KR102263832B1 - Conveying system using unmanned aerial vehicle and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 및 그 운영방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 스테이션(station) 사이에 생산에 필요한 제품이나 부품을 무인 비행체로 이송하여 각 스테이션 사이의 이송 자유도를 높임으로써, 생산 라인의 유연성과 확장성을 향상시켜 유연 생산 라인(FML, Flexible Manufacturing Line)의 구축을 용이하게 하고, 제품의 생산 스피드를 향상시킬 수 있는 시스템 및 그 운영방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transport system using an unmanned aerial vehicle and a method for operating the same, and more particularly, by transferring products or parts necessary for production between a plurality of stations to an unmanned aerial vehicle to increase the degree of freedom of transport between each station. , to a system capable of improving the flexibility and extensibility of a production line to facilitate the construction of a flexible manufacturing line (FML), and to improve the production speed of products, and an operating method thereof.
Description
본 발명은 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 및 그 운영방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 스테이션(station) 사이에 생산에 필요한 제품이나 부품을 무인 비행체로 이송하여 각 스테이션 사이의 이송 자유도를 높임으로써, 생산 라인의 유연성과 확장성을 향상시켜 유연 생산 라인(FML, Flexible Manufacturing Line)의 구축을 용이하게 하고, 제품의 생산 스피드를 향상시킬 수 있는 시스템 및 그 운영방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transport system using an unmanned aerial vehicle and a method for operating the same, and more particularly, by transferring products or parts necessary for production between a plurality of stations to an unmanned aerial vehicle to increase the degree of freedom of transport between each station. , to a system capable of improving the flexibility and extensibility of a production line to facilitate the construction of a flexible manufacturing line (FML), and to improve the production speed of products, and an operating method thereof.
최근 들어 자동화된 공정 라인에 IoT(Internet of Things) 디바이스를 부착하여 실시간으로 단위 공정별 동작상태, 공정정보, 제품정보 등을 추출하고, 상기 추출한 정보를 원격의 중앙관제시스템으로 전달하여 공정에 포함되는 각종 기계의 동작을 효율적으로 관리하고, 공장에서 생산하는 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 스마트 팩토리에 대한 관심이 높아지고 있다.Recently, by attaching an IoT (Internet of Things) device to an automated process line, operation status, process information, product information, etc. for each unit process are extracted in real time, and the extracted information is transmitted to a remote central control system and included in the process Interest in smart factories that can efficiently manage the operation of various machines and improve the quality of products produced in factories is growing.
상기 스마트 팩토리는 공장의 설비와 공정이 지능화되어 생산네트워크로 연결되고 모든 생산 데이터와 정보가 실시간으로 공유 활용되어 최적화된 생산을 위한 운영이 가능한 공장을 말한다.The 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 to operate 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, 설비 고장 등의 상황 변경에 자율적으로 인지하여 대응할 수 있도록 한다.In particular, the CPS (Cyber Physical System) based smart factory configures a cyber model in which a real factory is virtualized and synchronized with a factory that exists in reality, and then applies the collected data 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 circumstances such as orders, changes, and equipment failures.
한편 개인화 생산 시스템에서는 개인화된 제품을 효율적으로 제조하기 위해 유연 생산 라인을 형성하는 것이 필수적이다.On the other hand, in the personalized production system, it is essential to form a flexible production line to efficiently manufacture personalized products.
이때 유연 생산 라인에서 생산에 필요한 부품과 제품(워크(work))을 이송하는 것은 생산 라인의 유연성을 보장하는 중요한 설계요소이다. 또한 상기 생산 라인의 각 단위 공정을 담당하여 사전에 정해진 작업을 수행하는 하드웨어를 스테이션이라 하며, 생산 라인이라 함은 이러한 스테이션들을 특정 제품을 효율적으로 생산할 수 있도록 배치한 것을 말한다.At this time, transferring the parts and products (work) required for production in the flexible production line is an important design factor to ensure the flexibility of the production line. In addition, hardware that is in charge of each unit process of the production line and performs a predetermined operation is called a station, and the production line means that these stations are arranged to efficiently produce a specific product.
상기 유연 생산 라인은 특정 제품에 특화된 고정라인이 아니라, 다양한 제품을 동일한 생산 라인에서 생산할 수 있도록 설계된 생산 라인을 말하는 것으로서, 유연 생산 라인을 구현하기 위해서는 스테이션들의 재배치뿐만 아니라, 스테이션 간의 연결 자유도도 높아야 한다.The flexible production line is not a fixed line specialized for a specific product, but a production line designed to produce various products on the same production line. In order to implement a flexible production line, not only the relocation of stations but also the degree of freedom of connection between stations must be high. do.
그러나 기존에 알려진 생산 라인에서의 생산을 위한 제품이나 부품의 이송은, 일자형의 컨베이어 시스템, 이송 로봇을 사용한 원형 분배 시스템, 고정된 이송라인을 따라 이동하는 이동 로봇, 정해진 트랙을 따라 이동하며 제품이나 부품을 이송하는 트랙기반 이송장치 등이 제안되어 있으나, 이러한 종래의 방식은 이송 경로의 자유도를 제한하는 문제점이 있었다.However, the transfer of products or parts for production in known production lines is a straight-line conveyor system, a circular distribution system using a transfer robot, a mobile robot moving along a fixed transfer line, and a product or part moving along a fixed track. A track-based transfer device for transferring parts has been proposed, but this conventional method has a problem in that the degree of freedom of the transfer path is limited.
따라서 본 발명에서는 복수의 스테이션 사이에 무인 비행체를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 수행함으로써, 다양한 이송경로 확보를 통해 생산 라인의 유연성과 확장성을 극대화하고, 제품의 생산 스피드를 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자 한다.Therefore, in the present invention, by performing the transfer of products or parts necessary for production using an unmanned aerial vehicle between a plurality of stations, the flexibility and expandability of the production line can be maximized by securing various transfer routes, and the production speed of products can be improved. We would like to suggest a possible way.
또한 본 발명은 무인 비행체 운영과정에서 복수의 이송작업이 동시에 진행되는 경우, 각각의 무인 비행체의 중첩경로 탐색을 통해 수평 및 수직 이동을 제어함으로써, 상호 간에 충돌을 피하면서 비행할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.In addition, the present invention proposes a method for flying while avoiding collision with each other by controlling horizontal and vertical movement through overlapping path search of each unmanned aerial vehicle when a plurality of transfer operations are simultaneously performed in the operation of an unmanned aerial vehicle want to
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 differently compared to 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 virtual modeling device that can express all 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. 상기 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, US Patent Application Laid-Open No. 2017-0031663 (2017.02.02.) is for managing various software operating in a cyber-physical system, and can manage version changes, issues/change events, and the like. The prior art can diagnose and classify dependencies of software artifacts in a software architecture of a complex cyber-physical system, relate a change event to a software artifact with a change in the diagnosed and classified dependencies, and also provide a complex cyber-physical system. It can be enhanced with new functions required by market demand, and defects that appear during maintenance and repair of complex cyber-physical systems can be corrected in relation to diagnosed and 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 Software에 의존적인 3차원 CAD 및 3차원 CAE의 시뮬레이션을 통한 가상 공장, 가상 조업 기술을 통합하여 통합된 가상 제조, 가상 조업을 실현할 수 있다.Also, Korean Patent Publication No. 10-1222051 (2013.01.08.) relates to a data model creation method for a virtual factory and a data model middleware system for a virtual factory. By integrating virtual factory and virtual operation technology through simulation, integrated virtual manufacturing and virtual operation can be realized.
이상에서 선행기술들을 검토한 결과, 상기 선행기술들에는 복수의 스테이션 사이에 무인 비행체를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 수행함으로써, 다양한 이송경로 확보를 통해 생산 라인의 유연성과 확장성을 극대화하면서 제품의 생산 스피드를 향상시키며, 무인 비행체 운영과정에서 복수의 이송작업이 동시에 진행되는 경우 각각의 무인 비행체의 중첩경로 탐색을 통해 수평 및 수직 이동을 제어함으로써, 상호 간에 충돌을 피하면서 비행할 수 있는 본 발명의 기술적 특징을 기재하거나 시사하고 있지 않다.As a result of examining the prior art above, in the prior art, by using an unmanned aerial vehicle between a plurality of stations to transfer products or parts necessary for production, flexibility and expandability of the production line can be improved by securing various transport routes. It maximizes the production speed of the product while maximizing it, and when multiple transfer operations are performed simultaneously during the operation of the unmanned aerial vehicle, it controls the horizontal and vertical movement by searching the overlapping path of each unmanned aerial vehicle, so that it can fly while avoiding collision with each other. It does not describe or suggest technical features of the present invention that may be used.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 복수의 스테이션 사이에 무인 비행체를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 수행할 수 있는 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 및 그 운영방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was created to solve the above problems, and provides a transport system using an unmanned aerial vehicle that can transfer products or parts necessary for production using an unmanned aerial vehicle between a plurality of stations, and a method for operating the same aim to do
또한 본 발명은 무인 비행체를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 통해 각 스테이션 사이의 이송 자유도를 높임으로써, 다양한 이송경로를 확보하여 생산 라인의 유연성과 확장성을 극대화하고, 유연 생산 라인의 구축을 용이하게 수행할 수 있는 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 및 그 운영방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention uses an unmanned aerial vehicle to increase the freedom of transport between each station through the transport of products or parts necessary for production, thereby securing various transport routes to maximize flexibility and expandability of the production line, and Another object of the present invention is to provide a transport system using an unmanned aerial vehicle that can be easily constructed and an operating method thereof.
또한 본 발명은 무인 비행체 운영과정에서 복수의 이송작업이 동시에 진행될 때, 각각의 무인 비행체별 최단비행경로를 설정하고, 각 무인 비행체의 비행경로 탐색을 통해 충돌 위험을 회피할 수 있도록 수평 및 수직이동을 제어함으로써, 이송 과정에서 다른 무인 비행체와의 충돌을 회피하면서 이송 작업을 원활하게 수행할 수 있는 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 및 그 운영방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention sets the shortest flight path for each unmanned aerial vehicle when a plurality of transfer operations are simultaneously performed in the operation process of the unmanned aerial vehicle, and horizontal and vertical movement to avoid the risk of collision through the flight path search of each unmanned aerial vehicle Another object of the present invention is to provide a transport system using an unmanned aerial vehicle that can smoothly perform a transport operation while avoiding collision with other unmanned aerial vehicles in the transport process by controlling the vehicle and an operating method thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체를 사용한 이송 시스템은, 생산 라인에 구비된 각각의 스테이션별 작업을 제어하고, 상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품의 무인 비행체 탑재를 제어하는 스테이션 제어부, 및 상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품을 탑재한 상기 무인 비행체의 다음 공정을 수행하는 스테이션으로의 비행을 제어하는 무인 비행체 제어부를 포함하며, 상기 무인 비행체는, 사전에 설정된 비행경로에 따라 비행하되, 생산 라인 상에서 현재 비행중인 모든 무인 비행체별 비행경로 탐색을 수행하는 상기 무인 비행체 제어부에서 재설정하는 비행경로에 따라 수평 및 수직이동을 수행함으로써, 다른 무인 비행체와의 충돌을 회피하도록 하는 것을 특징으로 한다.A transfer system using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes a station control unit that controls the operation of each station provided in a production line, and controls the loading of the unmanned aerial vehicle of products or parts worked in the station, and the and an unmanned aerial vehicle control unit for controlling the flight of the unmanned aerial vehicle loaded with the product or part worked in the station to the station performing the next process, wherein the unmanned aerial vehicle flies according to a pre-set flight path, but the production line It is characterized in that it avoids collision with other unmanned aerial vehicles by performing horizontal and vertical movement according to the flight path reset by the unmanned aerial vehicle control unit that performs flight path search for all unmanned aerial vehicles currently in flight.
또한 상기 무인 비행체 제어부는, 상기 무인 비행체를 사용하여 생산 라인에 사용되는 각각의 제품이나 부품을 스테이션 간에 이송할 때, 각각의 무인 비행체별로 출발지 스테이션, 경유지 및 목적지 스테이션의 좌표정보를 포함한 비행경로를 설정하는 경로 설정부, 및 현재 생산 라인에서 비행중인 모든 무인 비행체의 비행경로를 탐색하고, 상기 탐색결과 특정 시점 및 좌표에서 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하는지를 확인하는 경로 탐색부를 포함하며, 상기 경로 설정부는, 상기 경로 탐색부의 탐색결과 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하면, 해당 무인 비행체들의 특정 시점 및 좌표에서의 수평 및 수직이동에 대한 비행경로를 재설정함으로써, 충돌을 회피하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the unmanned aerial vehicle control unit, when transferring each product or part used in the production line between stations using the unmanned aerial vehicle, the flight path including coordinate information of the departure station, the waypoint, and the destination station for each unmanned aerial vehicle A route setting unit to set, and a path search unit for searching the flight paths of all unmanned aerial vehicles currently flying in the production line, and confirming whether there is an unmanned aerial vehicle with a risk of collision at a specific point in time and coordinates as a result of the search, the path If there is an unmanned aerial vehicle with a risk of collision as a result of the search by the route search unit, the setting unit is configured to avoid collision by resetting the flight path for horizontal and vertical movement at a specific point in time and coordinates of the unmanned aerial vehicle. .
또한 상기 이송 시스템은, 복수의 스테이션이 구비된 생산 라인을 통해 생산할 제품의 공정 순서를 수립하고, 상기 수립한 공정 순서를 토대로 상기 스테이션의 배치를 결정하는 생산 계획부, 상기 수립한 공정 순서에 따라 상기 무인 비행체를 사용한 스테이션 간의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송 계획을 수립하는 이송 계획부, 및 상기 스테이션 및 무인 비행체 각각으로부터 현재 수행중인 작업 현황, 제품이나 부품의 이송 현황 또는 이들의 조합을 포함한 공정정보를 전송받고, 상기 공정정보를 토대로 공정 수행 결과를 확인하고, 상기 확인한 공정수행 결과를 토대로 다음 공정의 진행을 결정하는 생산공정 확인부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the transfer system establishes a process sequence of products to be produced through a production line equipped with a plurality of stations, and a production planning unit that determines the arrangement of the stations based on the established process sequence, according to the established process sequence A transfer planning unit that establishes a transfer plan for products or parts used in the corresponding process between stations using the unmanned aerial vehicle, and the current status of work being performed from each of the stations and the unmanned aerial vehicle, the transfer status of products or parts, or a combination thereof It is characterized in that it further comprises a production process confirmation unit for receiving the received process information including the process information, confirming the process execution result based on the process information, and determining the progress of the next process based on the confirmed process execution result.
또한 상기 스테이션은, 상기 스테이션 제어부로부터 수신한 제어명령을 토대로 상기 스테이션의 구동을 제어하는 구동 제어부, 상기 스테이션의 작업 공간에 설치되는 자동화기기 및 로봇을 포함하는 기구로서, 상기 구동 제어부의 제어에 따라 상기 작업 공간에서 제품 생산을 위한 작업을 수행하는 기구부, 상기 무인 비행체가 이륙 또는 착륙할 수 있도록 상부에 구비되고, 상기 무인 비행체의 이륙 또는 착륙을 확인하기 위한 적어도 하나 이상의 센서가 구비되어 있는 상판부, 및 상기 작업 공간에 설치되어, 상기 작업 공간에서 수행한 제품이나 부품을 상기 무인 비행체에 탑재하거나 또는 상기 무인 비행체로부터 하역한 제품이나 부품을 상기 작업 공간으로 이동시키기 위해 승강시키는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the station is a mechanism including a drive control unit for controlling the operation of the station based on a control command received from the station control unit, an automation device and a robot installed in the work space of the station, and according to the control of the drive control unit A mechanism unit for performing work for product production in the work space, a top plate provided on the upper portion so that the unmanned aerial vehicle can take off or land, and at least one sensor for confirming the take-off or landing of the unmanned aerial vehicle; and a transfer unit installed in the work space to lift and lower the product or parts performed in the work space to the unmanned aerial vehicle or to move the product or component unloaded from the unmanned aerial vehicle to the working space. do it with
또한 상기 스테이션은, 상기 상판부에 위치한 상기 무인 비행체의 사용전원을 충전하는 충전부를 더 포함하며, 상기 충전부는, 비접촉식 무선충전 방식으로 상기 상판부에 위치한 상기 무인 비행체의 충전을 수행하거나, 또는 충전단자를 통해 접속하는 접촉식 충전 방식으로 상기 무인 비행체의 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the station further includes a charging unit for charging the used power of the unmanned aerial vehicle located in the upper panel, and the charging unit performs charging of the unmanned aerial vehicle located in the upper panel in a non-contact wireless charging method, or a charging terminal It is characterized in that the charging of the unmanned aerial vehicle is performed in a contact-type charging method connected through.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 운영방법은, 생산 라인 관리서버에서, 생산 라인에 구비된 각각의 스테이션별 작업을 제어하고, 상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품의 무인 비행체 탑재를 제어하는 스테이션 제어 단계, 및 상기 생산 라인 관리서버에서, 상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품을 탑재한 상기 무인 비행체의 다음 공정을 수행하는 스테이션으로의 비행을 제어하는 무인 비행체 제어 단계를 포함하며, 상기 무인 비행체는, 사전에 설정된 비행경로에 따라 비행하되, 생산 라인 상에서 현재 비행중인 모든 무인 비행체별 비행경로 탐색을 수행하는 상기 생산 라인 관리서버에서 재설정하는 비행경로에 따라 수평 및 수직이동을 수행함으로써, 다른 무인 비행체와의 충돌을 회피하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of operating a transport system using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, in the production line management server, controls the operation of each station provided in the production line, and unmanned products or parts worked in the station A station control step of controlling the mounting of the vehicle, and an unmanned aerial vehicle control step of controlling the flight from the production line management server to a station performing the next process of the unmanned aerial vehicle on which the product or part worked in the station is mounted The unmanned aerial vehicle, but flies according to a pre-set flight path, performs horizontal and vertical movement according to the flight path reset by the production line management server that performs flight path search for all unmanned aerial vehicles currently flying on the production line. By performing it, it is characterized in that it avoids collision with other unmanned aerial vehicles.
또한 상기 무인 비행체 제어 단계는, 상기 생산 라인 관리서버에서, 상기 무인 비행체를 사용하여 생산 라인에 사용되는 각각의 제품이나 부품을 스테이션 간에 이송할 때, 각각의 무인 비행체별로 출발지 스테이션, 경유지 및 목적지 스테이션의 좌표정보를 포함한 비행경로를 설정하는 경로 설정 단계, 및 상기 생산 라인 관리서버에서, 현재 생산 라인에서 비행중인 모든 무인 비행체의 비행경로를 탐색하고, 상기 탐색결과 특정 시점 및 좌표에서 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하는지를 확인하는 경로 탐색 단계를 포함하며, 상기 경로 설정 단계는, 상기 탐색결과 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하면, 해당 무인 비행체들의 특정 시점 및 좌표에서의 수평 및 수직이동에 대한 비행경로를 재설정함으로써, 충돌을 회피하도록 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the unmanned aerial vehicle control step includes, in the production line management server, when transferring each product or part used in the production line between stations using the unmanned aerial vehicle, a departure station, a stopover and a destination station for each unmanned aerial vehicle. A route setting step of setting the flight route including the coordinate information of, and, in the production line management server, search the flight routes of all unmanned aerial vehicles currently flying in the production line, and as a result of the search, there is a risk of collision at a specific point in time and coordinates Including a path search step of checking whether an unmanned aerial vehicle exists, wherein the route setting step, if there is an unmanned aerial vehicle with a risk of collision as a result of the search, flight for horizontal and vertical movement at a specific point in time and coordinates of the unmanned aerial vehicle By re-routing, the method further comprises avoiding collision.
또한 상기 운영방법은, 상기 생산 라인 관리서버에서, 복수의 스테이션이 구비된 생산 라인을 통해 생산할 제품의 공정 순서를 수립하고, 상기 수립한 공정 순서를 토대로 상기 스테이션의 배치를 결정하는 생산 계획 단계, 상기 생산 라인 관리서버에서, 상기 수립한 공정 순서에 따라 상기 무인 비행체를 사용한 스테이션 간의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송 계획을 수립하는 이송 계획 단계, 및 상기 생산 라인 관리서버에서, 상기 스테이션 및 무인 비행체 각각으로부터 현재 수행중인 작업 현황, 제품이나 부품의 이송 현황 또는 이들의 조합을 포함한 공정정보를 전송받고, 상기 공정정보를 토대로 공정 수행 결과를 확인하고, 상기 확인한 공정수행 결과를 토대로 다음 공정의 진행을 결정하는 생산공정 확인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the operation method includes a production planning step of establishing, in the production line management server, a process sequence of products to be produced through a production line equipped with a plurality of stations, and determining the arrangement of the stations based on the established process sequence; In the production line management server, according to the established process sequence, a transfer planning step of establishing a transfer plan for products or parts used in the corresponding process between stations using the unmanned aerial vehicle, and in the production line management server, the stations and Receive process information including the current work status, product or part transfer status, or a combination thereof from each unmanned aerial vehicle, check the process performance result based on the process information, and determine the next process based on the confirmed process performance result It characterized in that it further comprises a production process confirmation step to determine the progress.
또한 상기 운영방법은, 상기 스테이션에서, 상기 생산 라인 관리서버로부터 수신한 제어명령을 토대로 서보 모터로 구동되는 자동화기기 및 로봇을 통해 작업 공간에서 해당 스테이션에서 진행하여야 하는 제품 생산을 위한 작업을 수행하는 작업 수행 단계, 및 상기 스테이션에서, 상기 작업 공간에서 수행한 제품이나 부품을 상기 무인 비행체에 탑재하거나 또는 상기 무인 비행체로부터 하역한 제품이나 부품을 작업 공간으로 이동시키는 이송 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the operating method is, in the station, based on the control command received from the production line management server, through an automation device and a robot driven by a servo motor to perform the work for the production of products to be carried out in the corresponding station in the work space The operation performing step, and in the station, the product or part carried out in the work space is mounted on the unmanned aerial vehicle, or the product or part unloaded from the unmanned aerial vehicle further comprises a transfer step of moving the product or part to the working space. do.
또한 상기 운영방법은, 상기 스테이션에서, 상기 무인 비행체의 사용전원을 충전하는 충전 단계를 더 포함하며, 상기 충전은, 비접촉식 무선충전 방식으로 상기 무인 비행체의 충전을 수행하거나, 또는 충전단자를 통해 접속하는 접촉식 충전 방식으로 상기 무인 비행체의 충전을 수행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the operating method further includes a charging step of charging the power used by the unmanned aerial vehicle at the station, wherein the charging is performed by charging the unmanned aerial vehicle in a non-contact wireless charging method, or connected through a charging terminal It is characterized in that the charging of the unmanned aerial vehicle is performed in a contact-type charging method.
이상에서와 같이 본 발명의 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 및 그 운영방법에 따르면, 복수의 스테이션 사이에 무인 비행체를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 수행하기 때문에, 다양한 이송경로를 확보하여 생산 라인의 유연성과 확장성을 극대화할 수 있고, 이에 따라 유연 생산 라인의 구축을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the transport system using the unmanned aerial vehicle and its operating method of the present invention, since the product or parts necessary for production are transferred using the unmanned aerial vehicle between a plurality of stations, various transport routes are secured and produced. The flexibility and scalability of the line can be maximized, and accordingly, there is an effect that can facilitate the construction of a flexible production line.
또한 본 발명은 복수의 스테이션 사이에 무인 비행체를 운영하는 과정에서 복수의 이송작업이 동시에 진행될 때, 각각의 무인 비행체별 최단비행경로를 설정하고, 각 무인 비행체의 비행경로 탐색을 통해 충돌 위험을 회피할 수 있도록 수평 및 수직이동을 제어하기 때문에, 다른 무인 비행체와의 충돌을 회피하면서 이송 작업을 빠르고 안전하게 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention sets the shortest flight path for each unmanned aerial vehicle when a plurality of transfer operations are simultaneously performed in the process of operating the unmanned aerial vehicle between a plurality of stations, and avoids the risk of collision by searching the flight path of each unmanned aerial vehicle Since it controls horizontal and vertical movement to make it possible, there is an effect that it can quickly and safely perform transfer work while avoiding collision with other unmanned aerial vehicles.
도 1은 종래 기술에 따른 컨베이어를 사용한 이송 시스템과 로봇을 이용한 이송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체를 사용한 이송 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용된 무인 비행체를 사용한 이송 시스템의 처리 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생산 라인 관리서버의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 운영방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명에 적용된 무인 비행체의 스테이션 사이의 제품이나 부품의 이송 과정에 대한 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 적용된 무인 비행체의 스테이션 사이의 제품이나 부품의 이송을 위한 수평 및 수직 비행의 일 실시예를 나타낸 도면이다.1 is a view for explaining a transport system using a conveyor and a transport system using a robot according to the prior art.
2 is a diagram showing the configuration of a transport system using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for explaining a processing process of a transport system using an unmanned aerial vehicle to which the present invention is applied.
4 is a view showing in detail the configuration of the production line management server according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating in detail the configuration of a station according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating in detail an operation process of a method for operating a transport system using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an embodiment of the transfer process of products or parts between the stations of the unmanned aerial vehicle applied to the present invention.
8 is a view showing an embodiment of horizontal and vertical flight for the transfer of products or parts between the stations of the unmanned aerial vehicle applied to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 및 그 운영방법에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 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 않는 것이 바람직하다.Hereinafter, a preferred embodiment of a transport system using an unmanned aerial vehicle of the present invention and an operating method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements. In addition, specific structural or functional descriptions for the embodiments of the present invention are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the present invention, and unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms They have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. It is preferable not to
도 1은 종래 기술에 따른 컨베이어를 사용한 이송 시스템과 로봇을 이용한 이송 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a transport system using a conveyor and a transport system using a robot according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래에 알려져 있는 대표적인 생산 공정 라인으로는 컨베이어를 사용하는 선형 라인(Linear Line)과 로봇을 사용하는 순환 라인(Circular Line)이 있다.As shown in FIG. 1, as a typical production process line known in the prior art, there are a linear line using a conveyor and a circular line using a robot.
여기서 선형 라인은 부품을 각 공정의 스테이션에서 조립하면 최종적으로 완제품이 생산되는 일자형 생산 라인을 말한다. 또한 순환 라인은 중앙에 제품이나 부품을 공급하는 로봇이나 이에 해당하는 장치가 있는 상황에서 이를 둘러싼 복수의 스테이션으로부터 상기 로봇이 생산 과정에서 필요한 공정의 순서에 따라 제품이나 부품을 입출력하는 구조이며, 이러한 구조는 복수가 서로 연결되어 연동되도록 구성할 수 있다.Here, the linear line refers to a straight-line production line in which the final product is finally produced when parts are assembled at the station of each process. In addition, the circulation line is a structure in which the robot inputs and outputs products or parts according to the order of the processes required in the production process from a plurality of stations surrounding it in a situation where there is a robot or a device that supplies products or parts in the center. The structure may be configured such that a plurality of them are connected to each other and interlocked.
이러한 구조는 전통적으로 공정이 매우 간단한 경우 주로 사용되어 왔으며, 평면적인 구조를 가지고 있어, 공간을 많이 차지하고 공정을 수행하는 시간이 많이 소요되는 단점이 있다.This structure has traditionally been mainly used when the process is very simple, and has a planar structure, so it occupies a lot of space and takes a lot of time to perform the process.
보다 구체적으로 설명하면, 도 1의 (a)에 나타낸 컨베이어를 사용한 이송 시스템의 경우, 제품이나 부품의 이동경로가 컨베이어의 배치 방식이나 위치에 따라 고정되기 때문에 유연성이 많이 떨어지는 문제가 있다.More specifically, in the case of a conveying system using a conveyor shown in FIG. 1 (a), there is a problem in that flexibility is greatly reduced because the movement path of products or parts is fixed according to the arrangement method or position of the conveyor.
또한 도 1의 (b)에 나타낸 중앙에 로봇을 두고 스테이션이 원형으로 배치된 형태의 이송 시스템의 경우, 상기 로봇이 컨베이어를 사용하는 경우보다 유연성은 높아지지만, 스테이션의 추가 배치가 필요한 경우 배치 위치가 매우 제한적이 되는 문제가 있다.In addition, in the case of the transport system in which the station is arranged in a circle with the robot in the center shown in FIG. 1(b), the flexibility is higher than when the robot uses a conveyor, but when additional arrangement of the station is required, the arrangement position There is a problem that is very limited.
또한 로봇을 사용하는 경우에는 로봇의 이동속도에 따라 작업속도가 결정되며, 평면적 이동만을 수행하기 때문에 여러 경로의 이송작업이 동시에 진행되는 경우에는 복수의 이송경로 확보가 쉽지 않은 문제가 있다.In addition, in the case of using a robot, the working speed is determined according to the moving speed of the robot, and since only planar movement is performed, it is difficult to secure a plurality of transport paths when transporting of multiple paths is performed at the same time.
이에 따라 본 발명에서는 종래의 공정 라인에 대해서 보다 유연한 생산 라인을 구축하기 위해서, 복수의 스테이션 사이에 무인 비행체를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 수행하고, 무인 비행체 운영과정에서 각각의 무인 비행체의 중첩된 경로가 있는지 여부를 탐색한 후 이를 통해 수평 및 수직 이동을 제어하여 상호 간에 충돌을 피하면서 비행할 수 있는 이송 시스템을 제시하고자 한다.Accordingly, in the present invention, in order to build a more flexible production line with respect to the conventional process line, an unmanned aerial vehicle is used between a plurality of stations to transfer products or parts necessary for production, and each unmanned aerial vehicle operation process is performed. The purpose of this study is to propose a transport system that can fly while avoiding collisions with each other by controlling horizontal and vertical movement through the detection of whether there is an overlapping path of the vehicle.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체를 사용한 이송 시스템의 구조를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the structure of a transport system using an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 생산 라인 관리서버(100), 복수의 스테이션(200), 복수의 무인 비행체(300), 데이터베이스(400) 등을 포함하여 구성된다.2, the system of the present invention is configured to include a production
상기 생산 라인 관리서버(100)는 제품 생산을 위한 생산 라인을 운영하는 사업자가 운영하는 컴퓨터로서, 복수의 스테이션(200)이 구비된 유연 생산 라인에서 각각의 스테이션(200)별 제품 생산을 위한 단위 공정을 결정하고, 상기 결정한 공정에 필요한 제품이나 부품을 무인 비행체(300)를 사용하여 각 스테이션(200) 간에 빠르고 자유롭게 이송할 수 있도록 한다.The production
즉 상기 생산 라인 관리서버(100)는 복수의 스테이션(200) 사이에 적어도 하나 이상의 무인 비행체(300)를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 토대로 각 스테이션(200) 사이의 이송 자유도를 높이고, 이러한 다양한 이송경로의 확보를 통해서 생산 라인의 유연성과 확장성을 극대화함으로써, 유연 생산 라인의 구축이 용이하도록 하는 것이다.That is, the production
또한 상기 생산 라인 관리서버(100)는 상기 무인 비행체(300)를 사용한 제품이나 부품의 이송과정이 여러 개 동시에 진행되는 경우, 생산 공정에 따라 각 스테이션(200) 간에 이송작업을 수행하는 각각의 무인 비행체(300)별로 최단거리의 비행경로를 설정하고, 설정한 비행경로를 토대로 각각의 무인 비행체(300)별 운행을 총괄적으로 제어한다.In addition, the production
이 과정에서, 상기 생산 라인 관리서버(100)는 설정된 비행경로에 따라 특정 시점에 각 스테이션(200) 사이를 운행하는 각각의 무인 비행체(300)의 비행경로를 탐색하여 다른 무인 비행체(300)와 충돌 가능성이 있는지의 여부를 확인하고, 확인결과 만일 충돌 가능성이 있는 경우 해당 무인 비행체(300)의 비행경로를 특정 시점이나 좌표에서 수평 또는 수직 이동하도록 제어하여 다른 무인 비행체(300)와 충돌되는 것을 회피할 수 있도록 한다.In this process, the production
상기 스테이션(200)은 생산 라인에 복수 개 구비되어 있고, 상기 생산 라인 관리서버(100)의 제어를 토대로 각각의 스테이션(200) 별로 특정 단위 공정을 수행하도록 결정된다. 이때 상기 스테이션(200) 각각은 특정 제품을 효율적으로 생산할 수 있도록 상기 생산 라인 관리서버(100)의 제어를 통해 배치되며, 상기 스테이션(200)들의 재배치 및 상기 스테이션(200) 간의 연결 자유도가 높아야 유연 생산 라인의 구현이 용이해진다.A plurality of the
또한 상기 스테이션(200)은 상기 생산 라인 관리서버(100)의 제어를 토대로 생산에 필요한 제품이나 부품을 상기 무인 비행체(300)를 통해 다른 스테이션(200)으로부터 전달받아 하역한 다음 정해진 공정을 수행하거나, 또는 현재 작업한 제품이나 부품을 상기 무인 비행체(300)에 탑재하여 다음 공정을 수행할 스테이션(200)으로 이송하도록 한다.In addition, the
상기 무인 비행체(300)는 무선전파의 유도에 의하여 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인 항공기로서, 통상적으로 드론(drone)으로 알려져 있으며, 본 발명에서는 생산 라인에 복수 개가 동시에 운영될 수 있다.The unmanned
또한 상기 무인 비행체(300)는 상기 생산 라인 관리서버(100)의 제어를 토대로 생산 라인에 구비된 각 스테이션(200)에서 생산에 필요한 제품이나 부품을 각각의 스테이션(200) 간에 이송하는 기능을 수행한다.In addition, the unmanned
즉 상기 무인 비행체(300)는 상기 생산 라인 관리서버(100)에서 생산 공정에 따라 결정한 비행경로 정보를 토대로 출발지 스테이션, 경유지 및 도착지 스테이션의 좌표 정보를 토대로 생산에 필요한 제품이나 부품을 이송하는 것이다.That is, the unmanned
이때 상기 무인 비행체(300)는 상기 생산 라인 관리서버(100)에서 설정한 비행경로에 따라 특정 시점에 각 스테이션(200) 사이를 운행할 때, 상기 생산 라인 관리서버(100)의 충돌회피 제어를 토대로 특정 좌표나 시점에서 원래 정해진 비행경로를 변경하여 수평 또는 수직 이동을 수행함으로써, 다른 무인 비행체(300)와 충돌되는 것을 회피할 수 있다.At this time, the unmanned
또한 상기 무인 비행체(300)는 다음과 같은 다양한 기능을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the unmanned
예를 들어, 상기 무인 비행체(300)는 공중에서 일정시간동안 정지된 상태를 유지할 수 있는 호버링(hovering) 기능, 수직으로 이착륙할 수 있는 수직 이착륙 기능, 생산 라인 전체를 커버할 수 있을 정도의 통신 거리를 확보할 수 있는 무선 통신기능(와이파이, LTE, 5G 등), 스테이션(200)에 머무는 동안 접촉식 충전 또는 비접촉식 무선 충전 기능 등을 구비하고 있어야 한다.For example, the unmanned
또한 상기 무인 비행체(300)는 상기 기능들 이외에, 생산 대상이 되는 제품이나 부품을 탑재한 상태에서 비행이 가능할 정도의 성능을 가져야 함은 물론이다. 이때 상기 무인 비행체(300)에 탑재되는 제품이나 부품은 별도의 지그(jig)를 사용하여 탑재될 수 있다.In addition, the unmanned
한편 상기 무인 비행체(300)는 카메라, 센서, 제어장치 등의 충돌회피 기능을 수행할 수 있는 구성을 구비하고 있다면, 상기 생산 라인 관리서버(100)의 제어를 토대로 충돌회피를 위한 비행을 수행할 필요 없이 자체적으로 다른 무인 비행체(300) 와의 충돌회피를 수행할 수 있다. 하지만, 무인 비행체(300)에서 자체적인 충돌회피를 수행하기 위해서는 비행경로 탐색을 위한 데이터 처리에 상당한 부담이 될 수 있기 때문에, 상기 생산 라인 관리서버(100)의 제어를 토대로 비행경로 설정 및 충돌회피 제어를 수행하는 것이 바람직하다.On the other hand, if the unmanned
상기 데이터베이스(400)는 생산 라인에 구비된 각 스테이션(200)을 이용한 생산할 제품의 공정 순서 수립, 공정 순서에 따른 스테이션(200)의 배치 또는 이들의 조합을 포함한 생산계획 정보와, 상기 수립한 공정 순서에 따라 상기 무인 비행체(300)를 사용한 각 스테이션(200) 간의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송 순서, 각 무인 비행체(300)의 비행경로, 다른 무인 비행체(300)와의 충돌회피 정보 또는 이들의 조합한 이송계획 정보를 저장하여 관리한다.The
또한 상기 데이터베이스(400)는 유연 생산 라인을 통해 진행되는 각 스테이션(200)의 작업 결과, 각 무인 비행체(300)의 이송 결과 등을 저장하여 관리하며, 상기 스테이션(200) 및 상기 무인 비행체(300)에서 사용하는 각종 동작프로그램 및 업데이트 정보를 저장하여 관리한다.In addition, the
도 3은 본 발명이 적용된 무인 비행체를 사용한 이송 시스템의 처리 과정을 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram for explaining a processing process of a transport system using an unmanned aerial vehicle to which the present invention is applied.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 생산 라인 관리서버(100)는 생산 라인에 구비된 각각의 스테이션(200)별 공정 계획을 수립하고(①), 상기 수립한 공정 계획을 토대로 상기 무인 비행체(300)를 사용하여 해당 공정에 필요한 제품이나 부품의 이송 계획을 수립한다(②).3, the production
그리고 제품 생산이 시작되면, 상기 생산 라인 관리서버(100)는 각 스테이션(200)에서 수행할 작업 및 다음 공정을 진행하기 위한 제품이나 부품의 탑재를 위한 제어명령을 생성하고, 작업 및 탑재와 관련된 제어명령을 각 스테이션(200)으로 전송한다(③-1).And when product production is started, the production
이때 상기 작업에 대한 제어명령은 다른 스테이션(200)으로부터 상기 무인 비행체(300)를 통해 전달받은 제품이나 부품의 작업 공간으로의 하역 및 이동, 해당 스테이션(200)의 작업 공간에서 이루어지는 자동화 기기나 로봇의 구동과 관련된 제어신호를 포함할 수 있다.At this time, the control command for the operation is unloading and moving products or parts received from the
또한 상기 생산 라인 관리서버(100)는 각 스테이션(200)에 위치한 무인 비행체(300)로 다음 공정을 수행할 스테이션(200)으로 현재의 스테이션(200)에 위치한 제품이나 부품을 이송하기 위한 제어명령을 생성하고, 이송과 관련된 제어명령을 각 무인 비행체(300)로 전송한다(③-2).In addition, the production
이때 상기 이송과 관련된 제어명령은 출발 스테이션, 경유지 및 도착 스테이션을 포함한 비행경로로서, 상기 비행경로를 통해 운행하는 과정에서 다른 무인 비행체(300)와의 충돌을 회피하기 위한 비행경로가 포함될 수 있다. 예를 들어 상기 생산 라인 관리서버(100)는 생산 라인에서 운영되는 모든 무인 비행체(300)의 비행경로를 탐색하고, 탐색한 결과 충돌 위험이 있는 각 무인 비행체(300)로 특정 지점에서 수평이동으로 비행을 지속할지, 아니면 고도를 조정하여 수직이동으로 비행을 수행할지에 대한 충돌회피가 반영된 비행경로를 제공할 수 있는 것이다.In this case, the transfer-related control command is a flight path including a departure station, a waypoint, and an arrival station, and may include a flight path for avoiding collision with other unmanned
이후 상기 생산 라인 관리서버(100)로부터 작업 및 탑재와 관련된 제어명령을 수신한 각 스테이션(200)에서는, 사전에 결정된 공정을 수행한 다음, 다음 공정을 진행할 스테이션(200)으로 제품이나 부품을 이송하기 위하여 해당 스테이션(200)에 위치한 무인 비행체(300)에 제품이나 부품을 탑재한다.After that, each
그러면 상기 무인 비행체(300)는 상기 생산 라인 관리서버(100)로부터 제공받은 비행경로에 따라 다음 공정을 진행하기 위한 스테이션(200)으로 이동을 수행한다(④). 즉 상기 무인 비행체(300)는 사전에 정해진 비행경로에 따라 수평이동과 수직이동을 실시하여 다른 무인 비행체(300)와의 충돌을 회피하면서 목적지 스테이션으로 비행하는 것이다.Then, the unmanned
이와 같이 상기 무인 비행체(300)가 상기 생산 라인 관리서버(100)로부터 제공받은 비행경로를 토대로 다음 공정을 수행할 스테이션(200)에 도착하면, 상기 무인 비행체(300)는 출발지 스테이션으로부터 목적지 스테이션까지의 이동결과(예를 들어, 시간, 비행경로, 도착여부 등)를 상기 생산 라인 관리서버(100)로 전송한다(⑤-1).As such, when the unmanned
또한 상기 무인 비행체(300)를 통해 이전 공정을 수행한 스테이션으로부터 제품이나 부품을 전달받은 해당 스테이션(200)에서는, 상기 무인 비행체(300)에 탑재된 제품이나 부품을 하역하여 작업 공간으로 이동시킨 다음, 상기 생산 라인 관리서버(100)의 제어를 토대로 상기 작업 공간에서 자동화 기기나 로봇을 통해 생산 공정을 진행하고, 작업결과를 상기 생산 라인 관리서버(100)로 전송한다(⑤-2).In addition, in the
또한 상기 생산 라인 관리서버(100)는 상기 무인 비행체(300) 및 스테이션(200) 각각으로부터 전송받은 이동결과 및 작업결과를 확인하고, 완성품을 생산할 때까지 정해진 공정에 따른 스테이션(200) 및 무인 비행체(300)별 생산 작업과 이송을 수행한다(⑥).In addition, the production
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 생산 라인 관리서버(100)의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.4 is a view showing in detail the configuration of the production
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 생산 라인 관리서버(100)는 생산 계획부(110), 이송 계획부(120), 스테이션 제어부(130), 무인 비행체 제어부(140), 통신부(150), 생산공정 확인부(160) 등을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 4 , the production
또한 상기 생산 라인 관리서버(100)는 도면에 도시하지는 않았지만, 각종 기능에 대한 데이터 입력을 위한 입력부, 각종 동작프로그램의 업데이트를 관리하는 업데이트 관리부, 생산 공정과 관련된 각종 데이터를 표시하는 표시부, 생산 공정에 대한 작업 현황이나 무인 비행체 이송 현황 등을 통계처리하는 통계 처리부 등을 추가로 포함할 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, the production
상기 생산 계획부(110)는 복수의 스테이션(200)이 구비된 생산 라인을 통해 생산할 제품의 공정 순서를 수립하고, 상기 수립한 공정 순서를 토대로 상기 스테이션(200)의 배치를 결정하며, 상기 수립한 제품의 공정 순서, 상기 결정한 각 스테이션의 배치 정보를 상기 데이터베이스(400)에 저장하여 관리한다.The
이때 상기 생산 계획부(110)는 생산할 제품이 변경될 때마다 공정 순서를 바꾸거나 스테이션의 재배치를 수행할 수 있다.In this case, the
상기 이송 계획부(120)는 상기 생산 계획부(110)에서 수립한 공정 순서에 따라 상기 무인 비행체(300)를 사용한 각 스테이션(200) 사이의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송 계획을 수립하며, 상기 수립한 제품이나 부품의 이송 계획 정보를 상기 데이터베이스(400)에 저장하여 관리한다.The
이때 상기 이송 계획 정보는 각 무인 비행체(300)의 공정 순서에 따른 출발지 스테이션 및 목적지 스테이션 사이의 최단거리 비행경로, 충돌회피 정보 등이 포함될 수 있다.At this time, the transfer plan information may include the shortest flight path between the departure station and the destination station according to the process sequence of each unmanned
상기 스테이션 제어부(130)는 상기 생산 계획부(110)를 통해 수립된 공정 순서를 참조하여, 공정 순서에 따라 생산 라인에 구비된 각각의 스테이션(200)별 작업을 제어하기 위한 제어명령을 생성하고, 상기 생성한 제어명령을 각 스테이션(200)으로 전송한다.The station control unit 130 refers to the process sequence established through the
또한 상기 스테이션 제어부(130)는 각 스테이션(200)에서 수행한 작업의 결과인 특정 제품이나 부품을 다음 공정을 수행하는 스테이션(200)으로 이송시키기 위해서, 해당 스테이션(200)에 위치하고 있는 무인 비행체(300)에 탑재하도록 제어한다.In addition, the station control unit 130 is an unmanned aerial vehicle located in the
상기 무인 비행체 제어부(140)는 경로 설정부(141)와 경로 탐색부(142)로 구성되며, 상기 무인 비행체(300)가 사전에 설정된 비행경로에 따라 비행을 수행할 수 있도록 제어한다. 즉 특정 스테이션(200)에서 작업한 제품이나 부품을 탑재한 상기 무인 비행체(300)가 다음 공정을 수행하는 스테이션(200)으로 비행하는 것을 제어하는 것이다.The unmanned aerial vehicle control unit 140 includes a route setting unit 141 and a route search unit 142, and controls the unmanned
상기 경로 설정부(141)는 상기 무인 비행체(300)를 사용하여 생산 라인에 사용되는 각각의 제품이나 부품을 스테이션(200) 간에 이송할 때, 각각의 무인 비행체(300) 별로 출발지 스테이션, 경유지 및 목적지 스테이션의 좌표정보를 포함한 비행경로를 설정한다.The route setting unit 141 uses the unmanned
또한 상기 경로 설정부(141)는 상기 경로 탐색부(142)로부터 탐색결과 충돌 위험이 있는 무인 비행체(300)가 존재하면, 해당 무인 비행체(300)들의 특정 시점 및 좌표에서의 수평 및 수직이동에 대한 비행경로를 재설정하고, 재설정한 비행경로를 해당 무인 비행체(300)로 전송하여 비행과정에서의 충돌을 회피할 수 있도록 한다.In addition, the route setting unit 141 is, as a result of the search from the route search unit 142, if there is an unmanned
상기 경로 탐색부(142)는 현재 생산 라인에서 비행중인 모든 무인 비행체(300)의 비행경로를 탐색하고, 상기 탐색결과 특정 시점 및 좌표에서 충돌 위험이 있는 무인 비행체(300)가 존재하는지를 확인하며, 확인한 결과를 상기 경로 설정부(141)로 제공한다.The route search unit 142 searches the flight paths of all unmanned
상기 통신부(150)는 상기 생산 라인 관리서버(100)와 각 스테이션(200) 및 무인 비행체(300) 사이에 이루어지는 데이터 통신을 처리한다. 즉 각각의 스테이션(200)별 작업(즉 공정 진행, 이송할 제품이나 부품의 무인 비행체 탑재 또는 하역 등)을 위한 제어명령이나 각각의 무인 비행체(300)별 비행을 위한 제어명령의 전송, 각각의 스테이션(200) 및 무인 비행체(300)에서 수행한 결과정보의 수신을 처리하는 것이다.The communication unit 150 processes data communication between the production
상기 생산공정 확인부(160)는 상기 통신부(150)를 통해 상기 각각의 스테이션(200) 및 무인 비행체(300)로부터 현재 수행중인 작업 현황, 제품이나 부품의 이송 현황 또는 이들의 조합을 포함한 공정정보를 전달받고, 상기 공정정보를 토대로 공정 수행 결과를 확인한다.The production process confirmation unit 160 is a process information including the current status of work being performed from each
또한 상기 생산공정 확인부(160)는 상기 확인한 공정수행 결과를 토대로 다음 공정의 진행을 결정하며, 결정된 내용을 스테이션 제어부(130) 및 무인 비행체 제어부(140)로 출력한다.In addition, the production process confirmation unit 160 determines the progress of the next process based on the confirmed process execution result, and outputs the determined content to the station control unit 130 and the unmanned aerial vehicle control unit 140 .
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션(200)의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating in detail the configuration of the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스테이션(200)은 구동 제어부(210), 작업 수행부(220), 이송부(230), 충전부(240), 상판부(250) 등을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5 , the
또한 상기 스테이션(200)은 도면에 도시하지는 않았지만, 각 구성 부분에 동작전원을 공급하는 전원부, 각종 기능에 대한 데이터 입력을 위한 입력부, 상기 생산 라인 관리서버(100)와 데이터 통신을 수행할 수 있는 통신 인터페이스부 등을 추가로 포함할 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, the
상기 구동 제어부(210)는 상기 생산 라인 관리서버(100)로부터 수신한 제어명령에 따라 상기 스테이션(200)에서 수행하여야 하는 단위 공정을 총괄적으로 제어하는 기능을 수행한다.The driving control unit 210 performs a function of collectively controlling a unit process to be performed in the
즉 상기 제어명령을 토대로 이전 공정을 수행한 스테이션(200)으로부터 상기 무인 비행체(300)를 통해 이송된 특정 제품이나 부품의 하역, 상기 특정 제품이나 부품의 작업 공간으로의 이동 및 작업 수행, 다음 공정을 진행하는 스테이션(200)으로 이송될 제품이나 부품의 상기 무인 비행체(300)로의 이동 및 탑재 등을 제어하는 것이다.That is, unloading of a specific product or part transferred through the unmanned
상기 기구부(220)는 상기 스테이션(200)에 구비된 작업 공간에 설치되는 제품 생산에 필요한 작업을 수행하는 자동화기기 및 로봇을 포함하는 기구로서, 상기 구동 제어부(210)의 제어에 따라 상기 작업 공간에서 제품 생산을 위한 작업을 수행한다.The mechanism unit 220 is a mechanism including an automation device and a robot for performing tasks necessary for production of products installed in a work space provided in the
상기 이송부(230)는 상기 작업 공간에 설치되며, 상기 작업 공간에서 수행한 제품이나 부품을 상기 상판부(250)에 위치한 상기 무인 비행체(300)에 탑재하거나 또는 상기 상판부(250)에 위치한 상기 무인 비행체(300)로부터 하역한 제품이나 부품을 상기 작업 공간으로 이동시키기 위해 승강시키는 기능을 수행한다.The
상기 충전부(240)는 상기 상판부(250)에 위치한 상기 무인 비행체(300)에서 사용하는 전원을 충전한다.The charging
이때 상기 충전부(240)는 비접촉식 무선충전 방식으로 상기 상판부(250)에 위치한 상기 무인 비행체(300)의 충전을 수행하거나, 또는 충전단자(미도시)를 통해 접속하는 접촉식 충전 방식으로 상기 무인 비행체(300)의 충전을 수행할 수 있으며, 상기 무인 비행체(300)의 현재 충전상태를 확인하여 상기 생산 라인 관리서버(100)로 제공할 수 있다.At this time, the charging
상기 상판부(250)는 항만의 도크와 같이 계류 기능을 수행하는 부분으로서, 상기 무인 비행체가 이착륙을 원활하게 수행할 수 있도록 상기 스테이션(200)의 상부에 구비되는 것이 바람직하며, 적어도 하나 이상의 무인 비행체(300)가 머무를 수 있다.The top plate 250 is a part that performs a mooring function like a dock in a harbor, and is preferably provided above the
또한 상기 상판부(250)에는 상기 무인 비행체(300)의 이륙 또는 착륙을 확인하기 위한 적어도 하나 이상의 센서가 구비되어 있으며, 상기 충전부(240)가 구비되어 상기 무인 비행체(300)가 착륙하면 비저촉식 또는 접촉식 충전이 가능하다.In addition, at least one sensor for confirming the take-off or landing of the unmanned
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 운영방법의 일 실시예를 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다. 이때 본 발명의 방법에 따른 각 단계는 사용 환경이나 당업자에 의해 순서가 변경될 수 있다.Next, an embodiment of a transport system operating method using an unmanned aerial vehicle according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8 . In this case, the order of each step according to the method of the present invention may be changed by the environment of use or by those skilled in the art.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 실내공기 정화 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating in detail the operation process of the smart indoor air purification method according to an embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 생산 라인 관리서버(100)는 생산 라인에 구비된 각 스테이션(200)의 제품 생산을 위한 작업 계획을 수립하고(S100), 이와 함께 각 스테이션(200) 간의 제조 공정에 따른 제품이나 부품의 이동을 위한 각 무인 비행체(300)들의 이송 계획을 수립한다(S200).As shown in FIG. 6 , the production
이후 상기 생산 라인 관리서버(100)는 상기 S100 단계를 통해 수립한 제품 생산을 위한 작업 계획을 토대로 각 스테이션(200)의 구동을 위한 제어명령을 생성한 다음, 상기 제어명령을 각 스테이션(200)으로 전송하여, 이전 공정을 수행한 스테이션(200)으로부터 무인 비행체(300)를 통해 전달받은 제품이나 부품을 가공하여 단위 공정을 수행하거나, 다음 공정을 수행할 스테이션(200)으로 제품이나 부품을 이송하기 위하여 상기 제품이나 부품을 상기 무인 비행체(300)에 탑재할 수 있도록 한다(S300).After that, the production
또한 상기 생산 라인 관리서버(100)는 상기 S200 단계를 통해 수립한 상기 무인 비행체(300)를 사용한 부품 이송 계획을 토대로 각 무인 비행체(300)의 비행을 위한 제어명령을 생성한 다음, 상기 제어명령을 각 무인 비행체(300)로 전송하여, 각 무인 비행체(300)에서 공정 순서에 따라 기 설정된 비행경로를 토대로 스테이션(200) 간의 비행을 수행하도록 한다(S400).In addition, the production
상기 S400 단계를 도 7 및 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The step S400 will be described in more detail with reference to FIGS. 7 and 8 as follows.
도 7은 본 발명에 적용된 무인 비행체의 스테이션 사이의 제품이나 부품의 이송 과정에 대한 일 실시예를 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명에 적용된 무인 비행체의 스테이션 사이의 제품이나 부품의 이송을 위한 수평 및 수직 비행의 일 실시예를 나타낸 도면이다.7 is a view showing an embodiment of a process for transferring products or parts between stations of an unmanned aerial vehicle applied to the present invention, and FIG. 8 is a horizontal view for transferring products or parts between stations of an unmanned aerial vehicle applied to the present invention and a view showing an embodiment of vertical flight.
도 7에 나타낸 바와 같이, 출발 스테이션에서 작업 공간에 위치한 제품이나 부품을 상부에 위치하고 있는 무인 비행체(300)에 탑재하면, 상기 무인 비행체(300)는 해당 스테이션(200)에서 이륙한 다음, 상기 생산 라인 관리서버(100)로부터 제공받은 비행경로에 따라 도착 스테이션까지 수평 및 수직 이동을 수행한다.As shown in FIG. 7 , when a product or part located in the working space at the departure station is mounted on the unmanned
이와 같은 비행을 통해 상기 무인 비행체(300)가 도착 스테이션에 착륙하면, 상기 도착 스테이션에서는 상기 무인 비행체(300)에 탑재된 제품이나 부품을 하역한 다음 작업 공간으로 이송시킨다.When the unmanned
이때 수평이동은 도 8의 (a)에 나타낸 것처럼 스테이션 상공에 형성된 수평면을 따라 이동하는 것을 말하고, 수직이동은 도 8의 (b)에 나타낸 것처럼 스테이션 상공에 형성된 수직면에 따라 이동하는 것을 말한다. 그리고 수평 및 수직 이동은 직각 또는 45도 대각선 방향으로 전진 또는 후진 비행을 수행할 수 있다.At this time, horizontal movement refers to moving along a horizontal plane formed above the station as shown in FIG. 8(a), and vertical movement refers to moving along a vertical plane formed above the station as shown in FIG. 8(b). And horizontal and vertical movement can perform forward or backward flight in a right angle or 45 degree diagonal direction.
또한 상기 무인 비행체(300)는 비행경로에 따라 수평이동과 수직이동을 실시하게 되는데, 만일 평면상에서 다른 무인 비행체와의 충돌이 예상되는 경우에는 특정 시점 및 좌표에서 수직으로 이동하여 충돌을 회피하면서 비행할 수 있다. 물론 충돌회피에 대한 비행경로는 상기 생산 라인 관리서버(100)로부터 제공받는다.In addition, the unmanned
다시 도 6을 참조하면, 상기 생산 라인 관리서버(100)는 네트워크를 통해 스테이션(200) 및 무인 비행체(300) 각각으로부터 현재 진행한 작업 현황, 제품이나 부품의 이송 현황을 포함한 공정정보를 수신하여, 상기 공정정보를 토대로 공정 수행 결과를 확인한다(S500).Referring back to FIG. 6, the production
그리고 상기 생산 라인 관리서버(100)는 제품 생산에 따른 모든 공정이 완료되었는지의 여부를 판단하여(S600), 제품 생산이 마무리될 때까지 상기 S300 단계 이후를 반복하여 수행한다.And the production
이처럼, 본 발명은 복수의 스테이션 사이에 무인 비행체를 사용하여 생산에 필요한 제품이나 부품의 이송을 수행하기 때문에, 다양한 이송경로를 확보하여 생산 라인의 유연성과 확장성을 극대화할 수 있고, 유연 생산 라인의 구축을 용이하게 수행할 수 있다.As such, the present invention can maximize the flexibility and scalability of the production line by securing various transport routes because the present invention transfers products or parts necessary for production using an unmanned aerial vehicle between a plurality of stations, and the flexible production line can be easily constructed.
또한 본 발명은 무인 비행체 운영과정에서 복수의 이송작업이 동시에 진행될 때, 각각의 무인 비행체별 최단비행경로를 설정하고, 각 무인 비행체의 비행경로 탐색을 통해 충돌 위험을 회피할 수 있도록 수평 및 수직이동을 제어하기 때문에, 다른 무인 비행체와의 충돌을 회피하면서 이송 작업을 빠르고 안전하게 수행할 수 있다.In addition, the present invention sets the shortest flight path for each unmanned aerial vehicle when a plurality of transfer operations are simultaneously performed during the operation of the unmanned aerial vehicle, and horizontal and vertical movement to avoid the risk of collision through the flight path search of each unmanned aerial vehicle control, it is possible to quickly and safely carry out transport operations while avoiding collisions with other unmanned aerial vehicles.
이상에서와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. You will understand that it is possible. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.
100 : 생산 라인 관리서버 110 : 생산 계획부
120 : 이송 계획부 130 : 스테이션 제어부
140 : 무인 비행체 제어부 141 : 경로 설정부
142 : 경로 탐색부 150 : 통신부
160 : 생산공정 확인부 200 : 스테이션
210 : 구동 제어부 220 : 기구부
230 : 이송부 240 : 충전부
250 : 상판부 300 : 무인 비행체
400 : 데이터베이스100: production line management server 110: production planning department
120: transfer planning unit 130: station control unit
140: unmanned aerial vehicle control unit 141: route setting unit
142: route search unit 150: communication unit
160: production process confirmation unit 200: station
210: drive control unit 220: mechanism unit
230: transfer unit 240: charging unit
250: upper plate 300: unmanned aerial vehicle
400 : database
Claims (7)
상기 수립한 공정 순서에 따라 무인 비행체를 사용한 스테이션 간의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송 계획을 수립하는 이송 계획부;
상기 무인 비행체로부터 시간, 비행경로, 도착여부 또는 이들의 조합을 포함한 이동결과를 전송받고, 상기 스테이션으로부터 현재 수행중인 작업 현황, 제품이나 부품의 이송 현황 또는 이들의 조합을 포함한 작업결과를 전송받고, 상기 전송받은 이동결과와 작업결과를 확인하여 다음 공정의 진행을 결정하는 생산공정 확인부;
상기 생산 라인에 구비된 각각의 스테이션별 작업을 제어하고, 상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품을 무인 비행체에 탑재하도록 제어하는 스테이션 제어부; 및
상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품을 탑재한 상기 무인 비행체를 다음 작업을 수행하는 스테이션으로 비행하도록 제어하는 무인 비행체 제어부;를 포함하며,
상기 무인 비행체 제어부는,
각각의 무인 비행체별로 출발지 스테이션, 경유지 및 목적지 스테이션의 좌표정보를 포함한 상기 무인 비행체가 비행할 시간과 좌표인 비행경로를 설정하는 경로 설정부; 및
상기 생산 라인에서 특정 시점에 비행중인 모든 무인 비행체의 비행경로를 탐색하는 경로 탐색부;를 포함하며,
상기 경로 탐색부는, 상기 탐색한 결과를 바탕으로 상기 특정 시점에 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하는지를 확인하는 것을 더 포함하며,
상기 경로 설정부는, 상기 확인한 결과 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하는 것으로 확인되면, 해당 무인 비행체의 상기 특정 시점 및 좌표에서 수평이동으로 비행을 지속할지 아니면 고도를 조정하여 수직이동으로 비행을 수행할지에 대한 충돌회피가 반영된 비행경로를 사전에 재설정하는 것을 더 포함하며,
상기 스테이션 제어부는, 상기 생산 계획부를 통해 수립된 공정 순서에 따라 생산 라인에 구비된 각 스테이션별 작업을 제어하기 위한 제어명령을 생성하고, 각 상기 스테이션에서 수행한 작업의 결과인 특정 제품이나 부품을 다음 공정을 수행하는 스테이션으로 이송시키기 위해서, 해당 스테이션에 위치하고 있는 무인 비행체에 탑재하도록 제어하는 것을 더 포함하며,
상기 데이터베이스는, 상기 생산 라인에 구비된 각 상기 스테이션을 이용한 생산할 제품의 공정순서, 공정 순서에 따른 스테이션의 배치 또는 이들의 조합을 포함한 생산계획 정보와 상기 수립한 공정 순서에 따라 상기 무인 비행체를 사용한 각 상기 스테이션 간의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송순서, 각 무인 비행체의 비행경로, 다른 무인 비행체와의 충돌회피 정보 또는 이들의 조합한 이송계획 정보를 저장하여 관리하며,
상기 스테이션은, 상기 스테이션 제어부의 제어에 따라 상기 스테이션의 구동을 제어하는 구동 제어부; 상기 스테이션의 작업 공간에 설치되는 자동화기기 및 로봇을 포함하는 기구로서, 상기 구동 제어부의 제어에 따라 상기 작업 공간에서 제품 생산을 위한 작업을 수행하는 기구부; 상기 무인 비행체가 이륙 또는 착륙할 수 있도록 상부에 구비되고, 상기 무인 비행체의 이륙 또는 착륙을 확인하기 위한 적어도 하나 이상의 센서가 구비되어 있는 상판부; 상기 작업 공간에서 수행한 제품이나 부품을 상기 무인 비행체에 탑재하거나 또는 상기 무인 비행체로부터 하역한 제품이나 부품을 상기 작업 공간으로 이동시키기 위해 승강시키는 이송부; 및 상기 상판부에 위치하여, 비접촉식 무선충전 방식 또는 충전단자를 통해 접속하는 접촉식 충전 방식으로 상기 무인 비행체의 전원을 충전하는 충전부;를 더 포함하며,
상기 무인 비행체에 구비된 공중에서 일정시간동안 정지된 상태를 유지할 수 있는 호버링(hovering) 기능, 수직으로 이착륙할 수 있는 수직 이착륙 기능, 생산 라인 전체를 커버할 수 있을 정도의 통신 거리를 확보할 수 있는 무선 통신기능, 각 상기 스테이션에 머무는 동안 접촉식 충전 또는 비접촉식 무선 충전 기능을 통해서, 각각의 무인 비행체가 상기 생산계획 정보에 따른 이송계획 정보를 토대로 다른 무인 비행체와의 충돌을 회피하면서 이송 작업을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 사용한 이송 시스템.Establish a process sequence of products to be produced through a production line equipped with a plurality of stations, determine the arrangement of the stations according to the established process sequence, process the established product process sequence, and determine the arrangement information of each station a production planning unit that stores and manages the database, and changes the process sequence or relocates stations whenever a product to be produced is changed;
a transfer planning unit for establishing a transfer plan for products or parts used in the corresponding process between stations using an unmanned aerial vehicle according to the established process sequence;
Receive movement results including time, flight path, arrival status, or a combination thereof from the unmanned aerial vehicle, and receive operation results including the current status of work being performed, the status of transport of products or parts, or a combination thereof from the station; a production process confirmation unit for determining the progress of the next process by confirming the received movement result and the operation result;
a station control unit for controlling the operation of each station provided in the production line, and controlling the product or part worked in the station to be mounted on the unmanned aerial vehicle; and
Including; and an unmanned aerial vehicle control unit for controlling the unmanned aerial vehicle to fly to a station that performs the next operation of the unmanned aerial vehicle mounted with the product or part worked in the station;
The unmanned aerial vehicle control unit,
a route setting unit for setting a flight path that is a time and coordinates for the unmanned aerial vehicle to fly, including coordinate information of a departure station, a stopover, and a destination station for each unmanned aerial vehicle; and
It includes; a route search unit that searches the flight routes of all unmanned aerial vehicles flying at a specific time in the production line;
The route search unit further comprises confirming whether there is an unmanned aerial vehicle with a risk of collision at the specific point in time based on the search result,
The route setting unit, if it is confirmed that there is an unmanned aerial vehicle with a risk of collision as a result of the confirmation, whether to continue the flight in a horizontal movement at the specific time and coordinates of the unmanned aerial vehicle, or to perform the flight in a vertical movement by adjusting the altitude It further includes resetting the flight path in which collision avoidance is reflected in advance,
The station control unit generates a control command for controlling the operation for each station provided in the production line according to the process sequence established through the production planning unit, and selects a specific product or part as a result of the operation performed at each station. In order to transfer to the station performing the next process, it further comprises controlling to be mounted on the unmanned aerial vehicle located in the station,
The database includes production plan information including the process sequence of products to be produced using each station provided in the production line, arrangement of stations according to the process sequence, or a combination thereof, and the unmanned aerial vehicle according to the established process sequence. It stores and manages the transfer order of products or parts used in the process between each station, the flight path of each unmanned aerial vehicle, collision avoidance information with other unmanned aerial vehicles, or a combination of these transfer plan information,
The station may include: a driving control unit configured to control driving of the station according to the control of the station control unit; A mechanism including an automation device and a robot installed in the work space of the station, the mechanism unit performing a work for product production in the work space under the control of the driving control unit; a top plate provided on the upper portion so that the unmanned aerial vehicle can take off or land, and at least one sensor for confirming the take-off or landing of the unmanned aerial vehicle; a transfer unit for lifting and lowering products or parts carried out in the work space to the work space to be mounted on the unmanned aerial vehicle or unloaded from the unmanned aerial vehicle; and a charging unit located in the upper plate portion for charging the power of the unmanned aerial vehicle by a non-contact wireless charging method or a contact-type charging method connected through a charging terminal.
A hovering function capable of maintaining a stationary state for a certain period of time in the air provided in the unmanned aerial vehicle, a vertical take-off and landing function that can take off and land vertically, and a communication distance sufficient to cover the entire production line. Through the wireless communication function, contact charging or non-contact wireless charging function while staying at each of the stations, each unmanned aerial vehicle performs the transfer operation while avoiding collision with other unmanned aerial vehicles based on the transfer plan information according to the production plan information. A transport system using an unmanned aerial vehicle, characterized in that it can be performed.
상기 수립한 공정 순서에 따라 무인 비행체를 사용한 스테이션 간의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송 계획을 수립하는 이송 계획 단계;
상기 무인 비행체로부터 시간, 비행경로, 도착여부 또는 이들의 조합을 포함한 이동결과를 전송받고, 상기 스테이션으로부터 현재 수행중인 작업 현황, 제품이나 부품의 이송 현황 또는 이들의 조합을 포함한 작업결과를 전송받고, 상기 전송받은 이동결과와 작업결과를 확인하여 다음 공정의 진행을 결정하는 생산공정 확인 단계;
생산 라인 관리서버에서, 생산 라인에 구비된 각각의 스테이션별 작업을 제어하고, 상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품을 무인 비행체에 탑재하도록 제어하는 스테이션 제어 단계; 및
상기 생산 라인 관리서버에서, 상기 스테이션에서 작업한 제품이나 부품을 탑재한 상기 무인 비행체를 다음 작업을 수행하는 스테이션으로 비행하도록 제어하는 무인 비행체 제어 단계;를 포함하며,
상기 무인 비행체 제어 단계는,
상기 생산 라인 관리서버에서, 각각의 무인 비행체별로 출발지 스테이션, 경유지 및 목적지 스테이션의 좌표정보를 포함한 상기 무인 비행체가 비행할 시간과 좌표인 비행경로를 설정하는 경로 설정 단계; 및
상기 생산 라인 관리서버에서, 상기 생산 라인에서 특정 시점에 비행중인 모든 무인 비행체의 비행경로를 탐색하는 경로 탐색 단계;를 포함하며,
상기 경로 탐색 단계는, 상기 탐색한 결과를 바탕으로 상기 특정 시점에 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하는지를 확인하는 것을 더 포함하며,
상기 경로 설정 단계는, 상기 확인한 결과 충돌 위험이 있는 무인 비행체가 존재하는 것으로 확인되면, 해당 무인 비행체의 상기 특정 시점 및 좌표에서 수평이동으로 비행을 지속할지 아니면 고도를 조정하여 수직이동으로 비행을 수행할지에 대한 충돌회피가 반영된 비행경로를 사전에 재설정하는 것을 더 포함하며,
상기 스테이션 제어 단계는, 상기 생산 계획 단계를 통해 수립된 공정 순서에 따라 생산 라인에 구비된 각 스테이션별 작업을 제어하기 위한 제어명령을 생성하고, 각 상기 스테이션에서 수행한 작업의 결과인 특정 제품이나 부품을 다음 공정을 수행하는 스테이션으로 이송시키기 위해서, 해당 스테이션에 위치하고 있는 무인 비행체에 탑재하도록 제어하는 것을 더 포함하며,
상기 데이터베이스는, 상기 생산 라인에 구비된 각 상기 스테이션을 이용한 생산할 제품의 공정순서, 공정 순서에 따른 스테이션의 배치 또는 이들의 조합을 포함한 생산계획 정보와 상기 수립한 공정 순서에 따라 상기 무인 비행체를 사용한 각 상기 스테이션 간의 해당 공정에 사용되는 제품이나 부품의 이송순서, 각 무인 비행체의 비행경로, 다른 무인 비행체와의 충돌회피 정보 또는 이들의 조합한 이송계획 정보를 저장하여 관리하며,
상기 스테이션은, 스테이션 제어부의 제어에 따라 상기 스테이션의 구동을 제어하는 구동 제어부; 상기 스테이션의 작업 공간에 설치되는 자동화기기 및 로봇을 포함하는 기구로서, 상기 구동 제어부의 제어에 따라 상기 작업 공간에서 제품 생산을 위한 작업을 수행하는 기구부; 상기 무인 비행체가 이륙 또는 착륙할 수 있도록 상부에 구비되고, 상기 무인 비행체의 이륙 또는 착륙을 확인하기 위한 적어도 하나 이상의 센서가 구비되어 있는 상판부; 상기 작업 공간에서 수행한 제품이나 부품을 상기 무인 비행체에 탑재하거나 또는 상기 무인 비행체로부터 하역한 제품이나 부품을 상기 작업 공간으로 이동시키기 위해 승강시키는 이송부; 및 상기 상판부에 위치하여, 비접촉식 무선충전 방식 또는 충전단자를 통해 접속하는 접촉식 충전 방식으로 상기 무인 비행체의 전원을 충전하는 충전부;를 더 포함하며,
상기 무인 비행체에 구비된 공중에서 일정시간동안 정지된 상태를 유지할 수 있는 호버링(hovering) 기능, 수직으로 이착륙할 수 있는 수직 이착륙 기능, 생산 라인 전체를 커버할 수 있을 정도의 통신 거리를 확보할 수 있는 무선 통신기능, 각 상기 스테이션에 머무는 동안 접촉식 충전 또는 비접촉식 무선 충전 기능을 통해서, 각각의 무인 비행체가 상기 생산계획 정보에 따른 이송계획 정보를 토대로 다른 무인 비행체와의 충돌을 회피하면서 이송 작업을 수행할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 사용한 이송 시스템 운영방법.Establish a process sequence of products to be produced through a production line equipped with a plurality of stations, determine the arrangement of the stations according to the established process sequence, process the established product process sequence, and determine the arrangement information of each station a production planning step of storing and managing a database, and changing the process sequence or relocating stations whenever a product to be produced is changed;
a transfer planning step of establishing a transfer plan for products or parts used in a corresponding process between stations using an unmanned aerial vehicle according to the established process sequence;
Receive movement results including time, flight path, arrival status, or a combination thereof from the unmanned aerial vehicle, and receive operation results including the current status of work being performed, the status of transport of products or parts, or a combination thereof from the station; a production process confirmation step of determining the progress of the next process by confirming the received movement result and the operation result;
A station control step of controlling, in the production line management server, the operation of each station provided in the production line, and controlling the products or parts worked in the station to be mounted on the unmanned aerial vehicle; and
In the production line management server, the unmanned aerial vehicle control step of controlling the unmanned aerial vehicle carrying the product or parts worked in the station to fly to the station performing the next operation; includes,
The unmanned aerial vehicle control step includes:
A route setting step of setting, in the production line management server, a flight route that is a time and coordinates for the unmanned aerial vehicle to fly, including coordinate information of a departure station, a stopover, and a destination station for each unmanned aerial vehicle; and
In the production line management server, a route search step of searching the flight routes of all unmanned aerial vehicles flying at a specific time in the production line;
The route search step further includes confirming whether there is an unmanned aerial vehicle with a risk of collision at the specific point in time based on the search result,
In the route setting step, if it is confirmed that there is an unmanned aerial vehicle with a risk of collision as a result of the confirmation, whether to continue the flight in a horizontal movement at the specific time point and coordinates of the unmanned aerial vehicle, or to adjust the altitude to perform the flight in a vertical movement It further includes re-establishing the flight path in which collision avoidance is reflected in advance,
The station control step generates a control command for controlling the operation for each station provided in the production line according to the process sequence established through the production planning step, and a specific product or In order to transfer the parts to the station performing the next process, further comprising controlling to be mounted on the unmanned aerial vehicle located in the station,
The database includes production plan information including the process sequence of products to be produced using each station provided in the production line, the arrangement of stations according to the process sequence, or a combination thereof, and the unmanned aerial vehicle according to the established process sequence. Stores and manages the transport order of products or parts used in the process between each station, the flight path of each unmanned aerial vehicle, collision avoidance information with other unmanned aerial vehicles, or a combination of these transfer plan information,
The station may include: a driving control unit configured to control driving of the station according to the control of the station control unit; A mechanism including an automation device and a robot installed in the work space of the station, the mechanism unit performing a work for product production in the work space under the control of the drive control unit; a top plate provided on the upper portion so that the unmanned aerial vehicle can take off or land, and at least one sensor for confirming the take-off or landing of the unmanned aerial vehicle; a transfer unit for lifting and lowering products or parts carried out in the working space to the working space to mount the products or parts on the unmanned aerial vehicle or to move the products or parts unloaded from the unmanned aerial vehicle; and a charging unit located in the upper plate portion for charging the power of the unmanned aerial vehicle by a non-contact wireless charging method or a contact-type charging method connected through a charging terminal.
A hovering function capable of maintaining a stationary state for a certain period of time in the air provided in the unmanned aerial vehicle, a vertical take-off and landing function that can take off and land vertically, and a communication distance sufficient to cover the entire production line. Through the wireless communication function, contact charging or non-contact wireless charging function while staying at each of the stations, each unmanned aerial vehicle performs the transfer operation while avoiding collision with other unmanned aerial vehicles based on the transfer plan information according to the production plan information. A transport system operating method using an unmanned aerial vehicle, characterized in that it can be performed.
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