KR-20260060854-A - MONITORING SYSTEM FOR CROSS-CUTTING MACHINE FOR PROCESSING IMAGE-BASED WORKPIECES

KR20260060854AKR 20260060854 AKR20260060854 AKR 20260060854AKR-20260060854-A

Abstract

본 발명은 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템에 관한 것으로, 제1 및 제2 지지 프레임들; 상기 제1 및 제2 지지 프레임들 사이를 횡단으로 배치되어 종방향 압력을 제공하고 중앙영역에 회전톱날 가이드를 포함하는 횡단 프레임; 상기 회전톱날 가이드를 통해 작업이 가이드 되는 회전톱날; 작업 대상물이 상부에 놓여지고 횡단 이동하는 작업 스테이지; 상기 횡단 프레임의 상부에 결합되어 상기 작업 대상물을 커버하고 상기 횡단 프레임의 이동과 연동되며 상기 작업 대상물의 횡단 이동에 따른 전후 공간에 배치된 오픈면들(open surfaces) 및 상기 작업 대상물의 횡단 이동에 따른 양측면들에 배치된 차단면들(closed surfaces을 포함하는 소음 차단커튼; 상기 작업 스테이지의 상부에 배치되어 상기 작업 대상물에 대해 상기 회전톱날로 진행되는 작업과 상기 작업 대상물에 대한 작업자를 모니터링 하는 영상센서; 및 상기 영상센서를 통한 영상을 분석하여 상기 작업의 오류 또는 상기 작업자의 안전문제를 검출하고 상기 검출을 통해 상기 종방향 압력 및 상기 횡단 이동을 제어하는 작업 제어부를 포함한다.

Inventors

김은주
장기웅

Assignees

유한회사 진우석재

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241025

Claims (7)

제1 및 제2 지지 프레임들; 상기 제1 및 제2 지지 프레임들 사이를 횡단으로 배치되어 종방향 압력을 제공하고 중앙영역에 회전톱날 가이드를 포함하는 횡단 프레임; 상기 회전톱날 가이드를 통해 작업이 가이드 되는 회전톱날; 작업 대상물이 상부에 놓여지고 횡단 이동하는 작업 스테이지; 상기 횡단 프레임의 상부에 결합되어 상기 작업 대상물을 커버하고 상기 횡단 프레임의 이동과 연동되며 상기 작업 대상물의 횡단 이동에 따른 전후 공간에 배치된 오픈면들(open surfaces) 및 상기 작업 대상물의 횡단 이동에 따른 양측면들에 배치된 차단면들(closed surfaces을 포함하는 소음 차단커튼; 상기 작업 스테이지의 상부에 배치되어 상기 작업 대상물에 대해 상기 회전톱날로 진행되는 작업과 상기 작업 대상물에 대한 작업자를 모니터링 하는 영상센서; 및 상기 영상센서를 통한 영상을 분석하여 상기 작업의 오류 또는 상기 작업자의 안전문제를 검출하고 상기 검출을 통해 상기 종방향 압력 및 상기 횡단 이동을 제어하는 작업 제어부를 포함하는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 소음 차단커튼은 상기 오픈면들 및 상기 차단면들과 결합된 상부면의 양측과 천정을 연결한 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 작업 제어부는 상기 작업 대상물의 작업에 대한 영상을 기초로 시간당 작업량과 할석영역을 추출하여 레퍼런스 작업모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템.
제3항에 있어서, 상기 작업 제어부는 상기 작업 대상물의 작업 시점부터 특정 작업시간 동안 누적된 영상을 통해 상기 시간당 작업량에 따른 상기 할석영역을 산출하여 상기 레퍼런스 작업모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템.
제3항에 있어서, 상기 작업 제어부는 상기 영상센서로부터 획득된 현재 시구간 영상을 상기 레퍼런스 작업모델에 입력하여 상기 할석영역의 편차를 결정하고 상기 할석영역의 편차를 기초로 상기 회전톱날의 이상 또는 상기 종방향 압력의 이상을 상기 작업의 오류로 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템.
제3항에 있어서, 상기 작업 제어부는 상기 영상센서로부터 획득된 현재 시구간 영상을 상기 레퍼런스 작업모델에 입력하여 상기 시간당 작업량의 편차를 결정하고 상기 편차를 기초로 상기 종방향 압력의 크기 및 상기 횡단 이동의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 작업 제어부는 상기 작업자의 안전문제가 검출되면 상기 회전톱날의 동작을 긴급하게 멈추고 상기 회전톱날의 동작이 정지되면 상기 횡단 프레임을 상부로 올려서 초기화 하는 것을 특징으로 하는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템.

Description

영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM FOR CROSS-CUTTING MACHINE FOR PROCESSING IMAGE-BASED WORKPIECES} 본 발명은 횡단할석기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상센서를 통한 작업 모니터링 및 작업 정밀도를 향상시킬 수 있는 영상 기반 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템에 관한 것이다. 횡단할석기는 주로 대형 석재를 정밀하게 절단하는 데 사용되는 장비로,석재를 절단하여 원하는 크기와 형태의 석판이나 석재 부재를 생산할 수 있다. 횡단할석기는 석재를 작업대 위에 고정한 후, 회전하는 톱날을 석재에 수평으로 접근시켜 절단한다. 절단 과정에서 톱날은 석재를 가로질러 이동하면서 필요한 두께와 길이로 절단한다. 횡단할석기는 건축, 조경, 조각 및 예술, 인테리어 디자인 등 다양한 분야에서 사용된다. 현재 석판재 생산설비의 노후로 인하여 효율적인 석판재 가공작업이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 특히, 석판재의 1차적인 가공과 관련하여 수동 작업을 포함한 여러 가지 비효율적인 요인들로 인하여 가공제품의 품질 및 신뢰도, 생산효율의 개선에 한계가 있는 만큼 경쟁력 확보를 위해 체계적인 기술개발이 시급히 이루어져야 한다. 또한, 석재 절단가공을 위한 판재 지지대 대부분이 비효율적인 문제로 인해 작업자의 수동 운전으로 진행되는 만큼 가공시 석판재의 위치이동을 위해 적지않은 공정시간이 소요되어 생산공정 개선이 필수적으로 이루어져야 한다. 이러한 수동 작업으로 가공이 이루어지는 경우, 작업시간은 물론 석재 가공의 정밀도도 크게 낮아지게 되어 제품의 신뢰도에도 영향을 미치게 되므로 생산공정의 개선을 통해 시급히 해결되어야 할 부분이다. 또한, 횡단할석기 작업은 기계의 특성 및 환경에 따라 생산성 및 안전에 영향을 미치는 다양한 문제가 발생할 수 있다. 톱날 손상이나 석재의 작업대 정렬 불량 등 기계적 오류에 의해 할석의 효율 및 톱날 수명이 저하될 수 있다. 특히, 작업자가 회전 중인 톱날에 접촉하게 되면 심각한 부상을 입을 수 있고 절단 과정에서 과도한 소음으로 청각 손상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 작업 효율성과 안전성을 확보할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 작업 대상물 가공용 횡단할석기의 일 실시예를 설명하는 도면이다. 도 3은 도 1의 소음 차단커튼의 작동과정의 일 실시예를 설명하는 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 작업 대상물 가공용 횡단할석기의 영상 기반 작업 모니터링 과정의 일 실시예를 설명하는 순서도이다. 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. 한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다. 여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 작업 대상물 가공용 횡단할석기 모니터링 시스템(이하, 횡단할석기 모니터링 시스템)(100)은 제1 및 제2 지지 프레임들(110a,110b), 횡단 프레임(120), 회전톱날(130), 작업 스테이지(140), 소음 차단커튼(150), 영상센서(160) 및 작업 제어부(170)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 지지 프레임들(110a,110b)은 작업 스테이지(140)가 이동하는 경로 상의 일 지점의 양측에 각각 고정되어 위치한다. 제1 및 제2 지지 프레임들(110a,110b)은 상부에 횡단 프레임(120)이 위치하고 횡단 프레임(120)을 지지한다. 횡단 프레임(120)은 제1 및 제2 지지 프레임들(110a,110b) 사이를 횡단으로 배치되어 종방향 압력을 제공하고 중앙영역에 회전톱날 가이드(121)를 포함할 수 있다. 횡단 프레임(120)은 제1 및 제2 지지 프레임들(110a,110b)을 따라 상하로 이동하며 작업 스테이지(140)의 상부에 놓인 작업 대상물의 절단을 수행한다. 횡단 프레임(120)은 작업 대상물에 대해 적절한 종방향 압력을 제공하여 회전톱날(130)이 작업 대상물에 균일하게 접촉하도록 하여 절단과정이 원활하게 이루어지도록 한다. 즉, 횡단 프레임(120)은 회전톱날(130)이 작업 대상물에 적절한 힘을 가할 수 있도록 기계적 안정성을 제공한다. 횡단 프레임(120)은 회전톱날(130)을 지지하고 회전톱날(130)이 작업 대상물을 절단할 수 있도록 종방향 압력을 제공한다. 회전톱날 가이드(121)는 횡단 프레임(120)의 중앙영역에 위치하며 회전톱날(130)이 작업 대상물을 정확하게 절단할 수 있도록 유도한다. 회전톱날 가이드(121)는 회전톱날(130)이 정해진 경로를 따라 정확하게 이동하도록 가이드하여 절단 경로를 정밀하게 유지시킬 수 있다. 또한, 회전톱날 가이드(121)는 회전톱날(130)의 높이 및 각도를 조정하여 다양한 두께 및 크기의 작업 대상물을 효율적으로 가공할 수 있으며, 필요에 따라 특정 각도로 절단 작업을 수행하도록 할 수 있다. 회전톱날(130)은 회전톱날 가이드(121)를 통해 작업이 가이드 된다. 회전톱날(130)은 작업 스테이지(140)의 상부에 위치하여 작업 대상물의 표면을 따라 절단 작업을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 회전톱날(130)은 회전하며 작업 대상물을 절단하는 적어도 하나의 원형의 톱날을 포함할 수 있다. 회전톱날(130)은 작업 대상물의 절단 위치에 맞게 회전톱날 가이드(121)를 따라 수평으로 이동할 수 있다. 회전톱날(130)은 고강도 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 회전톱날(130)은 다이아몬드 팁이 포함된 고강도 합금으로 제작되어 단단한 석재도 효율적으로 절단할 수 있다. 회전톱날(130)은 작업 대상물에 맞게 회전 속도를 조절할 수 있다. 회전톱날(130)은 석재의 경도나 두께에 따라 회전 속도를 변화시켜 톱날의 과열이나 마모를 방지하고 최적의 절단 성능을 유지할 수 있다. 회전톱날(130)은 작업 중 높은 마찰 열을 발생시키므로, 냉각 시스템을 통해 톱날을 식히면서 습식으로 할석 작업을 진행할 수 있다. 냉각 시스템은 물이나 냉각제를 회전톱날(130)에 분사하여 톱날의 열을 식히고 절단 품질을 유지하며 톱날의 수명을 연장시킬 수 있다. 물을 이용하여 습식으로 할석할 경우, 작업 과정에서 발생하는 분진가루를 억제하여 작업 환경을 청결하게 유지할 뿐만 아니라 작업자의 건강을 보호할 수도 있다. 작업 스테이지(140)는 작업 대상물이 상부에 놓여지고 횡단 이동한다. 작업 스테이지(140)는 횡단 이동하여 상부에 놓여진 작업 대상물이 회전톱날(130)에 의해 절단되게 한다. 소음 차단커튼(150)은 횡단 프레임(120)의 상부에 결합되어 작업 대상물을 커버하고 횡단 프레임(120)의 이동과 연동되며 작업 대상물의 횡단 이동에 따른 전후 공간에 배치된 오픈면들(open surfaces)(151) 및 작업 대상물의 횡단 이동에 따른 양측면들에 배치된 차단면들(closed surfaces)(152)을 포함한다. 또한, 소음 차단커튼(150)은 오픈면들(151) 및 차단면들(152)과 결합된 상부면의 양측과 천정을 연결한 탄성부재(153)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 소음 차단커튼(150)은 작업 환경의 소음을 줄이고 진동을 효