KR102590247B1 - 석재 절단 장치 및 석재 절단 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 지지유닛; 상기 수평이동부에 설치된 휠지지체와, 상기 휠지지체에 장착된 복수의 절삭휠과, 복수의 상기 절삭휠의 외측 둘레를 커버하는 커버부를 포함하는 절삭유닛; 상기 커버부의 하단으로부터 돌출되어 하강하여 상기 석재의 주변을 둘러싸거나, 상승되며 상기 커버부의 내부 공간으로 일부가 삽입되도록 작동하는 안전커버; 상기 안전커버가 하강시 석재의 측면에 대향하도록 상기 안전커버에 설치되며, 상기 석재의 측면에 접촉하여 초음파로 상기 석재의 결함을 검사하는 탐촉자를 가지는 검사유닛; 레일을 따라 상기 지주들 사이로 이동되는 이송대차 상에 배치된 석재 블럭이 상기 절삭휠에 의해 절삭될 때, 상기 절삭휠의 진동을 감지하도록 상기 휠지지체에 구비된 진동센서를 포함하는 센서유닛; 및 절삭 전에 상기 검사유닛에 의해 파악된 석재의 결함의 위치를 피하도록 상기 절삭휠의 위치를 조정하고, 절삭공정 중에는 상기 센서유닛으로부터 전달된 진동신호를 기초로, 상기 지지유닛 또는 상기 절삭유닛을 조정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 석재 절단 장치 및 석재 절단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석산에서 채취된 원석을 절단 가공하는 석재 절단 장치 및 석재 절단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 석재라 함은 돌 등을 가공함으로써 건축물에 쓰이는 재료로 제작된 것이다. 이와 같은 석재는 각종 건축물에 사용되거나, 보행자와 차량의 통행이 이루어지는 도로의 도로 경계석으로 설치되는 등 다양한 산업 분야에 서 폭넓게 사용되고 있다.
선행문헌 1(대한민국 등록특허 제10-1482617호)는 이와 같은 도로 경계석의 제조를 위한 방법으로서, 석재 슬러지를 응집시키고 원료를 배합하여 제조하는 방법이 개시된다. 하지만, 이와 같은 방법을 통해 제조된 블럭의 경우 열이나 복합 압력에 취약하다는 단점이 있다. 이에 따라, 최근에는 가공 기술이 발달함에 따라 규모가 큰 절삭 장치로 대규모의 바위를 잘라낸 후 이를 가공하여 제조하는 방법이 사용되고 있다.
일반적으로 석재를 직선으로 절단하기 위하여 보편적으로 널리 사용되고 있는 석재 절단 장치는 석재 절단기와 석재 이송기로 구성되며 석재 절단기는 프 레임에 이동가능하게 설치되는 절삭휠을 포함한다. 도로경계석 등을 절단가공하기 위해서는 수작업이 아닌 자동화라인을 통한 대량 자동생산이 요구되고 있으며, 자연에서 채취한 울퉁불퉁한 원석을 규격에 맞는 형태로 절단가공시키기 위해서는 기본적으로 길이방향과 폭 방향으로의 절단과정이 요구된다.
그러나, 절단 장치를 구성하는 절삭휠의 진동이 극심하여 절단 시 오차가 발생하고, 진동에 의한 극심한 소음이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 절단공정시에는 절삭휠의 냉각을 위해 물을 많이 사용하게 된다. 또한, 먼지가 다량으로 발생하는 문제점이 있다. 또한, 석재의 내부 결함으로 인해 절단공정 중에 깨짐이나 절삭휠의 파손 등이 발생이 빈발하고 있으며, 공정효율 저하의 큰 요인이 되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 절단공정 중에 석재의 깨짐 방지, 극심한 소음을 저감하고, 물의 사용량을 절감하고, 먼지의 비산을 감소시키며, 절삭휠의 파손 방지, 교체주기에 적시에 절삭휠의 교체, 적정한 절삭깊이로의 작업 등을 실시간으로 효과적으로 제어할 수 있어서, 공정의 생산성의 현저한 향상과 소음, 먼지 및 장치의 고장으로부터의 작업자의 안전의 확보, 장치의 수명의 관리를 할 수 있는 석재 절단 장치 및 석재 절단 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 석산에서 채취된 원석을 절삭 가공하는 석재 절단 장치에 있어서, 일정간격을 두고 설치되는 지주들과, 상기 지주들을 따라 승강되도록 설치된 베드와, 상기 베드를 따라 좌우로 이동가능하게 설치된 수평이동부를 포함하는 지지유닛; 상기 수평이동부에 설치된 휠지지체와, 상기 휠지지체에 장착된 복수의 절삭휠과, 복수의 상기 절삭휠의 외측 둘레를 커버하는 커버부를 포함하는 절삭유닛; 상기 커버부의 하단으로부터 돌출되어 하강하여 상기 석재의 주변을 둘러싸거나, 상승되며 상기 커버부의 내부 공간으로 일부가 삽입되도록 작동하는 안전커버; 상기 안전커버가 하강시 석재의 측면에 대향하도록 상기 안전커버에 설치되며, 상기 석재의 측면에 접촉하여 초음파로 상기 석재의 결함을 검사하는 탐촉자를 가지는 검사유닛; 레일을 따라 상기 지주들 사이로 이동되는 이송대차 상에 배치된 석재 블럭이 상기 절삭휠에 의해 절삭될 때, 상기 절삭휠의 진동을 감지하도록 상기 휠지지체에 구비된 진동센서를 포함하는 센서유닛; 및 절삭 전에 상기 검사유닛에 의해 파악된 석재의 결함의 위치를 피하도록 상기 절삭휠의 위치를 조정하고, 절삭공정 중에는 상기 센서유닛으로부터 전달된 진동신호를 기초로, 상기 지지유닛 또는 상기 절삭유닛을 조정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 탐촉자는, 상기 안전커버의 일측 내면에서 수평방향으로 전진 및 후퇴하도록 설치되며, 석재의 일 측면에 접촉되어 초음파 펄스를 방사하는 발신부; 및 상기 안전커버의 타측 내면에 수평방향으로 전진 및 후퇴하도록 설치되며, 석재의 타 측면에 접촉되어 초음파를 수신하는 수신부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안전커버는 방음재로 이루어지거나, 상기 안전커버의 표면에 방음재가 부착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 석재와 절삭휠의 마찰에 의해 발생하는 소음을 저감하는 소음저감유닛을 더 포함하며, 상기 소음저감유닛은, 상기 탐촉자의 인근에 상기 안전커버에 설치되어 상기 소음을 감지하는 마이크; 상기 마이크로부터 감지된 소음을 상쇄하는 상쇄 신호(Active Noise Control, ANC) 를 생성하는 상쇄신호생성부; 및 상기 상쇄신호생성부로부터의 상기 상쇄 신호에 의해 상기 소음을 상쇄시키는 상쇄 음파를 방사하도록 상기 커버부의 내측 상면에 설치되는 스피커;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 휠지지체는 복수의 절삭휠을 관통하는 회전축과, 상기 회전축에 의해 관통되며, 각 절삭휠이 장착되는 연결블럭을 포함하며, 상기 진동센서는 상기 연결블럭 또는 상기 회전축에 설치되는 가속도센서 또는 와전류센서를 포함하며, 상기 상쇄신호생성부가 상기 진동센서로부터 진동신호를 수신하고, 상기 진동신호와 상기 마이크로부터 감지된 소음의 주파수를 함께 사용하여 상기 상쇄 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 석재와 절삭휠에 직접적으로 냉각수를 제공하는 냉각수 공급부; 커버부의 내측 상면으로부터 상기 절삭휠들 사이로 연장되도록 설치되어 절삭휠들의 표면으로 냉각수를 분사하여 상기 절삭휠로부터 튕겨 나온 미세 물방울로 상기 커버부 내부 공간의 분진을 제거하는 냉각수 분사부; 및 커버부의 상면에 연통하도록 설치되어 절삭공정 중에 발생하는 먼지나 파티클을 흡입하는 진공흡입부;를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 석산에서 채취된 원석을 가공하는 석재 절단 방법에 있어서, 석산에서 채취된 원석을 가공하는 석재 절단 방법에 있어서, 제어부가 안전커버를 하강시키고 상기 안전커버에 설치된 탐촉자를 가지는 검사유닛을 제어하여 석재의 결함 위치를 파악하는 단계; 상기 제어부가 절삭휠이 상기 석재의 결함 위치를 피하도록 절삭유닛 또는 이송대자를 제어하는 단계; 상기 제어부가 지지유닛, 상기 절삭유닛 및 상기 이송대자를 제어하여 설정된 절삭조건에 따라 석재의 절삭을 실행하는 단계; 상기 제어부가 마이크, 상쇄신호생성부 및 스피커를 가지는 소음저감유닛을 제어하여 능동소음제어(Active Noise Control, ANC) 방식으로 절삭공정시 발생되는 소음을 저감시키는 단계; 제어부가 절삭공정 중에 냉각수 분사부를 제어하여 절삭휠에 냉각수를 분사하는 단계; 제어부가 절삭공정중에 상기 소음저감유닛의 상쇄신호생성부, 진동센서 로부터 전달되는 소음신호 및 진동신호 입력받아 예측모델을 적용하는 단계; 상기 제어부의 이상 판정부가 이상여부를 판정하는 단계; 및 상기 판정결과에 따라 정상인 경우, 기 설정된 프로세스에 따라 절삭을 진행하고 이상이 발생한 경우, 제어신호에 따라 조정동작을 실행하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 조정동작을 실행하는 단계는, 제어부의 저장부가 검사유닛으로부터 석재의 재질, 밀도, 결함 분포에 관한 정보, 센서유닛으로부터의 진동, 온도, 응력에 대한 신호와, 소음저감유닛의 상쇄신호생성부로부터 소음 신호를 포함하는 데이터를 입력받아 저장하는 단계; 예측모델 생성부가 상기 저장부에 저장된 상기 데이터를 사용하여 머신러닝 또는 딥러닝을 통해 정상작동과 비정상 작동을 구분하고, 비정상 작동의 종류를 분류하여 절삭휠의 이상, 석재의 깨짐, 엔진의 이상에 대해 예측하도록 미리 생성해둔 예측모델을 현재 관측된 데이터에 적용하는 단계; 및 이상 판정부가, 예측모델을 적용한 결과를 기초로 정상 패턴으로부터 벗어난 패턴이나 비정상 피크의 발생 등 이상신호를 감지하여 제어신호를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어신호를 생성하는 단계는, 석재의 깨짐의 전조로서 이상소음이 관측된 경우 상기 제어부가 절삭공정을 자동으로 중지시키는 신호와 깨짐경고 신호를 표시부에 표시하는 단계; 절삭유닛의 위치를 변경하거나 이송대차에 의해 석재의 위치를 변경하여 깨짐을 방지하면서 다시 절단공정을 진행시키는 단계; 석재에 절삭휠이 고착되어 회전되지 못하는 이상 소음이 발생하는 것으로 판정된 경우, 상기 제어부는 즉시 엔진을 정지시키고 엔진 정비 및 수리 신호를 표시부에 표시하는 단계; 및 절삭휠의 손상으로 인한 이상소음으로 판정된 경우, 상기 제어부는 절삭휠의 작동을 중단시키고, 절삭휠 교체 신호를 표시부에 표시하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 석재의 깨짐 방지, 극심한 소음을 저감하고, 물의 사용량을 절감하고, 먼지의 비산을 감소시키며, 절삭휠의 파손 방지, 교체주기에 적시에 절삭휠의 교체, 적정한 절삭깊이로의 작업 등을 실시간으로 효과적으로 제어할 수 있어서, 공정의 생산성의 현저한 향상과 소음, 먼지 및 장치의 고장으로부터의 작업자의 안전의 확보, 장치의 수명의 관리를 할 수 있는 석재 절단 장치 및 석재 절단 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 사진들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 석재 절단 장치의 센서유닛의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 석재 절단 장치의 절삭유닛 및 검사유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 검사유닛에 의해 석재의 결함을 검사하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 센서유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 소음저감유닛의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 석재 절단 장치의 제어부의 제어동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예예 따른 석재 절단 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 석재 절단 장치의 센서유닛의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 석재 절단 장치의 절삭유닛 및 검사유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 검사유닛에 의해 석재의 결함을 검사하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 센서유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 소음저감유닛의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 석재 절단 장치의 제어부의 제어동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예예 따른 석재 절단 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 사진들이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
석재 절단 장치(1)는 석산에서 채취된 원석을 절삭 내지 절단 가공하는 장치이다. 석산에서 채취된 원석 덩어리는 절단가공 공장으로 이송될 수 있다. 절단가공 공장에서는 이러한 원석 덩어리를 용도에 맞는 형상과 사이즈로 가공할 수 있으며, 대표적으로 도로 경계석의 생산을 위해 가공할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 석재 절단 장치(1)는, 지지유닛(100), 절삭유닛(200), 센서유닛(300), 안전커버(400), 검사유닛(500) 및 제어부(1000; 도 11 참조)를 포함할 수 있다.
지지유닛(100)은 일정간격을 두고 설치되는 지주들(110)과, 지주들(110)을 따라 승강되도록 설치된 베드(120)와, 베드(120)를 따라 좌우로 이동가능하게 설치된 수평이동부(130)를 포함할 수 있다. 지지유닛(100)은 이와 같은 구조로 제한되는 것은 물론 아니다. 절삭유닛(200)을 홀딩하고 위치변경을 할 수 있는 구조라면, 여러 가지 변형된 지지유닛(100)의 형태가 가능한 것은 당연할 것이다.
절삭유닛(200)은 수평이동부(130)에 설치된 휠지지체(210)와, 휠지지체(210)에 장착된 절삭휠(220)을 포함할 수 있다. 휠지지체(210)는 복수의 절삭휠(220)을 관통하는 회전축(211)을 포함할 수 있다. 베드(120)가 지주를 따라 승강되어 지면에 대한 절삭유닛(200)의 높이가 조정되고, 수평이동부(130)가 좌우이동되어 절삭유닛(200)의 좌우 위치가 조정될 수 있다. 또한 각 부분의 동작을 위해, 해당 부분에 각각 구동모터가 구비될 수 있다. 절삭유닛(200)의 절삭휠(220)의 구동을 위해 절단구동모터와, 절단구동모터로부터 동력을 전달하는 연결벨트가 구비될 수 있다. 절삭휠(220)이 장착되는 회전축(211)에 연결벨트의 구동력이 전달되어 절삭휠(220)이 회전될 수 있다.
지주들(110) 사이로 레일(10) 설치되어 있고, 레일(10)에는 이송대차(20)가 설치될 수 있다. 이송대차(20)는 석재블럭(5)이 안착되는 상판과, 상판 하부에 마련되어 모터에 의해 정회전 및 역회전하는 바퀴를 포함할 수 있다. 이송대차(20)의 상판에는 각재(받침 막대)가 안치되어, 석재블럭(5)이 상판으로부터 들뜬 상태로 놓일 수 있다. 이송대차(20)가 레일을 따라 지주들(110) 사이로 전진 및 후진할 수 있다. 이때, 절삭휠(220)이 석재블럭(5) 방향으로 하강하면서 절단이 이루어질 수 있다. 석재블럭(5)이 안치된 이송대차(20)는 절삭휠(220)이 위치하는 부분을 직선 왕복 이동하면서 절단을 지속되도록 유도한다. 이에 따라, 석재블럭(5)이 원하는 규격과 모양으로 즉, 일정한 가로, 세로, 높이(두께)를 갖는 부피체로 절단될 수 있다.
이때, 석재블럭(5) 절단과정에서 냉각 내지는 윤활제 역할을 하는 물이 절단 부위로 공급되는데, 이와 같이 공급되는 물이 절단과정에서 외부로 튀는 것을 방지하기 위해, 절삭유닛(200)은 절삭휠(220)의 상부에 박스 형태의 물튐방지 커버부(230)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 석재 절단 장치의 센서유닛의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4에는 절삭유닛(200)에 설치되는 센서유닛이 예시되어 있다. 휠지지체(210)는 회전축(211)에 의해 관통되며, 절삭휠(220)이 장착되는 연결블럭(212)을 더 포함할 수 있다.
센서유닛은 레일(10)을 따라 지주들(110) 사이로 이동되는 이송대차(20) 상에 배치된 석재블럭(5)이 절삭휠(220)에 의해 절삭될 때, 절삭휠(220)의 진동 등을 감지하도록 연결블럭(212), 회전축(211) 등에 설치될 수 있다.
도 3 및 도 4에서 센서유닛은 진동센서(310) 및 응력센서(330)를 포함할 수 있다. 응력센서(330)는 도 3과 같이 회전축(211)에 설치된 토크센서일 수 있다. 회전축(211)에 걸리는 토크를 감지함으로써, 절삭휠(220)이 절삭시에 가해지는 하중을 감지할 수 있다. 이에 따라 절삭휠(220)에 가해지는 응력을 산출할 수 있다.
도 5는 안전커버 및 검사유닛을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 3에 도시된 커버부(230)로부터 안전커버(400)가 펼쳐진 상태를 나타내는 도면이다.
안전커버(400)는 커버부(230)의 내부 공간에 일부가 삽입되어 내장될 수 있다. 안전커버(400)는 커버부(230) 내측으로 대부분이 들어가고 커버부(230)의 하단으로부터 나올 수 있는 구조를 가질 수 있다. 절삭공정 진행중에 안전커버(400)가 도 5에 도시된 것과 같이 하강하여 석재블럭(5) 주변을 둘러싸게 됨으로써, 절삭공정중 절삭휠(220)의 다이아몬드 팁의 이탈이나 절삭된 석재 파티클의 비산 등으로부터 주변의 작업자를 보호할 수 있다. 이러한 안전커버(400)는 다단으로 펼쳐지는 구조를 가지거나 단순히 단일한 판이 커버부(230)의 내부로 수납되고 인출되는 방식으로 구성될 수도 있다. 안전커버는 방음재로 이루어지거나, 방음재가 표면에 부착될 수 있다. 이러한 흡음 구조에 의해 절삭공정 중에 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다. 방음재로는 발포 단열재, 흡음 패널 또는 방음벽이 포함될 수 있다.
한편, 검사유닛(500)은 석재를 비파괴 방식인 초음파로 결함을 검사할 수 있다. 검사유닛(500)에 의한 석재 검사는 비파괴 방식으로 석재의 재질과 경도를 검사하는 것뿐만 아니라 석재의 내부에 결함을 발견함으로써, 절단과정에서 석재의 깨짐을 방지하도록 절삭휠의 적삭 위치를 변경하거나 절삭 속도 등 절삭조건을 변경할 수 있도록 한다. 검사유닛(500)은 석재에 접촉하는 탐촉자로서 발신부(510) 수신부(520)를 포함할 수 있다. 발신부(510)는 초음파를 발신하고 수신부(520)는 초음파을 수신할 수 있다. 발신부(510) 및 수신부(520)는 각각 안전커버의 내측에 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 안전커버(400)가 커버부(230)의 내측으로 삽입될 때, 발신부(510) 및 수신부(520)는 커버부의 하단 외부에 위치하도록 안전커버(400)에 설치될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 안전커버(400)가 하강하고, 안전커버(400)의 하단 부근에 설치된 발신부(510)가 수평으로 돌출 연장되면서 물에 젖은 석재의 일 측면에 접촉하고, 수신부(520)가 수평으로 돌출 연장되면서 석재의 타측면에 접촉할 수 있다. 탐촉자(510,520)와 석재 간의 접촉시 공기 간극을 제거하기 위해 석재에 충분한 물을 분사하여 석재 표면의 물에 의해 탐촉자와 석재 표면의 공기 간극을 제거할 수 있다. 이러한 안전커버(400)의 승강 동작이나 발신부(510) 및 수신부(520)와 같은 탐촉자의 동작은 모터 등의 엑츄에이터와 밸트, 기어, 체인 등의 연결 기구를 사용하여 달성될 수 있다.
탐촉자는 초음파로 암석 및 콘크리트 분야에서 사용되고 있는 장치가 사용될 수 있으며, 측정조건은 발신부(510) 전압을 일 예로 1200V로 하고, 초음파 펄스는 1초에 10회가 발생하는 연속모드로 설정할 수 있다. 또한 탐촉자는 현재 국내에서 시판되고 있는 탐촉자중 P파 전용으로 사용되고 있는 UTR54㎑, 거친면에 사용하는 UTREXTX(RX)54㎑, 자체 실리콘 접촉매질을 가지고 있는 UTR220㎑ 등일 수 있다. 탐촉자의 구체적 사양이나 초음파의 설정은 구체적 석재에 따라 변경될 수 있을 것이다.
검사유닛(500)에 의한 검사 과정에는 발신부(510)로부터의 초음파가 석재를 통과해 수신부(520)로 수신되는데 걸리는 시간을 측정할 수 있으며, 석재 내부의 결함으로 인한 반사파나 속도변화(굴절)로부터 결함의 위치를 검출할 수 있다. 즉, 석재의 밀도와 밀도에 따라 초음파의 반사나 굴절에 의해 석재의 균열, 보이드 및 기타 결함을 감지할 수 있다. 더 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이 초음파는 탐촉자를 통하여 석재의 측면을 통해 내부로 전달되며, 동일 매질에서는 직진하지만 다름 매질(밀도, 재질 변화, 결함 등)과 접하는 계면에서는 각 매질의 물리적 상태 및 성질(음향 임피던스)의 차이에 의해 반사 또는 굴절한다. 이 중에서 반사하는 초음파를 탐촉자가 수신하여 탐상기 CRT 상에 펄스 신호 형태로 결함 지시를 나타낼 수 있다. 이 신호를 분석하여 결함의 위치, 종류 및 크기 등을 측정할 수 있다. 이와 같은 결함 위치를 절삭휠이 지나가는 경우, 석재가 깨지거나 절삭휠이 손상될 가능성이 증가한다. 따라서, 이 결함의 위치가 파악되는 경우, 제어부(1000)가 검사유닛(500)으로부터 정보를 수신하고, 그 결함의 위치를 파악한 후 수평이동부(130)를 통해 절삭유닛을 이동시키거나 이송대차(20)를 조정하여 석재의 위치를 변경하여 석재의 결함 위치를 피하도록 절삭휠의 위치를 조절할 수 있다. 이에 따라 절삭 공정중에 석재가 깨지는 불량이 현저히 감소될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다. 도 8은 도 7에 도시된 센서유닛의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 석재 절단 장치는 전술된 실시예에 비하여 진동센서(310)의 종류 및 위치가 변경되고, 온도센서(320)를 더 포함하며, 소음저감유닛(600)을 더 포함할 수 있다.
진동센서(310)는 회전축(211)에 결합된 커버부(230)의 내측면에 구비된 연결블럭(212)에 설치될 수 있다. 진동센서(310)는 AC 진동센서, 또는 와전류 센서, 속도계 센서 등 고속회전체의 진동을 감지할 수 있는 센서가 채택될 수 있다. 일 예로, 와전류 센서의 프로브가 도 8에 도시된 바와 같이, 절삭휠(220)이 장착된 연결블럭(212)의 측면의 홈에 삽입되어 절삭휠(220)의 진동에 의한 전류변화에 의해 진동을 감지할 수 있다.
온도센서(320)는 접촉형 센서일 수 있으며, 각 절삭휠(220)의 연결블럭(212)에 설치될 수 있으며, 연결블럭(212)에 내장되어 절삭휠(220)에 접촉될 수도 있다. 온도센서(320)는 절삭휠(220)의 온도를 감지할 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 소음저감유닛의 작동원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 소음저감유닛(600)은 능동 소음 제거(Active Noise Control, ANC) 기술을 사용하여 석재 절단 과정에서 발생하는 소음을 상쇄하는 음파를 방출하여 소음을 저감함으로써, 작업자의 피해를 예방하고 작업장 환경을 개선할 수 있다. 소음저감유닛(600)은 마이크(610), 상쇄신호생성부(620) 및 스피커(630)를 포함할 수 있다. 마이크(610)는 석재 절단으로 발생하는 소음을 포착하고 상쇄신호생성부(620)는 소음을 상쇄하는 상쇄신호를 생성하여 스피커(630)를 통해 상쇄 음파를 방출시킬 수 있다. 상쇄신호생성부(620)는 상쇄신호로서 해당 절단 공정에서 발생되는 소음 수준과 주파수에 적합한 대역의 주파수를 선택할 수 있다.
마이크(610)는 안전커버(400)에 설치될 수 있다. 안전커버(400)의 상승 및 하강 운동시에 간섭되지 않도록 마이크(610)는 탐촉자의 바로 근처에 설치될 수 있다. 스피커(630)는 커버부(230)의 내측으로 상쇄 음파를 방출할 수 있다. 일 예로 스피커(630)는 커버부 내측 상면에 도 7과 같이 설치될 수 있다. 절삭휠과 석재의 마찰에 의해 소음이 발생하고, 마이크(610)가 이를 감지하며, 상쇄신호 생성부(620)가 상쇄 신호를 생성하여 마이크(610)를 통해 상쇄 음파를 방출한다. 이때, 소음은 절삭휠들 사이로 도 9에 원리를 도시한 바와 같이 전파될 수 있다. 즉, 절삭휠(220)이 소음의 파동을 가이드하는 가이드 벽이 될 수 있다. 스피커(630)는 절삭휠들 사이에 대응하는 커버부의 내측 상면에 설치되어 상쇄 음파를 방사하여 금심한 소음을 저감시킬 수 있다. 즉 절삭휠과 석재의 마찰로 인한 소음의 파동과 스피커의 음파가 중첩되어 상쇄될 수 있다. 한편, 진동센서(310)에 의한 진동신호를 상쇄신호생성부(620)가 수신하고, 이러한 진동신호와 마이크로부터 감지된 소음의 주파수를 사용하여 상쇄 신호를 더욱 효과적으로 생성할 수 있다. 이에 따라 작업환경이 개선되고 작업자의 건강을 보호할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 석재 절단 장치를 나타내는 도면이다.
본 실시예에서, 석재 절단 장치는 도 7에 제시된 실시예에 비하여 냉각수 분사부(700) 및 진공흡입부(800)을 더 포함할 수 있다.
냉각수 분사부(700)는 석재와 절삭휠(220)에 직접적으로 냉각수를 제공하는 냉각수 공급부(도시되지 않음)와는 별개로 커버부(230) 내측 상면으로부터 각 절삭휠(220)들 사이로 연장되도록 설치될 수 있다. 냉각수 분사부(700)는 각 절삭휠(220)의 표면으로 냉각수를 분사할 수 있다. 이에 따라 절삭휠의 온도를 하강시킬 수 있다. 이때, 절삭휠이 고속회전 하므로 절삭휠에 충돌된 냉각수가 비산되면서 커버부의 내측 공간을 미세 물입자들이 부유하는 상태로 만들 수 있다. 이에 따라 절단공정에서 발생되는 미세 석재 가루와 분진을 미세 물 입자가 포집하여 낙하함으로써 저감시킬 수 있다. 또한, 냉각수 분사부(700)에 의해 절삭휠의 온도를 하강시키므로 냉각수 공급부의 물 공급량을 줄일 수 있고, 결과적으로 물의 소비를 감소시킬 수 있다.
진공흡입부(800)는 커버부(220)의 상면에 연통하도록 설치되어 절삭공정 중에 발생하는 먼지나 파티클을 흡입할 수 있다.
도 11은 본 실시예에 따른 석재 절단 장치의 제어부(1000)의 제어동작을 설명하기 위한 블럭도이다.
제어부(1000)는 센서유닛(300), 즉 진동센서(310), 온도센서(320) 및 응력센서(330)로부터 각각 신호를 전달받을 수 있다. 제어부(1000)는 센서유닛(300)으로부터 각 절삭휠(220)에 대한 온도신호, 응력신호, 진동신호 중 적어도 하나와 소음저감유닛으로부터 음향신호(소음신호)를 전달받아 분석 판단하여 이상발생으로 판단한 경우, 절삭휠 절삭깊이 조절신호, 절삭휠 속도조절신호, 절삭휠 작동중지신호, 절삭휠 교체신호, 엔진 정지 및 수리신호 등을 포함하는 제어신호(조정신호)를 생성하여 지지유닛(100), 절삭유닛(200) 및 이송대차(20)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1000)는 안전커버의 승강동작 및 검사유닛(500)의 동작을 제어하여 석재에 대해 초음파 검사를 수행할 수 있다. 초음파 검사를 통해 석재의 결함 위치를 파악하고, 절삭휠이 결함 위치를 회피하도록 제어신호를 생성하여 지지유닛(100), 절삭유닛(200) 및 이송대차(20)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1000)는 소음저감유닛(600)의 신호생성부를 제어하여 소음저감유닛(600)의 작동을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1000)는 센서유닛으로부터의 신호를 받아 냉각수 분사부(700)을 제어하여 물 분사량을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1000)는 저장부(1100), 예측모델 생성부(1200) 및 이상 판정부(1300)를 포함할 수 있다. 저장부(1100)는 검사유닛(500)으로부터 석재의 재질, 밀도, 결함 분포에 관한 정보, 센서유닛(300)으로부터의 진동, 온도, 응력에 대한 신호와, 소음저감유닛(600)의 상쇄신호생성부(620)로부터 소음 신호들을 입력받아 저장할 수 있다. 예측모델 생성부(1200)는 저장부(1100)에 입력된 이러한 데이터를 사용하여 머신러닝, 딥러닝을 통해 절삭휠(220)의 이상 및 석재의 깨짐, 엔진의 이상에 대해 예측하는 예측모델을 생성할 수 있다. 즉, 이러한 데이터를 사용하여 정상작동과 비정상 작동을 구분하고, 이에 더하여 비정상 작동의 종류를 분류하거나, 예측하는 모델을 생성할 수 있다. 이상 판정부(1300)는 생성된 예측모델을 사용하여 현재 입력되는 석재 결함 등의 정보, 진동신호, 온도신호, 응력신호, 소음신호(음향신호)에 대해 이상여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 정상 패턴으로부터 벗어난 패턴이나 비정상 피크의 발생 등 이상신호를 감지하여 판정할 수 있다.
음향신호가 예측모델에 의해 정상범위를 벗어난 것으로 판단되면 음향이상으로 판정할 수 있다. 진동이 예측모델에 의해 정상범위를 벗어난 것으로 판단되면, 진동이상으로 판정할 수 있다. 온도가 예측모델에 의해 정상범위를 벗어난 것으로 판단되면, 온도이상으로 판정할 수 있다. 마찬가지로, 응력이 예측모델에 의해 정상범위를 벗어난 것으로 판단되면, 응력이상으로 판정할 수 있다. 이러한 예측모델은 해당 석재 절단 장치의 운전기록들을 저장부(1100)에 저장하고, 지속적으로 머신러닝을 통해 정확도를 향상시킨 모델일 수 있다. 또는 단순히 진동, 온도, 응력, 음향 등에 대해 기준값을 설정하고 기준값 이상 또는 벗어난 경우, 이상으로 판정할 수도 있다.
이러한 제어부(1000)에 의한 이상판정에는 석재의 깨짐예측도 포함될 수 있다. 석재에 절삭휠(220)이 마찰될 때, 깨짐은 특이점을 나타낼 수 있으며, 이러한 특이점은 진동이상, 온도이상, 응력이상의 조합에 의한 학습한 예측모델을 사용하여 이상 판정부(1300)에 의해 예측되거나 판정될 수 있다. 이상 판정부(1300)는 이상 판정을 하는 경우, 또는 정상인 경우에도 적절한 조절을 위해 제어신호를 출력할 수 있다. 제어신호는 표시부(500)에 표시되어 사용자에게 알려질 수 있다. 이상 판정된 경우, 제어신호에 의해 절삭휠(220)의 작동이 중단되거나, 지지유닛(100)에 의해 절삭유닛(200)이 석재로부터 이탈되거나, 절삭깊이가 조절될 수 있다. 정상인 경우에도, 절삭깊이가 조절될 수 있다.
또한, 제어부(1000)는 예측모델에 의해 절삭휠(220)의 교체주기나 수명을 예측하고 표시부를 통해 알려줄 수 있다. 이에 따라 다이아몬드 절단톱(Diamond Cuttiong Saw)(절삭휠(220))에 작용하는 절삭저항으로 인해 발생하는 진동에 의해 절삭휠(220)의 선단에 부착된 다이아몬드 팁이 탈락되는 것을 방지함과 동시에 절삭휠(220)이 진동하면서 왕복 운동함에 따라 발생하는 레일등의 마모로 인한 절단 오차를 감소시켜 석재 절단작업의 정확성을 기하고, 절삭휠(220)과 기계의 사용수명을 연장시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예예 따른 석재 절단 방법을 나타내는 순서도이다.
석재 절단 방법에서, 먼저 제어부(1000)는 안전커버를 하강시키고 검사유닛(500)을 제어하여 석재의 결함 위치를 파악한다(S10). 이후, 절삭휠이 결함 위치를 피하도록 절삭유닛(200) 및 이송대자를 제어한다(S20). 이후, 제어부는 지지유닛(100), 절삭유닛(200) 및 이송대자를 제어하여 설정된 절삭조건에 따라 석재블럭(5)의 절삭을 실행한다(S30). 제어부는 소음저감유닛(600)을 제어하여 절삭공정시 발생되는 소음을 저감시킨다(S40). 제어부는 절삭공정 중에 냉각수 분사부를 제어하여 절삭휠에 냉각수를 분사한다(S50). 또한, 제어부(1000)는 절삭중에 소음저감유닛(600)의 상쇄신호생성부(620), 진동센서(310), 온도센서(320) 및 응력센서(330)로부터 전달되는 진동신호, 온도신호 및 응력신호를 입력받아 예측모델을 적용한다(S60). 이상 판정부가 이상여부를 판정한다(S70). 판정결과 정상인 경우, 기 설정된 프로세스에 따라 절삭을 진행한다. 적용결과 이상이 발생한 경우, 제어신호에 따라 절삭유닛(200)의 정지, 지지유닛(100)에 의한 절삭유닛(200)의 위치조정에 의한 절삭깊이의 조정, 절삭휠(220)의 교체신호의 표시부에 표시 등의 조정동작을 실행한다(S80).
예를 들어, 제어부(1000)는 예측모델이 석재의 깨짐이나 절삭휠(220)의 파손, 엔진의 이상을 예측한 경우 각 문제 사항에 대응하여 절삭유닛(200)을 정지(엔진 정지)시키거나 절삭휠(220)의 교체, 또는 절삭 위치변경 신호 등을 표시할 수 있다. 예를 들어, 전술한 검사유닛에 의한 초음파 검사에 의해 절삭휠의 위치를 사전에 조정하여 문제를 사전에 감소시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고 석재의 내부의 모든 불균일성과 결함을 발견한 것은 아닐 수 있어서, 절삭공정 중에 석재의 깨짐이나 절삭휠이 석재에 고착되어 엔진에 과부하가 걸려 절삭유닛의 엔진이 파손되거나, 절삭휠의 깨져 날라가면서 위험한 상황이 발생될 수 있다.
본 실시예에서는 소음저감유닛이 상시적으로 소음을 감지하고 있으므로, 석재가 깨지기 전에 전조 증상으로서 이상 소음 패턴이나 비정상 피크를 감지할 수 있다. 또한, 절삭휠이 석재에 고착된 경우 정상적 패턴에 비해 현저히 다른 소음이 발생하고 엔진의 소음도 평상시와 다른 것을 초기 단계에서 포착할 수 있다. 또한, 절삭휠의 날의 일부가 파손되어 절삭 소음이 이상한 점을 초기에 감지할 수 있다. 이러한 이상 소음은 소음저감유닛의 마이크를 통해 수신되어 상쇄신호생성부에 의해 감지될 수 있고, 이를 제어부의 이상 판정부가 수신하고, 예측모델을 적용하여 이상의 종류를 판정할 수 있다. 예를 들어 전술한 바와 같이, 석재의 깨짐의 전조로서 이상소음이 관측된 경우 제어부(1000)는 절삭공정을 중지시키는 신호와 깨짐경고 신호를 표시부(800)에 표시할 수 있다. 이에 대응하여 자동으로 절삭휠의 작동이 중지되고, 절삭유닛의 위치를 변경하거나 이송대차에 의해 석재의 위치를 변경하여 깨짐을 방지하면서 다시 절단공정을 진행할 수 있다. 또한, 석재에 절삭휠이 고착되어 회전되지 못하는 이상 소음이 발생하는 것으로 판정된 경우, 제어부는 즉시 엔진을 정지시키고 엔진 정비 및 수리 신호를 표시부(800)에 표시할 수 있다. 또한, 절삭휠의 이가 깨지거나 금이 가능 등으로 인한 이상소음으로 판정된 경우, 제어부는 절삭휠의 작동을 중단시키고, 절삭휠 교체 신호를 표시부(800)에 표시할 수 있다. 또한, 제어부(1000)는 이상 판정부가 절삭깊이의 과다로 인해 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 지지유닛(100)을 제어하여 절삭유닛(200)을 상승시켜 절삭깊이를 더 작게 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 석재의 깨짐 방지, 극심한 소음을 저감하고, 물의 사용량을 절감하고, 먼지의 비산을 감소시키며, 절삭휠의 파손 방지, 교체주기에 적시에 절삭휠의 교체, 적정한 절삭깊이로의 작업 등을 실시간으로 효과적으로 제어할 수 있어서, 공정의 생산성의 현저한 향상과 소음, 먼지 및 장치의 고장으로부터의 작업자의 안전의 확보, 장치의 수명의 관리를 할 수 있는 석재 절단 장치 및 석재 절단 방법을 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 석재 절단 장치
100 : 지지유닛
110 : 지주
120 : 베드
130 : 수평이동부
200 : 절삭유닛
210 : 휠지지체
211 : 회전축
212 : 연결블럭
220 : 절삭휠
230 : 커버부
300 : 센서유닛
310 : 진동센서
320 : 온도센서
330 : 응력센서
400 : 안전커버
500 : 검사유닛
510 : 발신부
520 : 수신부
600 : 소음저감유닛
610 : 마이크
620 : 상쇄신호생성부
630 : 스피커
700 : 냉각수 분사부
800 : 진공흡입부
1000 : 제어부
1100 : 저장부
1200 : 예측모델 생성부
1300 : 이상 판정부
100 : 지지유닛
110 : 지주
120 : 베드
130 : 수평이동부
200 : 절삭유닛
210 : 휠지지체
211 : 회전축
212 : 연결블럭
220 : 절삭휠
230 : 커버부
300 : 센서유닛
310 : 진동센서
320 : 온도센서
330 : 응력센서
400 : 안전커버
500 : 검사유닛
510 : 발신부
520 : 수신부
600 : 소음저감유닛
610 : 마이크
620 : 상쇄신호생성부
630 : 스피커
700 : 냉각수 분사부
800 : 진공흡입부
1000 : 제어부
1100 : 저장부
1200 : 예측모델 생성부
1300 : 이상 판정부
Claims (9)
- 석산에서 채취된 원석을 절삭 가공하는 석재 절단 장치에 있어서,
일정간격을 두고 설치되는 지주들과, 상기 지주들을 따라 승강되도록 설치된 베드와, 상기 베드를 따라 좌우로 이동가능하게 설치된 수평이동부를 포함하는 지지유닛;
상기 수평이동부에 설치된 휠지지체와, 상기 휠지지체에 장착된 복수의 절삭휠과, 복수의 상기 절삭휠의 외측 둘레를 커버하는 커버부를 포함하는 절삭유닛;
상기 커버부의 하단으로부터 돌출되어 하강하여 상기 석재의 주변을 둘러싸거나, 상승되며 상기 커버부의 내부 공간으로 일부가 삽입되도록 작동하는 안전커버;
상기 안전커버가 하강시 석재의 측면에 대향하도록 상기 안전커버에 설치되며, 상기 석재의 측면에 접촉하여 초음파로 상기 석재의 결함을 검사하는 탐촉자를 가지는 검사유닛;
레일을 따라 상기 지주들 사이로 이동되는 이송대차 상에 배치된 석재 블럭이 상기 절삭휠에 의해 절삭될 때, 상기 절삭휠의 진동을 감지하도록 상기 휠지지체에 구비된 진동센서를 포함하는 센서유닛; 및
절삭 전에 상기 검사유닛에 의해 파악된 석재의 결함의 위치를 피하도록 상기 절삭휠의 위치를 조정하고, 절삭공정 중에는 상기 센서유닛으로부터 전달된 진동신호를 기초로, 상기 지지유닛 또는 상기 절삭유닛을 조정하는 제어부;를 포함하고,
상기 탐촉자는,
상기 안전커버의 일측 내면에서 수평방향으로 전진 및 후퇴하도록 설치되며, 석재의 일 측면에 접촉되어 초음파 펄스를 방사하는 발신부; 및
상기 안전커버의 타측 내면에 수평방향으로 전진 및 후퇴하도록 설치되며, 석재의 타 측면에 접촉되어 초음파를 수신하는 수신부;를 포함하며,
상기 석재 절단 장치는 석재와 절삭휠의 마찰에 의해 발생하는 소음을 저감하는 소음저감유닛을 더 포함하고,
상기 소음저감유닛은,
상기 탐촉자의 인근에 상기 안전커버에 설치되어 상기 소음을 감지하는 마이크;
상기 마이크로부터 감지된 소음을 상쇄하는 상쇄 신호(Active Noise Control, ANC) 를 생성하는 상쇄신호생성부; 및
상기 상쇄신호생성부로부터의 상기 상쇄 신호에 의해 상기 소음을 상쇄시키는 상쇄 음파를 방사하도록 상기 커버부의 내측 상면에 설치되는 스피커;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 안전커버는 방음재로 이루어지거나, 상기 안전커버의 표면에 방음재가 부착된 것을 특징으로 하는, 석재 절단 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 휠지지체는 복수의 절삭휠을 관통하는 회전축과, 상기 회전축에 의해 관통되며, 각 절삭휠이 장착되는 연결블럭을 포함하며,
상기 진동센서는 상기 연결블럭 또는 상기 회전축에 설치되는 가속도센서 또는 와전류센서를 포함하며,
상기 상쇄신호생성부가 상기 진동센서로부터 진동신호를 수신하고, 상기 진동신호와 상기 마이크로부터 감지된 소음의 주파수를 함께 사용하여 상기 상쇄 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 장치.
- 청구항 5에 있어서,
석재와 절삭휠에 직접적으로 냉각수를 제공하는 냉각수 공급부;
커버부의 내측 상면으로부터 상기 절삭휠들 사이로 연장되도록 설치되어 절삭휠들의 표면으로 냉각수를 분사하여 상기 절삭휠로부터 튕겨 나온 미세 물방울로 상기 커버부 내부 공간의 분진을 제거하는 냉각수 분사부; 및
커버부의 상면에 연통하도록 설치되어 절삭공정 중에 발생하는 먼지나 파티클을 흡입하는 진공흡입부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 장치.
- 석산에서 채취된 원석을 가공하는 석재 절단 방법에 있어서,
제어부가 안전커버를 하강시키고 상기 안전커버에 설치된 탐촉자를 가지는 검사유닛을 제어하여 석재의 결함 위치를 파악하는 단계;
상기 제어부가 절삭휠이 상기 석재의 결함 위치를 피하도록 절삭유닛 또는 이송대자를 제어하는 단계;
상기 제어부가 지지유닛, 상기 절삭유닛 및 상기 이송대자를 제어하여 설정된 절삭조건에 따라 석재의 절삭을 실행하는 단계;
상기 제어부가 마이크, 상쇄신호생성부 및 스피커를 가지는 소음저감유닛을 제어하여 능동소음제어(Active Noise Control, ANC) 방식으로 절삭공정시 발생되는 소음을 저감시키는 단계;
제어부가 절삭공정 중에 냉각수 분사부를 제어하여 절삭휠에 냉각수를 분사하는 단계;
제어부가 절삭공정중에 상기 소음저감유닛의 상쇄신호생성부, 진동센서 로부터 전달되는 소음신호 및 진동신호 입력받아 예측모델을 적용하는 단계;
상기 제어부의 이상 판정부가 이상여부를 판정하는 단계;및
상기 판정결과에 따라 정상인 경우, 기 설정된 프로세스에 따라 절삭을 진행하고 이상이 발생한 경우, 제어신호에 따라 조정동작을 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 방법.
- 청구항 7에 있어서,
조정동작을 실행하는 단계는,
제어부의 저장부가 검사유닛으로부터 석재의 재질, 밀도, 결함 분포에 관한 정보, 센서유닛으로부터의 진동, 온도, 응력에 대한 신호와, 소음저감유닛의 상쇄신호생성부로부터 소음 신호를 포함하는 데이터를 입력받아 저장하는 단계;
예측모델 생성부가 상기 저장부에 저장된 상기 데이터를 사용하여 머신러닝 또는 딥러닝을 통해 정상작동과 비정상 작동을 구분하고, 비정상 작동의 종류를 분류하여 절삭휠의 이상, 석재의 깨짐, 엔진의 이상에 대해 예측하도록 미리 생성해둔 예측모델을 현재 관측된 데이터에 적용하는 단계; 및
이상 판정부가, 예측모델을 적용한 결과를 기초로 정상 패턴으로부터 벗어난 패턴이나 비정상 피크의 발생 등 이상신호를 감지하여 제어신호를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 제어신호를 생성하는 단계는,
석재의 깨짐의 전조로서 이상소음이 관측된 경우 상기 제어부가 절삭공정을 자동으로 중지시키는 신호와 깨짐경고 신호를 표시부에 표시하는 단계;
절삭유닛의 위치를 변경하거나 이송대차에 의해 석재의 위치를 변경하여 깨짐을 방지하면서 다시 절단공정을 진행시키는 단계;
석재에 절삭휠이 고착되어 회전되지 못하는 이상 소음이 발생하는 것으로 판정된 경우, 상기 제어부는 즉시 엔진을 정지시키고 엔진 정비 및 수리 신호를 표시부에 표시하는 단계; 및
절삭휠의 손상으로 인한 이상소음으로 판정된 경우, 상기 제어부는 절삭휠의 작동을 중단시키고, 절삭휠 교체 신호를 표시부에 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 석재 절단 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020230022678A KR102590247B1 (ko) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | 석재 절단 장치 및 석재 절단 방법 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102590247B1 (ko) |
Citations (6)
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| KR100841731B1 (ko) * | 2007-10-18 | 2008-06-27 | 바위산업 주식회사 | 이형 절단할 수 있는 경계석 절단장치 |
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2023
- 2023-02-21 KR KR1020230022678A patent/KR102590247B1/ko active IP Right Grant
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