KR101235258B1 - 전기로 산소 취입 장치 및 산소 취입 방법 - Google Patents

Abstract

조이스틱을 이용하여 산소 취입용 로봇을 제어함에 있어서, 산소 취입봉이 노내 미용해물과 충돌하는 경우 이를 보다 정확하고 용이하게 검출할 수 있어 보다 안전하게 로봇을 제어할 수 있고, 전기로 내부의 산소 취입 깊이를 일련의 알고리즘을 통해 정량적으로 파악할 수 있도록, 전기로에 근접 설치되어 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시키는 슬레이브 로봇과, 슬레이브 로봇을 원격 제어하는 마스터장치를 포함하며, 상기 마스터장치는 내부에 저장된 충돌 연산 로직회로를 통해 슬레이브 로봇 작동시 산소 취입봉이 용탕 내 미용해물과 충돌되는지 여부를 연산하는 컨트롤러와, 컨트롤러에 연결되어 조작자에게 실제 산소 취입 과정에 대한 가상 공간의 시각 정보를 제공하는 디스플레이부와, 상기 컨트롤러에 연결되어 슬레이브 로봇을 원격 제어하고, 산소 취입봉이 용탕 내 미용해물과 충돌되는 경우 컨트롤러의 신호에 따라 조작자에게 촉감 정보를 전달하는 진동자를 구비한 햅틱 조이스틱을 포함하는 전기로 산소 취입 장치 및 산소 취입 방법을 제공한다.

Description

전기로 산소 취입 장치 및 산소 취입 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR BLOWING OXYGEN IN ELECTRIC FURNACE}

본 발명은 전기로 산소 취입을 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 조업 안정성을 확보하고 용탕 내 산소 취입 정보를 보다 정확히 확인할 수 있도록 된 전기로 산소 취입 장치 및 산소 취입 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기로 공정은 고철을 용해하는 작업 중에서 쇳물의 온도를 상승시키고 탄소 및 실리콘 같은 불순물을 제거하는 공정이다. 이 공정에서는 산소 취입 장치를 통하여 필요로 되는 곳에 꾸준히 산소를 공급해 주어야 하며, 이는 전기로 전방에 위치한 로봇(산소 취입 장치)을 통해 이루어진다.

상기 산소 취입을 위한 로봇은 조작자가 조이스틱을 조작함으로써 원격 조정된다. 조작자는 원거리에서 시각정보를 통해 조이스틱을 움직여 로봇을 제어함으로써 산소 취입 작업을 진행한다.

그런데, 종래에는 조작자가 전기로를 보고 시각 정보에 의존하여 운전함으로써 작업자의 근무환경이 열악하고 산소 취입봉이 노내 미용해물과의 충돌에 의한 설비 및 취입봉의 손상이 발생하고 이로 인한 조업 안정성 및 작업효율성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 전기로 내부는 육안으로도 파악이 곤란하여 숙련된 조작자의 직관에 의존함에 따라 산소 취입이 제대로 이루어지는지 정확히 확인하지 못하며, 이러한 문제는 숙련도가 떨어지는 조작자의 경우 더욱 심해진다.

이에, 조이스틱을 이용하여 산소 취입용 로봇을 제어함에 있어서, 산소 취입봉이 노내 미용해물과 충돌하는 경우 이를 보다 정확하고 용이하게 검출할 수 있어 보다 안전하게 로봇을 제어할 수 있도록 된 전기로 산소 취입 장치 및 산소 취입 방법을 제공한다.

또한, 전기로 내부 모습을 가상현실을 통해 확인할 수 있도록 하여 용탕 내 산소 취입 정보를 보다 정확하게 파악할 수 있는 전기로 산소 취입 장치 및 산소 취입 방법을 제공한다.

또한, 전기로 내부의 산소 취입 깊이를 일련의 알고리즘을 통해 정량적으로 파악할 수 있도록 된 전기로 산소 취입 장치 및 산소 취입 방법을 제공한다.

이를 위해 본 장치는 전기로에 근접 설치되어 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시키는 슬레이브 로봇과, 슬레이브 로봇을 원격 제어하는 마스터장치를 포함하며, 상기 마스터장치는 내부에 저장된 충돌 연산 로직회로를 통해 슬레이브 로봇 작동시 산소 취입봉이 용탕 내 미용해물과 충돌되는지 여부를 연산하는 컨트롤러와, 컨트롤러에 연결되어 조작자에게 실제 산소 취입 과정에 대한 가상 공간의 시각 정보를 제공하는 디스플레이부와, 상기 컨트롤러에 연결되어 슬레이브 로봇을 원격 제어하고, 산소 취입봉이 용탕 내 미용해물과 충돌되는 경우 컨트롤러의 신호에 따라 조작자에게 촉감 정보를 전달하는 진동자를 구비한 햅틱 조이스틱을 포함할 수 있다.

상기 마스터장치는 슬레이브 로봇에 의한 산소 취입봉의 이동속도를 검출하고, 상기 컨트롤러의 충돌 연산 로직회로를 통해 산소 취입봉의 이동속도가 설정값 이하로 떨어진 경우 햅틱 조이스틱의 진동자를 작동하여 햅틱 조이스틱을 진동하는 구조일 수 있다.

여기서 상기 설정값은 정상적인 산소 취입봉의 이동속도의 20 ~ 40% 로 설정될 수 있다.

상기 컨트롤러는 슬레이브 로봇 작동에 따라 전기로 내 산소 취입 깊이를 추정하고 이를 디스플레이부에 표시하는 산소 취입 깊이 추정 로직회로를 더 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 레이져 스캐닝 장비로부터 얻어진 산소 취입봉의 초기 길이 값과, 산소 취입봉이 이동되어 산소 취입봉의 끝단이 용탕 표면에 닿았을 때에 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 구해진 용탕 높이 값을 통해 산소 취입 깊이를 추정하는 구조일 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 공정 작업 중 용탕에 의해 산소 취입봉 마모 시, 산소 취입봉의 마모된 끝단을 다시 용탕 표면에 닿도록 이동하여 이 때 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 마모 길이와 산소 취입 깊이를 재 추정하는 구조일 수 있다.

본 장치는 전기로에 근접 설치되어 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시키는 슬레이브 로봇과, 슬레이브 로봇을 원격 제어하는 마스터장치를 포함하며, 상기 마스터장치는 슬레이브 로봇 작동에 따라 전기로 내 산소 취입 깊이를 추정하는 산소 취입 깊이 추정 로직회로가 내장된 컨트롤러와, 컨트롤러에 연결되어 조작자에게 실제 산소 취입 과정에 대한 가상 공간의 시각 정보를 제공하는 디스플레이부와, 상기 컨트롤러에 연결되어 슬레이브 로봇을 원격 제어하는 햅틱 조이스틱을 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 레이져 스캐닝 장비로부터 얻어진 산소 취입봉의 초기 길이 값과, 산소 취입봉이 이동되어 산소 취입봉의 끝단이 용탕 표면에 닿았을 때에 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 구해진 용탕 높이 값을 통해 산소 취입 깊이를 추정하는 구조일 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 공정 작업 중 용탕에 의해 산소 취입봉 마모 시, 산소 취입봉의 마모된 끝단을 다시 용탕 표면에 닿도록 이동하여 이 때 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 마모 길이와 산소 취입 깊이를 재 추정하는 구조일 수 있다.

한편, 본 산소 취입 방법은 햅틱 조이스틱을 통해 슬레이브 로봇을 조작하여 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시켜 산소를 취입하는 전기로 산소 취입 방법에 있어서, 햅틱 조이스틱 조작에 따라 슬레이브 로봇이 산소 취입봉을 전진시키는 단계와, 이동되는 산소 취입봉의 전진 속도를 계산하는 단계, 계산된 실제 산소 취입봉의 전진 속도와 기 설정된 설정값을 비교하는 단계, 실제 산소 취입봉의 전진속도가 설정값보다 작은 경우 햅틱 조이스틱에 진동을 가하는 단계를 포함할 수 있다.

본 산소 취입 방법은 실제 산소 취입봉의 전진속도가 설정값보다 작은 경우 산소 취입봉의 후진 설정이 온 되어 있는지를 확인하는 단계와, 후진 설정이 온 되어 있는 경우 산소 취입봉을 후진시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 설정값은 정상적인 산소 취입봉의 이동속도의 20 ~ 40% 로 설정될 수 있다.

본 산소 취입 방법은 햅틱 조이스틱을 통해 슬레이브 로봇을 조작하여 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시켜 산소를 취입하는 전기로 산소 취입 방법에 있어서, 상기 산소 취입봉 이동에 따른 산소 취입 깊이를 추정하는 공정을 포함할 수 있다.

상기 산소 취입 깊이 추정 공정은 레이져 스캐닝 장비로부터 산소 취입봉의 초기 길이를 구하는 단계와, 산소 취입봉 이동시 산소 취입봉의 끝단이 용탕 표면에 닿았을 때 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 용탕 높이를 구하는 단계, 산소 취입봉 이동시 로봇 기구학을 통해 용탕 높이로부터 산소 취입봉의 이동량을 연산하여 산소 취입 깊이를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 산소 취입 깊이 추정 공정은 용탕에 의해 산소 취입봉 마모 시 산소 취입봉의 마모된 끝단을 다시 용탕 표면에 닿도록 이동하는 단계와, 산소 취입봉 이동시 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 산소 취입봉의 마모 길이와 산소 취입 깊이를 재 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 실시예에 의하면, 촉감 정보를 느낄 수 있는 햅틱 조이스틱과 상기 기능을 지원하는 가상 현실을 이용함으로써, 산소 취입봉의 노 내 미용해물과의 충돌 및 작업자의 직관에 의존한 산소 취입 깊이 측정의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

이에, 조작자는 모니터의 가상환경에서 시각 정보를 얻고, 햅틱 조이스틱으로부터 촉각을 통한 충돌 정보를 받아 산소 취입을 위한 로봇을 움직여 이전보다 안전하고 효율적으로 산소를 취입할 수 있게 된다.

또한, 기존의 공정 상태 파악 방식이 사람의 육안에 의존하여 용탕 내부 산소 취입 상황을 판단하던 방식으로 조작자의 직관과 경험에 의해 이루어져 왔다면, 본 실시예에서는 가상 현실 및 산소 취입 깊이 추정을 위한 일련의 알고리즘을 통해 고열로 인한 빛 때문에 조작자가 육안으로 확인할 수 없었던 전기로 내부의 산소 취입 깊이까지 정량적으로 상세히 파악이 가능하다.

이에, 용탕 내 산소 취입 깊이를 추정할 수 있는 일련의 알고리즘을 적용하고, 이를 가상현실에 표시함으로써 조작자의 직관에 의해 파악되던 용탕 내 산소 취입 정보를 정량적으로 조작자에게 전달 가능하여, 산소 취입 공정의 표준화에도 기여할 수 있다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

도 1은 본 실시예에 따른 전기로 산소 취입 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 전기로 산소 취입 장치를 통한 운전 환경을 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 햅틱 조이스틱을 도시한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따라 이동되는 산소 취입봉의 충돌시까지의 이동 속도 프로파일을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 실시예에 따른 산소 취입 장치의 알고리즘을 도시한 개략적인 순서도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 산소 취입 장치의 산소 취입봉 초기 거리 측정을 위한 구성을 도시한 개략적인 도면이다.
도 7과 도 8은 본 실시예에 따른 산소 취입 장치의 산소 취입봉 초기 길이 측정 알고리즘을 도시한 개략적인 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 산소 취입 장치에 의해 추출한 데이터로부터 측정된 산소 취입봉의 길이를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따른 산소 취입 장치의 용탕 높이 추정 작업을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 슬레이브 로봇의 기구학적 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따른 산소 취입 장치의 산소 취입봉 마모에 따른 재 추정 작업을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따른 산소 취입 장치에 의해 시각적으로 구현된 가상 현실을 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 산소 취입장치를 개략적으로 도시하고 있으며, 도 2는 본 산소 취입장치를 통한 운전 환경을 예시하고 있다.

도시된 바와 같이 본 장치는 산소 취입봉(210)을 전기로(100)의 용탕 내로 이동시키는 슬레이브 로봇(200)과, 슬레이브 로봇(200)을 원격 제어하는 마스터장치(300)를 포함한다.

그리고 상기 마스터장치(300)는 내부에 저장된 충돌 연산 로직회로(312)를 통해 슬레이브 로봇(200) 작동시 산소 취입봉(210)이 용탕 내 미용해물과 충돌되는지 여부를 연산하는 컨트롤러(310)와, 컨트롤러(310)에 연결되어 조작자에게 실제 산소 취입 과정에 대한 가상 공간의 시각 정보를 제공하는 디스플레이부(320)와, 상기 컨트롤러(310)에 연결되어 슬레이브 로봇(200)을 원격 제어하고, 산소 취입봉(210)이 용탕 내 미용해물과 충돌되는 경우 컨트롤러(310)의 신호에 따라 조작자에게 촉감 정보를 전달하는 진동자를 구비한 햅틱 조이스틱(330)을 포함한다.

이에 작업자는 본 장치의 디스플레이부(320)를 통해 시각적으로 제공되는 가상의 작업 공간을 보면서 햅틱 조이스틱(330)을 조작하여 슬레이브로봇(200)을 제어함으로써 산소 취입 작업을 진행하게 된다.

상기 슬레이브 로봇(200)은 마스터장치(300)의 명령에 따라 움직이는 로봇이다. 조작자는 본 마스터장치(300)의 디스플레이부(320)가 제공하는 가상의 영상을 보면서 햅틱 조이스틱(330)을 사용하여 슬레이브 로봇(200)을 제어한다. 이에 슬레이브 로봇(200)이 산소 취입봉(210)을 전기로(100) 내로 이동시켜 필요한 곳에 산소를 취입하게 된다.

상기 슬레이브 로봇(200)은 산소 취입봉(210)을 3축으로 움직일 수 있도록 복수개의 조인트(joint)를 구비한다. 각 조인트의 각도와 길이 조절은 조인트에 설치되는 모터의 구동에 의해 이루어진다. 또한, 상기 슬레이브 로봇(200)의 각 축에는 각 축의 움직임에 따른 좌표를 검출할 수 있는 센서가 구비된다. 이 센서를 통한 로봇 기구학(Kinematics)에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.

상기 마스터장치(300)는 조작자가 슬레이브 로봇(200)을 움직이기 위하여 조정하는 제어장치이다. 본 마스터장치(300)의 햅틱 조이스틱(330)은 일반적인 조이스틱(330)과 다르게 촉감 정보를 조작자에게 전달할 수 있는 진동자를 구비한다. 도 3은 본 실시예에 따른 햅틱 조이스틱(330)을 예시하고 있다. 슬레이브 로봇(200)에 의한 전기로(100) 내 산소 취입 작업 중 전진 이동되는 산소 취입봉(210)이 노내 미용해물과 충돌하여 계속 전진시 산소 취입 설비의 손상이 가해질 수 있다고 판단될 때 컨트롤러(310)는 이를 판단하여 햅틱 조이스틱(330)의 진동자로 전원을 인가하게 된다. 이에 햅틱 조이스틱(330)의 진동자가 구동되어 햅틱 조이스틱(330)에 진동을 가하게 되고, 이 진동은 조작자에게 위험신호로써 전달된다.

조작자는 햅틱 조이스틱(330)을 통해 진동을 촉각으로 감지하여 산소 취입봉(210)이 충돌 상태임을 알 수 있게 된다. 따라서 산소 취입봉(210)이 후진될 수 있도록 햅틱 조이스틱(330)을 조작함으로써, 슬레이브 로봇(200)이 산소 취입봉(210)을 안전 구역으로 이동시킬 수 있게 된다.

본 실시예에서 마스터장치(300)는 햅틱 조이스틱(330)의 조작 정보와 슬레이브 로봇(200)에 의한 산소 취입봉(210)의 이동 속도를 검출하는 엔코더 정보를 비교하여 산소 취입봉(210)의 충돌을 인식한다.

도 4는 사용자의 조작에 의해 햅틱 조이스틱(330)의 전진 조작 신호가 인가되었을 경우 산소 취입봉(210)이 전진하다가 충돌로 인해 정지한 경우에 대하여 시간과 속도간의 관계를 도시하고 있다.

충돌없이 산소 취입봉(210)이 전진할 경우 시작점으로부터 일정값까지 속도가 증가하게 된다. 기동 시간이 지난 후에는 이를 유지한다. 움직임 도중 충돌로 인해 속도가 감소하게 될 경우는 기존 유지되던 속도 아래로 떨어지게 된다.

속도가 설정값 이하로 떨어져 일정 시간 경과되는 경우 마스터장치(300)의 컨트롤러(310)는 내부의 충돌 연산 로직회로(312)를 통해 충돌임을 판단하여 햅틱 조이스틱(330)의 진동자로 전원을 인가한다.

본 실시예에서 상기 설정값은 산소 취입봉(210)의 목표 진행 속도의 20 ~ 40%로 설정될 수 있다. 또한, 속도가 설정값 이하로 떨어져 1초 이상 유지되는 경우 충돌임을 판단할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 충돌 인식이 너무 예민해져 미충돌 상황에서도 진동이 가해지거나, 충돌 인식이 늦어져 산소 취입봉(210)을 포함한 설비 손상이 발생될 수 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 장치의 산소 취입 과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

컨트롤러는 본 마스터장치의 햅틱 조이스틱 조작에 따라 슬레이브 로봇이 작동하여 산소 취입봉이 전진 이동하는 지 여부를 확인하여 전지 이동하지 않는 경우 햅틱 조이스틱의 진동 기능을 오프시킨다.

그리고 산소 취입봉이 전진 이동하게 되면 컨트롤러는 엔코더 값을 연산하여 산소 취입봉의 전진 이동 속도를 계산한다.

산소 취입봉의 전진 이동 속도는 충돌이 없는 경우 일정값까지 증가한 후 이를 유지하게 된다. 이에 컨트롤러는 상기와 같이 산소 취입봉의 전진 이동속도를 지속적으로 연산하여 실제 산소 취입봉의 전진 이동속도가 컨트롤러의 로직회로에 저장된 설정값 이하로 떨어지는 지를 비교 연산한다.

이 상태에서 전진 이동되는 산소 취입봉이 움직임 도중 로내 미용해물 또는 전극봉에 닿아 충돌하게 되면 전진 이동 속도가 감소하게 된다.

따라서 컨트롤러는 실제 산소 취입봉의 이동속도가 설정값 이하로 감소하여 1초 이상 경과한 경우 산소 취입봉이 충돌되었다고 판단하여 햅틱 조이스틱에 진동을 가하는 신호를 보내게 된다.

이에 햅틱 조이스틱이 진동하여 조작자에게 촉감 신호를 전달할 수 있게 된다.

또한, 본 산소 취입 방법은 상기와 같이 취입봉 충돌 판단시 햅틱 조이스틱에 진동을 가함과 더불어 산소 취입봉의 후진 설정이 온되어 있는 경우 바로 산소 취입봉을 후진시키게 된다. 이에 조작자가 햅틱 조이스틱을 조작하지 않더라도 산소 취입봉을 후진시키는 작업을 자동으로 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 장치는 마스터장치(300)의 컨트롤러(310)가 슬레이브 로봇 작동에 따라 전기로 내 산소 취입 깊이를 추정하는 산소 취입 깊이 추정 로직회로(314)가 내장된 구조일 수 있다.

상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로(314)는 산소 취입봉의 초기길이 값을 구하고, 이 값에 의해 용탕의 높이 값을 구하고, 용탕의 높이로부터 산소 취입봉 끝단의 위치를 구해 산소 취입 깊이를 연산하게 된다.

용탕의 높이 값은 산소 취입봉의 초기 길이 값에 따른 산소 취입봉의 초기 위치에서 슬레이브 로봇의 구동에 따라 산소 취입봉이 이동되어 산소 취입의 끝단이 용탕의 표면에 닿았을 때에 슬레이브 로봇의 각 축에 설치된 센서를 통해 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 얻어진다.

이와 같이 용탕 높이값이 구해지면 용탕 표면에서부터 슬레이브 로봇에 의한 산소 취입봉의 이동량을 로봇 기구학을 통해 연산하여 산소 취입봉의 용탕 내 삽입 깊이를 구해 최종적으로 산소 취입 깊이를 추정하게 된다.

또한, 상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 공정 작업 중 용탕에 의해 산소 취입봉이 마모되었을 때 마모 길이를 확인하고, 산소 취입 깊이를 재 추정하게 된다.

본 실시예에서는 센서의 작동 조건을 넘어서는 전기로 로내 환경하에서 로내 산소 취입 깊이를 추정할 수 있도록, 로봇 기구학(Kinematics)를 이용하는 구조로 되어 있다.

로내 산소 취입 깊이의 정확한 추정을 위해서는 산소 취입봉의 초기 길이와, 용탕의 높이에 대한 정보가 필요하다.

본 장치는 산소 취입봉의 초기 길이를 확인하고, 용탕의 높이를 검출한 후 로봇의 제어에 의해 산소 취입봉이 용탕 내로 이동하였을 때 이동량을 연산하여 용탕의 높이로부터 산소 취입봉 끝단의 위치 즉, 산소 취입 깊이를 추정하게 된다.

각 정보를 구하는 구체적인 방법에 대해서는 다음과 같다.

1. 산소 취입봉 초기 길이 측정

이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 레이저 스캐닝 장비(340)를 이용한 산소 취입봉(210) 초기 길이 측정 구조를 설명한다.

로봇 기구학을 통해 산소 취입 깊이를 추정하기 위해서는 산소 취입 장치인 슬레이브 로봇에 장착되어 있는 센서 및 파라미터들이 정확히 측정이 되어야 한다. 하지만 산소 취입 작업을 하면서 매번 산소 취입봉이 마모되고, 일정 길이 이상 줄어들 새로 교체되기 때문에, 취입 초기의 산소 취입봉 길이는 매번 변화하게 된다. 본 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 산소 취입봉의 초기 길이를 측정하기 위하여 레이져 스캐닝 장비(340)가 이용된다. 레이져 스캐닝 장비(340)는 슬레이브 로봇(200)에서 소정 거리 떨어진 위치에 장착이 되어 있다. 레이져 스캐닝 장비는 작업과 작업 사이에 슬레이브 로봇이 전기로 외부에서 대기하고 있는 동안 산소 취입봉의 초기 길이를 측정하게 된다. 여기서 산소 취입봉(210)의 초기 길이라 함은 도 7에서 도시된 바와 같이 산소 취입봉의 전진 방향을 따라 슬레이브 로봇(200)에서 산소 취입봉(210)의 끝단 사이의 길이를 의미한다. 레이져 스캐닝을 통해 산소 취입봉의 초기길이를 검출함으로써 산소 취입봉의 초기 위치를 검출할 수 있게 된다.

도 8은 산소 취입봉 초기 길이 측정 과정을 도시하고 있다. 산소 취입봉의 초기 길이 측정은 첫째, 3D 레이저 스캐닝을 통해 산소 취입봉의 형상 데이터를 수집하는 단계와, 둘째, 수집된 데이터를 End-Effector frame에 대해서 나타나도록 변환하는 단계, 셋째, 변화된 데이터를 바탕으로 3D 라인을 추출하는 단계, 넷째, 3D 라인 정보를 바탕으로 산소 취입봉의 길이를 측정하는 단계의 4단계를 거치며, 알고리즘이 완료되면 산소 취입봉의 길이 정보가 계산되어 사용자에게 전달된다.

각 단계를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

가. 도 6에 도시된 바와 같이, 3D 레이져 스캐닝 장비를 이용하여 산소 취입 장치 산소 취입봉 형상 데이타(Data)를 수집한다. 레이져 스캐닝 장비는 패닝(Panning) 장비가 60°또는 120°로 움직이는 동안 스캔 범위 내(Region of Interest)에 있는 물체의 3차원 점(Point) 정보를 순차적으로 저장을 한다. 스캔 범위 내의 공간을 약 3cm의 격자 구조로 나누고 각 격자에 해당하는 점의 3D 위치를 레이져 스캐닝 장비의 기준 좌표({L})에 해서 표현한 값(^LP)을 저장한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 저장이 되는 값은 산소 취입봉 뿐만 아니라 그 주변부형상도 같이 저장이 되며, 산소 취입봉의 방향 조차도 약간의 옵셋(Offset)이 있는 형태로 저장이 되게 된다. 따라서 원활하게 산소 취입봉 길이를 추출하기 위하여 이 데이타를 슬레이브 로봇의 기준 좌표계로 변환할 필요가 있다.

나. 수집한 데이타(Data)를 피더프레임(Feeder frame)에 대해서 나타나도록 변환

레이져 스캐닝 장비의 프레임(frame) {L}은 공간 상에 고정되어 있는데 반하여 슬레이브 로봇은 작업이 진행됨에 따라 공간 상에서 계속 움직이기 때문에 레이져 스캐닝 장비를 통해 측정한 산소 취입봉의 위치(^LP)는 슬레이브 로봇의 위치/방향에 따라 큰 범위로 변화하며, 이는 뒤에 이어질 산소 취입봉의 길이 측정 알고리즘에 영향을 주게 된다.

반면 산소 취입봉의 위치를 피더 프레임(Feeder frame({E}))에 대하서 표현을 하게 되면, 슬레이브 로봇의 움직임에 따라 피더 프레임(Feeder frame)도 같이 움직이기 때문에 산소 취입봉의 위치(^EP)는 슬레이브 로봇의 움직임과는 상관없이 일정한 형태로 나온다. 레이져 스캐닝 장비에서 표현된 산소 취입봉의 위치 정보(^LP)를 이용하여 피더 프레임(Feeder frame)에서 표현된 산소 취입봉의 위치 정보(^EP)를 알기 위하여 다음과 같은 좌표 변환(Coordinate transform)이 가능하다.

여기서 슬레이브 로봇의 베이스 프레임(Base frame({0}))을 기준으로 피더(Feeder)를 표현하는 변환(⁰T_E)은 로봇의 순방향 기구학(Forward kinematics)를 통해서 구해지는 값으로 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다. 따라서 슬레이브 로봇의 베이스 프레임(Base frame({0}))을 기준으로 레이져 스캐닝 장비의 좌표를 표현하는 변환(⁰T_L)만 알면 피더 프레임(Feeder frame)에서 표현된 산소 취입봉의 위치 정보(^EP)를 위의 수식을 통해 계산할 수 있게 된다. 그러나 이 변환의 경우, 설계도의 표현상의 한계와 실제 설치 장소에서의 측정상의 한계로 인해 바로 알 수는 없었으며, ⁰T_E을 알 수 있는 산소 취입 장치의 몇몇 측정 기준 자세(Reference pose)에서 측정한 데이터(^EP)를 바탕으로 데이터 처리를 통하여 추정한다.

이와 같은 방법으로 피더 프레임(Feeder frame)도 같이 움직이기 때문에 산소 취입봉의 위치(^EP)를 얻을 수 있으며, 이 위치 정보 안에서는 산소 취입봉이 항상 X축 위에 표현되도록 할 수 있다.

다. 변환된 데이타(Data)를 바탕으로 3D 라인(line)을 추출

변환된 데이타를 바탕으로 산소 취입봉의 길이를 추정하기 위해 먼저 산소 취입봉의 모델을 정의하여야 한다. 산소 취입봉은 3차원 공간상에서 말단 프레임(End effector frame)의 원점 (

)를 지나는 직선으로 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.

(수학식 1)

그리고 이 모델에 따라 변환된 데이타를 피팅(Fitting)하여 산소 취입봉의 형상에 해당하는 데이타들 만을 얻기 위해서 RANSAC (RANdom SAmple Consensus)을 사용하였다. RANSAC은 노이즈가 존재하는 데이타들에서 특정 모델을 만족하는 인라이어(Inlier) 만을 추출할 수 있는 알고리즘이다. 이 때, 3D 라인 모델로부터 사소 취입봉 단면의 반지름보다 오차가 작은 데이터들 만을 산소 취입봉에 해당하는 데이타로 판단하였다.

라. 3D 라인 정보를 바탕으로 산소 취입봉의 길이 측정

추출한 산소 취입봉에 해당하는 데이타들을 사용하여 산소 취입봉의 길이를 측정하기 위해서, 도 9에 도시된 바와 같이, 추출한 데이타의 가장 도미넌트(Dominant)한 축(Axis)를 찾아 추출한 데이타를 프로젝션(Projection)시켜 길이를 측정한다. 이는 산소 취입봉이 중력의 영향 때문에 아래쪽으로 쳐지게 되는 것과, 로봇에 장착된 엔코더 정보를 통해 말단 프레임(End effector frame)을 기준으로 변환된 데이타들이 가지고 있는 오차를 최소화하여 산소 취입봉의 길이를 측정하기 위해 필요한 과정이다. 도미넌트(Dominant)한 축(Axis)를 찾기 위해서는, 먼저 추출한 데이타들의 3D 공간 좌표 상에서의 평균(Mean)과 공분산(Covariance)를 구한 뒤 공분산(Covariance)를 고유분해(Eigendecomposition)을 한 뒤 얻어진 고유값(Eigenvalue)가 가장 큰 값을 가지는 고유 벡터(Eigenvector)를 구한다. 이는 산소 취입봉이 한쪽 방향으로만 긴 형상을 하고 있기 때문이다.

지배축(Dominant axis)의 방향을 기준으로 산소 취입봉의 길이를 측정하기 위해서 찾은 뒤에 추출한 모든 데이타를 지배축(Dominant axis)에 아래와 같이 투영시킨다.

이 결과로부터 산소 취입봉의 길이는 아래 수학식 2와 같이 정의된다.

(수학식 2)

2. 용탕 높이 추정

전기로 환경은 고온, 고열의 작업 환경으로써 레이저 및 초음파와 같은 직접적인 방법의 센서 사용이 불가한 작업 환경이다. 작업 환경의 온도 및 조건이 센서가 동작하는 통상 조건을 벗어나기 때문에, 간접적인 방법을 통해 용탕 높이 추정이 필요하다. 본 실시예에서는 산소 취입장치의 각 축에 센서를 장착하고, 이 센서를 이용하여 로봇 기구학 (Kinematics)을 풀어 용탕의 높이를 추정한다.

도 10에 나타낸 것과 같이, 이를 위해 본 장치는 햅틱 조이스틱 또는 조작 패널(Panel)에 용탕 높이 측정 버튼(332)이 구비된다. 작업자는 시각 정보와 산소의 분사 소리에 의한 청각 정보를 통해 산소 취입봉 끝 지점이 용탕 표면에 위치함을 확인할 수 있다. 이에 햅틱 조이스틱의 조작에 따라 슬레이브 로봇(200)이 구동되어 산소 취입봉의 끝 지점이 전기로(100)의 용탕 표면에 도착했을 때 작업자는 용탕 높이 추정 버튼(332)을 누르게 된다.

본 장치는 용탕 높이 추정 버튼이 눌려져 신호가 ON되는 순간의 슬레이브 로봇의 각 축의 센서 값을 검출한다. 그리고 상기 센서 값을 이용하여 슬레이브 로봇의 베이스(Base)를 기준으로 로봇 기구학을 계산하고, 용탕의 높이를 계산하게 된다.

도 11에 도시된 슬레이브 로봇의 기구학적 다이어그램을 참조하여, 현장에서 사용되고 있는 슬레이브 로봇의 순방향 기구학(Forward Kinematics)과 역방향 기구학(Inverse Kinematics)는 다음과 같다.

가. 순방향 기구학(Forward Kinematics)

0-좌표(coordinate)를 기준으로 산소 취입봉의 끝 지점(End point)의 좌표인 5-좌표(coordinate)의 운동을 기술하기 위해서는 동원 좌표(Homogeneous Coordinate)를 사용하여 아래와 같은 수학식 3로 나타낼 수 있다. 직선운동(Translation)과 회전운동(Rotation)의 조합으로 동원 매트릭스(Homogeneous matrix)의 곱으로 표현 가능하다.

(수학식 3)

여기서 Tx, Ty, Tz는 각각 x, y, z 방향의 직선운동 매트릭스(Translation matrix)를 의미하며, Rx, Ry, Rz는 각각 x, y, z 방향의 회전운동 매트릭스(Rotation matrix)를 의미한다. 상기 수학식 3으로부터, 로봇의 자세(pose)를 계산 할 수 있는 T를 얻을 수 있다.

나. 역방향 기구학(Inverse Kinematics)

역방향 기구학(Inverse Kinematics)은 하기의 수학식 4에 의해 주어지는 로봇의 자세(Position) + 방위(Orientation)로부터 로봇의 각 조인트 값을 알아내는 것이다.

(수학식 4)

위 수학식 4에서 좌측 항은 로봇의 자세가 주어졌을 때 모두 결정되는 값이며, 우측 항은 알아내야 할 조인트 값을 포함하고 있다. 동원 변환(Homogeneous Transform)을 이용한 선형 대수를 응용하면 다음의 수학식 5과 같은 결과를 얻을 수 있다.

Where,

(수학식 5)

이와 같은 과정을 통해 본 장치의 컨트롤러는 산소 취입 깊이 추정 로직회로의 연산을 통해 산소 취입봉의 초기 길이를 확인하고, 이 값을 기준으로 용탕의 높이를 검출한 후 로봇의 제어에 의해 산소 취입봉이 용탕 내로 이동하였을 때 이동량을 연산하여 용탕의 높이로부터 산소 취입봉 끝단의 위치 즉, 산소 취입 깊이를 추정할 수 있는 것이다.

한편, 본 장치의 컨트롤러에 내장된 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 용탕 내에서 산소 취입봉이 마모되었을 경우 이를 보정하여 산소 취입 깊이를 재 추정하게 된다.

도 12를 참조하여 산소 취입 깊이 재 추정 작업을 설명하면 다음과 같다.

작업 시간에 따라 용탕 내 산소 취입봉은 계속적으로 마모되어 전체 길이가 줄어들게 된다. 따라서 이를 보정하지 않으면 작업자에게 전달되는 산소 취입 깊이의 정밀성의 보장이 어렵다. 하지만 이 또한 산소 취입봉이 용탕 내에서 마모되기 때문에 외부에 센서를 부착하여 직접적으로 마모가 얼마나 일어나는지를 실시간으로 확인은 불가하다.

앞선 용탕 높이 추정 기능과 유사하게 작업자 패널(Panel)에 산소 취입봉 길이 재조정 버튼을 구성하였다. 이에 작업 중 마모가 일어났을 때 작업자가 용탕 표면으로 산소 취입봉 끝지점을 다시 위치시키고 산소 취입봉 길이 재조정 버튼을 누른다. 이에 산소 취입봉의 마모 길이를 정확히 검출할 수 있게 된다. 마모 길이는 상기 로봇 기구학(Kinematics)를 통해 계산된다. 상기 산소 취입봉의 마모를 확인하고 재조정 버튼을 누르는 시점은 일정한 시간 간격으로 설정되거나 이전 작업의 데이터를 통한 마모 프로파일을 근거로 설정될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 재조정 버튼을 눌르게 되면 현재 산소 취입봉의 길이와 취입 깊이가 보정된다. 즉, 현재의 용탕 높이를 재검출한 후, 로봇의 제어에 의해 산소 취입봉이 다시 용탕 내로 이동하게 되면, 상기 연산 과정을 통해 용탕의 높이로부터 산소 취입봉의 끝단 위치 즉, 산소 취입 깊이를 다시 추정할 수 있게 된다.

그리고, 본 장치의 컨트롤러는 디스플레이부를 통해 시각적으로 전달되는 영상 화면에 현재 용탕 높이를 기준으로 산소 취입봉의 길이를 재조정함으로써 마모된 산소 취입봉의 길이를 반영하여 가상 현실을 보다 실제화한다.

따라서 산소 취입봉 마모로 인해 발생하는 실제 산소 취입봉의 길이와 가상 현실에 표현되는 산소 취입봉의 길이 간 차이를 없애 가상 현실에 표현되는 산소 취입 깊이 정보를 더욱 신뢰할 수 있게 된다.

한편, 본 장치는 디스플레이부에 표시되는 가상현실을 통해 조작자에게 가상 공간의 시각 정보를 전달하고, 위치 정보를 받아들여 표현해준다. 조작자가 로봇을 제어할 때 시각으로 확인하지 못하는 영역을 가상으로 만들어 안전성과 편리를 제공하며, 조작자는 실제 슬레이브 로봇 (manipulator)의 움직임을 보는 것과 동시에 디스플레이부가 제공하는 가상 현실 속의 슬레이브 로봇의 움직임을 보고 조정하게 된다.

디스플레이부로 표현되는 가상현실은 보는 각도, 스케일을 조작자가 편한 대로 바꾸어가며 확인할 수 있으며 따라서 눈으로 볼 수 없는 전기로 환경에서 큰 도움을 줄 수 있다. 도 13은 디스플레이부에 표시되는 가상현실의 구현 모습이다. 창에 보이는 것은 가상의 전기로와 슬레이브 로봇이다. 조작자는 이 창으로 슬레이브 로봇의 위치를 관찰하며 제어를 하게 된다. 햅틱 조이스틱을 통해 움직인 슬레이브 로봇의 움직임과 같이 가상의 슬레이브 로봇도 움직이게 되며 조작자를 이를 눈으로 확인한다. 아래측 창에 보이는 것은 로봇 Joint의 각도, 산소 취입봉 End point의 좌표를 나타내주는 표시 관련 창이다. 가상의 로봇이 움직일 때마다 변화된 값을 화면에 출력해주어 조작자가 확인할 수 있게 한다. 또한 본 장치는 입력에 대한 순방향 기구학(Forward kinematics), 역방향 기구학(Inverse kinematics)를 계산하여, 산소 취입봉 End point 좌표의 위치를 계산하거나 로봇 Joint의 각도를 계산하여 출력한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

100 : 전기로 200 : 슬레이브 로봇
210 : 산소 취입봉 300 : 마스터장치
310 : 컨트롤러 312,4314 : 로직회로
320 : 디스플레이부 330 : 햅틱 조이스틱
340 : 레이져 스캐닝 장비

Claims (14)

1. 전기로에 근접 설치되어 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시키는 슬레이브 로봇과, 슬레이브 로봇을 원격 제어하는 마스터장치를 포함하고,
   상기 마스터장치는 내부에 저장된 충돌 연산 로직회로를 통해 슬레이브 로봇 작동시 산소 취입봉이 용탕 내 미용해물과 충돌되는지 여부를 연산하는 컨트롤러와, 컨트롤러에 연결되어 조작자에게 실제 산소 취입 과정에 대한 가상 공간의 시각 정보를 제공하는 디스플레이부와, 상기 컨트롤러에 연결되어 슬레이브 로봇을 원격 제어하고, 산소 취입봉이 용탕 내 미용해물과 충돌되는 경우 컨트롤러의 신호에 따라 조작자에게 촉감 정보를 전달하는 진동자를 구비한 햅틱 조이스틱을 포함하며,
   상기 마스터장치는 슬레이브 로봇에 의한 산소 취입봉의 이동속도를 검출하고, 상기 컨트롤러의 충돌 연산 로직회로를 통해 산소 취입봉의 이동속도가 설정값 이하로 떨어진 경우 햅틱 조이스틱의 진동자를 작동하여 햅틱 조이스틱을 진동하는 구조의 전기로 산소 취입 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 설정값은 정상적인 산소 취입봉의 이동속도의 20 ~ 40% 로 설정되는 전기로 산소 취입 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 슬레이브 로봇 작동에 따라 전기로 내 산소 취입 깊이를 추정하고 이를 디스플레이부에 표시하는 산소 취입 깊이 추정 로직회로를 더 포함하는 전기로 산소 취입 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 레이져 스캐닝 장비로부터 얻어진 산소 취입봉의 초기 길이 값과, 산소 취입봉이 이동되어 산소 취입봉의 끝단이 용탕 표면에 닿았을 때에 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 구해진 용탕 높이 값을 통해 산소 취입 깊이를 추정하는 구조의 전기로 산소 취입 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 공정 작업 중 용탕에 의해 산소 취입봉 마모 시, 산소 취입봉의 마모된 끝단을 다시 용탕 표면에 닿도록 이동하여 이 때 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 마모 길이와 산소 취입 깊이를 재 추정하는 구조의 전기로 산소 취입 장치.
6. 전기로에 근접 설치되어 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시키는 슬레이브 로봇과, 슬레이브 로봇을 원격 제어하는 마스터장치를 포함하며,
   상기 마스터장치는 슬레이브 로봇 작동에 따라 전기로 내 산소 취입 깊이를 추정하는 산소 취입 깊이 추정 로직회로가 내장된 컨트롤러와, 컨트롤러에 연결되어 조작자에게 실제 산소 취입 과정에 대한 가상 공간의 시각 정보를 제공하는 디스플레이부와, 상기 컨트롤러에 연결되어 슬레이브 로봇을 원격 제어하는 햅틱 조이스틱을 포함하고,
   상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 레이져 스캐닝 장비로부터 얻어진 산소 취입봉의 초기 길이 값과, 산소 취입봉이 이동되어 산소 취입봉의 끝단이 용탕 표면에 닿았을 때에 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 구해진 용탕 높이 값을 통해 산소 취입 깊이를 추정하는 구조의 전기로 산소 취입 장치.
7. 삭제
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 컨트롤러의 산소 취입 깊이 추정 로직회로는 공정 작업 중 용탕에 의해 산소 취입봉 마모 시, 산소 취입봉의 마모된 끝단을 다시 용탕 표면에 닿도록 이동하여 이 때 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 마모 길이와 산소 취입 깊이를 재 추정하는 구조의 전기로 산소 취입 장치.
9. 햅틱 조이스틱을 통해 슬레이브 로봇을 조작하여 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시켜 산소를 취입하는 전기로 산소 취입 방법에 있어서,
   햅틱 조이스틱 조작에 따라 슬레이브 로봇이 산소 취입봉을 전진시키는 단계와,
   이동되는 산소 취입봉의 전진 속도를 계산하는 단계,
   계산된 실제 산소 취입봉의 전진 속도와 기 설정된 설정값을 비교하는 단계,
   실제 산소 취입봉의 전진속도가 설정값보다 작은 경우 햅틱 조이스틱에 진동을 가하는 단계
   를 포함하는 전기로 산소 취입 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    실제 산소 취입봉의 전진속도가 설정값보다 작은 경우 산소 취입봉의 후진 설정이 온 되어 있는지를 확인하는 단계와, 후진 설정이 온 되어 있는 경우 산소 취입봉을 후진시키는 단계를 더 포함하는 전기로 산소 취입 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 설정값은 정상적인 산소 취입봉의 이동속도의 20 ~ 40% 로 설정되는 전기로 산소 취입 방법.
12. 햅틱 조이스틱을 통해 슬레이브 로봇을 조작하여 산소 취입봉을 전기로의 용탕 내로 이동시켜 산소를 취입하는 전기로 산소 취입 방법에 있어서,
    상기 산소 취입봉 이동에 따른 산소 취입 깊이를 추정하는 공정을 포함하고,
    상기 산소 취입 깊이 추정 공정은 레이져 스캐닝 장비로부터 산소 취입봉의 초기 길이를 구하는 단계와, 산소 취입봉 이동시 산소 취입봉의 끝단이 용탕 표면에 닿았을 때 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 용탕 높이를 구하는 단계, 산소 취입봉 이동시 로봇 기구학을 통해 용탕 높이로부터 산소 취입봉의 이동량을 연산하여 산소 취입 깊이를 추정하는 단계를 포함하는 전기로 산소 취입 방법.
13. 삭제
14. 제 12 항에 있어서,
    용탕에 의해 산소 취입봉 마모 시 산소 취입봉의 마모된 끝단을 다시 용탕 표면에 닿도록 이동하는 단계와, 산소 취입봉 이동시 슬레이브 로봇 각 축에 설치된 센서로부터 얻어진 값을 로봇 기구학을 통해 연산하여 산소 취입봉의 마모 길이와 산소 취입 깊이를 재 추정하는 단계를 더 포함하는 전기로 산소 취입 방법.

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