KR101299011B1 - 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법 - Google Patents

선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드의 충돌 회피 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 에어 실린더와 강재 충돌 감지 센서를 이용하여 강재 마킹 장치가 Z축으로 하강한 상태에서 모터 드라이브 에러 발생으로 인해 정지하더라도, 마킹 헤드 측에 강재 충돌 감지 센서를 설치하여 충돌위험이 발생할 경우, 에어 실린더를 동작시켜 마킹 헤드를 150mm 올림으로써 충돌을 회피하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의하면 선박 건조에 사용되는 강재의 절단, 굽힘 및 조립 작업에 필요한 선과 기호를 기입하는 마킹 장치의 마킹 헤드의 하강 시 X축 혹은 Z축 모터 드라이브에 과부하 엔코더 이상 등과 같은 에러가 발생했을 경우에 강재와 마킹 헤드와 충돌을 방지하는 센서와 에어 실린더를 구비함으로써 강재와 마킹 헤드의 충돌을 효과적으로 회피하여 마킹 헤드를 보호함으로써 비용의 손실을 방지할 수 있으며 또한 마킹 공정을 원활하게 수행할 수 있게 함으로써 공정의 효율화를 기할 수 있게 된다.

Description

선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법{Method for Avoiding Collision Steel with Making Head Steel Marking Apparatus in Vessels}
본 발명은 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법에 관한 것으로, 특히 에어 실린더와 강재 충돌 감지 센서를 이용하여 강재 마킹 장치가 Z축으로 하강한 상태에서 모터 드라이브 에러 발생으로 인해 정지하더라도, 마킹 헤드 측에 강재 충돌 감지 센서를 설치하여 충돌위험이 발생할 경우, 에어 실린더를 동작시켜 마킹 헤드를 150mm 올림으로써 충돌을 회피하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법에 관한 것이다.
일반적인 선체 건조 기술은 강재의 관리, 전처리, 마킹, 절단, 조립, 도장 등의 순서로 공정이 실행된다. 이러한 공정 중에서 마킹은 절단, 굽힘 및 조립 작업에 필요한 선과 기호를 기입하는 작업으로 상기 작업들이 능률적으로 수행되도록 하기 위해서는 마킹을 정확하고 간단 명료하게 하는 것이 매우 중요하다.
종래에는 직접 손으로 하는 마킹에 주로 의존하였으나, 여러 가지 장비의 발달과 공작 기술의 발전으로 인하여, 많은 작업이 장비를 이용하여 수행되고 자동화가 이루어지고 있다. 마킹은 그 사용되는 도구나 장비에 따라 수 마킹, 투영 마킹, 전자 사진 마킹, NC(Numerical Control) 마킹 등이 있으며, 현재에는 그 편리성 때문에 일종의 전용 컴퓨터인 NC 제어에 의해 필요한 형상을 그리도록 하는 NC 마킹이 많이 사용되고 있다.
NC 마킹 장치는 대개 절단 장치를 겸비하고 있으며, NC 절단기에 절단용 토치(torch) 대신에 마킹 토치를 붙여 사용하고 있다. 이 토치 블록의 궤적은 소프트웨어로 제어하며, 토치로 강판에 마킹을 가하는 방법으로는 펀치 마킹(punch marking), 페인팅(paint spray) 등이 있으며, 근래에는 가스 절단용 토치의 절단 산소용 노즐에서 아연계 분말을 분사하여 예열 불꽃으로 인화하는 방법(powder marking)이 널리 사용되고 있다. 이와 같은 종래의 NC 마킹 장치는 마킹과 절단이 하나의 작업으로 처리되는 장점이 있다.
그런데 조선소에서는 전처리 작업 후 컨베이어를 통해 이송되는 강재에 잉크를 분사하여 일련의 강재 정보를 마킹하는 강재 마킹 장치를 주간 및 야간으로 운용하고 있다. 강재 마킹 장치 동작 순서를 살펴보면 강재가 컨베이어를 통해 마킹 장치에 근접해오면, 잉크 마킹 장치는 근접 분사를 해야만 글자가 뚜렷해지기 때문에 두께에 따라 높이를 조절하기 위해 Z축이 강재 상부 3mm까지 마킹 헤드를 하강시켜 내리게 된다. 이어 강재의 폭 방향으로 잉크를 분사하면서 이동하는 축인 X축으로 이동하면서 정보를 마킹하게 된다.
하지만 Z축으로 내려온 지점에서 X축으로 이동하다 X축 혹은 Z축 모터 드라이브에 과부하 혹은 엔코더 이상 등과 같은 에러가 발생할 경우, 그 상태로 마킹 헤드는 정지한 상태로 유지하게 된다. 전 처리를 통해 들어오는 강재는 두께가 10mm~80mm이므로 에러발생 후 두께가 두꺼운 강재가 다음에 들어올 경우, 본 강재 마킹 장치의 마킹 헤드는 충돌로 인해 파손되게 된다.
마킹 장치의 마킹 헤드의 경우 고가여서 고가의 부품교체로 인해 막대한 비용이 소요되고, 마킹 장치가 고장인 경우는 수작업으로 마킹을 해야 되기 때문에 후 공정의 작업이 원활하게 진행되지 못하게 되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 10-0903578호
본 발명은 상기와 같은 배경하에서 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은 에어 실린더와 강재 충돌 감지 센서를 이용하여 강재 마킹 장치가 Z축으로 하강한 상태에서 모터 드라이브 에러 발생으로 인해 정지하더라도, 마킹 헤드 측에 강재 충돌 감지 센서를 설치하여 충돌위험이 발생할 경우, 에어 실린더를 동작시켜 마킹 헤드를 150mm 올림으로써 충돌을 회피하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 마킹 헤드를 강재 마킹 장치를 종래와 같이 Z축에 설치하되 에어 실린더를 추가한 이중 동작 구조로 만들어 충돌에 대비하고 이와 더불어 충돌 감지 센서가 동작하면, 에어 실린더 동작시킴과 함께 무선으로 제어 룸의 작업자에게 경광 등으로 알려 충돌 위험 상태임을 알려줄 수 있는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무인화 장치인 강재 자동 마킹 장치에 모터 드라이브 에러의 발생시 고가의 마킹 헤드와 강재의 충돌로 인한 마킹 헤드의 파손을 방지하기 위해 모터 드라이브 에러의 발생 후 다음 강재 진입의 시간이 1분도 안 되게 짧다는 점을 감안하여 상기 시간이 경과하기 전에 에어 실린더를 신속하게 동작시킴으로써 먼저 고가의 마킹 헤드를 보호할 수 있는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법으로서,
상기 마킹 헤드가 Z 축으로 하강한 상태에서 모터 드라이브 에러가 발생하여 마킹 헤드를 Z 축 방향으로 이동시킬 수 없는 경우 전 처리를 통해 강재가 들어오면 상기 충돌 감지 센서가 강재의 움직임을 감지하는 단계;
상기 충돌 감지 센서의 센서 신호가 릴레이 장치로 전달되면 릴레이 접점이 붙어서 릴레이 장치가 온 상태로 되고 이에 따라 솔레노이드 밸브에 전류가 흘러 솔레노이드 밸브가 개방되어 마킹 헤드와 일체로 결합되어 있는 에어 실린더가 동작하여 상기 마킹 헤드를 Z 축 방향으로 올림으로써 강재와의 충돌을 회피하는 단계; 및
상기 충돌 감지 센서의 센서 신호가 무선 송신기에 의해 전파를 통해 제어부의 수신 안테나를 거쳐 무선 수신기에서 수신되고 무선 수신기가 수신한 신호가 다른 릴레이 장치를 통해 경보 장치로 전송되어 경보 장치가 경보를 발하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면 선박 건조에 사용되는 강재의 절단, 굽힘 및 조립 작업에 필요한 선과 기호를 기입하는 마킹 장치의 마킹 헤드의 하강시 X축 혹은 Z축 모터 드라이브에 과부하 엔코더 이상 등과 같은 에러가 발생했을 경우에 강재와 마킹 헤드와 충돌을 방지하는 센서와 에어 실린더를 구비함으로써 강재와 마킹 헤드의 충돌을 효과적으로 회피하여 마킹 헤드를 보호함으로써 비용의 손실을 방지할 수 있으며 또한 마킹 공정을 원활하게 수행할 수 있게 함으로써 공정 수행의 효율화를 기할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 개략 블록도를 도시한다.
도 2(a), (b) 및 (c)는 고정 브라켓에 본 발명의 에어 실린더가 부착된 상태의 정면도, 평면도 및 측면도를 각각 나타낸다.
도 3은 본 발명의 장치에 따른 충돌 회피 방법의 프로세스에 대한 흐름도이다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 도면을 참조로 하여 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법을 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 도면 전체에 있어서 동일 또는 유사의 부분에 대해서는 동일 또는 유사의 도면 부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 개략 블록도를 도시한다.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치는 크게 선박 건조에 사용되는 강판에 마킹을 하는 강재 마킹 장치(100) 제어부(200)로 구성된다.
상기 강재 마킹 장치(100)는 마킹 헤드(110)에 장착되어 강재(도시 않음)와의 충돌을 감지하는 충돌 감지 센서(120), 상기 충돌 감지 센서(120)의 감지에 의한 센서 신호에 의해 온 되는 릴레이 장치(130), 상기 릴레이 장치(130)의 동작으로 온 되는 솔레노이드 밸브(150) 및 상기 솔레노이드 밸브(150)의 동작으로 뻗은 상태에서 당김 상태로 동작하는 에어 실린더(160)를 포함한다.
또한, 상기 강재 마킹 장치(100)는 센서 수신 신호를 무선 송신하기 위한 무선 송신기(170)를 포함하고, 각 장치 전원 공급을 위한 SMPS(Switching Mode Power Supply; 140)를 포함한다.
또한, 제어부(200)는 상기 무선 송신기(170)로부터 전송된 신호를 수신 안테나(210)를 통해 수신하는 무선 수신기(220), 상기 무선 수신기(220)로부터 신호를 수신하여 동작하는 릴레이 장치(230) 및 상기 릴레이 장치(230)의 동작에 따라 동작하여 경고음을 발하는 경보 장치(250)를 포함한다.
상기 제어부(200)는 또한 각 장치의 전원 공급을 위한 SMPS(240)를 포함하고 있다.
이하 전술한 바와 같이 구성된 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 마킹 헤드(110)가 Z 축으로 하강한 상태에서 모터 드라이브 에러가 발생한 경우 전 처리를 통해 강재(도시 않음)가 들어오면 상기 충돌 감지 센서(120)가 강재의 움직임을 감지한다. 이 경우 모터 드라이브가 구동하지 않으므로 마킹 헤드는 Z축으로 이동할 수 없다. 상기 충돌 감지 센서(120)의 센서 신호는 상기 릴레이 장치(130)로 전달되면 릴레이 접점이 붙어서 릴레이 장치(130)가 온 상태로 되고 이에 따라 솔레노이드 밸브(150)에 전류가 흘러 솔레노이드 밸브(150)가 개방되어 마킹 헤드와 일체로 결합되어 있는 에어 실린더가 동작하여 상기 마킹 헤드(110)를 Z 축 방향으로 150mm 정도 올림으로써 강재와의 충돌을 회피하게 된다. 전술한 수치 150mm는 일 실시예로서 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 충돌 감지 센서(120)의 센서 신호는 상기 무선 송신기(170)에도 전송되어 상기 무선 송신기(170)로부터 적외선 등의 전파를 통해 제어부(200)의 수신 안테나(210)를 통해 무선 수신기(220)에서 수신되게 된다.
무선 수신기(220)가 수신한 신호는 릴레이 장치(230)를 통해 경보 장치(250)로 전송되어 경보 장치(250)가 경보를 발하게 된다.
도 2(a), (b) 및 (c)는 고정 브라켓에 본 발명의 에어 실린더가 부착된 상태의 정면도, 평면도 및 측면도를 각각 나타낸다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 에어 실린더(160)는 실린더의 하강 및 상승 동작을 위한 실린더 로드(160a)를 포함하고, 마킹 헤드(110)는 상기 에어 실린더(160)에 결합되어 있으며, 마킹 헤드(110)와 에어 실린더(160)는 브라켓(300)에 부착된다. 도 1에 대한 설명에서 마킹 헤드(110)가 Z 축 방향으로 150mm 정도 상승한다고 했는데, 도 2(a), (b), 및 (c)를 보면 알 수 있듯이 마킹 헤드(110)가 에어 실린더(160)와 결합되고 에어 실린더(160)는 브라켓(300)에 부착되어 있으므로 브라켓(300)이 에어 실린더(160) 및 마킹 헤드(110)와 함께 Z 축 상방으로 상승하게 된다.
도 3은 본 발명의 장치에 따른 충돌 회피 방법의 프로세스에 대한 흐름도이다.
도 1 및 도 3을 참조하여 흐름을 설명하면, 먼저 마킹 헤드(110)가 Z 축으로 하방으로 하강한 상태에서 강재가 진입하게 되면, 충돌 감지 센서(120)가 강재의 이동을 감지하게 된다(S20). 이어서 무선 송신기(170)를 통해 제어부의 수신 안테나(210)로 센서 신호를 전송하면 무선 수신기(220)가 수신된 신호를 릴레이(230)를 통해 경보 장치(250)로 송신하여 경보 장치(250)에 의해 경고음이 송출되게 된다(S40, S60).
한편, 상기 충돌 감지 센서(120)의 센서 신호는 릴레이(130)를 거쳐 에어 실린더(160)에 전송되어 에어 실린더(160)가 상승하게 된다(S80, S100).
충돌 감지 센서(120)가 동작하지 않는 경우는 에어 실린더(110)는 하강상태를 유지하여 마킹 헤드(110)가 마킹 작업을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 선박 건조에 사용되는 강재의 절단, 굽힘 및 조립 작업에 필요한 선과 기호를 기입하는 마킹 장치의 마킹 헤드의 하강 시 X축 혹은 Z축 모터 드라이브에 과부하 엔코더 이상 등과 같은 에러가 발생했을 경우에 강재와 마킹 헤드와 충돌을 방지하는 센서와 에어 실린더를 구비함으로써 강재와 마킹 헤드의 충돌을 효과적으로 회피하여 마킹 헤드를 보호함으로써 비용의 손실을 방지할 수 있으며 또한 마킹 공정을 원활하게 수행할 수 있게 함으로써 공정의 효율화를 기할 수 있게 된다.
지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법을 도면을 참조로 하여 설명하였으나 이것은 예시 목적이지 이것으로 본 발명을 한정하고자 함은 아니며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 이하의 부속청구범위에 의해 정해지며, 본 발명의 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 마킹 장치 110: 마킹 헤드
120: 충돌 감지 센서 130: 릴레이 장치
140: 마킹 헤드 150: SMPS
160: 에어 실린더 160a: 실린더 로드
170: 무선 송신기 200: 제어부
210: 수신 안테나 220: 무선 수신기
230: 릴레이 장치 240: SMPS
250: 경보 장치 300: 브라켓

Claims (5)

  1. 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법으로서,
    상기 마킹 헤드가 Z 축으로 하강한 상태에서 모터 드라이브 에러가 발생하여 마킹 헤드를 Z 축 방향으로 이동시킬 수 없는 경우 전 처리를 통해 강재가 들어오면 상기 충돌 감지 센서가 강재의 움직임을 감지하는 단계;
    상기 충돌 감지 센서의 센서 신호가 릴레이 장치로 전달되면 릴레이 접점이 붙어서 릴레이 장치가 온 상태로 되고 이에 따라 솔레노이드 밸브에 전류가 흘러 솔레노이드 밸브가 개방되어 마킹 헤드와 일체로 결합되어 있는 에어 실린더가 동작하여 상기 마킹 헤드를 Z 축 방향으로 올림으로써 강재와의 충돌을 회피하는 단계; 및
    상기 충돌 감지 센서의 센서 신호가 무선 송신기에 의해 전파를 통해 제어부의 수신 안테나를 거쳐 무선 수신기에서 수신되고 무선 수신기가 수신한 신호가 다른 릴레이 장치를 통해 경보 장치로 전송되어 경보 장치가 경보를 발하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 Z 축으로 올림에 있어서 올림 거리는 150mm인 것을 특징으로 하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어 실린더는 마킹 헤드에 연결되어 있고 상기 에어 실린더 및 마킹 헤드는 브라켓에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 충돌 감지 센서의 감지동작, 상기 에어 실린더의 상승 동작 및 상기 경보의 경보 발령은 최대 1분 이내에 수행되는 것을 특징으로 하는 선박의 강재 마킹 장치 마킹 헤드와 강재의 충돌 회피 방법.
  5. 청구항 1의 방법을 실시하기 위한 장치로서,
    강재 마킹 장치 마킹 헤드 쪽으로 진입해 오는 강재를 감지하는 충돌 감지 센서;
    상기 충돌 감지 센서의 센서 신호에 의해 동작하는 릴레이 및 솔레노이드 밸브의 구동에 의해 Z 축 방향으로 상승 동작하는 에어 실린더;
    상기 충돌 감지 센서로부터 수신된 신호를 무선 송신기가 전송하면 이 신호를 수신하고 다른 릴레이를 통해 송신하는 무선 수신기; 및
    상기 무선 수신기로부터 수신된 경보 신호에 의해 동작하여 경보를 발하는 경보 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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