KR20160010686A

KR20160010686A - 케이블 로봇 시스템 및 운영 방법

Info

Publication number: KR20160010686A
Application number: KR1020140090239A
Authority: KR
Inventors: 이정우; 이재승; 이지형
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2014-07-17
Publication date: 2016-01-28
Also published as: KR101649492B1

Abstract

본 발명은 장비를 들어올려 이동시키기 위한 케이블 로봇 시스템(100)에 관한 것으로서, 양측으로 복수개 설치되며 높이 조절이 가능한 마스트(110)와; 상기 마스트(110)의 상단부에 길이 조절이 가능하도록 설치되는 케이블(120)과; 상기 케이블(120)에 의해 공중에 매달린 상태로 설치되는 케이블 로봇(130)과; 장비를 체결하기 위하여 상기 케이블 로봇(130)에 설치되는 와이어(140)와; 장비를 스캐닝하고 장애물을 감지하기 위하여 상기 케이블 로봇(130)에 설치되는 스캐너(150)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 겐트리 크레인 대신에 설치되어 비교적 가벼운 장비를 간편하게 들어올려 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 인력으로 들기에는 무거운 장비를 이동시킴으로써 작업자들의 근골격계 질환을 예방할 수 있다. 장비 이송 시 장애물을 감지하여 자동으로 회피할 수 있다.

Description

케이블 로봇 시스템 및 운영 방법{Cable robot system and management method thereof}

본 발명은 케이블 로봇 시스템 및 운영 방법에 관한 것으로서, 특히 비교적 가벼운 장비를 간편하게 들어올려 이동시킬 수 있는 케이블 로봇 시스템 및 운영 방법에 관한 것이다.

조선소에서의 소조립 공정과 같이 정반 위에 부재가 흩어져서 설치되는 경우, 용접에 필요한 장비를 부재 위에 올려야 한다. 그런데, 공장 내에 설치되어 있는 겐트리 크레인의 경우 무거운 철판을 들어야 하므로, 무겁지만 인력으로 들 수 있는 장비를 옮길 때에는 사용하지 않는다. 따라서, 철판(부재, 블록)을 제외한 다른 장비는 작업자가 직접 손으로 들어서 옮기고 있는 실정이다. 이에 따라, 임시로 비교적 가벼운 장비를 간편하게 들어올리는 장치가 필요하다.

한편, 종래 관련 분야 특허 기술로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 천정과 바닥면에 일정간격 이격되고 길이방향으로 연장되는 복수의 티이자(T)형 론지(11,12)가 설치되고, 상기 론지(11,12)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 격리되며 서로 인접되는 공간끼리 연통되도록 연통창(21)을 갖는 복수의 격벽(20)이 마련된 선박구조물의 블록(10) 내에서, 상기 격벽(20)을 사이에 두고 일측 공간부 내의 물체(30)를 상기 격벽(20) 건너편인 타측 공간부로 이송시키기 위해서, 상기 격벽(20)의 연통창(21)을 사이에 두고 인접되는 두 공간의 각 천정 론지(11)에 설치되는 한 쌍의 행거(40)와, 상기 한 쌍의 행거(40) 하단부에 연결되어 상기 연통창(21)을 관통하여 배치되는 가이드레일(50) 및 상기 물체(30)를 승강시키고 가이드레일(50)을 따라 연통창(21)을 관통하여 상기 물체(30)를 건너편 공간으로 이송시키는 승강이송기(60)를 포함하는 구성으로 되어 있는 물체 이송 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

국내공개특허 2012-0122056

이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위한 것으로서, 비교적 가벼운 장비를 간편하게 들어올려 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 설치와 이동이 간편하므로, 작업영역 변경이 용이하여 현장 상황에 맞게 능동적으로 대처할 수 있는 케이블 로봇 시스템 및 운영 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템은, 장비를 들어올려 이동시키기 위한 케이블 로봇 시스템으로서, 양측으로 복수개 설치되며 높이 조절이 가능한 마스트와; 상기 마스트의 상단부에 길이 조절이 가능하도록 설치되는 케이블과; 상기 케이블에 의해 공중에 매달린 상태로 설치되는 케이블 로봇과; 장비를 체결하기 위하여 상기 케이블 로봇에 설치되는 와이어를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기에서, 장비를 스캐닝하고 장애물을 감지하기 위하여 상기 케이블 로봇에 설치되는 스캐너를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 스캐너는 각각 X,Y축 방향으로 스캐닝하기 위한 2대의 2D 스캐너로 구성될 수 있다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템 운영 방법은, 상기 케이블 로봇 시스템을 이용하여 장비를 들어올려 이동시키는 운영 방법으로서, 와이어를 이용하여 케이블 로봇에 장비를 체결한 상태에서 마스트의 높이 조절을 통해 장비를 들어올리면서 스캐너를 작동시켜 장비를 스캐닝하는 단계와; 케이블의 길이 조절을 통해 장비를 이동시키면서 스캐너로 장애물을 감지하는 단계와; 장애물 감지 시, 장비가 장애물과 충돌하지 않도록 마스트의 높이 조절을 통해 장비의 높이를 조정하는 단계와; 목적지 도착 시, 마스트의 높이 조절을 통해 장비를 바닥에 내려놓고 스캐너를 작동 중지시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기에서, 장비를 바닥에 내려놓을 때 장비가 바닥면에 근접 시 하강 속도를 저속으로 변경할 수 있다.

본 발명에 따르면, 겐트리 크레인 대신에 설치되어 비교적 가벼운 장비를 간편하게 들어올려 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 인력으로 들기에는 무거운 장비를 들어올려 이동시킴으로써 작업자들의 근골격계 질환을 예방할 수 있다. 또한, 장비 이송 시 장애물을 감지하여 장비와의 충돌을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 물체 이송 장치의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템의 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템의 운영 방법의 제1 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템의 운영 방법의 제2 공정도.
도 5는 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템의 운영 방법의 제3 공정도.
도 6은 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템의 운영 방법의 제4 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템의 개념도, 도 3 내지 6은 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템의 운영 방법의 공정도이다.

본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템은 비교적 가벼운 장비를 간편하게 들어올려 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 설치와 이동이 간편하므로, 작업영역 변경이 용이하여 현장 상황에 맞게 능동적으로 대처할 수 있도록 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템(100)은 비교적 가벼운 장비(A)를 간편하게 들어올려 이동시키기 위한 케이블 로봇 시스템으로서, 마스트(110), 케이블(120), 케이블 로봇(130), 와이어(140) 및 스캐너(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 마스트(110)는 좌우 양측으로 복수개(예를 들면 4개)가 직립 설치될 수 있는데 상하로 신축되어 높이 조절이 가능하다.

상기 케이블(120)은 상기 마스트(110)의 상단부에 길이 조절이 가능하도록 설치된다.

상기 케이블 로봇(130)은 상기 케이블(120)에 의해 공중에 매달린 상태로 설치된다.

상기 와이어(140)는 이송할 장비(A)를 체결하기 위하여 상기 케이블 로봇(130)에 설치된다. 이때, 장비 보관함을 구비할 수도 있다.

상기 스캐너(150)는 구체적으로는 2D 스캐너로서 장비(A)를 스캐닝하고 장애물을 감지하기 위하여 상기 케이블 로봇(130)에 설치된다. 즉, 와이어(140)에 의해 케이블 로봇(130)의 아래 방향에 체결되는 장비(A) 및 장비(A) 주변의 장애물을 스캐닝하기 위하여 케이블 로봇(130)의 저면에 설치되는 것이다.

부연하여, 상기 스캐너(150)는 2대의 2D 스캐너로 구성될 수 있는데, 1대의 스캐너는 장비(A)를 X축 방향으로 스캐닝하고 다른 1대의 스캐너는 장비를 Y축 방향으로 스캐닝하여 장비(A)의 바운더리를 계산할 수 있다.

이때, 장비(A)가 사각형이 아닌 곡 형상을 가질 경우, 스캐너(150)는 장비(A)의 가장 긴 길이를 갖는 부분에 위치하는 것이 바람직하고, 또는 스캐너(A)가 각각 X축, Y축으로 이동하며 장비를 스캐닝하는 것이 바람직하다.

이제, 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템(100)을 이용하여 장비를 들어올려 이동시키는 운영 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 와이어(140)를 이용하여 케이블 로봇(130)에 장비(A)를 체결한 상태에서 마스트(120)의 높이 조절을 통해 케이블 로봇(130)에 체결된 장비(A)를 들어올리면서 스캐너(150)를 작동시켜 장비(A)를 스캐닝한다(도 3 참조). 장비(A)를 스캐닝하는 것은 장비(A)의 가로, 세로, 높이를 산출하기 위함이다.

다음에, 케이블(120)의 길이 조절을 통해 케이블 로봇(130)에 체결된 장비(A)를 이동시키면서 스캐너(150)로 장애물을 감지한다(도 4 참조).

다음에, 장애물이 감지되게 되면, 장비(A)가 장애물과 충돌하지 않도록 마스트(110)의 높이 조절을 통해 케이블 로봇(130)에 체결된 장비(A)의 높이를 적절히 조정한다(도 5 참조).

마지막으로, 목적지에 도착하게 되면, 마스트(110)의 높이 조절을 통해 장비(A)를 바닥 즉, 부재(B)위에 내려놓고 스캐너(150)를 작동 중지시킨다(도 6 참조).

이때, 장비(A)를 부재(B)위에 내려놓을 때 장비(A)가 부재(B)위에 근접 시 장비(A)의 파손을 방지하기 위하여 마스트(110)의 높이 조절 속도를 통해 케이블 로봇(130)의 하강 속도를 저속으로 변경하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 겐트리 크레인 대신에 설치되어 비교적 가벼운 장비를 간편하게 들어올려 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 인력으로 들기에는 무거운 장비를 이동시킴으로써 작업자들의 근골격계 질환을 예방할 수 있다. 또한, 장비 이송 시 장애물을 감지하여 장비와의 충돌을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 케이블 로봇 시스템 및 운영 방법을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 케이블 로봇 시스템
110 : 마스트
120 : 케이블
130 : 케이블 로봇
140 : 와이어
150 : 스캐너

Claims

장비를 들어올려 이동시키기 위한 케이블 로봇 시스템(100)으로서,
양측으로 복수개 설치되며 높이 조절이 가능한 마스트(110)와;
상기 마스트(110)의 상단부에 길이 조절이 가능하도록 설치되는 케이블(120)과;
상기 케이블(120)에 의해 공중에 매달린 상태로 설치되는 케이블 로봇(130)과;
장비를 체결하기 위하여 상기 케이블 로봇(130)에 설치되는 와이어(140)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 시스템.
청구항 1에 있어서,
장비를 스캐닝하고 장애물을 감지하기 위하여 상기 케이블 로봇(130)에 설치되는 스캐너(150)를 구비한 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 스캐너(150)는 각각 X,Y축 방향으로 스캐닝하기 위한 2대의 2D 스캐너로 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 시스템.
청구항 2 또는 3에 기재된 케이블 로봇 시스템을 이용하여 장비를 들어올려 이동시키는 운영 방법으로서,
와이어를 이용하여 케이블 로봇에 장비를 체결한 상태에서 마스트의 높이 조절을 통해 장비를 들어올리면서 스캐너를 작동시켜 장비를 스캐닝하는 단계와;
케이블의 길이 조절을 통해 장비를 이동시키면서 스캐너로 장애물을 감지하는 단계와;
장애물 감지 시, 장비가 장애물과 충돌하지 않도록 마스트의 높이 조절을 통해 장비의 높이를 조정하는 단계와;
목적지 도착 시, 마스트의 높이 조절을 통해 장비를 바닥에 내려놓고 스캐너를 작동 중지시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 시스템 운영 방법.
청구항 4에 있어서,
장비를 바닥에 내려놓을 때 장비가 바닥면에 근접 시 하강 속도를 저속으로 변경하는 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 시스템 운영 방법.