KR102219670B1 - System for smart learning factory - Google Patents

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KR102219670B1
KR102219670B1 KR1020190124589A KR20190124589A KR102219670B1 KR 102219670 B1 KR102219670 B1 KR 102219670B1 KR 1020190124589 A KR1020190124589 A KR 1020190124589A KR 20190124589 A KR20190124589 A KR 20190124589A KR 102219670 B1 KR102219670 B1 KR 102219670B1
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장경식
유승열
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Abstract

본 발명은 스마트 러닝 팩토리에 관한 것으로, 스마트 팩토리를 스마트 러닝과 접목하여, 러닝 팩토리를 스마트하게 구성한 것으로, PLC 및 PC제어, IoT센서(온도, 습도, 진동, 전력, 공기압 포함), 전진/후진/제자리 회전이 가능한 HAP 센서, 접촉센서 또는 이들의 조합을 포함한 센서제어, 로봇제어, 공정 모니터링, 데이터 취득 및 분석, 산업용 가상현실 시스템 구축 등이 적용되는 스마트 러닝 팩토리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart learning factory, in which the smart factory is combined with smart learning to smartly configure the learning factory, PLC and PC control, IoT sensors (including temperature, humidity, vibration, power, air pressure), forward/backward / It relates to a smart learning factory system to which sensor control, robot control, process monitoring, data acquisition and analysis, industrial virtual reality system construction, etc., including HAP sensors that can rotate in place, contact sensors, or a combination thereof, are applied.

Description

스마트 러닝 팩토리 시스템 {SYSTEM FOR SMART LEARNING FACTORY}Smart Learning Factory System {SYSTEM FOR SMART LEARNING FACTORY}

본 발명은 스마트 러닝 팩토리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트 팩토리를 스마트 러닝과 접목하여, 러닝 팩토리를 스마트하게 구성한 것으로, PLC 및 PC제어, IoT센서(온도, 습도, 진동, 전력, 공기압 포함), 전진/후진/제자리 회전이 가능한 HAP 센서, 접촉센서 또는 이들의 조합을 포함한 센서제어, 로봇제어, 공정 모니터링, 데이터 취득 및 분석, 산업용 가상현실 시스템 구축 등이 적용되는 스마트 러닝 팩토리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart learning factory, and more specifically, a smart factory combined with smart learning to configure a smart learning factory, PLC and PC control, IoT sensors (including temperature, humidity, vibration, power, air pressure) , A HAP sensor capable of forward/reverse/rotate in place, a sensor control including a contact sensor or a combination thereof, robot control, process monitoring, data acquisition and analysis, and a smart learning factory system to which industrial virtual reality system construction is applied. .

스마트 팩토리(Smart Factory)는 공장의 설비와 공정이 지능화되어 생산네트워크로 연결되고 모든 생산 데이터와 정보가 실시간으로 공유 활용되어 최적화된 생산을 위한 운영이 가능한 공장을 말한다.Smart Factory refers to a factory in which the facilities and processes of the factory are intelligently connected to the production network, and all production data and information are shared and utilized in real time, enabling operation for optimized production.

특히 CPS(Cyber Physical System) 기반 스마트 팩토리는 실제 공장이 가상화되어 현실에 존재하는 공장과 동기화되는 사이버 모델을 구성한 후 실시간으로 수집된 데이터를 사이버 모델에 적용하여 제조 시스템의 효율적인 운영을 수행하는 것으로 이를 통해 주문, 변경, 설비고장 등의 상황 변경을 자율적으로 인지하여 대응할 수 있도록 한다.In particular, the CPS (Cyber Physical System)-based smart factory configures a cyber model in which the actual factory is virtualized and is synchronized with the actual factory, and then applies the data collected in real time to the cyber model to perform efficient operation of the manufacturing system. Through this, it is possible to autonomously recognize and respond to changes in conditions such as orders, changes, and equipment failure.

본 발명에서는 이러한 스마트 팩토리를 스마트 러닝과 접목하여, 러닝 팩토리를 스마트하게 구성하고자 한다. 즉, 특정 제품에 대한 아이디어를 발굴하고, 설계를 통해 아이디어를 구체화한 샘플을 제작하며, 필요에 따라 공장에서 대량생산하는 스마트 팩토리로 이어지도록 하고자 한다.In the present invention, by combining such a smart factory with smart learning, it is intended to smartly construct a learning factory. In other words, it seeks to discover an idea for a specific product, produce a sample that embodies the idea through design, and lead to a smart factory mass-produced at the factory as needed.

다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.Next, the prior art existing in the technical field of the present invention will be briefly described, and then the technical matters that the present invention intends to achieve differentiated from the prior art will be described.

먼저 미국 공개특허공보 제2015-0294045호(2015.10.15)는 물리시스템의 포트, 구조 및 제약사항들을 모두 모델링을 통해 표현할 수 있는 가상화 모델링 장치에 관한 것으로, 모델구성부 및 모델설정부를 주요 구성으로 한다.First, U.S. Patent Publication No. 2015-0294045 (2015.10.15) relates to a virtualization modeling device capable of expressing all of the ports, structures, and constraints of a physical system through modeling. do.

또한 미국 공개특허공보 제2017-0031663호(2017.02.02.)는 사이버 물리 시스템에서 동작하는 다양한 소프트웨어를 관리하기 위한 것으로, 버전 변경, 이슈/변경 이벤트 등을 관리할 수 있다. 본 선행기술은 복잡한 사이버 물리 시스템의 소프트웨어 아키텍처에서 소프트웨어 산출물의 종속성을 진단 및 분류할 수 있고, 소프트웨어 아티팩트에 대한 변경 이벤트와 진단 및 분류된 종속성의 변경을 관련시킬 수 있고, 또한, 복잡한 사이버 물리 시스템을 시장 요구에 따라 요구되는 새로운 기능으로 향상시킬 수 있으며, 복잡한 사이버 물리 시스템의 유지 및 보수하는 동안 나타난 결함을 진단 및 범주화된 종속성 및 진단 및 분류된 종속성과 관련지어 수정할 수 있다.In addition, U.S. Patent Application Publication No. 2017-0031663 (2017.02.02.) is for managing various software operating in a cyber physical system, and can manage version change, issue/change event, and the like. This prior art is capable of diagnosing and classifying the dependencies of software artifacts in the software architecture of a complex cyber-physical system, and correlating change events for software artifacts and changes in diagnosed and classified dependencies, and also, complex cyber-physical systems. It can be improved with new functions required according to market demand, and defects that appear during maintenance and maintenance of complex cyberphysical systems can be diagnosed and corrected in relation to categorized dependencies and diagnosed and classified dependencies.

또한 한국 등록특허공보 제10-1222051호(2013.01.08.)는 가상 공장용 데이터 모델 생성 방법 및 가상 공장용 데이터 모델 미들웨어 시스템에 관한 것으로, 독립적인 소프트웨어에 의존적인 3차원 CAD(Computer Aided Design) 및 3차원 CAE(Computer Aided Engineering)의 시뮬레이션을 통한 가상 공장, 가상 조업 기술을 통합하여 통합된 가상 제조, 가상 조업을 실현할 수 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-1222051 (2013.01.08.) relates to a data model generation method for a virtual factory and a data model middleware system for a virtual factory, which is a 3D CAD (Computer Aided Design) dependent on independent software. And it is possible to realize integrated virtual manufacturing and virtual operation by integrating virtual factory and virtual operation technology through simulation of three-dimensional CAE (Computer Aided Engineering).

상기 선행기술들에는 스마트 팩토리를 스마트 러닝과 접목하여, 러닝 팩토리를 스마트하게 구성하는 스마트 러닝 팩토리 시스템에 대해서 아무런 제시가 없다.In the prior art, there is no suggestion for a smart learning factory system that combines a smart factory with smart learning to smartly configure a learning factory.

본 발명은 스마트 러닝 팩토리를 복수의 존(zone)으로 구분하여 설치하고, 상기 복수의 존(zone) 사이에는 이송로봇(300)으로 제품을 이송하며, PLC 및 PC제어, IoT(Internet Of Things)센서(온도, 습도, 진동, 전력, 공기압 포함), 전진/후진/제자리 회전이 가능한 HAP 센서, 접촉센서 또는 이들의 조합을 포함한 센서제어, 로봇제어, 공정 모니터링, 데이터 취득 및 분석, 또는 산업용 가상현실 시스템 구축 기술을 적용한다.The present invention divides and installs a smart learning factory into a plurality of zones, and transfers products to the transfer robot 300 between the plurality of zones, and PLC and PC control, Internet Of Things (IoT) Sensors (including temperature, humidity, vibration, power, air pressure), HAP sensors capable of forward/reverse/rotate, sensor control including contact sensors or a combination thereof, robot control, process monitoring, data acquisition and analysis, or industrial virtual Apply real system building technology.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작 된 것으로서, 특정 제품에 대해 원자재가 공급되어 조립, 검사, 포장되어 완제품을 생산하는 공정으로, 산업 현장의 스마트공장에 적용되는 다양한 PLC제어, 센서제어, 로봇제어, 비전, PC제어에 대한기술을 습득하고, OPC(Open Platform Communication) UA(Unified Architecture) 방식으로 데이터 취득을 하여 MES(Manufacturing Execution System), CPS(Cyber Physical System), SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition), POP(Point of Production), AR(Augmented Reality), CLOUD 등 다양한 응용실습이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention is a process in which raw materials are supplied for a specific product to be assembled, inspected, and packaged to produce a finished product, which was created to solve the above problems. Various PLC control and sensor control applied to smart factories in industrial sites , Robot control, vision, PC control technology, and data acquisition in OPC (Open Platform Communication) UA (Unified Architecture) method to obtain MES (Manufacturing Execution System), CPS (Cyber Physical System), SCADA (Supervisory Control) and Data Acquisition), POP (Point of Production), AR (Augmented Reality), CLOUD, etc.

또한 시스템 제어를 위해 PLC를 원자재 및 완제품 창고, 스마트 러닝 팩토리 A-Zone, B-Zone에 각각 적용하여, 이기종간 통신이 가능하며, 또한 분해공정 스테이션(260)은 PC를 통한 제어가 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다. In addition, by applying PLC to raw materials and finished product warehouses, smart learning factory A-Zone, and B-Zone respectively for system control, communication between heterogeneous types is possible, and the disassembly process station 260 enables control through a PC. It is aimed at.

또한 전체 시스템은 PLC 시스템 및 FNS(Fieldbus Network System)를 이용하여 공정제어가 가능하도록 하며, 자동제어 실습 및 산업용 네트워크 제어, 분산제어 실습이 가능하다. 또한 IoT센서를 적용하여 온도, 습도, 진동, 전력, 공기압 등을 측정하고 측정된 값은 Modbus 통신으로 송신할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. In addition, the entire system enables process control using PLC system and FNS (Fieldbus Network System), and automatic control practice, industrial network control, and distributed control practice are possible. It also aims to measure temperature, humidity, vibration, power, air pressure, etc. by applying an IoT sensor, and to transmit the measured values through Modbus communication.

전체 시스템에 총 10개 이상의 CCTV를 자동작업, 수작업 영역 등에 설치하여 상시 녹화 및 영상저장 관리가 가능하도록 한다.A total of 10 or more CCTVs are installed in the entire system in automatic and manual areas to enable continuous recording and video storage management.

각 공정별 소재 및 공정 데이터 등의 취득을 위한 센서, RFID, 비전 시스템 등의 요소를 적용하여 데이터를 수집하고 분석 및 관리, 모니터링 할 수 있도록 한다.By applying elements such as sensors, RFID, and vision systems to acquire material and process data for each process, data can be collected, analyzed, managed, and monitored.

각 공정에 적용될 센서의 사양 및 모델과 수량을 도출하며, 적용된 센서 및 액추에이터의 처리 신호에 대해 PLC 시스템 및 PC 시스템에서 취득하고, 전체 데이터 관리 및 분석을 위한 DB 서버를 구축하여 실시간으로 데이터 수집이 되어 지속적으로 축적이 되도록 하며, 필요에 따라 원하는 데이터를 확인할 수 있도록 한다.It derives the specifications, models and quantities of sensors to be applied to each process, acquires the processed signals of applied sensors and actuators from the PLC system and PC system, and establishes a DB server for overall data management and analysis to collect data in real time. Is continuously accumulated, and the desired data can be checked if necessary.

스마트 물류 시스템의 셔틀 컨트롤러에는 내부 메모리가 내장되어 있어서 현재 위치의 데이터를 쓰고/읽기가 가능하며, 탑재되어 있는 제품의 정보를 제공한다. 또한 A-Zone, B-Zone에는 각각 6개 이상의 셔틀이 동시에 이송되며 작업이 가능하도록 한다. The shuttle controller of the smart logistics system has an internal memory, so it is possible to write/read the data of the current location and provide information on the installed product. In addition, 6 or more shuttles are transferred to each of the A-Zone and B-Zone at the same time to enable work.

스마트 물류 시스템과 각 공정 스테이션은 분리와 결합이 자유롭고 원터치 방식으로 각종 통신케이블과 전원 및 공기압 등이 일괄 체결되는 방식으로, 공정 스테이션의 위치가 변경되어도 공정흐름에 문제가 없도록 설계된다.The smart logistics system and each process station can be separated and combined freely, and various communication cables, power, and air pressure are connected together in a one-touch method, and are designed so that there is no problem in the process flow even if the location of the process station is changed.

예를 들어, 태그(Tag)와 타이머(Timer) 2가지 제품을 3가지 색상으로 제작하고자 한다면, 이것이 가능하도록 원재료를 제공해야 하며, 별도의 생산지시 프로그램에서 2종 3색의 제품을 선택하여 생산지시가 가능하도록 한다.For example, if you want to manufacture two products of Tag and Timer in three colors, you must provide raw materials to make this possible, and produce two or three color products in a separate production instruction program. Make instruction possible.

모든 제품은 완제품 출하용과 리사이클(Recycle)용 2가지 형태로 제작이 되어야 하며, 리사이클의 경우 포장 전 공정에서 자동 분해하여 다시 원자재 창고로 모바일로봇(400)을 이용하여 이송 및 적재되도록 한다.All products must be manufactured in two forms, for shipment of finished products and for recycling, and in the case of recycling, they are automatically disassembled in the pre-packaging process and transferred and loaded back to the raw material warehouse using the mobile robot 400.

생산지시는 PUSH, PULL, TOC(Theory of Constraints) 방식을 선택할 수 있으며, 3가지 방식의 생산결과에 대해 각 공정별 가동률에 대한 비교분석 POP을 제공한다.For production orders, you can select PUSH, PULL, and TOC (Theory of Constraints) methods, and for the three types of production results, a comparative analysis POP for each process's utilization rate is provided.

생산현황 모니터링을 통해 빅데이터를 통한 생산 예측계획과 실적에 대한 분석이 가능하고, 각 공정별 사이클 타임(Cycle Time) 분석이 가능하도록 한다.Through production status monitoring, it is possible to analyze production forecasting plans and performance through big data, and to analyze cycle time for each process.

또한 협동 로봇을 이용하여 사람과 로봇이 협업하여 작업하는 공정을 적용하고 자동, 수동, 반자동 일 경우 생산성, 사이클 타임(Cycle Time) 등 비교 분석이 가능하다.In addition, using a cooperative robot, a process in which humans and robots work in collaboration can be applied, and in the case of automatic, manual or semi-automatic, comparative analysis such as productivity and cycle time is possible.

스마트 러닝 팩토리 시스템에 최적화된 MES(Manufacturing Execution System)를 적용하여 Lot 추적, 재공/재고관리, 공정관리, 데이터 수집과 분석 등의 MES 핵심기능을 사용할 수 있도록 MES 엔진과 본 공정에 맞도록 커스터마이징 작업을 한다.By applying MES (Manufacturing Execution System) optimized to the smart learning factory system, it is possible to use MES core functions such as lot tracking, reconstruction/inventory management, process management, data collection and analysis, etc. Do it.

CPS S/W를 이용하여 전체 시스템에 대하여 디지털 트윈(Digital Twin)(모니터 상의 실시간 동작 구현 및 스마트 기기 등을 통한 장비 제어) 기능을 제공한다.Using CPS S/W, it provides a digital twin (real-time operation on a monitor and equipment control through smart devices) for the entire system.

또한 기초 공정도를 기본으로 단위 공정이 개별제어 되도록 한다.In addition, unit processes are individually controlled based on the basic process chart.

교육에 적합하도록 동작원리를 쉽게 파악할 수 있으며 견고하게 제작되며, 안정적인 연속 동작을 보장하고, 비정상적 전원차단에 대하여 시스템 및 작업자의 안전을 보장한다.The operation principle can be easily grasped for education, it is manufactured sturdily, ensures stable continuous operation, and guarantees the safety of the system and workers against abnormal power cuts.

전기안전을 위하여 접지는 작업자, 시스템을 보호하도록 안전하게 구성되고, 노출되는 금속부는 감전방지를 위하여 절연 처리되며, 소음은 (1) Continuous Level : < 80 dBA, (2) Instantaneous Level : < 120 dBA, (3) 측정기 높이 : 1.5m, 측정거리 : 1.0m를 만족한다.For electrical safety, grounding is safely configured to protect workers and systems, and exposed metal parts are insulated to prevent electric shock, and noise is (1) Continuous Level: <80 dBA, (2) Instantaneous Level: <120 dBA, (3) The measuring instrument height: 1.5m, measuring distance: 1.0m are satisfied.

아울러 스마트 러닝 팩토리에 대한 환경은 네트워크를 통하여 모니터링이 가능하다.In addition, the environment for the smart learning factory can be monitored through the network.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템은, 복수의 스테이션과 상기 복수의 스테이션을 레일로 연결하는 A-Zone 스마트 러닝 팩토리; 및 복수의 스테이션과 상기 복수의 스테이션을 레일로 연결하는 B-Zone 스마트 러닝 팩토리;를 포함하며, 상기 A-Zone과 B-Zone 스마트 팩토리 사이에 안전구역(Safety Zone)을 두고 또 다른 레일로 연결하여, 상기 A-Zone과 B-Zone을 하나의 라인이 형성되도록 하고, 상기 A-Zone과 B-Zone 사이에는 이송로봇으로 제품을 이송하며, 상기 복수의 스테이션 각각은 상기 라인에 원터치 커넥터 타입으로 체결하여 구동하며, 작업자가 상기 각 스테이션의 위치를 임의로 변경하여 구성하여 구동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.A smart learning factory system according to an embodiment of the present invention includes: an A-Zone smart learning factory connecting a plurality of stations and the plurality of stations with rails; And a B-Zone smart learning factory that connects a plurality of stations and the plurality of stations with a rail, and connects to another rail with a safety zone between the A-Zone and the B-Zone smart factory. Thus, one line is formed between the A-Zone and B-Zone, and the product is transferred by a transfer robot between the A-Zone and B-Zone, and each of the plurality of stations is a one-touch connector type on the line. It is fastened and driven, and it is characterized in that the operator can arbitrarily change the position of each station to configure and drive.

상기 A-Zone과 B-Zone 스마트 러닝 팩토리에서, 상기 라인의 레일 위에 특정 셔틀이 정차되어 다른 셔틀이 대기하는 경우가 발생하지 않도록 제어하며, 모든 스테이션에 셔틀이 도착하면 지그를 상기 스테이션에 옮긴 후 작업을 하고 셔틀은 바로 다른 공정으로 이동되도록 하며, 별도의 셔틀 대기 구간을 확보하여 셔틀의 앞뒤 순서를 변경하는 것이 가능하며, 상기 스테이션에는 터치패널(Touch Panel)이 부착되어 상기 터치패널을 통해서 작업 상태에 대한 모니터링과 제어가 가능하며, 작업자가 유저 스테이션을 제작할 경우, 상기 스마트 팩토리 시스템에 접속이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In the A-Zone and B-Zone Smart Learning Factory, a specific shuttle is stopped on the rail of the line so that other shuttles do not wait, and when the shuttle arrives at all stations, the jig is moved to the station. It is possible to change the order of the front and back of the shuttle by securing a separate shuttle waiting section, and a touch panel is attached to the station to work through the touch panel. The status can be monitored and controlled, and when an operator manufactures a user station, it is configured to be able to access the smart factory system.

상기 스마트 러닝 팩토리 시스템은, 제품의 생산, 조립 물류 처리, 네트워킹을 위한 지능형 셔틀로 이송되는 모노레일 타입으로 구성되어 스마트 물류 시스템의 기능을 하며, 상기 지능형 셔틀 내부에 컨트롤러가 가속, 감속 제어 및 전방 감시기능을 내장하고 있으며, 상기 셔틀의 컨트롤러에는 내부 메모리가 내장되어 있어서 현재 위치의 데이터를 쓰고 읽기가 가능하여, 상기 셔틀에 탑재되어 있는 제품의 정보를 제공하고, 상기 셔틀은 복수개가 상기 A-Zone과 B-Zone에서 동시에 동작하고, 상기 모노레일의 컨베이어는 분산되어 개별 동작이 가능하고, 상기 라인의 생산 공정과 상관없이 스마트 물류 시스템이 동작하는 것을 특징으로 한다.The smart learning factory system is composed of a monorail type that is transferred to an intelligent shuttle for product production, assembly and logistics processing, and networking, and functions as a smart logistics system, and a controller inside the intelligent shuttle controls acceleration, deceleration and forward monitoring. It has a built-in function, and the shuttle controller has an internal memory, so it is possible to write and read the data of the current location, providing information on the products mounted on the shuttle, and the shuttle includes a plurality of the A-Zone And B-Zone are operated simultaneously, the conveyor of the monorail is distributed and individual operation is possible, and the smart distribution system is operated regardless of the production process of the line.

상기 모노레일의 컨베이어와 각 공정 스테이션은, 적어도 하나 이상의 통신케이블, 전원 및 공기압 밸브가 일괄 체결되는 원터치 방식을 제공하여, 상기 공정 스테이션의 위치가 변경되어도 공정 흐름에 지장을 주지 않도록 분리와 결합이 가능하며, 상기 각 공정 스테이션에 원자재의 공급을 마친 지능형 셔틀은 다른 장소로 이동하여 새로운 임무를 부여 받아 작업하며, 모든 셔틀의 작업이력에 대한 데이터관리를 통해 셔틀의 수명 상태에 대한 예측이 가능하며, 작업자와 협업을 하는 위치에 상기 지능형 셔틀이 정지하고, 작업자의 작업 환경에 따라 소정의 기울기로 기울어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The conveyor of the monorail and each process station provide a one-touch method in which at least one communication cable, power supply, and pneumatic valve are collectively fastened, so that even if the location of the process station is changed, it can be separated and combined so as not to interfere with the process flow. And, the intelligent shuttle that has finished supplying raw materials to each of the process stations moves to another location and works with a new task, and it is possible to predict the life status of the shuttle through data management on the work history of all shuttles. It characterized in that the intelligent shuttle is stopped at a position where the operator cooperates, and is configured to incline at a predetermined inclination according to the operator's work environment.

상기 스마트 러닝 팩토리 시스템은, IRM(Intelligent Routing Module)을 더 구비하며, 상기 셔틀과 광통신을 하고, 상기 IRM은 PLC 시스템 및 컴퓨터 제어 시스템과 연동하여 상기 레일에 설치되어 있는 트랙 스위치를 제어하며, 상기 IRM은, 모노레일 컨베이어와의 연동으로 각 셔틀에 ID부여, ID읽기, ID삭제, 또는 이들의 조합을 포함하는 역할을 하여, 상기 A-Zone과 B-Zone 스마트 러닝 팩토리는 필요시 언제든지 연결하여 하나의 라인으로 연결되어 구동이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.The smart learning factory system further includes an Intelligent Routing Module (IRM), performs optical communication with the shuttle, and the IRM controls a track switch installed on the rail in connection with a PLC system and a computer control system, and the IRM, in conjunction with the monorail conveyor, plays a role of assigning IDs, reading IDs, deleting IDs, or a combination of these to each shuttle.The A-Zone and B-Zone Smart Learning Factory can be connected to one another whenever necessary. It is characterized in that it is connected to the line of to enable driving.

여기서 상기 스테이션은, 상기 모바일로봇을 이용한 원자재 팔레트를 자동으로 공급받아 원자재가 투입되도록 하며, 이와 동시에 상기 원자재에 대한 외관 검사 및 실장검사는 비전을 이용하여 수행하는 공급 스테이션을 포함하며, 상기 모바일로봇은, 상기 원자재의 이송 및 완제품의 외관 검사가 있은 후 정상품과 불량품을 구분하여 배출이 완료된 팔레트를 반송 처리하며, 상기 스테이션은, 적어도 하나 이상의 통신케이블, 전원 및 공기압 밸브가 일괄 체결되는 원터치 방식을 제공하여, 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능한 것을 특징으로 한다.Here, the station includes a supply station that automatically receives a pallet of raw materials using the mobile robot to input raw materials, and at the same time performs visual inspection and mounting inspection of the raw materials using vision, and the mobile robot Silver, after the transfer of the raw materials and the appearance inspection of the finished product, separates the original product from the defective product and transfers the pallet that has been discharged, and the station is a one-touch method in which at least one communication cable, power supply, and pneumatic valve are collectively fastened. By providing, it is characterized in that the position can be changed without a separate wiring work.

또한 상기 스테이션은, 원자재 상하부 케이스 내부 면에 레이저 마킹을 하고, 상부에 라벨지를 부착하여, 상기 원자재의 이력 추적이 가능한 레이저 마킹 및 라벨 부착 스테이션을 포함하며, 상기 원자재 입고 시, 비전검사를 통해 완제품 조립용인지 리사이클용인지 판별하여 이후 작업이 진행되도록 하며, 레이저 마킹 스타일은 X-Y-Z 3-축 동시 스캐닝 방식이고, 상기 레이저 마킹 및 라벨 부착 스테이션은 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 밸브, 또는 이들의 조합을 포함하여 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the station includes a laser marking and labeling station capable of performing laser marking on the inner surface of the upper and lower case of the raw material, and attaching a label on the upper part to trace the history of the raw material, and when the raw material is received, the finished product through vision inspection The laser marking style is XYZ 3-axis simultaneous scanning method, and the laser marking and labeling station is a one-touch connector fastening method for power, communication, pneumatic valves, or these. All cables including the combination of are automatically fastened so that the location can be changed without separate wiring work.

아울러 상기 스테이션은, 적어도 2개의 자동 조립 스테이션을 포함하며, 조립 시간에 따라 지능적으로 라인에 자재가 투입되도록 하는 조립 및 볼트 체결 스테이션을 포함하며, 상기 조립 및 볼트 체결 스테이션은, 하부 케이스와 PCB간 볼트 체결을 자동으로 수행하는 것을 포함하며, 상기 볼트 체결을 위해 볼트는 자동으로 공급되며, 상기 볼트 체결 시 토크 측정이 가능하고 데이터 수집 및 불량여부를 판단하며, 상기 조립 및 볼트 체결 스테이션은, 원터치 커넥터 체결 방식으로 전원, 통신, 공기압 또는 이들의 조합을 포함한 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하며, 스크루 구동을 위한 추력 및 속도가 변경 가능하며, 상기 조립 및 볼트 체결 스테이션은, Z축 하강 구동 방법으로 Z축 서보(추력제어)볼 스크루 방식이며, 엔코더 장착으로 정밀도를 강화하며, 토크, 회전속도, 각도를 제어할 수 있고, 진동에 의한 수평 강제 이송으로 나사 끼임 현상이 최소화되는 나사 공급기를 포함하는 자동 조립 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the station includes at least two automatic assembly stations, an assembly and bolt fastening station that intelligently inputs materials into the line according to the assembly time, and the assembly and bolt fastening station includes a lower case and a PCB. It includes automatically performing bolt fastening, and bolts are automatically supplied for fastening the bolts, torque measurement is possible when fastening the bolts, data collection and determination of defects, and the assembling and bolt fastening stations, one-touch All cables including power, communication, pneumatic pressure, or a combination thereof are automatically fastened with a connector fastening method so that the location can be changed without separate wiring work, and the thrust and speed for screw driving can be changed, and the assembly and bolt fastening The station is a Z-axis servo (thrust control) ball screw method as a Z-axis descending drive method, and the accuracy is enhanced by mounting an encoder, and the torque, rotational speed, and angle can be controlled, and screws are pinched by horizontal forced feed by vibration. It is characterized by including an automatic assembly station including a screw feeder to minimize the phenomenon.

이와 같이 구성된 본 발명은 특정 제품에 대해 원자재가 공급되어 조립, 검사, 포장되어 완제품을 생산하는 공정으로, 산업 현장의 스마트공장에 적용되는 다양한 PLC제어, 센서제어, 로봇제어, 비전, PC제어에 대한 기술의 습득과 OPC UA 방식으로 데이터 취득을 하여 MES(Manufacturing Execution System), CPS(Cyber Physical System), SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition), POP(Point of Production), AR(Augmented Reality), CLOUD 등 다양한 응용실습이 가능한 장점이 있다.The present invention configured as described above is a process for producing a finished product by assembling, inspecting, and packaging raw materials for a specific product. It is applied to various PLC control, sensor control, robot control, vision, and PC control applied to smart factories in industrial sites. Acquisition of Korean technology and data acquisition using OPC UA method, MES (Manufacturing Execution System), CPS (Cyber Physical System), SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), POP (Point of Production), AR (Augmented Reality), CLOUD It has the advantage of enabling various application exercises such as.

또한 시스템 제어를 위해 복수의 PLC를 사용하여 원자재 및 완제품 창고, 스마트 러닝 팩토리 A-Zone, B-Zone에 각각 적용하여 이기종간 통신이 가능한 장점이 있고, 또한 분해공정 스테이션(260)은 PC를 통한 제어가 가능한 장점이 있다.In addition, by using a plurality of PLCs for system control, each application to raw material and finished product warehouses, smart learning factory A-Zone, and B-Zone has the advantage of enabling heterogeneous communication.In addition, the disassembly process station 260 is There is an advantage that can be controlled.

각 공정별 소재 및 공정 데이터 등의 취득을 위한 센서, RFID, 비전(vision) 시스템 등의 요소를 적용하여 다양한 데이터를 수집하고 분석 및 관리, 모니터링 할 수 있으며, 각 공정에 적용될 각종 센서의 사양 및 모델과 수량을 제시하며, 적용된 센서 및 액추에이터의 처리 신호를 복수의 PLC 시스템 및 PC 시스템에서 취득하고, 전체 데이터 관리 및 분석을 위한 DB 서버를 구축하여 실시간으로 데이터 수집이 되어 지속적으로 축적되며, 필요에 따라 원하는 데이터를 확인할 수 있는 효과가 있다.Various data can be collected, analyzed, managed, and monitored by applying elements such as sensors, RFID, and vision systems for acquisition of material and process data for each process, and the specifications of various sensors applied to each process and It presents the model and quantity, acquires the processed signals of the applied sensors and actuators from multiple PLC systems and PC systems, and establishes a DB server for overall data management and analysis to collect and continuously accumulate data in real time. It has the effect of being able to check the desired data.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템의 규격과 용도에 대한 명세이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템의 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리의 A-Zone에 대한 규격과 용도에 대한 명세이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리의 B-Zone에 대한 규격과 용도에 대한 명세이다.
1 is a specification of the specification and use of a smart learning factory system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing the configuration of a smart learning factory system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a layout of a smart learning factory system according to an embodiment of the present invention.
4 is a specification of the specification and usage of A-Zone of a smart learning factory according to an embodiment of the present invention.
5 is a specification of a B-Zone specification and a usage of a smart learning factory according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 일실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의 되어 있지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 아니한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific structural or functional descriptions of the embodiments disclosed in the specification or application of the present invention are exemplified only for the purpose of describing the embodiments according to the present invention, and unless otherwise defined, technical or scientific All terms used in this specification, including terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this specification. No.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템의 규격과 용도에 대한 명세이다.1 is a specification of the specification and use of a smart learning factory system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템 구축 내역서의 모든 구성품은 스마트 팩토리 시스템을 구축하기 위해 필요한 PLC 및 PC제어, 각종 센서제어, 로봇제어, 모니터링, 데이터 취득 및 분석, 산업용 가상현실 시스템 구축 등의 기술이 모두 적용되는 시스템이다.As shown in Figure 1, all the components of the smart learning factory system construction statement according to the present invention are PLC and PC control, various sensor control, robot control, monitoring, data acquisition and analysis, industrial It is a system to which all technologies such as building a virtual reality system are applied.

구체적으로는 스마트 러닝 팩토리 A-Zone 및 스마트 러닝 팩토리 B-Zone이 구성되고, 여기에 모바일 로봇 시스템, 생산 운영 시스템, 사이버 물리 시스템, OPC UA alc POP(SCADA) 시스템, 클라우드 플랫폼 시스템, 증강 현실 시스템, 디지털 정보 디스플레이 시스템, 소정의 서버 시스템 등이 연동하여 스마트 러닝 팩토리를 운영, 유지, 관리하게 된다. 각 시스템의 세부적인 역할과 동작은 이 후의 기재를 통해서 별도로 설명하도록 한다.Specifically, the Smart Learning Factory A-Zone and the Smart Learning Factory B-Zone are composed of a mobile robot system, production operation system, cyber physics system, OPC UA alc POP (SCADA) system, cloud platform system, augmented reality system. , A digital information display system, a predetermined server system, etc. operate, maintain, and manage a smart learning factory. The detailed roles and operations of each system will be described separately through the following description.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템(10)의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram showing the configuration of a smart learning factory system 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템(10)은 복수의 구역(zone)으로 나누어진 개별 스마트 러닝 팩토리(100, 200)와 이들을 사이에 존재하는 안전구역이 구비되며, 상기 안전구역은 별도의 레일(30)로 연결되어 이송로봇(300)이 제품의 이송하게 된다.As shown in Figure 2, the smart learning factory system 10 according to the present invention is provided with individual smart learning factories (100, 200) divided into a plurality of zones (zone) and a safety zone existing therebetween, The safety zone is connected by a separate rail 30 so that the transfer robot 300 transfers the product.

각 스마트 러닝 팩토리 구역에는 레일과 분기장치(20)로 통합된 라인을 형성하고 있으며, 상기 라인의 각 부분에 스테이션이 설치되어 특정 제품의 조립이나 검사를 수행하게 된다. 상기 구역과 구역 사이에는 이송로봇이 작동하며, 상기 구역에 공급되는 원자재 등은 모바일로봇(400)으로 공급되며, 제품의 출하 및 리사이클링을 위한 이송을 담당하도록 한다.In each smart learning factory area, a line integrated with rails and branching devices 20 is formed, and stations are installed in each part of the line to perform assembly or inspection of a specific product. A transfer robot operates between the area and the area, and raw materials supplied to the area are supplied to the mobile robot 400, and are in charge of transporting products for shipment and recycling.

본 발명의 스마트 러닝 팩토리 시스템(10)은 복수의 스마트 러닝 팩토리를 각각 구역으로 나누고, 각 구역을 레일로 연결하면 하나의 통합된 더 큰 구역의 스마트 러닝 팩토리로 구성된 라인이 형성되며, 각 구역은 이송로봇(300)으로 물류 및 생산 공정을 연결하며, 각 구역에서 외부에서 내부로, 내부에서 외부로 향하는 물류 및 생산을 위한 원자재나 제품의 출하는 모바일로봇(400)이 이송을 담당하도록 구성한다.The smart learning factory system 10 of the present invention divides a plurality of smart learning factories into zones, and when each zone is connected by rails, a line consisting of one integrated, larger zone smart learning factory is formed, each zone The transport robot 300 connects the logistics and production processes, and the mobile robot 400 is configured to transport raw materials or products for logistics and production from the outside to the inside and from the inside to the outside in each zone. .

따라서 본 발명에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템(10)은 스마트 팩토리를 스마트 러닝과 접목하여, 러닝 팩토리를 스마트하게 구성한 것이다. 즉, 새로운 공정의 추가나 삭제가 용이하고, 공정의 축소나 확장이 용이하여 특정 제품에 대한 아이디어를 발굴하고, 설계를 통해 아이디어를 구체화한 샘플을 제작하며, 필요에 따라 공장에서 대량생산하는 스마트 팩토리로 이어지도록 학습하도록 한다.Therefore, the smart learning factory system 10 according to the present invention combines the smart factory with smart learning to smartly configure the learning factory. In other words, it is easy to add or delete a new process, and it is easy to reduce or expand the process to discover an idea for a specific product, to produce a sample that embodies the idea through design, and a smart factory mass-produced at the factory as needed. Learn to lead to.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템의 구체적인 레이아웃과 각 구역에 구비되는 장치들에 대해서 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a detailed layout of a smart learning factory system according to an embodiment of the present invention and devices provided in each area will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리 시스템의 레이아웃을 나타낸 도면이다.3 is a diagram showing a layout of a smart learning factory system according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 팩토리 시스템은 복수의 특정 제품에 대해 각 원자재가 공급되어 조립, 검사, 포장되어 완제품을 생산하는 공정으로, 산업 현장의 스마트공장에 적용되는 다양한 PLC제어, 센서제어, 로봇제어, 비전, PC제어에 대한 기술의 습득과 OPC UA 방식으로 데이터 취득을 하여 MES(Manufacturing Execution System), CPS(Cyber Physical System), SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition), POP(Point of Production), AR(Augmented Reality), CLOUD 등 다양한 응용실습이 가능하다.As shown in Figure 3, the smart factory system according to an embodiment of the present invention is a process in which raw materials are supplied for a plurality of specific products to be assembled, inspected, and packaged to produce a finished product. Acquisition of technologies for various applied PLC control, sensor control, robot control, vision, and PC control and data acquisition in the OPC UA method to obtain MES (Manufacturing Execution System), CPS (Cyber Physical System), SCADA (Supervisory Control and Data) Acquisition), POP (Point of Production), AR (Augmented Reality), CLOUD, etc.

시스템 제어를 위해 복수의 PLC를 사용하여 원자재 및 완제품창고, 스마트 러닝 팩토리 A-Zone, B-Zone에 각각 적용하여 이기종간 통신이 가능하다. 또한 분해공정 스테이션(260)은 PC를 통한 제어가 가능하다. By using multiple PLCs for system control, it is possible to communicate between different types of raw materials and finished product warehouses, and by applying them to the smart learning factory A-Zone and B-Zone respectively. In addition, the disassembly process station 260 can be controlled through a PC.

전체 시스템은 PLC 시스템 및 FNS(Fieldbus Network System)를 이용하여 공정제어가 가능하며, 자동제어 실습 및 산업용 네트워크 제어, 분산제어 실습이 가능하다. 또한 IoT센서(온도, 습도, 진동, 전력, 공기압 등)를 적용하여 측정하고 측정된 값은 Modbus 통신으로 송신한다. The entire system is capable of process control using PLC system and Fieldbus Network System (FNS), and automatic control practice, industrial network control, and distributed control practice are possible. In addition, it measures by applying IoT sensors (temperature, humidity, vibration, power, air pressure, etc.) and transmits the measured values through Modbus communication.

전체 시스템에 총 10개 이상의 CCTV를 자동작업, 수작업 영역 등에 설치하여 상시 녹화 및 영상저장 관리가 가능하다.A total of 10 or more CCTVs are installed in the entire system in automatic and manual areas, so that continuous recording and image storage management are possible.

각 공정별 소재 및 공정 데이터 등의 취득을 위한 센서, RFID, 비전 시스템 등의 요소를 적용하여 다양한 데이터를 수집하고 분석 및 관리, 모니터링한다.It collects, analyzes, manages, and monitors various data by applying elements such as sensors, RFID, and vision systems to acquire material and process data for each process.

각 공정에 적용될 각종 센서의 사양 및 모델과 수량을 정하고, 적용된 센서 및 액추에이터의 처리 신호에 대해 복수의 PLC 시스템 및 PC 시스템에서 취득하고, 전체 데이터 관리 및 분석을 위한 DB 서버를 구축하여 실시간으로 데이터 수집이 되어 지속적으로 축적이 되며, 필요에 따라 원하는 데이터를 확인할 수 있다.Data in real time by setting the specifications, models and quantities of various sensors to be applied to each process, acquiring the processed signals of applied sensors and actuators from multiple PLC systems and PC systems, and building a DB server for overall data management and analysis. It is collected and continuously accumulated, and desired data can be checked as needed.

스마트 물류 시스템의 셔틀 컨트롤러에는 내부 메모리가 내장되어 있어서 현재 위치의 데이터를 쓰고/읽기가 가능하며, 탑재되어 있는 제품의 정보를 제공한다. 또한 A-Zone, B-Zone에는 각각 예를 들어 6개 이상의 셔틀이 동시에 이송되며 작업이 가능하다.The shuttle controller of the smart logistics system has an internal memory, so it is possible to write/read the data of the current location and provide information on the installed product. In addition, for example, 6 or more shuttles are simultaneously transferred to each of the A-Zone and B-Zone and work is possible.

스마트 물류 시스템과 각 공정 스테이션은 분리와 결합이 자유롭고 원터치 방식으로 각종 통신케이블과 전원 및 공기압 등이 일괄 체결되는 방식으로 공정 스테이션의 위치가 변경되어도 공정흐름에 문제가 없도록 설계하는 것이 바람직하다.It is desirable to design the smart logistics system and each process station so that they can be separated and combined freely and that there is no problem in the process flow even if the location of the process station is changed in such a way that various communication cables, power, and air pressure are collectively connected in a one-touch method.

복수의 특정 제품을 복수의 사양으로 제작이 가능하도록 원재료를 제공하면, 별도의 생산지시 프로그램에서 특정 사양을 가진 제품을 선택하여 생산지시가 가능하다.If raw materials are provided so that a plurality of specific products can be manufactured with a plurality of specifications, a product with specific specifications can be selected in a separate production instruction program and production order is possible.

모든 제품은 완제품 출하용과 리사이클(Recycle)용 2가지 형태로 제작이 되며, 리사이클의 경우 포장 전 공정에서 자동 분해하여 다시 원자재 창고로 모바일로봇(400)을 이용하여 이송 및 적재한다.All products are manufactured in two forms for shipment of finished products and for recycling, and in the case of recycling, they are automatically disassembled in the pre-packaging process and transferred and loaded back to the raw material warehouse using the mobile robot 400.

생산지시는 PUSH, PULL, TOC 방식을 선택할 수 있어야 하며, 3가지 방식의 생산결과에 대해 각 공정별 가동률에 대한 비교분석 POP를 제공한다.The production order should be able to select PUSH, PULL, and TOC methods, and a comparative analysis POP for the utilization rate of each process is provided for the production results of the three methods.

생산현황 모니터링을 통해 빅데이터를 통한 생산 예측계획과 실적에 대한 분석이 가능하고, 각 공정별 사이클 타임(Cycle Time)에 대한 분석이 가능하다. Through monitoring the production status, it is possible to analyze the production prediction plan and performance through big data, and to analyze the cycle time of each process.

협동 로봇을 이용하여 사람과 로봇이 협업하여 작업하는 공정을 적용하고 자동, 수동, 반자동 일 경우 생산성, 사이클 타임(Cycle Time) 등 비교 분석이 가능하다.By using a cooperative robot, a process in which humans and robots work in collaboration is applied, and in the case of automatic, manual, semi-automatic, comparative analysis such as productivity and cycle time is possible.

스마트 러닝 팩토리 시스템에 최적화된 MES를 적용하여 Lot 추적, 재공/재고관리, 공정관리, 데이터 수집과 분석 등의 MES 핵심기능을 사용할 수 있도록 MES 엔진과 본 공정에 맞도록 커스터마이징 작업을 포함하여 설치된다.It is installed including MES engine and customizing work for this process so that MES core functions such as lot tracking, rework/inventory management, process management, data collection and analysis can be used by applying MES optimized to the smart learning factory system. .

CPS S/W를 이용하여 전체 시스템에 대하여 디지털 트윈(Digital Twin)(모니터 상의 실시간 동작구현 및 스마트 기기 등을 통한 장비 제어) 기능 구현을 제공한다.Using CPS S/W, it provides digital twin (real-time operation implementation on a monitor and equipment control through smart devices) for the entire system.

기초공정도를 기본으로 단위 공정이 개별제어 되며, 기초공정도를 참고해서 효율적으로 개선된 공정 및 공정별 세부구성품목과 세부사양을 제시할 수 있다. 상기 제시는 2D/3D도면(CAD파일 및 출력본)과 스마트 물류 시스템 공정시나리오 블록도, 스마트 물류 시스템 각 공정별 2D/3D 도면(정면도, 측면도 등, 세부치수 표기), 스마트 러닝 팩토리 A-Zone, B-Zone 각 스테이션별 2D/3D 도면(정면도, 측면도 등, 세부치수 표기), 실습실 레이아웃 2D/3D도면(정면도, 측면도 등, 세부치수 표기) 등이 있다.Unit processes are individually controlled based on the basic process chart, and the improved process and detailed components and specifications for each process can be efficiently presented by referring to the basic process chart. The above presentation is 2D/3D drawings (CAD files and prints), smart logistics system process scenario block diagram, smart logistics system 2D/3D drawings for each process (front view, side view, etc., detailed dimensions notation), Smart Learning Factory A- Zone, B-Zone 2D/3D drawings for each station (front view, side view, etc., detailed dimensions indicated), and lab layout 2D/3D drawings (front view, side view, etc., detailed dimensions indicated).

상기 도면은 MES를 이용한 생산정보 및 관리 GUI, 설비 모니터링 View GUI, PLM(Product Life Management)을 이용한 CPS구현 GUI, DID(Digital Information Display)전송용 GUI 등을 포함한다.The drawing includes a production information and management GUI using MES, a facility monitoring view GUI, a CPS implementation GUI using a PLM (Product Life Management), a digital information display (DID) transmission GUI, and the like.

교육에 적합하도록 동작원리를 쉽게 파악할 수 있으며 견고하게 제작되어야 하며 안정적인 연속 동작을 보장하여야 하는데, MTBF(Mean Time Between Failures)가 30일 이상이다.The principle of operation can be easily grasped to be suitable for education, it must be made sturdily, and it must ensure stable continuous operation, with MTBF (Mean Time Between Failures) of 30 days or more.

비정상적 전원차단에 대하여 시스템 및 작업자의 안전을 보장한다. 이를 위해서 컴퓨터 장치는 UPS장치를 사용하여 시스템과 데이터를 보호하고, 비상차단에 대하여 작업자의 안전이 보장되도록 한다.It guarantees the safety of the system and workers against abnormal power cut. To this end, the computer device uses a UPS device to protect the system and data, and to ensure the safety of workers against emergency shutdown.

한편, 전기안전을 위하여 접지는 작업자, 시스템을 보호하도록 안전하게 구성되고, 노출되는 금속부는 감전방지를 위하여 절연처리가 된다.On the other hand, for electrical safety, grounding is safely configured to protect workers and systems, and exposed metal parts are insulated to prevent electric shock.

소음은 (1) Continuous Level : < 80 dBA, (2) Instantaneous Level : < 120 dBA, (3) 측정기 높이 : 1.5m, 측정거리 : 1.0m 등을 기준으로 한다. Noise is based on (1) Continuous Level: <80 dBA, (2) Instantaneous Level: <120 dBA, (3) Height of measuring instrument: 1.5m, Measuring distance: 1.0m.

스마트 러닝 팩토리에 대한 환경은 네트워크를 통하여 모니터링이 가능하다. 측정 대상은 온도, 습도, 전압, 진동, 공기압 등이고, 측정주기는 1회/sec 이상이다.The environment for the smart learning factory can be monitored through the network. The measurement targets are temperature, humidity, voltage, vibration, air pressure, etc., and the measurement cycle is 1 time/sec or more.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리의 A-Zone에 대한 규격과 용도의 명세이다.4 is a specification of the specification and use of the A-Zone of the smart learning factory according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 상기 도 4의 A-Zone에 대한 명세를 바탕으로 도 3의 스마트 러닝 팩토리 A-Zone에 대해서 자세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the smart learning factory A-Zone of FIG. 3 will be described in detail based on the specifications of the A-Zone of FIG. 4.

스마트 러닝 팩토리 A-Zone과 B-Zone은 평상시 분리되어 동작되어야하고, 필요시 A-Zone과 B-Zone간 레일을 연결하면 하나의 라인(Line)으로 동작되는 것이 가능하다. 또한 A-Zone, B-Zone 사이에는 안전구역(Safety Zone)으로 구성하여 작업자 또는 외부인이 진입하였을 경우 안전상에 문제가 없도록 안전장치를 포함한 시스템이다.Smart Learning Factory A-Zone and B-Zone must be operated separately in normal times, and if necessary, it is possible to operate as a single line by connecting the rail between A-Zone and B-Zone. In addition, a safety zone between A-Zone and B-Zone is configured so that there is no safety problem when a worker or an outsider enters the system.

원자재 창고 저장 능력은 예를 들어 제품 케이스(상/하부) 각 3종 100개씩 총 1400개의 원자재를 저장 할 수 있어야 하며, 생산지시에 따라 필요한 자재 출고 시 4축 스태커 크레인을 이용하여 컨베이어 벨트로 이송하고 이를 모바일로봇(400)이 정렬기 스테이션(180)에 이송이 가능하도록 한다.Raw material warehouse storage capacity, for example, should be able to store a total of 1,400 raw materials of 100 of each of 3 types of product cases (upper/lower), and transfer to a conveyor belt using a 4-axis stacker crane when required materials are released according to production instructions. And this allows the mobile robot 400 to be transferred to the aligner station 180.

전체 공정은 예를 들어 10개 스테이션 이상으로 구성될 수 있고, 각 스테이션은 스마트 물류 시스템 라인에 원터치 커넥터 타입으로 체결하여 구동할 수 있어야 하며, 사용자가 위치를 임의로 변경하여 구성해도 동작에 문제가 없다.The whole process can consist of, for example, 10 or more stations, and each station must be able to be connected to the smart logistics system line in a one-touch connector type to be driven, and there is no problem in operation even if the user arbitrarily changes the location. .

스마트 물류 시스템 레일 위에 셔틀이 정차되어 다른 셔틀이 대기하는 경우가 발생하지 않도록 하며, 모든 스테이션에 셔틀이 도착하면 지그를 스테이션에 옮긴 후 작업을 하고 셔틀은 바로 다른 공정으로 이동된다. 별도의 셔틀 대기 구간을 확보하여 셔틀의 앞뒤 순서를 변경 가능하다. 모든 스테이션에는 10인치 이상의 터치패널(Touch Panel)이 부착되어 작업 상태에 대한 모니터링과 제어가 가능하며, 학습자가 유저 스테이션(140, 240)을 제작할 경우 스마트 팩토리 시스템에 접속이 가능하다.Smart Logistics System The shuttle stops on the rail so that other shuttles do not wait. When the shuttle arrives at all stations, the jig is moved to the station and the operation is carried out, and the shuttle is immediately moved to another process. By securing a separate shuttle waiting section, it is possible to change the order of the shuttle. All stations are equipped with a touch panel of 10 inches or more to enable monitoring and control of work status, and when learners manufacture user stations 140 and 240, they can access the smart factory system.

또한 스마트 물류 시스템은 생산, 조립 물류 처리, 네트워킹을 위한 지능형 셔틀로 이송되는 모노레일 타입의 스마트 물류 시스템으로 구성된다. 셔틀 내부에 컨트롤러가 가속, 감속 제어 및 전방 감시기능을 내장하고 있다. 셔틀 컨트롤러에는 내부 메모리가 내장되어 있어서 현재 위치의 데이터를 쓰고/읽기가 가능하며, 탑재되어 있는 제품의 정보를 제공한다. 상기 셔틀은 6개 이상이 스마트 물류 시스템 A-Zone에서 동시에 동작한다. 모노레일 컨베이어(Monorail Conveyer)는 분산되어 개별 동작이 가능하며, 라인의 생산 공정과 상관없이 물류 시스템은 동작한다.In addition, the smart logistics system consists of a monorail-type smart logistics system that is transported by an intelligent shuttle for production, assembly logistics, and networking. Inside the shuttle, the controller has built-in acceleration, deceleration control and forward monitoring functions. The shuttle controller has an internal memory, so it can write/read the data of the current location and provide information on the installed product. Six or more of the shuttles operate simultaneously in the smart logistics system A-Zone. Monorail conveyors are distributed and can be operated individually, and the distribution system operates regardless of the production process of the line.

상기 모노레일 컨베이어와 각 공정 스테이션은 분리와 결합이 자유롭고 원터치 방식으로 각종 통신케이블과 전원 및 공기압 등이 일괄 체결되는 방식으로 공정 스테이션의 위치가 변경되어도 공정흐름에 문제가 없도록 제작된다. 각 공정 스테이션에 원자재를 공급한 지능형 셔틀은 다른 장소로 이동하며, 새로운 임무를 부여 받아 작업하며, 모든 셔틀의 작업이력에 대한 데이터관리를 통해 셔틀의 수명 상태 등에 대한 예측이 가능하다. 작업자와 협업을 하는 위치에 셔틀이 정지해야하고, 15~20도 기울어지며 작업자의 작업 환경에 도움을 준다.The monorail conveyor and each process station are freely separated and combined, and various communication cables, power, and air pressure are collectively fastened in a one-touch manner, so that there is no problem in the process flow even if the location of the process station is changed. The intelligent shuttle that supplied raw materials to each process station moves to another location, works with a new task, and predicts the life of the shuttle through data management on the work history of all shuttles. The shuttle must stop at the location where the worker collaborates, and it is inclined 15-20 degrees, which helps the worker's work environment.

IRM(Intelligent Routing Module)이 부착되어 있어서 셔틀과 광통신을 한다. IRM은 PLC 시스템, 컴퓨터 제어 시스템과 연동하여 트랙 스위치(Track switch)등을 제어한다. IRM은 모노레일 컨베이어와의 연동으로 각 셔틀에 ID부여, ID읽기, ID삭제 등의 역할을 한다. A-Zone과 B-Zone은 필요시 언제든지 연결하여 2개의 라인이 하나로 연결되어 구동이 가능하다. 여기서 트랙 스위치는 상기 셔틀이 레일에서 이동하거나 정지하는 것을 제어하기 위해 레일에 설치되어 있는 스위치이다.IRM (Intelligent Routing Module) is attached to communicate with the shuttle. IRM controls a track switch, etc. in connection with a PLC system and a computer control system. IRM is linked to the monorail conveyor to assign IDs to each shuttle, read IDs, and delete IDs. A-Zone and B-Zone can be connected whenever necessary, and two lines can be connected as one to be driven. Here, the track switch is a switch installed on the rail to control the shuttle moving or stopping on the rail.

상기 모바일로봇(400)을 이용한 원자재 팔레트를 자동으로 공급받아 원자재 투입과 동시에, 원자재에 대한 외관 검사 및 PCB 실장검사는 비전을 이용하여 이루어진다. 비전 카메라는 200만 화소 이상의 제품으로 구성하고 필요한 조명장치를 부착한다. 원자재 검사 및 이송은 SCARA 로봇으로 구성하고 이송 유효 범위 800 mm (31.5 ") 이내의 제품으로 구성된다. 외관 검사가 있은 후 정상품과 불량품을 구분하여 배출되고, 공급 스테이션에서는 부품별 저장 능력이 제품 케이스 (상/하부) 10개, PCB 제품 각 10개씩 총 80개가 저장된다. 출고 완료된 팔레트는 모바일로봇(400)에 의해 반송 처리되며, 공급 스테이션은 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다.When the raw material pallet is automatically supplied using the mobile robot 400, the raw material is input, and the appearance inspection and the PCB mounting inspection of the raw material are performed using vision. Vision cameras are composed of products with more than 2 million pixels, and necessary lighting devices are attached. Raw material inspection and transfer is composed of SCARA robots and products within the effective range of transfer 800 mm (31.5 "). After visual inspection, normal and defective products are separated and discharged, and the storage capacity for each part is determined by the supply station. A total of 80 are stored for 10 cases (top/bottom) and 10 PCB products each. The pallets that have been shipped are returned and processed by the mobile robot 400, and the supply station is a one-touch connector fastening method to the distribution system. All cables, such as pneumatic pressure, are automatically connected so that the location can be changed without additional wiring work.

레이저 마킹 및 라벨 부착 스테이션(220, 250)에서 원자재 상/하부 케이스 내부 면에 레이저 마킹을 하고 PCB 보드 상부에 라벨지를 부착하여 원자재 이력 추적이 가능하다. 원자재 입고 시 비전검사를 통해 완제품 조립용인지 리사이클용인지 판별하여 이후 작업이 진행되어야 하며, 레이저 마킹 스타일은 X-Y-Z 3-축 동시 스캐닝 방식을 가지고 있다. 레이저마킹 및 라벨부착 스테이션(250)은 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다.In the laser marking and labeling stations 220 and 250, laser marking is performed on the inner surface of the upper/lower case of the raw material, and label paper is attached to the upper part of the PCB board to track the raw material history. When raw materials are received, vision inspection should be conducted to determine whether the finished product is for assembly or recycling, and the subsequent work must be carried out, and the laser marking style has a simultaneous X-Y-Z 3-axis scanning method. The laser marking and labeling station 250 is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without additional wiring work.

조립 및 볼트체결 스테이션(120, 130)은 적어도 2개의 자동 조립 스테이션(120 혹은 130)으로 구성하며, 조립 시간에 따라 지능적으로 라인에 자재가 투입된다. 하부 케이스와 PCB간 볼트 체결을 자동으로 하며, 볼트 체결을 위해 볼트는 자동으로 공급되어야 하며, 볼트 체결 시 토크 측정이 가능하고 데이터 수집 및 불량여부를 판단한다. 자동 조립 스테이션(120 혹은 130)은 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다. 자동 볼트 조립 시스템은 스크루 구동을 위한 추력 및 속도가 변경 가능하며, 자동 볼트 조립 시스템은 Z축 하강 구동 방법으로 Z축 서보 (추력제어)볼 스크루 방식이다. 자동 볼트 조립 시스템은 엔코더 장착으로 정밀도를 강화 하여야 하며, 토크, 회전속도, 각도를 제어할 수 있다. 자동 볼트 조립 시스템의 나사 공급기는 진동에 의한 수평 강제 이송으로 나사 끼임 현상이 최소화된다.The assembly and bolting stations 120 and 130 consist of at least two automatic assembly stations 120 or 130, and materials are intelligently put into the line according to the assembly time. The bolts between the lower case and the PCB are automatically fastened, and the bolts must be supplied automatically to fasten the bolts, and when fastening the bolts, torque measurement is possible, data collection and determination of defects. The automatic assembly station (120 or 130) is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without additional wiring work. The automatic bolt assembly system can change the thrust and speed for screw drive, and the automatic bolt assembly system is a Z-axis servo (thrust control) ball screw method as a Z-axis descending drive method. The automatic bolt assembly system should enhance precision by installing an encoder, and can control torque, rotational speed, and angle. The screw feeder of the automatic bolt assembly system minimizes screw pinching by horizontal forced feed by vibration.

수동 조립 및 볼트체결 스테이션(120, 130)에 대해서, 자동 조립 스테이션(120 혹은 130)에서 조립이 이루어지고 있을 때 생산자의 수동 조립 지시가 있으면, 자동 조립 스테이션의 생산으로 배정 받은 원자재가 수동 조립 스테이션(120 혹은 130)으로 자동 배정된다. 작업자용 수동 드릴의 토크 값에 대한 모니터링이 가능하고, 자동 드릴 작업의 경우 토크 값과 비교 그래프를 제공하여 자동/수동 드릴 작업 시 토크 값에 대한 분석이 가능하다. VR 고글과 AR을 적용하여 작업자는 작업안내에 따라 손쉽게 작업이 가능하며, 작업자 위치의 스마트 물류 시스템 셔틀은 틸트 기능을 탑재하고 있다.For manual assembly and bolting stations (120, 130), when assembly is being carried out at the automatic assembly station (120 or 130), if the manufacturer's manual assembly instruction is given, the raw materials assigned to the production of the automatic assembly station are manually assembled. (120 or 130) is automatically assigned. It is possible to monitor the torque value of a manual drill for workers, and in the case of an automatic drill operation, it is possible to analyze the torque value during automatic/manual drilling by providing a torque value and a comparison graph. By applying VR goggles and AR, the operator can easily work according to the work guide, and the smart logistics system shuttle at the operator's location is equipped with a tilt function.

조립검사 스테이션(150)은 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)검사 시스템으로 제품 선형 검사를 실시하여 자동 조립 또는 수동 조립 시 생길 수 있는 볼트 조립 들뜸 현상을 검사한다. 비전을 이용하여 레이저 마킹 등 외관검사를 하며, 조립검사 스테이션(150)은 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다. The assembly inspection station 150 performs a product linear inspection with an LVDT (Linear Variable Differential Transformer) inspection system to inspect bolt assembly lift that may occur during automatic assembly or manual assembly. Visual inspection such as laser marking is performed using vision, and the assembly inspection station 150 is a one-touch connector connection method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically connected so that the location can be changed without additional wiring work. .

상부 케이스 조립 스테이션(160)은 하부 케이스와 PCB가 조립된 지그가 도착하면 협동로봇을 이용하여 상부 케이스를 조립하는 것이다. 상부 케이스 조립 스테이션(160) 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다.The upper case assembly station 160 assembles the upper case by using a cooperative robot when the jig in which the lower case and the PCB are assembled arrives. The upper case assembly station 160 is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without additional wiring work.

불량품 배출 스테이션(170)에 대해서, 정상제품의 경우 바이패스(bypass) 되어야 하고, 불량품의 경우 불량품 배출함이 있는 위치에서 배출한다. 조립검사 스테이션(150)의 데이터 분석에 따라 배출한다. 불량품 검사 데이터는 IRM을 통해 셔틀에 불량품 정보를 담아둔다.With respect to the defective product discharging station 170, the normal product must be bypassed, and the defective product is discharged from the position where the defective product discharging bin is located. Discharge according to the data analysis of the assembly inspection station 150. Defective inspection data stores defective product information on the shuttle through IRM.

스마트 물류 시스템 셔틀이 자동모드 스테이션(230)에 도착한다. 3축 모션이 가능한 지그(3축 지그)를 통해 셔틀 제품을 완제품 버퍼(230)로 이송하며, 빈 팔레트는 지그 공급 스테이션으로 보낸다. 완제품 이송은 3축 지그에 있는 그립 시스템으로 들어서 이송한다. 완제품 버퍼 스테이션(230) 물류 시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다. B-Zone 스케줄러에 따라 완제품을 협동로봇 및 갠트리 시스템을 이용하여 이송한다.The smart logistics system shuttle arrives at the automatic mode station 230. The shuttle product is transferred to the finished product buffer 230 through a jig capable of 3-axis motion (3-axis jig), and an empty pallet is sent to the jig supply station. The finished product is transferred by entering the grip system on the 3-axis jig. The finished product buffer station 230 is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without additional wiring work. According to the B-Zone scheduler, the finished product is transferred using a collaborative robot and a gantry system.

이하에서는 스마트 물류 시스템 A-Zone, B-Zone 이송로봇(300)에 대해서 설명하고자 한다.Hereinafter, the smart logistics system A-Zone, B-Zone transfer robot 300 will be described.

다관절로봇 그립 시스템을 이용하여 A-Zone 완제품 버퍼(230)에 있는 제품을 B-Zone 트랙으로 이송한다. 다관절로봇은 A-Zone 트랙과 B-Zone 트랙 사이 갠트리 시스템에 부착되어 있어야 하며, 이송 시 제품을 그립으로 잡고 있어야 한다. A-Zone, B-Zone 사이에 자동 도어식 레일이 적용되어 필요시 A-Zone, B-Zone이 하나의 레일로 연결하여 동작이 가능해야하고, 갠트리 시스템 이송구간 및 A-Zone, B-Zone 사이 구간은 안전(Safety) 기술이 적용되어 사람이 접근하였을 경우 각 장비는 비상정지 되도록 해야 한다. 또한 Safety Light Curtain Sensor와 적외선 Sensor를 이용하여 안전구역(Safety Zone)을 이중으로 감시하여 작업자의 안전을 고려한다. 갠트리 시스템 이송구간에는 Safety 관련 비상스위치를 설치하여 작업자가 강제로 멈출 수 있어야 하며, 안전에 이상이 없을 시 작업자 지시에 따라 자동모드로 전환이 가능하다.The product in the A-Zone finished product buffer 230 is transferred to the B-Zone track using an articulated robot grip system. The articulated robot must be attached to the gantry system between the A-Zone track and the B-Zone track, and the product must be held with a grip when transferring. Automatic door-type rails are applied between A-Zone and B-Zone so that A-Zone and B-Zone can be connected with one rail when necessary, and the gantry system transfer section and A-Zone, B-Zone Safety technology is applied to the inter-section, so each equipment must be stopped in an emergency when a person approaches. In addition, safety of workers is considered by double monitoring of the safety zone using Safety Light Curtain Sensor and infrared sensor. A safety-related emergency switch must be installed in the transfer section of the gantry system so that the operator can forcibly stop it, and when there is no abnormality in safety, the automatic mode can be switched according to the operator's instruction.

지그 공급 스테이션에 대해서, 정렬 및 공급 스테이션에서 출하되는 원자재의 종류에 따라 지그공급 스테이션에서 해당 지그를 셔틀위에 올린 후 이송된다. 매거진 보관 Box에는 Type1(A제품 지그) & Type2(B제품 지그) & Type3(A/B 제품 혼용 탑재 지그)을 탑재하여야 하며, 생산 지시에 따라 Type별로 공급한다. 한 Type의 제품 생산이 지속되면 Type3(A/B 제품 혼용 탑재 지그)을 투입하여 양산이 원활하게 이루어지도록 한다. 지그변경 스테이션 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다.For the jig supply station, it is transferred after the jig is placed on the shuttle at the jig supply station according to the kind of raw materials shipped from the alignment and supply station. In the magazine storage box, Type1 (A product jig) & Type2 (B product jig) & Type3 (A/B product mixed mounting jig) must be mounted and supplied by type according to the production instructions. If production of one type of product continues, type 3 (A/B product mixed mounting jig) is introduced to ensure smooth mass production. With a one-touch connector connection method to the jig change station distribution system, all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically connected so that the location can be changed without additional wiring work.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 러닝 팩토리의 B-Zone에 대한 규격과 용도에 대한 명세이다.5 is a specification of a B-Zone specification and a usage of a smart learning factory according to an embodiment of the present invention.

스마트 러닝 팩토리 A-Zone과 B-Zone은 평상시 분리되어 동작되어야하고, 필요시 A-Zone, B-Zone간 레일을 연결하면 하나의 라인으로 동작된다. 또한 A-Zone, B-Zone 사이에는 Safety Zone으로 구성하여 작업자 또는 외부인이 진입하였을 경우 안전상에 문제가 없도록 안전장치를 포함한 시스템이다.Smart Learning Factory A-Zone and B-Zone should be operated separately in normal times, and if necessary, connecting rails between A-Zone and B-Zone will operate as a single line. In addition, it is a system that includes a safety device so that there is no problem in safety when an operator or an outsider enters by configuring a safety zone between A-Zone and B-Zone.

포장이 완료된 완제품은 팔레트에 종류별/색상별로 10개 이상 적재되어 모바일로봇(400)을 이용하여 완제품 창고로 이송되어야 한다. 완제품 창고에는 각 제품별 팔레트가 30개 이상씩 적재될 수 있도록 구성된다. 상위 시스템에서 완제품 출고 지시를 받으면 완제품 창고에서는 제품 재고 상태 정보를 상위 시스템으로 전송하여 제품 생산 지시를 할 것인지 재고 출고를 할 것인지에 대한 정보를 전송한다. 전체 공정은 7개 스테이션 이상으로 구성되어야 하고, 각 스테이션은 스마트 물류 시스템 레인에 원터치 커넥터 타입으로 체결하여 구동할 수 있어야 하며, 사용자가 위치를 임으로 변경하여 구성해도 동작에 문제가 없어야 한다. 스마트 물류 시스템 레일 위에 셔틀이 정차되어 다른 셔틀이 대기하는 경우가 발생하지 않아야하고, 모든 스테이션에 셔틀이 도착하면 지그를 스테이션에 옮긴 후 작업을 하고 셔틀은 바로 다른 공정으로 이동되어야 한다. 별도의 셔틀 대기 구간을 확보하여 셔틀의 앞뒤 순서를 변경 가능해야 한다. 모든 스테이션에는 10인치 이상의 터치 패널이 부착되어 작업 상태에 대한 모니터링과 제어가 가능해야 한다. 학습자가 유저스테이션을 제작할 경우 스마트 팩토리 시스템에 접속이 가능하여야 한다.The finished products that have been packaged are loaded on the pallet by type/color, and must be transferred to the finished product warehouse using the mobile robot 400. The finished product warehouse is organized so that more than 30 pallets for each product can be loaded. When the upper system receives the order to release the finished product, the finished product warehouse transmits the product inventory status information to the upper system and transmits information on whether to order product production or to release inventory. The entire process should consist of 7 or more stations, and each station should be able to be operated by fastening it to the lane of the smart logistics system in a one-touch connector type, and there should be no problem in operation even if the user configures it by changing the location arbitrarily. Smart logistics system The case that the shuttle is stopped on the rail and other shuttles wait should not occur, and when the shuttle arrives at all stations, the jig must be moved to the station and then the work must be carried out, and the shuttle must be moved to another process immediately. A separate shuttle waiting section must be secured so that the order of the front and rear of the shuttle can be changed. Every station should have a touch panel of 10 inches or larger to enable monitoring and control of working conditions. When a learner creates a user station, it must be able to access the smart factory system.

본 발명에 따른 스마트 물류 시스템은 생산, 조립 물류 처리, 네트워킹을 위한 지능형 셔틀로 이송되는 모노레일타입의 물류 시스템이다. 셔틀 내부에 컨트롤러가 가속, 감속 제어 및 전방 감시기능을 내장하고 있다. 셔틀 컨트롤러에는 내부 메모리가 내장되어 있어서 현재 위치의 데이터를 쓰고/읽기가 가능하며, 탑재되어 있는 제품의 정보를 제공한다. 셔틀은 6개 이상 스마트 물류 시스템 B-Zone에서 동작하여야 한다. 모노레일 컨베이어는 분산되어 개별 동작이 가능해야 하며, 라인의 생산 공정과 상관없이 물류 시스템은 동작하여야 한다. 라벨부착 스테이션(250) 공정 후 리프트를 이용하여 포장출하용 제품은 2층 레일로 셔틀이 이송되어야 하고, 리사이클용 제품은 1층 레일로 셔틀이 2가지로 분리되어 이송되어야 한다. 모노레일 컨베이어와 각 공정 스테이션은 분리와 결합이 자유롭고 원터치 방식으로 각종 통신케이블과 전원 및 공기압 등이 일괄 체결되는 방식으로 공정 스테이션의 위치가 변경되어도 공정흐름에 문제가 없도록 제작되어야 한다. 각 공정 스테이션에 원자재를 공급한 지능형 셔틀은 다른 장소로 이동하여야 하며, 새로운 임무를 부여 받아 작업하여야 한다.The smart logistics system according to the present invention is a monorail type logistics system that is transferred by an intelligent shuttle for production, assembly logistics, and networking. Inside the shuttle, the controller has built-in acceleration, deceleration control and forward monitoring functions. The shuttle controller has an internal memory, so it can write/read the data of the current location and provide information on the installed product. Shuttles must operate in at least 6 smart logistics systems B-Zone. Monorail conveyors must be distributed and individually operated, and the distribution system must operate regardless of the production process of the line. After the labeling station 250 process, the product for packaging and shipment using a lift must be transported to the second-floor rail, and the product for recycling must be transported in two separate shuttles to the first-floor rail. The monorail conveyor and each process station are freely separated and combined, and various communication cables, power and pneumatic pressure are connected together in a one-touch method, so that even if the location of the process station is changed, the process flow should be manufactured so that there is no problem. The intelligent shuttle that supplied raw materials to each process station must move to another location and be assigned a new task to work.

작업자와 협업을 하는 위치의 셔틀은 틸트 기능을 탑재하고 있으며, 15~20도 기울어지며 작업자의 작업 환경에 도움을 줄 수 있도록 설계되어 있다. IRM(Intelligent Routing Module)을 더 구비하고 있어서 셔틀과 광통신을 한다. IRM은 PLC 시스템, 컴퓨터 제어 시스템과 연동하여 트랙 스위치 등을 제어한다. IRM은 스마트 물류 시스템과의 연동으로 각 셔틀에 ID부여, ID읽기, ID삭제 등의 역할을 한다.The shuttle at the location where the operator collaborates is equipped with a tilt function, and is designed to help the operator's work environment by tilting 15-20 degrees. It is further equipped with IRM (Intelligent Routing Module) to communicate with the shuttle. IRM controls track switches and the like by interlocking with PLC systems and computer control systems. IRM is linked with the smart logistics system to assign IDs, read IDs, and delete IDs to each shuttle.

도 3을 참조하면 알 수 있듯이, A-Zone과 B-Zone은 필요시 언제든지 연결하여 2개의 라인이 하나로 연결되어 구동이 가능하도록 제작된다.As can be seen with reference to FIG. 3, the A-Zone and the B-Zone are manufactured to be connected at any time when necessary so that two lines are connected to one to be driven.

매거진 보관 박스에는 Type1(A제품 지그) & Type2(B제품 지그) & Type3(A/B 제품 혼용 탑재 지그)을 탑재하며, 생산 지시에 따라 Type별로 공급한다. 한 Type의 제품 생산이 지속되면 Type3(A/B 제품 혼용 탑재 지그)를 투입하여 양산이 원활하게 이루어지도록 한다. A-Zone 완제품 버퍼 스테이션(230)의 이송 정보에 따라 이송되어 오는 제품의 지그를 반출한다. 포장 스테이션(270) 또는 분해 스테이션(260)에서 반송되어 오는 지그는 다시 지그 버퍼에 저장하고, 다음 이송정보 지시가 있을 때 까지 대기한다. 완제품 지그 스테이션 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 밸브 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다. The magazine storage box is equipped with Type1 (A product jig) & Type2 (B product jig) & Type3 (A/B product mixed mounting jig), and is supplied by type according to the production instructions. If production of one type of product continues, type 3 (A/B product mixed mounting jig) is introduced to ensure smooth mass production. According to the transfer information of the A-Zone finished product buffer station 230, the jig of the transferred product is taken out. The jig conveyed from the packing station 270 or the disassembling station 260 is again stored in the jig buffer and waits until the next transfer information instruction is given. All cables such as power, communication, and pneumatic valves are automatically connected to the finished product jig station distribution system with a one-touch connector connection method, allowing location change without additional wiring work.

레이저 마킹 스테이션(220)에서는 원자재 상/하부 케이스에 레이저 마킹을 하여 원자재 이력 추적이 가능하게 인쇄된다. 제품 케이스 상부에는 User Text, ID, Bar-code등을 인쇄 할 수 있고, 하부에는 사용자 정의 로고를 작업자가 지정하여 인쇄할 수 있다. 레이저 마킹 스테이션(220)에서는 케이스 하부에 마킹을 위해서 로테이션 유닛을 사용하여 제품을 회전시켜 인쇄 센서에 위치하도록 할 수 있다. 레이저 마킹 스타일은 X-Y-Z 3-축 동시 스캐닝 방식을 가지고 있다. 레이저 마킹 스테이션(220)은 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다.In the laser marking station 220, laser marking is performed on the upper/lower case of the raw material so that the raw material history can be traced. User Text, ID, Bar-code, etc. can be printed on the upper part of the product case, and a user-defined logo can be specified and printed on the lower part. In the laser marking station 220, the product may be rotated using a rotation unit for marking under the case so that the product is positioned on the print sensor. The laser marking style has an X-Y-Z 3-axis simultaneous scanning method. The laser marking station 220 is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without separate wiring work.

비전/기능 검사 스테이션(210)에서, 기능 검사 시에는 협동로봇을 이용하여 제품을 상하좌우로 흔들어서 제품의 동작 상태에 대한 테스트를 할 수 있다. 제품의 기능 검사에는 블루투스 통신에 의한 통신 테스트 검사를 할 수 있다. 제품의 비전검사는 외관 및 제품 손상에 의한 스크래치 등을 구별 할 수 있으며, 협동로봇을 이용하여 상부, 하부 레이저 마킹 상태를 확인 할 수 있다. 검사 결과 데이터는 상위 시스템으로 바로 전송 되며, 불량 배출 스테이션으로 이송 시 결과 데이터를 작업자에게 알기 쉽게 표시하여 전송한다. 비전 & 기능 검사 스테이션은 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하다.In the vision/function test station 210, during the function test, the product may be shaken up, down, left, and right by using a collaborative robot to test the operation state of the product. For functional inspection of the product, communication test inspection by Bluetooth communication can be performed. The vision inspection of the product can distinguish the appearance and scratches caused by product damage, and the upper and lower laser marking status can be checked using a collaborative robot. The inspection result data is sent directly to the upper system, and when transferred to the defective discharge station, the result data is displayed and transmitted to the operator in an easy-to-understand manner. The vision & function inspection station is a one-touch connector connection method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically connected, so that the location can be changed without additional wiring work.

자동 조립 및 수동 조립의 결과를 분석하여 배출한다. 이때 불량품 검사 데이터는 IRM을 통해 셔틀에 불량품 정보를 저장할 수 있다. 정상제품은 불량 배출 스테이션을 바이패스 한다. 스테이션에는 2개 이상의 작업용 지그 고정 공간이 있어서 작업 완료 후 셔틀이 도착하였을 때 지그를 스테이션에 내려놓고 작업 완료된 지그를 셔틀에 올려 줄 수 있도록 한다. The results of automatic assembly and manual assembly are analyzed and discharged. At this time, the defective article inspection data may store defective article information in the shuttle through the IRM. A good product bypasses the bad discharge station. The station has two or more jig fixing spaces for work, so when the shuttle arrives after work is completed, the jig is put down on the station and the finished jig can be put on the shuttle.

불량품 배출 스테이션(170)에 작업자가 있을 경우 작업자의 수동 검사 지시가 있으면, 불량품의 경우 작업자 앞에 셔틀이 정차되도록 하고 작업자는 지그를 내려 수 작업대에 거치한 후 기능검사를 실시 한 후 다시 지그를 셔틀에 보낼 수 있도록 한다. VR 고글과 AR을 적용하여 작업자는 지그위 제품 중 어느 제품이 불량인지를 인지할 수 있도록 하고, 작업안내에 따라 손쉽게 기능검사가 가능하도록 한다. 작업자 위치의 스마트 물류 시스템 셔틀은 틸트 기능을 탑재하고 있으며, 15~20도 기울어지며 작업자의 작업 환경에 도움을 주도록 설계한다. 불량 배출 스테이션 물류 시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하도록 한다.If there is an operator in the defective article discharging station 170, if there is an operator's manual inspection instruction, in the case of defective article, the shuttle is stopped in front of the operator, and the operator lowers the jig and mounts it on the hand workbench, performs a function test, and then shuttles the jig again To be able to send to. By applying VR goggles and AR, the operator can recognize which product is defective among the jigwi products, and make it possible to easily perform functional inspection according to the work guide. The smart logistics system shuttle at the operator's location is equipped with a tilt function and is designed to help the operator's work environment with a 15-20 degree inclination. With a one-touch connector connection method to the distribution system of the defective discharge station, all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically connected so that the location can be changed without additional wiring work.

비전/기능 검사 스테이션(210)에서 완제품으로 판별된 제품에, 라벨부착 스테이션(250)에서 구별이 가능한 바코드 및 QR코드가 인쇄된 라벨지를 부착한다. 라벨지 출력 내용은 시스템 운영자가 지정하는 내용으로 인쇄되도록 한다. 라벨이 부착된 제품은 포장 스테이션(270)으로 제품의 정보를 보내주고 이송시킨다. 분해제품은 라벨부착 스테이션(250)을 패스 시킨다. 라벨부착 스테이션(250) 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하도록 한다.A barcode and a label on which a QR code can be distinguished by the labeling station 250 are attached to the product identified as a finished product by the vision/function inspection station 210. The label paper printout should be printed with the contents specified by the system operator. Labeled products are sent and transported to the packaging station 270. The disassembled product passes the labeling station 250. The labeling station 250 is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without separate wiring work.

포장 스테이션(270)에는 2개 이상의 작업용 지그 고정 공간이 있어서 작업 완료 후 셔틀이 도착하였을 때 지그를 스테이션에 내려놓고 작업 완료된 지그를 셔틀에 올려 줄 수 있도록 한다. 빈 셔틀은 셔틀정거장으로 이송시켜 작업대기가 가능하도록 한다. 포장 스테이션(270)으로 이송된 완제품은 수평다관절로봇(델타)을 이용하여 자동으로 공급되는 포장지 위에 올려놓고 제품 모양에 맞게 제작되어진 PET포장지를 이송시켜 덮어줄 수 있도록 한다. 특정 제품의 경우 배터리와 제품을 분리하여 포장이 가능하다. PET 금형 포장지를 제품에 덮으면 접착 유닛을 이용하여 종이 포장지와 PET 금형 포장지를 접착시킬 수 있도록 한다. 포장된 완제품은 모바일로봇(400)을 이용하여 완제품 창고로 이송 시킨다. 포장 스테이션(270)에서 완제품 창고로 제품 이송 시 제품의 정보 (종류, 색깔, 수량)를 완제품 창고로 보내준다. 포장 스테이션(270) 물류시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하도록 한다. The packing station 270 has two or more jig fixing spaces for work, so that when the shuttle arrives after the work is completed, the jig is put down on the station and the finished jig can be put on the shuttle. Empty shuttles are transferred to a shuttle station to enable work waiting. The finished product transferred to the packaging station 270 is placed on a packaging paper that is automatically supplied using a horizontal multi-joint robot (delta), and the PET packaging paper manufactured according to the shape of the product is transported and covered. For certain products, it is possible to separate the battery from the product and package it. When the PET mold wrapper is covered with the product, the paper wrapper and the PET mold wrapper can be adhered using an adhesive unit. The packaged finished product is transferred to the finished product warehouse using the mobile robot 400. When the product is transferred from the packaging station 270 to the finished product warehouse, product information (type, color, quantity) is sent to the finished product warehouse. The packing station 270 is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without additional wiring work.

블리스터 패킹에는 캡 방식에 의한 기계적 구동방식, 상판과 하판의 압착에 의한 평판타입의 접착 구조, 열 성형 방식 접착, 쉽고 빠른 몰드 교체에 적합한 패킹 방식 등이 있다.Blister packing includes a mechanical drive method by a cap method, a flat-type adhesive structure by pressing the upper and lower plates, a thermoforming method, and a packing method suitable for quick and easy mold replacement.

분해 스테이션(260)은 PC를 이용한 실시간 제어시스템으로 구축하여 다양한 PC 프로그램을 이용하여 시스템 제어가 가능하도록 한다. 스테이션에는 2개 이상의 작업용 지그 고정 공간이 있어서 작업 완료 후 셔틀이 도착하였을 때 지그를 스테이션에 내려놓고 작업 완료된 지그를 셔틀에 올려 줄 수 있도록 한다. 분해 공정은 비전 검사를 통하여, 제품의 종류, 상태를 파악 할 수 있다. 분해 공정은 작업자와 협업으로 진행 하여야 하며, 작업자가 없을 때는 자동화 공정으로 분해 공정이 이루어지도록 한다. 그립 시스템을 장착한 협동로봇으로 작업자와 협업으로 분해 작업을 진행할 수 있도록 하며, VR 고글과 AR을 적용하여 작업자는 작업안내에 따라 손쉽게 분해 작업이 가능하도록 한다. 분해 제품은 3축 서버 지그와 컨베이어를 통해 이송한다. 분해 스테이션(260) 물류 시스템에 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 등 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능하도록 한다. 볼트 체결기 제어용 3축 서버 지그를 사용하여 볼트를 제거할 수 있다. 자동 볼트 분해 시스템은 스크루 구동을 위한 추력 및 속도가 변경 가능하다. 자동 볼트 분해 시스템은 Z축 하강 구동 방법으로 Z축 서보 (추력제어)볼 스크루 방식이 바람직하다. 자동 볼트 분해 시스템은 엔코더 장착으로 정밀도를 강화 하도록 하며, 토크, 회전, 각도를 제어할 수 있도록 한다. 제품별 상/하부 케이스, PCB 분류 장치를 이용하여 색상을 구분하여 부품 팔레트에 분류한다. 부품 저장은 3축 서버 로봇으로 분류할 수 있다. 분류가 완료된 부품은 모바일로봇(400)을 이용하여 원자재 창고로 이송시키고, 원자재 창고에 부품을 보관 할 때는 분해용 부품을 분류하여 저장한다.The disassembly station 260 is constructed as a real-time control system using a PC to enable system control using various PC programs. The station has two or more jig fixing spaces for work, so when the shuttle arrives after work is completed, the jig is put down on the station and the finished jig can be put on the shuttle. In the disassembly process, the type and condition of the product can be identified through vision inspection. The disassembly process should be carried out in collaboration with the worker, and when there is no worker, the disassembly process should be carried out as an automated process. A collaborative robot equipped with a grip system enables disassembly work in collaboration with the operator, and by applying VR goggles and AR, the operator can easily disassemble according to the work guide. Disassembled products are transferred through a 3-axis server jig and conveyor. The disassembly station 260 is a one-touch connector fastening method to the distribution system, and all cables such as power, communication, and pneumatic pressure are automatically fastened so that the location can be changed without additional wiring work. Bolts can be removed using a 3-axis server jig for bolt fastener control. The automatic bolt disassembly system can change the thrust and speed for driving the screw. In the automatic bolt disassembly system, the Z-axis servo (thrust control) ball screw method is preferred as the Z-axis descending driving method. The automatic bolt disassembly system enhances precision by installing an encoder, and allows you to control torque, rotation, and angle. Classify the color on the parts palette by using the upper/lower case and PCB sorting device for each product. Parts storage can be classified as a 3-axis server robot. Parts that have been classified are transferred to a raw material warehouse using the mobile robot 400, and when the parts are stored in the raw material warehouse, parts for disassembly are classified and stored.

이이서 모바일로봇(400)(Mobile Robot)에 대해서 설명하고자 한다.Hereinafter, the mobile robot 400 (Mobile Robot) will be described.

모바일로봇(400)은 전진/후진/제자리 회전이 가능한 HAP 센서 기반 주행 방식이어야 한다. 전, 후방 센서를 이용하여 장애물이 나타나면 자동으로 정지하며 재 주행이 가능하도록 하며, 특히 작업자와 충돌이 발생하여 안전사고가 발생하지 않는 제품이여야 함이 바람직하다. 컨트롤러를 사용하여 차상 시스템과 연동되도록 한다. 공정 시스템과 최적화하여 공정제어가 가능하게 한다. Enterprise Management를 이용하여 모바일로봇(400)들을 동시 제어 및 모니터링이 가능하며, 다수의 모바일로봇(400) 동시 제어 및 근접 로봇 간 통신으로 트래픽 제어를 할 수 있다. 모바일로봇(400)의 배터리 충전은 효율적으로 이루어져야 하며 배터리 상태를 스마트 러닝 팩토리 시스템과 공유하도록 한다. 모바일로봇(400)간의 정보 공유로 태스크 트래픽의 유지 관리가 가능하다. 모바일로봇(400)에 스태커 크레인 구조의 기구를 이용하여 이재 작업을 수행한다. 클램프 방식의 구조물을 이용하여 저장된 완성품 이송 작업을 한다. 전방의 스태커 크레인 구조 및 후방의 클램프 구조물을 이용한 전후방 구동 시스템이어야 한다. 모바일로봇(400) 제어기 및 상차 시스템과 WiFi를 이용한 스마트 공장의 데이터 통신 방식이 바람직하다. 로봇시스템을 이용하여 원자재 창고에서 팔레트를 출하하여 정렬 및 공급 스테이션에 공급해주고 조립 중 불량품 회수와 완제품 포장 후 출하하여 완제품 저장창고에 운반한다. 또한 분해공정 스테이션(260)에서 분해된 각 부품을 다시 원자재 창고로 이송한다.The mobile robot 400 must be a HAP sensor-based driving method capable of forward/reverse/rotate in place. When an obstacle appears by using the front and rear sensors, it automatically stops and enables re-run. In particular, it is desirable to be a product that does not cause a safety accident due to a collision with an operator. Use a controller to make it work with the on-board system. It optimizes with the process system to enable process control. Using Enterprise Management, it is possible to simultaneously control and monitor the mobile robots 400, and control traffic through simultaneous control of a plurality of mobile robots 400 and communication between adjacent robots. The battery of the mobile robot 400 must be charged efficiently, and the battery state is shared with the smart learning factory system. It is possible to maintain and manage task traffic by sharing information between the mobile robots 400. The mobile robot 400 performs a transfer operation using a stacker crane structure. Transfer the stored finished product using a clamp-type structure. It should be a front and rear drive system using the stacker crane structure in the front and the clamp structure in the rear. A data communication method of a smart factory using a mobile robot 400 controller and a loading vehicle system and WiFi is preferable. Using a robotic system, pallets are shipped from the raw material warehouse and supplied to the sorting and supplying station. During assembly, defective products are collected and finished products are packaged before shipment and transported to the finished product storage warehouse. In addition, each part disassembled in the disassembly process station 260 is transferred back to the raw material warehouse.

상차 시스템은 스마트 러닝 팩토리 시스템과 데이터의 통신 및 연동제어가 가능하다. 창고의 저장된 소재이송/공급공정 투입/완성품 창고 이송이 가능하다. 모바일로봇(400)에 탑재된 컨베이어를 이용하여 자재창고에서 14종 이상의 소재를 이송이 가능하고, 컨베이어 및 스토퍼를 이용하여 2개 이상의 팔레트를 동시 이송이 가능하다. 통합제어시스템과 WiFi를 활용한 데이터 통신, 위치정보 및 작업정보의 데이터 공유 및 제어가 가능하고, 스마트 러닝 팩토리 시스템의 장비 구현 시 사람 및 장애물 발생 시에 자동으로 회피 및 경로 수정하여 충돌방지 시스템이 부착된다.The loading car system enables communication and interlocking control of data with the smart learning factory system. Stored material transfer/supply process input/finished product warehouse transfer in warehouse is possible. More than 14 types of materials can be transferred from the material warehouse using a conveyor mounted on the mobile robot 400, and two or more pallets can be simultaneously transferred using a conveyor and a stopper. Data communication using the integrated control system and WiFi, data sharing and control of location information and work information are possible, and when implementing the equipment of the smart learning factory system, when people and obstacles occur, the collision prevention system is automatically avoided and corrected. Attached.

컨베이어 시스템은 컨베이어 벨트 타입이며, 구동 방식은 DC Motor 및 감속기 부착형으로 구성된다. 2개 이상의 팔레트를 동시에 이송할 수 있도록 센서 및 스토퍼가 구성된다. 모바일로봇(400)에서 제공하는 I/O를 이용하여 센서 및 구동모터를 동작시킬 수 있도록 한다.The conveyor system is a conveyor belt type, and the driving method is composed of a DC motor and a reducer attachment type. Sensors and stoppers are configured so that two or more pallets can be transferred at the same time. The sensor and the driving motor can be operated using I/O provided by the mobile robot 400.

다음은 원자재 세트에 대해서 설명하고자 한다.The following describes the raw material set.

특정 제품에 대한 원자재를 공급해야하고, 각 제품의 상부 케이스와 하부 케이스, 포장용 케이스는 사출제품으로 제공한다. 예를 들어 타이머(Timer)는 정 육각면체 형태로 각 면에는 숫자를 표시하고 내부에 LED 조명이 내장되어 해당 숫자에 조명이 켜져야 한다. 또한 제품을 흔들어 시간 설정이 가능해야 하고 지정된 휴대폰과 거리에 따라 알람이 울려야하며, 휴대폰 앱을 통해서도 각종 설정이 가능하도록 앱을 제공해야 한다. 또한 태그(Tag)는 타원형 또는 다각형 형태로 제작 되어야 하며, 지정된 휴대폰과 거리에 따라 알람이 울리고 휴대폰 앱을 통해서도 각종 설정이 가능하도록 앱을 제공한다. 특정 제품에는 배터리가 제공되어야 하고, 배터리 소모를 최소화하기 위해서 PCB내 부품은 저전력 제품을 사용한다. 또한 특정 제품의 경우 배터리 충전기능이 포함된다.Raw materials for specific products must be supplied, and the upper case, lower case, and packaging case of each product are provided as injection products. For example, the Timer is a regular hexagonal shape, displays numbers on each side, and LED lights are built into the inside so that the lights must be turned on. In addition, the product must be shaken to set the time, the alarm must sound according to the specified mobile phone and distance, and the app must be provided to enable various settings through the mobile phone app. In addition, the tag must be made in an oval or polygonal shape, and an alarm sounds according to the specified distance from the mobile phone, and various settings are provided through the mobile phone app. A battery must be provided for certain products, and low-power products are used for components in the PCB to minimize battery consumption. It also includes a battery charging function for certain products.

다음은 생산 운영 시스템(MES/Manufacturing Execution System)에 대해서 설명하고자 한다.The following describes the production operation system (MES/Manufacturing Execution System).

제품은 웹 및 모바일 앱을 통하여 주문가능하며 주문에서 출고까지의 과정을 모니터링 및 시각화 할 수 있다. 제품 주문에서 완성품의 품질 검사 관리까지 전 생산 활동을 관리가 가능하다. 현장에 대한 생산 실적, 제품 관리, 설비 가동률, 제품 품질 정보가 가능하다. 제품 이력에 대한 Lot 관리가 가능하다. 수집된 데이터를 집계/분석/모니터링이 가능하다. 서버를 이용하여 데이터를 취득하고 분석할 수 있도록 구성한다. 사용자 및 사용자 그룹, 사용자별 기준 정보 관리가 가능하다. 일별/월별 생산 실적은 공정/제품별로 Report를 통하여 조회가 가능하다. 서버에 시스템을 구축하고 제한 없이 언제든지 접속하여 사용이 가능하도록 라이선스를 발행하면, 사용자가 시간이나 장소에 제약을 받지 않고 사용할 수 있다.Products can be ordered through web and mobile apps, and the process from order to delivery can be monitored and visualized. It is possible to manage all production activities from product order to quality inspection management of finished products. Production performance, product management, facility utilization rate, and product quality information for the site are available. Lot management for product history is possible. Collected data can be aggregated/analyzed/monitored. It is configured so that data can be acquired and analyzed using a server. It is possible to manage user, user group, and user-specific standard information. Daily/monthly production performance can be searched through the report by process/product. By building a system on the server and issuing a license so that users can access and use anytime without restrictions, users can use them without being restricted by time or place.

시스템 관리 기능은 다국어 기능(한글, 영어 지원 가능), 사용자 권한 관리, 시스템 성능 관리, 알람 관리 등으로 구성된다. 생산 진행 관리 기능은 제조 기준 정보 설정, 작업 표준 관리 등으로 구성된다. 바코드 라벨 관리 기능은 바코드 ID 관리, 바코드 ID 정의 기능으로 구성된다.The system management function consists of multilingual functions (Korean and English support available), user authority management, system performance management, and alarm management. The production progress management function consists of setting manufacturing standard information and managing work standards. The barcode label management function consists of barcode ID management and barcode ID definition functions.

생산 관리 기능은 생산 계획 업로드, 생산 진행 관리, 생산 이력 관리, 생산 현황 조회 기능을 포함한다. 자재 관리 기능은 자재 입고/이송/출고, 자재 Lot 상태/이력 조회, 창고별 자재 Lot 조회 기능을 포함한다. 품질 관리 기능은 측정 데이터 수집, 공정 품질, 출하 검사 기능을 포함한다. 설비 관리 기능은 설비 상태 관리, 설비 고장 관리, 설비 데이터 조회 기능을 포함한다.Production management functions include production plan uploading, production progress management, production history management, and production status inquiry functions. Material management functions include material receipt/transfer/outgoing, material lot status/history inquiry, and material lot inquiry function for each warehouse. Quality control functions include measurement data collection, process quality, and shipment inspection functions. Facility management functions include facility status management, facility failure management, and facility data inquiry functions.

사용자 정보/권한 관리 기능은 사용자 및 사용자 그룹, 사용 화면을 등록 관리하여 사용자는 사용자 그룹, E-Mail, 이름 등의 기본정보를 가지고 사용자 그룹에 할당 되어, 사용자 그룹별로 서로 다른 화면을 사용할 수 있도록 한다.The user information/authority management function registers and manages users, user groups, and usage screens, so that users are assigned to user groups with basic information such as user group, e-mail, and name, so that different screens can be used for each user group. do.

알람 관리 기능은 제품 생산 중 발생하는 여러 알림에 대한 알람 메시지를 통해 전달할 수 있도록 한다. 알람은 텍스트 메시지, 사용자 E-Mail을 통해 알람 메시지 전달이 가능하다. 코드 관리 기능은 프로그램에서 사용되는 다양한 코드를 가능하도록 한다. 불량 코드, 재작업 사유코드, 보류 코드, Lot 타입 등 코드관리가 가능하다.The alarm management function enables delivery of alarm messages for various notifications that occur during product production. Alarm can be delivered through text message or user E-mail. The code management function enables various codes used in the program. Code management such as defective codes, rework reason codes, reserved codes, and lot types is possible.

시스템 성능 관리 기능은 시스템의 성능을 분석하는 기능으로 서비스 성능을 조회하고 전체 성능을 안정적으로 유지 할 수 있도록 한다. 기준 정보 관리 기능은 공정 진행에 필요한 Master 정보를 유형별로 표준화 하여 유기적으로 연결 될 수 있도록 체계적으로 시스템화 되어 관리가 되도록 한다. The system performance management function is a function to analyze the performance of the system, so that service performance can be inquired and the overall performance can be stably maintained. The standard information management function standardizes the master information required for the process by type and is systematically systemized and managed so that it can be connected organically.

제품 관리 기능은 제품에 대한 기준정보 관리는 화면을 통해 정의가 가능하여야 하며 일반/속성/그룹 설정/ 사용자 정의 필드로 구분된 페이지를 통해 세부적인 항목까지 관리할 수 있다. 작업지시 관리 기능은 작업지시를 작성하고 프로그램에 업로드 하여 작업 지시를 등록할 수 있다.The product management function should be able to be defined through the screen for management of standard information about the product, and detailed items can be managed through pages divided into general/attribute/group setting/user-defined fields. The work order management function can register work orders by creating work orders and uploading them to the program.

생산 진척 및 생산 관리 기능은 생산현장에서 입력한 실적을 기준으로 일별/월별 생산 일보의 생성이 가능하며, 생산 실적은 공정/제품별로 Report를 통하여 조회가 가능하다. 공정 관리 기능은 작업지시/Lot/제품/공정 등에 의한 처리 및 추적, Lot 상태 변경 이력 관리가 가능하다. 이력 관리 기능은 공정을 진행한 제품에 대해 생성부터 출하까지의 모든 제조 이력이 추적 가능하며 제조 이력과 함께 발생되는 설비 이력 및 측정 데이터를 함께 관리 할 수 있다.Production progress and production management functions can generate daily/monthly production daily reports based on the performance entered at the production site, and production performance can be viewed through reports for each process/product. The process management function enables processing and tracking by work order/lot/product/process, etc., and management of the lot status change history. The history management function enables tracking of all manufacturing history from creation to shipment for products that have undergone a process, and can manage facility history and measurement data generated along with the manufacturing history.

자재 관리 기능은 생산에 필요한 자재를 관리가 가능하여야 하며 화면을 통해 자재의 속성을 정의할 수 있다. 품질 데이터 기능은 생산 중 발생하는 품질 데이터를 화면을 통하여 작업자가 직접 입력하거나 설비와 Interface 하여 자동수집이 가능하다. 품질 데이터 분석 기능은 수집된 품질 데이터는 차트를 통해 값의 변경추이를 표시 할 수 있다.The material management function should be able to manage the materials required for production, and the properties of the material can be defined through the screen. The quality data function can be automatically collected by an operator directly inputting quality data generated during production through a screen or by interfacing with the facility. The quality data analysis function can display the change trend of the collected quality data through a chart.

설비 관리 기능은 Lot 실적과 함께 입력된 설비의 연계 정보와 설비에서 발생하는 이벤트 이력 관리가 가능하다. 또한 표준 웹 리포트 기능이 제공된다. 작업 지시, 생산, 품질 및 설비와 관련한 다양한 종류의 리포트 제공 기능이 포함된다. MS EXCEL을 활용하여 자체 리포트 제공 기능이 포함된다.The facility management function can manage the connection information of the facility entered along with the lot performance and the history of events occurring in the facility. In addition, a standard web report function is provided. It includes the ability to provide various types of reports related to work orders, production, quality and equipment. It includes the function of providing its own report using MS EXCEL.

이어서 사이버 물리 시스템(Cyber Physical System)에 대해서 설명하고자 한다.Next, a cyber physical system will be described.

3D 기반 공정 계획/설계 및 공정/라인 검증 시뮬레이션 실습이 가능하도록 한다. PLC 및 PC와 연계한 설비의 Digital Twin 구현이 가능해야 하고 3D 가상 시운전 실습이 가능하다. ISO 표준 포맷으로 등록된 신뢰성 확보된 3D Model 포맷을 적용하여 3D 가시화를 할 수 있으며, OPC UA 서버와 연계할 수 있다. BOP(Bill of Process)를 구성하여 공정 편성 및 공법 계획을 할 수 있다. 장비 및 설비의 기구학적(Kinematics) 정의를 할 수 있어야 하고 작동 구현을 할 수 있다. 다관절 로봇의 기구학적(Kinematics) 정의를 하여 로봇으로의 속성 정의 할 수 있고, 로봇 동작 시뮬레이션을 할 수 있다. 가상의 센서(근접/라이트)를 구현할 수 있으며, 3D Layout 구성 및 검토가 가능하다. 라인에 대한 장비 동작 수순(Sequence of Operations)을 구성하여 검토할 수 있다. 장비에 대한 3D Section(단면) 검토가 가능하고, 간섭(Collision) 확인/검토가 가능하다. 3D 객체에 대한 치수(Dimension) 측정이 가능하다. 3D 포인트 클라우드 기반 3D Plant Layout 구현/ 검토할 수 있다. 장비의 3D 조립/분해성 검토 및 검증할 수 있다. 스마트 러닝 팩토리 A-Zone, B-Zone 전체 공정에 대한 디지털 트윈(Digital Twin) 엔지니어링이 포함되어 실장비와 동일한 가상의 설비가 OPC UA를 통해 얻어진 Data를 이용하여 동일하게 동작되도록 한다.It enables 3D-based process planning/design and process/line verification simulation practice. It should be possible to implement a digital twin of a facility linked to PLC and PC, and 3D virtual trial operation practice is possible. 3D visualization can be performed by applying a reliable 3D model format registered as an ISO standard format, and can be linked with the OPC UA server. By configuring the Bill of Process (BOP), you can organize the process and plan the construction method. It should be possible to define the kinematics of equipment and equipment, and to implement the operation. By defining the kinematics of an articulated robot, the properties of the robot can be defined, and robot motion simulation can be performed. Virtual sensor (proximity/light) can be implemented, and 3D Layout composition and review are possible. You can configure and review the sequence of operations for the line. It is possible to review the 3D section of the equipment and check/review the collision. It is possible to measure the dimensions of 3D objects. 3D Point Cloud-based 3D Plant Layout can be implemented/reviewed. You can review and verify the 3D assembly/disassembly of equipment. Smart Learning Factory A-Zone, B-Zone Digital Twin engineering for the entire process is included so that virtual equipment identical to actual equipment operates in the same manner using data obtained through OPC UA.

OPC UA 및 POP(SCADA) 시스템은 각 공정에 장착되어 있는 제어기를 통하여 센서, 액추에이터의 모든 Data를 OPC UA 방식으로 취득하여 POP 및 SCADA를 이용하여 관리 및 모니터링, 분석 등 다양하게 활용이 가능하다.OPC UA and POP (SCADA) systems acquire all data of sensors and actuators in the OPC UA method through the controller installed in each process, and can be used in various ways such as management, monitoring, and analysis using POP and SCADA.

이어서 클라우드 플랫폼 시스템(Cloud Platform System)은 클라우드 플랫폼 1, 2의 2개로 나누어서 설명하도록 한다.Next, the Cloud Platform System will be described by dividing into two of Cloud Platforms 1 and 2.

클라우드 플랫폼 1을 이용하여 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 다양한 산업용 기계 및 자동화 시스템을 신속하고 손쉽게 연결할 수 있다. 스마트 러닝 팩토리 시스템에서 취합되는 데이터를 클라우드에 업로드하고 클라우드 플랫폼에서 제공되는 다양한 어플리케이션을 이용하여 설비의 예지진단을 비롯하여 데이터분석이 가능하며, 공급업체에서는 본 클라우드를 이용한 스마트 러닝 팩토리 시스템의 데이터분석 샘플작업을 진행하여 제공한다. 표준 산업 프로토콜을 통한 데이터 수집이 가능하도록 게이트웨이를 제공한다. 소프트웨어 업데이트 관리기능을 이용하여 항상 최신 버전으로 업데이트가 되도록 한다. 소정의 기간에 대한 사용권한 및 data 량이 부여되도록 한다. 게이트웨이를 이용하여 각 설비의 정보를 수집하고 암호화된 데이터가 보안 인터넷을 통해 클라우드로 전송되도록 한다. 오픈 인터페이스를 통해 오픈 인터페이스 기반의 클라우드는 OPC UA나 Modbus 같은 통신 표준을 적용할 수 있는 프로토콜이라면 게이트웨이를 거치지 않고도 직접 연결하여 데이터를 수집할 수 있다. 상황 요약정보를 포함한 대쉬보드와 비쥬얼 어날라이져가 제공된다. 여기서 게이트웨이는 다양한 프로토콜을 사용하여 데이터를 수집하고 클라우드로 전송하는 장치로 이 장치는 클라우드 기반 애플리케이션 및 서비스를 사용할 수 있도록 안전한 인터넷 연결을 통해 데이터 전송을 지원한다. OPC UA서버를 통해 제공할 수 있는 모든 데이터 소스를 수집할 수 있다. 구성에 따라 최대 32개의 PLC를 연결할 수 있고, PLC에서 수집된 데이터는 보안 인터넷을 통해 암호화된 정보로 클라우드로 전달되도록 한다.Cloud Platform 1 allows you to quickly and easily connect various industrial machines and automation systems using different communication protocols. Data collected from the smart learning factory system can be uploaded to the cloud, and data analysis, including predictive diagnosis of facilities, can be performed using various applications provided on the cloud platform, and data analysis samples of the smart learning factory system using this cloud Proceed and provide work. A gateway is provided to enable data collection through standard industry protocols. Always update to the latest version by using software update management function. The usage rights and the amount of data should be granted for a predetermined period. The gateway is used to collect the information of each facility, and the encrypted data is transmitted to the cloud through the secure Internet. Through the open interface, the open interface-based cloud can be directly connected to collect data without going through a gateway, as long as it is a protocol that can apply communication standards such as OPC UA or Modbus. A dashboard and visual analyzer are provided, including summary information. Here, the gateway is a device that collects data using various protocols and transmits it to the cloud, which supports data transmission through a secure internet connection so that cloud-based applications and services can be used. It is possible to collect all data sources that can be provided through the OPC UA server. Depending on the configuration, up to 32 PLCs can be connected, and data collected from the PLC is transmitted to the cloud as encrypted information through the secure Internet.

클라우드 플랫폼 2를 이용하여 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 다양한 산업용 기계 및 자동화 시스템을 신속하고 손쉽게 연결할 수 있다. 스마트 러닝 팩토리 시스템에서 취합되는 데이터를 클라우드에 업로드하고 클라우드 플랫폼에서 제공되는 다양한 어플리케이션을 이용하여 설비의 예지진단을 비롯하여 데이터분석이 가능하며, 공급업체에서는 본 클라우드를 이용한 스마트 러닝 팩토리 시스템의 데이터분석 샘플작업을 진행하여 제공한다. 소정의 기간에 해당하는 사용권한 및 데이터 량이 부여된다. 모바일 DevOps에서 서버를 사용하지 않는 컴퓨팅에 이르기까지 생산성을 지원하고, 기존의 도구와 오픈 소스 기술을 사용하여 원하는 방식으로 빌드가 가능하도록 한다. 클라우드 플랫폼은 다양한 운영 체제, 프로그래밍 언어, 프레임워크, 데이터베이스 및 장치를 지원한다. 하이브리드 클라우드로 원하는 위치에서 빌드하고 배포가 가능해야하고 클라우드 및 온-프레미스의 데이터 및 앱에 연결하여 이식성 및 기존 투자 가치를 극대화할 수 있다. 또한 응용 프로그램 개발, 관리 및 보안, ID 관리, 데이터 플랫폼에서 하이브리드 일관성을 제공한다. 데이터 기반 지능형 앱을 만들 수 있고, 이미지 인식부터 봇 서비스에 이르기까지 데이터 서비스와 인공 지능을 활용하여 확장 가능한 새 환경을 만들고 모든 형태 및 크기의 데이터 대한 실시간 분석, 심화 학습, HPC 시뮬레이션을 지원한다. 상황 요약정보를 포함한 대쉬보드를 통해 모든 리소스를 중앙에서 보고 위협을 감지 및 완화할 수 있도록 한다. Cloud Platform 2 allows quick and easy connection of various industrial machines and automation systems using different communication protocols. Data collected from the smart learning factory system can be uploaded to the cloud, and data analysis, including predictive diagnosis of facilities, can be performed using various applications provided on the cloud platform, and data analysis samples of the smart learning factory system using this cloud Proceed and provide work. Usage rights and data amounts corresponding to a predetermined period are granted. It supports productivity from mobile DevOps to serverless computing, and builds the way you want using existing tools and open source technologies. The cloud platform supports various operating systems, programming languages, frameworks, databases and devices. It must be able to build and deploy anywhere with a hybrid cloud, and connect to data and apps in the cloud and on-premises to maximize portability and the value of existing investments. It also provides hybrid consistency across application development, management and security, identity management, and data platforms. Data-driven intelligent apps can be created, using data services and artificial intelligence from image recognition to bot services to create a new scalable environment and support real-time analysis, deep learning, and HPC simulations of data of all shapes and sizes. Through a dashboard with status summary information, all resources can be viewed centrally, and threats can be detected and mitigated.

증강 현실 시스템(Augmented Reality System)을 이용하여 스마트 러닝 팩토리 시스템의 수작업 시 스마트 글라스(Smart glasses) 화면 속에 작업안내를 받으며 손쉽게 작업이 가능하도록 엔지니어링이 포함된다. 이동기기 (스마트폰 또는 탭 등) 와 스마트 글라스에 관심대상의 장치를 인식하고 그 장치에 대한 다양한 실시간 정보를 화면 속에서 볼 수 있도록 엔지니어링이 포함된다. 관심 대상 범위는 전체공정, 스테이션 별, 장치별로 설정 가능하다. 실시간 정보 유형은 생산정보, 공정상태, 동작 상태를 필요로 한다. 스마트 글라스 화면속의 모든 Data는 OPC UA 서버를 통해서 WiFi로 제공된다.Engineering is included to allow easy work while receiving work guidance in the screen of smart glasses when the smart learning factory system is manually operated using the Augmented Reality System. Engineering is included so that mobile devices (such as smartphones or tabs) and smart glasses can recognize devices of interest and view various real-time information about the devices on the screen. The range of interest can be set for the entire process, for each station, and for each device. Real-time information types require production information, process status, and operation status. All data in the smart glass screen is provided by WiFi through the OPC UA server.

Digital Information Display System은 스마트 러닝 팩토리 시스템의 동작 동영상 및 다양한 콘텐츠가 연동되어 플레이 되도록 구성된다. 시스템은 최소한 6개의 멀티디스플레이로 구성되어 단일 형태의 디스플레이나 복합형태의 디스플레이로 배포의 구성에 따라 다양한 형태로 구현 가능한 시스템이다. 각 시스템은 56인치 이상 정도의 디스플레이 형태로 구성된다. 시스템은 불안전한 환경(긴 가동시간, 높은 온도와 습도, 외부 이물질 유입 등)에서도 안정적으로 동작할 수 있도록 한다. 본 시스템을 이용하여 POP, MES, CPS 등 다양한 화면 송출이 가능하도록 한다.The Digital Information Display System is configured so that motion videos and various contents of the smart learning factory system are linked and played. The system is composed of at least 6 multi-displays and can be implemented in various forms depending on the configuration of distribution as a single type display or a complex type display. Each system is configured with a display of about 56 inches or more. The system ensures stable operation even in unsafe environments (long operating hours, high temperature and humidity, inflow of foreign substances, etc.). Using this system, it is possible to transmit various screens such as POP, MES, and CPS.

Server & Storage System은 MES Server, OPC Server, CPS Server, Server Rack 등으로 구성된다. MES 서버는 MES 엔진을 설치하고 학내망에 클라이언트 PC에서 접속하여 사용하는데 문제가 없도록 한다. OPC Server로부터 각종 생산정보 데이터 제공받아 이를 분석 및 예측할 수 있다. OPC Server는 OPC UA Server를 설치하고 각 설비의 데이터를 취득하고 로그파일 및 데이터베이스로 저장하는데 지장이 없도록 한다. MES, CPS, POP, SCADA, AR 등 다양한 어플리케이션 프로그램들이 본 서보에 접속하여 필요한 데이터를 제공받을 수 있다.Server & Storage System consists of MES Server, OPC Server, CPS Server, and Server Rack. The MES server installs the MES engine and ensures that there is no problem in accessing and using the client PC in the campus network. Various production information data can be received from OPC Server and analyzed and predicted. OPC Server installs OPC UA Server, acquires data of each facility, and saves it as log file and database. Various application programs such as MES, CPS, POP, SCADA, AR, etc. can connect to this servo and receive necessary data.

CPS Server는 CPS 및 Digital Twin 구현을 위한 프로그램을 설치하고 OPC Server로부터 각종 생산설비의 상태 정보 데이터를 제공받아 Digital Twin 구현에 문제가 없도록 한다. CPS Server installs a program for implementing CPS and Digital Twin, and receives status information data of various production facilities from OPC Server so that there is no problem in Digital Twin implementation.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.As described above, a preferred embodiment according to the present invention has been described above, but the technical idea of the present invention is not limited thereto, and each component of the present invention is modified within the scope of the present invention in order to achieve the same object and effect. It could be modified.

아울러 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications may be possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

10 : 스마트 러닝 팩토리 시스템 100: 스마트 러닝 팩토리 A-Zone
20: 분기장치 30: 레일
200: 스마트 러닝 팩토리 B-Zone 110: ID Reader/Marker
120, 130: 조립 및 볼트체결 스테이션(수동 혹은 자동)
140, 240: 사용자 스테이션 150: 조립검사 스테이션
160: 상부 케이스 조립 스테이션 170: 불량품 취출 스테이션
210: 비전/기능 검사 스테이션 220: 레이저 마킹 스테이션
230: 완제품 버퍼 스테이션 250: 라벨부착 스테이션
260: 분해공정 스테이션 270: 포장출하 스테이션
300: 이송로봇 400: 모바일로봇
10: Smart Learning Factory System 100: Smart Learning Factory A-Zone
20: branch device 30: rail
200: Smart Learning Factory B-Zone 110: ID Reader/Marker
120, 130: assembly and bolting station (manual or automatic)
140, 240: user station 150: assembly inspection station
160: upper case assembly station 170: defective item taking out station
210: vision/function inspection station 220: laser marking station
230: finished product buffer station 250: labeling station
260: cracking process station 270: packing and shipping station
300: transfer robot 400: mobile robot

Claims (8)

복수의 스테이션과 상기 복수의 스테이션을 레일로 연결하는 A-Zone 스마트 러닝 팩토리; 및
복수의 스테이션과 상기 복수의 스테이션을 레일로 연결하는 B-Zone 스마트 러닝 팩토리;를 포함하며,
상기 A-Zone과 B-Zone 스마트 러닝 팩토리 사이에 안전구역(Safety Zone)을 두고 또 다른 레일로 연결하여, 상기 A-Zone과 B-Zone을 하나의 라인이 형성되도록 하고, 상기 A-Zone과 B-Zone 사이에는 이송로봇으로 제품을 이송하며,
상기 복수의 스테이션 각각은 상기 라인에 원터치 커넥터 타입으로 체결하여 구동하며, 작업자가 상기 각 스테이션의 위치를 임의로 변경하여 구성하고 구동하는 것을 포함하며,
상기 스테이션은, 모바일로봇을 이용한 원자재 팔레트를 자동으로 공급받아 원자재가 투입되도록 하며, 상기 원자재에 대한 외관 검사 및 실장검사는 비전을 이용하여 수행하는 공급 스테이션을 포함하며,
상기 모바일로봇은, 상기 원자재의 이송 및 완제품의 외관 검사를 수행한 후 정상품과 불량품을 구분하여 배출이 완료된 팔레트를 반송 처리하며,
상기 공급 스테이션은, 적어도 하나 이상의 통신케이블, 전원 및 공기압 밸브가 일괄 체결되는 원터치 방식을 제공하여, 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 스마트 러닝 팩토리 시스템.
A-Zone smart learning factory connecting a plurality of stations and the plurality of stations by rail; And
Includes; B-Zone smart learning factory for connecting a plurality of stations and the plurality of stations by rail,
A safety zone is placed between the A-Zone and the B-Zone smart learning factory and connected by another rail, so that one line is formed between the A-Zone and the B-Zone, and the A-Zone and The product is transferred by a transfer robot between the B-Zones,
Each of the plurality of stations is driven by fastening to the line in a one-touch connector type, and the operator arbitrarily changes the position of each station to configure and drive,
The station automatically receives a pallet of raw materials using a mobile robot to allow raw materials to be input, and includes a supply station for performing visual inspection and mounting inspection on the raw materials using vision,
The mobile robot, after performing the transfer of the raw materials and inspection of the appearance of the finished product, separates the original product from the defective product, and transfers the discharged pallet,
The supply station provides a one-touch method in which at least one communication cable, a power supply, and a pneumatic valve are collectively fastened, so that the position can be changed without a separate wiring work.
청구항 1에 있어서,
상기 A-Zone과 B-Zone 스마트 러닝 팩토리에서,
상기 라인의 레일 위에 특정 셔틀이 정차되어 다른 셔틀이 대기하는 경우가 발생하지 않도록 제어하며, 모든 스테이션에 셔틀이 도착하면 지그를 상기 스테이션에 옮긴 후 작업을 하고 셔틀은 바로 다른 공정으로 이동되도록 하며,
별도의 셔틀 대기 구간을 확보하여 셔틀의 앞뒤 순서를 변경하는 것을 포함하며,
상기 스테이션에는 터치패널(Touch Panel)이 부착되어 상기 터치패널을 통해서 작업 상태에 대한 모니터링과 제어하는 것을 포함하며,
작업자가 유저 스테이션을 제작할 경우, 상기 스마트 러닝 팩토리 시스템에 접속이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 러닝 팩토리 시스템.
The method according to claim 1,
In the A-Zone and B-Zone Smart Learning Factory above,
A specific shuttle is stopped on the rail of the line so that other shuttles do not wait, and when the shuttle arrives at all stations, the jig is moved to the station and then the work is performed, and the shuttle is immediately moved to another process.
It includes changing the order of the front and back of the shuttle by securing a separate shuttle waiting section,
A touch panel is attached to the station and includes monitoring and controlling a working state through the touch panel,
When an operator manufactures a user station, a smart learning factory system, characterized in that it is configured to enable access to the smart learning factory system.
청구항 1에 있어서,
상기 스마트 러닝 팩토리 시스템은,
제품의 생산, 조립 물류 처리, 네트워킹을 위한 셔틀로 이송되는 모노레일 타입으로 구성되어 스마트 물류 시스템의 기능을 수행하는 것을 더 포함하며,
상기 셔틀 내부에 가속, 감속 제어 및 전방 감시기능을 수행하는 컨트롤러를 내장하고 있으며,
상기 컨트롤러에는 내부 메모리가 내장되어 현재 위치의 데이터를 쓰고 읽기가 가능하고, 상기 셔틀에 탑재되어 있는 제품의 정보를 제공하며,
상기 셔틀은 복수개가 상기 A-Zone과 B-Zone에서 동시에 동작하고, 상기 모노레일의 컨베이어는 분산되어 개별 동작하는 것을 포함하며,
상기 라인의 생산 공정과 상관없이 스마트 물류 시스템이 동작하는 것을 특징으로 하는 스마트 러닝 팩토리 시스템.
The method according to claim 1,
The smart learning factory system,
It further includes performing the function of a smart logistics system consisting of a monorail type transported by a shuttle for product production, assembly logistics processing, and networking,
There is a built-in controller that performs acceleration, deceleration control and forward monitoring functions inside the shuttle,
The controller has an internal memory to write and read data of the current location, and provides information on products mounted on the shuttle,
A plurality of the shuttles operate simultaneously in the A-Zone and B-Zone, and the conveyor of the monorail is distributed and individually operated,
Smart learning factory system, characterized in that the smart logistics system operates regardless of the production process of the line.
청구항 3에 있어서,
상기 모노레일의 컨베이어와 각 공정 스테이션은 적어도 하나 이상의 통신케이블, 전원 및 공기압 밸브가 일괄 체결되는 원터치 방식을 제공하여, 상기 공정 스테이션의 위치가 변경되어도 공정 흐름에 지장을 주지 않도록 분리와 결합하는 것을 포함하며,
상기 각 공정 스테이션에 원자재의 공급을 마친 상기 셔틀은 다른 장소로 이동하여 새로운 임무를 부여 받아 작업하며, 모든 셔틀의 작업이력에 대한 데이터관리를 통해 상기 셔틀의 수명 상태에 대한 예측이 가능하며, 작업자와 협업을 하는 위치에 상기 셔틀이 정지하고, 작업자의 작업 환경에 따라 소정의 기울기로 기울어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 러닝 팩토리 시스템.
The method of claim 3,
The monorail conveyor and each process station provide a one-touch method in which at least one communication cable, power supply, and pneumatic valve are collectively fastened, so that even if the location of the process station is changed, it includes separation and coupling so as not to interfere with the process flow. And
The shuttle, which has finished supplying raw materials to each of the process stations, moves to another location and is assigned a new task to work, and it is possible to predict the life status of the shuttle through data management on the work history of all shuttles. Smart learning factory system, characterized in that the shuttle is configured to be inclined at a predetermined inclination according to the operator's work environment, the shuttle is stopped at a position in cooperation with.
청구항 1에 있어서,
상기 스마트 러닝 팩토리 시스템은,
IRM(Intelligent Routing Module)을 더 포함하며,
셔틀과 광통신을 하고, 상기 IRM은 PLC 시스템 및 컴퓨터 제어 시스템과 연동하여 상기 레일에 설치되어 있는 트랙 스위치를 제어하며,
상기 IRM은, 모노레일 컨베이어와의 연동으로 각 셔틀에 ID부여, ID읽기, ID삭제, 또는 이들의 조합을 포함하는 역할을 하여, 상기 A-Zone 스마트 러닝 팩토리와 B-Zone 스마트 러닝 팩토리는 필요시 언제든지 연결하여 하나의 라인으로 연결되어 구동하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 러닝 팩토리 시스템.
The method according to claim 1,
The smart learning factory system,
It further includes IRM (Intelligent Routing Module),
It performs optical communication with the shuttle, and the IRM controls a track switch installed on the rail in connection with a PLC system and a computer control system,
The IRM serves to assign IDs, read IDs, delete IDs, or a combination of these to each shuttle by interlocking with the monorail conveyor. A smart learning factory system comprising connecting at any time and being connected to one line to drive.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 스테이션은, 원자재 상하부 케이스 내부 면에 레이저 마킹을 하고, 상부에 라벨지를 부착하여, 상기 원자재의 이력 추적이 가능한 레이저 마킹 및 라벨 부착 스테이션을 포함하며,
상기 원자재 입고 시, 비전검사를 통해 완제품 조립용인지 리사이클용인지 판별한 이후 작업이 진행되도록 하며, 레이저 마킹 스타일은 X-Y-Z 3-축 동시 스캐닝 방식이고,
상기 레이저 마킹 및 라벨 부착 스테이션은, 원터치 커넥터 체결방식으로 전원, 통신, 공기압 밸브 또는 이들의 조합을 포함하여 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 러닝 팩토리 시스템.
The method according to claim 1,
The station includes a laser marking and labeling station capable of performing a laser marking on the inner surface of the upper and lower case of the raw material, and attaching a label on the upper part, and tracking the history of the raw material,
When the above raw materials are received, the work is performed after determining whether the finished product is for assembly or recycling through vision inspection, and the laser marking style is an XYZ 3-axis simultaneous scanning method,
The laser marking and labeling station comprises a one-touch connector fastening method, in which all cables including power, communication, pneumatic valves, or combinations thereof are automatically fastened so that the location can be changed without separate wiring work. Smart Learning Factory System.
청구항 1에 있어서,
상기 스테이션은, 적어도 2개의 자동 조립 스테이션을 포함하며, 조립 시간에 따라 지능적으로 라인에 자재가 투입되도록 하는 조립 및 볼트 체결 스테이션을 포함하며,
상기 조립 및 볼트 체결 스테이션은, 하부 케이스와 PCB간 볼트 체결을 자동으로 수행하는 것을 포함하며, 상기 볼트 체결을 위해 볼트는 자동으로 공급되며, 상기 볼트 체결 시 토크 측정이 가능하고 데이터 수집 및 불량여부를 판단하며,
상기 조립 및 볼트 체결 스테이션은, 원터치 커넥터 체결 방식으로 전원, 통신, 공기압 밸브 또는 이들의 조합을 포함한 모든 케이블이 자동으로 체결되어 별도의 배선작업 없이 위치 변경이 가능한 것을 포함하고, 스크루 구동을 위한 추력 및 속도를 변경하는 것을 포함하며,
상기 조립 및 볼트 체결 스테이션은, Z축 하강 구동 방법으로 Z축 서보(추력제어)볼 스크루 방식이며, 엔코더 장착으로 정밀도를 강화하며, 토크, 회전속도, 각도 또는 이들의 조합을 제어하는 것을 포함하고, 진동에 의한 수평 강제 이송으로 나사 끼임 현상이 최소화되는 나사 공급기를 포함하는 자동 조립 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 러닝 팩토리 시스템.
The method according to claim 1,
The station includes at least two automatic assembly stations and includes an assembly and bolt fastening station for intelligently putting materials into the line according to the assembly time,
The assembly and bolt fastening station includes automatically fastening bolts between the lower case and the PCB, and bolts are automatically supplied for fastening the bolts, and when fastening the bolts, torque measurement is possible, and data collection and failure To judge,
The assembly and bolt fastening station includes a one-touch connector fastening method in which all cables including power, communication, pneumatic valves, or combinations thereof are automatically fastened so that the position can be changed without separate wiring work, and thrust for driving a screw And changing the speed,
The assembly and bolt fastening station is a Z-axis servo (thrust control) ball screw method as a Z-axis descending driving method, and enhances precision by mounting an encoder, and includes controlling torque, rotational speed, angle, or a combination thereof. , Smart running factory system, characterized in that it comprises an automatic assembly station including a screw feeder that minimizes the screw pinching phenomenon by horizontal forced transport by vibration.
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