KR20100131701A

KR20100131701A - 마그네틱 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20100131701A
Application number: KR1020090050427A
Authority: KR
Inventors: 유지헌; 김호경; 임래수; 신헌주
Original assignee: 에스티엑스조선해양 주식회사
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2010-12-16

Abstract

본 발명은 마그네틱 크레인의 위치 및 무게 정보와, 컨베이어의 위치 정보, 그리고 강재 및 파일에 대한 통합 DB 서버를 이용해 강재 적치장에서 전처리장까지 강재를 실시간으로 이동할 때 이동하는 해당 강재를 추적하여 관리할 수 있도록 하는, 마그네틱 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템은, 마그네틱 동력을 이용하여 강재를 리프팅하고 이동시켜 하역하는 크레인 이동부; 상기 크레인 이동부에서 하역한 강재를 컨베이어를 이용하여 특정 위치로 이동시키는 컨베이어 이동부; 상기 강재의 정보를 외부로부터 전달받아 입력하거나 사용자로부터 상기 강재를 이동시킬 위치 정보를 입력받는 입력 장치; 및 상기 입력 장치로부터 입력받은 강재의 정보를 강재 데이터베이스에 저장하거나, 상기 크레인 이동부로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 파일 데이터베이스에 저장하거나, 상기 컨베이어 이동부로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 컨베이어 데이터베이스에 저장하여 관리하는 통합 데이터베이스(DB) 서버를 포함한다.

본 발명에 의하면, 적치장 내 파일에 동적으로 강재를 적치하게 됨으로써, 적치장 내 남는 공간으로 인한 적치장 효율성이 떨어지는 단점을 해결할 수 있다. 또한, 강재를 이동하여 적치한 것에 대해 강재 정보가 자동으로 데이터베이스에 저장됨으로써, 종래 작업자의 수작업 확인 부분에서 실수에 의해 강재 정보의 손실이 발생하는 단점을 해결할 수 있다.

강재, 적치, 마그네틱, 크레인, 컨베이어, 선박, Pile, 근접 센서, DB

Description

마그네틱 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템 및 방법{Realtime steel pile management system and method using by magnetic crane and conveyor}

본 발명은 마그네틱 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마그네틱 크레인의 위치 및 무게 정보와, 컨베이어의 위치 정보, 그리고 강재 및 파일에 대한 통합 DB 서버를 이용해 강재 적치장에서 전처리장까지 강재를 실시간으로 이동할 때 이동하는 해당 강재를 추적하여 관리할 수 있도록 하는, 마그네틱 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

선박의 주재료인 강재의 관리를 위해 각 조선소들은 야드 내외에 강재적치장을 운영하고 있다. 효율적인 강재 적치 관리를 통해 물류 흐름의 원활화와 선박 제조 공정의 단축화를 위해 지속적인 개선을 하고 있다. 이를 위해 조선소는 조선소내의 건물, 작업장의 배치에 있어서도 최적의 공정 흐름이 가능하도록 하고 있다.

특히, 강재는 선박의 기본이 되는 재료로써, 실제 블록 제작에 들어가기 전 에 페인팅하는 전처리 작업을 하고 사용하므로, 강재 적치장에서 바로 전처리 작업장으로 이동되도록 적치장과 전처리 작업장이 연결되어 있다. 이는 생산 공정에 맞게 그에 맞는 강재를 투입하고 전처리 작업을 완료해 블록 제작에 들어갈 수 있기 때문이다.

이에 강재 적치장의 관리자와 전처리 작업장의 관리자는 유기적으로 강재 확인 작업을 하여야 하고 블록 제작에 들어가기 전까지 선박의 가장 중요한 요소인 강재가 어디에 어떠한 상태로 있는지 알 수 있어야 한다.

강재 적치에 있어서는 호선/블록/계열 별로 더미(pile) 관리를 하고 있으며 pile 뿐만 아니라 라인(베이) 관리도 달리하여 부족한 강재 적치장을 효율적으로 관리하고자 노력하고 있다.

보통 적치장의 관리를 크레인으로 하기에, 전처리장으로 강재를 투입시키기 위해서는 적치장 내에 전처리장과 연결된 컨베이어 시스템이 갖추어져 있다. 자동/반자동으로 컨베이어를 운영하며 관리 작업자가 작업 상태를 지속적으로 점검하고 있다.

현재 작업 방법에 있어서 입고 확인된 강재들은 개별 pile마다 호선/블록/계열 별로 적치 관리하고 있다. 강재 생산업체로부터 입고된 강재는 하역 작업을 하면서 1차적인 확인 시 강재 상면에 관련 정보를 수기로 마킹하거나 전산으로 강재 정보를 입력한다. 그리고 pile마다 강재 관리를 수동/자동으로 선별하여 적치 관리한다.

적치장의 pile들은 일반적으로 일정구간을 정하여 개별 파일번호(pile #)를 붙여 관리하는데 강재들마다 사이즈가 다르고 분류별로 묶었을 때 어떤 강재는 pile사이즈에 맞고 어떤 사이즈는 pile사이즈가 큰 경우가 발생한다. 이런 강재 사이즈에 따른 pile의 동적인 변화가 없기에 1EA의 pile에 1묶음의 강재들만 쌓기 때문에 남는 공간으로 인한 적치장 효율성이 떨어지는 단점이 있다.

그리고 생산공정에 따라 스케줄을 확인하여 당일 전처리 작업을 투입할 물량들은 야간작업과 틈틈히 시간을 통해 몇 개의 pile에 개별적으로 선별하여 모으고 있다.

전처리장으로 투입시 전처리를 통해 지워지는 마킹된 강재 정보를 전처리 후에도 알기 위해 한 pile에 모아 순서대로 전처리장으로 투입시킨다. 즉, 전처리 투입전 사전에 마킹한 정보를 보고 투입순서를 확인하고 전처리장 관리자에게 그 정보를 전송하면 전처리장 관리자는 그 정보를 보고 전처리 후 다시금 마킹을 하여 강재를 확인하고 있는 상태이다.

그러나 강재 적치장 관리자와 전처리장 관리자의 상호 강재 확인의 기능으로 확실성에 있어서는 좋으나 작업 시간의 증가를 초래하고 있다. 또한 수작업 확인 부분에서 실수에 의해 강재 정보의 손실이 올 수도 있는 단점이 있다.

즉, 강재적치장 관리자는 전처리 작업을 하기 전에 전처리 투입하는 강재 순으로 강재 정보를 메모하거나 전산으로 입력하는 불편한 점 또는 불안한 점이 존재하고 전처리장 관리자는 이 정보를 받아서 전처리 후 강재에 다시금 마킹정보를 수기로 적는 불편한 점이 존재해 시수의 증가를 가져오고 있다는 단점이 있다.

그리고 전처리장으로 투입되는 컨베이어 위에 강재를 놓게 되면 전처리장으 로 투입되는데 각 베이마다 컨베이어가 설치되어 있고 각 베이마다 우선적으로 전처리장으로 투입시킬 수도 있고 늦게 투입시킬 수도 있다. 이에 돌발적인 작업들이 생길 경우, 전처리장 관리자가 어떤 강재가 들어왔는지 알 수 있도록 작업자들이 일일이 돌발 작업에 대한 작업 결과도 수작업으로 확인하고 전처리 투입순서 부분을 수정해 주어야 하는 단점이 있다.

따라서 종래 시스템에서는 이렇게 강재 관리자와 전처리 관리자가 지속적으로 확인 및 수정 작업을 해 주어야 그 강재의 추적이 가능하다는 문제점이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 마그네틱 크레인의 위치 및 무게 정보와, 컨베이어의 위치 정보, 그리고 강재 및 파일에 대한 통합 DB 서버를 이용해 강재 적치장에서 전처리장까지 강재를 실시간으로 이동할 때 이동하는 해당 강재를 추적하여 관리할 수 있도록 하는, 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템은, 마그네틱 동력을 이용하여 강재를 리프팅하고 이동시켜 하역하는 크레인 이동부; 상기 크레인 이동부에서 하역한 강재를 컨베이어를 이 용하여 특정 위치로 이동시키는 컨베이어 이동부; 상기 강재의 정보를 외부로부터 전달받아 입력하거나 사용자로부터 상기 강재를 이동시킬 위치 정보를 입력받는 입력 장치; 및 상기 입력 장치로부터 입력받은 강재의 정보를 강재 데이터베이스에 저장하거나, 상기 크레인 이동부로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 파일 데이터베이스에 저장하거나, 상기 컨베이어 이동부로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 컨베이어 데이터베이스에 저장하여 관리하는 통합 데이터베이스(DB) 서버를 포함한다.

또한, 상기 크레인 이동부는, 상기 마그네틱 동력을 이용하여 상기 강재를 리프팅 또는 하역(Z축)하거나, 주행부(X축)로 이동하며, 횡행부(Y축)로도 이동시키는 마그네틱 크레인; 상기 마그네틱 크레인에 로드셀로 설치되어, 상기 강재를 리프팅 시 무게를 측정하는 무게 확인 센서; 상기 마그네틱 크레인에 의해 상기 강재가 주행부(X축)나 횡행부(Y축) 및 리프팅 또는 하역(Z축)에 따라 이동될 때 상기 마그네틱 크레인의 위치를 확인하는 크레인 위치 센서; 상기 크레인의 위치 및 무게에 관한 정보를 취합하여 외부로 송출하도록 제어하는 메인 컨트롤러; 상기 크레인의 위치 및 상기 강재의 무게에 관한 정보를 상기 통합 DB 서버로 무선으로 송출하는 RF 모뎀부; 및 상기 메인 컨트롤러로 들어오는 크레인의 위치 및 강재의 무게에 관한 정보를 처리하고, 상기 크레인의 위치 및 상기 강재의 무게에 관한 정보가 무선으로 송출되도록 상기 RF 모뎀부를 제어하거나, 운영 소프트웨어를 통해 작업자에게 편의를 제공하는 크레인 운영 PC를 포함한다.

또한, 상기 크레인 위치 센서는, 개별 파일(Pile)의 태그를 통해 인식하는 RFID 방식, 구동 모터의 회전과 거리를 환산하는 엔코더(Encoder) 방식, 고정 위치에서 크레인으로의 변위를 측정하는 레이저 변위측정 방식, 고정부에서 크레인에 와이어를 설치해 크레인의 이동에 따른 와이어의 길이로 거리를 환산하는 와이어 엔코더 방식, X Y축의 위치를 확인하는 GPS 방식 중 하나 이상의 방식으로 위치를 산출한다.

또한, 상기 크레인 위치 센서의 이동 거리 측정 오차에 대한 보정으로 개별 구간에 근접 센싱 포인트를 설치하여 근접 센서를 통해 확인하여 그 위치값을 보정한다.

또한, 상기 컨베이어 이동부는, 상기 컨베이어 위에 강재가 놓인 것을 인식하여 유무를 확인하는 강재 확인 센서; 상기 컨베이어의 모터의 회전을 측정하여 그에 따른 거리 값으로 환산하여 상기 강재의 이동 거리를 산출하는 엔코더부; 상기 컨베이어의 센싱 처리 및 상기 컨베이어의 롤러 또는 체인부를 구동 또는 정지시키는 컨트롤러; 및 상기 센서들의 유선 처리 및 상기 컨트롤러의 신호를 유선 또는 무선을 병행해 상기 통합 DB 서버로 전송하는 통신부를 포함한다.

그리고, 상기 강재 확인 센서는, 근접 센서, 터치 센서, 리미트 스위치를 포함해 물체의 인식 유무를 확인할 수 있는 센서를 포함한다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법은, 크레인 이동부와 컨베이어 이동부, 입력 장치 및 통합 데이터베이스(DB) 서버를 포함하는 시스템의 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법으로서, (a) 상기 입력 장치가 이동시킬 강재의 정보를 입력하여 상기 크레인 이동부로 전달하는 단계; (b) 상기 크레인 이동부가 크레인의 위치와 무게 및 높이에 대한 정보를 획득하여 상기 통합 DB 서버로 전송하는 단계; (c) 상기 크레인 이동부가 상기 이동시킬 강재를 파일로 이동할 지, 컨베이어로 이동할 지를 선별하는 단계; (d) 상기 크레인 이동부가 상기 이동시킬 강재를 해당 파일로 이동하거나 상기 컨베이어 이동부의 컨베이어 상으로 이동시키는 단계; (e) 상기 크레인 이동부 또는 상기 컨베이어 이동부가 상기 강재를 이동한 후 상기 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 상기 통합 DB 서버로 전송하는 단계; 및 (f) 상기 통합 DB 서버가 상기 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 갱신하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 (b) 단계는, 상기 통합 DB 서버가 상기 위치와 무게 및 높이에 대한 정보를 파일 데이터베이스에 저장한다.

또한, 상기 (e) 단계에서 상기 강재를 컨베이어로 이동하는 경우, 상기 (f) 단계는 상기 통합 DB 서버가 상기 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 컨베이어 데이터베이스에 저장하여 갱신한다.

또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 크레인 이동부가 크레인의 이동 상태나 무게 변화, 높이 변화에 따라 상기 강재의 승강이나 하강을 판단하고, 이동될 파일이 존재하는 경우에 상기 강재를 해당 파일에서 들어올리거나 해당 파일에 내리는 이벤트를 수행한다.

또한, 상기 (d) 단계에서, 이동될 파일이 존재하지 않는 경우에 해당 파일을 생성한 후 상기 강재를 해당 파일에서 들어올리거나 해당 파일에 내리는 이벤트를 수행한다.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 컨베이어 이동부가 상기 크레인 이동부로부터 상기 강재를 전달받으면, 개별 모터에 체인 또는 벨트에 의해 연결된 구동 롤러와 아이들 롤러의 회전에 따라 상기 강재를 컨베이어를 통해 해당 위치로 이동시킨다.

그리고, 상기 (d) 단계는, 상기 컨베이어 이동부가 상기 강재를 상기 컨베이어를 통해 해당 위치로 이동시킬 때 특정 위치에서 센서를 통해 상기 강재가 감지되면 이동을 중지하고, 엔코더를 통해 롤러의 회전수에 비례한 거리값으로 환산하여 상기 강재의 위치 정보로 상기 통합 DB 서버로 전송한다.

본 발명에 의하면, 적치장 내 파일에 동적으로 강재를 적치하게 됨으로써, 적치장 내 남는 공간으로 인한 적치장 효율성이 떨어지는 단점을 해결할 수 있다.

또한, 강재를 이동하여 적치한 것에 대해 강재 정보가 자동으로 데이터베이스에 저장됨으로써, 종래 작업자의 수작업 확인 부분에서 실수에 의해 강재 정보의 손실이 올 수도 있는 단점을 해결할 수 있다.

그리고, 작업자가 전처리 투입하는 강재 순으로 강재 정보를 메모하거나 전산으로 입력하는 불편한 점 또는 불안한 점을 해결할 수 있고, 전처리장 관리자는 강재 정보를 받아서 전처리 후 강재에 다시금 마킹정보를 수기로 적는 불편한 점도 해결할 수 있다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 강재 관리 시스템(100)은, 크레인(Crane) 이동부(110), 컨베이어(Conveyor) 이동부(120), 입력 장치(130) 및 통합 데이터베이스(DB) 서버(140)를 포함한다.

크레인 이동부(110)는 마그네틱 동력을 이용하여 강재를 리프팅하고 이동시켜 특정 위치에 하역한다.

컨베이어 이동부(120)는 크레인 이동부(10)에서 하역한 강재를 컨베이어를 이용하여 특정 위치, 즉 최종적인 전처리장으로 이동시킨다.

입력 장치(130)는 강재의 정보를 외부로부터 전달받아 입력하거나 사용자로부터 강재를 이동시킬 위치 정보를 입력받는다. 또한, 입력 장치(130)는 강재 생산업체에서 제공하는 강재 정보를 이용하거나, 작업자의 수작업 입력을 통해 강재 정보를 입력할 수 있다. 개별 적치장들의 정보 확인을 위해서 이동성이 용이하며 편의성을 가지고 있다. 강재의 입고를 확인한 후 통합 DB 서버(140)는 입력 장치(130)와 데이터를 송수신하여 입고확인 DB에 저장시킨다.

통합 DB 서버(140)는 입력 장치(130)로부터 입력받은 강재의 정보를 강재 데이터베이스에 저장하거나, 크레인 이동부(110)로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 파일(Pile) 데이터베이스에 저장하거나, 컨베이어 이동부(120)로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 컨베이어 데이터베이스에 저장하여 관리한다.

이때, 본 발명에 따른 실시간 강재 관리 시스템(100)은 n 개의 크레인과 m개의 컨베이어로 구성되어 강재를 이송시키고 추적하는 시스템이다.

우선적으로 작업자는 입력 장치(130)를 통해 강재의 입고 확인을 하고, 입고 확인되는 강재들은 입고 확인 DB에 저장되어, 통합 DB 서버(140)에서 관리된다.

통합 DB 서버(140)는 강재 DB로 개별 파일(pile)에 적치된 강재를 순서대로 가지고 있는 pile DB와, 개별 컨베이어에 위치한 강재를 순서대로 가지고 있는 컨베이어 DB, 입고 확인된 입고확인 DB, 전처리장으로 투입되는 출고 DB로 구성된다.

이러한 DB 중 pile DB 내의 pile 개별 이름들은 동적 알고리즘으로 운영된다. 기존의 정해진 사이즈 내에 pile 이름이 정해져서 강재와 상관없이 pile 이름들이 정적인 것과 다르게, 본 발명은 예를들어 기존의 2개의 연속 pile에 3개의 강재 더미들을 적치하면 자동으로 3 개의 pile로 생성하고 관리하게 된다. 또한 강재 제거에 따른 pile의 제거도 알고리즘에 의해 운영 관리된다.

개별 pile에 있는 강재들은 크레인에 의해 다른 pile로 이동 가능하며, 컨베이어로도 이동 가능하다. 컨베이어에 있는 강재는 크레인에 의해 다른 컨베이어나 pile로 이동 가능하고, 컨베이어 자체에 의해 다른 컨베이어나 전처리장으로 이동되기도 한다. 전처리장으로 이동되는 강재는 이후 프로세스를 통해 블록 조립으로 투입된다.

강재의 pile 간 이동은 크레인의 위치 센서와 무게 센서에 의해 통제된다. pile에서 컨베이어로 강재가 이동되게 되면 크레인의 위치/무게 센서의 정보를 이용하여 해당 컨베이어를 인식하고 그 컨베이어의 DB에 기존의 pile DB에서 이동된 강재의 정보가 기록된다.

컨베이어가 센서에 의해 동작하여 강재가 이동되게 되면 해당 컨베이어 DB에 있는 모든 강재들의 위치를 수정하게 된다. 이때 해당 컨베이어의 끝에 도달한 강재에 대해서는 이웃하는 컨베이어 DB에 강재 정보를 기록하거나 전처리장으로 출고 정보를 전송하고 해당 컨베이어 DB에서는 소멸되게 된다.

컨베이어 위에 있는 강재를 크레인이 들어 올려 이동할 경우 크레인의 센서에서 감지한 위치 정보와 무게 정보를 이용하여 해당 컨베이어 DB의 강재 정보를 소멸하고 크레인에 의해 이동된 새로운 pile 위치에 맞게 pile DB에 강재 정보를 기록한다.

이렇게 최종 컨베이어 DB로 저장된 강재 정보들을 이용해 전처리장 투입 순서를 확인하고 출고 DB에 기록함으로써 전처리 순서 작업도 가능하다.

이와 같이 강재적치장에서 전처리장으로 투입되는 강재의 자동 실시간 정보 추적이 가능하게 되어 기존의 수작업 및 순서 변경 작업이 필요 없게 된다.

도 2는 본 발명이 적용된 크레인 이동부의 기능 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 크레인 이동부(110)는, 마그네틱 크레인(210), 무게 확인 센서(220), 크레인 위치 센서(230), 메인 컨트롤러(240), RF 모뎀부(250) 및 크레인 운영 PC(260)를 포함한다.

마그네틱 크레인(210)은 마그네틱 동력을 이용하여 강재를 리프팅 또는 하역(Z축)하거나, 주행부(X축)로 이동하며, 횡행부(Y축)로도 이동시킨다.

무게 확인 센서(220)는 마그네틱 크레인(210)의 로드셀에 설치되어, 강재를 리프팅 시 무게를 측정한다.

크레인 위치 센서(230)는 마그네틱 크레인(210)에 의해 강재가 주행부(X축)나 횡행부(Y축) 및 리프팅/하역(Z축)에 따라 이동될 때 마그네틱 크레인(210)의 위치를 확인한다.

또한, 크레인 위치 센서(230)는, 개별 파일(Pile)의 태그를 통해 인식하는 RFID 방식, 구동 모터의 회전과 거리를 환산하는 엔코더(Encoder) 방식, 고정 위치에서 크레인으로의 변위를 측정하는 레이저 변위측정 방식, 고정부에서 크레인에 와이어(Wire)를 설치해 강재의 이동에 따른 와이어의 길이로 거리를 환산하는 와이어 엔코더 방식, X, Y축의 위치를 확인하는 GPS 방식 중 하나 이상의 방식으로 위치를 산출할 수 있다.

또한, 크레인 위치 센서(230)의 이동 거리 측정 오차에 대한 보정으로 개별 구간에 근접 센싱 포인트를 설치하여 근접 센서를 통해 확인하여 그 위치값을 보정한다.

메인 컨트롤러(240)는 크레인의 위치 및 무게에 관한 정보를 취합하여 외부 로 송출하도록 제어한다.

RF 모뎀부(250)는 크레인의 위치 및 강재의 무게에 관한 정보를 통합 DB 서버(140)로 무선으로 송출한다.

크레인 운영 PC(260)는 메인 컨트롤러(240)로 들어오는 크레인의 위치 및 강재의 무게에 관한 정보를 처리하고, 크레인의 위치 및 강재의 무게에 관한 정보가 무선으로 송출되도록 RF 모뎀부(250)를 제어하거나, 운영 소프트웨어를 통해 작업자에게 편의를 제공한다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 크레인 이동부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 개별 크레인마다 위치를 감지할 수 있는 크레인 위치 센서(230)와 무게를 감지할 수 있는 무게 확인 센서(220)가 장착되어 있다. 여기서, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 이동부의 구성의 한 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 크레인 이동부(110)에는 구동 모터의 회전에 따라 이동 거리를 환산하는 엔코더가 X축과 Y축에 위치 확인 엔코더로써, Z축에 높이를 확인하는 엔코더로써 구비되어 있다. 그리고, 크레인 이동부(110)는 X축과 Y축 및 Z축에 각각 근접 센서가 구비되어 있어, 크레인 위치 센서(230)의 거리 오차에 대해 근접 센싱 포인트마다 구비된 근접 센서를 통해 확인하여 보정할 수 있다.

도 4는 본 발명이 적용된 컨베이어 이동부의 기능 구성을 나타낸 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 컨베이어 이동부(120)는, 강재 확인 센 서(410), 엔코더부(420), 컨트롤러(430) 및 통신부(440)를 포함한다.

강재 확인 센서(410)는 컨베이어 위에 강재가 놓인 것을 인식하여 강재의 유무를 확인한다.

또한, 강재 확인 센서(410)는, 근접 센서, 터치 센서, 리미트 스위치를 포함해 물체의 인식 유무를 확인할 수 있는 센서이면 가능하다.

엔코더부(420)는 컨베이어의 모터의 회전을 측정하여 그에 따른 거리 값으로 환산하여 강재의 이동 거리를 산출한다.

컨트롤러(430)는 컨베이어의 센싱 처리 및 컨베이어의 롤러 또는 체인부를 구동 또는 정지시킨다.

통신부(440)는 센서들의 유선 처리 및 컨트롤러(430)의 신호를 유선 또는 무선을 병행해 통합 DB 서버(140)로 전송한다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 컨베이어 이동부(120)는 각 컨베이어에 강재 확인과 동시에 개별 위치를 확인할 수 있는 강재 확인 센서(410)들이 장착되어 있고 센싱 처리와 컨베이어 작동을 제어하는 컨트롤러(430)가 운영된다. 여기서, 컨베이어는 2가지 타입으로 라인 상에서 개별 작동이 가능한 것과, 라인 상에서 전체적인 작동이 가능한 것을 들 수 있다. 개별적으로 작동 시에 개별 센서에 의해 신호를 받아 그 구간만 작동시키고, 전체적으로 작동 시에는 구동 모터의 회전을 측정하여 거리로 환산해 강재를 얼마간 이동시켰는지 알 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방 법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 입력 장치(130)는 이동시킬 강재의 정보를 입력받아 크레인 이동부(110)로 전달한다(S510).

크레인 이동부(110)는 크레인의 위치와 무게 및 높이에 대한 정보를 획득하여 통합 DB 서버(140)로 전송한다(S520).

이때, 통합 DB 서버(140)는 위치와 무게 및 높이에 대한 정보를 파일 데이터베이스에 저장한다(S530).

크레인 이동부(110)는 강재의 이동 방법, 즉, 이동시킬 강재를 파일로 이동할 지, 컨베이어로 이동할 지를 선별한다(S540).

크레인 이동부(140)는 이동시킬 강재를 크레인을 통해 해당 파일로 이동하거나, 컨베이어 이동부(120)의 컨베이어 상으로 이동시킨다(S550).

이때, 크레인 이동부(140)는 크레인의 이동 상태나 무게 변화, 높이 변화에 따라 강재의 승강이나 하강을 판단하고, 이동될 파일이 존재하는 경우에 강재를 해당 파일에서 들어올리거나 해당 파일에 내리는 이벤트를 수행한다.

또한, 크레인 이동부(140)는 이동될 파일이 존재하지 않는 경우에 해당 파일을 생성한 후 강재를 해당 파일에서 들어올리거나 해당 파일에 내리는 이벤트를 수행한다.

한편, 컨베이어 이동부(120)는 크레인 이동부(110)로부터 강재를 전달받으면, 개별 모터에 체인 또는 벨트에 의해 연결된 구동 롤러와 아이들 롤러의 회전에 따라 강재를 컨베이어를 통해 해당 위치로 이동시킨다(S560).

또한, 컨베이어 이동부(120)는 이동시킬 강재를 컨베이어를 통해 해당 위치로 이동시킬 때 특정 위치에서 센서를 통해 강재가 감지되면 이동을 중지하고, 엔코더를 통해 롤러의 회전수에 비례한 거리값으로 환산하여 현재 강재의 위치 정보로 통합 DB 서버(140)로 전송한다. 즉, 컨베이어 이동부(120)는 근접 센싱 포인트에 구비된 근접 센서를 통해 컨베이어 상에 있는 이동 중인 강재가 감지되면 작동되는 컨베이어의 회전 동작을 정지하게 되는 것이다.

크레인 이동부(110) 또는 컨베이어 이동부(120)는 강재를 이동한 후 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 통합 DB 서버로 전송한다(S570).

이때, 이동시킬 강재를 컨베이어로 이동한 경우, 통합 DB 서버(140) 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 컨베이어 데이터베이스에 저장하여 갱신한다.

그리고, 통합 DB 서버(140)는 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 갱신하여 저장한다(S580). 이때, 통합 DB 서버(140)는 추가된 강재 정보 이전의 강재 정보에 대해 강재 DB에서 제거하거나, 갱신을 통해 강재의 위치나 출고를 확인하는 정보로 저장한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 이동부의 동작 과정을 나타낸 동작 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 크레인 이동부(110)는 현재 크레인의 위치와 무게 및 높이에 대한 정보를 획득한다(S610).

이때, 크레인 이동부(110)는 획득한 정보를 근거로 현재 크레인이 이동 상태 인지를 판단하고(S620), 이동 상태이면(S620-예) 무게 변화가 있는지를 판단하며(S622), 강재를 이동함에 따른 무게 변화가 있는 경우(S622-예), 높이 변화가 있는지를 판단한다(S624).

높이 변화가 있는 경우(S624-예), 크레인 이동부(110)는 크레인이 승강 동작인지 하강 동작인지를 판단한다(S630).

크레인 이동부(110)는 승강 동작이든 하강 동작이든 Pile이 존재하는지를 판단한다(S640).

이때, 크레인 이동부(110)는 Pile이 존재하지 않을 경우에(S640-아니오), 강재를 위치시킬 해당 Pile을 생성한다(S642).

이어, 크레인 이동부(110)는 승강 동작일 경우에, 크레인을 통해 강재를 들어올리는 승강 동작 이벤트를 처리하고(S650), 하당 동작일 경우에 크레인을 통해 강재를 내려놓는 하당 동작 이벤트를 처리한다(S652).

크레인 이동부(110)는 승강 또는 하강 동작 이벤트를 처리한 후, Pile에 강재가 존재하지 않는 경우에 해당 Pile을 삭제한다(S670).

그리고, 크레인 이동부(110)는 승강 또는 하당 동작 이벤트를 처리한 이후에 크레인의 위치, 무게, 높이에 대한 정보를 통합 DB 서버(140)로 전송하여 해당 값들을 갱신한다(S680).

도 7은 본 발명이 적용된 강재 적치장의 적치 현황에 대해 파일별로 비교한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 강재 적치장은 강재 Pile 구역 Line이 있고, 강재 Pile 구역(A, B)이 있다.

도 7에서 (가)와 같이 강재 Pile 구역(A, B)에 맞게 강재가 적치된 경우 Pile A, B가 존재하며, 이에 따른 효율성은 중간 정도의 수준이 된다.

또한, 도 7에서 (나)와 같이 강재 Pile 구역(A, B)에 맞게 강재가 적치되어 Pile A, B가 존재하나, 구역의 크기보다 강재가 작게 적치되어 효율성이 낮은 정도의 수준이 된다.

그러나, 도 7에서 (다)와 같이 강재 Pile 구역(A, B)에 동적으로 강재가 적치되어 Pile A, B, C가 존재하는 경우에 효율성이 높은 정도의 수준이 된다.

도 7의 (다)와 같이, 본 발명은 강재 적치장의 효율성을 높이고 물량을 소화하기 위해서 동적으로 Pile을 관리하고, 이런 동적 Pile에 대해 크레인에 설치된 위치/무게 센서를 이용하여 동적 Pile 알고리즘으로 추적 관리할 수 있다.

한편, 이후 본 발명의 실시예에서, 크레인 넘버, BAY 개수, pile 개수, 컨베이어 개수 등은 #개로 운영된다. 이에 각 크레인/BAY/pile/컨베이어 수에 맞게 임의로 이름을 정하여 설명한다. 각 pile에는 강재를 1묶음 놓을 수도 있고 2 pile에 3 개의 묶음을 놓을 수도 있다. 여기서, #의 의미는 임의의 개수에 따른 순서를 나타내는 것으로, 1,2,3,4,...'#' 또는 a,b,c,d,...'#' 과 같은 의미이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 개별 컨베이어의 작동 시 강재 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 각 BAY 마다 마그네틱 크레인이 있어 선별 작업을 하고 있으나 전처리장 투입에 있어서는 일반적으로는 크레인(9, 10) 즉, 1 BAY의 크레인들이 A1자리에 하역한다.

강재가 A1에서 A#까지 롤러타입의 컨베이어를 타고 B1까지 오면 B1, B#의 컨베이어(체인 타입)가 상승하여 B1에서 B#까지 이동한다.

강재가 B#에 왔을시 B# 컨베이어가 하강하고 B#쪽의 롤러부터 작동하여 C# 및 전처리 작업장으로 강재가 이동된다.

일반적으로 크레인(9,10) 특히 크레인(9)은 전처리 작업을 전용으로 A1에 지속적으로 공정에 맞게 강재를 투입한다. 그러나 크레인(10)과 병행하여 전처리장에 투입하기도 한다. 이때 크레인(1,2)는 선별작업을 하고 전처리 투입작업은 하지 않는다.

A,C(1,2,...#) 라인은 개별 롤러가 작동 가능하며 B(1,#) 라인은 개별 체인의 상승, 하강이 가능하며 B(2,3,4...) 라인은 기본적으로 체인 컨베이어가 B(1,#)의 상승때 높이에 맞게 설치되어 있고 체인롤러가 개별적으로 작동 가능하다.

또한, A,B,C(1,2,...#) 라인에는 하부에 강재 확인 센서들이 센싱 가능하다. 그리고 컨트롤러를 통해 센싱 신호 처리 / 컨베이어 작동 유무를 제어한다.

C#에서 크레인에 의해 강재의 이동이 없을 시 그 강재는 전처리장으로 투입되고 출고 처리된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전체 컨베이어의 작동 시 강재 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 각 라인(A,B,C)은 개별 모터에 의해 구동되고 각 라인은 전체적으로나 부분적으로 구동 롤러와 아이들 롤러가 체인/벨트 등으로 연결되어 구동된다.

A 라인의 강재는 B1까지 오면 B1, B#의 컨베이어(체인 타입)가 상승하여 B1에서 B#까지 이동한다.

이는 앞선 도 8의 개별 구동과는 달리 B1, B#의 센서에 의해 구동/정지하게 된다. 그리고 실질적인 강재의 이동은 사전에 크레인으로부터 받은 위치에서부터 롤러가 구동하게 되면 엔코더를 통해 회전수에 비례한 거리값으로 환산하여 A,B,C라인에서 어디에 있는지 확인하게 된다.

구동과 관련한 개별/전체적인 작동 방법의 차이는 있으나 둘 다 강재의 이동 위치를 실시간으로 추적 가능하다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따라 강재가 컨베이어에 적치되는 위치에 따른 강재의 이동 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, (가)와 같이 강재가 크레인 이동부(110)의 크레인에 의해 A 라인의 시작점 A1에 놓여지게 되면, 컨베이어 이동부(120)는 컨베이어를 회전 동 작시켜 컨베이어 상에 있는 강재를 A 라인을 따라 A1에서 B 라인의 시작점 B#까지 이동시킨다.

강재가 A1에서 A#까지 롤러타입의 컨베이어를 타고 B1까지 오면 B1, B#의 컨베이어(체인 타입)가 상승하고, 컨베이어 이동부(120)는 B 라인의 컨베이어 상에 있는 강재를 B 라인을 따라 B1에서 B#까지 이동한다.

강재가 B#에 왔을시 B# 컨베이어가 하강하고 B#쪽의 롤러부터 작동하여 C 라인의 컨베이어 상에 놓여지고, 컨베이어 이동부(120)는 C 라인의 컨베이어 상에 있는 강재를 C 라인을 따라 C# 및 전처리 작업장으로 이동시킨다.

한편, (나)와 같이 강재가 크레인 이동부(110)의 크레인에 의해 B 라인의 시작점 B1에 놓여지게 되면, 컨베이어 이동부(120)는 컨베이어를 회전 동작시켜 컨베이어 상에 있는 강재를 B 라인을 따라 B1에서 B 라인의 시작점 B#까지 이동시킨다.

다른 한편, (다)와 같이 강재가 크레인 이동부(110)의 크레인에 의해 C 라인의 시작점 C1에 놓여지게 되면, 컨베이어 이동부(120)는 C 라인의 컨베이어 상에 있는 강재를 C1에서 C#을 거쳐 전처리 작업장으로 이동시킨다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 마그네틱 크레인의 위치 및 무게 정보와, 컨베이어의 위치 정보, 그리고 강재 및 파일에 대한 통합 DB 서버를 이용해 강재 적치장에서 전처리장까지 강재를 실시간으로 이동할 때 이동하는 해당 강재를 추적하여 관리할 수 있도록 하는, 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 시스템 및 방법을 실현할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 이동부의 구성의 한 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법을 설명하기 위한 전체적인 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 실시간 강재 관리 시스템 110 : 크레인 이동부

120 : 컨베이어 이동부 130 : 입력 장치

140 : 통합 DB 서버 210 : 마그네틱 크레인

220 : 무게 확인 센서 230 : 크레인 위치 센서

240 : 메인 컨트롤러 250 : RF 모뎀부

260 : 크레인 운영 PC 410 : 강재 확인 센서

420 : 엔코더부 430 : 컨트롤러

440 : 통신부

Claims

마그네틱 동력을 이용하여 강재를 리프팅하고 이동시켜 하역하는 크레인 이동부;

상기 크레인 이동부에서 하역한 강재를 컨베이어를 이용하여 특정 위치로 이동시키는 컨베이어 이동부;

상기 강재의 정보를 외부로부터 전달받아 입력하거나 사용자로부터 상기 강재를 이동시킬 위치 정보를 입력받는 입력 장치; 및

상기 입력 장치로부터 입력받은 강재의 정보를 강재 데이터베이스에 저장하거나, 상기 크레인 이동부로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 파일 데이터베이스에 저장하거나, 상기 컨베이어 이동부로부터 전달받은 강재 이동 위치 정보를 컨베이어 데이터베이스에 저장하여 관리하는 통합 데이터베이스(DB) 서버;

를 포함하는 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 크레인 이동부는,

상기 마그네틱 동력을 이용하여 상기 강재를 리프팅 또는 하역(Z축)하거나, 주행부(X축)로 이동하며, 횡행부(Y축)로도 이동시키는 마그네틱 크레인;

상기 마그네틱 크레인에 로드셀로 설치되어, 상기 강재를 리프팅 시 무게를 측정하는 무게 확인 센서;

상기 마그네틱 크레인에 의해 상기 강재가 주행부(X축)나 횡행부(Y축) 및 리프팅 또는 하역(Z축)에 따라 이동될 때 상기 마그네틱 크레인의 위치를 확인하는 크레인 위치 센서;

상기 크레인의 위치 및 무게에 관한 정보를 취합하여 외부로 송출하도록 제어하는 메인 컨트롤러;

상기 크레인의 위치 및 상기 강재의 무게에 관한 정보를 상기 통합 DB 서버로 무선으로 송출하는 RF 모뎀부; 및

상기 메인 컨트롤러로 들어오는 크레인의 위치 및 강재의 무게에 관한 정보를 처리하고, 상기 크레인의 위치 및 상기 강재의 무게에 관한 정보가 무선으로 송출되도록 상기 RF 모뎀부를 제어하거나, 운영 소프트웨어를 통해 작업자에게 편의를 제공하는 크레인 운영 PC;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 크레인 위치 센서는,

개별 파일(Pile)의 태그를 통해 인식하는 RFID 방식, 구동 모터의 회전과 거리를 환산하는 엔코더(Encoder) 방식, 고정 위치에서 크레인으로의 변위를 측정하 는 레이저 변위측정 방식, 고정부에서 크레인에 와이어를 설치해 강재의 이동에 따른 와이어의 길이로 거리를 환산하는 와이어 엔코더 방식, X Y축의 위치를 확인하는 GPS 방식 중 하나 이상의 방식으로 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 크레인 위치 센서의 이동 거리 측정 오차에 대한 보정으로 개별 구간에 근접 센싱 포인트를 설치하여 근접 센서를 통해 확인하여 그 위치값을 보정하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 컨베이어 이동부는,

상기 컨베이어 위에 강재가 놓인 것을 인식하여 유무를 확인하는 강재 확인 센서;

상기 컨베이어의 모터의 회전을 측정하여 그에 따른 거리 값으로 환산하여 상기 강재의 이동 거리를 산출하는 엔코더부;

상기 컨베이어의 센싱 처리 및 상기 컨베이어의 롤러 또는 체인부를 구동 또는 정지시키는 컨트롤러; 및

상기 센서들의 유선 처리 및 상기 컨트롤러의 신호를 유선 또는 무선을 병행해 상기 통합 DB 서버로 전송하는 통신부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템.
제 5 항에 있어서,

상기 강재 확인 센서는,

근접 센서, 터치 센서, 리미트 스위치를 포함해 물체의 인식 유무를 확인할 수 있는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 실시간 강재 관리 시스템.
크레인 이동부와 컨베이어 이동부, 입력 장치 및 통합 데이터베이스(DB) 서버를 포함하는 시스템의 강재 관리 방법으로서,

(a) 상기 입력 장치가 이동시킬 강재의 정보를 입력하여 상기 크레인 이동부로 전달하는 단계;

(b) 상기 크레인 이동부가 크레인의 위치와 무게 및 높이에 대한 정보를 획득하여 상기 통합 DB 서버로 전송하는 단계;

(c) 상기 크레인 이동부가 상기 이동시킬 강재를 파일로 이동할 지, 컨베이 어로 이동할 지를 선별하는 단계;

(d) 상기 크레인 이동부가 상기 이동시킬 강재를 해당 파일로 이동하거나 상기 컨베이어 이동부의 컨베이어 상으로 이동시키는 단계;

(e) 상기 크레인 이동부 또는 상기 컨베이어 이동부가 상기 강재를 이동한 후 상기 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 상기 통합 DB 서버로 전송하는 단계; 및

(f) 상기 통합 DB 서버가 상기 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 갱신하는 단계;

를 포함하는 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 (b) 단계는, 상기 통합 DB 서버가 상기 위치와 무게 및 높이에 대한 정보를 파일 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 (e) 단계에서 상기 강재를 컨베이어로 이동하는 경우, 상기 (f) 단계는 상기 통합 DB 서버가 상기 강재의 위치와 무게에 대한 정보를 컨베이어 데이터베이 스에 저장하여 갱신하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 (d) 단계에서, 상기 크레인 이동부가 크레인의 이동 상태나 무게 변화, 높이 변화에 따라 상기 강재의 승강이나 하강을 판단하고, 이동될 파일이 존재하는 경우에 상기 강재를 해당 파일에서 들어올리거나 해당 파일에 내리는 이벤트를 수행하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 (d) 단계에서, 이동될 파일이 존재하지 않는 경우에 해당 파일을 생성한 후 상기 강재를 해당 파일에서 들어올리거나 해당 파일에 내리는 이벤트를 수행하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 (d) 단계는, 상기 컨베이어 이동부가 상기 크레인 이동부로부터 상기 강재를 전달받으면, 개별 모터에 체인 또는 벨트에 의해 연결된 구동 롤러와 아이 들 롤러의 회전에 따라 상기 강재를 컨베이어를 통해 해당 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 (d) 단계는, 상기 컨베이어 이동부가 상기 강재를 상기 컨베이어를 통해 해당 위치로 이동시킬 때 특정 위치에서 센서를 통해 상기 강재가 감지되면 이동을 중지하고, 엔코더를 통해 롤러의 회전수에 비례한 거리값으로 환산하여 상기 강재의 위치 정보로 상기 통합 DB 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 크레인과 컨베이어를 이용한 강재 관리 방법.