KR101975046B1 - 스마트 모니터링 및 도장 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 도장 시스템(100)에 적용된 스마트 모니터링 시스템(1)은 도장 부스(3)의 제1,2 도장 로봇(5-1,6-1)을 실시간 영상 데이터로 촬영하는 2대 이상의 카메라(10-1,10-2), 영상 데이터를 영상분배 하는 영상 분배기(21), DVR로 영상변환 및 송수신을 수행하는 영상분석기(23), 인공지능 소프트웨어(31)로 영상 데이터의 고화질 영상과 도장 공정의 이상 유무 영상 및 “OK"나 ”NG" 로 표기되는 공정 상태 표시 영상을 각각 생성하는 컴퓨터(30), 도장 공정에 대한 고화질 영상 재생과 함께 “OK"나 ”NG" 의 이상 유무 표기가 이루어지는 모니터(41) 또는 모바일 폰(43), 무선 통신을 도장 부스(3)의 설치 공간으로 제한하는 무선 네트워크(200)로 구성된다. 그 결과 도장 시스템에서는 도장 공정에 대한 실시간 모니터링이 이루어지고, 특히 제1,2 도장 로봇(5-1,6-1)에 대한 예방 품질 및 예지보존과 함께 스프레이 패턴 불량과 컨베이어 서징 및 도어 열림에 대한 명확한 원인 파악과 신속한 대처가 이루어지는 특징을 갖는다.
Description
본 발명은 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 도장 작업 영상에 인공지능 기술을 활용한 스마트 모니터링이 이루어지는 도장 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도장라인 설비의 도장(塗裝)의 공정은 유동체를 물체의 표면에 펴 발라 엷은 층을 만들어 줌으로써 물체 표면의 보호와 착색이 이루어지는 공정으로 도장 후 품질 불량 방지가 매우 중요하다.
이를 위해 도장공정은 도장 로봇에 의한 된 도장 작업 자동화와 함께 로봇 모니터링 시스템에 의한 도장 품질 관리 자동화가 이루어진다.
일례로, 상기 로봇 모니터링 시스템은 도장 라인 상에 설치되어 도장 로봇의 도장 작업을 촬영하는 영상 카메라와 촬영 영상을 실시간으로 확인하는 영상 모니터로 구축됨으로써 도장 로봇의 동작의 가시화로 도장 작업 관리가 이루어진다.
특히 상기 촬영 영상은 저장매체를 활용한 영상 저장으로 도장 품질 불량을 위한 명확한 원인 분석에 활용될 뿐만 아니라 무선으로 모바일 폰(또는 스마트 폰)을 통해 공유됨으로써 도장 작업에 대한 공간제약 없이 영상 공유가 가능하다.
하지만 상기 로봇 모니터링 시스템은 촬영 영상의 이용성을 실시간 도장 작업 모니터링에 만 활용함으로써 그 효용성이 극히 제한적일 수밖에 없다.
일례로, 상기 로봇 모니터링 시스템은 작업자가 촬영 영상으로 도장 로봇의 스프레이 패턴 불량, 도장 물체 이송용 컨베이어 서징, 도장 부스의 도어 열림 등과 같은 이상 상황을 확인한 후 이에 대처함으로써 사후관리에 국한된 비효율적인 운영이 이루어지고 있는 실정이다.
특히 도장 공정의 사후관리는 하기와 같은 문제점으로 발전 될 수밖에 없다. 첫째는 예지업무 제약으로서, 이는 상시 점검시 정확한 동작상태 확인 불가로 불량 및 고장 발생 후 조치업무 편중함에 기인된다. 둘째는 재발방지 대책수립 미흡으로서, 이는 도장 로봇 충돌 및 LOT 불량 발생시 명확한 원인분석의 어려움과 함께 로봇 존(zone)의 내,외부에서 점검시 시야 미확보(유리창 오염 등) 및 바디 간섭, 로봇 존 진입 제약에 의한 명확한 점검 불가에 기인된다. 셋째는 안전사고 발생 우려로서, 이는 부스 내 진입으로 이루어지는 과도한 점검에 기인된다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 도장 라인의 촬영 영상을 인공지능의 영상 캡처와 모션 인식에 기반한 도장 로봇의 영상 분석 및 판단이 이루어짐으로써 도장 로봇에 대한 예방 품질 및 예지보존이 가능하고, 특히 촬영 영상에 대한 실시간 영상 수집으로 도장 작업에 대한 실시간 모니터링이 이루어짐으로써 스프레이 패턴 불량과 컨베이어 서징 및 도어 열림에 대한 명확한 원인 파악과 신속한 대처가 가능한 스마트 모니터링 및 도장 시스템의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스마트 모니터링 시스템은 도장 공정을 실시간의 촬영 영상으로 획득하는 영상촬영모듈; 상기 영상촬영모듈과 통신 연계되어 상기 촬영 영상을 실시간으로 영상 데이터로 입력받는 영상처리모듈; 상기 영상처리모듈과 통신 연계되어 상호 송수신하고, 상기 영상 데이터의 고화질 영상 변환과 모션인식 영상 변환으로부터 상기 도장 공정의 이상 유무의 실시간 분석 및 판단에 따른 이상 유무 영상을 생성하며, 상기 이상 유무 영상에 대한 분석이력저장 및 화면캡처로 공정 상태 표시 영상을 생성하는 인공지능 소프트웨어가 탑재된 컴퓨터; 상기 컴퓨터와 상기 영상처리모듈에 각각 통신 연계되어 상기 고화질 영상과 상기 공정 상태 표시 영상을 입력받아 각각 재생시켜주는 영상출력모듈; 상기 통신 연계를 무선 네트워크로 형성하는 무선통신기; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 컴퓨터의 상기 인공지능 소프트웨어는 라이브러리와 메인 프로그램 및 앱 프로그램으로 구분되고; 상기 라이브러리는 영상캡처 엔진의 영상캡처 S/W(Software)로 상기 고화질 영상의 변환과 모션인식 엔진의 모션인식 S/W(Software)로 상기 모션인식 영상의 변환을 수행하고, 상기 메인 프로그램은 메인 S/W(Software)로 상기 모션인식 영상에서 상기 도장 공정의 이상 유무를 실시간으로 분석 및 판단하며, 상기 앱 프로그램은 어플리케이션 S/W(Software)로 상기 출력과 상기 분석이력저장 및 화면캡처가 이루어진다.
바람직한 실시예로서, 상기 메인 프로그램은 도장액 토출 유무 및 토출 패턴 폭으로 인지되는 스프레이 패턴, 상기 도장 공정으로 투입되는 도장 대상물의 위치로 인지되는 컨베이어 서징, 상기 도장 공정이 수행되는 도장 부스의 도어 오픈각으로 인지되는 도어 열림으로 상기 도장 공정의 상기 이상 유무를 판단한다.
바람직한 실시예로서, 상기 영상촬영모듈은 방폭 인증의 제1,2 카메라로 구성된다. 상기 영상처리모듈은 상기 영상 데이터를 상기 영상촬영모듈로부터 입력받아 상기 컴퓨터로 전송하는 영상처리기, 상기 고화질 영상을 상기 영상출력모듈로 전송하면서 상기 고화질 영상과 상기 모션인식 영상 및 상기 이상 유무 영상을 상기 컴퓨터와 송수신하는 영상분석기로 구성된다. 상기 영상출력모듈은 화면 재생용 모니터, 테블릿, 휴대용 모바일 폰을 포함한다. 상기 무선통신기는 와이파이로 무선 네트워크를 형성한다.
그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도장 시스템은 도장 공정을 실시간으로 영상 데이터로 촬영하는 영상촬영모듈, 상기 영상 데이터를 수신하는 영상처리모듈, 상기 영상 데이터를 입력받아 고화질 영상으로 변환하면서 상기 도장 공정에 대한 이상 유무 영상 및 공정 상태 표시 영상을 각각 생성하는 인공지능 소프트웨어가 탑재된 컴퓨터, 상기 고화질 영상과 상기 공정 상태 표시 영상을 입력받아 각각 재생시켜주는 영상출력모듈로 구성된 스마트 모니터링 시스템; 컨베이어로 이송된 도장 차체를 도장하는 제1,2 도장 로봇이 설치되고, 상기 영상촬영모듈이 내부로 설치된 도장 부스; 상기 스마트 모니터링 시스템의 송수신을 위한 무선 통신을 상기 도장 부스의 설치 공간으로 제한하는 무선 네트워크; 가 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 도장 부스는 상기 도장 차체의 내판 도장이 이루어지는 도장 상도부스이다.
이러한 본 발명의 스마트 모니터링 도장 시스템은 스마트 모니터링의 인공지능으로 도장 작업 영상을 처리함으로써 하기와 같은 작용 및 효과가 구현된다.
첫째, 실시간 모니터링되는 도장 작업 영상이 인공지능에 기반 되어 실시간 영상 분석 및 판단됨으로써 도장라인에 대한 예방 품질 및 예지보존이 이루어진다. 둘째, 균일한 도장품질 확보와 불량 및 고장을 사전에 예방하여 생산성 향상이 이루어진다. 셋째, 도장 작업에 대한 패턴과 티칭 운영상태 영상 데이터화로 최적의 도장품질 유지관리로 재도장률이 낮춰진다. 넷째, 영상 데이처 활용에 더한 비교분석을 통한 예지 보전성 확보로 LOT 불량 예방과 함께 장비 고장률이 낮춰진다. 다섯째, 도장 로봇과 도장 대상이나 도장 설비에 대한 충돌 발생시 정확한 원인분석으로 명확한 재발 방지대책 수립이 이루어짐으로써 벨 디스크 교체주기 연장이 가능하다. 여섯째, 도장 라인의 부스 내 진입을 통한 점검 지양으로 0% 재해율과 함께 업무효율 향상이 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 모니터링 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 모니터링이 적용된 도장 시스템 구축 예이며, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 모니터링 시스템에서 스프레이 패턴과 컨베이어 서징 및 도어 열림으로 구분된 도장설비관리의 종류이고, 도 4는 본 발명에 따른 인공지능 품질 관리 중 스프레이 패턴 분석 및 판단 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 스프레이 패턴 불량 원인 조치 상태이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 스마트 모니터링 시스템(1)은 영상촬영모듈(10), 영상처리모듈(20), 컴퓨터(30), 영상출력모듈(40)로 구성된다.
일례로, 상기 영상촬영모듈(10)은 도장 부스(3)의 내부를 촬영한다. 상기 영상처리모듈(20)은 촬영 영상을 실시간 카메라 영상 데이터로 수집 및 전송한다. 상기 컴퓨터(30)는 실시간 카메라 영상 데이터에 대한 분석 및 판단 후 그 결과를 정상상태의 “OK"와 비정상 또는 불량 상태의 ”NG"로 출력한다. 상기 영상출력모듈(40)은 도장 부스(3)에 대한 작업자의 관리가 이루어지도록 “OK" 또는 ”NG"를 표시한다.
구체적으로 상기 영상촬영모듈(10), 상기 영상처리모듈(20), 상기 컴퓨터(30), 상기 영상출력모듈(40)의 구성은 다음과 같다.
상기 영상촬영모듈(10)은 방폭 인증 카메라인 2대의 제1,2 카메라(10-1,10-2)로 구성되고, 도장 대상물(9)에 대한 도장 작업을 수행하는 제1,2 도장 장치(5,6)가 설치된 도장 부스(3)의 내부를 촬영한다. 일례로, 상기 제1 카메라(10-1)는 도장 대상물(9)의 한쪽부위에 대한 도장 작업을 수행하는 제1 도장 장치(5)를 촬영하도록 위치되고, 상기 제2 카메라(10-2)는 도장 대상물(9)의 반대쪽부위에 대한 도장 작업을 수행하는 제2 도장 장치(6)를 촬영하도록 위치된다.
상기 영상처리모듈(20)은 영상처리기(21)와 영상분석기(23)로 구성되고, 상기 영상분석기(23)는 영상 서버(23-1)와 모바일 서버(23-2)로 구분된다. 일례로, 상기 영상처리기(21)는 제1,2 카메라(10-1,10-2)의 촬영 영상을 실시간 카메라 영상 데이터로 입력받아 컴퓨터(30)로 전송한다. 상기 영상 서버(23-1)는 컴퓨터(30)에서 영상 캡처 처리된 고화질 영상을 받아 영상출력모듈(40)로 전송하면서 동시에 분석된 고화질 분석 영상을 컴퓨터(30)로 전송한다. 상기 모바일 서버(23-2)는 컴퓨터(30)에서 모션인식 처리된 모션인식 영상을 받아 영상 서버(23-1)와 컴퓨터(30)로 각각 전송하고, 컴퓨터(30)에서 분석된 이상 유무 영상을 입력받아 다시 컴퓨터(30)로 전송한다.
상기 컴퓨터(30)는 실시간 카메라 영상 데이터의 고화질 영상 변환, 고화질 분석 영상의 모션인식 영상 변환, 이상 유뮤 실시간 분석 및 판단, 분석이력저장 및 화면캡처 제공 등이 수행되는 인공지능 소프트웨어(31)를 탑재한다. 일례로, 상기 인공지능 소프트웨어(31)는 라이브러리(Library)(33)와 메인 프로그램(35) 및 앱 프로그램(37)을 포함한다.
상기 라이브러리(33)는 영상캡처 엔진(33-1)과 모션인식 엔진(33-2)으로 구분된다. 상기 영상캡처 엔진(33-1)은 제1,2 카메라(10-1,10-2)의 실시간 카메라 영상 데이터를 영상처리기(21)로부터 전송받고, 영상캡처 S/W(Software)를 통한 영상가공으로 실시간 카메라 영상 데이터를 고화질 영상으로 변환한 후 영상 서버(23-1)로 출력한다. 상기 모션인식 엔진(33-2)은 영상 서버(23-1)를 통해 고화질 영상에서 변환된 고화질 분석 영상을 전송받고, 모션인식 S/W(Software)를 통한 영상내 분석대상의 모션인식으로 분석대상의 위치가 실시간으로 제공되는 모션인식 영상으로 변환한 후 모바일 서버(23-2)로 출력하면서 동시에 메인 프로그램(35)으로 제공한다.
상기 메인 프로그램(35)은 스마트 처리 엔진(35-1)이 포함된 메인 S/W(Software)로 기능하고, 상기 스마트 처리 엔진(35-1)은 모션인식 엔진(33-2)으로부터 제공된 모션인식 영상에서 도장 작업의 이상 유무를 실시간으로 분석 및 판단하여 이상 유무 영상으로 모바일 서버(23-2)에 제공한다. 일례로, 상기 스마트 처리 엔진(35-1)은 제1,2 도장 장치(5,6)의 스프레이 패턴, 도장 대상물(9)의 이송용 컨베이어 서징, 도장 부스(3)의 도어 열림 등을 실시간 분석 및 판단하여 도장 작업의 이상 유무를 파악한다.
상기 앱 프로그램(37)은 스마트 관리 엔진(37-1)이 포함된 어플리케이션 S/W(Software)로 기능하고, 상기 스마트 관리 엔진(37-1)은 모바일 서버(23-2)에서 전송된 이상 유무 영상에 나타난 스프레이 패턴, 컨베이어 서징, 도어 열림 등에 대한 분석이력 저장 및 이의 화면 캡처가 포함된 공정 상태 표시 영상을 영상출력모듈(40)로 전송한다. 이 경우 상기 공정 상태 표시 영상에는 스프레이 패턴, 컨베이어 서징, 도어 열림 상황을 “OK" 또는 ”NG" 의 표시를 포함한다.
상기 영상출력모듈(40)은 영상 서버(23-1)에서 전송된 고화질 영상을 재생하고, 앱 프로그램(37)에서 전송된 공정 상태 표시 영상의 “OK" 또는 ”NG" 표시를 제공함으로써 도장 작업에 대한 작업자의 실시간 확인을 가능하게 한다. 특히 상기 영상출력모듈(40)은 작업 라인에 설치된 모니터(41)와 함께 휴대 가능한 모바일 폰(43)을 포함함으로써 작업자는 작업 라인 뿐 아니라 이동시에도 실시간으로 확인할 수 있다.
또한 상기 스마트 모니터링 시스템(1)은 무선통신기(50)와 함께 구성된다. 상기 무선통신기(50)는 제1,2 카메라(10-1,10-2), 영상처리기(21), 영상 서버(23-1), 모바일 서버(23-2), 컴퓨터(30), 모니터(41) 및 모바일 폰(43)을 와이파이로 무선 네트워크를 형성함으로써 스마트 모니터링 시스템(1)이 설치된 공간의 무선 통신을 가능하게 한다.
한편 도 2는 스마트 모니터링 시스템(1)이 활용된 도장 시스템(100)을 예시한다.
도 2를 참조하면, 도장 시스템(100)은 스마트 모니터링 시스템(1)과 도장 부스(3) 및 무선 네트워크(200)로 구축된다.
구체적으로 상기 도장 부스(3)는 도장 차체(9-1)를 이송 및 멈춰주는 컨베이어가 깔린 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3) 및 도장 PM 부스(3-4)로 배열되고, 상기 도장부 부스(3-1)와 상기 보전부 부스(3-2) 및 상기 도장 PCR 부스(3-3)와 상기 도장 PM 부스(3-4)의 각각에는 멈춰선 도장 차체(9-1)에 도장액을 스프레이해주는 제1,2 도장 로봇(5-1,6-1)이 설치된다. 그러므로 상기 도장부 부스(3-1)는 도장 차체(9-1)의 내판 도장이 이루어지는 일반적인 도장 상도부스의 예이다.
구체적으로 상기 스마트 모니터링 시스템(1)은 영상촬영모듈(10), 영상처리모듈(20), 컴퓨터(30) 및 영상출력모듈(40)로 구성됨으로써 도 1의 스마트 모니터링 시스템(1)과 동일한 구성요소로 구축된다. 다만 도장 부스(3)의 구성에 맞춰 상기 영상촬영모듈(10)과 상기 영상출력모듈(40)의 수량 변화와 함께 상기 영상처리모듈(20)과 상기 컴퓨터(30)와 연계된 시스템 구축을 약간 달리할 수 있다.
일례로, 상기 영상촬영모듈(10)은 도장부 부스(3-1)에 설치된 4대의 제1,2 카메라(10-1,10-2), 보전부 부스(3-2)에 설치된 2대의 제1,2 카메라(10-1,10-2), 도장 PCR 부스(3-3)에 설치된 4대의 제1,2 카메라(10-1,10-2) 및 도장 PM 부스(3-4)에 설치된 2대의 제1,2 카메라(10-1,10-2)로 구성됨으로써 총 12대가 사용된다. 특히 제1,2 카메라(10-1,10-2)의 설치 위치는 각 부스(3-1,3-2,3-3,3-4)의 특성에 맞춰 적절하게 변화된다. 상기 영상출력모듈(40)은 모니터(41)를 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3) 및 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 고정 설치하면서 모바일 폰(43)을 무선 통신으로 연계함으로써 총 4대의 모니터(41)와 총 4대의 모바일 폰(43)으로 구성된다. 이 경우 상기 모니터(41)는 태블릿이 적용될 수 있다.
일례로, 상기 영상처리모듈(20)은 영상처리기(21)와 영상분석기(23)로 구성된다. 상기 영상처리기(21)는 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각 제1,2 카메라(10-1,10-2)에서 촬영한 실시간 카메라 영상 데이터의 영상분배기능을 더 포함한다. 상기 영상분석기(23)는 영상변환 및 전송이 함께 구현되는 DVR(Digital Video Recorder)로 구성되어 영상 서버(23-1)와 모바일 서버(23-2)의 역할을 함께 수행한다. 상기 컴퓨터(30)는 라이브러리(33)와 메인 프로그램(35) 및 앱 프로그램(37)을 포함한 인공지능 소프트웨어(31)가 동일하게 탑재되나 영상처리기(21)와 연계된 라이브러리(33)와 달리 메인 프로그램(35)과 앱 프로그램(37)은 영상 서버(23-1)와 모바일 서버(23-2)의 구분 없이 DVR 타입의 영상분석기(23)와 연계된다.
구체적으로 상기 무선 네트워크(200)는 무선통신기(50)의 기능과 동일하게 도장 시스템(100)내에서 스마트 모니터링 시스템(1)의 무선통신을 위해 구축된 네트워크 망이다. 다만 상기 무선 네트워크(200)는 와이파이 활용의 폐쇄 내부망으로 구축됨으로써 외부접속이 불가한 특징을 갖는다. 즉, 상기 무선 네트워크(200)는 스마트 모니터링 시스템(1)의 무선 통신을 도장 부스(3)의 설치 공간으로 제한한다.
도 3을 참조하면, 인공지능 소프트웨어(31)의 메인 프로그램(35)을 이용해 컴퓨터(30)에서 수행되는 도장 시스템(100)의 도장 공정 이상 유무 항목이 예시된다.
일례로, 상기 도장 공정 이상 유무 항목은 스프레이 패턴 알림(31-1), 컨베이어 서징 알림(31-2), 도어 열림 알림(31-3)으로 구분된다. 상기 스프레이 패턴 알림(31-1)은 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 설치된 제1,2 도장 로봇(5-1,6-1)의 도장액 토출 유무 및 토출 패턴 폭에 대한 “OK" 또는 ”NG"이다. 상기 컨베이어 서징 알림(31-2)은 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 설치된 컨베이어를 타고 이송되는 도장 차체(9-1)의 위치 분석에 대한 “OK" 또는 ”NG"이다. 상기 도어 열림 알림(31-3)은 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)에 각각 구비된 도어 오픈각 분석에 대한 “OK" 또는 ”NG"이다.
도 4를 참조하면, 도장 시스템(100)의 작업 시 무선 네트워크(200)와 연계되어 이루어지는 스마트 모니터링 시스템(1)의 활용이 예시된다.
12대의 제1,2 카메라(10-1,10-2)는 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 대한 도어 상태와 함께 도장 차체(9-1)에 대한 제1,2 도장 로봇(5-1,6-1)의 스프레이 작업 상태를 실시간 카메라 영상 데이터로 촬영한다.
이어 실시간 카메라 영상 데이터는 영상처리기(21)로 실시간 모여진 후 영상분배기능을 통해 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각으로 분류되어 컴퓨터(30)로 전송되어 인공지능 소프트웨어(31)에서 처리된다. 그러면 라이브러리(33)는 영상캡처 엔진(33-1)을 통해 부스별 실시간 카메라 영상 데이터에 대한 고화질 영상 변환과 함께 영상분석기(23)로 출력한다. 상기 영상분석기(23)는 DVR 기능으로 고화질 영상의 각각을 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 설치된 모니터(41)와 모바일 폰(43)으로 전송하면서 고화질 분석 영상을 모션인식 엔진(33-2)으로 전송한다. 상기 모션인식 엔진(33-2)은 고화질 분석 영상에서 분석대상의 모션인식을 통해 분석대상의 위치가 실시간으로 제공되는 모션인식 영상으로 변환한 후 메인 프로그램(35)으로 제공한다.
이후 상기 메인 프로그램(35)은 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 설치된 제1,2 도장 로봇(5-1,6-2)의 스프레이 토출과 패턴의 이상여부로 토출 상태를 판단하고, 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)로 이어진 컨베이어로 이송되는 도장 차체(9-1)의 바디 위치 분석으로 컨베이어 서징 여부를 판단하며, 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 설치된 도어의 도어 오픈각 분석으로 도어 열림 여부를 판단한다. 그 결과 상기 메인 프로그램(35)은 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 대해 스프레이 패턴 알림(31-1), 컨베이어 서징 알림(31-2), 도어 열림 알림(31-3)의 “ON" 또는 ”NG"를 영상분석기(23)로 출력한다. 그러면 영상분석기(23)는 “ON" 또는 ”NG"를 앱 프로그램(37)으로 전송한다.
이어 앱 프로그램(37)은 스프레이 패턴, 컨베이어 서징, 도어 열림 등에 대한 “ON" 또는 ”NG"의 분석이력 저장 및 이의 화면 캡처를 영상출력모듈(40)로 출력한다. 그 결과 모니터(41)와 모바일 폰(43)은 앱 프로그램(37)과 연계되어 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 대한 “ON" 또는 ”NG"를 표시하고, 작업자는 모니터(41) 또는 모바일 폰(43)을 통해 스프레이 패턴, 컨베이어 서징, 도어 열림의 각각에 대한 ”NG" 표시를 확인함으로써 즉각적으로 해당되는 이상 상태를 처리한다.
특히 작업자는 모니터(41) 또는 모바일 폰(43)을 통해 앱 프로그램(37)의 재생된 출력 결과를 통해 “ON" 표시이더라도 미처 메인 프로그램(35)이 잡아 내지 못한 이상 동작을 감지함으로써 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4)의 각각에 대한 예방 품질 및 예지보존을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 스마트 모니터링 시스템(1)의 활용을 통한 스프레이 패턴의 ”NG" 예가 예시된다.
상기 스프레이 패턴의 ”NG" 예는 도장부 부스(3-1), 보전부 부스(3-2), 도장 PCR 부스(3-3), 도장 PM 부스(3-4) 중 어느 하나에 설치된 제1 도장 로봇(5-1)이나 제2 도장 로봇(5-2)의 예로서 쉐이핑 에어 피팅(7)을 나타낸다. 상기 쉐이핑 에어 피팅(7)은 쉐이핑 에어 피팅 파손으로 도장 차체(9-1)의 클리어 내판 칠 부족을 발생시키는 현상으로 LOT불량으로 분류되어 재도장이 필요한 경우이다.
그러므로 도장 시스템(100)은 스마트 모니터링 시스템(1)의 하드웨어로 구축되어 인공지능 프로그램으로 모니터링됨으로써 예방 품질 및 예지보존, 균일한 도장품질 확보와 불량 및 고장의 사전 예방, 재도장률 저감, LOT 불량 및 장비 고장률 저감, 정확한 원인분석과 명확한 재발 방지대책 수립은 물론 도장 부스 내 진입 점검 지양으로 0% 재해율 달성이 가능하다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 도장 시스템에 적용된 스마트 모니터링 시스템은 도장 부스(3)의 제1,2 도장 로봇(5-1,6-1)을 실시간 영상 데이터로 촬영하는 2대 이상의 카메라(10-1,10-2), 영상 데이터를 영상분배 하는 영상 분배기(21), DVR로 영상변환 및 송수신을 수행하는 영상분석기(23), 인공지능 소프트웨어(31)로 영상 데이터의 고화질 영상과 도장 공정의 이상 유무 영상 및 “OK"나 ”NG" 로 표기되는 공정 상태 표시 영상을 각각 생성하는 컴퓨터(30), 도장 공정에 대한 고화질 영상 재생과 함께 “OK"나 ”NG" 의 이상 유무 표기가 이루어지는 모니터(41) 또는 모바일 폰(43), 무선 통신을 도장 부스(3)의 설치 공간으로 제한하는 무선 네트워크(200)로 구성된다. 그 결과 도장 시스템에서는 도장 공정에 대한 실시간 모니터링이 이루어지고, 특히 제1,2 도장 로봇(5-1,6-1)에 대한 예방 품질 및 예지보존과 함께 스프레이 패턴 불량과 컨베이어 서징 및 도어 열림에 대한 명확한 원인 파악과 신속한 대처가 이루어진다.
1 : 스마트 모니터링 시스템
3 : 도장 부스 3-1 : 도장부 부스
3-2 : 보전부 부스 3-3 : 도장 PCR 부스
3-4 : 도장 PM 부스 5,6 : 제1,2 도장 장치
5-1,6-1 : 제1,2 도장 로봇 7 : 쉐이핑 에어 피팅
9 : 도장 대상물 9-1 : 도장 차체
10 : 영상촬영모듈 10-1,10-2 : 제1,2 카메라
20 : 영상처리모듈 21 : 영상처리기
23 : 영상분석기 23-1 : 영상 서버
23-2 : 모바일 서버
30 : 컴퓨터 31 : 인공지능 소프트웨어
31-1 : 스프레이 패턴 알림 31-2 : 컨베이어 서징 알림
31-3 : 도어 열림 알림 33 : 라이브러리(Library)
33-1 : 영상캡처 엔진 33-2 : 모션인식 엔진
35 : 메인 프로그램 35-1 : 스마트 처리 엔진
37 ; 앱 프로그램 37-1 : 스마트 관리 엔진
40 : 영상출력모듈 41 : 모니터
43 : 모바일 폰 50 : 무선통신기
100 : 도장 시스템 200 : 무선 네트워크
3 : 도장 부스 3-1 : 도장부 부스
3-2 : 보전부 부스 3-3 : 도장 PCR 부스
3-4 : 도장 PM 부스 5,6 : 제1,2 도장 장치
5-1,6-1 : 제1,2 도장 로봇 7 : 쉐이핑 에어 피팅
9 : 도장 대상물 9-1 : 도장 차체
10 : 영상촬영모듈 10-1,10-2 : 제1,2 카메라
20 : 영상처리모듈 21 : 영상처리기
23 : 영상분석기 23-1 : 영상 서버
23-2 : 모바일 서버
30 : 컴퓨터 31 : 인공지능 소프트웨어
31-1 : 스프레이 패턴 알림 31-2 : 컨베이어 서징 알림
31-3 : 도어 열림 알림 33 : 라이브러리(Library)
33-1 : 영상캡처 엔진 33-2 : 모션인식 엔진
35 : 메인 프로그램 35-1 : 스마트 처리 엔진
37 ; 앱 프로그램 37-1 : 스마트 관리 엔진
40 : 영상출력모듈 41 : 모니터
43 : 모바일 폰 50 : 무선통신기
100 : 도장 시스템 200 : 무선 네트워크
Claims (16)
- 도장 공정을 실시간의 촬영 영상으로 획득하는 영상촬영모듈;
상기 영상촬영모듈과 통신 연계되어 상기 촬영 영상을 실시간으로 영상 데이터로 입력받는 영상처리모듈;
상기 영상처리모듈과 통신 연계되어 상호 송수신하고, 상기 영상 데이터의 고화질 영상 변환과 모션인식 영상 변환으로부터 상기 도장 공정의 이상 유무의 실시간 분석 및 판단에 따른 이상 유무 영상을 생성하며, 상기 이상 유무 영상에 대한 분석이력저장 및 화면캡처로 공정 상태 표시 영상을 생성하는 인공지능 소프트웨어가 탑재된 컴퓨터;
상기 컴퓨터와 상기 영상처리모듈에 각각 통신 연계되어 상기 고화질 영상과 상기 공정 상태 표시 영상을 입력받아 각각 재생시켜주는 영상출력모듈;
상기 통신 연계를 무선 네트워크로 형성하는 무선통신기;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 이상 유무는 정상상태의 “OK"와 비정상 또는 불량 상태의 ”NG"로 출력되어 상기 영상출력모듈에서 표시되는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 컴퓨터의 상기 인공지능 소프트웨어는 라이브러리(Library)와 메인 프로그램 및 앱 프로그램으로 구분되는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 3에 있어서, 상기 라이브러리는 영상캡처 엔진의 영상캡처 S/W(Software)로 상기 고화질 영상의 변환과 모션인식 엔진의 모션인식 S/W(Software)로 상기 모션인식 영상의 변환을 수행하고, 상기 메인 프로그램은 메인 S/W(Software)로 상기 모션인식 영상에서 상기 도장 공정의 이상 유무를 실시간으로 분석 및 판단하며, 상기 앱 프로그램은 어플리케이션 S/W(Software)로 출력과 상기 분석이력저장 및 화면캡처가 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 4에 있어서, 상기 메인 프로그램은 상기 도장 공정에서 발생되는 스프레이 패턴, 컨베이어 서징, 도어 열림으로 상기 이상 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 5에 있어서, 상기 스프레이 패턴은 도장액 토출 유무 및 토출 패턴 폭인 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 5에 있어서, 상기 컨베이어 서징은 상기 도장 공정으로 투입되는 도장 대상물의 위치인 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 5에 있어서, 상기 도어 열림은 상기 도장 공정이 수행되는 도장 부스의 도어 오픈각인 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 영상촬영모듈은 2대의 제1,2 카메라로 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 9에 있어서, 상기 제1,2 카메라는 각각 방폭 인증 카메라인 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 영상처리모듈은 상기 영상 데이터를 상기 영상촬영모듈로부터 입력받아 상기 컴퓨터로 전송하는 영상처리기, 상기 고화질 영상을 상기 영상출력모듈로 전송하면서 상기 고화질 영상과 상기 모션인식 영상 및 상기 이상 유무 영상을 상기 컴퓨터와 송수신하는 영상분석기로 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 영상출력모듈은 화면 재생용 모니터와 휴대용 모바일 폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 무선통신기는 와이파이로 무선 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 스마트 모니터링 시스템.
- 도장 공정을 실시간으로 영상 데이터로 촬영하는 영상촬영모듈, 상기 영상 데이터를 수신하는 영상처리모듈, 상기 영상 데이터를 입력받아 고화질 영상으로 변환하면서 상기 도장 공정에 대한 이상 유무 영상 및 공정 상태 표시 영상을 각각 생성하는 인공지능 소프트웨어가 탑재된 컴퓨터, 상기 고화질 영상과 상기 공정 상태 표시 영상을 입력받아 각각 재생시켜주는 영상출력모듈로 구성된 스마트 모니터링 시스템;
컨베이어로 이송된 도장 차체를 도장하는 제1,2 도장 로봇이 설치되고, 상기 영상촬영모듈이 내부로 설치된 도장 부스;
상기 스마트 모니터링 시스템의 송수신을 위한 무선 네트워크;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 도장 시스템.
- 청구항 14에 있어서, 상기 도장 부스는 상기 도장 차체의 내판 도장이 이루어지는 도장 상도부스인 것을 특징으로 하는 도장 시스템.
- 청구항 14에 있어서, 상기 무선 네트워크는 상기 스마트 모니터링 시스템의 무선 통신을 상기 도장 부스의 설치 공간으로 제한하는 것을 특징으로 하는 도장 시스템.
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2017
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Patent Citations (1)
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| KR101613762B1 (ko) | 2012-06-14 | 2016-04-19 | 엘에스산전 주식회사 | 영상 제공 장치 및 방법 |
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