KR20000041646A - 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인의 위치를 검출하는 장치에 관한 것으로서, 이송축(1)을 따라 이동하는 크레인(2)의 하부에 지지대(3)를 설치하여 지지대(3)의 일단 아래에 자석(4)을 설치함과 더불어 상기 이송축(1)의 상면에 다수의 자기센서(5)를 나열하여 자기센서 어레이부(6)를 구성하고, 상기 자기센서 어레이부(6)에 검출신호처리회로(7)를 연결하며, 상기 검출신호처리회로(7)에다 제어기(8)를 연결하여 이루어진 것으로 자기센서의 일반적인 동작온도가 약 120℃ 정도이기 때문에 용융로 이송크레인 외부환경의 온도변화에 충분하게 대응 할 수 있으며, 자기센서의 동작특성상 외부의 분진, 연기 및 유사한 장애요인으로 인한 검출의 문제가 발생하지 않으므로 열악한 외부 환경요인에 대하여 안정적인 동작이 가능한 장점이 있는 것이다.

Description

자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치

본 발명은 크레인의 위치를 검출하는 장치에 관한 것으로서, 특히 제철소내에서 사용하는 용융로 이송용 크레인의 위치를 자기센서를 이용하여 검출하고 제어하는 내환경성이 우수한 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치에 관한 것이다.

제철소내의 각종 조업현장에서 용융로를 이송시킬 때에는 크레인을 사용하게 되는데 이송도중인 크레인의 흔들림이나 기동시와 정지시의 급격한 운동시에는 이동중인 용융로에 흔들림이 발생하여 조업의 안전도에 영향을 미치게 된다. 따라서 크레인의 위치를 제어하는 문제는 조업의 자동화 문제와 더불어 사고의 발생을 억제하기 위해 매우 중요하다. 이러한 용융로의 흔들림을 효과적으로 제어하기 위해서는 크레인의 위치를 정확하게 검출하여 크레인의 위치를 정밀하게 제어하여야 한다.

크레인의 현재위치를 정확하게 검출하여 정밀하게 크레인의 위치를 제어하는 데는 크레인의 위치검출치를 제공하는 위치검출부의 안정도가 매우 중요하게 된다. 이를 위하여 종래에는 주로 레이저를 이용한 위치측정장치를 주로 사용하였으며, 일부에는 초음파를 이용한 위치측정장치가 사용되었다. 도 1a, 도 1b는 각각 종래부터 사용되고 있는 레이저 또는 초음파를 이용하는 크레인 위치검출장치의 개략도로서, 이러한 크레인 위치검출장치에 설치된 레이저센서 및 초음파센서 들은 설치현장의 환경조건의 문제로 용융로에서 발생하는 분진이나 증기 및 고온의 복사열 등의 간섭으로 인하여 레이저센서 및 초음파센서를 안정적으로 사용하기에는 여러 가지 문제점을 지닌다. 즉, 레이저를 사용하는 위치검출장치의 경우에는 레이저가 지나가는 공간상에 분진과 같은 방해물의 존재로 레이저가 산란하여 정확한 거리를 측정할 수 없게되는 문제점이 있었다. 또한 초음파센서를 사용하는 경우에는 용융로에 의해 발생하는 고온의 적외선 및 온도의 변화로 인하여 공간내 초음파의 전달특성이 변화하게 되어 정밀한 위치측정을 할 수 없는 문제점이 있었다. 이러한 문제점들은 결과적으로 연속적인 조업의 특성상 공장내의 조업자 및 정비기술자가 상기한 문제점에 대하여 항상 상태를 감시하거나 수작업으로 크레인을 조정하는 등의 작업을 필요로 하게 되므로 작업효율 및 경제성이 저하되는 문제를 야기시키게 되며, 크레인의 이상동작을 인식하고 수작업으로 크레인을 제어하더라도 크레인 동작시의 관성등의 영향으로 즉시 크레인을 정지시키기 어려우므로 조업시 위험요인이 될 수 있는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 레이저 또는 초음파를 이용하는 크레인 위치검출장치의 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 자기센서를 검출거리중 정밀측정이 필요한 영역에 일렬로 나열배치함과 더불어 크레인의 측정점에 영구자석을 설치하여 측정기준점을 정하고, 크레인의 위치를 검출하여 크레인의 위치를 제어함으로써 분진, 연기, 적외선 복사열 등에 무관한 자장의 세기에 의한 크레인의 정확한 위치검출로 내환경성이 월등하게 향상되고 크레인의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 레이저 및 초음파를 이용하는 종래 크레인 위치검출장치의 개략적인 구성도

도 2는 본 발명 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치의 개략적인 구성도

도 3은 본 발명 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치의 상세한 구성도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 이송축 2 : 크레인

3 : 지지대 4 : 자석

5 : 자기센서 6 : 자기센서 어레이부

7 : 검출신호처리회로 8 : 제어기

11 : 센서구동용 정전류원 12 : 증폭기

13 : 디코더

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치는 이송축(1)을 따라 이동하는 크레인(2)의 하부에 지지대(3)를 설치하여 지지대(3)의 일단 아래에 자석(4)을 설치함과 더불어 상기 이송축(1)의 상면에 다수의 자기센서(5)를 나열하여 자기센서 어레이부(6)를 구성하고, 상기 자기센서 어레이부(6)에 검출신호처리회로(7)를 연결하며, 상기 검출신호처리회로(7)에다 제어기(8)를 연결하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 검출신호처리회로(7)는 자기센서 어레이부(6)에 연결되어 자기센서 어레이부(6)로 전원을 공급하는 센서구동용 정전류원(11)과, 자기센서 어레이부(6)에 연결되어 자기센서(5)의 검출신호를 증폭하는 증폭기(12) 및, 상기 증폭기(12)에 연결되어 증폭된 검출신호를 디코딩하는 디코더(13)로 구성된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 작용을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치의 개략적인 구성도,도 3은 본 발명 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치의 상세한 블록구성도로서, 크레인(2)이 이송축(1)을 따라 이동하여 자석(4)이 자기센서 어레이부(6)에 있는 자기센서(5) 중에서 어느 자기센서(5) 위에 위치하게 되느냐에 따라 해당 자기센서(5)는 자석에 의해 형성되는 자장을 검출하게 된다. 따라서 자기센서들 중 어느 자기센서(5)가 자장을 검출하였는지와 자장의 검출량을 분석하여 크레인(2)의 위치를 판단하게된다. 즉, 자기센서(5)가 검출한 자장신호는 증폭기(12)에서 증폭된 후 디코더(13)에서 디코딩됨으로써 크레인(2)의 위치를 알 수 있게 된다.

이와 같은 크레인(2)의 위치검출에 따라 제어기(8)는 크레인의 위치를 제어하기 위한 위치제어신호를 출력한다.

상기한 본 발명 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치는 종래 광학(레이저) 및 초음파방식의 위치검출장치와는 다르게 분진, 연기, 적외선 복사열 등에 무관하게 자장의 세기에 의해 크레인의 위치를 측정하게 되므로 내환경성이 월등하게 향상된다. 또한 전체의 위치검출장치가 배열된 자기센서의 온/오프(on/off) 상태를 검출하게 되므로 배열된 센서의 절대위치에 의존하는 절대값 검출장치로 동작하게되어 정전 및 시스템 리세트(reset)등 이상발생 이후에도 기준점을 조절할 필요없이 즉각적으로 크레인의 위치를 알 수 있는 장점이 있다.

도 3 에 나타낸 바와 같이 크레인(2)에 부착된 자석(4)에 의해 배열된 자기센서(5)의 출력신호의 값을 증폭회로(12)를 통하여 일정값으로 증폭한후 검출상태의 출력신호를 발생하는 자기센서(1)의 위치를 디코더(13)로 디코딩하여 제어용 제어기(13)로 읽어가게 되는데, 이때 자기센서(5)의 출력조합에 따른 디코더(13)의 출력신호에 의하여 제어기(8)에서는 현재 크레인의 위치를 판단하여 이를 크레인(2)의 제어신호로 사용하게 된다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 발명 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치는 자기센서의 일반적인 동작온도가 약 120℃ 정도이기 때문에 용융로 이송크레인 외부환경의 온도변화에 충분하게 대응 할 수 있으며, 자기센서의 동작특성상 외부의 분진, 연기 및 유사한 장애요인으로 인한 검출의 문제가 발생하지 않으므로 열악한 외부 환경요인에 대하여 안정적인 동작이 가능한 장점이 있다.

Claims (2)

1. 이송축(1)을 따라 이동하는 크레인(2)의 하부에 지지대(3)를 설치하여 지지대(3)의 일단 아래에 자석(4)을 설치함과 더불어 상기 이송축(1)의 상면에 다수의 자기센서(5)를 나열하여 자기센서 어레이부(6)를 구성하고, 상기 자기센서 어레이부(6)에 검출신호처리회로(7)를 연결하며, 상기 검출신호처리회로(7)에다 제어기(8)를 연결하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 검출신호처리회로(7)가 자기센서 어레이부(6)에 연결되어 자기센서 어레이부(6)로 전원을 공급하는 센서구동용 정전류원(11)과, 자기센서 어레이부(6)에 연결되어 자기센서(5)의 검출신호를 증폭하는 증폭기(12) 및, 상기 증폭기(12)에 연결되어 증폭된 검출신호를 디코딩하는 디코더(13)로 구성된 것을 특징으로 하는 자기센서를 이용한 크레인 위치검출장치.