KR19990020694A - 이동기계장치의 정위치 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수개의 위치표시용 불투광성 플레이트와 2조의 플레이트 감지센서를 구비하므로써 목표위치에서 정확한 정위치를 잡을수 있도록 하는 이동기계장치의 정위치 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 복수개의 정지위치를 갖는 운송시스템의 각 정지위치에 직립형의 플레이트를 설치하고, 상기 운송시스템에서 이동하는 이동기계장치의 소정위치에는 2조의 플레이트 감지센서를 부착하고, 상기 2조의 플레이트 감지센서를 상기 이동기계장치의 전자제어유닛(ECU)에 연결하므로써 상기 2조의 플레이트 감지센서가 목표위치(N)의 플레이트를 감지하여 그 감지된 신호를 전자제어유닛에 전달하고, 상기 전자제어유닛은 상기 2조의 플레이트 감지센서의 작동상태에 따라 정방향 혹은 역방향으로 이동기계장치를 이동시켜 정위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 정위치 제어의 오차범위를 최소화 할수 있을 뿐만아니라 오차의 발생을 인식하고 이를 간단하게 보정하므로써 오차로 인한 이동기계장치의 파손을 방지할수 있다.

Description

이동기계장치의 정위치 제어시스템 및 그 제어방법

본 발명은 좌우 또는 상하로 이동하는 기계장치가 복수개의 정지위치를 갖는 경우 목표하는 정위치에 정확하게 이동기계장치를 정지시키기 위한 제어시스템에 관한 것으로서, 특히 복수개의 위치표시용 불투광성 플레이트와 2조의 플레이트 감지센서를 구비하므로써 목표위치에서 정확한 정위치를 잡을수 있도록 오차를 보정할수 있는 이동기계장치의 정위치 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 레일이나 컨베이어시스템과 같은 운송시스템상에서 이동대차나 스태커크래인 등과 같은 이동기계장치가 좌우로 이동하면서 목표위치에 정지하여 작업하거나 엘리베이트와 같이 상하로 이동하면서 복수개의 정위치를 갖는 시스템에 있어서는 목표로 하는 지점에 정확히 정위치를 잡는 것이 대단히 중요하다. 따라서, 종래에는 운송시스템의 레일이나 컨베이어시스템상의 소정위치에 직립형의 플레이트를 설치하고 상기 운송시스템의 이동기계장치에 한 개의 말굽형 광전스위치를 부착하므로써 이동기계장치의 정위치 제어를 달성하였다.

이러한 종래의 이동기계장치의 정위치 제어시스템에 대한 일 예가 첨부도면 제1도 및 제2도에 도시되어 있는바, 이를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도1은 종래의 이동기계장치의 정위치 제어시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 것이고, 도2는 도1에 적용된 플레이트와 플레이트감지 센서를 도시한 것이다.

먼저, 도1에 도시된 바와같이 이동기계장치(3)가 이동하는 레일(1)상에는 복수개의 플레이트(2)가 운송시스템의 정위치에 설치되어 있다. 여기서, 상기 플레이트(2)는 도2에 도시된 것과 같은 형태를 가지는 것으로서 플레이트의 직립형 상부평판은 광을 투과시키지 않는 불투명성의 재질로 이루어진 것이다. 또한, 이동기계장치(3)의 하부의 소정위치에는 말굽형의 광전스위치(4)가 설치되어 있고 이 광전스위치(4)는 도2에서와 같이 투광부(5)와 수광부(6)를 구비하는 것으로서 이동기계장치(3)가 운송시스템을 이동함에 따라 정위치에 설치된 플레이트(2)에 도달하면 플레이트에 의해 광의 전송이 차단되므로써 플레이트를 감지하게 된다.

상기와 같은 구성을 갖는 정위치 제어시스템의 정위치 보정동작은 아래와 같이 기술되는 바, 이를 보다 쉽게 이해하기 위하여 첨부도면 제3도의 플로우챠트를 사용하도록 하겠다. 이동기계장치(3)의 내부에 내장된 전자제어유닛(ECU)의 설정부에 이동기계장치의 방향, 목표위치 및 지연시간이 입력되면 상기 전자제어유닛(ECU)은 설정된 방향과 목표위치에 근거하여 구동모터를 구동하므로써 이동기계장치를 이동시키게 된다.

만약, 설정된 방향이 정방향이고 목표위치가 N이면 이동기계장치는 출발지점을 출발하여 목표위치(N)를 향해 이동하게 되는데 이때 각 정위치에 설정된 위치표시용 플레이트(2)를 통과하게 되면 광전스위치(4)가 작동해서 그 검출신호를 전자제어유닛(ECU)의 감지부에 전달하게된다. 이렇게 감지부에서 감지된 신호는 위치카운터에 의해 카운터된후 전자제어유닛(ECU)의 연산부에 전달되고, 상기 연산부는 이 카운터된 값과 설정된 목표위치를 비교하여 설정값이 더 클 경우에는 속도설정부를 통해 모터를 구동하여 이동기계장치를 정방향으로 계속 이동시킨다.

이러한 감지, 비교, 속도설정의 과정을 반복하면서 이동기계장치가 목표 정위치(N)의 바로 전단계(N-1)에 도달하여 N-1 번째 플레이트에 의해 광전스위치가 작동되면 위치카운터가 N-1을 카운터하게 되고, 전자제어유닛은 속도설정부를 통해 모터의 속도를 줄여 이동기계장치를 감속시킨다. 이렇게 저속으로 움직이던 이동기계장치가 최종적으로 목표위치(N)에 도달하여 N번째로 감지센서가 작동하면 전자제어유닛의 감지부가 이를 감지하여 타이머를 작동시키고 타이머의 작동시간과 설정된 지연시간이 일치할 때 브래이크가 온(ON)됨으로써 이동기계장치는 원하는 목표위치에 정지하게 된다.

상술한 종래의 정위치 제어시스템은 한 개의 플레이트 감지센서만을 사용하여 정위치를 감지하기 때문에 플레이트의 너비 L구간내에서는 모두 정지 정위치로 인식되어 오차의 범위가 크다.

또한, 종래와 같이 감지센서가 목표위치의 플레이트를 감지한후 일정한 지연시간후에 정지하도록 정위치 제어를 수행하는 것은 이동기계장치의 하중이 변동하는 대차 등에 있어서는 하중에 의한 관성이나 슬립현상으로 인해 미끄럼오차가 발생되어 정확한 정위치를 잡을수가 없다. 또한, 종래기술은 상기와 같은 정위치 제어의 오차가 발생하더라도 이를 인식할수 없어 기구의 파손을 초래할 뿐만아니라 발생된 오차를 보정할수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일한 플레이트 감지센서를 2조의 정방향 및 역방향 감지센서로 대치하므로써 정위치 제어의 오차범위를 줄이고 오차의 발생을 검출할수 있을 뿐만아니라 발생된 오차를 수정할수 있는 이동기계장치의 정위치 제어시스템을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 하나의 다른 목적은 목표위치에 이동기계장치가 도달된후 발생된 오차를 간단하게 인식하고 이 인식된 오차에 근거하여 정위치를 보정할수 있는 이동기계장치의 정위치 제어방법을 제공함에 있다.

도1은 종래의 이동기계장치의 정위치 제어시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 것이다.

도2는 도1에 적용된 플레이트와 플레이트감지 센서를 도시한 것이다.

도3는 도1의 시스템에 대한 동작흐름을 플로우챠트로 도시한 것이다.

도4은 본 발명에 따른 이동기계장치의 정위치 제어시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이다.

도5는 도4에 적용된 플레이트와 플레이트감지 센서를 도시한 것이다.

도6은 도4에 적용된 이동기계장치에 내장된 전자제어유닛(ECU)의 블록구성도를 도시한 것이다.

도7은 본발명에 따른 이동기계장치의 정위치 제어방법에 대한 플로우챠트를 도시한 것이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12: 위치표시용 플레이트 14: 정방향 감지센서

18: 역방향 감지센서 20: 전자제어유닛(ECU)

21: 설정부 22: 연산부

23: 속도설정부 24: 정,역 감지부

25; 정위치 감지부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어시스템은 복수개의 정지위치를 갖는 운송시스템의 각 정지위치에 직립형의 플레이트를 설치하고, 상기 운송시스템에서 이동하는 이동기계장치의 소정위치에 2조의 플레이트 감지센서를 부착하여 이를 상기 이동기계장치의 전자제어유닛(ECU)에 연결하므로써 상기 2조의 플레이트 감지센서의 검출신호에 따라 정방향 혹은 역방향으로 이동기계장치를 이동시켜 정위치를 보정하므로써 정확한 정위치 제어를 달성할수 있다.

여기서, 상기 직립형의 플레이트는 광을 투과하지 않는 재질로 이루어진 불광투과성 플레이트이다. 또한, 상기 2조의 플레이트 감지센서는 이동기계장치가 이동하는 경로를 따라 순차적으로 역방향 감지센서와 정방향 감지센서를 부착하여 이루어진 것으로서 그 간격이 플레이트 너비와 동일한 길이를 갖는다.

여기서, 상기 정방향 및 역방향 감지센서는 투광부와 수광부를 갖는 말굽모양의 갭형 광전스위치이다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 이동기계장치의 정위치 제어방법은 작업자가 이동기계장치의 전자제어유닛(ECU)의 설정부에 목표위치 및 방향을 설정하는 단계와, 상기 설정부에서 설정된 방향에 따라 이동기계장치가 운송시스템을 따라 이동하면 그 이동경로를 따라 순차적으로 이동기계장치에 부착된 역방향 및 정방향 감지센서가 각 정지위치에 설치된 플레이트를 감지하여 그 검출신호를 전자제어유닛의 감지부에 전달하므로써 위치 카운터를 하나씩 증가시키는 단계와, 상기 위치카운터가 목표위치(N) 바로 전단계(N-1)를 가리키면 전자제어유닛의 속도설정부가 이동기계장치를 저속으로 감속하는 단계와, 저속으로 이동하던 이동기계장치가 목표위치(N)에 근접하게 되면 전자제어유닛의 정위치 감지부가 2조의 플레이트 감지센서의 동작상태 여부를 체크하는 단계와, 상기에서 체크된 정방향 및 역방향 감지센서의 동작상태에 근거하여 전자제어유닛이 정방향 및 역방향으로 미세하게 정지위치를 보정하는 단계 및 목표위치(N)에서 정방향 및 역방향 감지센서가 모두 온상태이면 전자제어유닛의 연산부가 브래이크를 작동시켜 이동기계장치를 정지시키는 단계로 이루어진다.

여기서, 목표위치(N)에서 체크된 상기 2조의 플레이트 감지센서의 동작상태가 역방향 감지센서가 온(ON)이고 정방향 감지센서가 오프(OFF)이면 정방향으로 이동기계장치를 이동시켜 정위치를 보정하고, 반대로 역방향 감지센서가 오프(OFF)이고 정방향 감지센서가 온(ON)이면 역방향으로 이동기계장치를 이동시켜 정위치를 보정한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 정위치 제어시스템에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면 제4도 내지 제6도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 도4는 본 발명에 따른 이동기계장치의 정위치 제어시스템의 개략적인 구성을 도시한 것이고, 도5는 도4에 적용된 플레이트와 플레이트감지 센서를 도시한 것이며, 도6은 도4에 적용된 이동기계장치에 내장된 전자제어유닛(ECU)의 블록구성도를 도시한 것이다.

도4에서와 같이 스태커크래인(13)은 운송레일(11)에서 이동하면서 작업지점에 정지하여 하역 등의 작업을 수행하게 된다. 이때 상기 운송레일(11)상에는 복수개의 위치표시용 플레이트(12)가 각 작업지점의 정위치에 설치되어 있다. 여기서, 상기 위치표시용 플레이트(12)는 도5에 도시된 것과 같이 너비 L을 가지고 수직으로 직립한 상판과 상기 상판을 지지하는 하판으로 이루어지는데 상기 상판은 광이 투과되지 않는 불투명성의 얇은판으로서 광의 전송을 방해하는 역할을 하고, 상기 하판은 상판을 지지하여 운송레일상에 플레이트를 부착시키는 역할을 하게된다.

이러한 플레이트(12)는 도4에서와 같이 운송레일(11)상의 각 작업지점에 설치되어 스태커크래인(13)의 이동에 방해되지 않으면서 아래에 기술될 말굽형 광전스위치(14, 18)의 전송광을 차단하여 작업지점의 위치를 감지시키는 위치표시용 플레이트이다. 상기한 플레이트(12)의 너비는 일률적으로 정해지는 것은 아니며 이동기계장치의 종류와 작업환경에 따라 적절히 선택되는 것으로서 반드시 상술한 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도4에 도시된 2조의 플레이트 감지센서(14, 18)는 스태커크레인(13)의 하부에 적절히 배치되는 것으로서 스태커크레인(13)의 진행방향을 기준으로 전방에 역방향 감지센서(18)를 후방에 정방향 감지센서(14)를 설치한다.

여기서, 상기 역방향 및 정방향 감지센서의 설치 간격은 플레이트의 너비와 동일하거나 조금 작도록 한다. 도5와 같이 상기한 역방향 및 정방향 감지센서(18, 14)는 말굽형으로 생긴 광전스위치로서 그 양단끝에는 광을 투사하는 투광부(15)와 광을 받아들이는 수광부(16)로 이루어져 있다. 상기 말굽형 감지센서(18, 14)의 상단에는 이동기계장치의 전자제어유닛(ECU)과 감지센서를 연결하는 연결도선(17)이 부착되어 감지센서가 검출한 신호를 도6에 도시된 전자제어유닛(ECU)의 감지부(26, 27)에 전달한다. 상기 감지센서는 평소에는 투광부(15)에서 수광부(16)로 광이 원활하게 전송되나 이동기계장치가 정위치에 도달하면 상기한 위치표시용 플레이트(12)가 감지센서의 전송광을 차단하게 되어 작동하게 된다.

따라서, 이동기계장치가 운송레일(11)을 따라 이동하면 각 정위치에서 감지센서가 작동하게 되고 이에따라 전자제어유닛(ECU)은 이동기계장치가 현재 운송레일(11)상의 어느 지점에 도달하였는지를 알수있게 된다.

상술한 것은 이동기계장치가 좌우로 이동하는 스태커크래인(13)인 경우를 상정한 것으로서 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 이동대차 뿐만아니라 상하로 이동하는 엘리베이터에도 적용할수 있음은 물론이다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 정위치 제어시스템의 동작 및 작용을 첨부도면 제6도 및 제7도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

스태커크래인(13)이 운송레일(11)상의 출발지점을 출발하기에 앞서 스태커크래인(13)의 전자제어유닛(ECU)(20)의 설정부(21)에는 작업자에 의해 혹은 원격제어장치에 의해 설정된 목표위치 및 이동방향이 입력된다. 여기서는 설정된 목표위치와 이동방향이 각각 N 및 정방향인 경우를 상정하도록 한다. 설정부(21)에 목표위치(N)와 정방향이 입력되면 설정된 이동방향에 따라 구동모터(28)가 구동되어 스태커크래인(13)이 운송레일(11)상을 이동하게 된다. 스태커크래인(13)이 이동하면 스태커크래인의 하부에 부착된 2조의 플레이트 감지센서(18, 14)가 각 정위치 지점에 설치된 위치표시용 플레이트(12)를 감지하게 된다.

이때 상기 2조의 플레이트 감지센서는 역방향 및 정방향 감지센서(18, 14)로 이루어지는바, 2조의 감지센서가 모두 온(ON)상태가 되면 그 검출신호가 각기 전자제어유닛(20)의 정방향 및 역방향 센서감지부(27, 26)로 입력된후 정역감지부(24)를 거쳐 연산부(22)에 입력되므로써 위치카운터(도면에 미도시)가 카운터된다.

이와같이, 각각의 위치표시용 플레이트(12)를 통과할 때 마다 상기한 과정이 반복되어 위치카운터의 카운터값은 증가되고 스태커크래인(13)이 설정된 목표위치(N)의 바로 전단계 지점(N-1)에 도달하면 그 정위치에 설치된 (N-1)번째 위치표시용 플레이트(12)를 2조의 플레이트 감지센서(18, 14)가 감지하여 이를 전자제어유닛의 연산부(22)에 전달하므로써 위치카운터는 C=N-1을 카운터 하게된다. 이때, 전자제어유닛의 연산부(22)는 속도설정부(23)를 통해 저속의 속도를 설정하여 구동모터(28)를 감속 제어하므로서 스태커크래인(13)의 속도를 줄인다. 이렇게 저속으로 이동하던 스태커크래인(13)이 목표위치에 도달하게 되면 2조의 감지센서(18, 14)에서 검출된 신호는 전자제어유닛의 정역감지부(24)로 전달되지 않고 정위치감지부(25)로 전달되어 정위치 보정제어 동작을 수행하게 된다.

즉, 역방향 감지센서(18)가 온(ON)되고 정방향 감지센서(14)는 오프(OFF)상태가 되면 스태커크래인(13)이 목표지점의 정위치로 진입하는 단계이므로 전자제어유닛의 연산부(22)는 속도설정부(23)를 통해 구동모터(28)를 정방향으로 구동 제어하므로써 스태커크래인을 정방향으로 이동시킨다. 반면에, 역방향 감지센서(18)는 온(ON)상태이고 정방향 감지센서(14)가 오프(OFF)상태이면 스태커크래인(13)이 정위치를 지나친 것이므로 전자제어유닛의 연산부(22)는 속도설정부를 거쳐구동모터(28)를 역방향으로 구동 제어하므로써 스태커크래인(13)을 역방향으로 이동시킨다. 따라서, 상기와 같은 작업이 반복되는 과정에서 역방향 및 정방향 감지센서(18, 14)가 모두 온(ON)상태가 되면 이는 스태커크래인(13)이 정위치에 정확히 도달한 것을 나타내므로 전자제어유닛의 연산부(22)는 브래이크(29)를 작동시켜 구동모터(28)의 구동을 차단하여 스태커크래인(13)을 정지시킴으로써 정위치 제어를 완료하게 된다.

상술한 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 개시한 것으로서 본 발명이 여기에 한정되지는 않으며, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 구성 및 작용을 갖는 본 발명에 따른 이동기계장치의 정위치 제어시스템은 2조의 플레이트 감지센서를 통해 정확히 정위치를 감지하므로써 오차범위를 최소화 할수 있을 뿐만아니라 오차의 발생을 인식하고 이를 간단하게 보정하므로써 오차로 인한 이동기계장치의 파손을 방지할수 있다.

Claims (5)

1. 복수개의 정지위치를 갖는 운송시스템의 각 정지위치에 직립형의 플레이트를 설치하고, 상기 운송시스템에서 이동하는 이동기계장치의 소정위치에는 2조의 플레이트 감지센서를 부착하고, 상기 2조의 플레이트 감지센서를 상기 이동기계장치에 내장된 전자제어유닛(ECU)에 연결하므로써 상기 전자제어유닛(ECU)이 상기 2조의 플레이트 감지센서의 작동상태에 따라 정방향 혹은 역방향으로 이동기계장치를 이동시켜 정확한 정위치를 찾아내는 것을 특징으로 하는 이동기계장치의 정위치 제어시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 직립형의 플레이트가 광을 투과하지 않는 재질로 이루어진 불투명성의 위치표시용 평판인 것을 특징으로 하는 이동기계장치의 정위치 제어시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 2조의 플레이트 감지센서는 이동기계장치가 이동하는 경로를 따라 순차적으로 역방향 감지센서와 정방향 감지센서를 부착하여 이루어진 것으로서 그 간격이 플레이트 너비와 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 이동기계장치의 정위치 제어시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 정방향 및 역방향 감지센서가 투광부와 수광부를 갖는 말굽모양의 갭형 광전스위치인 것을 특징으로 하는 이동기계장치의 정위치 제어시스템.
5. 목표위치의 전단계(N-1)에서부터 저속으로 이동하던 이동기계장치가 목표위치(N)에 근접하게 되면 전자제어유닛의 정위치감지부가 역방향 및 정방향 감지센서의 동작상태 여부를 체크하는 단계와;

   상기에서 체크된 정방향 및 역방향 감지센서의 동작상태가 역방향 감지센서는 온(ON)상태이고 정방향 감지센서는 오프(OFF)상태 일때에는 상기 전자제어유닛의 연산부가 이동기계장치를 정방향으로 이동시키고, 반면에 역방향 감지센서는 오프(OFF)상태이고 정방향 감지센서는 온(ON)상태일 때에는 전자제어유닛의 연산부가 이동기계장치를 역방향으로 이동시키므로써 정위치 제어의 오차를 보정하는 단계; 및

   상기 보정단계를 거쳐 역방향 및 정방향 센서가 모두 온(ON)상태일 때 상기 전자제어유닛의 연산부가 브래이크를 구동하여 이동기계장치를 정지시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동기계장치의 정위치 제어방법.