KR20040034946A - 천정크레인의 속도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천정크레인의 속도제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 작업대상물을 이동시키는 천정크레인에 있어서, 천정크레인에서 운동체가 움직이는 주행경로 양단부에 각각 소정 폭만큼을 운동체가 정지하는 정지구간으로 설정하고, 상기 각각의 정지구간에 인접하여 소정 폭만큼 운동체가 상대적으로 저속으로 주행하는 저속주행구간으로 설정하며, 상기 저속주행구간의 사이를 상기 운동체가 상대적으로 고속으로 주행하는 고속주행구간으로 설정하여 상기 운동체의 주행속도를 설정함을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면 보다 신속하면서도 안전하게 작업대상물을 이동시킬 수 있게 되는 이점이 있다.

Description

천정크레인의 속도제어방법{A control method of the speed for overhead crane}

본 발명은 천정크레인에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천정크레인의 작업시간을 최소하는 천정크레인의 속도제어방법에 관한 것이다.

천정크레인은 공장 등의 생산현장에서 중량물인 작업대상물의 이동을 위해 사용하는 것으로, 그 개략적인 구성이 도 1에 도시되어 있다.

도면에 도시된 바에 따르면, 전체 천정크레인의 몸체를 크레인고정프레임(1)이 구성한다. 상기 크레인고정프레임(1)의 상단 양측을 따라서는 레일(3)이 구비된다. 상기 레일(3)을 따라서는 거더(5)가 안내되어 이동된다. 이를 위해 상기 거더(5)는 그 양단이 상기 양단의 레일(3)에 지지되고, 상기 거더(5)의 양단에는 상기 레일(3)을 따라 이동되는 주행휠(6)이 구비된다. 상기 거더(5)는 상기 주행휠(6)이 상기 레일(3)을 따라 주행함에 의해 이동된다.

상기 거더(5)의 상단에는 거더레일(5')이 구비된다. 상기 거더레일(5')은 상기 레일(3)의 방향과 직교되는 방향으로 연장된다. 상기 거더레일(5')을 따라 트롤리(7)가 이동된다. 상기 트롤리(7)에는 상기 거더레일(5')을 따라 주행되는 주행휠(8)이 구비된다.

상기 트롤리(7)에는 케이블(9)에 후크(11)가 달려 있다. 상기 후크(11)에는 작업대상물을 파지하기 위한 그랩(코일리프터(12))(도 2참고)이 설치된다. 상기 케이블(9)은 상기 트롤리(7)에 감아지거나 풀어지면서 상기 그랩을 승강시킨다. 상기 그랩은 작업대상물을 파지하는 역할을 하는 것으로, 작업대상물의 종류에 따라 다양한 것이 있을 수 있다. 도 2에는 그랩의 일종으로 원통형상으로 권선된 코일을 파지하기 위한 코일리프터(12)가 도시되어 있다. 상기 코일리프터(12)는 상기 그랩의 일종으로 그 선단에 그리퍼(14)가 구비되어 원통형상으로 권선된 코일(C)을 양단에서 걸어 이동시킬 수 있다. 도면부호 C'는 코일 보어의 상단원주이다.

상기와 같은 구성을 가지는 천정크레인은 일측에 있는 작업대상물인 코일(C)을 상기 코일리프터(12) 등에 걸어 원하는 위치로 이동시키게 된다. 이를 위해 상기 거더(5)는 상기 레일(3)을 따라 이동하고, 상기 트롤리(7)는 거더(5)를 따라 상기 레일(3)에 직교되는 방향으로 이동하고, 상기 트롤리(7)에 연결된 코일리프터(12)는 상기 트롤리(7)의 직하방에서 상하로 케이블이 권상 및 권하됨에 의해 승강된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 천정크레인에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 작업대상물을 천정크레인이 이송시킴에 있어서, 상기 거더(5), 트롤리(7) 및 그랩의 이동이 필요한데, 이들의 움직임 중에 여러가지 원인에 의해이송되는 작업대상물이 흔들리게 된다. 이러한 작업대상물의 흔들림에 의해 이송되는 작업대상물이 주변의 물체에 부딪쳐 파손될 수 있고, 작업대상물의 흔들림이 정지될 때까지 소요시간이 많이 걸려 물류처리에 시간이 많이 발생하게 된다.

그리고, 천정크레인으로 작업대상물을 들어올려 이동시키는 경우에 그랩에 파지되어 이동되는 작업대상물이 주변의 물체 등에 충돌하지 않도록 일단 상기 그랩을 일정 이상의 높이로 상승시킨 후, 상기 거더(5)나 트롤리(7)의 이동을 진행시킨다. 하지만, 이와 같이 함에 의해 상대적으로 작업대상물의 이동에 많은 시간이 소요되는 문제점이 발생한다.

참고로, 천정크레인을 자동운전함에 있어서, 케이블(9)에 매달린 작업대상물의 흔들림을 최소화하면서 최단시간에 이동시킬 수 있도록 하기 위한 기술이 대한민국 공개특허공보 1999-0004251에 개시되어 있다. 하지만 이에 개시된 기술에서는 크레인의 주행위치에 무관하게 항상 일정한 속도패턴을 가지므로, 주행구간의 시작위치와 말단지점에 가까워 질수록 크레인의 정지를 위한 스톱퍼와의 충돌 위험이 많아 안전에 취약하고 작업대상물의 이송에 걸리는 시간이 상대적으로 길어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업대상물의 이동에 최소의 시간이 걸리면서도 보다 안전한 천정크레인을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 천정크레인의 구성을 보인 개략사시도.

도 2는 일반적인 천정크레인에서 코일을 파지하기 위한 코일리프터의 구성을 보인 개략도.

도 3은 본 발명에서 천정크레인을 구성하는 거더나 트롤리가 각각 레일을 따라 이동하는 주행영역을 속도에 따라 분할하여 보인 그래프.

도 4는 본 발명 실시예에서 거더나 트롤리가 주행하는 속도패턴을 보인 그래프.

도 5는 천정크레인에 의해 이동되는 작업대상물인 코일의 구성을 보인 측면도.

도 6은 본 발명에서 케이블이 권상하됨에 의해 작업대상물이 이동되는 속도패턴을 보인 그래프.

도 7은 본 발명 실시예에서 거더와 트롤리 및 그랩이 동시에 이동되는 영역을 표시하는 개념도.

도 8은 본 발명 실시예에서 작업대상물이 이동되는 것을 설명하기 위한 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 크레인고정프레임3: 레일

5: 거더7: 트롤리

9: 케이블12: 그랩

14: 그리퍼C: 코일

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 작업대상물을 이동시키는 천정크레인에 있어서, 천정크레인에서 운동체가 움직이는 주행경로 양단부에 각각 소정 폭만큼을 운동체가 정지하는 정지구간으로 설정하고, 상기 각각의 정지구간에 인접하여 소정 폭만큼 운동체가 상대적으로 저속으로 주행하는 저속주행구간으로 설정하며, 상기 저속주행구간의 사이를 상기 운동체가 상대적으로 고속으로 주행하는 고속주행구간으로 설정하여 상기 운동체의 주행속도를 설정한다.

상기 트롤리에는 상하방향으로 승강운동하면서 작업대상물을 들어올리고 내리는 운동체의 하나인 그랩이 더 구비됨을 특징으로 하고, 상기 그랩은 작업공간에 설치된 안전영역과 불안전영역에서 승강운동하고, 상기 거더와 트롤리는 안전영역내에서만 동작하여 작업대상물을 이동시킨다.

상기 운동체가 주행중 상기 고속주행구간에 정지하는 경우에는 상대적으로 고속으로 등속주행하다가 감속되어 정지되고, 상기 운동체가 저속주행구간 내에서 출발하여 정지하는 경우에는 상대적으로 저속으로 등속주행하다가 감속되어 정지되며, 상기 운동체가 상기 고속주행구간을 지나 저속주행구간에 정지하는 경우에는 고속주행구간이 끝나는 부분에서 중간감속하여 저속주행구간에서는 상대적으로 낮은 속도로 주행하여 정지하도록 한다.

상기 그랩은 권하운동을 하는 경우 하강을 시작하여 미리 정의 되어 있는 작업대상물의 상부 소정 높이까지 상대적으로 고속으로 주행하는 속도패턴을 가지고,미리 정해 놓은 작업대상물의 높이에 까지 도달하면 중간감속을 시작하여 상대적으로 저속으로 주행하고 작업대상물의 중심부에 오면 감속하여 정지되고, 그랩이 작업대상물을 파지한 후 상승하는 경우 상대적으로 저속으로 상승하다가 작업대상물의 하중이 그랩에 완전히 안착되면 현재의 속도를 초기속도로 가속을 시작하여 상대적으로 고속의 등속운동을 하여 상승한다.

작업공간 내에서 상기 그랩은 t3≥max[t1,t2]인 경우에 하강운동하고, 그 외의 경우에는 하강대기상태이며, 여기서 t1은 거더의 주행이동 잔류시간, t2는 트롤리의 횡행이동 잔류시간, t3는 그랩이 현재높이에서 안전높이까지 이동하는데 소요되는 시간이다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 천정크레인의 속도제어방법에 의하면 천정크레인에서 작업대상물을 최소의 시간내에 이동시킬 수 있으면서도 천정크레인의 안전성이 높아지는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 천정크레인의 속도제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 설명중 천정크레인의 구조와 관련된 것은 종래 기술 도면의 부호를 사용한다.

도 3에는 본 발명에서 천정크레인을 구성하는 거더나 트롤리가 각각 레일을 따라 이동하는 주행영역을 속도에 따라 분할하여 보인 그래프가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예에서 거더나 트롤리가 주행하는 속도패턴을 보인 그래프가 도시되어 있으며, 도 5에는 천정크레인에 의해 이동되는 작업대상물인 코일의 구성을 보인 측면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명에서 케이블이 권상하됨에 의해작업대상물이 이동되는 속도패턴이 도시되어 있으며, 도 7에는 본 발명 실시예에서 거더와 트롤리 및 그랩이 동시에 이동되는 영역을 표시하는 개념도가 도시되어 있다.

본 발명의 천정크레인에서 작업대상물을 이동시키기 위한 운동체로 거더(5), 트롤리(7) 및 그랩(12)이 있다. 그리고, 상기 천정크레인에서 작업대상물을 이동시키기 위한 운동으로는 거더(5)가 레일(3)을 따라 이동하는 것, 트롤리(7)가 거더(5)에 구비된 거더레일(5')을 따라 이동하는 것, 케이블(9)이 권상 또는 권하되어 그랩을 승강시키는 것으로 나눌 수 있다.

이중, 상기 거더(5)가 레일(3)을 따라 이동하는 것과 트롤리(7)가 거더레일(5')을 따라 이동하는 것은 그 주행영역을 도 3에 도시된 바와 같이 분할할 수 있다. 여기서는 편의상 거더(5)가 레일(3)을 따라 이동하는 것을 기준으로 설명한다.

거더(5)는 레일(3)을 따라 이동하는데, 상기 레일(3)의 양단부에는 거더(5)가 더 이상 진행되지 않도록 하기 위한 스톱퍼(s)가 구비된다. 상기 스톱퍼(s)는 여러가지 원인에 의해 상기 거더(5)가 스톱퍼(s)를 지나서 까지 진행되지 않도록 기구적으로 차단하는 역할을 한다.

상기 스톱퍼(s)에서 소정 거리까지는 정지영역(A)이다. 상기 정지영역(A)은 상기 거더(5)가 더 이상 주행되지 않고 정지하도록 제어되는 구간이다. 상기 정지영역(A)은 거더(5)가 계속하여 진행하면 상기 스톱퍼(s)에 충돌하여 충격을 받게 되므로 이를 방지하기 위해 거더(5)를 무조건 정지시키는 영역으로서 크레인의 크기나 작업대상물의 중량 등에 따라 그 폭이 결정된다.

한편, 상기 정지영역(A)을 기준으로 상기 스톱퍼(s)의 반대쪽에는 저속주행영역(B)이 각각 구비된다. 상기 저속주행영역(B)은 거더(5)의 주행속도가 감속되는 구간으로서, 거더(5)가 정지영역(A)에 접근할 수록 그 속도를 낮추어 만일의 충돌시에도 그 충격량을 적게 한다. 그리고, 이를 위해 저속주행영역(B)에서는 거더(5)가 일정 저속한계 이내에서 움직이도록 설정된다. 상기 저속주행영역(B)의 크기는 거더(5)가 정지영역(A)내에서 비상 정지되어 관성에 의해 움직여도 상기 스톱퍼(s)와 충돌되지 않도록 설정된다.

다음으로 상기 양단의 저속주행영역(B)사이는 전체가 고속주행영역(C)이다. 상기 고속주행영역(C)에서는 상기 거더(5)가 가능한 최고의 속도로 주행하도록 제어되는 부분이다. 따라서 상기 고속주행영역(C)을 가능한 넓게 잡아주는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기와 같이 정지영역(A), 저속주행영역(B) 및 고속주행영역(C)으로 나누어진 구간을 상기 거더(5)가 주행하는 속도패턴을 설명한다.

먼저, 거더(5)가 정지영역(A), 저속주행영역(B) 및 고속주행영역(C)내에서 출발하여 고속주행영역(C)내에서 정지하는 경우는 상기 스톱퍼(s)에서 벗어난 영역을 주행하는 경우이므로, 스톱퍼(s)와의 충돌 위험이 거의 없다. 따라서 이 경우에는 도 4a에 도시된 바와 같이, 상대적으로 빠른 속도로 주행하도록 한다. 즉, 높이가 상대적으로 높은 사다리꼴 형상의 속도패턴을 갖는다. 따라서, 주행시작시의 가속구간과 정지시의 감속구간의 기울기가 급격하게 변하게 되고 등속구간은 상대적으로 빠른 속도(v_c)를 가진다.

여기서 상기 가속구간과 감속구간의 크기는 구동체의 동역학 특성에 의해 사전 조사되어 일정한 크기로 결정되고, 등속의 크기도 모터가 가지는 최대회전수에 의해 결정되는 상수이다.

여기서 상기 등속구간의 소요시간을 설명하기로 한다. 거더(5)가 이동해야 하는 거리를 S라하고, 가속구간과 등속구간의 소요시간이 동일하다고 하면, 사다리꼴의 면적을 구하는 하기의 공식에 의해 등속구간의 소요시간을 구할 수 있다.

상기 식을 정리하면,

여기서, v_c는 고속구간의 등속도이고, t_c는 등속구간의 소요시간이며, t_a는 가속구간의 소요시간이다.

따라서, 고속구간의 소요시간은 다음의 식으로부터 구할 수 있다.

다음으로, 주행시작 위치의 저속주행영역(B)에서 출발하여 주행시작위치의 저속주행영역(B)으로 거더(5)가 이동하는 경우에는 충돌의 위험을 줄이기 위해 도 4b에 도시된 바와 같이 속도사다리꼴의 등속구간에서 상대적으로 속도가 늦은 저속의 사다리꼴 형태의 속도패턴을 가진다.

이와 같은 속도패턴은, 주행말단위치의 저속주행영역(B)에서 주행말단위치의저속주행영역(B)으로 거더(5)가 이동하는 경우에도 충돌의 위험을 줄이기 위해 도 4b에서 보는 바와 같은 속도패턴을 가진다. 여기서도 위에서 구한 바와 같은 방식으로 저속구간의 소요시간을 얻을 수 있다.

한편, 고속주행영역(C)에서 주행시작위치의 저속주행영역(B)으로 이동하거나 고속주행영역(C)에서 주행말단위치의 저속주행영역(B)으로 이동하는 경우, 또 주행시작위치의 저속주행영역(B)에서 출발하여 고속주행영역(C)을 거쳐 주행말단위치의저속주행영역(B)으로 거더(5)가 이동하는 경우, 주행말단위치의 저속주행영역(B)에서 출발하여 고속주행영역(C)을 거쳐 주행시작위치의 저속주행영역(B)으로 이동하는 경우에는 각각 주행시작위치와 주행말단위치의 스토퍼(s)가 가까워지므로 충돌의 위험을 줄이기 위해, 도 4c에 도시된 바와 같이, 2단계감속을 갖는 사다리꼴 형태의 속도패턴을 가진다.

처음 거더(5)가 출발하여 고속주행영역(C)이 끝나는 위치까지는 속도사다리꼴의 등속구간중 제1등속구간의 속도 v_c로 이동하고, 고속주행영역(C)이 끝나는 위치부터 중간감속을 실시하여 속도사다리꼴의 제2등속구간에 해당되는 속도 v_l로 이동한다. 그리고 목표위치에 거더(5)가 근접하면 감속(감속구간)하여 정지한다.

여기서, 상기 제1 및 제2 등속구간의 소요시간을 구하는 방법을 설명한다.

먼저, S₁은 출발하여 중간감속이 시작하기 전까지의 이동거리(즉, 현재위치에서 저속주행영역(B) 경계까지의 거리), S₂는 중간감속이 시작하여 목표위치까지의 이동거리(저속주행영역(B)의 경계에서 목표위치까지의 거리), t_a는 가속시간, t_d1은중간감속시간, t_d2는 감속시간, t_c는 1차등속구간의 소요시간, t_l은 2차등속구간의 소요시간, v_c는 제1등속구간의 속도, v_l은 제2등속구간의 속도이다.

S₂를 구하면

위 식에서 제2차등속구간의 소요시간을 구하면

로 주어지고,

위 식들에서 제1차 등속구간의 소요시간 t_c를 구하면 다음과 같다.

다음으로, 상기 그랩을 지지하는 케이블(9)의 권상과 권하를 위한 속도패턴을 설명한다. 먼저, 상기 거더(5)와 트롤리(7)가 정지한 상태에서 상기 케이블(9)을 아래로 내려서 코일리프터(12)의 그리퍼(14)가 코일(C)에 접근하는 속도패턴은 도 4c에 도시된 바와 같다. 즉, 2단계의 감속이 수행되는 사다리꼴 형태의 속도패턴을 가진다.

처음 권상하축이 하강을 시작하여 미리 정의되어 있는 코일(C)의 상부 일정높이까지는 고속의 사다리꼴 형태로 가속과 등속의 속도패턴을 가지며, 코일(C)의 상부 일정높이에 도달하면 중간감속을 실시하여 저속으로 코일리프터(12)를 하강시키다가 코일(C)의 보어(bore)를 검출하는 센서가, 보어 원주의 상단부를 검출하면 중간감속을 실시하여 코일(C)의 보어중심에 그리퍼(14)가 도달하도록 하는 속도패턴을 가진다.

이러한 속도패턴은 권상하축을 회전시켜 케이블(11)을 권상하시키는 모터의 급격한 속도변화를 방지하면서 가장 최소시간으로 코일(C)의 보어중심으로 그리퍼(14)를 이동시킬 수 있는 속도패턴이다. 이와 같은 속도패턴에서 제1등속구간과 제2등속구간의 소요시간은 상기에서 설명된 것과 동일한 방식으로 구할 수 있다. 따라서 자세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 코일리프터(12)를 상승시키는, 즉 케이블(11)을 권상시키는 속도패턴을 살펴본다. 코일리프터(12)가 코일(C)의 보어중심에 삽입된 상태에서 케이블(11)이 권상되면 코일(C)의 보어원주 상단부에 상기 그리퍼(14)가 걸어지게 되고, 이때 하중감지센서(도시되지 않음)가 이를 감지한다.

이때, 상기 그리퍼(14)가 급격하게 상승하면 코일(C)의 하중이 그리퍼(14)에 안착되는 순간, 상당히 큰 힘이 작용하여 상기 코일(C)에 손상을 줄 수 있고, 상기 케이블(11)을 권상하시키는 모터에 과부하가 순간적으로 걸려 모터가 오동작할 수 있으므로 상승을 시작할 때에는 도 4b에 도시된 바와 같이, 상대적으로 저속 사다리꼴의 속도패턴으로 천천히 상승한다. 그리고 코일(C)의 보어원주의 상단부에 그리퍼(14)가 걸어지면, 하중감지센서가 이를 감지하여, 도 6에 도시된 바와 같은 속도패턴으로 상승된다. 즉, 하중감지센서가 감지한 순간의 속도를 초기속도로 하여 가속하여 등속구간에서 고속으로 상승하는 이 속도패턴은 코일에 영향을 주지 않으면서 최소 시간으로 코일(C)을 상승시킬 수 있다.

여기서, 도 6에 도시된 속도패턴에서 등속구간의 시간을 구하는 식은 다음과 같이 된다. 현재 위치에서 목표위치까지의 거리를 S라 하면,

만약 t_a= t_d이면

여기서, v_b는 초기속도이다.

다음으로, 상기 거더(5)와 트롤리(7)는 천정크레인이 설치되는 작업공간중, 도 7에 도시된 바와 같은, 안전영역에 작업대상물이 위치한 상태에서만 이동한다. 여기서 안전영역이란 작업공간 내에 존재할 가능성이 있는 차량이나 코일의 적치 상태 등을 조사하여 거더(5), 트롤리(7) 및 코일리프터(12)가 동시에 동작하여도 코일리프터(12)에 파지된 작업대상물과 작업공간 내의 다른 물체가 충돌하지 않는 높이이다.

따라서, 상기 안전영역 이하의 영역, 즉 불안전영역에 코일리프터(12), 보다상세하게는 코일리프터(12)에 달린 작업대상물이 존재할 때는 상기 코일리프터(12)의 권상하 운동만이 일어난다. 그리고, 상기 안전영역에서는 거더(5) 및 트롤리(7)의 운동과 함께 코일리프터(12)가 동시에 동작되도록 하여 작업대상물의 이동에 걸리는 시간을 최소화한다.

이와 같이 작업대상물을 이동시키는 것이, 도 8에 도시되어 있다. 즉, 불안전영역에서는 작업대상물인 코일(C)이 상하방향으로의 운동만을 하고, 안전영역에서는 거더(5)에 의해 주행이동과 트롤리(7)에 의한 횡행이동과 동시에 코일리프터(12)의 승강이 수행된다.

즉, 코일(C)을 집은 코일리프터(12)가 위로 상승하다가 불안전영역을 벗어나면 곧바로 거더(5)에 의한 주행과 트롤리(7)에 의한 횡행이동이 수행되고, 코일(C)을 하적할 목표 위치에 접근하면 코일리프터(12)가 하강할 준비를 하고 하강을 시작하는 시간은 다음의 규칙에 의해 얻어진다.

먼저, t1은 거더(5)의 주행이동 잔류시간, t2는 트롤리(7)의 횡행이동 잔류시간, t3는 코일리프터(12)가 현재높이에서 안전높이까지 이동하는데 소요되는 시간이다.

만약 t3≥max[t1,t2] 이면 코일리프터(12)가 하강을 시작하고 그렇지 않으면 코일리프터(12)는 하강 대기상태에 놓인다. 이러한 규칙은 천정크레인을 제어하는 제어부에서 제어주기마다 계산된다.

한편, 본 발명에 의한 천정크레인의 속도제어방법이 실제로 적용된 예를 설명하기로 한다.

본 발명의 적용예에서는 냉연코일 제품창고에 설치된 천정크레인을 예로 든다. 여기서 천정크레인은 압연기에서 생산되어온 코일을 집어 창고의 코일 적치위치에 적치하기도 하고, 출하시에 적치된 코일을 집어서 운반차량에 선적하는 역할을 한다. 여기서 천정크레인의 거더 주행길이는 350m이고, 트롤리의 횡행거리는 25m이며, 코일리프터가 권상하되는 높이는 9m이다. 그리고, 크레인의 자체 중량은 70톤정도이고, 코일의 중량은 약 20에서 30톤 사이이다.

이와 같은 조건에서 거더(5)의 주행길이는 다음과 같이 분할된다. 정지영역(A)은 5m, 저속주행영역(B)은 5m, 나머지 320m는 고속주행영역(C)으로 설정되었다. 트롤리(7)의 경우 총 횡행거리 25m중 정지영역(A)이 1m, 저속주행영역(B)이 3m, 고속주행영역(C)은 17m이다.

여기서, 거더(5)와 트롤리(7)의 저속주행영역(B)과 정지영역(A)은 크레인의 모터가 정지되어도 레일과 구동휠 사이의 마찰력을 이기면서 관성에 의해 계속 거더(5)나 트롤리(7)가 이동하는 거리를 실험에 의해 측정하여 결정한 것이다.

참고로, 거더(5)의 속도패턴중 상대적으로 고속인 등속도는 1.2m/초이고 상대적으로 저속인 등속도는 0.4m/초이다. 트롤리(7)의 속도패턴중 상대적으로 고속인 등속도는 0.9m/초이고 저속인등속도는 0.2m/초이다. 상대적으로 고속인 등속도는 현재 사용중인 모터의 최고속도에 의해 결정되고 저속인 등속도는 제동시에 관성에 의한 이동거리를 측정하여 결정하였다.

권상하운동에서 상대적으로 고속인 등속도는 모터의 최고속도에 의해 결정되어 0.7m/초이고 저속인 등속도는 그리퍼가 코일에 접촉하여 코일에 흠이 생기지 않도록 수차례의 반복실험에 의해 0.14m/초로 결정하였다. 권하시의 저속주행영역의 길이는 적치된 코일의 최대직경을 고려하여 2.1m로 선정되었고, 권상시의 저속주행영역의 길이는 코일보어의 직경을 고려하여 0.6m로 선정되었다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 천정크레인의 속도제어방법에 의하면, 작업대상물을 천정크레인을 사용하여 이동시킴에 있어서 최단시간 내의 이동이 가능하게 되고, 거더나 트롤리의 주행경로 단부에 있는 스토퍼와의 충돌이 발생하지 않게 되는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 작업대상물을 이동시키는 천정크레인에 있어서,

   천정크레인에서 운동체가 움직이는 주행경로 양단부에 각각 소정 폭만큼을 운동체가 정지하는 정지구간으로 설정하고, 상기 각각의 정지구간에 인접하여 소정 폭만큼 운동체가 상대적으로 저속으로 주행하는 저속주행구간으로 설정하며, 상기 저속주행구간의 사이를 상기 운동체가 상대적으로 고속으로 주행하는 고속주행구간으로 설정하여 상기 운동체의 주행속도를 설정함을 특징으로 하는 천정크레인의 속도제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 트롤리에는 상하방향으로 승강운동하면서 작업대상물을 들어올리고 내리는 운동체의 하나인 그랩이 더 구비됨을 특징으로 하고, 상기 그랩은 작업공간에 설치된 안전영역과 불안전영역에서 승강운동하고, 상기 거더와 트롤리는 안전영역내에서만 동작하여 작업대상물을 이동시킴을 특징으로 하는 천정크레인의 속도제어방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 운동체가 주행중 상기 고속주행구간에 정지하는 경우에는 상대적으로 고속으로 등속주행하다가 감속되어 정지되고, 상기 운동체가 저속주행구간 내에서 출발하여 정지하는 경우에는 상대적으로 저속으로 등속주행하다가 감속되어 정지되며, 상기 운동체가 상기 고속주행구간을 지나 저속주행구간에 정지하는 경우에는 고속주행구간이 끝나는 부분에서 중간감속하여 저속주행구간에서는 상대적으로 낮은 속도로 주행하여 정지하도록 함을 특징으로 하는 천정크레인의 속도제어방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 그랩은 권하운동을 하는 경우 하강을 시작하여 미리 정의 되어 있는 작업대상물의 상부 소정 높이까지 상대적으로 고속으로 하강하는 속도패턴을 가지고, 미리 정해 놓은 작업대상물의 높이에 까지 도달하면 중간감속을 시작하여 상대적으로 저속으로 하강하고 작업대상물의 중심부에 오면 감속하여 정지되고, 그랩이 작업대상물을 파지한 후 상승하는 경우 상대적으로 저속으로 상승하다가 작업대상물의 하중이 그랩에 완전히 안착되면 현재의 속도를 초기속도로 가속을 시작하여 상대적으로 고속의 등속운동을 하여 상승함을 특징으로 하는 천정크레인의 속도제어방법.
5. 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 작업공간 내에서 상기 그랩은 t3≥max[t1,t2]인 경우에 하강운동하고, 그 외의 경우에는 하강대기상태이며, 여기서 t1은 거더의 주행이동 잔류시간, t2는 트롤리의 횡행이동 잔류시간, t3는 그랩이 현재높이에서 안전높이까지 이동하는데 소요되는 시간임을 특징으로 하는 천정크레인의 속도제어방법.