KR20090011275A - 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비 - Google Patents

액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비에 관한 것이다.
본 발명은 주행대차와, 상기 주행대차에 장착되어 승강, 틸팅, 회전, 전후 이동 및 좌우 이동 가능하게 형성된 구동부와, 상기 구동부 상에 형성된 암(Arm)부를 갖는 인슐레이션 패널(Insulation Panel) 부착 장비에 있어서, 상기 암부의 끝단부에 장착되는 병렬로봇부; 상기 병렬로봇부의 측면에 장착되어 상기 인슐레이션 패널이 부착될 위치를 모니터링하는 비전시스템(Vision System)부; 및 상기 병렬로봇부 또는 상기 비전시스템부를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 병렬로봇부 및 상기 비전시스템을 이용하여, 모니터링 된 부착 위치에 상기 인슐레이션 패널을 부착하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 부착 장비를 제공한다.
화물창, 인슐레이션 패널, 스터드볼트, 병렬로봇, 비전시스템

Description

액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비{Apparatus of attaching Insulation Panel on LNGC cargo tank}
본 발명은 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비에 관한 것으로, 특히 6자유도 모션의 미세 조정이 가능한 병렬로봇과 화물창의 헐(Hull) 상에 구비된 스터드볼트(Stud Bolt)의 위치를 모니터링 할 수 있는 복수 개의 비전시스템을 탑재하여 인슐레이션 패널의 부착 작업을 자동화시킬 수 있는 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비에 관한 것이다.
일반적으로 액화천연가스(Liquefied Natural Gas)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 영하 1백 62도로 냉각하여 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체이다.
이러한 액화천연가스가 새로운 에너지자원으로 등장함에 따라 대량으로 액화천연가스를 운반할 수 있는 운송방안이 검토되었는데, 그 결과물로서 등장한 것이 바로 액화천연가스수송선(LNGC: Liquefied Natural Gas Carrier)이다.
이러한 액화천연가스수송선에는 액화천연가스를 보관하기 위한 화물창이 필수적으로 구비되어 있는데, 이러한 화물창은 대기압보다 높은 증기압과 섭씨 영하 1백 60도의 비등온도에서 견딜 수 있는 재료, 즉 알루미늄합금, 스테인레스강, 30%니켈강 등으로 제작되며, 열응력 및 열수축에 대응할 수 있으며, 열침입을 막을 수 있다.
특히 멤브레인(Membrane)형 액화천연가스수송선은 선체 외벽과 선체 내벽으로 이루어진 2중 선체 구조를 가지는데, 2중 선체 내벽(Inner Hull)에는 적정 크기의 인슐레이션 패널(Insulation Panel)이 수지성 접착제에 의해 부착되고, 최종적으로 1차 방벽인 코러게이션(Corrugation) 형상의 멤브레인이 설치되는 구조를 갖는다.
도 1은 종래의 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비를 도시한 개념도이다. 도 1을 참조하면, 주행대차(1)와, 상기 주행대차(1)에 장착되어 승강, 틸팅(Tilting), 회전(Rotating) 및 전후 좌우 이동 가능하게 형성된 구동부(3)와, 상기 구동부(3) 상에 형성된 암(Arm)부(5) 및 작업대(7)로 구성되어 있다.
인슐레이션 패널에는 다수의 홀(Hole)이 형성되어 있어, 선체 내벽, 즉 화물창의 헐(Hull) 상에 설치되어 있는 스터드볼트(Stud Bolt)에 대응 삽입되는데, 이후 볼트-너트 결합을 통해 상기 인슐레이션 패널은 상기 화물창의 헐 상에 부착된다.
그런데, 도 1에 도시된 종래의 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비는 상기 주행대차(1)와 상기 구동부(3) 및 상기 암부(5)에 의해 상기 인슐레이션 패널을 부착해야 할 작업위치까지는 용이하게 운반 가능케 해주었지만, 상기 인슐레이션 패널의 스터드볼트 부착 작업 시에는 아무런 기능을 제공하지 못하여, 오로지 작업자가 육안 또는 근력에 의존해야 하는 어려움이 따랐다.
이는 작업자의 근골격계 관련 안전 사고 발생의 문제를 야기시켰으며, 또한, 작업자의 육안 또는 근력에 의존하여 제품 정밀도가 저하되는 문제점도 따랐다.
상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 작업자의 육안 및 근력에 의존해오던 화물창 내 인슐레이션 패널의 부착 작업에 작업자의 육안을 대신하여 모니터링 가능한 비전시스템과 작업자의 근력을 대신하여 6자유도로 다양한 모션을 취할 수 있는 병렬로봇을 이용하여 인슐레이션 패널을 자동으로 부착시킬 수 있는 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다.
본 발명은 주행대차와, 상기 주행대차에 장착되어 승강, 틸팅, 회전, 전후 이동 및 좌우 이동 가능하게 형성된 구동부와, 상기 구동부 상에 형성된 암(Arm)부를 갖는 인슐레이션 패널(Insulation Panel) 부착 장비에 있어서, 상기 암부의 끝단부에 장착되는 병렬로봇부; 상기 병렬로봇부의 측면에 장착되어 상기 인슐레이션 패널이 부착될 위치를 모니터링하는 비전시스템(Vision System)부; 및 상기 병렬로봇부 또는 상기 비전시스템부를 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 병렬로봇부 및 상기 비전시스템을 이용하여, 모니터링 된 부착 위치에 상기 인슐레이션 패널을 부착하는 것을 특징으로 하는 인슐레이션 패널 부착 장비를 제공한다.
이때, 상기 병렬로봇부는 360도 회전 가능하도록 형성된 회전베이스; 및 상기 회전베이스 상부에 탑재되어 6자유도 모션의 미세 조정이 가능한 6축병렬로봇; 을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명인 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착장비에 따르면, 종래 작업자의 육안 및 근력에 의존해오던 화물창 내 인슐레이션 패널의 부착 작업을 작업자의 육안을 대신하여 모니터링 가능한 비전시스템과 작업자의 근력을 대신하여 6자유도로 다양한 모션을 취할 수 있는 병렬로봇을 적용함으로써, 화물창 내 인슐레이션 패널 부착을 자동화할 수 있게 되어, 작업 능률 및 작업 정밀도가 향상되는 기술적 효과가 있다.
본 발명과 본 발명의 이점 및 본 발명에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시된 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비를 설명하기 위해 도시한 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비에서 병렬로봇을 확대 도시한 부분확대도이다.
도 2 및 도 3을 병행 참조하여, 본 발명의 사상에 따른 액화천연가스수송선화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비를 살펴보면, 주행대차(1)와, 상기 주행대차(1)에 장착된 구동부(3)와, 상기 구동부(3) 상에 형성된 암(Arm)부(5)와, 상기 암부(5)의 끝단부에 장착된 병렬로봇부(110)와, 상기 병렬로봇부(110)의 좌우에 각각 장착된 비전시스템(Vision System)부(120) 및 상기 병렬로봇부와 상기 비전시스템부(120)를 제어하는 제어부(130)를 포함한다.
여기서, 본 발명의 사상에 따른 바람직한 실시예에서는 주행대차(1)와, 상기 주행대차(1)에 장착되어 승강, 틸팅(Tilting), 회전(Rotating), 전후 좌우 이동(X, Y Translation)이 가능하게 형성된 구동부(3)와, 상기 구동부(3) 상에 형성된 암부(5)로 구성된 종래의 장비에, 인슐레이션 패널의 부착을 위해 종래 작업자의 육안을 대신하여 자동화 모니터링이 가능한 비전시스템부(120)와, 작업자의 근력을 대신하여 인슐레이션 패널의 자동화 부착 작업이 가능한 병렬로봇부(110) 및 상기 비전시스템부(120)와 상기 병렬로봇부(110)의 제어를 위한 제어부(130)를 포함한다. 따라서, 이후부터는 이러한 병렬로봇부(110)와 비전시스템부(120) 및 제어부(130)를 위주로 설명한다.
병렬로봇부(110)는 6개의 구동엑츄에이터을 통해서 6자유도(x, y, z, roll, pitch, yaw) 모션을 구현할 수 있는 장치부로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 360도 회전 가능하도록 형성된 회전베이스(112)와, 상기 회전베이스(112) 상에서 볼조인트(Ball Joint)로 연결되고, 볼스크류가 부분 내장된 6개의 구동엑츄에이터로 구성된 병렬로봇(114)을 포함한 구성을 갖는다. 이러한 병렬로봇부(110)는 상기 암 부(5)의 끝단부에 장착되어, 화물창의 스터드볼트 위치에 인슐레이션 패널을 직접 부착시키는 역할을 수행한다.
비전시스템부(120)는 통상적인 구성에 따라 카메라, 비전보드, 모니터 등으로 구성된 장치부로서, 상기 병렬로봇부(110)의 좌우에 하나씩 장착되는데, 상기 병렬로봇부(110)가 인슐레이션 패널을 화물창의 스터드볼트 위치에 정확하게 부착할 수 있도록, 상기 스터드볼트 위치를 모니터링 하는 역할을 수행한다.
제어부(130)는 상기 병렬로봇부(110)와 상기 비전시스템부(120)를 제어하는 장치부로서, 비전시스템부(120)의 카메라를 제어하는 비전카메라제어기(132)와, 상기 병렬로봇부(110)를 자체 제어하는 자체제어기(134) 및 상기 자체제어기(134)에 연결된 펜던트컨트롤러(136)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 사상에 따른 바람직한 실시예를 작동과 관련하여 설명하면, 임의의 위치 상에 보관된 인슐레이션 패널에 글루를 도포하여, 인슐레이션 패널이 부착되어야 할 부근의 지정된 위치(Global 위치)까지 주행대차(1)와, 상기 구동부(3)를 이용하여 이동시킨다. 이후, 다시 상기 구동부(3)를 이용하여 인슐레이션 패널을 부착하여야 할 스터드볼트 인근 위치(TCP #1)까지 이동시키는 데, 이때부터 6자유도로 모션의 미세 조정이 가능한 병렬로봇부(110)를 이용하여 인슐레이션 패널을 들어서 부착하여야 할 스터드볼트(TCP #2)에 부착시킨다. 여기서, 비전시스템부(120)는 상기 병렬로봇부(110)가 들고 있는 인슐레이션 패널의 홀 위치와, 상기 스터드볼트의 위치를 모니터링 하게 되는데, 만일 이러한 비전시스템부(120)에서 모니터링 된 결과에 오차가 발생되게 되면, 상기 제어기(130)에 피드백되어 보다 정확한 인슐레이션 패널의 부착이 가능해 진다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 또는 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착 장비를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 액화천연가스수송선 화물창의 인슐레이션 패널 부착장비를 설명하기 위해 도시한 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예에서 병렬로봇을 확대 도시한 부분확대도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 주행대차 3: 구동부
5: 암(Arm)부 110: 병렬로봇부
112: 회전베이스 114: 병렬로봇
120: 비전시스템부 130: 제어부
132: 비전카메라제어기 134: 자체제어기
136: 펜던트컨트롤러

Claims (2)

  1. 주행대차와, 상기 주행대차에 장착되어 승강, 틸팅, 회전, 전후 이동 및 좌우 이동 가능하게 형성된 구동부와, 상기 구동부 상에 형성된 암(Arm)부를 갖는 인슐레이션 패널(Insulation Panel) 부착 장비에 있어서,
    상기 암부의 끝단부에 장착되는 병렬로봇부;
    상기 병렬로봇부의 측면에 장착되어 상기 인슐레이션 패널이 부착될 위치를 모니터링하는 비전시스템(Vision System)부; 및
    상기 병렬로봇부 또는 상기 비전시스템부를 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 병렬로봇부 및 상기 비전시스템을 이용하여, 모니터링 된 부착 위치에 상기 인슐레이션 패널을 부착하는 것을 특징으로 하는,
    인슐레이션 패널 부착 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 병렬로봇부는,
    360도 회전 가능하도록 형성된 회전베이스; 및
    상기 회전베이스 상부에 탑재되어 6자유도 모션의 미세 조정이 가능한 6축병렬로봇;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    인슐레이션 패널 부착 장비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101138356B1 (ko) * 2009-12-11 2012-04-26 삼성중공업 주식회사 와이어 구동시스템용 테스트 베드
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