KR20150022042A - 케이블 포설 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 트레이(21)(22)(23)를 지닌 전로 상에 케이블(10)을 포설하는 시스템에 있어서: 상기 전로 상에 배치되는 파지수단(30); 상기 전로의 다수의 지점에 파지수단(30)과 동조하도록 배치되고, 엑츄에이터의 왕복운동으로 케이블(10)을 당기는 구동수단(40); 및 상기 파지수단(30)과 구동수단(40)을 단위제어기(52)와 중앙제어기(56)로 분산 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 전로가 협소하거나 직선과 곡선의 긴 거리 전로의 포설시에 여러대를 협업으로 운용하여 작업 인원의 투입을 최소화하면서 공정의 시수를 단축할 수 있는 효과가 있다.

Description

케이블 포설 시스템{Cable installation system}

본 발명은 케이블 포설 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전로가 협소하거나 직선과 곡선의 긴 거리 전로의 포설시에 여러대를 협업으로 운용하여 작업이 가능한 케이블 포설 시스템에 관한 것이다.

전선포설작업은 많은 인원이 투입되어 왔으나, 작업조건이 열악(좁은공간, 높거나 깊은 케이블 트레이 등)하여 실제 작업을 위해 많은 힘을 내지 못하며, 근골격계 질환을 유발시키고 있어 포설효율성은 일반 다른 작업에 비해 매우 낮은편이다. 이러한 이유로 많은 개발자들이 포설의 자동화 기계화를 위한 장치를 개발하여 왔지만 소형/경량/고속/고출력의 장치를 개발하지 못한 관계로 제한된 범위에서 기계화 포설이 이루어지고 있다.

이러한 종래의 장비에는 전기/엔진/공압식 윈치류 포설기와, 롤러/무한궤도/볼 형태의 풀러와 피더, 그리고 마지막으로 가이드로프를 견인하기 위한 로봇도 사용되고 있다. 하지만 선술한 장비의 대부분이 무겁고 크기가 매우 커서 공간이 좁은 전로에는 적용이 힘들며, 주로 직선전로에서 사용되고 있다. 더구나 선박용 전로나 플랜트의 전로 상에는 곡선부와 수직부가 많으므로 새로운 형태의 케이블 포설 시스템이 필요하다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행특허로서, 한국 등록특허공보 제1086385호는 케이블의 이송경로를 따라 배치되어 있으며, 케이블을 이송방향으로 밀어주는 구동드럼이 마련된 이송부와 상기 구동드럼에 케이블을 압착하는 압착부를 구비한 복수의 케이블 포설장치; 및 상기 복수의 케이블 포설장치를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 케이블 이송에 필요한 압착력, 이송속도 및 이송토크 등을 조절하여 이송 시에 케이블의 손상을 방지하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행특허에 의하면 구동드럼과 압착부의 크기가 크므로 전로가 협소하거나 다수의 직선과 곡선을 포함하는 긴 거리 전로의 포설에 여전히 많은 노동력을 요하게 된다.

1. 한국 등록특허공보 제1086385호 "케이블 포설시스템"(공개일자 : 2011. 2. 25.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 전로가 협소하거나 직선과 곡선의 긴 거리 전로의 포설시에 여러대를 협업으로 운용하여 작업 인원의 투입을 최소화하면서 공정의 시수를 단축할 수 있는 케이블 포설 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 트레이를 지닌 전로 상에 케이블을 포설하는 시스템에 있어서: 상기 전로 상에 배치되는 파지수단; 상기 전로의 다수의 지점에 파지수단과 동조하도록 배치되고, 엑츄에이터의 왕복운동으로 케이블을 당기는 구동수단; 및 상기 파지수단과 구동수단을 단위제어기와 중앙제어기로 분산 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 파지수단은 카형그리퍼, U형그리퍼, 풍선형그리퍼에서 선택되는 조합을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 구동수단은 스위치, 조절밸브, 시간지연밸브로 엑츄에이터 간의 작동 타이밍을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제어수단의 단위제어기는 트레이의 할당된 영역에 배치된 파지수단과 구동수단을 동조하여 케이블을 당기는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제어수단의 중앙제어기는 트레이 상의 파지수단과 구동수단의 배치 위치를 연산하여 표시하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 전로가 협소하거나 직선과 곡선의 긴 거리 전로의 포설시에 여러대를 협업으로 운용하여 작업 인원의 투입을 최소화하면서 공정의 시수를 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전체적인 설치 및 제어방법이 매우 간단하여 유지보수도 용이한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명이 적용되는 트레이를 예시적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 주요부 연결상태를 나타내는 블록도
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 파지수단을 나타내는 외형 구성도
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 파지수단의 설치상태를 나타내는 구성도
도 5는 본 발명에 따른 구동수단과 제어수단을 나타내는 블록도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 다수의 트레이(21)(22)(23)를 지닌 전로 상에 케이블(10)을 포설하는 시스템에 관하여 제안한다. 전로는 수평트레이(21), 수직트레이(22), 코너트레이(23)를 포함하여 구성된다. 선박과 플랜트에 있어서 전로는 협소하거나 다수의 직선과 곡선을 포함하는 긴 길이로 형성된다. 곡선의 전로는 코너트레이(23)를 비롯한 다수의 지점에 구성되기도 한다.

본 발명에 따르면 상기 전로 상에 파지수단(30)이 배치된다. 파지수단(30)는 후술하는 구동수단(40)의 왕복운동시 파지와 파지해제를 자동으로 수행한다. 파지수단(30)을 도입하는 것은 협소한 전로에 설치가 용이한 점에 기인한다. 종래의 윈치류 포설기의 경우 주로 직선전로에 굵은 전력선을 포설할 때 사용된다. 매우 긴 전로에 케이블을 설치하는 경우에는 케이블과 전로의 마찰 때문에 마찰을 줄이기 위해서 주로 롤러 등을 함께 이용하지만, 그럼에도 불구하고 케이블(10)에 매우 큰 장력이 작용하므로 케이블(10)이 손상될 가능성이 높다.

특히나 곡선전로와 직선전로가 혼합된 경우에는 곡선전로 자체에도 매우 큰힘이 작용하게 되므로 파손의 위험이 높아 곡선전로가 혼합된 경우에는 윈치의 사용에 한계가 있다. 더욱이 대형 윈치류는 매우 큰 사이즈로 인하여 크레인을 주변에서 사용할 수 있는 환경과 공간이 확보되어야 한다. 소형 윈치류는 전기식이 주로 사용되며 대형에 비해서 설치공간에 대한 제약이 비교적 적다. 하지만 윈치 자체가 가지는 크기가 있기 때문에 전로내에는 위치시킬 수 없으며, 전로 외부에 따로 설치하여야 한다. 또한 무게도 무거워 설치한 이후에는 옮기는 것이 쉽지 않다. 더불어 윈치에는 구조상 로프 혹은 풀링그립(스타킹)을 사용할 수밖에 없으며 이로 인하여 일정 길이만큼 포설 이후에는 다시 로프 혹은 풀링그립을 원래 위치로 복귀하여야 한다. 이로 인하여 연속적인 작업을 할 수 없어 생산성 향상에 큰 기여를 할 수 없다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 파지수단(30)은 카형그리퍼(31), U형그리퍼(33), 풍선형그리퍼(35)에서 선택되는 조합을 사용하는 것을 특징으로 한다. 카형그리퍼(31)는 아암의 회동으로 케이블(10)의 이동을 단속하고, U형그리퍼(33)는 U자밴드의 승하강으로 케이블(10)의 이동을 단속하고, 풍선형그리퍼(35)는 공압으로 밴드의 팽창과 수축을 유발하여 케이블(10)의 이동을 단속한다. 카형그리퍼(31), U형그리퍼(33), 풍선형그리퍼(35)는 소형화가 가능하여 협소한 트레이(21)(22)(23)에 설치가 용이하다.

한편, 도 4처럼 소형의 카형그리퍼(31), U형그리퍼(33), 풍선형그리퍼(35)는 각각의 클램프(37)를 사용하여 트레이(21)(22)(23)의 상면이나 저면에 모두 긴밀하게 지지되도록 설치할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 엑츄에이터의 왕복운동으로 케이블(10)을 당기는 구동수단(40)이 상기 전로의 다수의 지점에 파지수단(30)과 동조하도록 배치된다. 파지수단(30)이 트레이(21)(22)(23)의 중간중간에 설치되는 구조이므로 케이블(10)에 가해지는 장력이 크지 않아 구동수단(40)의 소형화가 가능하다. 케이블(10)의 장력이 큰 경우 등에 있어서는 종래의 윈치, 풀러, 피더 등의 장치들과 구동수단(40)을 협업하는 것도 가능하다.

이때, 롤러/무한궤도/볼 형태의 풀러와 피더의 경우에는 롤러/무한궤도/볼 사이에 케이블을 끼워 작동부를 회전하여 케이블을 풀링 혹은 피딩하게 된다. 이러한 장치의 경우 윈치류 보다는 곡선전로 혹은 수직전로 등의 전로가 꺾인 부분에 대한 사용성이 높다. 하지만 롤러/무한궤도 형태의 장비는 큰 힘을 내기 위해서 장비의 크기가 매우 커서 전로 내부에서 사용하기에는 한계가 있으며, 그나마 볼타입의 풀러와 피더가 선호된다. 다만, 볼타입의 풀러와 피더의 경우에도 핸들링 하기 쉽지 않은 크기와 무게(20kg 이상)를 가지고 있어, 전로 내부에 사용하기에는 한계가 있어 협소한 전로의 경우에는 사용할 수 없다. 특히 해양플랜트의 포설공사의 경우에는 육상의 포설공사와는 다르게 공간을 매우 효율적으로 사용해야 하므로 다단 전로(다단 트레이)의 경우 전로와 전로 사이의 높이차가 매우 작아 장비를 삽입할 수 없다. 이러한 문제로 실제 전선포설공정은 80% 이상이 현재까지도 수작업으로 이루어지는 실정이다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 구동수단(40)은 스위치(41), 조절밸브(43), 시간지연밸브(45)로 엑츄에이터 간의 작동 타이밍을 조절하는 것을 특징으로 한다. 구동수단(40)은 공압식 왕복구동 엑츄에이터가 적절하지만 유압실린더, 전기식, 엔진식 등을 사용할 수도 있다. 이와 같은 엑츄에이터의 작동은 도 5와 같은 스위치(41), 조절밸브(43), 시간지연밸브(45)를 지닌 구성에 의하여 수행된다. 스위치(41)는 작업자가 수동으로 조작하는 레버를 사용하고, 조절밸브(43)는 시작, 정지, 리셋 등의 기능을 수행하고, 시간지연밸브(45)는 파지수단(30)과 구동수단(40)으로 이루어진 장비들간의 시작과 정지 시점에 차이를 설정한다. 물론 도 5와 같은 공압식 회로에 전기식 회로를 병용하는 것도 가능하다.

한편, 본 발명은 파지수단(30)을 구동수단(40)의 엑츄에이터에 부착하여 왕복운동시 케이블(10)이 자동으로 진행되는 구조를 택할 수도 있다. 물론 엑추에이터의 경우에는 공압식 뿐만이 아니라 왕복운동을 수행하는 모든 엑추에이터에 적용될 수 있다. 케이블(10)의 진행방향으로 저항이 작은 경우 파지수단(30) 대신 롤러(도시 생략)를 대체할 수도 있다. 구동수단(40)의 엑츄에이터와 대형 윈치류를 함께 사용하여 포설속도를 증대하는 것도 가능하다.

공압을 이용할 경우 전기에 비해서 현장 유지보수성이 좋고, 일시적으로 다수 장비들간에 동기구동이 맞지 않아 케이블이 움직이지 않는 과부하가 걸린 상태라 하더라도 전기식 모터의 과부하와 같은 오작 현상을 배제할 수 있다. 오히려 자동으로 동기화가 맞추어지는 상태, 즉 각 엑추에이터별 최대 압력이 적용되는 상태까지 동작지연 효과가 있어 자동으로 동기를 맞추는데 유리하다.

또, 본 발명에 따르면 제어수단(50)이 상기 파지수단(30)과 구동수단(40)을 단위제어기(52)와 중앙제어기(56)로 분산 제어한다. 단위제어기(52)는 트레이(21)(22)(23)의 설정된 영역별로 설치되고, 중앙제어기(56)는 조작이 편리한 위치에서 다수의 단위제어기(52)와 연결된다. 본 발명의 프로세스 로직을 복수의 단위제어기(52)에 분산시켜 작동 속도와 신뢰성은 향상하고 이상 발생시 그 위험 부담을 최소화한다. 중앙제어기(56)는 분산된 단위제어기(52)에 대한 관리기능 외에 외부 장치와의 프로세스 정보처리기능도 지닌다. 단위제어기(52)와 중앙제어기(56)의 사이에는 무선조작기(54)를 개재할 수도 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단(50)의 단위제어기(52)는 트레이(21)(22)(23)의 할당된 영역에 배치된 파지수단(30)과 구동수단(40)을 동조하여 케이블(10)을 당기는 것을 특징으로 한다. 도 1처럼 수평트레이(21) 영역, 수직트레이(22) 영역, 코너트레이(23) 영역으로 구분하여 파지수단(30)과 구동수단(40)을 설치하고 단위제어기(52)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 케이블(10)은 전로의 수평부, 수직부, 코너부를 설정된 하중과 속도로 당겨지고 이동된다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단(50)의 중앙제어기(56)는 트레이(21)(22)(23) 상의 파지수단(30)과 구동수단(40)의 배치 위치를 연산하여 표시하는 것을 특징으로 한다. 중앙제어기(56)는 트레이(21)(22)(23)의 좌표정보를 활용하여 파지수단(30), 구동수단(40), 단위제어기(52)의 배치를 연산할 수 있다. 연산된 결과는 디스플레이에 표시하여 최소한의 작업자가 신속하고 정확하게 처리할 수 있도록 조력한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 케이블 21, 22, 23: 트레이
30: 파지수단 31: 카형그리퍼
33: U형그리퍼 35: 풍선형그리퍼
37: 클램프 40: 구동수단
41: 스위치 43: 조절밸브
45: 시간지연밸브 50: 제어수단
52: 단위제어기 54: 무선조작반
56: 중앙제어기

Claims (5)

1. 다수의 트레이(21)(22)(23)를 지닌 전로 상에 케이블(10)을 포설하는 시스템에 있어서:
   상기 전로 상에 배치되는 파지수단(30);
   상기 전로의 다수의 지점에 파지수단(30)과 동조하도록 배치되고, 엑츄에이터의 왕복운동으로 케이블(10)을 당기는 구동수단(40); 및
   상기 파지수단(30)과 구동수단(40)을 단위제어기(52)와 중앙제어기(56)로 분산 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 케이블 포설 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 파지수단(30)은 카형그리퍼(31), U형그리퍼(33), 풍선형그리퍼(35)에서 선택되는 조합을 사용하는 것을 특징으로 하는 케이블 포설 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동수단(40)은 스위치(41), 조절밸브(43), 시간지연밸브(45)로 엑츄에이터 간의 작동 타이밍을 조절하는 것을 특징으로 하는 케이블 포설 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단(50)의 단위제어기(52)는 트레이(21)(22)(23)의 할당된 영역에 배치된 파지수단(30)과 구동수단(40)을 동조하여 케이블(10)을 당기는 것을 특징으로 하는 케이블 포설 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단(50)의 중앙제어기(56)는 트레이(21)(22)(23) 상의 파지수단(30)과 구동수단(40)의 배치 위치를 연산하여 표시하는 것을 특징으로 하는 케이블 포설 시스템.

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