KR101011032B1 - 개방형 원격 제어 구동 방식을 적용한 개방형 모션 제어방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴퓨터에 종속되지 않고 독자적으로 동작하는 독립형 모션 제어기가 HMI(Human Machine Interface) 등 외부의 상위 시스템으로부터 표준인터페이스 방식으로 원격 제어 명령을 받아 동작하고, 이전의 구명령의 수행 중에도 상위 시스템이 그 수행 결과를 받기 전에 새로운 명령을 지령하여 모션 제어기가 모터를 구동할 수 있는 개방형 모션 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 모션 제어 방법은, 모터를 구동하는 모션 제어 수단에서, 사용자 인터페이스를 통하여 명령을 수신하고, 상기 명령에 따라 모터의 구동을 제어하며, 상기 명령의 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하는 단계를 포함하고, 상기 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하기 전이라도 신명령의 발생 시에, 이전의 구명령에 따른 상기 모터의 구동 제어를 중지하고, 상기 신명령에 따라 상기 모터의 구동을 제어할 수 있다.

원격 제어, 모션 제어, 개방형 시스템, 구명령 수행 도중 신명령으로 전환 가능, 모니터링

Description

개방형 원격 제어 구동 방식을 적용한 개방형 모션 제어 방법 및 시스템{Open Motion Control Method and System using Open Remote Control Driving Scheme}

본 발명은 개방형 모션 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히, 컴퓨터에 종속되지 않고 독자적으로 동작하는 독립형 모션 제어기가 HMI(Human Machine Interface) 등 외부의 상위 시스템으로부터 표준인터페이스 방식으로 원격 제어 명령을 받아 동작하고, 이전의 구명령의 수행 중에도 상위 시스템이 그 수행 결과를 받기 전에 새로운 명령을 지령하여 모션 제어기가 모터를 구동할 수 있는 개방형 모션 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적인 DNC(Direct Numerical Control)과 같은 모터 제어 방법에서, 상위 시스템에서는 명령 하나를 지령하고 하위 시스템에서는 해당 명령을 수행하여 그 수행 결과를 알려준다. 이때 사용자는 특수 머신 코드를 이용하여 지령할 명령을 프로그램할 수 있고, 이러한 명령들을 하나씩 상위 시스템으로부터 하위 시스템으로 전송하여 모터의 모션을 제어할 수 있다.

예를 들어, 모터의 위치 제어나 속도 제어 등의 경우에 있어서, 상위 시스템 에서 해당 명령을 지령하면 하위 시스템에서는 그에 맞는 위치나 속도에 대한 모터 제어를 수행한다. 이때, 하위 시스템은 모터에서 해당 명령의 수행을 완료하면, 해당 수행 결과를 상위 시스템으로 통보한다. 하위 시스템은 상위 시스템으로부터 다음 명령을 받아 해당 명령에 따른 모터 제어를 수행해 나간다.

그러나, 컨베이어 시스템 등에서 모터의 동작 중에, 예기치 못한 상황에 대처할 필요가 있으며, 이에 따라 모터 제어가 좀더 신속하고 편리하게 이루어질 필요성이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 독립형 모션 제어기를 이용하여 HMI 등 외부의 상위 시스템으로부터 시리얼 데이터 통신이나 이더넷 통신 등 표준 인터페이스 방식으로 원격 제어 명령을 받아 모터의 모션 제어가 이루어질 수 있으며, 모션 제어기가 이전의 구명령의 수행 중에도 HMI 등 외부의 상위 시스템이 그 수행 결과를 받기 전에 새로운 명령을 지령하여 모션 제어기가 신명령에 따라 신속하고 용이하게 모터를 구동할 수 있는 개방형 모션 제어 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 모션 제어 방법은, 모터를 구동하는 모션 제어 수단에서, 사용자 인터페이스를 통하여 명령을 수신하는 단계; 상기 명령에 따라 모터의 구동을 제어하는 단계; 상기 명령의 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하는 단계; 및 상기 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하기 전이라도 신명령의 발생 시에, 이전의 구명령에 따른 상기 모터의 구동 제어를 중지하고, 상기 신명령에 따라 상기 모터의 구동을 제어하는 단계를 포함한다.

상기 수신하는 단계는, 시리얼 데이터 통신 또는 이더넷 통신을 포함하는 통신 방식을 이용하여 상기 명령을 수신할 수 있다.

상기 신명령에 따라 상기 모터의 구동을 제어하는 단계는, 모터의 동작에 따른 모션의 대상 물체나 시스템의 오류를 감시하는 감지 수단으로부터 모니터링 신호를 받는 경우에, 상기 신명령을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 신명령을 발생하는 단계는, 상기 모니터링 신호를 받는 경우에, 상기 모션 제어 수단에서 상기 신명령을 발생하거나, 사용자가 상기 사용자 인터페이스에 입력하는 명령에 따라 상기 모션 제어 수단에서 상기 신명령을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사용자 인터페이스는, 상기 모션 제어 수단과 통신하는 전용 인터페이스로서, 소정 OS 프로그램에 의하여 동작하고, 상기 명령을 입력하기 위한 디스플레이 수단과 키입력 장치, 및 상기 모션 제어 수단과 표준 통신 방식으로 통신하기 통신 장치를 포함할 수 있다.

상기 명령을 수신하는 단계는, 상기 사용자 인터페이스를 통하여 복수의 명령들을 포함하는 세트 형태의 명령을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 모터의 구동을 제어하는 단계는, 상기 복수의 명령들에 따라 순차로 상기 모터의 구동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 모션 제어 시스템은, 모터 구동을 위한 명령을 전송하는 HMI; 상기 명령에 따라 모터의 구동을 위한 제어 신호를 생성하고, 상기 명령의 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하는 모션 제어기; 및 상기 모터의 구동을 위한 제어 신호에 따라 모터를 구동하는 모터 드라이버를 포함하고, 상기 모션 제어기는, 상기 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하기 전이라도 신명령의 발생 시에, 이전의 구명령에 따른 상기 모터의 구동 제어를 중지하고, 상기 신명령에 따라 해당 제어 신호를 생성하여 상기 모터의 구동을 제어할 수 있다.

상기 모션 제어 시스템은, 모터의 동작에 따른 모션의 대상 물체나 시스템의 오류를 감시하는 감지기를 더 포함하고, 상기 모션 제어기는, 상기 감지기로부터 모니터링 신호를 받는 경우에, 상기 신명령에 따라 해당 제어 신호를 생성할 수 있다.

상기 모션 제어기는, 상기 HMI로부터 명령을 수신하여 소정 저장 수단에 저장하는 명령 수신부; 상기 명령에 따른 해당 제어 신호를 생성하여 상기 모터 드라이버로 출력하는 제어 신호 출력부; 상기 제어 신호에 따른 상기 모터 드라이버의 수행 결과가 정상인지 여부를 판단하는 결과 확인부; 상기 판단 결과를 상기 HMI로 통보하는 결과 전송부를 포함할 수 있다.

상기 모션 제어기는, 모터의 동작에 따른 모션의 대상 물체나 시스템의 오류를 감시하는 감지기로부터 모니터링 신호를 받는 경우에, 상기 모니터링 신호를 상기 HMI로 통보하거나 상기 신명령을 생성하여 상기 제어 신호 출력부로 출력하는 모니터링부를 더 포함하고, 상기 모니터링 신호가 상기 HMI로 통보되는 경우에는, 사용자가 상기 HMI에 입력하는 명령을 상기 명령 수신부에서 수신하고, 상기 신명령을 상기 제어 신호 출력부로 출력할 수 있다.

본 발명에 따른 개방형 모션 제어 방법 및 시스템에 따르면, 모션 제어기를 이용하여 HMI 등 외부의 상위 시스템으로부터 원격 제어 명령을 받아 모터의 모션 제어가 이루어질 수 있고, 모션 제어기가 이전의 구명령의 수행 중에도 HMI 등 외부의 상위 시스템이 그 수행 결과를 받기 전에 새로운 명령을 지령하여 모션 제어기가 신명령에 따라 신속하고 용이하게 모터를 구동할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 개방형 모션 제어 방법 및 시스템에 따르면, 시리얼 데이터 통신이나 이더넷 통신 등 표준 인터페이스 방식으로 모션 제어기를 제어하는 개방형 구조를 가지므로, 사용자에게 적합한 제어 시스템을 용이하게 구현하고 통합할 수 있는 환경을 제공하여 사용자가 종래와 같은 머신 코드를 알지 못하더라도 쉽게 모션 제어가 가능하도록 할 수 있다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모션 제어 시스템(100)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 모션 제어 시스템(100)은, HMI(Human Machine Interface)(110), 모션 제어기(120), 모터 드라이버(130), 모터(140), 및 감지기(150)를 포함할 수 있다.

HMI(110)는 모션 제어기(120)로 모터 구동을 위한 명령을 전송할 수 있다. 사용자 인터페이스인HMI(110)는 모션 제어기(120)와 통신하기 위하여 Window CE, 또는 Embedded Visual C++ 등과 같은 OS 프로그램에 의하여 동작하는 전용 인터페이스일 수 있다. HMI(110)는 모터 제어를 위한 모션 명령을 입력하기 위한 디스플레이 수단과 키입력 장치나 모션 제어기(120)와 표준 통신 방식으로 통신하기 통신 장치를 포함할 수 있다. HMI(110)는 컴퓨터 등으로 대체할 수도 있지만, 원격 제어가 용이하도록 소형 단말 형태의 전용 장치로 구현되는 것이 바람직하다.

사용자는 HMI(110)를 이용하여 기존의 머신 코드가 아닌 Java, C++ 등의 사용자 친화적인 언어로 모션 제어를 위한 명령을 입력할 수 있고, HMI(110)는 RS232, RS422 등의 시리얼 데이터 통신이나 이더넷 기반 등의 표준 통신 방식으로 모션 제어기(120)와 통신하여 사용자가 입력하는 명령을 모션 제어기(120)로 전송할 수 있다. 사용자는 HMI(110)를 이용하여 복수의 명령들을 포함하는 세트 형태의 명령을 소정 파일로 저장할 수도 있으며, 이러한 파일로된 세트 형태의 명령을 모션 제어기(120)로 전송할 수도 있다.

예를 들어, 모션 제어를 위한 명령에는, 경로에 관계없이 목적지까지 위치 이동을 위한 MOVE, 최단 거리의 경로를 추정하며 목적지까지 보간 이동을 위한 LINE, 회전을 위한 CIRCLE, 잠시 멈춤을 위한 HOLD, 정지를 위한 STOP 등이 있으며, 이러한 명령에는 회전 속도나 해당 명령의 지속 시간 등이 더 포함될 수 있다.

모션 제어기(120)는 HMI(110)로부터 수신하는 명령에 따라 모터(140)의 구동을 위한 제어 신호를 생성하고, 해당 명령의 수행 결과를 HMI(110)로 통보할 수 있다. HMI(110)로부터 위와 같은 세트 형태의 명령을 수신하는 경우에는, 해당 복수의 명령들에 따라 순차로 모터(140)의 구동을 위한 제어 신호를 생성하고, 그 복수의 명령들이 모두 수행될 때까지 반복하여 순차적인 해당 명령의 수행 결과를 HMI(110)로 통보할 수도 있다.

모터 드라이버(130)는 모션 제어기(120)로부터 수신하는 제어 신호에 따라 모터(140)를 구동할 수 있다. 예를 들어, 모터 드라이버(130)는 MOVE, LINE, CIRCLE, HOLD, STOP 등의 명령에 대응되는 제어 신호를 받아 그에 맞게 모터(140)를 회전시키거나 정지시킴으로써, 컨베이어 시스템이나 가공 시스템 등의 모션 대상 물체가 이동 또는 회전되도록 할 수 있다.

특히, 본 발명에서, 모션 제어기(120)는 해당 명령에 대한 수행 결과를 HMI(110)로 통보하기 전이라도 신명령이 발생하면, 이전의 구명령에 따른 모터(140)의 구동 제어를 중지하고, 해당 신명령에 따라 해당 제어 신호를 생성하여 모터(140)의 구동을 제어할 수 있다.

예를 들어, 감지기(150)는 모터의 동작에 따른 모션의 대상 물체나 시스템(컨베이어 시스템이나 가공 시스템 등의 장비)의 오류를 감시할 수 있으며, 해당 오류에 대한 알람을 알리는 모니터링 신호를 발생시킬 수 있다. 모션 제어기(120)는 감 지기(150)로부터 모니터링 신호를 받는 경우에, 발생되는 해당 신명령에 따라 해당 제어 신호를 생성하여 모터(140)의 구동을 제어할 수 있다.

모션 제어기(120)는 도 2와 같이 구성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 모션 제어기(120)는 명령 수신부(210), 저장 수단(211), 제어 신호 출력부(220), 결과 확인부(230), 결과 전송부(240), 및 모니터링부(250)를 포함할 수 있다.

명령 수신부(210)는 HMI(110)로부터 명령(순차 명령 또는 세트 명령)을 수신하여 메모리, 레지스터 등의 저장 수단(211)에 저장 할 수 있다. 제어 신호 출력부(220)는 HMI(110)로부터 수신되는 명령에 따른 해당 제어 신호를 생성하여 모터 드라이버(130)로 출력할 수 있다.

결과 확인부(230)는 제어 신호 출력부(220)가 생성하는 제어 신호에 따른 모터 드라이버(130)의 수행 결과가 정상인지 여부를 판단할 수 있다. 결과 전송부(240)는 위의 판단 결과에 따른 정상 완료 여부나 오류 여부 등을 HMI(110)로 통보할 수 있다.

이때, 본 발명에서는, 결과 전송부(240)가 이전 명령에 대한 수행 결과를 HMI(110)로 통보하기 전이라도, 신명령이 발생하면, 도 3과 같이, 제어 신호 출력부(220)는 이전의 구명령에 따른 모터(140)의 구동 제어를 중지하고, 해당 신명령에 따라 해당 제어 신호를 생성하여 모터(140)의 구동을 제어할 수 있다.

위와 같은 신명령은 긴급, 보정, 정지 등 사용자가 어떤 필요한 상황에서 HMI(130)에 입력하는 명령에 따라 생성될 수 있다. 이와 같은 명령을 명령 수신부(210)가 수신하면, 명령 수신부(210)는 해당 신명령을 제어 신호 출력부(220)로 출력할 수 있다.

예를 들어, 모니터링부(250)가 모터(140)의 동작에 따른 모션의 대상 물체나 시스템의 오류를 감시하는 감지기(150)로부터 모니터링 신호를 받는 경우에, 해당 모니터링 신호를 HMI(110)로 통보할 수 있으며, 또는 해당 모니터링 신호에 대응되는 신명령을 생성하여 제어 신호 출력부(220)로 출력할 수도 있다. 여기서, 해당 모니터링 신호가 상기 HMI(110)로 통보되는 경우에는, 사용자가 위와 같은 모니터링 신호에 따라 HMI(110)의 디스플레이 수단에 표시된 알람 등을 확인하고 HMI(110)에 입력하는 제어 명령을 명령 수신부(210)에서 수신할 수 있고, 해당 신명령은 제어 신호 출력부(220)로 출력될 수도 있다.

예를 들어, 도 4와 같이, 컨베이어 시스템이나 가공 시스템 등에 모터(140)가 이용되고 있는 경우에, 각종 센서나 감시 카메라 등의 감지기(150)가 모션의 대상 물체나 감시가 필요한 장비 등의 주변에 설치되어 오류를 감시할 수 있으며, 오류 발생시에 그에 대한 알람을 알리는 모니터링 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 도 4에서, 모션의 대상 물체가 목적지 A까지 위치 이동 중 오류 발생시에는 갑자기 B 위치로 이동을 할 필요성이 있는 경우에는, 모션 제어기(120)는 위와 같은 감지기(150)로부터 모니터링 신호에 따라 발생되는 해당 신명령에 의하여, 구명령에 의한 제어는 멈추고 즉각적으로 해당 제어 신호를 생성하여 모터(140)의 구동을 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는, 모션 제어기(120)가 이전의 구명령의 수행 중에도 상위 시스템인 HMI(110)이 그 수행 결과를 받기 전에 새로운 명령을 지령하여 모션 제어기(120)가 신명령에 따라 신속하고 용이하게 모터를 구동할 수 있도록 하였다. 이외에도, 시리얼 데이터 통신이나 이더넷 통신 등 표준 인터페이스 방식으로 모션 제어기(140)를 제어하는 개방형 구조를 이용하여, 사용자에게 적합한 제어 시스템을 용이하게 구현하고 통합할 수 있는 환경을 제공하여 사용자가 종래와 같은 머신 코드를 알지 못하더라도 쉽게 모션 제어가 가능하도록 할 수 있게 하였다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모션 제어 시스템의 블록도이다.

도 2는 도 1의 모션 제어기의 구체적인 도면이다.

도 3은 도 1의 제어 신호 출력부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모션 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

Claims (10)

1. 소정 OS 프로그램에 의하여 동작하고 모션 제어를 위한 명령을 입력하기 위한 디스플레이 수단과 키입력 장치, 및 표준 통신 방식으로 통신하기 위한 통신 장치를 포함하는 사용자 인터페이스와 통신하여 모터를 구동하는 모션 제어 수단에서,

   상기 사용자 인터페이스를 통하여 명령을 수신하는 단계;

   상기 명령에 따라 모터의 구동을 제어하는 단계;

   상기 명령의 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하는 단계; 및

   상기 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하기 전이라도 신명령의 발생 시에, 이전의 구명령에 따른 상기 모터의 구동 제어를 중지하고, 상기 신명령에 따라 상기 모터의 구동을 제어하는 단계를 포함하고,

   상기 명령을 수신하는 단계는 상기 사용자 인터페이스를 통하여 복수의 명령들을 포함하는 세트 형태의 명령을 수신하는 단계를 포함하며,

   상기 모터의 구동을 제어하는 단계는 상기 복수의 명령들에 따라 순차로 상기 모터의 구동을 제어하는 단계를 포함하고,

   상기 신명령은 상기 모션 제어 수단이 상기 모터의 동작에 따른 모션의 대상 물체나 시스템의 오류를 감시하는 감지 수단으로부터 모니터링 신호를 받는 경우 또는 사용자가 상기 사용자 인터페이스에 명령을 입력하는 경우 상기 모션 제어 수단에서 발생하며,

   상기 명령 또는 상기 신명령은 경로에 관계없이 목적지까지 위치 이동을 위한 MOVE, 최단 거리의 경로를 추정하며 목적지까지 보간 이동을 위한 LINE, 회전을 위한 CIRCLE, 잠시 멈춤을 위한 HOLD, 또는 정지를 위한 STOP을 포함하는 것을 특징으로 하는 모션 제어 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 소정 OS 프로그램에 의하여 동작하고 모터 구동을 위한 명령을 입력하기 위한 디스플레이 수단과 키입력 장치, 및 표준 통신 방식으로 통신하기 위한 통신 장치를 포함하며 상기 명령을 상기 통신 장치를 통하여 전송하는 사용자 인터페이스;

   상기 사용자 인터페이스로부터 상기 명령을 수신하여 소정 저장 수단에 저장하는 명령 수신부, 상기 명령에 따라 모터의 구동을 위한 제어 신호를 생성하여 출력하는 제어 신호 출력부, 및 상기 제어 신호에 따른 상기 명령의 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하는 결과 전송부를 포함하는 모션 제어기;

   상기 모터의 구동을 위한 제어 신호에 따라 모터를 구동하는 모터 드라이버; 및

   상기 모터의 동작에 따른 모션의 대상 물체나 시스템의 오류를 감시하여 이에 대한 모니터링 신호를 상기 모션 제어기로 전송하는 감지기를 포함하고,

   상기 모션 제어기는 상기 제어 신호에 따른 상기 모터 드라이버의 수행 결과가 정상인지 여부를 판단하는 결과 확인부와 상기 감지기로부터 상기 모니터링 신호를 받는 경우에 상기 모니터링 신호를 상기 사용자 인터페이스로 통보하거나 신명령을 생성하여 상기 제어 신호 출력부로 출력하는 모니터링부를 더 포함하며, 상기 수행 결과를 상기 사용자 인터페이스로 통보하기 전이라도 상기 신명령의 발생 시에 이전의 구명령에 따른 상기 모터의 구동 제어를 중지하고 상기 신명령에 따라 해당 제어 신호를 생성하여 상기 모터의 구동을 제어하며,

   상기 모니터링 신호가 상기 사용자 인터페이스로 통보되는 경우에는, 사용자가 상기 사용자 인터페이스에 입력하는 신명령을 상기 명령 수신부에서 수신하고, 해당 신명령을 상기 제어 신호 출력부로 출력하고,

   상기 명령은 복수의 명령들을 포함하는 세트 형태로 수신되며 상기 모터 드라이버는 상기 복수의 명령에 따라 순차로 상기 모터의 구동을 제어하고,

   상기 명령 또는 상기 신명령은 경로에 관계없이 목적지까지 위치 이동을 위한 MOVE, 최단 거리의 경로를 추정하며 목적지까지 보간 이동을 위한 LINE, 회전을 위한 CIRCLE, 잠시 멈춤을 위한 HOLD, 또는 정지를 위한 STOP을 포함하는 것

   을 특징으로 하는 모션 제어 시스템.
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