일반기술

리클레이머의 자동 불출위치 결정 방법

본 기술은 이동기기(reclaimer)에 의해 야적과 불출 작업이 자동으로 이루어지는 제철소의 원료 또는 코크스 야적장에서 불출 작업 단의 위치 상황에 따라 불출하는 이동기기의 불출 작업 위치를 자동으로 결정하여 야적 원료의 불출을 자동화, 무인화로 진행하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 기술은 코크스나 원료 파일을 리클레이머를 이용하여 자동으로 불출하는 경우에 있어서, 3차원 형상 검출기로부터 추출한 각 작업 단의 등고선 정보를 이용하여 작업 단의 최초의 불출 위치를 결정하는 방법으로서, 실제 적용 상에 있어서 발생할 수 있는 위험 요소를 제거한 불출 위치 결정 방법을 고안함으로써 안전하고 효율적인 리클레이머의 자동운전을 지원하는 것이 그 목적이다.<<기술성>>본 기술에서 고안한 리클레이머 불출 위치 결정 방법은 3차원 형상 검출기에 의해 작업 대상 야적 파일의 형상이 검출되고, 이 형상으로부터 작업 단을 나타내는 등고선이 추출되고, 이 등고선 위에 있는 점들을 검색하여 불출 작업을 시작하기 위한 지점을 결정한다. 상기의 검색 과정은 등고선 위의 한 점을 선택하여 이 점에 리클레이머의 bucket 끝 부분이 접촉하기 위해 리클레이머가 위치해야 하는 주행 선로 상의 주행 위치를 결정해야 하는데 이 과정에서는 일반적으로 이용되는 리클레이머의 역기구학 문제를 풀어서 결정한다. 리클레이머의 주행 위치는 수평 회전 부재의 회전 중심이 되는데, 이 회전 중심과 리클레이머 bucket 말단부로 구성되는 회전 팔이 만드는 회전 반경 내부에 있는 형상 검출기의 검출 점이 몇 개 인지 검색한다. 등고선 위의 모든 점에 대하여 이와 같이 주행 위치를 구하고 회전 반경 안에 존재하는 검출 점의 개수를 검색 과정을 반복하여 회전 반경 내부에 존재하는 검출 점의 수가 0인 점을 찾는다. 이 점에 리클레이머의 bucket을 접근 시키고 boom을 수평회전 시키면 bucket과 간섭되는 것이 없는 운전을 하게 된다. 실제적인 적용의 경우에 있어서 최초의 불출이 이루어 지는 지점은 리클레이머가 지점으로부터 1회 inching 주행을 수행한 후 boom의 수평 회전시 bucket과 만나는 지점이다.<<기술동향>>제철소의 원료 야드나 코크스 야드에서 야적된 원료 또는 코크스를 불출하여 인접 공정으로 이송할 때는 conveyer belt가 연결된 이동기기(리클레이머)를 이용한다. 이 이동기기는 원통형으로 생긴 회전 삽(bucket)을 이용하여 원료를 퍼서 conveyer로 옮기도록 되어 있다. 이러한 불출작업은 야드 전체에 걸쳐 수행되어야 하므로 이동기기의 구조는 야드 전체의 작업공간을 cover 할 수 있도록 선로를 주행하도록 되어 있는 본체와 회전이 가능하도록 부착된 기다란 팔 형태의 boom으로 구성되어 있다. 코크스나 다른 원료의 야적 형태는 일정 높이를 갖는 형상으로 되어 있으므로 이동기기의 원료 불출 작업은 여러 단의 작업 단을 형성 하면서 작업을 진행한다.한편, 이러한 불출 작업을 수행함에 있어서 각 작업 단 마다 최초의 불출 위치를 결정 하여 boom과 야적 파일 사이에 충돌하는 일이 없으며, bucket를 불출 가능한 위치 까지 이동하는데 소요되는 시간을 최소화하는 결정이 필요하다.리클레이머의 각 작업 단에서 최초의 불출 위치를 결정하는 방법으로는 수동 운전인 경우에는 물론 사람의 시각을 통한 방법이 있으며, 형상 검출기를 이용한 자동 운전의 경우에 관한 것도 알려진 바가 있다. 이미 알려진 형상 검출기를 이용하는 기존의 기술에서는 등고선이 단일 원호로 구성되어 있는 경우에는 문제가 없지만 등고선의 모양이 요철이 심한 복합 곡선으로 이루어진 경우에는 기존의 방식으로는 부정확한 결정을 내리기 쉽다. 즉, 볼록형 등고선의 경우에는 문제가 없지만 볼록형과 오목형이 합성된 경우에는 문제가 복잡해진다. 이러한 복잡한 등고선 형상은 본 발명의 적용 예로 제시한 코크스 파일에서 볼 수 있는 예로서, 이것은 코크스를 빈번하게 야적, 불출하는 공정 특성에 기인한다.<<사업성>>철강 산업, 시멘트 산업, 화력발전 산업 등의 설비 산업 분야에서 시장이 초기 단계로 형성되어 있으며 향후 물류 자동화에 대한 요구로 시장 규모가 더 커질 전망이며 해외에서는 선진 제철소를 중심으로 자동화 사례가 보고 되고 있으며 향후 중국, 인도를 중심으로 하는 제 3세계 시장이 형성되어 기술의 수요가 늘어 날 것으로 전망 된다.