하여 1단적재를 하기 위한 크레인의 다운동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 우측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110a)로 코일(200)이 놓여야할 위치를 감지한다.

레이저 스캐너(110a)가 코일(200)이 놓여야할 위치 감지시, 크레인(100)의 리프터(100a)는 코일 (200)이 놓여야할 위치를 향하여 권하하기 시작한다. 지면으로부터 크레인(100)의 리프터(100a) 하부까지의 높이가 5700mm이고, 코일(200)의 직경이 1300mm이고, 코일(200)로부터 코일(200) 상부로의 안전높이가 1000mm일 때, 지면으로부터의 크레인(100)의 리프터(100a)가 도달해야할 최소높이는 2300mm이다.

그리고, 크레인(100)의 리프터(100a)가 지면으로부터 2300mm의 높이에 도달하는 직선거리는 3400mm이고, 주행하는 동안의 경과시간은 17초이다. 이때, 크레인(100)의 리프터(100a)가 주행하는 거리는 2600mm이다.

도 10은 본 발명의 코일을 권하하여 2단적재를 하기 위한 크레인의 다운동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 우측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110a)로 코일(200)이 놓여야할 위치를 감지한다.

레이저 스캐너(110a)가 코일(200)이 놓여야할 위치 감지시, 크레인(100)의 리프터(100a)는 코일(200)을 향하여 다운하기 시작한다. 지면으로부터 2단코일의 상단까지의 높이는 4000mm이고, 크레인(100)의 리프터(100a) 하부에서 2단코일의 상단까지의 거리는 1700mm일 때, 크레인(100)의 리프터(100a)가 주행하는 거리는 코일(200)의 직경과 같은 900mm이고, 주행하는 동안의 경과시간은 10초이다.

도 11은 본 발명의 2단적재된 코일을 권상하기 위한 크레인의 업동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 좌측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110b)로 코일(200)을 그리핑한 후, 크레인(100)의 리프터(100a)는 크레인(100)의 하부에 펜딩된 초기위치를 향하여 코일(200)을 권상하기 시작한다. 지면으로부터 2단코일의 상단까지의 높이는 4000mm이고, 크레인(100)의 리프터(100a) 하부에서 2단코일의 상단까지의 거리는 1700mm일 때, 크레인(100)의 리프터(100a)가 코일(200)을 그리핑한 후 10초 동안 주행한 거리는 8500mm이다.

도 12는 본 발명의 코일을 권하하여 2단적재를 한 후의 크레인의 업동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 크레인(100)이 좌측을 주행방향으로 하여 이동하는 경우에 크레인(100)에 구비된 주행방향 반대측의 레이저 스캐너(110b)로 코일(200)이 놓여야할 위치에 코일(200)을 권하한 후, 크레인(200)의 리프터(100a)는 크레인(100)의 하부에 펜딩된 초기위치를 향하여 업동작 하기 시작한다. 지면으로부터 2단코일의 상단까지의 높이는 4000mm이고, 크레인(100)의 리프터(100a) 하부에서 2단코일의 상단까지의 거리는 1700mm일 때, 크레인(100)의 리프터(100a)가 코일(200)을 놓은 후 10초 동안 주행한 거리는 8500mm이다.

도 13은 본 발명의 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법의 흐름도이다. 도 13을 도 2a, 도 2b, 도 3과 함께 살펴보기로 한다.

먼저, 레이저 스캐너(100a, 100b)를 이용하여 크레인(100)의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝한다(S100).

이후에, 코일유무 판별부(130)가 레이저 스캐너(100a, 100b)로부터 얻은 스캐닝 정보로부터 스캐닝이 수행된 각도에 따른 레이저 광의 조사거리를 연산하여 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득한다(S200).

이후에, 코일유무 판별부(130)가 3차원 좌표정보를 이용하여 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있는지를 판별한다(S300).

이후에, 코일유무 판별부(130)가 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 획득하면, 크레인 제어부(140)가 크레인의 주행 또는 횡행과 크레인(100)의 리프터를 제어하여 기 설정된 권상좌표상에 위치한 코일을 권상하도록 한다(S400). 그러나, 코일유무 판별부(130)가 기 설정된 권상좌표상에 코일이 있다는 판별정보를 획득하지 못하면, 크레인 제어부(140)는 크레인(100)의 주행을 일시정지시킨 후 크레인(100)을 초기위치로 이동시킨다(S800).

이후에, 크레인(100)이 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하는 도중에, 코일유무 판별부(130)가 기 설정된 높이 이상의 위치에 다른 코일이 있는지를 판별한다(S500).

이후에, 기 설정된 높이 이상의 위치에 다른 코일이 있다는 판별정보를 획득하지 못하면, 코일유무 판별부(130)는 기 설정된 권하좌표상에 다른 코일이 있는지를 판별한다(S600). 그러나, 코일유무 판별부(130)가 기 설정된 높이 이상의 위치에 다른 코일이 있다는 판별정보를 획득하면, 크레인 제어부(140)는 크레인(100)의 주행을 일시정지시킨 후 크레인(100)을 초기위치로 이동시킨다(S800).

이후에, 코일유무 판별부(130)가 기 설정된 권하좌표상에 다른 코일이 있다는 판별정보를 획득하지 못하면, 크레인 제어부(140)가 크레인(100)의 리프터를 제어하여 권상한 코일을 기 설정된 권하좌표상에 권하하도록 한다(S700). 그러나, 코일유무 판별부(130)가 기 설정된 권하좌표상에 다른 코일이 있다는 판별정보를 획득하면, 크레인 제어부(140)는 크레인(100)의 주행을 일시정지시킨 후 크레인(100)을 초기위치로 이동시킨다(S800).

이후에, 크레인 제어부(140)가 크레인(100)을 초기위치로 이동시킨다(S800). 크레인의 초기위치는 크레인이 대기하는 상태인데, 크레인이 코일의 권상 및 권하를 하지 않지 않는 경우에는 대기상태에 있게 된다.

상술한 바와 같이 크레인 제어부(140)는 코일의 권상 및 권하시 3차원 공간상에서 주행 및 횡행방향으로 최적시점에 크레인의 동작을 신속하게 제어할 수 있 을 뿐만 아니라, 다른 코일의 3차원 좌표정보를 획득하여 다른 코일과의 충돌을 방지할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

도 1은 종래의 크레인 제어방식을 나타낸 개략도이다.

도 2a는 본 발명의 크레인이 주행방향으로 코일을 이동시키는 상태의 개략도이다.

도 2b는 본 발명의 크레인이 횡행방향으로 코일을 이동시키는 상태의 개략도이다.

도 3은 본 발명의 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템의 개략도이다.

도 4는 본 발명의 레이저 스캐너의 동작상태의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 레이저 스캐너를 이용하여 코일을 감지하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 6은 본 발명의 레이저 스캐너를 이용하여 코일의 감지높이를 계산하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 7은 본 발명의 1단코일을 권상하기 위한 크레인의 다운동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 8은 본 발명의 2단코일을 권상하기 위한 크레인의 다운동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 9는 본 발명의 코일을 권하하여 1단적재를 하기 위한 크레인의 다운동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 10은 본 발명의 코일을 권하하여 2단적재를 하기 위한 크레인의 다운동작 을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 11은 본 발명의 2단적재된 코일을 권상하기 위한 크레인의 업동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 12는 본 발명의 코일을 권하하여 2단적재를 한 후의 크레인의 업동작을 제어하는 방식을 나타낸 개략도이다.

도 13은 본 발명의 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어방법의 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 크레인 100a : 리프터

110a, 110b : 레이저 스캐너 130 : 코일유무 판별부 140 : 크레인 제어부 150 : 레일 200 : 코일

Claims (15)

1. 크레인의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝 정보를 출력하는 레이저 스캐너;

   상기 스캐닝 정보를 이용하여 코일이 권상되어야 할 위치좌표 및 코일이 권하되어야 할 위치좌표에 코일이 있는지를 판별하는 판별정보를 생성하는 코일유무 판별부; 및

   상기 판별정보를 이용하여 상기 권상되어야 할 위치좌표에 위치한 코일을 권상하고 권하되어야 할 위치좌표에 권상한 코일을 권하하도록 상기 크레인을 제어하는 크레인 제어부;를 포함하는 것으로서,

   상기 크레인에는 2대의 레이저 스캐너가 상기 크레인의 주행방향을 축으로 하는 라인에 일렬로 구비되고, 상기 크레인의 주행방향의 반대방향에 구비된 레이저 스캐너가 크레인의 주행방향 하부에 적재된 코일에 레이저 광을 조사하여 스캐닝하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 코일유무 판별부는 상기 스캐닝 정보로부터 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득하여 코일이 권상되어야 할 위치좌표나 코일이 권하되어야 할 위치좌표에 코일이 있는지를 판별하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 코일유무 판별부는 상기 스캐닝 정보로부터 스캐닝이 수행된 각도에 따른 레이저 광의 조사거리를 연산하여 코일의 적재상태에 관한 3차원 좌표정보를 실시간으로 획득하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 크레인 제어부는 기 설정된 높이 이상의 위치에 다른 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신하면 상기 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템.
6. 제1항에 있어서,

   상기 크레인 제어부는 상기 코일이 권상되어야 할 위치좌표에 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신하여 상기 권상되어야 할 위치좌표에 위치한 코일을 권상하는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템.
7. 제1항에 있어서,

   상기 크레인을 제어하여 상기 권상한 코일을 권하되어야 할 위치좌표에 권하하는 도중에, 상기 크레인 제어부는 코일이 권하되어야 할 위치좌표에 다른 코일이 있다는 판별정보를 상기 코일유무 판별부로부터 수신하면 상기 크레인의 주행을 일시정지시킨 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템.
8. 제1항에 있어서,

   상기 크레인 제어부는 상기 권상한 코일을 권하되어야 할 위치좌표에 권하하도록 한 후 상기 크레인을 초기위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 스캐너를 이용한 크레인 동작제어시스템.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제

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