KR101813983B1 - 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 어플리케이션을 실행하기 위한 컴퓨팅 기능을 갖으며, 무선링크를 통하여 사용자에게 인터넷 데이터를 포함하는 인터넷 서비스를 제공하는 기기로서, 공장관리자가 운영하는 것으로, 아두이노(22b) 기반으로 센서 데이터를 수집하는 산업 로봇(20)에 대한 오픈 소스 기반의 주제어장치로 작동할 수 있으며, 이를 위해 근거리 무선통신, 그 밖의 무선 네트워크를 통해 두 개 이상의 산업 로봇(20)에 대한 액세스(access), 그리고 공장설비(30)에 대한 액세스를 수행하는 스마트 모바일 디바이스(10); 제품을 제조, 생산하고, 자동화 시스템에 해당하는 공장설비(30)를 통해 이동 또는 반출, 포장 등의 산업 자동화를 수행하는 산업 로봇(20); 컨베이어 장치부 및 산업 자동화 설비를 구비하는 공장설비(30); 각 스마트 모바일 디바이스(10)로부터 산업 단위별로 구분된 산업 로봇 집합(20g), 공장설비(30)에 대한 제어 정보를 수집하여 관리하는 로봇 자동화 서버(50); 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 설치되어, 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 제품의 조립 또는 제품을 구성하는 부품의 조립 과정을 촬영하여 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여, 로봇 자동화 서버(50)에 의해 네트워크(40)를 통해 주문자 단말(70)로 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보가 전송될 수 있도록 하는 카메라(60); 및 제품 주문자가 운영하는 단말로, 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 액세스하여, 회원 가입 및 인증 절차를 거쳐 산업 로봇(20) 및 공장설비(30)에 대해 촬영되는 영상 정보와, 다른 주문자에 의해 요청된 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보를 포함하는 홍보 정보를 수신하며, 홍보 정보에 따른 주문자의 요청에 따라 자신이 주문하고자 하는 제품 또는 부품에 대한 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g)에 대한 선택 정보를 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여 제품 또는 부품에 대한 주문을 수행할 수 있으며, 주문에 따른 조립 과정을 카메라(60)를 통해 영상 정보로 수신하거나 영상 정보를 실시간으로 미리 설정된 시간 단위로 수신하여 메모리 카드에 자동으로 저장하는 기능을 수행하며, 조립 과정 영상이 완료된 뒤, 각 제품 또는 부품별로 3D 영상 정보를 수신한 뒤, 제품 또는 부품의 결함이 발견시, 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)에 대한 정보를 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 요청하여 해당 산업 로봇(20)에 대한 교체 또는 생산라인에 대한 변경을 요청하거나 다른 제품 또는 부품으로 다시 조립 요청을 하거나 결함 제품 또는 부품에 대한 배상을 요청하는 주문자 단말(70); 을 포함하며, 각 산업 로봇(20)의 로봇 제어부(22)는, 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)(n은 2 이상의 자연수)로 이루어진 센서부(22a), 아두이노(22b) 및 I/O 인터페이스(22c)를 구비하며, 센서부(22a)는 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)에 해당하는 온도 센서, 습도 센서, 위치 센서, 방향 센서, 유압 센서, 각도 센서, 무선통신 모듈 중 적어도 하나 이상이 로봇 장치부(23)의 각 기계구성에 형성되어 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 센서 데이터를 실시간으로 아두이노(22b)로 제공하며, 아두이노(22b)는 센서부(22a) 제어용 기판으로 오픈 소스의 방식으로 센서나 부품 등의 장치를 연결할 수 있는 구조로 되어, 센서부(22a)를 구성하는 각 센서에 대해 착탈이 가능하며, 로봇 장치부(23)에 필요한 센서나 스위치를 포함한 다양한 부품을 연결할 경우 로봇 장치부(23)에 추가 기능을 제공하며, I/O 인터페이스(22c)는 아두이노(22b)의 제어에 따라 공장설비(30)의 컨베이어 장치부(31)의 다수의 압력센서(31a), 컨베이어 제어부(32)와 신호 및 데이터 송수신을 수행하며, 아두이노(22b)는, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로부터 무선 네트워크 인터페이스부(21)를 통해 수신된 작동 제어 명령에 따른 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성이 정상 운전상태로 출력이 온(ON) 되는 시간과 출력이 오프(OFF) 되는 시간인 작동 평균값 정보를 생성하며, 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성의 정상 운전상태에서의 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 측정되는 센서 데이터에 대한 센서 평균값 정보를 생성하며, 로봇 자동화 서버(50)로부터 주문자 단말(70)의 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)이라는 결함 통지를 받은 경우, 현 시점까지 각 센서로부터 수신된 신호를 기반으로 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는 경우, 기계구성에 대한 고장으로 분석하는 센서 적정치 감지 모듈(22b-1); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 생산라인으로의 로봇을 이용한 종래의 단순한 제품 제조 공정을 탈피하여, 산업 로봇의 본격적인 도입시 발생할 수 있는 대량 생산에 따른 획일화, 주문자의 니즈(NEEDS)를 적절히 반영하지 못하는 한계점을 해결할 있는 효과를 제공한다.
즉, 4차 산업 혁명의 도래에 발맞추어 종래의 단순한 주문자 요청 방식이 아닌 직접 공장에 주문시, 산업 로봇에 대한 선택과 선택된 산업 로봇의 제품 또는 제품의 부품의 조립 과정을 직접 참관하고, 하자 시 적극적 보상이 이루어질 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 산업 로봇을 구성하는 기계구성 또는 기계구성에 부착된 센서 중 고장된 것의 추출이 용이함으로써, 관리자의 입장에서 추출된 고장된 것의 부품만 교체할 수 있으며, 특히 아두이노 보드와 착탈형으로 부착가능한 각 센서나 모듈의 교체로 관리 비용을 절감하고 전문가가 아니어도 손쉽게 공장과 같은 산업 시설을 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은, 어플리케이션을 실행하기 위한 컴퓨팅 기능을 갖으며, 무선링크를 통하여 사용자에게 인터넷 데이터를 포함하는 인터넷 서비스를 제공하는 기기로서, 공장관리자가 운영하는 것으로, 아두이노(22b) 기반으로 센서 데이터를 수집하는 산업 로봇(20)에 대한 오픈 소스 기반의 주제어장치로 작동할 수 있으며, 이를 위해 근거리 무선통신, 그 밖의 무선 네트워크를 통해 두 개 이상의 산업 로봇(20)에 대한 액세스(access), 그리고 공장설비(30)에 대한 액세스를 수행하는 스마트 모바일 디바이스(10); 제품을 제조, 생산하고, 자동화 시스템에 해당하는 공장설비(30)를 통해 이동 또는 반출, 포장 등의 산업 자동화를 수행하는 산업 로봇(20); 컨베이어 장치부 및 산업 자동화 설비를 구비하는 공장설비(30); 각 스마트 모바일 디바이스(10)로부터 산업 단위별로 구분된 산업 로봇 집합(20g), 공장설비(30)에 대한 제어 정보를 수집하여 관리하는 로봇 자동화 서버(50); 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 설치되어, 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 제품의 조립 또는 제품을 구성하는 부품의 조립 과정을 촬영하여 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여, 로봇 자동화 서버(50)에 의해 네트워크(40)를 통해 주문자 단말(70)로 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보가 전송될 수 있도록 하는 카메라(60); 및 제품 주문자가 운영하는 단말로, 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 액세스하여, 회원 가입 및 인증 절차를 거쳐 산업 로봇(20) 및 공장설비(30)에 대해 촬영되는 영상 정보와, 다른 주문자에 의해 요청된 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보를 포함하는 홍보 정보를 수신하며, 홍보 정보에 따른 주문자의 요청에 따라 자신이 주문하고자 하는 제품 또는 부품에 대한 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g)에 대한 선택 정보를 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여 제품 또는 부품에 대한 주문을 수행할 수 있으며, 주문에 따른 조립 과정을 카메라(60)를 통해 영상 정보로 수신하거나 영상 정보를 실시간으로 미리 설정된 시간 단위로 수신하여 메모리 카드에 자동으로 저장하는 기능을 수행하며, 조립 과정 영상이 완료된 뒤, 각 제품 또는 부품별로 3D 영상 정보를 수신한 뒤, 제품 또는 부품의 결함이 발견시, 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)에 대한 정보를 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 요청하여 해당 산업 로봇(20)에 대한 교체 또는 생산라인에 대한 변경을 요청하거나 다른 제품 또는 부품으로 다시 조립 요청을 하거나 결함 제품 또는 부품에 대한 배상을 요청하는 주문자 단말(70); 을 포함하며, 각 산업 로봇(20)의 로봇 제어부(22)는, 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)(n은 2 이상의 자연수)로 이루어진 센서부(22a), 아두이노(22b) 및 I/O 인터페이스(22c)를 구비하며, 센서부(22a)는 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)에 해당하는 온도 센서, 습도 센서, 위치 센서, 방향 센서, 유압 센서, 각도 센서, 무선통신 모듈 중 적어도 하나 이상이 로봇 장치부(23)의 각 기계구성에 형성되어 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 센서 데이터를 실시간으로 아두이노(22b)로 제공하며, 아두이노(22b)는 센서부(22a) 제어용 기판으로 오픈 소스의 방식으로 센서나 부품 등의 장치를 연결할 수 있는 구조로 되어, 센서부(22a)를 구성하는 각 센서에 대해 착탈이 가능하며, 로봇 장치부(23)에 필요한 센서나 스위치를 포함한 다양한 부품을 연결할 경우 로봇 장치부(23)에 추가 기능을 제공하며, I/O 인터페이스(22c)는 아두이노(22b)의 제어에 따라 공장설비(30)의 컨베이어 장치부(31)의 다수의 압력센서(31a), 컨베이어 제어부(32)와 신호 및 데이터 송수신을 수행하며, 아두이노(22b)는, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로부터 무선 네트워크 인터페이스부(21)를 통해 수신된 작동 제어 명령에 따른 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성이 정상 운전상태로 출력이 온(ON) 되는 시간과 출력이 오프(OFF) 되는 시간인 작동 평균값 정보를 생성하며, 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성의 정상 운전상태에서의 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 측정되는 센서 데이터에 대한 센서 평균값 정보를 생성하며, 로봇 자동화 서버(50)로부터 주문자 단말(70)의 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)이라는 결함 통지를 받은 경우, 현 시점까지 각 센서로부터 수신된 신호를 기반으로 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는 경우, 기계구성에 대한 고장으로 분석하는 센서 적정치 감지 모듈(22b-1); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 생산라인으로의 로봇을 이용한 종래의 단순한 제품 제조 공정을 탈피하여, 산업 로봇의 본격적인 도입시 발생할 수 있는 대량 생산에 따른 획일화, 주문자의 니즈(NEEDS)를 적절히 반영하지 못하는 한계점을 해결할 있는 효과를 제공한다.
즉, 4차 산업 혁명의 도래에 발맞추어 종래의 단순한 주문자 요청 방식이 아닌 직접 공장에 주문시, 산업 로봇에 대한 선택과 선택된 산업 로봇의 제품 또는 제품의 부품의 조립 과정을 직접 참관하고, 하자 시 적극적 보상이 이루어질 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 산업 로봇을 구성하는 기계구성 또는 기계구성에 부착된 센서 중 고장된 것의 추출이 용이함으로써, 관리자의 입장에서 추출된 고장된 것의 부품만 교체할 수 있으며, 특히 아두이노 보드와 착탈형으로 부착가능한 각 센서나 모듈의 교체로 관리 비용을 절감하고 전문가가 아니어도 손쉽게 공장과 같은 산업 시설을 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 4차 산업 혁명의 도래에 발맞추어 종래의 단순한 주문자 요청 방식이 아닌 직접 공장에 주문 시, 산업 로봇에 대한 선택과, 선택된 산업 로봇의 제품 또는 제품의 부품의 조립 과정을 직접 참관하고, 하자 시 적극적 보상이 이루어질 수 있도록 하기 위한 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템에 관한 것이다.
산업 혁명이라 함은 세상이 변화의 패러다임을 바꿀 만큼의 큰 변화를 일으킬만한 산업계의 변화를 의미한다. 1차 산업 혁명은 영국에서 시작된 증기기관을 통한 이동수단의 발달과 기계식 생산시스템으로 시작되었으며, 2차 산업 혁명은 전기와 석유를 이용하며, 전기의 발명으로 에너지원의 급격한 변화에서 시작되었으며, 3차 산업 혁명은 인터넷과 퍼스널 컴퓨터의 보급으로 시작되었다.
앞으로 있을 4차 산업 혁명은 정보통신기술과 융합된 기술을 통하여 인공지능 로봇, 자율주행차, 드론, 3D 프린팅, 사물인터넷, 빅데이터 등을 이용해 일상의 변화가 스마트 환경에 급속도로 다가갈 것으로 예상하고 있다.
이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 4차 산업 혁명의 일환으로 생산라인으로의 로봇을 이용한 종래의 단순한 제품 제조 공정을 탈피하여, 산업 로봇의 본격적인 도입시 발생할 수 있는 대량 생산에 따른 획일화, 주문자의 니즈(NEEDS)를 적절히 반영하지 못하는 등의 부작용을 해소하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
본 발명은 생산라인으로의 로봇을 이용한 종래의 단순한 제품 제조 공정을 탈피하여, 산업 로봇의 본격적인 도입시 발생할 수 있는 대량 생산에 따른 획일화, 주문자의 니즈(NEEDS)를 적절히 반영하지 못하는 한계점을 해결하도록 하기 위한 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 4차 산업 혁명의 도래에 발맞추어 종래의 단순한 주문자 요청 방식이 아닌 직접 공장에 주문시, 산업 로봇에 대한 선택과 선택된 산업 로봇의 제품 또는 제품의 부품의 조립 과정을 직접 참관하고, 하자 시 적극적 보상이 이루어질 수 있도록 하기 위한 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 산업 로봇을 구성하는 기계구성 또는 기계구성에 부착된 센서 중에서 고장인 것의 추출이 용이함으로써, 관리자의 입장에서, 추출된 고장 부품만 교체할 수 있으며, 특히 아두이노 보드와 착탈형으로 부착 가능한 각 센서나 모듈의 교체로 관리 비용을 절감하고 전문가가 아니어도 손쉽게 공장과 같은 산업 시설을 관리할 수 있도록 하기 위한 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템은, 어플리케이션을 실행하기 위한 컴퓨팅 기능을 갖으며, 무선링크를 통하여 사용자에게 인터넷 데이터를 포함하는 인터넷 서비스를 제공하는 기기로서, 공장관리자가 운영하는 것으로, 아두이노(22b) 기반으로 센서 데이터를 수집하는 산업 로봇(20)에 대한 오픈 소스 기반의 주제어장치로 작동할 수 있으며, 이를 위해 근거리 무선통신, 그 밖의 무선 네트워크를 통해 두 개 이상의 산업 로봇(20)에 대한 액세스(access), 그리고 공장설비(30)에 대한 액세스를 수행하는 스마트 모바일 디바이스(10); 제품을 제조, 생산하고, 자동화 시스템에 해당하는 공장설비(30)를 통해 이동 또는 반출, 포장 등의 산업 자동화를 수행하는 산업 로봇(20); 컨베이어 장치부 및 산업 자동화 설비를 구비하는 공장설비(30); 각 스마트 모바일 디바이스(10)로부터 산업 단위별로 구분된 산업 로봇 집합(20g), 공장설비(30)에 대한 제어 정보를 수집하여 관리하는 로봇 자동화 서버(50); 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 설치되어, 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 제품의 조립 또는 제품을 구성하는 부품의 조립 과정을 촬영하여 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여, 로봇 자동화 서버(50)에 의해 네트워크(40)를 통해 주문자 단말(70)로 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보가 전송될 수 있도록 하는 카메라(60); 및 제품 주문자가 운영하는 단말로, 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 액세스하여, 회원 가입 및 인증 절차를 거쳐 산업 로봇(20) 및 공장설비(30)에 대해 촬영되는 영상 정보와, 다른 주문자에 의해 요청된 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보를 포함하는 홍보 정보를 수신하며, 홍보 정보에 따른 주문자의 요청에 따라 자신이 주문하고자 하는 제품 또는 부품에 대한 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g)에 대한 선택 정보를 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여 제품 또는 부품에 대한 주문을 수행할 수 있으며, 주문에 따른 조립 과정을 카메라(60)를 통해 영상 정보로 수신하거나 영상 정보를 실시간으로 미리 설정된 시간 단위로 수신하여 메모리 카드에 자동으로 저장하는 기능을 수행하며, 조립 과정 영상이 완료된 뒤, 각 제품 또는 부품별로 3D 영상 정보를 수신한 뒤, 제품 또는 부품의 결함이 발견시, 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)에 대한 정보를 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 요청하여 해당 산업 로봇(20)에 대한 교체 또는 생산라인에 대한 변경을 요청하거나 다른 제품 또는 부품으로 다시 조립 요청을 하거나 결함 제품 또는 부품에 대한 배상을 요청하는 주문자 단말(70); 을 포함하며, 각 산업 로봇(20)의 로봇 제어부(22)는, 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)(n은 2 이상의 자연수)로 이루어진 센서부(22a), 아두이노(22b) 및 I/O 인터페이스(22c)를 구비하며, 센서부(22a)는 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)에 해당하는 온도 센서, 습도 센서, 위치 센서, 방향 센서, 유압 센서, 각도 센서, 무선통신 모듈 중 적어도 하나 이상이 로봇 장치부(23)의 각 기계구성에 형성되어 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 센서 데이터를 실시간으로 아두이노(22b)로 제공하며, 아두이노(22b)는 센서부(22a) 제어용 기판으로 오픈 소스의 방식으로 센서나 부품 등의 장치를 연결할 수 있는 구조로 되어, 센서부(22a)를 구성하는 각 센서에 대해 착탈이 가능하며, 로봇 장치부(23)에 필요한 센서나 스위치를 포함한 다양한 부품을 연결할 경우 로봇 장치부(23)에 추가 기능을 제공하며, I/O 인터페이스(22c)는 아두이노(22b)의 제어에 따라 공장설비(30)의 컨베이어 장치부(31)의 다수의 압력센서(31a), 컨베이어 제어부(32)와 신호 및 데이터 송수신을 수행하며, 아두이노(22b)는, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로부터 무선 네트워크 인터페이스부(21)를 통해 수신된 작동 제어 명령에 따른 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성이 정상 운전상태로 출력이 온(ON) 되는 시간과 출력이 오프(OFF) 되는 시간인 작동 평균값 정보를 생성하며, 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성의 정상 운전상태에서의 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 측정되는 센서 데이터에 대한 센서 평균값 정보를 생성하며, 로봇 자동화 서버(50)로부터 주문자 단말(70)의 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)이라는 결함 통지를 받은 경우, 현 시점까지 각 센서로부터 수신된 신호를 기반으로 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는 경우, 기계구성에 대한 고장으로 분석하는 센서 적정치 감지 모듈(22b-1); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템에 있어, 센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은, 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는지의 판단 시, 시간 단위별로 각 기계구성의 작동 제어 명령에 따른 세분화된 구분 동작에 대한 작동 횟수를 나타내는 작동 평균값 정보로부터 미리 설정된 비율 이상을 초과하는 경우, 초과로 분석하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템에 있어, 센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은, 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하지 않으나, 미리 설정된 비율을 초과하는 기계구성에 부착된 센서로부터 측정된 센서 데이터가 센서 평균값 정보로부터 임계치를 벗어나는 경우, 센서에 대한 고장으로 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템은, 생산라인으로의 로봇을 이용한 종래의 단순한 제품 제조 공정을 탈피하여, 산업 로봇의 본격적인 도입시 발생할 수 있는 대량 생산에 따른 획일화, 주문자의 니즈(NEEDS)를 적절히 반영하지 못하는 한계점을 해결할 있는 효과를 제공한다.
즉, 4차 산업 혁명의 도래에 발맞추어 종래의 단순한 주문자 요청 방식이 아닌 직접 공장에 주문시, 산업 로봇에 대한 선택과 선택된 산업 로봇의 제품 또는 제품의 부품의 조립 과정을 직접 참관하고, 하자 시 적극적 보상이 이루어질 수 있는 효과를 제공한다.
아울러, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템은, 산업 로봇을 구성하는 기계구성 또는 기계구성에 부착된 센서 중에서 고장인 것의 추출이 용이함으로써, 관리자의 입장에서 추출된 고장 부품만 교체할 수 있으며, 특히 아두이노 보드와 착탈형으로 부착 가능한 각 센서나 모듈의 교체로 관리 비용을 절감하고 전문가가 아니어도 손쉽게 공장과 같은 산업 시설을 관리할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 각 산업 로봇(20)의 구성 요소와 각 산업 로봇(20) 별로 카메라(60)가 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 산업 로봇(20)뿐만 아니라, 공장설비(30)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 각 산업 로봇(20) 중 로봇 제어부(22)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 로봇 자동화 서버(50)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 각 산업 로봇(20)의 구성 요소와 각 산업 로봇(20) 별로 카메라(60)가 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 산업 로봇(20)뿐만 아니라, 공장설비(30)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 각 산업 로봇(20) 중 로봇 제어부(22)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 1의 본 발명의 실시예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 로봇 자동화 서버(50)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템은 스마트 모바일 디바이스(10), 산업 로봇(20), 공장설비(30), 네트워크(40), 로봇 자동화 서버(50), 카메라(60), 주문자 단말(70)을 포함할 수 있다.
스마트 모바일 디바이스(10)는 어플리케이션을 실행하기 위한 컴퓨팅 기능을 갖으며, 무선링크를 통하여 사용자에게 인터넷 데이터를 포함하는 인터넷 서비스를 제공하는 기기로서, 이는 포괄적인 개념의 휴대기기들이다. 즉, 핸드폰, 무선단말, PDA(Personal Digital Assistant), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰, MBS(Mobile Broad and System)폰, PMP(Portable Multimedia Player), 핸드헬드 컴퓨터(Handheld Computer)와 같이 멀티미디어 폰 및 멀티미디어 플레이어 등을 포함할 수 있다.
스마트 모바일 디바이스(10)는 공장관리자가 운영하는 것으로, 아두이노(22b) 기반으로 센서 데이터를 수집하는 산업 로봇(20)에 대한 오픈 소스 기반의 주제어장치로 작동할 수 있으며, 이를 위해 근거리 무선통신, 그 밖의 무선 네트워크를 통해 두 개 이상의 산업 로봇(20)에 대한 액세스(access), 그리고 공장설비(30)에 대한 액세스를 수행할 수 있다.
산업 로봇(20)은 제품을 제조, 생산하고, 자동화 시스템에 해당하는 공장설비(30)를 통해 이동 또는 반출, 포장 등의 산업 자동화를 수행할 수 있다.
공장설비(30)는 도 1 및 도 2에서는 컨베이어 장치부를 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며 산업 자동화 설비로 대체될 수 있다.
네트워크(40)는 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망이며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 차세대 유선 및 무선 망일 수 있다. 네트워크(40)가 이동통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 일 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 네트워크(40)는 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP망일 수 있다. 네트워크(40)는 스마트 모바일 디바이스(10), 로봇 자동화 서버(50), 주문자 단말(70), 그 밖의 시스템 상호 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 한다.
로봇 자동화 서버(50)는 각 스마트 모바일 디바이스(10)로부터 산업 단위별로 구분된 산업 로봇 집합(20g), 공장설비(30)에 대한 제어 정보를 수집하여 관리할 수 있다.
카메라(60)는 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 설치됨으로써, 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 제품의 조립 또는 제품을 구성하는 부품의 조립 과정을 촬영하여 로봇 자동화 서버(50)로 전송함으로써, 로봇 자동화 서버(50)에 의해 네트워크(40)를 통해 주문자 단말(70)로 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보가 전송될 수 있도록 한다.
주문자 단말(70)은 제품 주문자가 운영하는 단말로, 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 액세스하여, 회원 가입 및 인증 절차를 거쳐 산업 로봇(20) 및 공장설비(30)에 대해 촬영되는 영상 정보와, 다른 주문자에 의해 요청된 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보를 포함하는 홍보 정보를 수신할 수 있다.
주문자 단말(70)은 홍보 정보에 따른 주문자의 요청에 따라 자신이 주문하고자 하는 제품 및/또는 부품에 대한 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g)에 대한 선택 정보를 로봇 자동화 서버(50)로 전송함으로써, 제품 및/또는 부품에 대한 주문을 수행할 수 있으며, 주문에 따른 조립 과정을 카메라(60)를 통해 영상 정보로 수신하거나 영상 정보를 실시간으로 미리 설정된 시간 단위로 수신하여 메모리 카드에 자동으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 주문자 단말(70)은 조립 과정 영상이 완료된 뒤, 각 제품 및/또는 부품별로 3D 영상 정보를 수신한 뒤, 제품 및/또는 부품의 결함이 발견시, 결함이 발견된 제품 및/또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)에 대한 정보를 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 요청하여 해당 산업 로봇(20)에 대한 교체 또는 생산라인에 대한 변경을 요청하거나 다른 제품 및/또는 부품으로 다시 조립 요청을 하거나 결함 제품 또는 부품에 대한 배상을 요청할 수 있다.
도 3은 도 1의 본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 각 산업 로봇(20)의 구성 요소와 각 산업 로봇(20) 별로 카메라(60)가 형성된 것을 나타내는 도면이며, 도 4는 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 산업 로봇(20)뿐만 아니라, 공장설비(30)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 산업 로봇(20)은 각 제품별 생산라인에 적어도 두 개 이상이 형성됨으로써, 산업 로봇 집합(20g)을 구성하며, 각 산업 로봇(20)은 무선 네트워크 인터페이스부(21), 로봇 제어부(22), 로봇 장치부(23)로 이루어질 수 있다.
무선 네트워크 인터페이스부(21)는 근거리 무선통신 방식, 그 밖의 무선통신 방식을 통해 스마트 모바일 디바이스(10)에 의한 제어 명령, 스마트 모바일 디바이스(10)로 각종 센서 데이터를 전송할 수 있다.
로봇 제어부(22)는 무선 네트워크 인터페이스부(21)를 통해 수신되는 제어 명령을 통해 로봇 장치부(23)를 제어하며, 로봇 장치부(23)에 형성된 다수의 센서로 이루어진 센서부(22a)로부터 수집된 센서 데이터를 스마트 모바일 디바이스(10)로 전송하도록 무선 네트워크 인터페이스부(21)를 제어한다.
로봇 장치부(23)는 산업용 로봇으로, 서비스용 로봇과 제조용 로봇, 그 밖의 레이저 로봇과 같은 성형을 위한 로봇 등일 수 있다. 제조용 로봇의 대표적인 예로 다관절 로봇, 용접 로봇, 이송 로봇 등일 수 있다.
한편, 공장설비(30)는 컨베이어 장치부(31), 컨베이어 제어부(32) 및 무선 통신모듈(33)로 이루어질 수 있다.
컨베이어 장치부(31)는 미리 설정된 거리를 자동적ㆍ연속적으로 로봇 장치부(23)에 의해 작업된 재료나 물품을 운반하는 기계장치로, 산업 시설 내에서 부품이나 재료의 운반, 반제품의 이동, 항만ㆍ광산 등에서 석탄ㆍ광석 화물의 운반, 건설 현장에서 모래 등의 운반에 사용되는 것으로, 롤러 컨베이어, 휠 컨베이어, 벨트 컨베이어, 트롤리 컨베이어, 그 밖의 다른 컨베이어 종류가 하나 또는 두 개 이상이 복합적으로 형성될 수 있다.
컨베이어 제어부(32)는 컨베이어 장치부(31)에 대한 스마트 모바일 디바이스(10) 또는 로봇 자동화 서버(50)의 제어 명령을 수신하여, 컨베이어 장치부(31)를 각 로봇 장치부(23)와 연동하여 제어할 수 있다. 이를 위해 컨베이어 제어부(32)는 근거리 무선통신 방식 또는 그 밖의 무선통신 방식을 수행하는 무선 통신모듈(33)을 제어함으로써, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로부터 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)의 제어 명령을 수신할 수 있다.
도 5는 도 3 및 도 4의 각 산업 로봇(20) 중 로봇 제어부(22)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 로봇 제어부(22)는 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)(n은 2 이상의 자연수)로 이루어진 센서부(22a), 아두이노(22b) 및 I/O 인터페이스(22c)를 구비할 수 있다.
센서부(22a)는 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)에 해당하는 온도 센서, 습도 센서, 위치 센서, 방향 센서, 유압 센서, 각도 센서, 무선통신 모듈 등이 로봇 장치부(23)의 각 기계구성에 형성됨으로써, 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 센서 데이터를 실시간으로 아두이노(22b)로 제공할 수 있다.
아두이노(22b)는 센서부(22a) 제어용 기판으로 오픈 소스의 방식으로 센서나 부품 등의 장치를 연결할 수 있는 구조로 됨으로써, 센서부(22a)를 구성하는 각 센서에 대해 착탈 가능하다. 또한, 아두이노(22b)는 로봇 장치부(23)에 필요한 센서나 스위치 등의 다양한 부품을 연결할 경우 로봇 장치부(23)에 추가 기능을 제공할 수 있다.
I/O 인터페이스(22c)는 아두이노(22b)의 제어에 따라 컨베이어 장치부(31)의 다수의 압력센서(31a), 컨베이어 제어부(32)와 신호 및 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
아두이노(22b)는 센서 적정치 감지 모듈(22b-1), 비교 판단 모듈(22b-2) 및 분석 자료 전송 모듈(22b-3)로 구분될 수 있다.
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로부터 무선 네트워크 인터페이스부(21)를 통해 수신된 작동 제어 명령에 따른 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성이 정상 운전상태로 출력이 온(ON) 되는 시간과 출력이 오프(OFF) 되는 시간인 작동 평균값 정보를 생성한다.
이후, 센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성의 정상 운전상태에서의 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 측정되는 센서 데이터에 대한 센서 평균값 정보를 생성한다.
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은 로봇 자동화 서버(50)로부터 주문자 단말(70)의 결함이 발견된 제품 및/또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)이라는 결함 통지를 받은 경우, 현 시점까지 각 센서로부터 수신된 신호를 기반으로 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는 경우, 기계구성에 대한 고장으로 분석한다.
여기서, 센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는지의 판단시, 시간 단위별로 각 기계구성의 작동 제어 명령에 따른 세분화된 구분 동작에 대한 작동 횟수를 나타내는 작동 평균값 정보로부터 미리 설정된 비율 이상을 초과하는 경우, 초과로 분석할 수 있다.
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하지 않으나, 미리 설정된 비율을 초과하는 기계구성에 부착된 센서로부터 측정된 센서 데이터가 센서 평균값 정보로부터 임계치를 벗어나는 경우, 센서에 대한 고장으로 분석한다.
비교 판단 모듈(22b-2)은 센서 적정치 감지 모듈(22b-1)에 의한 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하여 기계구성에 대한 고장으로 판단시, 로봇 장치부(23) 전체에 대한 작동을 중지시킨 뒤, 스마트 모바일 디바이스(10)로 적어도 하나 이상의 동종의 다른 산업 로봇(20), 그리고 공장설비(30)의 컨베이어 장치부(31)에 대한 작동 제어 명령을 작동이 중지된 로봇 장치부(23)에 대한 제거 이후 상태에서의 작동 주기로 변경하도록 요청할 수 있다.
비교 판단 모듈(22b-2)은 센서 적정치 감지 모듈(22b-1)에 의한 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하지 않으나, 미리 설정된 비율을 초과하는 기계구성에 부착된 센서로부터 측정된 센서 데이터가 센서 평균값 정보로부터 임계치를 벗어나는 경우, 센서에 대한 고장으로 분석시, 이웃하는 두 개의 다른 로봇 장치부(23)에 의한 센서 데이터를 활용한 조정 센서 데이터에 대한 요청을 스마트 모바일 디바이스(10)로 요청하여 수신한 뒤, 센서가 고장난 기계구성에 대한 센서 데이터로 활용할 수 있다.
분석 자료 전송 모듈(22b-3)은 센서 적정치 감지 모듈(22b-1)에 의한 기계구성의 고장시간, 각 기계구성에 부착된 센서의 고장시간, 비교 판단 모듈(22b-2)에 의한 스마트 모바일 디바이스(10)로의 주기 변경 요청, 이웃 센서 데이터에 대한 요청에 대한 정보를 시간 대별로 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)에 저장되도록 할 수 있다.
한편, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)는 비교 판단 모듈(22b-2)로부터 작동 주기 변경 요청에 따라, 작동 주기 변경 요청과 매칭되는 동종의 산업 로봇(20)에 대한 로봇 장치부(23)의 동일한 기계구성에 대한 정상 운전상태의 출력이 온 되는 시간과 출력이 꺼지는 시간의 평균값 정보를 활용하여, 각 다른 산업 로봇(20)으로 전송하는 작동 명령 주기를 생성한 뒤 저장하고, 생성된 작동 명령 주기에 따른 산업 로봇 집합(20g)에 대한 제어를 수행할 수 있다.
또한, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)는 컨베이어 장치부(31)에서 각 산업 로봇(20)에 의한 작업물의 적재 여부를 감지하기 위한 각 압력센서(31a)에 대한 압력감지 데이터를 컨베이어 제어부(32)로부터 수신한 뒤, 수신된 각 압력감지 데이터를 상기에서 생성된 작동 명령 주기에 대한 피드백 정보로 활용할 수 있다.
다음으로, 도 6은 도 1의 본 발명의 실시 예에 따른 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템 중 로봇 자동화 서버(50)의 구성요소를 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 로봇 자동화 서버(50)는 산업 로봇 선택 모듈(51), 제품 디스플레이 모듈(52) 및 제품 3D 정보 제공 모듈(53)을 구비할 수 있다.
산업 로봇 선택 모듈(51)은 각 주문자 단말(70)의 네트워크(40)를 통한 액세스에 따라 제품 및/또는 부품에 대한 산업 로봇(20)에 대한 선택 정보를 수신하여 저장할 수 있다.
보다 구체적으로, 산업 로봇 선택 모듈(51)은 주문자 단말(70)에 의한 로봇 자동화 서버(50)의 웹 사이트에 액세스에 따라, 사이트 운영 방법에 대한 안내항목표시를 선택하면, 운용방법에 대한 안내화면을 주문자 단말(70)로 제공할 수 있다. 산업 로봇 선택 모듈(51)은 주문자 단말(70)을 운용하는 주문자가 회원으로 가입하기 위해 회원등록을 선택하면, 회원 등록화면을 제공하고, 주문자의 개인 신상정보를 입력할 것을 요구할 수 있으며, 입력이 완료되었는지의 여부를 판단하며, 입력이 완료된 경우에는 회원ID를 부여함과 동시에, 회원에 관한 정보를 회원관리DB에 저장할 수 있다.
이러한 과정을 거쳐 회원으로 가입한 주문자가 제품 및/또는 부품 조립을 시작하기 위해 산업 로봇 선택 모듈(51)에 의해 관리하는 각 산업 로봇(20)과 그에 부속되는 공장설비(30)에 대해 촬영되는 영상 정보를 카메라(60)로부터 수신하여 제공하거나, 기존 또는 현재의 다른 주문자에 의해 요청된 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보를 포함하는 홍보 정보를 카메라(60)로부터 수신하여 제공한 뒤, 주문자 단말(70)로부터 제품 및/또는 부품별 선택 정보를 회원관리DB에 함께 저장할 수 있다.
제품 디스플레이 모듈(52)은 산업 로봇 선택 모듈(51)에 의한 저장이 완료되고, 주문자 단말(70)에 의해 선택된 모든 산업 로봇(20)과 그에 부속되는 공장설비(30)가 가동가능한지를 선택된 산업 로봇(20) 및 공장설비(30)의 조립 공정 시간을 공정관리DB에서 추출하여 판단한 뒤, 가동가능한 시간대가 확보된 경우, 산업 로봇(30)에 대한 도 5의 로봇 제어부(22)로의 작동 제어 명령 전송을 수행할 수 있으며, 제어를 수행하며, 작동 제어 명령이 전송된 산업 로봇(30)과 매칭되는 카메라(60)로부터 조립 과정 영상을 수신하여 네트워크(40)를 통해 주문자 단말(70)로 전송함으로써, 조립 과정 영상을 주문자가 실시간 또는 저장된 영상을 참관할 수 있도록 한다.
제품 3D 정보 제공 모듈(53)은 제품 디스플레이 모듈(52)에 의한 하나 또는 일련의 제품 또는/및 부품의 조립 과정 영상과, 각 제품과 부품의 일련번호를 주문자 단말(70)로의 전송 이후, 주문자 단말(70)부터 적어도 하나 이상의 제품 또는 부품에 대한 일련번호와 함께 결함 확인 요청을 수신하는 경우, 수신된 일련번호에 해당하는 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)에 배정된 카메라(60)에 의해 촬영된 영상을 활용한 3차원 제품 또는 부품 애니메이션을 생성하여 생성된 3차원 제품 또는 부품 애니메이션을 주문자 단말(70)로 제공할 수 있다.
여기서 제품 3D 정보 제공 모듈(53)은 3차원 제품 또는 부품 애니메이션 생성시, 카메라(60)에 의해 촬영된 영상에 대한 디코딩을 수행하여 적어도 하나 이상의 디코딩된 이미지를 생성한다.
이후, 제품 3D 정보 제공 모듈(53)은 각 디코딩된 이미지 중 가장 마지막 프레임에 해당하는 이미지에 대해서 객체 인식을 통한 각 제품 또는 부품의 구성요소를 구분한 뒤, 각 제품 또는 부품의 조립 과정의 역으로 하여, 구분된 구성요소에 대한 좌표 공간 맵핑(mapping)과 함께 3차원 입체형상으로 표현하기 위한 기본단위인 폴리곤의 집합을 생성한다.
최종적으로, 제품 3D 정보 제공 모듈(53)은 구분된 구성요소에 대해서 생성된 폴리곤의 집합 위에 디코딩된 이미지 중 가장 마지막 프레임에 해당하는 이미지에서 추출된 색상 및 형상을 추출하여 붙이는 과정을 수행함으로써, 3차원 좌표 공간에서 구현된 그래픽에 대한 틸트, 요잉, 롤링 등이 가능한 3D 애니메이션 정보를 생성할 수 있다.
이에 따라, 제품 3D 정보 제공 모듈(53)은 주문자 단말(70)로부터 제품 또는 부품의 결함 영역을 수신하여 결함정보DB에 저장하며, 상술한 로봇 제어부(22)의 아두이노(22b)에 의해 분석된 기계구성 또는 센서구성의 고장 정보와 함께 매칭시켜 저장함으로써, 스마트 모바일 디바이스(10)를 운영하는 공장관리자에 의해 산업 로봇(20) 및 산업 로봇(20)에 구비된 기계구성 및 센서부(22a)를 구성하는 각 센서에 대한 교체 및 관리시 활용할 수 있도록 할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 스마트 모바일 디바이스
20 : 산업 로봇
21 : 무선 네트워크 인터페이스부
22a : 센서부
22a-1 내지 22a-n : 제 1 센서 내지 제 n 센서
22b : 아두이노
22b-1 : 센서 적정치 감지 모듈
22b-2 : 비교 판단 모듈
22b-3 : 분석 자료 전송 모듈
22c : I/O 인터페이스
23 : 로봇 장치부
30 : 공장설비
40 : 네트워크
50 : 로봇 자동화 서버
51 : 산업 로봇 선택 모듈
52 : 제품 디스플레이 모듈
53 : 제품 3D 정보 제공 모듈
60 : 카메라
70 : 주문자 단말
20 : 산업 로봇
21 : 무선 네트워크 인터페이스부
22a : 센서부
22a-1 내지 22a-n : 제 1 센서 내지 제 n 센서
22b : 아두이노
22b-1 : 센서 적정치 감지 모듈
22b-2 : 비교 판단 모듈
22b-3 : 분석 자료 전송 모듈
22c : I/O 인터페이스
23 : 로봇 장치부
30 : 공장설비
40 : 네트워크
50 : 로봇 자동화 서버
51 : 산업 로봇 선택 모듈
52 : 제품 디스플레이 모듈
53 : 제품 3D 정보 제공 모듈
60 : 카메라
70 : 주문자 단말
Claims (3)
- 어플리케이션을 실행하기 위한 컴퓨팅 기능을 갖으며, 무선링크를 통하여 사용자에게 인터넷 데이터를 포함하는 인터넷 서비스를 제공하는 기기로서, 공장관리자가 운영하는 것으로, 아두이노(22b) 기반으로 센서 데이터를 수집하는 산업 로봇(20)에 대한 오픈 소스 기반의 주제어장치로 작동할 수 있으며, 무선 네트워크를 통해 두 개 이상의 산업 로봇(20)에 대한 액세스(access), 그리고 공장설비(30)에 대한 액세스를 수행하는 스마트 모바일 디바이스(10);
자동화 시스템을 기반으로 제품을 제조하는 공장설비(30)를 통해 이동, 반출, 및 포장의 산업 자동화를 수행하는 산업 로봇(20);
컨베이어 장치부 및 산업 자동화 설비를 구비하는 공장설비(30);
각 스마트 모바일 디바이스(10)로부터, 산업 단위별로 구분된 산업 로봇 집합(20g), 및 공장설비(30)에 대한 제어 정보를 수집하여 관리하는 로봇 자동화 서버(50);
각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 설치되어, 각 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g) 별로 제품의 조립 과정 또는 제품을 구성하는 부품의 조립 과정을 촬영하여 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여, 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)가 주문자 단말(70)로 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보를 전송할 수 있도록 하는 카메라(60); 및
제품 주문자가 운영하는 단말로서, 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 액세스하여, 산업 로봇(20) 및 공장설비(30)에 대해 촬영되는 영상 정보와, 다른 주문자에 의해 요청된 제품 또는 부품에 대한 조립 공정 정보를 포함하는 홍보 정보를 수신하며, 주문하고자 하는 제품 또는 부품에 대한 산업 로봇(20) 또는 하나의 산업 로봇 집합(20g)에 대한 선택 정보를 로봇 자동화 서버(50)로 전송하여 제품 또는 부품에 대한 주문을 수행하며, 주문에 따른 조립 과정을 카메라(60)를 통해 영상 정보로 수신하거나 영상 정보를 미리 설정된 시간 단위로 수신하여 메모리 카드에 자동으로 저장하며, 조립 과정 영상 수신이 완료된 뒤, 각 제품 또는 부품별로 3D 영상 정보를 수신하고, 제품 또는 부품의 결함 발견 시, 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)에 대한 정보를 네트워크(40)를 통해 로봇 자동화 서버(50)로 요청하여 해당 산업 로봇(20)에 대한 교체 또는 생산라인에 대한 변경을 요청하거나 다른 제품 또는 부품으로의 재조립 요청을 하거나 결함 제품 또는 부품에 대해 배상을 요청하는 주문자 단말(70); 을 포함하며,
각 산업 로봇(20)의 로봇 제어부(22)는, 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)(n은 2 이상의 자연수)로 이루어진 센서부(22a), 아두이노(22b) 및 I/O 인터페이스(22c)를 구비하며,
센서부(22a)는 제 1 센서(22a-1) 내지 제 n 센서(22a-n)에 해당하는 온도 센서, 습도 센서, 위치 센서, 방향 센서, 유압 센서, 각도 센서, 및 무선통신 모듈 중 적어도 하나 이상이 로봇 장치부(23)의 각 기계구성에 형성되어 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 센서 데이터를 실시간으로 아두이노(22b)로 제공하며,
아두이노(22b)는 센서부(22a) 제어용 기판으로서 오픈 소스 방식으로 센서나 부품을 연결할 수 있는 구조이되, 센서부(22a)를 구성하는 각 센서에 대해 착탈 가능하며, 로봇 장치부(23)에 필요한 부품을 연결할 경우 로봇 장치부(23)에 추가 기능을 제공하며,
I/O 인터페이스(22c)는 아두이노(22b)의 제어에 따라 공장설비(30)의 컨베이어 장치부(31)의 압력센서(31a), 및 컨베이어 제어부(32)와 신호 및 데이터 송수신을 수행하며,
아두이노(22b)는,
각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성이, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로부터 무선 네트워크 인터페이스부(21)를 통해 수신된 작동 제어 명령에 따라 정상 운전 상태인 경우, 출력이 온(ON) 되는 시간과 출력이 오프(OFF) 되는 시간을 포함하는 작동 평균값 정보를 생성하며, 각 로봇 장치부(23) 중 센서가 부착된 기계구성이 정상 운전 상태인 경우 각 센서(22a-1 내지 22a-n)로부터 측정되는 센서 데이터에 대한 센서 평균값 정보를 생성하며, 임의의 산업 로봇(20)이, 결함이 발견된 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)이라는 결함 통지를 로봇 자동화 서버(50)로부터 받은 경우, 현 시점까지 각 센서로부터 수신된 신호를 기반으로 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는 경우, 기계구성에 대한 고장으로 분석하는 센서 적정치 감지 모듈(22b-1); 을 포함하는 것을 특징으로 하며,
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은,
각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는지의 판단 시, 작동 제어 명령에 따른 각 기계구성의 세분화된 구분 동작에 대한 시간 단위별 작동 횟수를 나타내는 작동 평균값 정보가 미리 설정된 허용 범위를 초과하는 경우, 해당하는 기계구성의 고장인 것으로 분석하는 것을 특징으로 하고,
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)은,
각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하지 않으나, 미리 설정된 비율을 초과하는 기계구성에 부착된 센서로부터 측정된 센서 데이터가 센서 평균값 정보로부터 정의된 임계치를 벗어나는 경우, 센서에 대한 고장으로 분석하는 것을 특징으로 하며,
아두이노(22b)는, 비교 판단 모듈(22b-2)을 포함하되,
비교 판단 모듈(22b-2)은,
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)에 의해서, 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하는 것으로 판단되어 대상 기계구성이 고장인 것으로 판단된 경우, 로봇 장치부(23)에 대한 작동을 중지시킨 뒤, 적어도 하나 이상의 동종의 다른 산업 로봇(20), 그리고 공장설비(30)의 컨베이어 장치부(31)에 대한 작동 제어 명령을, 작동이 중지된 로봇 장치부(23)에 대한 제거 이후 상태에서의 작동 주기로 변경하도록 요청하는 것을 특징으로 하고,
비교 판단 모듈(22b-2)은,
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)에 의해서, 각 로봇 장치부(23)의 센서가 부착된 기계구성에 대한 작동 제어 명령에 따른 작동 시간에 대한 변화 비율이 미리 설정된 비율을 초과하지는 않으나, 미리 설정된 비율을 초과하는 기계구성에 부착된 센서로부터 측정된 센서 데이터가 센서 평균값 정보로부터 정의된 임계치를 벗어나는 것으로 판단되어 센서에 대한 고장인 것으로 판단된 경우, 이웃하는 두 개의 다른 로봇 장치부(23)에 의한 센서 데이터 요청을 스마트 모바일 디바이스(10)로 전송하여 요청한 센서 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하며,
아두이노(22b)는, 분석 자료 전송 모듈(22b-3)을 포함하되,
분석 자료 전송 모듈(22b-3)은,
센서 적정치 감지 모듈(22b-1)에 의해서 판단된 기계구성의 고장시간 정보, 기계구성에 부착된 센서의 고장시간 정보, 비교 판단 모듈(22b-2)에 의해서 스마트 모바일 디바이스(10)로 전송된 작동 주기 변경 요청 정보, 그리고 이웃하는 두 개의 다른 로봇 장치부(23)에 의한 센서 데이터 요청 정보를, 스마트 모바일 디바이스(10) 및 로봇 자동화 서버(50)로 전송하는 것을 특징으로 하고,
로봇 자동화 서버(50)는, 산업 로봇 선택 모듈(51), 제품 디스플레이 모듈(52) 및 제품 3D 정보 제공 모듈(53)을 포함하며,
산업 로봇 선택 모듈(51)은,
주문자 단말(70)이 로봇 자동화 서버(50)의 웹 사이트에 액세스함에 따라, 로봇 자동화 서버(50)에 의해 관리되는 산업 로봇(20)과 공장설비(30)를 촬영한 영상 정보를 카메라(60)로부터 수신하여 제공하며, 특정한 제품 또는 부품에 대응하는 산업 로봇(20)에 대한 선택 정보를 주문자 단말(70)로부터 수신하고,
제품 디스플레이 모듈(52)은,
주문자 단말(70)에 의해서 선택된 산업 로봇(20)이 가동 가능한 상태인 경우 산업 로봇(20)에 대한 작동 제어 명령을 로봇 제어부(22)로 전송하며, 작동 제어 명령이 전송된 산업 로봇(20)과 매칭되는 카메라(60)로부터 조립 과정 영상을 수신하여 수신한 조립 과정 영상을 네트워크(40)를 통해서 주문자 단말(70)로 전송하고,
제품 3D 정보 제공 모듈(53)은,
주문자 단말(70)로부터 적어도 하나 이상의 제품 또는 부품에 대한 일련번호 및 결함 확인 요청을 수신하는 경우, 수신한 일련번호에 해당하는 제품 또는 부품을 조립한 산업 로봇(20)에 배정된 카메라(60)가 촬영한 제품 또는 부품의 영상을 이용하여, 3차원 제품 또는 부품 애니메이션을 생성하고, 생성한 3차원 제품 또는 부품 애니메이션을 주문자 단말(70)로 제공하는 것을 특징으로 하는 제품 조립 참관 및 주문자 피드백 요청 기반의 산업 로봇 자동화 시스템.
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|---|---|---|---|
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