KR101359968B1 - 전로 내화물 축조장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전로 내화물 축조장치는 전로 내에서 내화물을 축조하도록 상기 내화물을 흡착하는 공압흡착부를 가진 로봇암 및 상기 내화물 축조 시 상기 로봇암을 정밀 제어하도록 상기 로봇암에 설치된 협업조작부를 포함하고, 상기 협업조작부는, 힘토크가 입력되는 입력손잡이와, 상기 입력손잡이와 연계되어 입력된 힘토크를 측정하는 힘토크 센서 및 상기 힘토크 센서와 연계되어 측정된 힘토크를 데이터로 하여 상기 공압흡착부의 이동을 제어하는 제어박스를 구비하며, 상기 공압흡착부의 하강 모드 전 상기 제어박스가 상기 내화물의 무게중심을 검출하여 상기 공압흡착부를 상기 내화물의 무게중심 상으로 이동제어하도록, 상기 제어박스에 연계되면서 상기 내화물을 촬영하는 카메라 센서를 더 구비한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은, 로봇암의 공압흡착부가 내화물을 흡착함으로써 내화물의 중량을 보상하는 상태에서 내화물의 모든 방향에 대한 이동을 가능하게 하여 작업자의 과부하로 인한 작업 피로도를 줄이면서, 축조작업 중에 정밀한 작업을 요하는 포지션닝 작업시 작업자에 의해 로봇암이 협업조작됨에 따라 내화물의 축조작업을 정밀하게 수행할 수 있다.
구체적으로, 입력손잡이와 힘토크 센서, 그리고 이와 연계된 제어박스를 구비함으로써, 내화물 및 축조위치 상으로의 공압흡착부 정밀 포지션작업시 로봇암의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다. 아울러, 제어박스에 연계된 카메라 센서를 구비함으로써 제어박스가 내화물의 무게중심을 검출함에 따라, 공압흡착부로 내화물을 흡착 시 내화물을 편중되지 않게 안정적이면서도 견고하게 흡착시킬 수 있다. 나아가, 제어박스에 연계된 하중센서를 구비함으로써 공압흡착부의 하강 모드 시 컴플라이언스 제어하여 내화물 및 공압흡착부의 손상을 방지할 수 있다.

Description

전로 내화물 축조장치 및 방법{Apparatus and Method for building refractory in converter}

본 발명은 전로 내화물 축조장치 및 방법으로서, 작업자의 과부하로 인한 작업 피로도를 줄이면서, 내화물의 축조작업을 정밀하게 수행할 수 있는 전로 내화물 축조장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래기술의 일 실시예에 따라 전로 내에 내화물을 축조하는 것을 나타낸 도이다.

도면을 참조하면, 전로(1)에 내화물(7)을 축조하기 위해 전로(1)의 상부에 내화물 축조용 장치를 설치하고, 이 내화물 축조용 장치를 이용하여 외부로부터 전로(1)의 내화물(7)을 운반한 후, 작업자가 내화물(7)을 수작업으로 전로(1)의 내부에 축조하는 공정이 진행된다.

전로(1)의 내부에 내화물(7) 및 작업데크(4)를 이송하기 위한 내화물 축조용 장치는, 천장 크레인에 연결된 축조용 호이스트장치(2)가 활용된다.

상기 축조용 호이스트장치(2)는 천장크레인(미도시)에 연결된 지지대, 및 상기 지지대에 설치된 데크 호이스트(3)와 내화물 호이스트(6)를 구비한다.

여기에서, 상기 데크 호이스트(3)는 하부에 작업데크(4)가 설치되어 작업자(5)가 작업데크(4) 상에서 직접 축조작업을 하는데, 이때 작업데크(4)는 전로(1)의 하측으로부터 상측으로 올라가면서 전로(1) 내의 벽체부분에 대해 내화물 축조작업이 이루어지도록 한다.

아울러, 내화물 호이스트(6)는 전로(1) 상부의 개구부(1a)를 통해 내화물(7)을 인입시켜 하강하여 작업데크(4)로 이송시키는 작업시 이용된다.

상기와 같은 축조용 호이스트장치(2)를 이용하여 내화물 축조작업 시, 작업자가 내화물(7)을 직접 들어서 이동한 후 축조해야 하므로, 작업 피로도가 높아 휴지시간이 늘어나며 신속한 작업이 이루어지지 않아 생산적인 측면에서 비효율적인 한계점이 있고, 안정성 측면에 있어서도 안전사고 위험도가 높은 문제점이 있다.

도 2는 종래기술의 다른 실시예에 따라 전로 내에 내화물을 축조하는 것을 나타낸 도이다.

도면을 참조하면, 전로(1)에 내화물을 축조하기 위해 전로(1) 내에 리프터(8)를 배치하며, 이러한 리프터(8)는 상단에 회전되게 구성되는 턴테이블(8a)에 설치되어 작업자가 턴테이블(8a) 상에서 축조작업을 한다. 이때, 상기 리프터(8)의 상방 신장에 의해 턴테이블(8a)은 전로(1)의 하측으로부터 상측으로 올라가면서 전로(1) 내의 벽체부분에 내화물 축조 작업이 이루어지도록 한다.

여기에서, 상기 턴테이블(8a) 상에는 T자형으로 설치된 지지대(T)에 에어발란스(9) 2대가 대칭되게 설치되는데, 작업자는 에어발란스(9)를 이용하여 축조작업을 한다.

상기 에어발란스(9)는 내화물을 흡착하는 흡착부가 상하방향으로만 이동되도록 구성됨으로써, 내화물의 중력방향의 힘을 보상하는 상태에서 작업자가 내화물을 전로(1) 벽체에 수평방향으로 이동시켜 작업을 완료하게 된다.

이때, 에어발란스(9)가 중량물인 내화물에 대한 하중은 많이 보상해주나 작업 중 T형자 지지대(T)가 턴테이블(8a) 상에서 완전한 수평으로 설치되지 않는 경우가 많으므로 쏠림 현상 때문에, 수평방향 이동시 작업자의 수평을 맞추기 위해 힘이 들어가게 된다.

아울러, T자형 지지대(T)가 완전히 수평으로 설치되어 있는 경우라도, 작업자의 힘으로 내화물을 밀어 원하는 위치에 세우는 작업을 수행해야 하므로, 내화물의 가속 감속을 위한 힘을 작업자가 직접 주어야 하기 때문에, 작업의 피로도가 높아지게 되어 휴지시간이 늘어나며 신속한 작업도 이루어지지 않고, 나아가 안정적인 측면에서도 안전하지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 로봇암의 공압흡착부가 내화물을 흡착함으로써 내화물의 중량을 보상하는 상태에서 내화물의 모든 방향에 대한 이동을 가능하게 하여 작업자의 과부하로 인한 작업 피로도를 줄이면서, 축조작업 중에 정밀한 작업을 요하는 포지션닝 작업시 작업자에 의해 로봇암이 협업조작됨에 따라 내화물의 축조작업을 정밀하게 수행할 수 있는 전로 내화물 축조장치 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전로 내화물 축조장치는, 전로 내에서 내화물을 축조하도록 상기 내화물을 흡착하는 공압흡착부를 가진 로봇암; 및 상기 내화물 축조 시 상기 로봇암을 정밀 제어하도록 상기 로봇암에 설치된 협업조작부;를 포함하고, 상기 협업조작부는, 힘토크가 입력되는 입력손잡이;와, 상기 입력손잡이와 연계되어 입력된 힘토크를 측정하는 힘토크 센서; 및 상기 힘토크 센서와 연계되어 측정된 힘토크를 데이터로 하여 상기 공압흡착부의 이동을 제어하는 제어박스;를 구비할 수 있으며, 상기 협업조작부는, 상기 공압흡착부의 하강 모드 전 상기 제어박스가 상기 내화물의 무게중심을 검출하여 상기 공압흡착부를 상기 내화물의 무게중심 상으로 이동제어하도록, 상기 제어박스에 연계되면서 상기 내화물을 촬영하는 카메라 센서;를 더 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 협업조작부는, 상기 카메라 센서에 의해 상기 내화물이 식별촬영되도록, 상기 로봇암에 장착되어 상기 내화물에 광을 발하는 조명부재;를 더 구비하는 것이 바람직하다.

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아울러, 상기 협업조작부는, 상기 공압흡착부의 하강 모드 시 컴플라이언스 제어가 되도록, 상기 제어박스와 연계되면서 상기 공압흡착부에 장착된 하중센서;를 더 구비할 수 있다.

이에 더하여, 상기 제어박스에는 입력버튼과 상기 입력버튼에 의한 결과표시 및 환경설정을 표시하는 디스플레이창이 형성되며, 상기 입력버튼은, 상기 공압흡착부의 진공구현 및 진공해제를 지시하는 흡착버튼과 탈착버튼; 및 힘토크에 의한 상기 공압흡착부 이동속도의 가속 및 감속을 제어하는 가속버튼과 감속버튼;을 더 구비하는 것이 바람직하다.

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한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 로봇암에서 내화물을 흡착하는 공압흡착부를 내화물 상에 위치시키는 흡착 포지션닝단계; 상기 공압흡착부에 상기 내화물을 흡착시키는 흡착단계; 상기 내화물을 축조위치에 위치시키도록 상기 공압흡착부를 축조위치 측으로 이동시키는 탈착 포지션닝 단계; 및 상기 공압흡착부로부터 상기 내화물을 탈착시키는 탈착단계;를 포함하며, 상기 흡착 포지션닝단계와 탈착 포지션닝단계에서 상기 로봇암이 협업조작되어 정밀 제어가 이루어지며, 상기 흡착 포지션닝단계는, 상기 로봇암의 이동을 제어하는 제어박스의 자동제어에 의해 상기 공압흡착부를 상기 내화물 측으로 자동 이동시키는 자동 이동단계; 및 상기 제어박스에 연계된 입력손잡이에 대한 힘토크 입력과, 상기 입력손잡이 및 제어박스에 연계된 힘토크 센서의 힘토크 감지에 의해, 자동 이동된 상기 공압흡착부를 상기 내화물 상으로 정밀 이동시킨 후 하강시키는 정밀 이동단계;를 구비하고, 상기 정밀 이동단계는, 상기 공압흡착부의 하강 모드 전, 상기 제어박스에 연계된 카메라 센서에 의해 상기 공압흡착부를 상기 내화물의 무게중심 상에 위치시키는 무게중심 센터링공정;을 구비하는 전로 내화물 축조방법이 제공된다.

여기에서, 상기 탈착 포지션닝단계는, 상기 로봇암의 이동을 제어하는 제어박스의 자동제어 의해 상기 내화물을 흡착한 상기 공압흡착부를 축조위치 측으로 자동 이동시키는 자동 이동단계; 및 상기 제어박스에 연계된 입력손잡이에 대한 힘토크 입력과, 상기 입력손잡이 및 제어박스에 연계된 힘토크 센서의 힘토크 감지에 의해, 자동 이동된 상기 공압흡착부를 축조위치 상으로 정밀 이동시킨 후 하강시키는 정밀 이동단계;를 구비하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 정밀 이동단계는, 상기 공압흡착부의 하강 모드 시, 상기 제어박스에 연계된 하중센서에 의해 상기 공압흡착부를 컴플라이언스 제어하는 컴플라이언스 제어공정;을 구비할 수 있다.

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본 발명에 따른 전로 내화물 축조장치 및 방법은, 상기와 같이 구성되는 본 발명은, 로봇암이 내화물을 흡착함으로써 내화물의 중량을 보상하는 상태에서 내화물의 모든 방향에 대한 이동을 가능하게 하여 작업자의 과부하로 인한 작업 피로도를 줄이면서, 축조작업 중에 정밀한 작업을 요하는 포지션닝 작업시 작업자에 의해 로봇암이 협업조작됨에 따라 내화물의 축조작업을 정밀하게 수행할 수 있는 효과를 가진다.

구체적으로, 본 발명은 입력손잡이와 힘토크 센서, 그리고 이와 연계된 제어박스를 구비함으로써, 내화물 및 축조위치 상으로의 공압흡착부 정밀 포지션작업시 로봇암의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다.

아울러, 본 발명은 제어박스에 연계된 카메라 센서를 구비함으로써 제어박스가 내화물의 무게중심을 검출함에 따라, 공압흡착부로 내화물을 흡착 시 내화물을 편중되지 않게 안정적이면서도 견고하게 흡착시킬 수 있는 장점을 지닌다.

나아가, 본 발명은 제어박스에 연계된 하중센서를 구비함으로써 공압흡착부의 하강 모드 시 컴플라이언스 제어하여 내화물 및 공압흡착부의 손상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술의 일 실시예에 따라 전로 내에 내화물을 축조하는 것을 나타낸 도이다.
도 2는 종래기술의 다른 실시예에 따라 전로 내에 내화물을 축조하는 것을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전로 내화물 축조장치에 내화물을 축조하는 것을 나타낸 도이다.
도 4는 도 3의 전로 내화물 축조장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 전로 내화물 축조장치에서 협업조작부를 나타낸 확대도이다.
도 6은 도 5의 협업조작부의 입력손잡이를 작업자가 잡고 힘토크를 입력하고 있는 것을 나타낸 도이다.
도 7은 도 4의 협업조작부에서 카메라 센서에 의해 내화물의 무게중심을 잡는 것을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른 전로 내화물 축조방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 전로 내화물 축조장치 및 방법은, 로봇암의 공압흡착부가 내화물을 흡착함으로써 내화물의 중량을 보상하는 상태에서 내화물의 모든 방향에 대한 이동을 가능하게 하여 작업자의 과부하로 인한 작업 피로도를 줄이면서, 축조작업 중에 정밀한 작업을 요하는 포지션닝 작업시 작업자에 의해 로봇암이 협업조작됨에 따라 내화물의 축조작업을 정밀하게 수행할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.

참고로, 본 명세서에서의 '연계'는 전기적으로 연계되어 전기적 신호가 송수신 가능하며 아울러 구조적으로 직접 또는 간접적으로 연결되는 구조를 취하는 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에서의 '흡착'과 '탈착'은 서로 반대의 개념으로서, 상기 탈착은 흡착된 물체가 떨어져서 분리되는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전로 내화물 축조장치에 내화물을 축조하는 것을 나타낸 도이고, 도 4는 도 3의 전로 내화물 축조장치를 나타낸 사시도이다.

또한, 도 5는 도 4의 전로 내화물 축조장치에서 협업조작부를 나타낸 확대도이고, 도 6은 도 5의 협업조작부의 입력손잡이를 작업자가 잡고 힘토크를 입력하고 있는 것을 나타낸 도이다.

도면을 참조하면, 전로 내에서 내화물(7)을 축조하도록 내화물(7)을 흡착하는 공압흡착부(11)를 가진 로봇암(10)과, 상기 로봇암(10)에 설치된 협업조작부(20)를 포함한다.

여기에서, 상기 로봇암(10)은 종래기술에서와 같이 작업데크(도 1의 4) 상에서 배치될 수 있으며, 바람직하게는 리프터(도 2의 8)의 턴테이블(도 2의 8a) 상에서 배치될 수 있다.

이러한 로봇암(10)은 전로 내에 내화물(7)을 축조하도록 구성되는데, 바람직하게 모듈형으로서 별도로 운반되어 턴테이블에 조립될 수 있다.

구체적으로, 상기 로봇암(10)은 다관절구동부를 가지는데, 사람의 어깨·팔·팔꿈치·손목과 같은 관절을 가지고 있어서 사람이 하는 것과 유사한 운동이 가능하며, 대표적인 일례로서 다관절 매니퓰레이터가 활용될 수 있다.

아울러, 상기 로봇암(10)은 내화물(7)을 축조 시 활용하기 위해 내화물(7)을 흡착하도록 진공을 형성시키는 공압흡착부(11)가 단부에 구성될 수 있다.

상기 공압흡착부(11)는 외부에 설치된 진공펌프와 진공라인으로 연결된 구조를 취할 수 있는데, 진공에 의한 흡입력을 높여 내화물(7)을 흡착시킬 수 있다.

그리고, 상기 협업조작부(20)는 내화물(7) 축조 시 상기 로봇암(10)을 정밀 제어하도록 로봇암(10)에 설치될 수 있다.

구체적으로, 상기 협업조작부(20)는 작업자(5)가 손으로 파지하는 입력손잡이(21), 상기 입력손잡이(21)와 연계된 힘토크 센서(22), 및 상기 힘토크 센서(22)와 연계된 제어박스(30)를 구비할 수 있다.

상기 입력손잡이(21)는 작업자(5)의 힘토크(Force and Torque, FT)가 입력되는데, 작업자(5)가 공압흡착부(11)를 원하고자 하는 방향으로 이동시키기 위해 작업자(5)의 손으로 파지되여 힘토크로서 손에 의한 힘의 압력과 그 힘의 방향이 입력된다.

또한, 상기 힘토크 센서(22)는 입력손잡이(21)와 연계되어 입력된 힘토크를 측정하는 역할을 수행한다.

아울러, 상기 제어박스(30)는 상기 힘토크 센서(22)와 연계되어 측정된 힘토크를 데이터로 하여 공압흡착부(11)의 이동을 제어하도록 구성된다. 즉, 제어박스(30)는 로봇암(10)에 구성되는 각 모터에 전기적으로 연계되어 로봇암(10)의 전체적인 구동을 제어함으로써 공압흡착부(11)의 이동을 제어하게 되는데, 이에 대한 지시 데이터로서 힘토크 센서(22)에 의해 측정된 힘토크가 사용된다.

상기와 같은 입력손잡이(21), 힘토크 센서(22), 제어박스(30)는 구조적으로 로봇암(10)에서 공압흡착부(11)의 상측 부위에 연결부재(12)를 통해 장착될 수 있으며, 물론 상기 연결부재(12)의 내부에는 상술된 각 구성요소들을 전기적으로 연계시키는 전기적인 구조가 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 입력손잡이(21), 힘토크 센서(22)에 의해 제어박스(30)는 내화물(7) 및 축조위치 상으로의 공압흡착부(11) 정밀 포지션작업시 로봇암(10)의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다.

물론, 이러한 정밀제어에 의한 로봇암(10)의 구동을 통해서는 그 작업속도가 느릴 수 있기 때문에, 정밀함을 요하지 않는 긴 이동거리에서는 작업자(5)에 의한 별도의 이동지시 입력에 의해 설정된(교시된) 위치로 공압흡착부(11)가 자동으로 이동하게 할 수 있다.

즉, 공압흡착부(11)가 처음 정지위치에서 내화물(7) 측으로 이동하거나 내화물(7)을 흡착한 상태에서 축조위치 측 대략적인 지점을 향해 이동하는 긴 이동거리에서는, 작업자(5)의 단순한 지시에 의해 자동으로 정밀하지 않게 이동될 수 있다.

또한, 상기 협업조작부(20)는 제어박스(30)에 연계되면서 공압흡착부(11)에 장착된 카메라 센서(25)를 더 구비할 수 있다.

상기 카메라 센서(25)는 내화물(7)의 평면(상측에서 본 모습)을 촬영하도록 구성되는데, 이때 제어박스(30)는 카메라 센서(25)를 제어하여 공압흡착부(11)의 하강 모드 전에 내화물(7)을 촬영하여 촬영된 영상이 제어박스(30)에 송신되도록 한다.

상기 제어박스(30)는 수신된 촬영영상을 가지고 내화물(7)의 무게중심(G)을 검출한 후, 상기 공압흡착부(11)를 내화물(7)의 무게중심(G) 상으로 이동시키도록 로봇암(10)의 구동을 제어한다.

이를 통해 공압흡착부(11)에 내화물(7)이 편중되지 않도록 흡착함으로써, 공압흡착부(11)에 대한 내화물(7)의 흡착이 견고하게 이루어짐으로써 내화물(7) 낙하로 인한 내화물(7)의 손상과 작업시간의 지연을 사전에 방지할 수 있으며, 나아가 안정적인 측면에서 안전사고의 위험성을 낮출 수 있다.

나아가, 상기 협업조작부(20)는 로봇암(10)에 장착된 조명부재(26)를 더 구비할 수 있다.

상기 조명부재(26)는 로봇암(10)의 적정 위치에 배치되면서 적정 각도를 유지하여 내화물(7)에 광을 발하는 역할을 수행한다. 이때 조명부재(26)는 바람직하게 내화물(7)과 대면되게 배치되는 상기 연결부재(12)의 하면에 복수 개가 적정 간격을 두고 장착될 수 있다.

이에 따라, 카메라 센서(25)가 내화물(7)을 식별촬영할 수 있음으로써, 결과적으로 상술된 내화물(7)의 무게중심(G)을 원활하게 검출하고 이를 통한 내화물(7)의 견고한 흡착을 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 협업조작부(20)는 제어박스(30)와 전기적으로 연계되면서 공압흡착부(11)에 장착된 하중센서(23)를 더 구비할 수 있다.

상기 하중센서(23)는 공압흡착부(11)의 하강 모드 시 공압흡착부(11)를 컴플라이언스(compliance control) 제어하는 역할을 수행한다.

여기에서, 상기 컴플라이언스 제어는 로봇의 제어 방식의 하나로서 외부에서 작용하는 힘을 이용하여 목표 궤도를 수정하는 방식을 말한다.

상기 공압흡착부(11)가 하강 모드 시 하측의 내화물(7)과 접촉하는 경우, 단순한 위치 제어로는 내화물(7)과 공압흡착부(11)의 손상이 없는 적정한 접촉작업을 달성할 수 없고, 내화물(7)과의 접촉에 의해서 생기는 힘을 이용하여 궤도를 수정함으로써 적정한 접촉작업을 달성할 수 있다.

이를 위해, 상기 하중센서(23)를 통해 컴플라이언스 제어가 구현됨으로써, 스프링 정수의 역수인 컴플라이언스를 조정하여 공압흡착부(11)의 하면에 내화물(7)의 접촉 시 내화물(7)과 공압흡착부(11)의 손상이 없도록 하는 적응적인 위치의 구동수정이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제어박스(30)에는 입력버튼(31)과, 상기 입력버튼(31)에 의한 결과표시 및 환경설정을 표시하는 디스플레이창(32)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 입력버튼(31)은 흡착버튼(31a), 탈착버튼(31b), 가속버튼(31c) 및 감속버튼(31d)을 구비할 수 있다. 상기 흡착버튼(31a)과 탈착버튼(31b)은 공압흡착부(11)의 진공구현 및 진공해제를 지시하는 버튼이며, 상기 가속버튼(31c)과 감속버튼(31d)은 힘토크에 의한 공압흡착부(11) 이동속도의 가속 및 감속을 제어하는 버튼으로서 힘토크에 대한 공압흡착부(11) 이동속도를 상대적으로 조절하는 버튼이다.

이에 더하여, 상기 입력버튼(31)에는 카메라 센서(25)를 작동시키는 촬영버튼(31e)을 구비할 수 있다.

그러면, 지금부터 도 8을 참조로 하여 상술된 전로 내화물 축조장치에 의해 전로 내화물(7)을 축조하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 측면에 따른 전로 내화물 축조방법을 나타낸 흐름도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 전로 내화물 축조방법은 크게 흡착 포시션닝단계, 흡착단계, 탈착 포지션닝 단계, 및 탈착단계를 포함하여 이루어질 수 있는데, 특히 상기 흡착 포지션닝단계와 탈착 포지션닝단계에서 로봇암(10)이 협업조작되어 정밀 제어가 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 전로 내화물 축조방법은 먼저, 로봇암(10)에서 내화물(7)을 흡착하는 공압흡착부(11)를 내화물(7) 상에 위치시키는 흡착 포지션닝단계를 진행한다.

이러한 흡착 포지션닝단계는 공압흡착부(11)의 자동 이동단계 후, 정밀 이동단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 자동 이동단계는 로봇암(10)의 이동을 제어하는 제어박스(30)의 자동제어에 의해 공압흡착부(11)를 내화물(7) 측으로 자동 이동시키는 단계로서 대략적인 위치로의 긴 이동거리를 이동하는데에 적용된다.

이어서, 상기 정밀 이동단계는 제어박스(30)에 연계된 입력손잡이(21)에 대한 힘토크 입력과, 입력손잡이(21) 및 제어박스(30)에 연계된 힘토크 센서(22)의 힘토크 감지에 의해, 자동 이동된 상기 공압흡착부(11)를 내화물(7) 상으로 정밀 이동시킨 후 하강시키도록 수행된다. 이때, 제어박스(30)에 형성된 입력버튼(31)에서 가속버튼(31c)과 감속버튼(31d)을 조작하여 힘토크에 대한 공압흡착부(11)의 이동속도를 상대적으로 조절할 수 있다.

이에 더하여, 상기 정밀 이동단계에서는 공압흡착부(11)의 하강 모드 전, 제어박스(30)에 연계된 카메라 센서(25)에 의해 내화물(7)을 촬영한 후 무게중심(G)을 검출하여 공압흡착부(11)를 내화물(7)의 무게중심(G) 상에 위치시키는 무게중심 센터링공정이 수행될 수 있다. 이때, 제어박스(30)의 촬영버튼(31e)을 작업자(5)가 조작하여 카메라 센서(25)를 작동시킬 수 있다.

이와 같은 무게중심 센터링공정과 다음의 공압흡착부(11)의 하강과정을 상세하게 살펴보면, 먼저 상기 무게중심 센터링공정은 상기 제어박스(30)에서 수신된 내화물(7)의 촬영영상을 바탕으로 내화물(7) 무게중심(G)으로의 이동 보정 값을 산출하고, 로봇을 제어하여 공압흡착부(11)가 이동 보정 값만큼 이동한 다음 다시 카메라 센서(25)로 촬영한 촬영영상을 바탕으로 다시 새로운 이동 보정 값을 산출하게 된다.

이러한 반복과정에서 이동 보정 값이 설정된 문턱 값보다 작으면 상기 무게중심 센터링공정을 중지하게 된다.

이와 같이 무게중심 센터링공정이 중지되면, 제어박스(30)는 공압흡착부(11)가 상하운동만 가능하도록 로봇암(10)의 구동모드를 전환시키는데, 즉 입력손잡이(21)를 통해 입력되는 힘토크에서 상하방향의 힘토크만을 수신하여 로봇암(10)을 구동제어한다.

상기 정밀 이동단계에서는 무게중심 센터링공정 다음으로, 공압흡착부(11)의 하강 모드 시, 제어박스(30)에 연계된 하중센서(23)에 의해 공압흡착부(11)를 컴플라이언스 제어하는 컴플라이언스 제어공정이 수행될 수 있는데, 상기 컴플라이언스 제어공정은 장치설명 부분에서 상술되었기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이어서, 상기 공압흡착부(11)에 내화물(7)을 흡착시키는 흡착단계를 진행하는데, 제어박스(30)의 입력버튼(31)에서 흡착버튼(31a)을 작업자(5)가 누름으로써 수행될 수 있다.

다음으로, 내화물(7)을 축조위치에 위치시키도록 공압흡착부(11)를 축조위치 측으로 이동시키는 탈착 포지션닝 단계를 진행하는데, 상기 탈착 포지션닝단계는 공압흡착부(11)의 자동 이동단계 후, 정밀 이동단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 자동 이동단계는 로봇암(10)의 이동을 제어하는 제어박스(30)의 자동제어 의해 내화물(7)을 흡착한 공압흡착부(11)를 축조위치 측으로 자동 이동시키는 단계이다.

또한, 상기 정밀 이동단계는 제어박스(30)에 연계된 입력손잡이(21)에 대한 힘토크 입력과, 상기 입력손잡이(21) 및 제어박스(30)에 연계된 힘토크 센서(22)의 힘토크 감지에 의해, 자동 이동된 공압흡착부(11)를 축조위치 상으로 정밀 이동시킨 후 하강시킴으로써 이루어진다. 이때 공압흡착부(11)의 하강 모드 시 컴플라이언스 제어공정이 수행될 수 있다.

이와 같은 자동 이동단계와 정밀 이동단계는 상술된 흡착 포지션닝단계와 그 이동 원리적인 측면에서 동일하기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

마지막으로, 상기 공압흡착부(11)로부터 내화물(7)을 탈착시키는 탈착단계를 진행하는데, 제어박스(30)의 입력버튼(31)에서 탈착버튼(31b)을 작업자(5)가 누름으로써 수행될 수 있다.

상기와 같은 전체적인 과정을 마친 로봇암(10)은 공압흡착부(11)를 다시 처음으로 위치로 자동 이동시킴으로써 내화물(7) 축조작업을 반복적으로 수행할 수 있다.

결과적으로, 상기와 같이 구성되는 본 발명은, 로봇암(10)의 공압흡착부(11)가 내화물(7)을 흡착함으로써 내화물(7)의 중량을 보상하는 상태에서 내화물(7)의 모든 방향에 대한 이동을 가능하게 하여 작업자(5)의 과부하로 인한 작업 피로도를 줄이면서, 축조작업 중에 정밀한 작업을 요하는 포지션닝 작업시 작업자(5)에 의해 로봇암(10)이 협업조작됨에 따라 내화물(7)의 축조작업을 정밀하게 수행할 수 있다.

구체적으로, 입력손잡이(21)와 힘토크 센서(22), 그리고 이와 연계된 제어박스(30)를 구비함으로써, 내화물(7) 및 축조위치 상으로의 공압흡착부(11) 정밀 포지션작업시 로봇암(10)의 구동을 정밀하게 제어할 수 있다.

아울러, 제어박스(30)에 연계된 카메라 센서(25)를 구비함으로써 제어박스(30)가 내화물(7)의 무게중심(G)을 검출함에 따라, 공압흡착부(11)로 내화물(7)을 흡착 시 내화물(7)을 편중되지 않게 안정적이면서도 견고하게 흡착시킬 수 있다.

나아가, 제어박스(30)에 연계된 하중센서(23)를 구비함으로써 공압흡착부(11)의 하강 모드 시 컴플라이언스 제어하여 내화물(7) 및 공압흡착부(11)의 손상을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

5 : 작업자 7 : 내화물
10 : 로봇암 11 : 공압흡착부
12 : 연결부재 20 : 협업조작부
21 : 입력손잡이 22 : 힘토크 센서
23 : 하중센서 25 : 카메라 센서
26 : 조명부재 30 : 제어박스
31 : 입력버튼 31a : 흡착버튼
31b : 탈착버튼 31c : 가속버튼
31d : 감속버튼 31e : 촬영버튼
32 : 디스플레이창 G : 무게중심

Claims (11)

1. 전로 내에서 내화물(7)을 축조하도록 상기 내화물(7)을 흡착하는 공압흡착부(11)를 가진 로봇암(10); 및
   상기 내화물(7) 축조 시 상기 로봇암(10)을 정밀 제어하도록 상기 로봇암(10)에 설치된 협업조작부(20);를 포함하고,
   상기 협업조작부(20)는,
   힘토크가 입력되는 입력손잡이(21);
   상기 입력손잡이(21)와 연계되어 입력된 힘토크를 측정하는 힘토크 센서(22); 및
   상기 힘토크 센서(22)와 연계되어 측정된 힘토크를 데이터로 하여 상기 공압흡착부(11)의 이동을 제어하는 제어박스(30);를 구비하며,
   상기 협업조작부(20)는,
   상기 공압흡착부(11)의 하강 모드 전 상기 제어박스(30)가 상기 내화물(7)의 무게중심(G)을 검출하여 상기 공압흡착부(11)를 상기 내화물(7)의 무게중심(G) 상으로 이동제어하도록, 상기 제어박스(30)에 연계되면서 상기 내화물(7)을 촬영하는 카메라 센서(25);
   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 내화물 축조장치.
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 협업조작부(20)는,
   상기 카메라 센서(25)에 의해 상기 내화물(7)이 식별촬영되도록, 상기 로봇암(10)에 장착되어 상기 내화물(7)에 광을 발하는 조명부재(26);
   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 내화물 축조장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 협업조작부(20)는,
   상기 공압흡착부(11)의 하강 모드 시 컴플라이언스 제어가 되도록, 상기 제어박스(30)와 연계되면서 상기 공압흡착부(11)에 장착된 하중센서(23);
   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 내화물 축조장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어박스(30)에는 입력버튼(31)과 상기 입력버튼(31)에 의한 결과표시 및 환경설정을 표시하는 디스플레이창(32)이 형성되며,
   상기 입력버튼(31)은, 상기 공압흡착부(11)의 진공구현 및 진공해제를 지시하는 흡착버튼(31a)과 탈착버튼(31b); 및 힘토크에 의한 상기 공압흡착부(11) 이동속도의 가속 및 감속을 제어하는 가속버튼(31c)과 감속버튼(31d);을 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 내화물 축조장치.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 로봇암(10)에서 내화물(7)을 흡착하는 공압흡착부(11)를 내화물(7) 상에 위치시키는 흡착 포지션닝단계;
   상기 공압흡착부(11)에 상기 내화물(7)을 흡착시키는 흡착단계;
   상기 내화물(7)을 축조위치에 위치시키도록 상기 공압흡착부(11)를 축조위치 측으로 이동시키는 탈착 포지션닝 단계; 및
   상기 공압흡착부(11)로부터 상기 내화물(7)을 탈착시키는 탈착단계;를 포함하며,
   상기 흡착 포지션닝단계와 탈착 포지션닝단계에서 상기 로봇암(10)이 협업조작되어 정밀 제어가 이루어지며,
   상기 흡착 포지션닝단계는,
   상기 로봇암(10)의 이동을 제어하는 제어박스(30)의 자동제어에 의해 상기 공압흡착부(11)를 상기 내화물(7) 측으로 자동 이동시키는 자동 이동단계; 및
   상기 제어박스(30)에 연계된 입력손잡이(21)에 대한 힘토크 입력과, 상기 입력손잡이(21) 및 제어박스(30)에 연계된 힘토크 센서(22)의 힘토크 감지에 의해, 자동 이동된 상기 공압흡착부(11)를 상기 내화물(7) 상으로 정밀 이동시킨 후 하강시키는 정밀 이동단계;를 구비하고,
   상기 정밀 이동단계는,
   상기 공압흡착부(11)의 하강 모드 전, 상기 제어박스(30)에 연계된 카메라 센서(25)에 의해 상기 공압흡착부(11)를 상기 내화물(7)의 무게중심(G) 상에 위치시키는 무게중심 센터링공정;
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 내화물 축조방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 탈착 포지션닝단계는,
    상기 로봇암(10)의 이동을 제어하는 제어박스(30)의 자동제어 의해 상기 내화물(7)을 흡착한 상기 공압흡착부(11)를 축조위치 측으로 자동 이동시키는 자동 이동단계; 및
    상기 제어박스(30)에 연계된 입력손잡이(21)에 대한 힘토크 입력과, 상기 입력손잡이(21) 및 제어박스(30)에 연계된 힘토크 센서(22)의 힘토크 감지에 의해, 자동 이동된 상기 공압흡착부(11)를 축조위치 상으로 정밀 이동시킨 후 하강시키는 정밀 이동단계;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 내화물 축조방법.
    
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 정밀 이동단계는,
    상기 공압흡착부(11)의 하강 모드 시, 상기 제어박스(30)에 연계된 하중센서(23)에 의해 상기 공압흡착부(11)를 컴플라이언스 제어하는 컴플라이언스 제어공정;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 전로 내화물 축조방법.

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