KR20230129772A - Pipe conneting apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배관 연결 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배관 연결구의 자세에 따라 배관 연결구의 중심과 배관 조립체의 중심을 정렬하여 정확하게 연결시킬 수 있는 배관 연결 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a piping connecting device and method, and more specifically, to a piping connecting device and method that can accurately connect the piping connector by aligning the center of the piping connector with the center of the piping assembly according to the posture of the piping connector.
일반적으로 래들(ladle)은 용선, 용강 등의 용융물을 담아 온도를 유지하면서 이동시키거나, 조업을 수행하는 용기로 사용될 수 있다. 이러한 래들은 내부에 용융물을 장입할 수 있도록 상부가 개방되는 중공형으로 형성된다. 또한, 래들에 수용되는 용융물을 외부로 배출시킬 수 있도록 바닥에는 배출구가 형성되며, 유압 실린더에 의해 작동하여 배출구를 개폐시키는 슬라이딩 게이트가 설치된다. 이때, 래들에는 유압 실린더와 연통되는 배관 연결구가 설치되고, 배관 연결구에는 유압 실린더에 유체를 공급하기 위한 배관 조립체가 연결된다.In general, a ladle can be used as a container to hold molten material such as molten iron or molten steel and move it while maintaining the temperature, or to perform operations. These ladles are formed in a hollow shape with an open top so that molten material can be charged inside. In addition, an outlet is formed at the bottom so that the melt contained in the ladle can be discharged to the outside, and a sliding gate is installed to open and close the outlet by operating by a hydraulic cylinder. At this time, a piping connector in communication with the hydraulic cylinder is installed in the ladle, and a piping assembly for supplying fluid to the hydraulic cylinder is connected to the piping connector.
한편, 연속주조공정에서는 용융물이 수용된 래들을 래들 터렛에 안착시키고, 슬라이딩 게이트를 작동시키기 위해 래들에 설치된 배관 연결구에 배관 조립체를 연결한다. 또한, 래들에 수용된 용융물이 배출된 이후에는 래들 교체를 위해서 배관 연결구에서 배관 조립체를 분리한다. 이와 같이 배관 연결구에 배관 조립체를 연결하고, 분리하는 작업은 작업자가 수작업으로 수행하고 있다. 그런데 래들에는 고온의 용융물이 수용되기 때문에 배관 조립체에서 배관 연결구를 연결하거나 분리하는 과정에서 용융물의 비산, 낙하 등으로 인해 작업자가 안전사고에 노출되는 문제가 있다.Meanwhile, in the continuous casting process, the ladle containing the melt is seated on the ladle turret, and the piping assembly is connected to the piping connector installed on the ladle to operate the sliding gate. Additionally, after the melt contained in the ladle is discharged, the piping assembly is separated from the piping connector to replace the ladle. In this way, the work of connecting and disconnecting the piping assembly from the piping connector is performed manually by workers. However, since high-temperature melt is contained in the ladle, there is a problem in which workers are exposed to safety accidents due to melted material scattering or falling during the process of connecting or disconnecting the piping connector from the piping assembly.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 한국 등록특허 제1632439호에는 배관 연결구에 배관 조립체를 자동으로 연결시키고 분리시킬 수 있는 래들 슬라이딩 게이트 유압 연결 장치가 제시되어 있다. 그러나 래들 슬라이딩 게이트 유압 연결 장치는 정해진 방향으로만 이동하도록 제작되어 있다. 이에 배관 연결구가 래들에 수용된 고온의 용융물에 의해 변형되는 경우에는 배관 연결구의 중심이 래들 슬라이딩 게이트 유압 연결 장치의 이동 경로에서 벗어나기 때문에 배관 연결구에 배관 조립체를 정확하게 연결시킬 수 없는 문제가 있다.To solve this problem, Korean Patent No. 1632439 proposes a ladle sliding gate hydraulic connection device that can automatically connect and disconnect the piping assembly from the piping connector. However, ladle sliding gate hydraulic linkages are manufactured to move only in a defined direction. Accordingly, when the piping connector is deformed by high-temperature melt contained in the ladle, the center of the piping connector deviates from the movement path of the ladle sliding gate hydraulic connector, so there is a problem in that the piping assembly cannot be accurately connected to the piping connector.
본 발명은 배관 연결구의 자세에 맞추어 배관 조립체를 정렬시키고 배관 연결구에 정확하게 연결시킬 수 있는 배관 연결 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a piping connection device and method that can align a piping assembly according to the posture of the piping connector and accurately connect it to the piping connector.
본 발명은 작업자의 업무 부담을 경감시키고, 안전 사고의 발생을 억제할 수 있는 배관 연결 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a piping connection device and method that can reduce the work burden of workers and prevent the occurrence of safety accidents.
본 발명의 실시 형태에 따른 배관 연결 장치는, 용기에 설치되는 배관 연결구에 배관 조립체를 연결하기 위한 배관 연결 장치로서, 상기 배관 연결구의 화상을 검출하기 위한 검출부; 상기 배관 조립체를 이동시킬 수 있는 작동부; 및 검출된 배관 연결구의 화상을 이용하여 상기 배관 연결구의 상태에 맞추어, 상기 배관 조립체의 위치 및 자세를 조정하도록 상기 작동부의 동작을 제어할 수 있는 제어부;를 포함한다.A piping connecting device according to an embodiment of the present invention is a piping connecting device for connecting a piping assembly to a piping connector installed in a container, comprising: a detection unit for detecting an image of the piping connector; an operating unit capable of moving the piping assembly; and a control unit capable of controlling the operation of the operating unit to adjust the position and posture of the piping assembly according to the state of the piping connector using the detected image of the piping connector.
상기 검출부는, 상기 배관 연결구의 화상을 검출하도록 상기 작동부에 설치되는 화상 검출기; 및 검출된 화상을 분석하기 위한 정보를 생성하고, 검출된 화상에 생성된 정보를 출력할 수 있는 화상 분석기;를 포함할 수 있다.The detection unit may include an image detector installed on the operation unit to detect an image of the pipe connector; and an image analyzer capable of generating information for analyzing the detected image and outputting the information generated on the detected image.
상기 화상 분석기는, 상기 배관 연결구의 크기 및 형상 정보를 이용하여, 상기 배관 연결구의 선단 기준 이미지 정보, 후단 기준 이미지 정보 및 좌표 정보를 생성할 수 있고, 생성된 정보들 중 적어도 하나를 검출된 화상에 투영시킬 수 있다.The image analyzer may generate reference image information for the front end, reference image information for the rear end, and coordinate information of the pipe connector using size and shape information of the pipe connector, and may generate at least one of the generated information as a detected image. It can be projected onto.
상기 검출부는 거리 측정기를 포함할 수 있다.The detection unit may include a distance measuring device.
상기 작동부는 상기 검출부와 상기 배관 조립체를 함께 이동시킬 수 있도록 형성될 수 있다.The operating unit may be formed to move the detection unit and the piping assembly together.
상기 작동부는, 복수의 회전축을 가지는 로봇암; 및 상기 배관 조립체를 지지하도록 상기 로봇암에 설치되는 클램프;를 포함할 수 있다.The operating unit includes a robot arm having a plurality of rotation axes; and a clamp installed on the robot arm to support the piping assembly.
상기 제어부는 상기 배관 조립체의 중심과 상기 화상 검출기의 가상의 중심이 일치하도록 보정할 수 있다.The control unit may correct the center of the piping assembly so that the virtual center of the image detector coincides.
상기 제어부는 검출된 화상 상에서 상기 배관 연결구의 선단 라인에 상기 선단 기준 이미지를 정합시켜, 상기 선단 라인의 중심에 상기 배관 조립체의 선단 중심을 정렬시키도록 상기 작동부를 제어할 수 있다.The control unit may control the operating unit to match the tip reference image to the tip line of the pipe connector on the detected image and align the tip center of the piping assembly with the center of the tip line.
상기 제어부는 검출된 화상 상에서 상기 후단 기준 이미지를 이동시켜 상기 배관 연결구의 후단 라인에 정합시키고, 상기 후단 기준 이미지가 정합된 상기 후단 라인의 중심의 좌표 값 및 상기 선단 기준 이미지가 정합된 상기 선단 라인의 중심의 좌표 값을 검출하여, 상기 선단 라인의 중심이 상기 후단 라인의 중심으로부터 이격되어 있는 방향을 검출할 수 있다.The control unit moves the rear end reference image on the detected image to match it to the rear end line of the pipe connector, and the coordinate value of the center of the rear end line to which the rear end reference image is matched and the front end line to which the front end reference image is matched. By detecting the coordinate value of the center of , the direction in which the center of the leading line is separated from the center of the trailing line can be detected.
상기 제어부는 검출된 화상 상에서 상기 후단 라인의 중심과 상기 선단 라인의 중심 간의 이격 거리(D)와, 상기 배관 연결구의 돌출 길이(L)를 검출하고, 검출된 이격 거리 및 돌출 길이를 이용하여 상기 배관 연결구가 기울어진 각도(θ)를 검출할 수 있다.The control unit detects the separation distance (D) between the center of the rear end line and the center of the leading line and the protrusion length (L) of the pipe connector on the detected image, and uses the detected separation distance and protrusion length to The angle (θ) at which the pipe connector is tilted can be detected.
한편, 본 발명의 실시 형태에 따른 배관 연결 방법은, 용기의 배관 연결구에 배관 조립체를 연결하기 위한 배관 연결 방법으로서, 상기 배관 연결구의 화상을 검출하는 과정; 획득된 화상을 이용하여, 배관 연결구의 선단과 배관 조립체를 정렬시키는 과정; 및 획득된 화상을 이용하여, 배관 연결구의 자세에 맞추어 상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정;을 포함한다.Meanwhile, a piping connecting method according to an embodiment of the present invention is a piping connecting method for connecting a piping assembly to a piping connector of a container, comprising: detecting an image of the piping connector; A process of aligning the tip of the pipe connector and the pipe assembly using the acquired image; and a process of adjusting the posture of the piping assembly to match the posture of the piping connector using the acquired image.
상기 화상을 검출하기 전에 배관 조립체를 상기 배관 연결구의 전방에 위치시키는 과정을 포함하고, 상기 배관 연결구의 화상을 검출하는 과정은, 상기 배관 연결구의 화상을 검출하는 화상 검출기의 가상의 중심과 상기 배관 조립체의 중심이 일치되도록 보정하는 과정을 포함할 수 있다.A process of positioning the piping assembly in front of the piping connector before detecting the image, and the process of detecting the image of the piping connector includes the virtual center of the image detector that detects the image of the piping connector and the piping. A process of correcting the center of the assembly may be included.
상기 배관 연결구의 크기 및 형상 정보를 이용하여, 상기 배관 연결구의 선단 기준 이미지와 후단 기준 이미지를 생성하는 과정을 더 포함하고, 상기 배관 연결구의 선단과 배관 조립체를 정렬시키는 과정은, 획득된 화상 상의 배관 연결구의 선단 라인에 상기 선단 기준 이미지를 정합시키고, 상기 배관 연결구의 선단 라인의 중심에 상기 배관 조립체의 중심을 일치시키는 과정을 포함할 수 있다.It further includes a process of generating a front end reference image and a rear end reference image of the pipe connector using size and shape information of the pipe connector, and the process of aligning the front end of the pipe connector and the pipe assembly includes: The process may include matching the tip reference image to the tip line of the pipe connector and aligning the center of the pipe assembly with the center of the tip line of the pipe connector.
상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정은, 상기 배관 연결구가 변형된 방향을 검출하는 과정; 및 상기 배관 연결구가 변형된 정도를 검출하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of adjusting the posture of the piping assembly includes: detecting a direction in which the piping connector is deformed; and a process of detecting the degree to which the pipe connector has been deformed.
상기 배관 연결구가 변형된 방향을 검출하는 과정은, 획득된 화상 상의 배관 연결구의 후단 라인에 상기 후단 기준 이미지를 정합시키는 과정; 상기 정합된 후단 라인의 중심 좌표값 및 상기 정합된 선단 라인의 중심 좌표값을 도출하는 과정; 및 상기 후단 라인의 중심 좌표값에 대하여 상기 선단 라인의 중심 좌표값이 위치하는 방향을 변형된 방향으로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of detecting the direction in which the pipe connector is deformed includes matching the rear reference image to the rear end line of the pipe connector on the acquired image; Deriving a center coordinate value of the matched trailing edge line and a center coordinate value of the matched leading line; and determining a direction in which the center coordinate value of the front end line is located relative to the center coordinate value of the rear end line as a modified direction.
상기 배관 연결구가 변형된 정도를 검출하는 과정은, 획득된 화상 상에서 상기 정합된 후단 라인의 중심과 상기 정합된 선단 라인의 중심 사이의 이격 거리(D)를 검출하는 과정; 상기 배관 연결구가 돌출 길이(L)를 검출하는 과정; 상기 이격 거리(D)와, 상기 돌출 길이(L)를 삼각함수에 적용하여, 상기 배관 연결구가 기울어진 각도(θ)를 검출하는 과정; 및 상기 각도(θ)를 변형된 정도로 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of detecting the degree to which the pipe connector is deformed includes: detecting a separation distance (D) between the center of the matched rear end line and the center of the matched front end line on an acquired image; A process of detecting a protrusion length (L) of the pipe connector; A process of detecting an angle (θ) at which the pipe connector is tilted by applying the separation distance (D) and the protrusion length (L) to a trigonometric function; and a process of determining the degree of deformation of the angle (θ).
상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정은, 상기 후단 라인의 중심 좌표값에 대하여 상기 선단 라인의 중심 좌표값이 위치하는 방향으로 상기 배관 조립체가 향하는 방향을 조정하고, 상기 배관 연결구가 기울어진 각도만큼 상기 배관 조립체를 기울여 상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정을 포함할 수 있다.The process of adjusting the posture of the piping assembly includes adjusting the direction in which the piping assembly faces in the direction in which the center coordinate value of the leading line is located relative to the center coordinate value of the rear end line, and adjusting the direction in which the piping assembly faces by the angle at which the piping connector is tilted. It may include a process of adjusting the posture of the piping assembly by tilting the piping assembly.
상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정은, 상기 배관 조립체의 중심을 상기 배관 연결구의 선단 라인의 중심과 일치시킨 상태에서, 상기 배관 조립체의 방향 및 각도를 조정하여 상기 배관 연결구의 중심축에 상기 배관 조립체의 중심축을 일치시키는 과정을 포함할 수 있다.The process of adjusting the posture of the piping assembly includes aligning the center of the piping assembly with the center of the tip line of the piping connector and adjusting the direction and angle of the piping assembly to align the piping to the central axis of the piping connector. It may include a process of matching the central axis of the assembly.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 용기에 설치된 배관 연결구에 배관 조립체 정확하고 안전하게 연결시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the piping assembly can be accurately and safely connected to the piping connector installed in the container.
즉, 배관 연결구가 변형된 방향 및 변형된 정도를 검출하고, 검출된 결과에 따라 배관 조립체가 배관 연결구와 나란하게 배치되도록 배관 조립체의 자세를 조정하여, 배관 연결구에 배관 조립체를 정확하게 연결할 수 있다.That is, the direction and degree of deformation of the piping connector are detected, and according to the detected results, the posture of the piping assembly is adjusted so that the piping assembly is arranged in parallel with the piping connector, so that the piping assembly can be accurately connected to the piping connector.
이에, 용기에 수용되는 고온의 용융물 등에 의해 배관 연결구가 변형되어 배관 연결구가 변형되는 경우에도 배관 연결구에 배관 조립체를 정확하고 안전하게 연결시킬 수 있다.Accordingly, even when the piping connector is deformed due to high-temperature melt contained in the container, etc., the piping assembly can be accurately and safely connected to the piping connector.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치를 조업에 적용한 상태를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치를 조업에 적용한 상태를 보여주는 정면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치를 구성하는 작동부의 사시도.
도 4는 작동부를 구성하는 클램프의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 방법을 보여주는 순서도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 방법으로 배관 연결구에 배관 조립체를 연결하는 과정을 보여주는 도면.
도 7은 배관 연결구를 촬영한 이미지와 배관 연결구의 기준 이미지를 개념적으로 보여주는 도면.
도 8은 배관 연결구의 선단 중심을 검출하는 과정을 개념적으로 보여주는 도면.
도 9는 배관 연결구의 선단 중심이 이동된 방향을 검출하는 과정을 개념적으로 보여주는 도면.
도 10은 배관 연결구의 각도를 검출하는 과정을 개념적으로 보여주는 도면.
도 11은 검출된 배관 연결구의 자세에 따라 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정을 보여주는 도면.Figure 1 is a perspective view showing a state in which a pipe connection device according to an embodiment of the present invention is applied to operation.
Figure 2 is a front view showing a state in which the pipe connection device according to an embodiment of the present invention is applied to operation.
Figure 3 is a perspective view of an operating part constituting a pipe connection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a perspective view of a clamp constituting the operating unit.
Figure 5 is a flow chart showing a piping connection method according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing the process of connecting a piping assembly to a piping connector using a piping connection method according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram conceptually showing an image taken of a pipe connector and a reference image of the pipe connector.
Figure 8 is a diagram conceptually showing the process of detecting the center of the tip of a pipe connector.
Figure 9 is a diagram conceptually showing the process of detecting the direction in which the center of the tip of the pipe connector has moved.
Figure 10 is a diagram conceptually showing the process of detecting the angle of a pipe connector.
Figure 11 is a diagram showing the process of adjusting the posture of the piping assembly according to the detected posture of the piping connector.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장되거나 확대될 수 있으며, 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be implemented in various different forms. Only the embodiments of the present invention are provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention. In order to explain embodiments of the present invention, the drawings may be exaggerated or enlarged, and like symbols in the drawings refer to like elements.
본 발명에 따른 배관 연결 장치 및 방법은 다양한 구조체에 설치되는 배관 연결구에 다양한 유체를 공급하기 위한 배관 조립체를 연결하는데 적용될 수 있다. 이때, 구조체는 용기, 벽체 등을 포함할 수 있고, 배관 연결구는 구조체에 돌출되도록 설치될 수 있다. 이하에서는 용기를 주조 공정에서 사용되는 래들로 예시하고, 래들의 배출구를 개폐하는 슬라이딩 게이트와 연결된 유압 실린더에 유체를 공급하기 위한 배관 연결구에 배관 조립체를 연결하는 장치 및 방법을 예시한다.The piping connecting device and method according to the present invention can be applied to connecting piping assemblies for supplying various fluids to piping connectors installed in various structures. At this time, the structure may include a container, a wall, etc., and the piping connector may be installed to protrude from the structure. Below, a container is illustrated as a ladle used in a casting process, and an apparatus and method for connecting a piping assembly to a piping connector for supplying fluid to a hydraulic cylinder connected to a sliding gate that opens and closes the outlet of the ladle are illustrated.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치를 조업에 적용한 상태를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치를 조업에 적용한 상태를 보여주는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치를 구성하는 작동부의 사시도이고, 도 4는 작동부를 구성하는 클램프의 사시도이다.Figure 1 is a perspective view showing a state in which the pipe connection device according to an embodiment of the present invention is applied to operation, Figure 2 is a front view showing a state in which the pipe connection device according to an embodiment of the present invention is applied to operation, and Figure 3 is a view showing the state in which the pipe connection device according to an embodiment of the present invention is applied to operation. It is a perspective view of an operating part constituting a pipe connection device according to an embodiment of the invention, and Figure 4 is a perspective view of a clamp constituting the operating part.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치가 적용되는 주조 설비에 대해서 설명한다.First, a casting facility to which the piping connection device according to an embodiment of the present invention is applied will be described.
도 1 및 도 2를 참조하면, 용강을 수송하는 래들(100)은 래들 터렛(미도시)에 안착되고, 교대로 턴디시(미도시)의 상부에 위치된다. 이때, 래들 터렛은 회전 구동되는 스윙 타워(미도시)의 양쪽에 래들(100)을 안착시킬 수 있도록 된 래들 받침대(미도시)가 설치되고, 래들 받침대에 적어도 2개 이상의 래들(100)이 안착되고, 스윙 타워(미도시)의 회전에 의해 래들(100)을 턴디시의 상부에 교대로 위치시키는 구조체이다. 그리고, 턴디시의 하부에는 용강을 소정의 두께와 폭을 갖는 주편으로 생산하는 주형(미도시)이 설치된다.Referring to Figures 1 and 2,
한편, 래들(100)의 바닥에는 용강을 배출시키기 위한 배출구(미도시)가 설치되고, 래들(100)의 저면에는 배출구를 개폐시키기 위한 슬라이딩 게이트(미도시)가 설치된다. 그리고 래들(100)에는 슬라이딩 게이트를 작동시키기 위한 유압 실린더(미도시)와, 유압 실린더에 유체를 공급하기 위한 배관 연결구(112, 113)가 설치된다.Meanwhile, an outlet (not shown) is installed at the bottom of the
배관 연결구(112, 113)는 래들(100)에 설치된 유압 실린더의 일측 및 타측에 유체를 각각 공급할 수 있도록 2개가 설치될 수 있다. 2개의 배관 연결구(112, 113)에 유체를 선택적으로 공급하면, 슬라이딩 게이트가 배출구를 폐쇄하거나 개방할 수 있다. 2개의 배관 연결구(112, 113)는 서로 다른 직경을 갖도록 형성될 수도 있으나, 2개의 배관 연결구(112, 113)는 거의 동일한 구조를 가지기 때문에 이하에서는 도 6을 참고로 하나의 배관 연결구(112)에 대하여 대표적으로 설명한다.Two piping
배관 연결구(112)는 내부 소켓(112a)과, 내부 소켓(112a)의 외측에 설치되는 외부 소켓(112b)을 포함할 수 있다. 여기서, 내부 소켓(112a)은 외부 소켓(112b)의 내측에 설치되어 최외측으로 돌출되는 배관 연결구(112)의 부품을 의미하며, 외부 소켓(112b)은 래들(100)에 직접 연결되어 고정 설치되는 부품을 의미한다. 이와 같은 내부 소켓(112a)과 외부 소켓(112b)은 적어도 하나의 중간 소켓에 의하여 상호 연결될 수 있음은 물론이다. 또한, 내부 소켓(112a)은 탄성에 의해 외부 소켓(112b)으로부터 돌출된 상태를 유지하도록 외부 소켓(112b)의 내부에 설치되고, 돌출된 상태를 유지하거나, 돌출된 상태에서 외부 소켓(11b) 측으로 함입됨에 따라 폐쇄 또는 개방될 수 있다.The
내부 소켓(112a)과 외부 소켓(112b)은 후술하는 배관 조립체(121)의 외부 커플러(121b) 내부에 삽입되거나 외부 커플러(121b)를 삽입시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 이러한 배관 연결구(112)는 래들(100)에 설치되는 유압 실린더에 유체를 공급할 수 있도록 래들(100)의 하부 외면에 래들(100)의 외측으로 연장되도록 설치될 수 있다. 배관 연결구(112)는 용강의 비산물이나 지금으로부터 오염되는 것을 방지하고, 주변에 설치되는 구조물과의 충돌을 방지하기 위해 별도의 케이스(111) 내에 마련될 수도 있고, 케이스(111)에 의해 둘러싸여질 수도 있다. 이때, 케이스(111) 내에 마련되는 배관 연결구(112)는 케이스(111)의 전면, 즉 외부로 노출된 케이스(111)의 일면에 배치될 수 있으며, 케이스(111)에 의해 둘러싸여지는 경우에는 케이스(111)의 내부에 배치될 수 있다. 이하에서는, 배관 연결구(112)가 케이스(111)의 전면에 배치되는 구조를 예로 들어 설명하나, 배관 연결구(112)가 래들의 하측 외면에 직접 배치되는 경우에도 본 발명의 실시 예가 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.The
배관 조립체(121)는 래들 터렛에 안착된 래들(100)의 배관 연결구(112)에 배관을 연결하기 위한 구조물이다. 배관 조립체(121)는 래들(100)에 설치된 배관 연결구(112, 113)의 개수와 동일한 개수로 마련될 수 있다. 또한, 배관 조립체(121)는 유체를 공급하기 위한 배관의 단부에 설치되고, 배관 연결구(112)의 내부 소켓(112a) 및 외부 소켓(112b)과 체결하기 위한 내부 커플러(121a) 및 외부 커플러(121b)를 포함할 수 있다. 외부 커플러(121b)는 내부 커플러(121a)의 외측에 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 외부 커플러(121b)는 탄성에 의해 이동 가능하며, 이동 방향에 따라 외부 소켓(112b)과 체결되거나 분리될 수 있다. The piping
종래에는, 이러한 배관 조립체(121)를 정해진 방향으로 이동시키는 래들 슬라이딩 게이트 유압 연결 장치를 통해 배관 연결구(112)에 연결시키거나 분리시켰다. 그러나, 배관 연결구(112)가 래들(100)에 수용되는 고온의 용융물에 의해 변형되는 경우에는 배관 연결구(112)의 중심이 래들 슬라이딩 게이트 유압 연결 장치의 정해진 이동 경로에서 벗어나게 되어 배관 연결구에 배관 조립체를 정확하게 연결시킬 수 없는 문제가 있었다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는, 배관 연결구(112)의 변형이 발생하는 경우에도 변형된 배관 연결구(112)의 자세에 맞추어 배관 조립체(121)를 정렬시키고 배관 연결구(112)에 정확하게 연결시킬 수 있는 기술적 특징을 제시한다.Conventionally, the piping
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치(200)는, 용기(100)에 설치되는 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)를 연결하기 위한 배관 연결 장치로서, 배관 연결구(112)의 화상을 검출하기 위한 검출부(250)와, 배관 조립체(121)를 이동시킬 수 있는 작동부(240) 및 검출된 배관 조립체(121)의 화상을 이용하여 배관 연결구(112)의 상태에 맞추어, 배관 조립체(121)의 위치 및 자세를 작동부(240)의 동작을 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 포함한다.Referring to Figures 1 and 2, the
이하에서는, 용기(100)를 래들(100)로 예시하여 설명한다. 또한, 배관 연결구(112)의 상태란, 예를 들어, 고온의 용융물 등에 의하여 배관 연결구(112)가 변형되어, 배관 연결구(112)의 선단 중심의 위치 또는 후단 중심의 위치가 변형 전의 중심 위치, 즉 기설정된 기준 위치로부터 어긋나게 자세가 변형된 것을 의미한다. 이때, 배관 연결구(112)의 선단은 배관 조립체(121)와 마주보는 한 쪽 끝부분, 즉 전술한 내부 소켓(112a)의 돌출된 단부를 의미하며, 배관 연결구(112)의 후단은 배관 연결구(112)가 래들(100)과 연결되는 다른 쪽 끝부분, 즉 래들(100) 또는 케이스(111)에 직접 연결되는 외부 소켓(112b) 또는 외부 소켓(112b)의 단부를 의미한다. 또한, 배관 연결구(112)의 선단 라인은 배관 연결구(112) 선단의 최외측, 즉 가장자리를 의미하고, 후단 라인은 배관 연결구(112) 후단의 최외측, 즉 가장자리를 의미한다. 또한, 배관 연결구(112)의 자세는 배관 연결구(112)가 변형된 방향 및 변형된 정도를 의미하며, 배관 연결구(112)가 변형된 방향은 기준 위치로부터 배관 연결구(112) 선단 중심이 위치하는 방향을 의미하고, 변형된 정도는 배관 연결구(112) 후단 중심의 위치에서 바라본 기준 위치와 배관 연결구(112) 선단 중심 위치 사이의 각도를 의미한다.Hereinafter, the
배관 연결 장치(200)는 래들 터렛 또는 래들(100)의 일측에 설치되어, 래들(100)에 설치되는 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)를 자동으로 연결시킬 수 있다. 이때, 배관 연결 장치(200)는 슬라이딩 게이트에 의해 래들(100)의 배출구가 폐쇄된 상태에서 작동하여 배관 연결구(112, 113)에 배관 조립체(121)를 각각 연결할 수 있다. 배관 연결 장치(200)는 배관 연결구(112)의 화상을 검출하고, 검출된 화상을 이용하여 배관 조립체(121)를 배관 연결구(112)에 정렬시키고, 검출된 화상을 이용하여 배관 연결구(112)의 상태에 맞추어 배관 조립체(121)의 위치 및 자세를 조정하여 배관 연결구(112)에 연결할 수 있다. 이때, 배관 조립체(121)의 위치 및 자세를 조정하는 것은 배관 조립체(121)를 배관 연결구(112)의 선단, 즉 내부 소켓(112a)과 일직선상에 배치되도록 이동시키는 것을 의미한다.The
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 장치(200)에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 래들(100)의 일측에서 수평으로 래들(100) 쪽을 향하는 방향을 전후방향(X)이라 하고, 전후방향(X)에 대해 수평으로 교차하는 방향을 좌우방향(Y)이라 하며, 전후방향(X) 및 좌우방향(Y)에 수직으로 교차하는 방향을 상하방향(Z)이라 한다.Hereinafter, the
도 2를 참조하면, 작동부(240)는 래들(100)의 일측에 래들(100)을 향해 전후진 가능하도록 설치될 수 있다. 작동부(240)는 일부가 래들(100)을 향해 전후진 가능하도록 설치될 수도 있고, 전체가 래들(100)을 향해 전후진 가능하도록 설치될 수도 있다. 전자의 경우, 작동부(240)는 래들(100)과 이격된 위치에 고정되도록 설치되고, 설치된 위치에서 일부가 래들(100)을 향해 전후진할 수 있다. 후자의 경우, 작동부(240)는 일부가 래들(100)을 향해 전후진시킬 수 있는 구동부(220)에 설치되어, 래들(100)을 향해 전후진할 수 있다. 또한, 작동부(240)의 일부는 구동부(220) 상에서 래들(100)을 향해 전후진할 수 있다. 이처럼, 작동부(240)의 일부가 이동 가능하도록 설치될 수도 있고, 작동부(240)가 이동 가능한 구동부(220)에 설치될 수도 있으나, 여기에서는 작동부(240)가 이동 가능한 구동부(220)에 설치되는 예에 대해서 설명한다.Referring to FIG. 2 , the
도 2를 참조하면, 구동부(220)는 래들(100)의 일측에 래들(100)을 향해 연장되도록 설치되는 지지부(210)와, 지지부(210)의 상부에 지지부(210)가 연장되는 방향으로 연장되도록 설치되고, 작동부(240)의 이동 경로를 형성하는 가이드 부재(221)와, 가이드 부재(221)에 이동 가능하도록 설치되는 이동 부재(222) 및 이동 부재(222)를 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 구동기(223)를 포함할 수 있다. 이때, 가이드 부재(221)는 지지부(210)의 상부에 서로 이격되도록 설치되는 한 쌍의 가이드 프레임(221a)과, 한 쌍의 가이드 프레임(221a) 중 적어도 하나에 설치되는 랙 플레이트(221b)를 포함할 수 있다. 그리고 이동 부재(222)는 작동부(240)를 탑재하기 위한 공간을 제공하는 이동차(222a)와, 가이드 부재(221)를 따라 이동하도록 이동차(222a)에 설치되는 휠(222b)을 포함할 수 있다. 이때, 휠(222b)의 외주면에는 랙 플레이트(221b)와 맞물려지도록 형성되는 톱니(미도시)가 형성될 수 있다. 구동기(223)는 휠(222b)을 회전시키기 위한 동력을 발생시킬 수 있고, 이동차(222a)에 설치되거나, 후술하는 작업대(260)에 설치될 수 있다. 이러한 구성에 의해 구동부(220)는 래들(100)을 향해 작동부(240)를 전후진시킬 수 있다. 여기에서는 구동부(220)가 가이드 부재(221)와 이동 부재(222)를 포함하여 작동부(240)를 이동시키는 것으로 설명하였으나, 구동부(220)는 작동부(240)를 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 변경될 수도 있다.Referring to FIG. 2, the drive unit 220 includes a
한편, 구동부(220)에는 작업자가 탑승할 수 있는 작업대(260)가 연결될 수도 있다. 이때, 작업대(260)는 배관 연결구(112)나, 작동부(240)의 작동 상태를 관찰하기 위해 작업자를 래들(100)에 인접한 위치로 이동시킬 수 있도록 마련될 수 있다. 또는 작업대(260)는 작동부(240)가 오작동하거나 고장난 경우, 작업자가 배관 조립체(121)를 배관 연결구(112)에 직접 연결하거나 배관 조립체(121)로부터 배관 연결구(112)를 분리할 수 있도록 작업자를 래들(100) 쪽으로 전진시키거나 래들(100)로부터 후진시키는데 사용될 수도 있다.Meanwhile, a
도 3을 참조하면, 작동부(240)는 배관 연결구(112)의 자세에 따라 배관 조립체(121)를 전후방향(X), 좌우방향(Y) 및 상하방향(Z), 예컨대 전방위로 이동시켜 배관 조립체(121)의 자세를 조정하고, 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)를 연결시킬 수 있다.Referring to FIG. 3, the
이러한 작동부(240)는 복수의 회전축을 가지는 로봇암(241) 및 배관 조립체(121)를 지지하도록 로봇암(241)에 설치되는 클램프(242)를 포함할 수 있다.This
로봇암(241)은 다관절 로봇을 포함할 수 있으며, 적어도 6축 이상의 회전축을 가질 수 있다. 도 3을 참조하면, 로봇암(241)은 이동차(222a)의 상부에 설치되는 몸체(241a)와, 몸체(241a)에 연결되는 제1암 부재(241b), 제1암 부재(241b)에 연결되는 제2암 부재(241c), 제2암 부재(241c)에 연결되는 제3 암 부재(241d), 제3암 부재(241d)에 연결되는 제4암 부재(241e) 및 제4암 부재(241e)에 연결되는 파지 부재(241f)를 포함할 수 있다. 이때, 몸체(241a)는 이동차(222a)에 선회 또는 자전하도록 설치되고, 제1암 부재(241b)는 몸체(241a)에 상하방향(Z)으로 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 제1암 부재 내지 제4암 부재(241b 내지 241e)는 서로 회전 가능하도록 연결되고, 파지부재(241f)는 제4암 부재(241e)에 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 몸체(241a)는 제1암 부재 내지 제4암 부재(241b 내지 241e) 및 파지부재(241f)를 선회시킬 수 있는 선회축(S축)을 형성할 수 있다. 또한, 몸체(241a)와 제1암 부재(241b)의 연결부위에는 제2암 부재 내지 제4암 부재(241c 내지 241e) 및 파지부재(241f)를 상하방향(Z)으로 이동시킬 수 있는 제1굽힘축(L축)을 형성하고, 제1암 부재(241b)와 제2암 부재(241c)의 연결부위에는 제3암 부재(241d), 제4암 부재(241e) 및 파지부재(241f)를 상하방향(Z)으로 이동시킬 수 있는 제2굽힘축(U축)을 형성할 수 있다. 이때, 제1굽힘축(L축) 및 제2굽힘축(U축)에서의 회전방향에 따라 제2암 부재 내지 제4암 부재(241c 내지 241e) 및 파지부재(241f), 또는 제3암 부재(241d) 내지 제4암 부재(241e) 및 파지부재(241f)는 상하방향(Z)은 물론, 전후방향(X)이나 좌우방향(Y)으로 이동할 수 있다.The
또한, 제2암 부재(241c)와 제3암 부재(241d)의 연결부위에는 제3암 부재(241d)를 자전시킬 수 있는 제1회전축(R축)이 형성되고, 제3암 부재(241d)와 제4암 부재(241e)에는 제4암 부재(241e) 및 파지부재(241f)를 상하방향(Z)으로 이동시킬 수 있는 제3굽힘축(B축)이 형성될 수 있다. 그리고 제4암 부재(241e)와 파지부재(241f)의 연결 부위에는 파지부재(241f)를 자전시킬 수 있는 제2회전축(T축)이 형성될 수 있다. 몸체(241a), 제1암 부재(241b) 및 제2암 부재(241c)는 인체에서 팔에 해당하는 역할을 하여, 공간에서 배관 조립체(121)의 자세를 조정할 수 있다. 제3암 부재(241d), 제4암 부재(241e) 및 파지부재(241f)는 인체에서 손목에 해당하는 역할을 하여, 배관 조립체(121)의 자세, 예컨대 각도를 조정할 수 있다. 이러한 구성에 의해 로봇암(241)은 배관 조립체(121)의 자세를 자유자재로 조정하고, 배관 조립체(121)를 전후방향(X)으로 이동시켜 배관 연결구(112)에 연결시킬 수 있다. 또한, 로봇암(241)은 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)를 연결시킨 이후에는 래들(100)로부터 후진할 수 있다.In addition, a first rotation axis (R axis) capable of rotating the
여기에서는 작동부(240)가 로봇암(241)을 포함하는 것으로 설명하나, 작동부(240)는 배관 연결구(112)의 위치에 따라 배관 조립체(121)의 위치 및 자세를 조절할 수 있는 기어 조립체 등 다양한 구조체로 마련될 수 있다.Here, the
도 4를 참조하면, 클램프(242)는 배관 조립체(121)를 지지하도록 로봇암(241)에 설치될 수 있다. 여기에서 배관 조립체(121)의 외부 커플러(121b)는 일부가 내부 커플러(121a)이 연장되는 방향으로 이동 가능하고, 탄성에 의해 원래 설치된 위치로 복귀 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 외부 커플러(121b)는 배관 연결구(112)의 형상에 따라 배관 연결구(112)를 내부에 삽입할 수 있도록 형성될 수도 있고, 배관 연결구(112)의 내부에 삽입되도록 형성될 수도 있다.Referring to FIG. 4, the
클램프(242)는 내부 커플러(121a)을 파지하도록 로봇암(241)에 설치되는 제1클램프(2422)와, 제1클램프에 설치되는 지지 블록(2423) 및 외부 커플러(121b)를 파지할 수 있고, 내부 커플러(121a)과 나란한 방향으로 이동 가능하도록 지지 블록(2423)에 설치되는 제2클램프(2424)를 포함할 수 있다. 이때, 클램프(242)는 로봇암(241)의 파지부재(241f)에 직접 연결될 수도 있고, 로봇암(241)의 파지부재(241f)에 설치되는 고정 블록(2421)에 설치될 수도 있다. 여기에서는 클램프(242)가 고정 블록(2421)에 설치되는 예에 대해서 설명한다.The
고정 블록(2421)은 로봇암(241)의 파지부재(241f)에 고정되도록 설치될 수 있다. 이에 고정 블록(2421)은 파지부재(241f)가 제2회전축(T축)을 기준으로 회전할 때, 파지부재(241f)와 함께 회전할 수 있다.The
제1클램프(2422)는 고정 블록(2421)에 설치되고 내부 커플러(121a)을 수용할 수 있는 제1공간을 제공하는 제1클램프 몸체(2422a)와, 내부 커플러(121a)을 제1공간에 고정시키도록 제1클램프 몸체(2422a)에 이동 가능하게 설치되는 제1고정부재(2422b)를 포함할 수 있다. 이때, 제1공간의 폭은 내부 커플러(121a)의 직경보다 크게 형성될 수 있고, 제1고정부재(2422b)는 내부 커플러(121a)이 연장되는 방향에 대해서 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 제1클램프 몸체(2422a)에 설치될 수 있다. 이에 제1고정부재(2422b)는 제1공간에서 내부 커플러(121a)을 제1클램프 몸체(2422a)에 지지시키고, 제1클램프 몸체(2422a)에서 내부 커플러(121a)을 해제시킬 수 있다.The
지지 블록(2423)은 제2클램프(2424)를 지지하도록 제1클램프 몸체(2422a)에 설치될 수 있다. 이때, 지지 블록(2423)은 제2클램프(2424)를 제1클램프(2422)로부터 이격시켜, 제2클램프(2424)에 의해 지지되는 외부 커플러(121b)가 이동될 수 있는 공간을 확보할 수 있다.The
제2클램프(2424)는 지지 블록(2423)에 설치되고 외부 커플러(121b)를 수용할 수 있는 제2공간을 제공하는 제2클램프 몸체(2424a)와, 외부 커플러(121b)를 제2공간에 고정시키도록 제2클램프 몸체(2424a)에 이동 가능하게 설치되는 제2고정부재(2424b)를 포함할 수 있다. 이때, 제2클램프 몸체(2424a)는 지지 블록(2423)에 수평방향, 예컨대 전후방향(X)으로 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 이는 배관 조립체(121)를 배관 연결구(112)에 연결하거나 배관 조립체(121)를 배관 연결구(112)에서 분리시키기 위해, 외부 커플러(121b)를 이동시키기 위함이다. 또한, 제2클램프 몸체(2424a)는 제1공간과 제2공간이 일직선 상에 배치되도록 지지 블록(2423)에 설치될 수 있다. 이에 배관 조립체(121)는 제1클램프(2422) 및 제2클램프(2424)에 의해 수평을 이루도록 지지될 수 있다. 이때, 제2공간의 폭은 외부 커플러(121b)의 직경보다 크게 형성될 수 있고, 제2고정부재(2424b)는 외부 커플러(121b)이 연장되는 방향에 대해서 교차하는 방향으로 이동 가능하도록 제2클램프 몸체(2424a)에 설치될 수 있다. 이에 제2고정부재(2424b)는 제2공간에서 외부 커플러(121b)를 제2클램프 몸체(2424a)에 지지시키고, 제2클램프 몸체(2424a)에서 외부 커플러(121b)를 해제시킬 수 있다.The
검출부(250)는 래들(100)에 설치되는 배관 연결구(112)의 화상을 획득하여 검출하고, 배관 연결구(112)의 위치 및 자세를 검출하기 위한 정보들을 생성하며, 생성된 정보들을 검출된 화상에 투영시킬 수 있다. 이때, 검출부(250)는 작동부(240)에 설치되어 배관 조립체(121)와 함께 이동될 수도 있고, 로봇암(241)이 설치되는 이동차(222a)에 설치될 수도 있다. 검출부(250)의 설치 위치는 이에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있으나, 여기에서는 검출부(250)의 적어도 일부가 작동부(240)를 구성하는 고정 블록(2421)에 설치되는 것으로 예시한다. The
검출부(250)는 배관 연결구(112)의 화상을 검출할 수 있도록 작동부(240)에 설치되는 화상 검출기(미도시)와, 검출된 화상을 분석하는데 사용되는 다양한 정보들을 생성하고, 생성된 정보를 검출된 화상에 투영시킬 수 있는 화상 분석기(미도시)를 포함할 수 있다.The
화상 검출기는 래들(100) 또는 래들(100)에 설치되는 배관 연결구(112)의 화상을 검출할 수 있도록 클램프(242)에 설치될 수 있다. 예컨대 화상 검출기는 클램프(242)를 구성하는 고정 블록(2421)에 설치될 수 있다. 이때, 화상 검출기는 로봇암(241)의 배치 상태에 따라 래들(100)을 향하도록 배치될 수도 있고, 로봇암(241)을 작동시켜 래들(100)을 향하도록 배치될 수도 있다. 이러한 화상 검출기는 화상을 검출할 수 있는 다양한 장치로 마련될 수 있으며, 예컨대 카메라로 마련될 수 있다.The image detector may be installed on the
화상 분석기는 화상 검출기에서 검출된 화상을 분석하는데 필요한 다양한 정보들을 생성하고, 검출된 화상에 정보들을 투영시킬 수 있다. 화상 분석기는 미리 마련된 배관 연결구(112)의 크기 및 형상 정보를 이용하여, 배관 연결구(112)의 기준 이미지 정보 및 좌표 정보를 생성할 수 있다.An image analyzer can generate various information needed to analyze an image detected by an image detector and project the information onto the detected image. The image analyzer may generate reference image information and coordinate information of the
여기에서 기준 이미지 정보는 미리 정해져 있는 배관 연결구(112)의 내부 소켓(112a) 및 외부 소켓(112b)의 크기 및 형상 등을 포함하는 정보를 이용하여, 검출된 화상에 변형이 발생되기 전의 배관 연결구(112)의 선단 라인 및 후단 라인을 이미지로 나타내는 것이다. 예컨대 내부 소켓(112a)과 외부 소켓(112b)이 직경이 다른 원통형으로 마련되는 경우, 선단 기준 이미지 정보 및 후단 기준 이미지 정보는, 획득된 화상에 각각 소정 직경을 가지는 원형의 이미지로 생성될 수 있다.Here, the reference image information uses information including the size and shape of the
좌표 정보는 검출된 화상의 중심을 기준으로 하는 좌표축을 검출된 화상에 이미지로 나타내는 것이다. 이와 같은 좌표 정보는 검출된 화상의 중심을 기준으로 각각 좌우방향(Y) 및 상하방향(Z)으로 연장되는 좌표축을 이미지로 나타내는 것일 수 있다.Coordinate information represents a coordinate axis based on the center of the detected image as an image on the detected image. Such coordinate information may represent an image of coordinate axes extending in the left and right directions (Y) and up and down directions (Z), respectively, based on the center of the detected image.
화상 분석기에 의해 생성된 기준 이미지 정보 및 좌표 정보를 이용하면, 검출된 화상을 통해 배관 연결구(112)의 위치, 기울어진 방향 및 기울어진 정도, 즉 각도를 확인할 수 있다. 예컨대, 화상에서 검출되는 배관 연결구(112)의 후단 라인과 후단 기준 이미지 정보를 비교하여 배관 연결구(112)의 정확한 위치를 알 수 있다. 또한, 화상에서 검출되는 배관 연결구(112)의 후단 라인의 위치에 대하여 화상에서 검출되는 배관 연결구(112)의 선단 라인이 위치하는 방향 및 거리로부터 배관 연결구(112)가 기울어진 방향 및 기울어진 각도를 확인할 수 있다. 이때, 거리는 화상에서 검출되는 후단 라인의 중심의 좌표값과 선단 라인의 중심의 좌표값을 계산하여 산출할 수 있다.Using the reference image information and coordinate information generated by the image analyzer, the position, tilted direction, and tilted degree, that is, the angle, of the
검출부(250)는 화상 검출기로부터 배관 연결구(112) 및 케이스(111)의 특정 위치까지의 거리를 측정할 수 있는 거리 측정기(미도시)를 더 포함할 수도 있다.The
한편, 래들(100)에는 검출부(250)가 인식 가능한 정렬 마크(118)가 설치될 수 있다. 정렬 마크(118)는 래들(100)의 표면에 설치될 수도 있고, 케이스(111)에 설치될 수도 있다. 정렬 마크(118)가 케이스(111)에 설치되는 경우, 케이스(111) 내부에 별도의 구조물, 예컨대 플레이트를 설치하고 플레이트에 정렬 마크(118: 118a, 118b)를 마련할 수 있다. 정렬 마크(118)는 케이스(111)나 플레이트에 구멍을 형성하여 마련될 수도 있고, 특정 형상의 패턴을 가지는 구조물을 부착시켜 마련될 수도 있다. 이러한 정렬 마크(118)는 배관 연결구(112)의 후단 라인을 대신하여 전술한 선단 기준 이미지 정보 및 좌표 정보와 함께 배관 연결구(112)의 중심과 배관 조립체(121)의 중심을 일치시키는데 사용될 수 있다.Meanwhile, an alignment mark 118 that can be recognized by the
제어부는 화상 검출기에서 검출된 화상과 화상 분석기에서 생성되는 다양한 정보들을 이용하여 배관 연결구(112)의 위치 및 자세를 검출하고, 검출 결과에 따라 작동부(240)의 동작을 제어하여, 배관 조립체(121)의 자세를 조정할 수 있다.The control unit detects the position and posture of the
제어부는 배관 조립체(121)의 중심과 화상 검출기의 가상의 중심이 일치되도록 보정할 수 있다. 여기서, 화상 검출기의 가상의 중심이란 검출된 화상을 기준으로 화상 검출기의 위치를 예상하였을 때, 예상 위치에 가상으로 위치한 화상 검출기의 중심을 의미하며, 이는 화상의 중심 위치일 수 있다. 배관 조립체(121)는 제1클램프(2422) 및 제2클램프(2424)에 의해 지지되고, 화상 검출기는 고정 블록(2421)에 설치되기 때문에, 실제 화상 검출기의 중심과 배관 조립체(121)의 중심은 서로 다른 위치에 배치되어 이격될 수 있다. 이에 제어부는 배관 조립체(121)의 중심과 실제 화상 검출기의 중심 간의 거리를 보정값으로 하여 획득된 화상의 중심을 이동시켜, 배관 조립체(121)의 중심과 화상 검출기의 가상의 중심, 즉 화상 검출기에서 검출된 화상의 중심이 서로 일치되도록 보정하고, 화상 검출기에서 검출된 배관 연결구(112)의 화상에서 화상 검출기의 가상의 중심을 배관 연결구(112)의 중심과 일치되도록 제어할 수 있다. 이에 의하여 배관 연결구(112)의 중심과 배관 조립체(121)의 중심이 일치되면, 배관 연결구(112)의 선단 중심에 배관 조립체(121)의 중심이 정렬되어, 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)를 정확하게 연결할 수 있다.The control unit may correct the center of the piping
제어부는 화상 검출기에서 검출된 화상과 화상 분석기에서 생성되는 정보들을 이용하여 배관 연결구(112)의 자세, 즉 배관 연결구(112)가 변형된 방향 및 변형된 정도를 검출할 수 있다. 또한, 제어부는 배관 연결구(112)가 변형된 방향 및 정도에 따라, 작동부(240)의 동작을 제어하여 배관 조립체(121)를 이동시키고 기울여서 배관 조립체(121)의 자세를 조정할 수 있다.The control unit may detect the posture of the
또한, 제어부는 검출부(250)에서 검출되는 화상을 이용하여 배관 조립체(121)나 배관 연결구(112)의 위치 및 자세를 검출하고, 작동부(240) 및 구동부(220)의 동작을 제어하여 배관 연결구(112)에 연결되어 있는 배관 조립체(121)를 분리할 수도 있다.In addition, the control unit detects the position and posture of the piping
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 방법은 전술한 배관 연결 장치를 이용하여 배관 연결구에 배관을 연결하는 장치일 수 있으며, 이에 배관 연결 장치와 관련하여 전술한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 내용의 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a piping connection method according to an embodiment of the present invention will be described. The piping connection method according to an embodiment of the present invention may be a device for connecting piping to a piping connector using the above-described piping connection device, and the above-described content in relation to the piping connection device may be applied as is, so duplicate content The explanation will be omitted.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 방법을 보여주는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 방법으로 배관 연결구에 배관 조립체를 연결하는 과정을 보여주는 도면이고, 도 7은 배관 연결구를 촬영한 이미지와 배관 연결구의 기준 이미지를 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 8은 배관 연결구의 선단 중심을 검출하는 과정을 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 9는 배관 연결구의 선단 중심이 이동된 방향을 검출하는 과정을 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 10은 배관 연결구의 각도를 검출하는 과정을 개념적으로 보여주는 도면이고, 도 11은 검출된 배관 연결구의 자세에 따라 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정을 보여주는 도면이다.Figure 5 is a flow chart showing a piping connection method according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a diagram showing a process of connecting a piping assembly to a piping connector using a piping connection method according to an embodiment of the present invention, and Figure 7 is a piping It is a diagram conceptually showing the image taken of the connector and the reference image of the piping connector. Figure 8 is a diagram conceptually showing the process of detecting the center of the tip of the piping connector, and Figure 9 shows the direction in which the center of the tip of the piping connector was moved. This is a diagram conceptually showing the detection process, Figure 10 is a diagram conceptually showing the process of detecting the angle of the pipe connector, and Figure 11 is a diagram showing the process of adjusting the attitude of the pipe assembly according to the detected attitude of the pipe connector. am.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배관 연결 방법은, 용기의 배관연결구(112)에 배관 조립체(121)를 연결하기 위한 배관 연결 방법으로서, 배관 연결구(112)의 화상을 검출하는 과정(S110)과, 검출된 화상을 이용하여 배관 연결구(112)의 선단과 배관 조립체(121)를 정렬시키는 과정(S120)과, 검출된 화상을 이용하여 배관 연결구(112)의 자세에 맞추어 배관 조립체(121)의 자세를 조정하는 과정(S140)을 포함할 수 있다. Referring to Figure 5, the piping connection method according to an embodiment of the present invention is a piping connection method for connecting the piping
먼저, 배관 연결구(112)가 설치된 용기를 마련할 수 있다. 이때, 용기는 주조 공정에 사용될 용융물을 수용하는 래들(100)을 포함할 수 있으며, 주조를 위해 래들 터렛에 안착시킬 수 있다. 이때, 래들(100)의 배출구는 슬라이딩 게이트에 의해 폐쇄된 상태이다. First, a container with a
래들 터렛에 래들(100)이 안착되면, 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)를 연결하기 위해 배관 연결 장치(200)를 마련할 수 있다. 배관 연결 장치(200)는 래들(100)이 안착된 래들 터렛의 일측 또는 래들(100)의 일측에 마련될 수 있다. 그리고 배관 연결 장치(200)에 설치된 클램프(242)에 래들 터렛에 마련되어 있는 배관 조립체(121)를 지지시킬 수 있다. When the
배관 연결구(112)의 화상을 검출하는 과정은 클램프(242)에 배관 조립체(121)를 지지시킨 상태로 로봇암(241)을 작동시켜 배관 조립체(121)를 배관 연결구(112)의 전방에 위치시키고, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 화상 검출기를 이용하여 배관 연결구(112)를 검출, 예컨대 촬영할 수 있다. 이때, 제어부는 전술한 바와 같이 배관 조립체(121)의 중심과 화상 검출기의 가상의 중심이 일치되도록 보정할 수 있으며, 이를 위하여 제어부는 화상 검출기의 실제 중심과 클램프(242)에 지지된 배관 조립체(121)의 선단의 중심(C1) 사이의 거리를 보정값으로 하여 화상 검출기의 가상의 중심(C0)과, 클램프(242)에 지지된 배관 조립체(121)의 선단 중심(C1)이 일치하도록 보정할 수 있다. 즉, 제어부는 화상 검출기의 중심(C0)과 클램프(242)에 지지된 배관 조립체(121)의 중심 위치가 서로 다르므로, 배관 조립체(121)의 선단 중심(C1)의 위치에서 배관 조립체(121)를 촬영한 것처럼 화상 분석기의 가상의 중심(C0), 즉 검출된 화상의 중심 위치와 배관 조립체(121)의 선단 중심(C1)이 위치가 촬영 방향에서 중첩되도록 보정할 수 있다. 이처럼, 화상 검출기의 가상의 중심(C0)이 배관 조립체(121)의 선단 중심(C1)이 되도록 보정하면, 화상에 배관 조립체(121)의 중심이 나타나지 않더라도 검출된 화상의 중심 위치, 즉 좌표축의 교차점을 배관 조립체의 중심 위치로 볼 수 있다.The process of detecting the image of the
도 7의 (a)에서는 이와 같은 보정 후 배관 연결구(112)를 전면에서 검출한 이미지를 간략화하여 도시하였다. 도 7의 (a)는 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1), 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2) 및 선단 라인(S1)과 후단 라인(S2) 사이에 나타나는 중간 라인을 나타낸다. 중간 라인은 필요에 따라 생략될 수 있으며, 중간 라인의 개수는 배관 연결구(112)의 형상, 즉 중간 소켓의 개수에 따라 감소할 수도 있고 증가할 수도 있다. 또한, 도 7 내지 도 10에서는 설명의 편의를 위하여 화상 상에서 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2)과 선단 라인(S1) 등이 원형의 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 화상 상에서 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2)과 선단 라인(S1) 등은 촬영 각도에 따라 타원의 형상을 가질 수 있음은 물론이다.In Figure 7 (a), a simplified image of the
화상 분석기는 화상 검출기에서 검출되는 화상에 도 7의 (b)에 도시된 것처럼 배관 연결구(112)의 기준 이미지 정보 및 좌표 정보를 투영시킬 수 있다. 배관 연결구(112)의 기준 이미지 정보, 즉 기준 이미지는 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지 정보, 즉 선단 기준 이미지(A)와 배관 연결구의 후단 기준 이미지 정보, 즉 후단 기준 이미지(B)를 포함할 수 있다. 여기에서 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A)는 내부 소켓(112a)의 최외측 라인에 대응하는 이미지를 의미하고, 배관 연결구(112)의 후단 기준 이미지(B)는 외부 소켓(112b)의 최외측 라인에 대응하는 이미지를 의미한다. 즉, 선단 기준 이미지(A)는 변형이 발생하기 전 배관 연결구(112)의 선단 라인과 동일한 형상 및 대응되는 크기를 갖도록 생성될 수 있고, 후단 기준 이미지(B)는 배관 연결구(112)의 후단 라인과 동일한 형상 및 대응되는 크기를 갖도록 생성될 수 있다. 기준 이미지에서 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A)의 중심(CA)과 후단 기준 이미지(B)의 중심(CB)은 화상 검출기의 가상의 중심(C0) 및 배관 조립체(121)의 선단 중심(C1)과 일치(CA=CB=C0=C1)할 수 있다. 여기에서는 화상 검출기에서 획득되는 화상에 기준 이미지가 투영되는 것으로 설명하지만, 기준 이미지는 반드시 화상에 나타나지 않을 수도 있다. 또한, 좌표 정보, 즉 기준 좌표 역시 획득된 화상에 투영될 수도 있고, 화상에 나타나지 않을 수도 있다. 배관 연결구(112)의 기준 이미지와 기준 좌표는 배관 연결구(112)의 화상을 획득하기 전에 미리 생성하여 마련될 수 있다.The image analyzer may project reference image information and coordinate information of the
화상 검출기로부터 배관 연결구(112)의 화상이 획득되면, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 배관 연결구(112)의 화상에 기준 이미지를 투영시킬 수 있다. 이때, 획득된 화상에서 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1) 및 후단 라인(S2)이 각각 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A) 및 후단 기준 이미지(B)와 정합된 경우, 배관 연결구(112)가 변형되지 않아 배관 조립체(121)의 선단 중심이 배관 연결구(112)의 선단 중심과 일치된 것을 의미한다.When the image of the
반면, 도 8의 (a)에 도시된 것처럼 획득된 화상에서 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)이 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A)와 어긋난 경우, 배관 연결구(112)가 변형되어 배관 연결구(112)의 선단 중심이 이동된 것을 의미한다. 도 8의 (a)에서는 외부 소켓(112b)이 상측으로 소정 거리 어긋나게 배치되고, 내부 소켓(112a)이 하측으로 기울어지게 변형이 발생한 경우를 예로 들어 도시하였다.On the other hand, when the tip line (S 1 ) of the
이 경우, 제어부는 선단 기준 이미지(A)를 좌우방향(Y) 및 상하방향(Z)으로 이동시키면서 도 8의 (b)에 도시된 것처럼 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A)를 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)에 정합(S1=A)시킬 수 있다. 이때, 선단 기준 이미지(A)는 기준 좌표와 별도로 이동될 수 있으며, 도 8(b)에서는 선단 기준 이미지(A)가 후단 기준 이미지(B)와 함께 이동한 것으로 도시하였으나, 후단 기준 이미지(B)와 별도로 선단 기준 이미지(A)만을 이동시킬 수도 있음은 물론이다. 또한, 여기서, 정합이란 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A)와 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)이 완벽하게 일치하는 것을 의미하지 않으며, 화상 상에서 선단 기준 이미지(A) 내에 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)이 중첩 배치되는 경우를 의미할 수 있다. 예를 들어, 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)이 화상에서 타원의 형상으로 나타나는 경우, 선단 기준 이미지(A) 내에 선단 라인(S1)이 배치된 것으로 검출되면 정합된 것으로 볼 수 있다.In this case, the control unit moves the tip reference image (A) in the left-right direction (Y) and up-down direction (Z) while moving the tip reference image (A) of the
이처럼, 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A)가 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)에 정합(A=S1)되면, 선단 기준 이미지(A)의 중심(CA)의 좌표 값을 배관 연결구(112)의 선단 중심(CS1)의 위치로 볼 수 있다(CA=CS1). 이때, 배관 연결구(112)의 선단 중심(CS1)의 좌표 값은 (YCS1, ZCS1)로 나타낼 수 있다.In this way, when the tip reference image (A) of the
또한, 배관 연결구(112)와 배관 조립체(121)를 정렬시키기 위하여는 배관 연결구(112)가 변형된 방향과 배관 연결구(112)가 변형된 정도, 즉 변형된 각도를 검출하여야 한다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 선단 기준 이미지(A)를 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)에 정합시킨 상태에서, 배관 연결구(112)의 후단 기준 이미지(B)는 화상 상에서 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2)과 서로 엇갈려진 상태로 위치하게 된다. 이 상태에서 제어부는 화상 상에서 배관 연결구(112)의 후단 기준 이미지(B)를 이동시켜 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2)에 정합시킬 수 있다. 여기서의 정합도 선단 기준 이미지(A)의 정합과 관련하여 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있다.Additionally, in order to align the
배관 연결구(112)의 후단 기준 이미지(B)가 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2)에 정합(B=S2)되면, 후단 기준 이미지(B)의 중심(CB)의 좌표 값을 배관 연결구(112)의 후단 중심(CS2)의 위치로 볼 수 있다. 이때, 배관 연결구(112)의 후단 중심(CS2)의 좌표 값은 (YCS2, ZCS2)로 나타낼 수 있다.When the rear reference image (B) of the
여기서, 배관 연결구(112)의 선단 라인(S1)은 내부 소켓(112a)이 돌출되어 있어 화상 상에서 검출이 용이한 반면, 후단 라인(S2)은 외부 소켓(112b)이 래들(100) 또는 케이스(111)와 직접 연결되어 화상 상에서 검출이 어려울 수 있다. 이에, 배관 연결구(112)의 후단 기준 이미지(B)를 화상 상에서 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2)에 정합시키는 대신, 정렬 마크 기준 이미지(미도시)를 별도로 생성하고 이동시켜 화상 상에서 검출된 정렬 마크(118)에 정합시킬 수도 있음은 물론이다. 정렬 마크(118)는 배관 연결구(112)의 후단 중심(CS2)과 미리 설정된 거리만큼 이격 배치되므로, 이동 후의 정렬 마크 기준 이미지의 좌표 값을 통해 후단 기준 이미지(B)의 중심(CB)의 좌표 값을 산출할 수 있다.Here, the front end line (S 1 ) of the
이후, 제어부는 배관 연결구(112)의 선단 중심(CS1)의 좌표 값과 배관 연결구(112)의 후단 중심(CS2)의 좌표 값을 이용하여 배관 연결구(112)가 변형된 방향과 배관 연결구(112)가 변형된 각도를 검출한다. 즉, 제어부는 배관 연결구(112)의 후단 중심(CS2)의 좌표 값인 (YCS2, ZCS2)를 기준으로, 배관 연결구(112)의 선단 중심(CS1)의 좌표 값인 (YCS1, ZCS1)의 위치하는 방향을 확인하여, 배관 연결구(112)가 변형된 방향을 검출할 수 있다. 도 9(b)에서는 배관 연결구(112)의 선단 중심(CS1)의 좌표 값인 (YCS1, ZCS1)는 배관 연결구(112)의 후단 중심(CS2)의 좌표 값인 (YCS2, ZCS2)에 대하여 상하방향(Z)의 값만 차이가 발생(YCS1=YCS2, ZCS1>ZCS2)하게 되어 배관 연결구(112)가 하측으로 변형이 발생하였다고 검출할 수 있다.Afterwards, the control unit determines the direction in which the
배관 연결구(112)가 변형된 방향이 검출되면, 배관 연결구(112)가 변형된 정도를 검출할 수 있다. 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 화상 검출기로부터 획득된 화상에서 배관 연결구(112)의 선단 라인 중심(CS1)과 후단 라인 중심(CS2) 사이의 거리, 예컨대 이격 거리(D)를 검출할 수 있다. 실제 배관 연결구(112)의 후단 라인 중심(CS2)과 배관 연결구(112)의 선단 라인 중심 (CS1)은 서로 다른 평면상에 위치하나, 획득된 화상에는 배관 연결구(112)의 선단 기준 이미지(A) 및 후단 기준 이미지(B)가 투영되어 배관 연결구(112)의 후단 라인 중심(CS2)과 배관 연결구(112)의 선단 라인 중심(CS1)이 동일 평면상에 존재하는 것으로 나타난다. 이때, 이격 거리(D)는 배관 연결구(112)의 후단 라인(S2)의 좌표 값(YCS2, ZCS2)과 선단 라인 중심(CS1)의 좌표 값(YCS1, ZCS1)으로부터 산출된 값일 수도 있고, 검출부(250)에 마련되는 거리 측정기에 의해 측정된 값일 수도 있다.When the direction in which the
도 10의 (b)를 참조하면, 케이스(111)의 전면으로부터 배관 연결구(112)가 돌출된 길이, 예컨대 돌출 길이(L)를 검출할 수 있다. 제어부는 거리를 측정할 수 있는 프로그램을 포함하여, 화상 검출기로부터 획득된 화상으로부터 배관 연결구(112)가 설치되는 케이스(111)의 전면까지의 제1거리(L1)와, 화상 검출기에서 배관 연결구(112)의 선단까지의 제2거리(L2)를 검출할 수 있다. 또는, 제1거리(L1)와 제2거리(L2)는 별도로 마련되는 거리 측정기를 이용하여 측정될 수도 있다. 이때, 제2거리(L2)는 배관 연결구(112)의 선단의 중심에서 화상 검출기와 가장 가까운 지점의 거리를 의미한다. 제1거리(L1)와 제2거리(L2)가 검출되면, 제1거리(L1)와 제2거리(L2)의 차이(L1-L2)로부터 배관 연결구(112)의 돌출 길이(L)를 산출할 수 있다.Referring to (b) of FIG. 10, the protruding length of the
이처럼, 화상 검출기에서 획득된 화상으로부터 배관 연결구(112)의 선단 라인 중심(CS1)과 후단 라인 중심(CS2) 사이의 이격 거리(D)와 배관 연결구(112)의 돌출 길이(L)가 검출되면, 이격 거리(D)와 돌출 길이(L)를 삼각함수에 적용하여, 배관 연결구(112)의 변형 정도, 예컨대 각도(θ)를 산출할 수 있다. 여기서, 배관 연결구(112)의 각도(θ)는 배관 연결구(112)의 후단 중심(CS2)을 지나가는 수평선에 대해 배관 연결구(112)의 선단 라인 중심(CS1)과 배관 연결구(112)의 후단 라인 중심(CS2)을 연결한 선 사이의 각도일 수 있다. 또한, 도 10에서는 도 10의 (a)에서 도시되는 화상 상에서의 배관 연결구(112)의 선단 라인 중심(CS1)과 후단 라인 중심(CS2) 사이의 이격 거리(D)와 도 10의 (b)에서 도시되는 실제 이격 거리(D)와 동일한 길이를 가지는 것으로 도시되었으나, 화상 상에서의 이격 거리(D)는 실제 이격 거리(D)와 다르게 나타날 수 있다. 이 경우, 도 10 (b)에서의 실제 이격 거리(D)는 화상 상에서의 선단 또는 후단 라인의 크기와 내부 소켓(112a)과 외부 소켓(112b)의 실제 크기를 고려하여 수정되어 산출될 수 있다.In this way, the separation distance (D) between the front line center (C S1 ) and the rear end line center (C S2 ) of the
배관 연결구(112)의 각도(θ)는 하기의 식에 의해 산출될 수 있다. The angle (θ) of the
식) ceremony)
여기에서는 배관 연결구(112)가 변형된 방향을 검출하고, 배관 연결구(112)가 변형된 정도를 검출하는 것으로 설명하였으나, 그 순서는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. Here, it has been explained that the direction in which the
이와 같이 배관 연결구(112)의 선단 중심의 위치, 배관 연결구(112)가 변형된 방향 및 배관 연결구(112)가 변형된 정도가 검출되면, 도 6의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 로봇암(241)의 동작을 제어하여 배관 조립체(121)의 위치 및 자세를 조정할 수 있다.In this way, when the position of the center of the tip of the
로봇암(241)은 먼저 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 배관 연결구(112)의 선단 라인의 중심에 배관 조립체(121)의 선단 중심을 정렬시킨다. 이때, 로봇암(241)은 화상 상에서 배관 연결구(112)의 선단 중심(CS1)이 검출된 화상의 중심에 위치하도록 배관 조립체(121)를 검출부와 함께 이동시킬 수 있다. 이후, 로봇암(241)은 도 6의 (c) 및 도 11에 도시된 바와 같이 배관 조립체(121)가 배관 연결구(112)와 동일한 방향 및 각도(θ)를 갖도록 이동시킨다. 이때, 로봇암(241)은 배관 연결구(112)의 선단의 중심을 기준으로 배관 조립체(121)를 배관 연결구(112)가 변형된 방향으로 위치시키고, 배관 연결구(112)가 기울어진 각도(θ)만큼 기울여 자세를 조정할 수 있다. 이렇게 배관 조립체(121)의 자세가 조정되면, 배관 조립체(121)는 배관 연결구(112)가 변형된 방향 및 정도에 맞추어 자세가 보정되고, 배관 연결구(112)의 중심축과 배관 조립체(121)의 중심축이 일치될 수 있다. 즉, 배관 연결구(112)의 후단 중심 및 선단 중심과, 배관 조립체(121)의 중심이 일직선 상에 배치될 수 있다.The
이처럼, 배관 조립체(121)의 자세가 조정되면, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이 로봇암(241)을 이용하여 배관 조립체(121)를 래들(100) 또는 배관 연결구(112) 쪽으로 전진시켜 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)를 연결시킬 수 있다. 이때, 제어부는 제2클램프(2424)를 후방으로 이동시키고, 로봇암(241)을 이용하여 클램프(242)를 전진시켜 배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)가 접촉되면, 제2클램프(2424)를 원래 위치로 복귀시켜 배관 조립체(121)의 외부 커플러(121b)가 배관 연결구(112)의 외부 소켓(112b)과 맞물려지게 할 수 있다.In this way, when the posture of the piping
배관 연결구(112)에 배관 조립체(121)가 연결되면, 제어부는 클램프(242)를 배관 조립체(121)로부터 분리시키고, 로봇암(241)을 이용하여 배관 연결구(112)와 배관 조립체(121)로부터 클램프(242)를 회피시킬 수 있다. When the piping
이어서 상기와 같은 방식으로 다른 하나의 배관 연결구(113)의 위치 및 자세를 검출한 후, 나머지 배관 조립체(미도시)의 자세를 조정하여 배관 연결구(113)에 연결할 수 있다. Subsequently, after detecting the position and posture of another
이후, 래들(100)에 수용되어 있는 용융물이 배출되면, 래들(100)의 배출구를 폐쇄하고, 검출부(250)를 이용하여 배관 조립체(121)의 화상을 획득하고, 획득된 화상을 분석하여 배관 조립체(121)의 자세를 검출한 후 배관 연결구(112, 113)에서 배관 조립체(121)를 각각 분리시킬 수 있다. Thereafter, when the melt contained in the
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.It should be noted that the above embodiments of the present invention are for illustrative purposes only and are not intended to limit the present invention. The present invention will be implemented in various different forms within the scope of the claims and equivalent technical ideas, and those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical ideas of the present invention. You will be able to.
100: 용기 200: 배관 연결 장치
210: 지지부 220: 구동부
240: 작동부 250: 검출부100: container 200: piping connection device
210: support part 220: driving part
240: operating unit 250: detecting unit
Claims (18)
상기 배관 연결구의 화상을 검출하기 위한 검출부;
상기 배관 조립체를 이동시킬 수 있는 작동부; 및
검출된 배관 연결구의 화상을 이용하여 상기 배관 연결구의 상태에 맞추어, 상기 배관 조립체의 위치 및 자세를 조정하도록 상기 작동부의 동작을 제어할 수 있는 제어부;를 포함하는 배관 연결 장치.A piping connection device for connecting a piping assembly to a piping connector installed in a container,
a detection unit for detecting an image of the pipe connector;
an operating unit capable of moving the piping assembly; and
A pipe connection device comprising: a control unit capable of controlling the operation of the operation unit to adjust the position and posture of the pipe assembly according to the state of the pipe connector using the image of the detected pipe connector.
상기 검출부는,
상기 배관 연결구의 화상을 검출하도록 상기 작동부에 설치되는 화상 검출기; 및
검출된 화상을 분석하기 위한 정보를 생성하고, 검출된 화상에 생성된 정보를 출력할 수 있는 화상 분석기;를 포함하는 배관 연결 장치.In claim 1,
The detection unit,
an image detector installed on the operating unit to detect an image of the pipe connector; and
A piping connection device comprising: an image analyzer capable of generating information for analyzing a detected image and outputting the information generated on the detected image.
상기 화상 분석기는,
상기 배관 연결구의 크기 및 형상 정보를 이용하여, 상기 배관 연결구의 선단 기준 이미지 정보, 후단 기준 이미지 정보 및 좌표 정보를 생성할 수 있고,
생성된 정보들 중 적어도 하나를 검출된 화상에 투영시킬 수 있는 배관 연결 장치.In claim 2,
The image analyzer,
Using the size and shape information of the piping connector, reference image information for the front end, reference image information for the rear end, and coordinate information of the piping connector can be generated,
A pipe connection device capable of projecting at least one of the generated information onto a detected image.
상기 검출부는 거리 측정기를 포함하는 배관 연결 장치.In claim 2,
The detection unit is a piping connection device including a distance measuring device.
상기 작동부는 상기 검출부와 상기 배관 조립체를 함께 이동시킬 수 있도록 형성되는 배관 연결 장치.In claim 1,
A piping connection device wherein the operating unit is configured to move the detection unit and the piping assembly together.
상기 작동부는,
복수의 회전축을 가지는 로봇암; 및
상기 배관 조립체를 지지하도록 상기 로봇암에 설치되는 클램프;를 포함하는 배관 연결 장치.In claim 1,
The operating unit,
A robot arm having a plurality of rotation axes; and
A piping connection device comprising: a clamp installed on the robot arm to support the piping assembly.
상기 제어부는 상기 배관 조립체의 중심과 상기 화상 검출기의 가상의 중심이 일치하도록 보정할 수 있는 배관 연결 장치.In claim 3,
The control unit is a pipe connection device capable of correcting the center of the pipe assembly so that the virtual center of the image detector coincides.
상기 제어부는 검출된 화상 상에서 상기 배관 연결구의 선단 라인에 상기 선단 기준 이미지를 정합시켜, 상기 선단 라인의 중심에 상기 배관 조립체의 선단 중심을 정렬시키도록 상기 작동부를 제어할 수 있는 배관 연결 장치.In claim 7,
The control unit matches the tip reference image to the tip line of the pipe connector on the detected image, and controls the operation unit to align the tip center of the pipe assembly with the center of the tip line.
상기 제어부는 검출된 화상 상에서 상기 후단 기준 이미지를 이동시켜 상기 배관 연결구의 후단 라인에 정합시키고, 상기 후단 기준 이미지가 정합된 상기 후단 라인의 중심의 좌표 값 및 상기 선단 기준 이미지가 정합된 상기 선단 라인의 중심의 좌표 값을 검출하여, 상기 선단 라인의 중심이 상기 후단 라인의 중심으로부터 이격되어 있는 방향을 검출할 수 있는 배관 연결 장치.In claim 8,
The control unit moves the rear end reference image on the detected image to match it to the rear end line of the pipe connector, and the coordinate value of the center of the rear end line to which the rear end reference image is matched and the front end line to which the front end reference image is matched. A piping connection device capable of detecting the direction in which the center of the front end line is separated from the center of the rear end line by detecting the coordinate value of the center of.
상기 제어부는 검출된 화상 상에서 상기 후단 라인의 중심과 상기 선단 라인의 중심 간의 이격 거리와, 상기 배관 연결구의 돌출 길이를 검출하고, 검출된 이격 거리 및 돌출 길이를 이용하여 상기 배관 연결구가 기울어진 각도를 검출할 수 있는 배관 연결 장치.In claim 9,
The control unit detects the separation distance between the center of the rear end line and the center of the leading line and the protrusion length of the pipe connector on the detected image, and uses the detected separation distance and protrusion length to angle the pipe connector at an angle. A pipe connection device that can detect .
상기 배관 연결구의 화상을 검출하는 과정;
검출된 화상을 이용하여, 배관 연결구의 선단과 배관 조립체를 정렬시키는 과정; 및
검출된 화상을 이용하여, 배관 연결구의 자세에 맞추어 상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정;을 포함하는 배관 연결 방법.As a piping connection method for connecting a piping assembly to a piping connector of a container,
A process of detecting an image of the pipe connector;
A process of aligning the tip of the pipe connector and the pipe assembly using the detected image; and
A pipe connection method comprising: adjusting the posture of the pipe assembly according to the posture of the pipe connector using the detected image.
상기 화상을 검출하기 전에 배관 조립체를 상기 배관 연결구의 전방에 위치시키는 과정을 포함하고,
상기 배관 연결구의 화상을 검출하는 과정은, 상기 배관 연결구의 화상을 검출하는 화상 검출기의 가상의 중심과 상기 배관 조립체의 중심이 일치되도록 보정하는 과정을 포함하는 배관 연결 방법.In claim 11,
including positioning a piping assembly in front of the piping connector before detecting the image,
The process of detecting the image of the pipe connector includes correcting the center of the pipe assembly to match the virtual center of the image detector that detects the image of the pipe connector.
상기 배관 연결구의 크기 및 형상 정보를 이용하여, 상기 배관 연결구의 선단 기준 이미지와 후단 기준 이미지를 생성하는 과정을 더 포함하고,
상기 배관 연결구의 선단과 배관 조립체를 정렬시키는 과정은,
검출된 화상 상의 배관 연결구의 선단 라인에 상기 선단 기준 이미지를 정합시키고, 상기 배관 연결구의 선단 라인의 중심에 상기 배관 조립체의 중심을 일치시키는 과정을 포함하는 배관 연결 방법.In claim 12,
It further includes the process of generating a reference image of the front end and a reference image of the rear end of the pipe connector using the size and shape information of the pipe connector,
The process of aligning the tip of the piping connector and the piping assembly is,
A pipe connection method comprising the steps of matching the tip reference image to the tip line of the pipe connector on the detected image and aligning the center of the pipe assembly with the center of the tip line of the pipe connector.
상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정은,
상기 배관 연결구가 변형된 방향을 검출하는 과정; 및
상기 배관 연결구가 변형된 정도를 검출하는 과정;을 포함하는 배관 연결 방법.In claim 13,
The process of adjusting the posture of the piping assembly is,
A process of detecting a direction in which the pipe connector is deformed; and
A pipe connection method comprising: detecting the degree to which the pipe connector has been deformed.
상기 배관 연결구가 변형된 방향을 검출하는 과정은,
검출된 화상 상의 배관 연결구의 후단 라인에 상기 후단 기준 이미지를 정합시키는 과정;
상기 정합된 후단 라인의 중심 좌표값 및 상기 정합된 선단 라인의 중심 좌표값을 도출하는 과정; 및
상기 후단 라인의 중심 좌표값에 대하여 상기 선단 라인의 중심 좌표값이 위치하는 방향을 변형된 방향으로 판단하는 과정;을 포함하는 배관 연결 방법.In claim 14,
The process of detecting the direction in which the pipe connector is deformed is,
A process of matching the rear end reference image to the rear end line of the pipe connector on the detected image;
Deriving a center coordinate value of the matched trailing edge line and a center coordinate value of the matched leading line; and
A piping connection method comprising: determining a direction in which the center coordinate value of the front end line is located relative to the center coordinate value of the rear end line as a modified direction.
상기 배관 연결구가 변형된 정도를 검출하는 과정은,
검출된 화상 상에서 상기 정합된 후단 라인의 중심과 상기 정합된 선단 라인의 중심 사이의 이격 거리를 검출하는 과정;
상기 배관 연결구가 돌출 길이를 검출하는 과정;
상기 이격 거리와, 상기 돌출 길이를 삼각함수에 적용하여, 상기 배관 연결구가 기울어진 각도를 검출하는 과정; 및
상기 각도를 변형된 정도로 판단하는 과정;을 포함하는 배관 연결 방법.In claim 15,
The process of detecting the degree to which the pipe connector has been deformed is,
A process of detecting a separation distance between the center of the registered trailing edge line and the center of the registered leading line on the detected image;
A process of detecting a protruding length of the pipe connector;
A process of detecting an angle at which the pipe connector is tilted by applying the separation distance and the protrusion length to a trigonometric function; and
A piping connection method comprising: determining the degree of deformation of the angle.
상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정은,
상기 후단 라인의 중심 좌표값에 대하여 상기 선단 라인의 중심 좌표값이 위치하는 방향으로 상기 배관 조립체가 향하는 방향을 조정하고, 상기 배관 연결구가 기울어진 각도만큼 상기 배관 조립체를 기울여 상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정을 포함하는 배관 연결 방법.In claim 16,
The process of adjusting the posture of the piping assembly is,
Adjust the direction in which the piping assembly faces in the direction in which the center coordinate value of the leading line is located relative to the center coordinate value of the rear end line, and tilt the piping assembly by the angle at which the piping connector is tilted to adjust the posture of the piping assembly. A piping connection method that includes the process of adjusting.
상기 배관 조립체의 자세를 조정하는 과정은,
상기 배관 조립체의 중심을 상기 배관 연결구의 선단 라인의 중심과 일치시킨 상태에서, 상기 배관 조립체의 방향 및 각도를 조정하여 상기 배관 연결구의 중심축에 상기 배관 조립체의 중심축을 일치시키는 과정을 포함하는 배관 연결 방법.In claim 17,
The process of adjusting the posture of the piping assembly is,
Piping comprising a process of aligning the central axis of the piping assembly with the central axis of the piping connector by adjusting the direction and angle of the piping assembly while aligning the center of the piping assembly with the center of the tip line of the piping connector. How to connect.
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KR101632439B1 (en) | 2008-11-06 | 2016-06-22 | 주식회사 포스코 | Hydraulic connecting device of ladle sliding gate |
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