KR102131701B1

KR102131701B1 - 리프팅 마그넷 제어 시스템

Info

Publication number: KR102131701B1
Application number: KR1020180148343A
Authority: KR
Inventors: 박영재
Original assignee: 주식회사 상영마그네트
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-07-13
Also published as: KR20200062676A

Abstract

본 발명은 운송물과 직접적으로 흡착되는 흡착부재가 적어도 두 개 이상 사용될 경우, 흡착부재들에 안정적인 전력의 공급 및 동작신호의 인가를 할 수 있는 리프팅 마그넷 제어 시스템에 관한 것으로, 거치부; 상기 거치부(100)에 거치되어 사용자의 조작에 따라 이동 가능하게 설치되고, 제어신호에 따라 ON/OFF되어 자력을 이용해 운송 대상물(10)을 운송시키는 적어도 둘 이상의 전자석 흡착부; 상기 전자석 흡착부에 전원을 공급하는 전원부(400); 사용자가 상기 전자석 흡착부를 ON/OFF시킬 경우, 상기 전자석 흡착부 각각에 ON 제어신호 또는 OFF 제어신호를 송신하여, 상기 전자석 흡착부가 순차적으로 ON 또는 OFF 되도록 제어하는 제어부(300); 및 상기 전자석 흡착부의 상부에 형성되어 무게를 측정하는 로드셀(500)를 포함하고, 상기 제어부(300)는 상기 로드셀(500)에서 감지되는 무게가 기준치 이하일 경우에만 상기 전자석 흡착부를 OFF시키는 것을 특징으로 한다.

Description

리프팅 마그넷 제어 시스템{Control system for lifting magnet}

본 발명은 리프팅 마그넷 제어 시스템에 관한 것이다.

제조업을 포함한 다양한 산업분야에서는 특정 물품을 운송시키는 다양한 장치들이 개발/사용되고 있다. 리프팅 마그넷(Lifting Magnet)은 이러한 장치들 중 한 종류로, 자석의 자성을 이용하여 대상물을 운송한다.

리프팅 마그넷에서 대상물을 운송시키기 위해서는 대상물을 흡착한 후, 탈거하는 과정이 필요하다. 이를 위해서는, 리프팅 마그넷에서 발생하는 자성의 발생을 제어할 수 있어야 하는데, 자성의 발생을 제어하는 방법으로는 고정된 영구자석과 이에 대응되는 영구자석의 위치를 변화시켜 자성을 발생/상쇄시키거나, 전원의 공급여부에 따라 자성이 발생여부를 결정할 수 있는 전자석을 사용하였다.

상술한 두 가지 방식의 리프팅 마그넷의 장치 중, 자성을 발생시켜 운송 대상물과 직접 면접하는 흡착부재는 운송 대상물을 안정적으로 이송시키기 위해 적어도 두 개 이상이 사용되는 것이 일반적이다. 이러한 전자석 방식의 리프팅 마그넷의 경우, 그 특성상 순간적으로 많은 전류가 필요한데, 복수개의 흡착부재에 동시에 동작신호를 인가할 경우, 순간적으로 필요한 전류량이 부족해, 노이즈가 발생하여 안정적으로 전자석에 전류를 공급하는 것이 어려워져, 흡착부재의 오작동을 야기할 수 있는 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 제10-2010-0094395호("리프팅 마그넷", 공개일 2010.08.26.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 리프팅 마그넷 제어 시스템의 목적은 운송물과 직접적으로 흡착되는 흡착부재가 적어도 두 개 이상 사용될 경우, 흡착부재들에 안정적인 전력의 공급 및 동작신호의 인가를 할 수 있는 리프팅 마그넷 제어 시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 리프팅 마그넷 제어 시스템은, 거치부(100); 상기 거치부(100)에 거치되어 사용자의 조작에 따라 이동 가능하게 설치되고, 제어신호에 따라 ON/OFF되어 자력을 이용해 운송대상물(10)을 운송시키는 적어도 둘 이상의 전자석 흡착부; 상기 전자석 흡착부에 전원을 공급하는 전원부(400); 사용자가 상기 전자석 흡착부를 ON/OFF시킬 경우, 상기 전자석 흡착부 각각에 ON 제어신호 또는 OFF 제어신호를 송신하여, 상기 전자석 흡착부가 순차적으로 ON 또는 OFF 되도록 제어하는 제어부(300); 및 상기 전자석 흡착부의 상부에 형성되어 무게를 측정하는 로드셀(500)를 포함하고, 상기 제어부(300)는 상기 로드셀(500)에서 감지되는 무게가 기준치 이하일 경우에만 상기 전자석 흡착부를 OFF시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(300)는 상기 전자석 흡착부가 1.0~1.5ms 간격으로 순차적으로 ON 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부(300)는 상기 전자석 흡착부가 0.5~1.0ms 간격으로 순차적으로 OFF 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자석 흡착부는 적어도 세 개 이상이고, 상기 제어부(300)는 최외곽에 배치된 상기 전자석 흡착부가 우선적으로 ON 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전자석 흡착부는 적어도 세 개 이상이고, 상기 제어부(300)는 최외곽에 배치되지 않은 상기 전자석 흡착부가 우선적으로 OFF 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 전자석 흡착부의 하면에 설치되어, 하측으로 빛을 조사하는 포인터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운송 대상물(10)의 표면에는 상기 포인터에서 조사되는 빛에 대응되는 마커가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 리프팅 마그넷 제어 시스템에 의하면, 제어부에서 운송 대상물(10)에 흡착되어 운송 대상물(10)을 이동시키는 적어도 둘 이상의 전자석 흡착부를 순차적으로 ON 시키거나 OFF 시키기 때문에, 순간적으로 높은 전류가 필요한 상황을 완화시키고 노이즈 발생을 방지해, 안정적으로 전자석 흡착부가 동작할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 리프팅 마그넷 장치의 개략도.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 다른 실시예에 의한 리프팅 마그넷 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 리프팅 마그넷 제어 시스템의 블록도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 리프팅 마그넷 제어 시스템의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 리프팅 마그넷 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 리프팅 마그넷 장치는 거치부(100)와 전자석 흡착부를 포함할 수 있으며, 거치부(100) 및 전자석 흡착부는 보다 상세히 설명할 본 발명의 일실시예에 의한 리프팅 마그넷 제어 시스템에도 포함될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 거치부(100)는 일종의 지지대로, 지면(1)에 세워질 수 있다.

거치부(100)는 다양한 형상을 가질 수 있지만, 전자석 흡착부가 거치부(100)에 거치되어 2차원적으로 이동할 수 있도록 일종의 겐트리 크레인(Gantry crane) 형상이 될 수 있다. 즉, 도 1에서는 거치부(100)의 형상이 평면으로 도시되어 있지만, 거치부(100)는 도 1에 도시된 90도 회전한 디귿자형 프레임 복수개가 소정 간격 이격되어 배치되고, 복수개의 프레임 사이에 양방향으로 이동 가능한 이동체가 형성되는 구조일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 거치부(100)의 하부에는 운송 대상물(10)이 위치할 수 있다.

전자석 흡착부는 코일 구조가 포함되어, 코일에 전원이 공급됨에 따라 전류가 흐르면 자성이 발생해 운송 대상물(10)을 흡착시키는 부분으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)는 거치부(100)에 거치되어 사용자의 조작에 따라 거치부(100) 내에서 3차원적으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

도 1에 도시된 본 실시예에서 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)는 세 개이나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 세 개가 아닌 복수개의 전자석 흡착부가 사용될 수 있다.

본 실시예에서 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)가 복수개 사용되는 이유는, 운송 대상물(10)을 복수개의 부분에서 흡착시킴으로써, 운송 대상물(10)을 안정적으로 운송할 수 있도록 하기 위함이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)가 거치부(100) 상에 거치됨과 동시에 3차원적으로 이동 가능하도록 하기 위해 하우징(210), 이동부(220) 및 연결부(230)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(210)은 복수개의 전자석 흡착부를 수용하여, 단일의 이동부(220)에서도 복수개의 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)를 이동 가능하게 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동부(220)는 거치대(100)상에 2차원적으로 이동 가능하게 설치되며, 연결부(230)는 상술한 이동부(220)와 하우징(210)을 연결한다.

이동부(220)는 사용자의 조작수단에 의해 거치대(100)상에서 2차원적으로 이동할 수 있으며, 이를 위해 사용자의 조작수단과 이동부(220)는 유선 또는 무선으로 제어신호를 송신 가능하도록 연결될 수 있다. 이동부(220)가 사용자의 조작수단에 의해 2차원적으로 이동하는 것은, 사용자가 이동부(220)의 하부에 연결된 전자석 흡착부의 위치를 제어할 수 있도록 하기 위함이다.

연결부(230)는 파이프와 같은 강성을 가지는 부재이거나, 와이어 또는 사슬구조와 같은 변형이 가능한 부재일 수 있다. 본 실시예에서는 와이어 구조의 연결부(230)에 대하여 설명한다.

이동부(220) 내부에는 드럼이 형성되어, 드럼의 회전에 따라 와이어 형태의 연결부(230)를 감거나 풀어 전자석 흡착부의 상하 위치를 제어할 수 있으며, 상기 드럼의 회전 동작을 사용자의 조작수단에 의해 제어될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 사용자는 이동부(220) 및 와이어 형태의 연결부(230)를 조작하여, 전자석 흡착부의 3차원 이동 제어가 가능하다.

도 1에서는 단일의 이동부(220)에서 세 개의 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)의 이동을 제어하는 실시예가 도시되어 있지만, 다른 실시예가 있을 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 다른 실시예에 의한 리프팅 마그넷 장치를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 다른 실시예에 의한 리프팅 마그넷 장치는 세 개의 이동부(220a, 220b, 220c)가 형성되어 있고, 각각의 이동부에 세 개의 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)가 각각 연결되어 있다.

전원부는 전자석 흡착부 각각에 전원을 공급하는 역할을 한다.

상술한 바와 같은 동작을 위해, 전원부는 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 보다 상세히 거치부(100)상에 전원부가 형성되고, 거치부(100) 및 와이어 형태의 연결부(230)를 통해 전원부와 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)가 연결되는 실시예가 있을 수 있다. 단, 후술할 제어부는 전원부에서 전자석 흡착부 각각으로 공급되는 전원을 제어하여, 전자석 흡착부를 제어할 수 있다.

제어부는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)형태로 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)와 일체형으로 설치되거나, 전자석 흡착부와 통신이 가능하도록 형성된 외부의 장치일 수 있으며, 사용자가 조작수단을 통해 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)가 ON 또는 OFF되도록 조작할 경우, 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c) 각각에게 순차적으로 ON 제어신호 또는 OFF 제어신호를 전달한다.

도 3은 상술한 제어부의 동작을 설명하기 위해, 사용자의 조작수단(20), 제어부(300), 전원부(400) 및 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)를 블록 형태로 도시한 것이다. 이하 설명의 편의를 위해 세 개의 전자석 흡착부는 각각 제1전자석 흡착부(200a), 제2전자석 흡착부(200b) 및 제3전자석 흡착부(200c)라 명명한다.

먼저, 사용자가 도 3에 도시된 조작수단(20)을 이용해 ON 제어신호를 송신하면, 제어부(300)에 포함되는 수신모듈(310)은 조작수단(20)으로부터 송신된 ON 제어신호를 수신하고 이를 제어부(300)로 송신한다.

제어부(300)에서 수신모듈(310)로부터 ON 제어신호를 수신하면, 제어부(300)는 제1 내지 제3전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)로 각각으로 개별적인 ON 제어신호(제1 내지 제3 ON 제어신호)를 송신한다.

제어부(300)에서 제1전자석 흡착부(200a)로 전송된 제1 ON 제어신호는 제1전자석 흡착부(200a)의 릴레이를 동작시켜 전원이 공급되도록 해, 제1전자석 흡착부(200a)를 ON시킨다. 이후 제어부(300)는 제2전자석 흡착부(200b) 및 제3전자석 흡착부(200c)에도 각각 제2 및 제3 ON 제어신호를 송신하여 ON시키는데, 제1 내지 제3 ON 제어신호 각각은 소정의 시간 간격, 보다 상세히 1.0~1.5ms의 시간 간격을 가질 수 있다. 즉, 제1 내지 제3전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)는 순차적으로 ON됨으로써 순간적으로 높은 전류가 필요한 상황을 완화시켜, 노이즈의 발생을 억제하여 안정적으로 전자석 흡착부가 동작할 수 있도록 할 수 있다.

제어부(300)는 ON 제어신호와 마찬가지로 OFF 제어신호 또한 제1 내지 제3전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)에 순차적으로 전달하여, 제1 내지 제3전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)가 순차적으로 OFF되도록 할 수 있으며, OFF 제어신호는 ON 제어신호의 간격보다 짧은 0.5~1.0ms 간격으로 제1 내지 제3전자석 흡착부(200a, 200b, 200c) 각각에 전달될 수 있다. 즉, 본 발명은 이러한 순차적인 전원 공급/차단을 통해 순간적으로 높은 전류가 필요한 전자석을 안정적으로 동작시켜, 노이즈 발생에 따른 전자석 흡착부의 오작동을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 제1 전자석 흡착부(200a), 제2 전자석 흡착부(200b) 및 제3 전자석 흡착부(200c)가 일렬로 배열된다고 했을 때, 제어부(300)는 최외곽에 배치된 제1전자석 흡착부(200a)와 제3전자석 흡착부(200c)를 먼저 ON시킬 수 있다. 이는 다른 전자석 흡착부가 동작하기 이전에 운송 대상물(10)의 일측에만 자성이 작용할 경우, 운송대상물(10)의 일부분에만 강한 힘(예를 들어 운송 대상물의 자중에 의한 중력)이 작용하여 운송 대상물(10)이 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

마찬가지 이유로, 제1 전자석 흡착부(200a), 제2 전자석 흡착부(200b) 및 제3 전자석 흡착부(200c)가 순차적인 일렬로 배열된다고 했을 때, 제어부(300)는 최외곽에 배치된 전자석 흡착부가 아닌 제2전자석 흡착부(200b)를 먼저 OFF시킨 후, 나머지 제1전자석 흡착부(200a) 및 제3전자석 흡착부(200b)를 OFF시킬 수 있다.

상술한 바와 같은 ON/OFF시키는 전자석 흡착부의 순서는 1차원적인 배열에 한정하는 것은 아니며, 2차원적으로 배열된 전자석에도 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 연결부(230)와 하우징(210) 사이에는 로드셀(500)이 설치되어 있으며, 본 발명은 로드셀(500)을 포함할 수 있다.

로드셀(500)이란, 하부에 매달린 물체의 무게를 측정하는 장치이다. 본 발명이 로드셀(500)을 포함하는 이유는, 로드셀(500)에서 감지되는 무게를 통해 운송 대상물(10)의 불량여부를 판단할 수 있음과 동시에 작업자가 현장에서 원거리로 작업함으로 써 발생할 수 있는 사고를 방지하기 위함이다.

보다 상세히, 작업자는 운송 대상물(10)에서 일정거리 이격된 위치에서 이동부(220)를 조작하기 때문에, 운송 대상물(10)이 현재 공중에 떠 있는 상태인지, 아니면 지면에 위치한 상태인지 정확히 파악하기 어려울 때가 있다. 로드셀(500)은 이를 방지하기 위해, 전자석 흡착부의 상부에서 무게를 측정하고 이를 작업자에게 알린다. 만약 운송 대상물(10)이 지면에 위치해있을 경우, 로드셀(500)에서 측정되는 무게는 운송 대상물(10)이 들려있을 경우의 무게와 다를 것이므로 작업자는 보다 용이하게 운송 대상물(10)의 상태를 파악할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 제어부(300)는 로드셀(500)에서 측정되는 무게가 기준치 이하(운송 대상물(10)이 지면 또는 특정 부분에 안착되었을 경우를 판단하는 기준치)일 경우에만 전자석 흡착부가 OFF되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(300)의 상술한 바와 같은 제한적인 동작은 현재 운송 대상물(10)이 안정적인 위치에 있지 않았지만, 사용자의 실수로 전자석 흡착부를 OFF시켜 발생할 수 있는 사고를 예방할 수 있다.

본 발명은 전자석 흡착부(200a, 200b, 200c)에는 하측으로 빛을 조사하는 포인터를 더 포함할 수 있다. 포인터는 작업자에게 전자석 흡착부의 위치를 알려주기 위한 것으로, 운송 대상물(10)의 표면에는 포인터에서 조사되는 빛에 대응되는 마커가 형성될 수 있으며, 더 나아가 본 발명은 전자석 흡착부에서 하측을 촬영하고, 영상을 사용자에게 전달하여, 사용자의 전자석 흡착부의 이동을 용이하게 하는 영상보조부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1 : 지면
10 : 운송 대상물
20 : 조작수단
100 : 거치부
200a, 200b, 200c : 전자석 흡착부
210 : 하우징
220 : 이동부
230 : 연결부
300 : 제어부
310 : 수신모듈
400 : 전원부
500 : 로드셀

Claims

거치부(100);
상기 거치부(100)에 거치되어 사용자의 조작에 따라 이동 가능하게 설치되고, 제어신호에 따라 ON/OFF되어 자력을 이용해 운송 대상물(10)을 운송시키는 적어도 둘 이상의 전자석 흡착부;
상기 전자석 흡착부에 전원을 공급하는 전원부(400);
사용자가 상기 전자석 흡착부를 ON/OFF시킬 경우, 상기 전자석 흡착부 각각에 ON 제어신호 또는 OFF 제어신호를 송신하여, 상기 전자석 흡착부가 순차적으로 ON 또는 OFF 되도록 제어하는 제어부(300); 및
상기 전자석 흡착부의 상부에 형성되어 무게를 측정하는 로드셀(500)를 포함하고,
상기 제어부(300)는 상기 로드셀(500)에서 감지되는 무게가 기준치 이하일 경우에만 상기 전자석 흡착부를 OFF시키는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그넷 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부(300)는 상기 전자석 흡착부가 1.0~1.5ms 간격으로 순차적으로 ON 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그넷 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부(300)는 상기 전자석 흡착부가 0.5~1.0ms 간격으로 순차적으로 OFF 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그넷 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전자석 흡착부는 적어도 세 개 이상이고,
상기 제어부(300)는 최외곽에 배치된 상기 전자석 흡착부가 우선적으로 ON 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그넷 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전자석 흡착부는 적어도 세 개 이상이고,
상기 제어부(300)는 최외곽에 배치되지 않은 상기 전자석 흡착부가 우선적으로 OFF 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그넷 제어 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 전자석 흡착부의 하면에 설치되어, 하측으로 빛을 조사하는 포인터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그넷 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 운송 대상물(10)의 표면에는 상기 포인터에서 조사되는 빛에 대응되는 마커가 형성되는 것을 특징으로 하는 리프팅 마그넷 제어 시스템.