KR102245893B1 - 센서를 이용한 공정 제어 방법 및 그 시스템 - Google Patents
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Abstract
일 실시예들은 센서를 이용한 공정 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
Description
아래 실시예들은 센서를 이용한 공정 제어 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
최근 IoT(Internet of Things, 사물인터넷), CPS(Cyber-Physical System, 가상 물리 시스템) 등 IT 기술 발전에 따라, 기존 제조 공정 패러다임이 개별 사용자 요구를 반영할 수 있는 맞춤 제조, 소프트웨어를 활용한 가상 제조, 전 제품 가치 사슬 연동을 통한 협업 제조가 가능한 스마트 팩토리(Smart Factory)로 변화되고 있다.
스마트 팩토리 환경에서는 정보 시스템 및 필드 시스템 연동을 위한 스마트 팩토리 연동 미들웨어(Middleware)가 요구하는데, 스마트 팩토리 연동 미들웨어는 기존 물리적 생산 설비와 정보 통신 기술을 융합하여 소프트웨어 중심으로 생산 공정을 통합, 제어할 수 있게 한다. 따라서, 스마트 팩토리 연동 미들웨어는 스마트 팩토리 시스템의 생산 설비 연동 기반을 제공하여, 생산 공정의 전 가치사슬의 이익 및 경쟁력을 극대화할 수 있게 해준다.
스마트 팩토리는 제품의 기획, 설계, 생산, 유통 등 전 과정을 정보통신 기술로 통합, 고객 맞춤형 제품을 최소 비용 및 시간으로 생산하는 미래형 공장으로, 이러한 스마트 팩토리의 핵심기술인 IoT, CPS을 기반으로, 제조의 모든 단계가 자동화, 정보화(디지털화)되고, 가치 사슬 전체가 하나의 공장처럼 실시간 연동되는 생산 체계를 지향한다.
관련하여 최근에는 센서 기술의 발달에 힘입어 공장의 각 설비들에 센서를 부착하고, 센서들에 의해 감지된 센싱 데이터들을 이용하여 설비나 공장의 상황을 실시간으로 분석하는 기술이 개발되어, 스마트 팩토리에 활용되고 있다.
다만 기존의 스마트 팩토리는 센서로부터 전달받은 데이터를 이용하여 개별 설비의 분석, 제어 및 관리만 할 수 있어, 제품 생산 전체 공정에 대한 제어를 하기에는 어려움이 있었다. 따라서 스마트 팩토리의 설비 내 장착된 각종 센서로부터 획득된 데이터를 이용하여, 제조, 수량, 관리, 검수 등을 포함하는 제품 생산 공정을 분석, 제어 및 관리할 수 있는 기술에 대한 니즈가 높아지고 있는 실정이다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로써, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
아래 실시예들은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일 실시예는 스마트 팩토리의 설비 내 장착된 각종 센서로부터 획득된 데이터를 이용하여, 제조, 수량, 관리, 검수 등을 포함하는 제품 생산 공정을 분석, 제어 및 관리하는 공정 제어 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.
일 실시예가 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예에 따르면, 초음파 센서로 구성된 제 1 센서부 및 감압 센서로 구성된 제 2 센서부를 포함하는 공정 제어 시스템에서 수행되는 공정 제어 방법으로, 상기 제 1 센서부가 공정 설비를 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 공정 설비의 동작 횟수를 포함하는 제 1 센싱 데이터를 생성하는 동작; 상기 제 2 센서부가 제품을 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 제품의 무게를 포함하는 제 2 센싱 데이터를 생성하는 동작; 상기 제 1 센싱 데이터 및 상기 제 2 센싱 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 공정을 제어하기 위한 공정 데이터를 생성하는 동작; 및 상기 공정 데이터를 사용자에게 출력하는 동작을 포함하는 공정 제어 방법을 제공한다.
그리고, 상기 공정 데이터는 상기 제품의 생산 수량, 무게, 양품 수량, 불량 유무, 불량품 수량, 불량품 무게, 불량률, 잔여물 수량 중 적어도 하나를 포함한다.
그리고, 상기 공정 제어 시스템에 포함된 카메라부에서 상기 제품을 촬영하여 획득한 이미지 데이터를 이용하여, 상기 공정 데이터를 생성하는 동작을 포함한다.
그리고, 상기 이미지 데이터는 상기 제품의 가로, 세로, 두께 및 상기 제품이 쌓여 있는 높이 중 적어도 하나를 포함한다.
그리고, 상기 제 2 센싱 데이터를 이용하여, 상기 제품의 종류를 판단하는 동작; 및 상기 제품의 설계 무게와 상기 제품의 무게의 차이를 이용하여, 상기 제품의 불량 여부를 판단하는 동작을 포함한다.
그리고, 사용자로부터 상기 공정을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 수신하고 상기 공정 제어 신호를 이용하여 상기 공정을 제어하거나, 상기 공정 데이터를 이용하여 기 설정된 알고리즘에 따라 상기 공정을 제어하는 동작을 포함한다.
그리고, 초음파 센서로 구성되어, 공정 설비를 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 공정 설비의 동작 횟수를 포함하는 제 1 센싱 데이터를 생성하도록 구성된 제 1 센서부; 감압 센서로 구성되어, 상기 제품을 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 제품의 무게를 포함하는 제 2 센싱 데이터를 생성하도록 구성된 제 2 센서부; 상기 제 1 센싱 데이터 및 상기 제 2 센싱 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 공정을 제어하기 위한 공정 데이터를 생성하도록 구성된 공정 데이터 생성부를 포함하는 공정 제어 시스템을 제공한다.
그리고, 상기 제 1 센서부는 반사 방식(The Reflective Mode) 및/또는 윈도우 방식(The Window Mode)으로 구성되고, 상기 제 2 센서부는 로드셀이 적용된다.
이상에서 설명한 바와 같은 일 실시예들에 따르면, 공정 설비 내 장착된 센서로부터 획득된 데이터를 이용하여, 제품 생산 공정을 분석, 제어 및 관리하는 스마트 팩토리를 구축할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 일 실시예의 CPS 도입을 통한 스마트 팩토리는 전통적인 제조업에 새로운 ICT를 결합, 적용하여, 모든 생산 공정의 최적화를 실현할 수 있으며, 이를 통해 다양한 상황에서도 낭비나 시행 착오가 발생하지 않는 효율적인 공정을 제공할 수 있다.
또한, 일 실시예의 공정 제어 방법이 적용된 스마트 팩토리는 새로운 제품 생산뿐만 아니라, 에너지 소비나 기피되는 제조업 근로자의 노동환경 등 다양한 문제에 대한 해결책을 제시할 수 있다.
일 실시예의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 스마트 팩토리의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 공정 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3 내지 8은 일 실시예에 따른 제 1 센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제 1 센서부의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 카메라부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 공정 제어 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 공정 제어 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 공정 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3 내지 8은 일 실시예에 따른 제 1 센서부의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 제 1 센서부의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 카메라부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 공정 제어 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 공정 제어 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 사용자 단말의 구성을 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 동작, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 동작, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 스마트 팩토리(10)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 스마트 팩토리(10)는 공정 제어 시스템(100), 제품 공정 시스템(200) 및 사용자 단말(300)을 포함한다.
스마트 팩토리(10) 내에 포함된 다양한 개체들(entities) 간의 통신은 유/무선 네트워크(미도시)를 통해 수행될 수 있다. 유/무선 네트워크는 표준 통신 기술 및/또는 프로토콜들이 사용될 수 있다.
우선, 제품 공정 시스템(200)은 다수의 설비들을 구비하여, 제품을 직접 생산하는 시스템이다.
제품 공정 시스템(200)은 다양한 제품을 다양한 공정으로 생상하는 시스템으로, 본 명세서에서는 플라스틱을 사출시켜 제품을 생산하는 공정 시스템을 일례로 설명하도록 한다. 다만, 제품 공정 시스템(200)은 이에 한정되지 아니함은 자명하다 하겠다.
공정 제어 시스템(100)은 센서 및 카메라를 구비하여, 제품 공정 시스템(200) 내 설비 또는 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)을 센싱하거나 촬영한다.
공정 제어 시스템(100)은 센싱 데이터 및 이미지 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 제품 공정 시스템(200)의 공정을 분석, 제어 및 관리하기 위한 데이터인 공정 데이터를 생성한다.
일 실시예의 공정 데이터는 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)의 생산 수량, 무게, 양품 수량, 불량 유무, 불량품 수량, 불량품 무게, 불량률, 잔여물 수량 등을 포함할 수 있다.
공정 제어 시스템(100)은 생성된 공정 데이터를 사용자에게 출력하거나, 사용자 단말(300)에 전송한다.
공정 제어 시스템(100)은 사용자로부터 제품 공정을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 입력받고, 공정 제어 신호를 이용하여 제품 공정 시스템(200)을 제어한다. 그리고, 공정 제어 시스템(100)은 공정 데이터를 이용하여, 기 설정된 알고리즘에 따라 자동으로 제품 공정 시스템(200)을 제어할 수도 있다.
공정 제어 시스템(100)의 구체적인 구성과 기능에 대해서는 이하 도 2에서 자세히 설명하도록 한다.
사용자 단말(300)은 공정 제어 시스템(100)으로부터 수신된 공정 데이터를 디스플레이 장치(Display Device)를 통하여, 사용자에게 출력한다.
사용자는 공정 데이터를 확인, 분석한 후, 제품 공정을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 사용자 단말(300)에 입력할 수 있다. 사용자 단말(300)은 사용자가 입력한 공정 제어 신호를 공정 제어 시스템(100)에 전송한다. 공정 제어 시스템(100)은 사용자의 공정 제어 신호를 이용하여, 제품 공정 시스템(200)을 제어하게 된다.
사용자 단말(300)은 예를 들어, 컴퓨터, UMPC(Ultra Mobile PC), 워크스테이션, 넷북(net-book), PDA(Personal Digital Assistants), 포터블(portable) 컴퓨터, 웹 태블릿(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), PMP(portable multimedia player) 같은 전자 장치 중 하나로서, 공정 제어 시스템(100)와 관련된 어플리케이션의 설치 및 실행이 가능한 모든 전자 장치를 포함할 수 있다. 전자 장치는 어플리케이션의 제어 하에 예를 들어, 서비스 화면의 구성, 데이터 입력, 데이터 송수신, 데이터 저장 등과 같은 서비스 전반의 동작을 수행할 수 있다.
사용자 단말(200)의 구체적인 구성과 기능에 대해서는 이하 도 12에서 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 공정 제어 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 공정 제어 시스템(100)는 제어부(110), 제 1 센서부(120), 제 2 센서부(130), 카메라부(140), 공정 데이터 생성부(150), 디스플레이부(160), 사용자 인터페이스부(170), 데이터베이스부(180) 및 통신부(190)를 포함한다.
공정 제어 시스템(100) 내에 포함된 다양한 개체들(entities) 간의 통신은 유/무선 네트워크(미도시)를 통해 수행될 수 있다. 유/무선 네트워크는 표준 통신 기술 및/또는 프로토콜들이 사용될 수 있다.
공정 제어 시스템(100)의 하드웨어 구성은 다양하게 구현될 수 있다. 제 1 센서부(120)와 제 2 센서부(130)를 통합하거나, 제어부(100)와 공정 데이터 생성부(150)를 통합하여 하드웨어를 구성할 수 있다. 이와 같이, 공정 제어 시스템(100)의 하드웨어 구성은 본 명세서의 기재에 한정되지 아니하며, 다양한 방법과 조합으로 구현될 수 있다.
제어부(110)는 공정 제어 시스템(100)의 다양한 기능을 수행하도록 제 1 센서부(120), 제 2 센서부(130), 카메라부(140), 공정 데이터 생성부(150), 디스플레이부(160), 사용자 인터페이스부(170), 데이터베이스부(180) 및 통신부(190)를 제어한다.
그리고, 제어부(110)는 프로세서(Processor), 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있으며, 제어부는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
제 1 센서부(120)는 초음파 센서(Ultrasonic Wave Sensor)로 구성되어, 제품 공정 시스템(200) 내 설비 또는 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)을 센싱하고, 제 1 센싱 데이터를 생성한다.
제 1 센서부(120)는 제품 공정 시스템(200) 내 설비의 동작을 센싱할 수 있다. 일례로, 제 1 센서부(120)는 제품 공정 시스템(200) 내 설비인 커터(Cutter)의 동작 횟수를 센싱할 수 있다.
제 1 센서부(120)는 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)의 수량, 크기 및 형태 등을 센싱할 수 있다.
제 1 센서부(120)는 센싱을 통하여 획득한 설비의 동작 정보, 제품(20)의 수량, 크기 및 형태 정보 등을 이용하여, 제 1 센싱 데이터를 생성한다.
도 3 내지 8은 일 실시예에 따른 제 1 센서부(120)의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 초음파 센서인 제 1 센서부(120)는 일정 간격으로 높은 주파수 사운드 펄스를 통하여, 짧게 소리를 발사한다. 발사한 소리는 공기 중에 전파되며, 제품(20)에 충돌하여 제 1 센서부(120)에 에코 신호로 반사되어 온다. 제 1 센서부(120)는 소리 발사 시간 및 에코로 제품(20)에 반사하여 도달하는 시간을 이용하여, 제 1 센서부(120)에서 제품(20)까지의 거리를 계산할 수 있다.
제 1 센서부(120)는 제품(20)까지의 거리를 흐름 시간의 측정을 통해 산출하므로, 소리의 강도와 무관하게 된다. 따라서, 제 1 센서부(120)는 뚜렷하지 않은 잡음의 간섭을 배제하기 때문에, 공정 환경에서의 여러 기계음 및 작업 환경의 소리에 영향을 전혀 받지 않게 되는 효과가 있다.
제 1 센서부(120)는 20mm에서 10m까지의 목표 거리를 측정할 수 있으며, 흐름 시간을 측정함에 따라 높은 정확도로 목표 거리를 측정할 수 있다. 그리고, 제 1 센서부(120)는 0.025mm 보다 작은 정확도를 가진 신호 역시 분석이 가능하다.
제 1 센서부(120)는 먼지가 많은 공기 중이나 잉크 분무 중에서도 작동이가능하며, 센서 표면에 박막 증착이 이루어지더라도 기능을 손상시키지 않을 수 있다.
도 4를 참조하면, 제 1 센서부(120)는 반사 방식(The Reflective Mode)의 초음파 센서로 구성될 수 있다.
반사 방식은, 일례로 사출물이 출하되는 공정 설비에 도입되는 경우, 미리 설정된 지점에 센서가 세팅되어, 검색 지점에 제품(20)이 위치하는 순간 초음파 센서가 동작하여, 데이터를 전송하게 되는 방식이다.
반사 방식의 초음파 센서인 제 1 센서부(120)는 주변 사물 및 환경의 간섭을 최대한으로 억제하여, 다른 감지 센서보다 성능이 우수하다. 그리고, 검출 지점에서는 한 쌍의 히스테리시스(Hysteresis) 부분을 가지며, 이 반사 방식은 공정 설비 내 제품 출하 단계에서 컨베이어 벨트 위의 제품(20)을 카운팅하는데 유용하다.
도 5을 참조하면, 제 1 센서부(120)는 윈도우 방식(The Window Mode)의 초음파 센서(Ultrasonic Wave Sensor)로 구성될 수 있다.
윈도우 방식은 전술한 반사 방식이 확장된 방식이며, 윈도우 방식은 두 개의 설정된 구역 안에 생산 공정에서 출하되는 제품(20)이 존재할 경우, 센서가 활성화되는 방식이다.
윈도우 방식은 제조 어플리케이션에서 모니터링을 통해 제어를 활용할 수 있으며, 일례로 상자 안에 있는 올바른 병 크기를 측정하고자 할 때 더 크거나 작은 병을 불량품으로 처리할 수 있을 정도로 정확도가 높으며 오차범위가 적다.
그리고, 제 1 센서부(120)는 Teach-In 모드를 지원하여, 반사 방식(The Reflective Mode)과 윈도우 방식(The Window Mode)을 함께 사용 가능하다.
도 6을 참조하면, 제 1 센서부(120)는 센싱된 아날로그 신호를 거리에 비례하는 전압 값(0 ~ 10V) 또는 전류 값(4 ~ 20mA)을 측정하여 생성하며, 제 1 센서부(120)는 아날로그 출력을 센서 방향 폭을 기준으로, 가깝고 먼 거리를 위, 아래 폭으로 구성할 수 있다. 그리고, 제 1 센서부(120)는 영역 폭 비례 분해능을 0.025 ~ 0.36 mm까지 세밀한 측정 가능하다.
도 7을 참조하면, 제 1 센서부(120)는 IO-Link 초음파 센서(Ultrasonic Wave Sensor with IO-Link)로 구성될 수 있다.
IO-Link 초음파 센서인 제 1 센서부(120)는 상위 필드버스(Fieldbus)로 통신을 연결시켜 주는 기능을 포함하여, 측정된 거리 값을 직렬 비트형식으로 제어부(110)에 전송할 수 있다.
도 8은 제 1 센서부(120)의 감지 범위를 설명하기 위한 도면이다.
초음파 센서인 제 1 센서부(120)는 센서의 감지 범위와 조합된 3차원 검출 영역이 중요하다. 센서 측정 시 다양한 표준 반사체는 측면에서부터 감지 범위를 나타내며, 이러한 반사체는 센서에 의해 감지되어 표시된다. 모든 방향에서 물체의 감지 범위를 나타낼 수 있다.
도 (a)를 참조하면, 도면의 붉은색 영역은 얇은 원형 막대에 의해 결정된 영역이며, 제 1 센서부(120)의 대표적인 작동 범위(Round bar 10 or 27 mm 두께)를 나타낸다. 그리고, 도면의 파란색 영역은 플레이트(500*500mm)가 측면에서부터 빔의 확산 영역 안에 진입하는 것이다. 그렇게 함으로써, 플레이트와 센서 사이 최적의 각은 항상 보장된다.
따라서, 도면의 파란색 영역은 제 1 센서부(120)의 최대 감지범위를 나타내며, 파란색 영역을 벗어나면 제 1 센서부(120)는 검출할 수 없다. 둥근바와 같이 열악한 반사 특성을 갖은 반사체는 붉은색 영역으로 표시된 것보다 작은 영역에서 검출할 수 있다. 다만, 보다 잘 반사되는 특성을 갖은 반사체는 붉은색 영역과 파란색 영역 사이의 어떤 지점의 영역에서 검출할 수 있다. 센서의 불검출 영역은 허용 검출 영역을 결정하며, 불검출 영역내의 반사체가 놓이면 불검출 또는 교란에 의해 틀린 측정할 수 있다.
도 (b)를 참조하면, 제 1 센서부(120)의 일정한 검출 범위를 가지고 있으며, 제 1 센서부(120)가 일반적인 반사를 측정할 수 있는 충분한 동작 보호 영역의 거리를 도면에서 나타내고 있으며, 제 1 센서부(120)는 좋은 반사판의 경우 최대 범위까지의 거리를 측정 가능하다.
도 9는 일 실시예에 따른 제 1 센서부(120)의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9을 참조하면, 제 1 센서부(120)는 거리를 측정할 수 있는 센서이므로, 제 1 센서부(120)는 제품(20)이 한 단위씩 출고될 때마다 반복 운동하는 설비를 기준으로, 거리가 변하는 방향을 바라보는 정적인 장소에 위치할 수 있다.
일례로, 도면은 플라스틱 사출 공정 시스템을 위에서 바라본 모습을 도식화한 것으로, 공정 설비 중 움직이는 커터(Cutter)를 바라보는 정적인 프레임(Frame)에 제 1 센서부(120)가 위치할 수 있다.
제 2 센서부(130)는 감압 센서(Reduced pressure Sensor)로 구성되어, 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)의 무게를 센싱하고, 제 2 센싱 데이터를 생성한다.
제 2 센서부(130)는 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20) 하나의 무게를 센싱할 수 있으며, 다수의 제품(20)들의 무게를 한번에 센싱할 수 있다.
제 2 센서부(130)는 센싱을 통하여 획득한 제품(20)의 무게 정보를 이용하여, 제 2 센싱 데이터를 생성한다.
일 실시예의 제 2 센서부(130)는 감압 센서로 로드셀이 적용될 수 있다. 로드셀은 제품(20)의 무게를 측정하기 위해 고안된 감압 센서의 형태로, 0.01%와 0.05% FS 사이의 높은 측정 정확도를 가지도록 구성될 수 있다. 그리고, 로드셀은 마운팅 키트와 완벽한 계량 모듈을 사용할 수 있다. 또한, 로드셀은 스트레인 게이지로 구성될 수 있으며, 압전 저항 효과와 톱슨 효과를 이용하여 제작된 얇은 금속 호일의 스트레인 게이지는 압축 및 인장에 따라 전기적인 저항이 변화하는데, 이런 전기적인 저항이 발생되는 곳에 부착되어 제작된 센서이다. 스트레인 게이지 로드 셀은 전체 범위의 0.03%에서 0.25% 내에서의 정확도를 제공할 수 있다.
카메라부(140)는 적어도 2개의 카메라로 구성되어, 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)을 촬영하여, 이미지 데이터를 생성한다.
카메라부(140)는 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)의 평면 방향을 촬영하는 제 1 카메라(141)와 측면 방향을 촬영하는 제 2 카메라(142)로 구성될 수 있으며, 카메라부(140)는 제품(20)을 촬영하여 이미지 데이터를 생성한다.
도 10은 일 실시예에 따른 카메라부(140)를 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 카메라부(140)는 제 1 카메라(141) 및 제 2 카메라(142)를 포함한다.
제 1 카메라(141)는 제품(20)이 측면으로 움직임에 따라 시간별 제품(20)의 XY좌표에서, 제품(20)의 가로(w) 및 세로(h)를 측정할 수 있다
제 2 카메라(142)는 제품(20)의 쌓여있는 높이에 따라 시간별 제품(20)의 YZ좌표에서, 제품(20)이 쌓여 있는 높이(z) 및 제품(20)의 두께(t)를 측정할 수 있다.
카메라부(140)는 제 1 카메라(141)에서 측정된 제품(20)의 가로(w) 및 세로(h) 정보 및 제 2 카메라(142)에서 측정된 제품(20)이 쌓여 있는 높이(z) 및 제품(20)의 두께(t) 정보를, 이미지 데이터로 생성할 수 있다.
공정 데이터 생성부(150)는 제 1 센서부(130)에서 생성된 제 1 센싱 데이터, 제 2 센서부(140)에서 생성된 제 2 센싱 데이터 및 카메라부(140)에서 생성된 이미지 데이터 중 적어도 하나를 이용하여, 제품 공정 시스템(200)의 공정을 분석, 제어 및 관리하기 위한 데이터인 공정 데이터를 생성한다.
전술한 바와 같이, 일 실시예의 공정 데이터는 제품 공정 시스템(200)에서 생산되는 제품(20)의 생산 수량, 무게, 양품 수량, 불량 유무, 불량품 수량, 불량품 무게, 불량률, 잔여물 수량 등을 포함할 수 있다.
제 1 실시예로, 공정 데이터 생성부(150)는 제 2 센싱 데이터를 이용하여, 제품(20)의 생산 수량, 재고, 불량률 등을 계산할 수 있다.
공정 데이터 생성부(150)는 제 2 센싱 데이터를 이용하여, 현재 생상된 제품(20)의 무게를 확인할 수 있다.
공정 데이터 생성부(150)는 제품(20)의 전체 무게를 제품(20)의 단위 무게로 나눠, 제품(20)의 생산 수량을 계산할 수 있다.
그리고, 제품(20)의 종류에 따라 제품(20)의 무게가 상이하므로, 공정 데이터 생성부(150)는 제품(20)의 무게로 해당 제품(20)의 종류를 파악할 수 있다. 그리고, 공정 데이터 생성부(150)는 파악된 제품 종류의 설계 무게와 측정된 제품(20)의 실제 무게의 차이를 이용하여, 해당 제품(20)의 불량 여부를 파악할 수 있다. 즉, 공정 데이터 생성부(150)는 무게 차이가 기 설정된 범위를 넘어가는 경우 해당 제품(20)을 불량품으로 판단할 수 있다. 또한, 공정 데이터 생성부(150)는 파악된 불량 여부에 따른 불량품의 수량, 불량률도 계산할 수 있다.
그리고, 공정 데이터 생성부(150)는 계산된 제품(20)의 생산 수량을 제품 공정 시스템(200) 상의 제품 출고 수량과 대조하여, 재고량이 몇개인지 파악이 가능하게 된다.
제 2 실시예로, 공정 데이터 생성부(150)는 제 1 센싱 데이터와 제 2 센싱 데이터를 연계하여, 불량품의 수량을 산출할 수 있게 된다.
공정 데이터 생성부(150)는 제 1 센싱 데이터로 확인되는 커터의 동작 횟수를 제품(20)의 총 수량으로 파악할 수 있으며, 공정 데이터 생성부(150)는 제 2 센싱 데이터를 이용하여 불량품이 제거된 양품의 무게로부터 양품의 수량을 파악할 수 있다.
이로써, 공정 데이터 생성부(150)는 제품(20)의 총 수량에서 양품의 수량을 빼서 불량품의 수량을 계산할 수 있으며, 이에 따라 불량품의 무게 및 불량률 등을 계산할 수 있다.
관련하여, 제 2 센서부(130)의 성능이 최대 300kg, 최소 단위 0.05kg이라고 가정하고, 일반적인 중형 박스의 무게는 그 밀도가 약 0.9kg/m2으로 가정했을 때, 그 무게는 약 1.39kg이다. 이때, 무게를 이용하여 박스의 개수를 추정하면서 오차가 1개라도 발생하기 위해서는 적어도 2.2kg의 오차가 발생하여야 한다. 이는, 같은 공정을 통해 생산되었을 제품(20)으로 추정하기에는 무리가 있으므로, 일 실시예에 따르면 오차 범위에 의해 오류가 발생할 확률은 매우 낮게 된다.
제 3 실시예로, 공정 데이터 생성부(150)는 이미지 데이터를 이용하여, 제품(20)의 다양한 물리량을 분석할 수 있다.
우선, 공정 데이터 생성부(150)는 카메라부(140)에서 촬영된 이미지로부터 제품(20)의 형태를 저장하여 추적함으로써, 제품(20)의 수량, 크기를 분석하고, 잔여물을 구분할 수 있다.
공정 데이터 생성부(150)는 제품(20)의 추적을 RGB 색상 인식 방식과 HSV 생상 인식 방식을 각각 또는 동시에 적용할 수 있으며, 이로써 분석 효율과 함께 정확도 및 신뢰성을 높일 수 있다.
그리고, 공정 데이터 생성부(150)는 촬영된 이미지가 제품(20)의 위치에 따라 정확한 제품(20)의 길이를 분석할 수 없기 때문에, 평면 방향과 측면 방향에서 각각의 촬영된 이미지를 분석하고, 상관 관계를 정의하여 정확한 제품(20)의 위치 및 길이를 스캔하는 방식을 채택함으로써, 제품(20)의 위치 및 높이에 상관없이 제품(20)의 수량 및 길이를 측정할 수 있다.
구체적으로, 공정 데이터 생성부(150)는 제품의 가로(w) 및 세로(h)를 제품(20)의 설계 정보와 비교하여, 제품(20)의 잔여물을 구분할 수 있으며, 제품(20)이 쌓여있는 높이(z)와 제품(20)의 두께(t)를 이용하여 제품의(20)의 수량을 계산할 수 있다.
디스플레이부(160)는 디스플레이 장치(Display Device)를 통하여, 사용자에게 다양한 데이터를 출력한다. 일례로, 디스플레이부(160)는 센싱 데이터, 이미지 데이터 및 공정 데이터 등을 사용자에게 출력할 수 있다.
사용자 인터페이스부(170)는 사용자에게 데이터를 입력할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 사용자는 사용자 인터페이스부(150)를 통해 제품 공정을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 입력할 수 있다.
데이터베이스부(180)는 공정 제어 시스템(100)이 일 실시예를 구현하기 위해 필요한 다양한 데이터를 저장한다. 일례로, 데이터베이스부(160)는 센싱 데이터, 이미지 데이터, 공정 데이터 및 사용자의 공정 제어 신호 등을 저장할 수 있다.
통신부(190)는 외부 장치들과 데이터 통신한다. 통신부(190)는 사용자 단말(200)에 공정 데이터를 전송할 수 있으며, 사용자 단말(200)로부터 공정 제어 신호를 수신할 수 있다.
제어부(110)는 사용자로부터 제품 공정을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 입력받아, 공정 제어 신호를 이용하여 제품 공정 시스템(200)을 제어한다. 그리고, 제어부(110)는 공정 데이터를 이용하여, 기 설정된 알고리즘에 따라 자동으로 제품 공정 시스템(200)을 제어할 수도 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 공정 제어 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 공정 제어 방법은 제단 기기 동작 횟수 측정 동작(S110), 양품 무게 측정 동작(S120) 및 불량품 수량 계산 동작(S130)을 포함한다.
우선, 제단 기기 동작 횟수 측정 동작(S110)으로, 제 1 센서부(120)는 제단 기기인 커터의 동작 횟수를 측정하여, 제 1 센싱 데이터를 생성한다.
그리고, 양품 무게 측정 동작(S120)으로, 제 2 센서부(130)는 불량품이 제거된 양품의 무게를 측정하여, 제 2 센싱 데이터를 생성한다.
그리고, 불량품 수량 계산 동작(S130)으로, 공정 데이터 생성부(150)는 제 1 센싱 데이터로 확인되는 제단 기기인 커터의 동작 횟수를 제품(20)의 총 수량으로 파악하고, 제 2 센싱 데이터를 이용하여 불량품이 제거된 양품의 무게로부터 양품의 수량을 파악한다. 그리고, 공정 데이터 생성부(150)는 제품(20)의 총 수량에서 양품의 수량을 빼서, 불량품의 수량을 계산한다.
도 12는 다른 실시예에 따른 공정 제어 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 다른 실시예에 따른 공정 제어 방법은 제품 높이 및 두께 측정 동작(S200), 제품 가로 및 세로 측정 동작(S210), 제품 데이터 보정 동작(S220), 잔여물 구분 동작(S230) 및 제품 및 잔여물 수량 계산 동작(S240)을 포함한다.
우선, 제품 높이 및 두께 측정 동작(S200)으로, 제 2 카메라(142)는 제품(20)의 쌓여있는 높이에 따라 시간별 제품(20)의 YZ좌표에서, 제품(20)이 쌓여 있는 높이(z) 및 제품(20)의 두께(t)를 측정한다.
그리고, 제품 가로 및 세로 측정 동작(S210)으로, 제 1 카메라(141)는 제품(20)이 측면으로 움직임에 따라 시간별 제품(20)의 XY좌표에서, 제품(20)의 가로(w) 및 세로(h)를 측정한다.
그리고, 제품 데이터 보정 동작(S220)으로, 공정 데이터 생성부(150)는 이미지 데이터에 포함된 제품(20)이 쌓여 있는 높이(z), 제품(20)의 두께(t), 제품(20)의 가로(w) 및 세로(h) 정보의 상관 관계를 이용하여, 해당 데이터들을 보정한다.
그리고, 잔여물 구분 동작(S230)으로, 공정 데이터 생성부(150)는 제품의 가로(w) 및 세로(h)를 제품(20)의 설계 정보와 비교하여, 제품(20)의 잔여물을 구분한다.
그리고, 제품 및 잔여물 수량 계산 동작(S240)으로, 공정 데이터 생성부(150)는 제품(20)이 쌓여있는 높이(z)와 제품(20)의 두께(t)를 이용하여 제품의(20)의 수량 및 잔여물 수량을 계산한다.
도 13은 일 실시예에 따른 사용자 단말(300)의 구성을 도시한 도면이다. 이하, 도 13에 도시된 사용자 단말기(300)를 구성하는 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
무선 통신부(310)는 사용자 단말(300)와 무선 통신 시스템 사이의 무선 통신 또는 사용자 단말(300)와 사용자 단말(300)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 수행하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(310)는 방송 수신 모듈(311), 이동통신 모듈(312), 무선 인터넷 모듈(313), 근거리 통신 모듈(314) 및 위치정보 모듈(315) 등을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(311)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 여기에서, 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 한편, 방송 관련 정보는 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있으며, 이러한 경우에는 이동통신 모듈(312)에 의해 수신될 수 있다.
또한, 이동통신 모듈(312)은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(313)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 사용자 단말(300)에 내장되거나 외장 될 수 있다.
근거리 통신 모듈(314)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신 기술로, 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
또한, 위치정보 모듈(115)은 사용자 단말(300)의 위치를 확인하거나 얻기 위한 모듈이다. 일례로 GPS(Global Position System) 모듈을 들 수 있다. GPS 모듈은 복수 개의 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다. 여기에서, 위치 정보는 위도 및 경도로 표시되는 좌표 정보를 포함할 수 있다.
한편, A/V(Audio/Video) 입력부(320)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(321)와 마이크(322) 등이 포함될 수 있다. 카메라(321)는 화상 통화 모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 그리고, 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(351)에 표시될 수 있다.
카메라(321)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(360)에 저장되거나 무선 통신부(310)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(321)는 사용자 단말(300)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.
마이크(322)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 그리고, 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(312)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(322)는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생하는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘을 구현할 수 있다.
사용자 입력부(330)는 사용자로부터 입력 동작을 받아들여, 사용자 단말(300)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다.
센싱부(340)는 사용자 단말(300)의 위치, 사용자 접촉 유무, 사용자 단말(300)의 방위, 사용자 단말(300)의 가속/감속 등과 같이, 사용자 단말(300)의 현 상태를 감지하여 사용자 단말(300)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다.
인터페이스부(370)는 사용자 단말(300)에 연결되는 모든 외부기기와의 인터페이스 역할을 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 포함될 수 있다.
출력부(350)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 또는 알람(alarm) 신호의 출력을 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(351)와 음향 출력 모듈(352), 알람부(353) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(351)는 사용자 단말(300)에서 처리되는 정보를 표시 출력한다. 예를 들어, 단말기가 통화 모드인 경우, 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 그리고, 사용자 단말(300)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우, 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
한편, 전술한 바와 같이, 디스플레이부(351)와 터치 패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(351)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 디스플레이부(351)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 사용자 단말(300)의 구현 형태에 따라, 디스플레이부(351)는 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 단말(300)에 외부 디스플레이부(미도시)와 내부 디스플레이부(미도시)가 동시에 구비될 수 있다.
음향 출력 모듈(352)은 호 신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서, 무선 통신부(310)로부터 수신되거나 메모리(360)에 저장된 오디오 데이터를 출력한다. 또한, 음향 출력 모듈(352)은 사용자 단말(300)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력한다. 이러한 음향 출력 모듈(352)에는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.
알람부(353)는 사용자 단말(300)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 단말기에서 발생되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력 등이 있다.
메모리(360)는 제어부(380)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다.
메모리(360)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
그리고 제어부(380)는 통상적으로 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 또한, 제어부(380)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(381)은 제어부(380) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(380)와 별도로 구현될 수도 있다.
전원 공급부(390)는 제어부(380)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시 예들이 제어부(280)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시 예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 메모리(260)에 저장되고, 제어부(280)에 의해 실행될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 그래픽 프로세싱 유닛(Graphics Processing Unit; GPU), ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits; ASICS), 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (13)
- 초음파 센서로 구성된 제1 센서부, 감압 센서로 구성된 제2 센서부, 복수의 제1 카메라 및 제2 카메라를 포함하는 공정 제어 시스템에서 수행되는 공정 제어 방법에 있어서,
상기 제1 센서부가 공정 설비를 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 공정 설비의 동작 횟수를 포함하는 제1 센싱 데이터를 생성하는 단계;
상기 제2 센서부가 상기 공정 설비를 통해 생산되는 제품을 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 제품의 무게를 포함하는 제2 센싱 데이터를 생성하는 단계;
상기 제1 카메라를 통해 상기 제품의 평면 방향이 촬영되는 제1 영상 및 상기 제2 카메라를 통해 상기 제품의 측면 방향이 촬영되는 제2 영상을 이용하여, 상기 제품의 가로, 세로, 높이 및 두께를 포함하는 제 3 센싱 데이터를 생성하는 단계;
상기 제1 센싱 데이터, 상기 제2 센싱 데이터 및 상기 제 3 센싱 데이터를 이용하여, 공정을 제어하기 위한 공정 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 공정 데이터를 사용자에게 출력하는 단계를 포함하고,
상기 공정 데이터는,
상기 제1 센싱 데이터를 이용하여 확인된 상기 공정 설비의 동작 횟수에 기반한 상기 제품의 총 수량을 나타내는 제1 정보,
상기 제2 센싱 데이터를 이용하여 계산된 상기 제품의 생상 수량, 재고 및 불량율을 나타내는 제2 정보, 및
상기 제 3 센싱 데이터를 이용하여 분석된 상기 제품의 수량, 크기 및 잔여물을 나타내는 제 3 정보를 포함하고,
제1 센서부는 티치인(Teach-In)모드를 지원하여, 미리 설정된 지점에 센서가 세팅되어 검색 지점에 제품이 위치하는 순간 초음파 센서를 동작하는 반사 방식(The Reflective Mode)과 두 개의 설정된 구역 안에 생산 공정에서 출하되는 제품이 존재하는 경우 센서를 활성화하는 윈도우 방식(The Window Mode)의 동시 사용이 가능하며,
공정 데이터 생성부는,
제품의 무게를 기반으로 해당 제품의 종류를 파악하고,
파악된 제품 종류의 설계 무게와 측정된 제품의 실제 무게의 차이를 이용하여, 해당 제품의 불량 여부를 파악하고,
무게 차이가 기 설정된 범위를 넘어가는 경우 해당 제품을 불량품으로 판단하고,
파악된 불량 여부에 따른 불량품의 수량 및 불량률을 계산하고,
제1 센싱 데이터를 이용하여 파악된 제품의 총 수량과 제2 센싱 데이터를 이용하여 불량품이 제거된 양품의 무게로부터 양품의 수량을 파악하고,
제2 센싱 데이터를 이용하여 불량품이 제거된 양품의 무게로부터 양품의 수량을 파악하고, 카메라부에서 촬영된 이미지로부터 제품의 형태를 저장하여 추적함으로써, 제품의 수량, 크기를 분석하고 잔여물을 구분하되, 제품의 추적에 RGB 색상 인식 방식과 HSV 색상 인식 방식을 각각 또는 동시에 적용하고,
제1 카메라를 통해 평면 방향에서 촬영된 제1 영상 및 제2 카메라를 통해 촬영된 제2 영상을 분석하고, 상관 관계를 정의하여 제품의 위치 및 길이를 스캔하는 방식을 채택하여, 제품의 위치 및 높이에 상관없이 제품의 수량 및 길이를 측정하고,
상기 공정 제어 시스템은
제품 공정을 제어하기 위한 공정 제어 신호를 입력받는 사용자 인터페이스부;
센싱 데이터, 이미지 데이터 및 공정 데이터를 출력하는 디스플레이부;
사용자 단말로 공정 데이터를 전송하고, 사용자 단말로부터 공정 제어 신호를 수신하는 통신부; 및
사용자 단말로부터 수신된 공정 제어 신호를 이용하여 제품 공정 시스템을 제어하거나, 공정 데이터를 이용하여 기 설정된 알고리즘에 따라 공정을 제어하는 제어부를 포함하는,
공정 제어 방법. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 초음파 센서로 구성되어, 공정 설비를 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 공정 설비의 동작 횟수를 포함하는 제1 센싱 데이터를 생성하도록 구성된 제1 센서부;
감압 센서로 구성되어, 상기 공정 설비를 통해 생산되는 제품을 센싱하여 획득한 정보를 이용하여, 상기 제품의 무게를 포함하는 제2 센싱 데이터를 생성하도록 구성된 제2 센서부;
상기 제품의 평면 방향을 촬영한 제1 영상을 생성하는 제1 카메라;
상기 제품의 측면 방향을 촬영한 제2 영상을 생성하는 제2 카메라; 및
상기 제1 영상 및 제2 영상을 이용하여, 상기 제품의 가로, 세로, 높이 및 두께를 포함하는 제 3 센싱 데이터를 생성하고, 상기 제1 센싱 데이터, 상기 제2 센싱 데이터 및 상기 제 3 센싱 데이터를 이용하여, 공정을 제어하기 위한 공정 데이터를 생성하도록 구성된 공정 데이터 생성부를 포함하고,
상기 공정 데이터는,
상기 제1 센싱 데이터를 이용하여 확인된 상기 공정 설비의 동작 횟수에 기반한 상기 제품의 총 수량을 나타내는 제1 정보,
상기 제2 센싱 데이터를 이용하여 계산된 상기 제품의 생상 수량, 제고 및 불량율을 나타내는 제2 정보, 및
상기 제 3 센싱 데이터를 이용하여 분석된 상기 제품의 수량, 크기 및 잔여물을 나타내는 제 3 정보를 포함하고,
제1 센서부는 티치인(Teach-In)모드를 지원하여, 미리 설정된 지점에 센서가 세팅되어 검색 지점에 제품이 위치하는 순간 초음파 센서를 동작하는 반사 방식(The Reflective Mode)과 두 개의 설정된 구역 안에 생산 공정에서 출하되는 제품이 존재하는 경우 센서를 활성화하는 윈도우 방식(The Window Mode)의 동시 사용이 가능하며,
공정 데이터 생성부는,
제품의 무게를 기반으로 해당 제품의 종류를 파악하고,
파악된 제품 종류의 설계 무게와 측정된 제품의 실제 무게의 차이를 이용하여, 해당 제품의 불량 여부를 파악하고,
무게 차이가 기 설정된 범위를 넘어가는 경우 해당 제품을 불량품으로 판단하고,
파악된 불량 여부에 따른 불량품의 수량 및 불량률을 계산하고,
제1 센싱 데이터를 이용하여 파악된 제품의 총 수량과 제2 센싱 데이터를 이용하여 불량품이 제거된 양품의 무게로부터 양품의 수량을 파악하고,
제2 센싱 데이터를 이용하여 불량품이 제거된 양품의 무게로부터 양품의 수량을 파악하고, 카메라부에서 촬영된 이미지로부터 제품의 형태를 저장하여 추적함으로써, 제품의 수량, 크기를 분석하고 잔여물을 구분하되, 제품의 추적에 RGB 색상 인식 방식과 HSV 색상 인식 방식을 각각 또는 동시에 적용하고,
제1 카메라를 통해 평면 방향에서 촬영된 제1 영상 및 제2 카메라를 통해 촬영된 제2 영상을 분석하고, 상관 관계를 정의하여 제품의 위치 및 길이를 스캔하는 방식을 채택하여, 제품의 위치 및 높이에 상관없이 제품의 수량 및 길이를 측정하고,
공정 제어 시스템은
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| JP2007072724A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Omron Corp | 作業監視装置、フィルタリング方法、作業時間計測システム、制御プログラム、および記録媒体 |
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