KR102460349B1 - 모듈식 제어 캐비넷의 조립을 위한 시스템 및 방법(system and method for the assembly of a modular control cabinet) - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 전기 및/또는 전자 설치 모듈들(5-5''') 및 추가적인 선택적 기술 컴포넌트들을 위한 고정 수단을 구비하는 스위치 캐비넷 하우징(6)에 모듈식 스위치 캐비넷 장비를 장착하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로,
- 계획된 설계(2)를 분석하고 그리고 로봇 디바이스(R) 또는 어셈블러(M)에 의해 수행되고 그리고 서로 연계되는(build on) 개별 단계들(A, B, C, D)로 분할함으로써 생산-효율적인 조립 단계 순서를 결정하기 위한 컴퓨터-지원 보조 유닛(1),
- 상기 결정된 설치 단계 순서의 수동 조립 단계들(A; B; D)을 시각화하기 위해 적어도 한 명의 조립 기술자(M)를 위한 설치 장소에 설치되는, 이미지 및/또는 텍스트 정보를 위한 적어도 하나의 디스플레이 유닛(11-11'),
- 상기 보조 유닛(1)이 완료를 기록하고 그리고 다음 예정된 조립 단계를 호출하도록 상기 조립 기술자(M)에 의해 상기 완료되는 조립 단계(A; B; D)를 확인(acknowledgement)하기 위한 적어도 하나의 입력 유닛(12-12')
을 포함한다.
- 계획된 설계(2)를 분석하고 그리고 로봇 디바이스(R) 또는 어셈블러(M)에 의해 수행되고 그리고 서로 연계되는(build on) 개별 단계들(A, B, C, D)로 분할함으로써 생산-효율적인 조립 단계 순서를 결정하기 위한 컴퓨터-지원 보조 유닛(1),
- 상기 결정된 설치 단계 순서의 수동 조립 단계들(A; B; D)을 시각화하기 위해 적어도 한 명의 조립 기술자(M)를 위한 설치 장소에 설치되는, 이미지 및/또는 텍스트 정보를 위한 적어도 하나의 디스플레이 유닛(11-11'),
- 상기 보조 유닛(1)이 완료를 기록하고 그리고 다음 예정된 조립 단계를 호출하도록 상기 조립 기술자(M)에 의해 상기 완료되는 조립 단계(A; B; D)를 확인(acknowledgement)하기 위한 적어도 하나의 입력 유닛(12-12')
을 포함한다.
Description
본 발명은 복수의 전기 및/또는 전자 내장 모듈들 및 추가적인 선택적 컴포넌트들을 위한 고정 수단을 구비하는, 스위치 캐비넷 하우징에서 모듈식 스위치 캐비넷 장비의 완성을 위한 전기 및/또는 전자 내장 모듈의 조립을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 조립을 수행하기 위해 이에 의해 생성된 특수 데이터 포맷 및 프로세스를 구현하는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
본 발명의 기술분야는 스위치 캐비넷 기술에 관한 것이다. 스위치 캐비넷들은 가정용 분야(domestic field)에 종종 사용되지만, 전기 및/또는 전자 컴포넌트들의 보호 하우징을 위한 산업 분야들에서 주로 사용된다. 여기서 관심있는 유형의 스위치 캐비닛은 주로 자동화 생산 공장(automated production plant), 공정 엔지니어링 공장(process engineering plant), 공작 기계(machine tool) 등을 제어하기 위해 표준화된 내장 모듈들의 형태로 일반적으로 설계되는, 전기 및 전자 컴포넌트들을 수용한다. 따라서, 제어 캐비넷에서의 내장 모듈들은 현장 장치인 기계들에 직접적으로 배치되지 않는 제어 컴포넌트들이다. 내장 모듈들로서, 예를 들어, 프로그래머블 로직은 제어되는 시스템들, 기계들 및 전원에 연결을 구축한다. 스위치 캐비넷 피팅(switch cabinet fitting)을 가지는 스위치 캐비넷의 장비는 응용-특이적 설계에 따라 수행된다.
오늘날, 인클로저 장비의 개념적 설계 및 구성을 위한 이러한 설계는 본 발명의 범위 내에서 예를 들어 소위 계획된 설계의 EPLAN Pro Panel® 형태로 생성되는, 소프트웨어-기반이다. 이러한 계획된 설계는 공급 및 분배되는 전력에 맞게 조정되는 유연한 전력 분배 시스템을 위한 구리 버스 바(copper bus bar)들 등의 구성 뿐만 아니라, 전기 및 전자 설치 모듈들 및 필요한 경우 다른 컴포넌트들의 가상 배선(wiring)을 레이아웃의 형태로 특히 3차원 장착 레이아웃으로 포함한다. 전기 또는 전자 설치 모듈들은 예를 들어, 스위치 캐비넷의 내부에 탑-햇 레일(top-hat rail)들에 의해 고정될 수 있다. 스위치 캐비넷을 완성하기 위해, 팬(fan)들, 필터들, 환기장치들, 열 교환기, 에어 컨디셔닝 유닛들, 실내 조명 시스템들, 케이블 엔트리들 등과 같은 선택적인 컴포넌트들이 또한 설계될 수 있다. 또한, 계획된 설계의 데이터 기술적 정보 범위는 또한 특수 케이블 엔트리 방향, 필요한 나사 조임 토크, 필요한 추가적인 보호 캡들 등과 같은, 구조적 경계 조건(structural boundary condition)들에 관한 추가적인 정보를 포함한다.
모던 스위치기어 및 제어 시스템 구성에서, 계획된 설계는 그 응용을 위해 지원되는 계획 소프트웨어를 생성하는, 고객에 의해 생성될 수 있다. 이 구성 단계는 고객 사양들에 따라 스위치기어 캐비넷 제조업체에 의해 수행될 수 있다. 계획 보조 수단으로서, 첨부되는 객체 라이브러리를 가지는 보조 시스템이 이용 가능하고, 이를 사용하여 스위치기어 캐비넷 구성이 유효한 표준들 및 기하학적 치수의 고려 하에 생성될 수 있다. 그리고 결과적인 계획된 설계는 프로세싱 서비스의 범위 내에서 전문가의 관점으로 계획된 설계를 체크한 다음 스위치기어 캐비넷이 그의 전기 작업장에서 완성되도록 지시하는, 스위치기어 및 제어 캐비넷 제조업체에 전송된다. 스위치기어 및 제어 시스템 빌더의 전기 작업장에서, 하나 이상의 조립 기술자(fitter)들이 이들의 전문적 지식과 전문적 경험을 이용하여 스위치기어 캐비넷의 조립을 맡게 된다(take over). 통상적으로 스위치 캐비넷은 고객의 장소에서 설치, 연결 및 시운전되는 사전-조립 및 사전-테스트된 제품의 형태로 전기 작업장을 떠난다.
특히 조립 공정 중에, 통상적으로 부품 리스트들과 함께 전체 레이아웃으로 조립 기술자들에게 이용 가능한, 설계의 구현시에 오류가 발생할 수 있다. 구성의 구현을 위해, 조립 기술자들의 충분한 지식 및 경험이 조립 시간 및 오류의 위험을 최소화하는데 필요하다.
본 발명의 목적은 기술적으로 지원되는 오류없는 조립이 특히 시간-효율적 조립 단계 순서의 고려 하에 구현되도록 모듈식 스위치기어 캐비넷 장비의 조립을 위한 시스템 및 프로세스를 더 개선하는 것이다.
본 목적은 제 1 항에 따른 모듈식 제어 캐비넷 장비의 조립을 위한 시스템에 의해 해결된다. 이 시스템을 이용하여 수행되는 방법에 관하여, 제 11 항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품에서 구현될 수 있는, 제 6 항에서 설명된다. 각각의 참조되는 종속항들은 본 발명의 유리한 추가 훈련(training)을 반영한다.
본 발명은 모듈식 스위치기어 캐비넷 장비의 조립을 위해 일반적인 유형의 컴퓨터-지원 보조 유닛이 계획된 설계를 분석하고 서로 기초하는 개별 조립 단계들로 이를 분할함으로써 생산-효율적 조립 단계 순서를 결정하는 교시하는 시스템 공학을 포함한다. 보조 유닛은 개별 조립 단계들이 로봇 또는 어셈블러(assembler)에 의해 최적으로 수행되는지 여부를 결정한다. 결정은 먼저 바람직하게는 어셈블러들 및 로봇 장비의 리소스들에 기초하는, 다양한 가능한 조립 대안들의 결정, 및 이들로부터 가장 효율적인 조립의 선택을 포함한다. 효율성 기준으로서 주로 전체 조립 프로세스를 위한 산술적인(calculatory) 조립 시간이 사용되며, 이는 최소이여야 한다. 컴퓨터-지원 보조 유닛에 의해 결정되는 생산-효율적 조립 단계 순서의 구현을 위해, 이미지 및/또는 텍스트 정보를 위한 적어도 하나의 디스플레이 유닛이 적어도 하나의 어셈블러를 위한 조립 장소에 설치되고, 이를 통해 결정된 조립 단계 순서의 개별 조립 단계들이 시각화된다. 이는 바람직한 오류없는 구성의 구현을 위한 지원 수단을 제공한다. 또한, 조립 기술자에 의해 완료된 설치 단계의 확인을 위해 입력 유닛이 설치 장소에 설치되어, 보조 유닛은 완료를 기록(log)하고 그리고 다음 계획된 설치 단계를 호출한다. 디스플레이 유닛은 예를 들어, 입력-감지 디스플레이를 가지는 태블릿 컴퓨터인, 입력 유닛과 결합될 수도 있다.
보조 유닛에 의한 계획된 설계의 분석이 조립 단계들 중 적어도 하나가 자동화된 조립 단계로서 실행에 적합하다는 것을 나타내는 경우에 컴퓨터-지원 보조 유닛의 결과인 추가적인 조립 단계가 또한 조립 작업자 대신 로봇 디바이스에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 필수적인 이 분석 활동을 수행하기 위해, 분석 알고리즘이 컴퓨터-지원 보조 유닛에서 구현되고, 컴퓨터-지원 보조 유닛은 계획된 설치 모듈들의 부품 리스트들 및 연결 구성을 가지는 스위치 캐비넷에 배열되는 설치 모듈들의 3차원 레이아웃을 적어도 포함하는 계획된 구성(planned construction)을, 해당 분석 알고리즘에서, 서로 연계되는 개별 조합 단계들로 분할하고, 지식 데이터베이스에 접속함으로써 조립 단계 뿐만 아니라 정의된 순서로 관련된 조립 명령으로 조립될 설치 모듈들을 할당한다. 예를 들어, 전원 설치 모듈이 계획된 설계에서 식별되고 그리고 지식 데이터베이스가 그것이 먼저 설치되어야 한다고 표시하는 경우에, 전원 설치 모듈이 설치 단계 A에 할당된다. 또한, 지식 데이터베이스는 전원 공급 설치 모듈이 설치자에 의해 수동으로 설치되어야 한다는 설치 명령을 제공한다. 레이아웃에 따르면, 전원 설치 모듈이 스위치 캐비넷의 상단 좌측 구석에 장착되어야 한다.
이 정보를 포함하는 데이터셋은 각각의 조립 단계를 단일하게(uniquely) 설명하기 위해 사용될 수 있다. 데이터 기록(data record)는 조립 단계에 대한 식별자, 조립 객체의 지정, 조립 객체가 어떻게 조립되는지와 로봇 디바이스 또는 어셈블러가 이 조립 단계를 수행해야 하는지 여부에 대한 텍스트 또는 이미지 형태인 정보로 구성된다. 이 데이터 기록은 바람직하게는 로봇 디바이스가 조립 단계를 수행해야 하는지 그리고 로봇 디바이스가 이용 가능하지 않는 경우에 대안적으로 어셈블러가 수행해야 하는지를 표시하는 우선 순위를 포함할 수도 있다.
1. 언제? (조립 단계들 A, B, C, D),
2. 무엇을? (객체 x, y를 장착),
3. 어떻게? (조립 명령 도식),
4. 누가? (로봇/마운터 R/M).
이 특수 데이터 포맷은 이 경우에서 조립 명령이 기계-판독가능 형태로 저장되는, 로봇 장비의 제어와 관련하여, 그리고 텍스트 또는 이미지 정보의 형태로 디스플레이되는 조립 명령을 가질 수 있는 어셈블러에 대한 양쪽 모두를 위한 보편적인 유용성의 장점을 가진다. 동시에, 이 데이터 포맷은 관련 데이터베이스 모델에 통합되고 그리고 컴퓨터에 의해 빠르게 처리될 수 있는, 집중화 데이터 컨텐츠로 제한된다.
조립 명령이 조립 단계의 수동 실행을 위한 어셈블러에 발행(issued)되는 경우에, 추가적으로 본 발명을 개선하기 위한 수단에 따라, 컴퓨터-지원 보조 유닛이 실치 모듈들의 개별 어셈블리 단계들을 위한 이미지 및/또는 텍스트 정보가 검색 가능한 방식으로 저장되는, 조립 단계 라이브러리의 데이터 기록들이 저장되는 시각화 데이터베이스에 접속하는 것이 제안된다. 보조 장치는 분석 결과들에 따라 설치자에게 적합한 조립 명령들을 발행하기 위해 시각화 데이터베이스의 개별 데이터 기록들에 접속한다.
본 발명의 단계를 개선하는 다른 수단에 따라, 컴퓨터-지원 보조 유닛은 특정 설치 공차(tolerance)들을 고려하는 목표 사양을 가지는 모든 컴포넌트들 및 장착된 설치 모듈들의 센서-등록된(sensor-registered) 실제 설치 위치들을 테스트(testing)하기 위한 평가 디바이스와 상호작용하는 것이 제안된다. 제어 캐비넷의 자동화 와이어링을 수행하는 경우에 실제 설치 위치가 계획된 설계에 의해 특정되는 목표 설치 위치로부터 좁은 설치 공차 내의 편차를 가지는 것(deviate)이 특히 중요하다. 예를 들어, 와이어링이 후속 조립 단계에서 수행되는 경우, 이러한 공차 체크는 자동화 조립 단계가 정확하게 수행되는 것을 보장한다. 이러한 공차 체크의 결과는 공차-보상 방식으로 이전 조립 단계의 결과를 고려할 수 있도록 인접한 작업 단계들 사이에 전달될 수 있다.
다른 발명-개선 수단에 따라, 컴퓨터-지원 보조 유닛은 로봇 장비 및/또는 조립 기술자들의 운영상 이용 가능한 제조 리소스들에 관한 정보를 고려하기 위해 제조 공장의 제조 제어 시스템에 연결되는 것이 제안된다.
이를 기반으로, 컴퓨터-지원 보조 시스템은 현재 생산 부하에 적응되는 조립 단계 순서를 결정할 수 있다. 생산 제어 시스템으로부터 획득되는 정보가 예를 들어, 와이어링 로봇 장비가 하자로 인해 고장 났거나 또는 예정된 기간 동안 다른 조립 업무들로 전부 동작 중임을 나타내는 경우에, 컴퓨터-지원 보조 시스템은 와이어링의 조립 단계의 수동 실행이 대신 수행되도록 결정할 수 있다. 이러한 배경에서, 컴퓨터-지원 보조 시스템은 생산 계획을 고려하여, 자동화 조립 단계로 원래 예정된 조립 단계를 수동 조립 단계로 전환하고, 그리고 이와 관련하여 로봇 디바이스를 위한 제어 명령들의 형태가 아닌 어셈블러를 지원하기 위한 이미지 및/또는 텍스트 정보의 형태로 조립 명령을 발행할 수 있다.
일반적인 모듈식 스위치 캐비넷 장비의 조립을 위한 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 이의 프로그램 코드들이 이 방법을 수행하는 역할을 하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 설계된다. 입력 정보로 작동하는 계획된 구성의 분석은 중앙 위치에서 발생할 수 있는 반면에, 조립 단계들의 자동화 실행을 위한 로봇 장치의 제어 또는 어셈블러를 위한 개별 조립 단계들의 시각화는 조립 장소에서 분산적으로 수행된다. 로봇 디바이스에 의하거나 어셈블러에 의해 고려되는 조립 단계들의 의도되는 확인으로 인해, 중앙 보조 유닛 및 조립 장소 사이의 통신이 쌍방향으로 실행되는 반면에, 개별 공정 단계들은 이 분산 시스템 내에 수행된다.
본 발명을 개선하기 위한 추가적인 수단들이 도면들을 이용하여 본 발명을 어떻게 구현하는지에 대한 예시의 설명과 함께 이하에서 상세히 설명된다.
도 1은 모듈식 제어 캐비넷 장비의 조립을 위한 시스템의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2는 시스템을 이용하여 수행되는 조립 절차의 개별 단계들에 대한 흐름도이다.
도 3a는 조립 단계 A를 개시하기 위해 컴퓨터-지원 보조 유닛에 의한 출력되는 예시적인 데이터셋이다.
도 3b는 조립 단계 D를 개시하기 위해 컴퓨터화된 보조 유닛에 의해 출력되는 예시적인 데이터셋이다.
도 1은 모듈식 제어 캐비넷 장비의 조립을 위한 시스템의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2는 시스템을 이용하여 수행되는 조립 절차의 개별 단계들에 대한 흐름도이다.
도 3a는 조립 단계 A를 개시하기 위해 컴퓨터-지원 보조 유닛에 의한 출력되는 예시적인 데이터셋이다.
도 3b는 조립 단계 D를 개시하기 위해 컴퓨터화된 보조 유닛에 의해 출력되는 예시적인 데이터셋이다.
도 1에 따르면, 모듈식 제어 캐비넷 장비의 조립을 위한 시스템은 생산-효율적 조립 단계 순서의 결정을 위한 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)을 포함한다. 이는 파일 형태로 보조 유닛(1)에 공급되는, 계획된 설계(planned design)(2)에 기초하여 수행된다. 계획된 설계(2)는 3차원 레이아웃(3) 및 고정장치들(7)(예를 들어, 탑-햇(top-hat) 레일들) 상에 스위치 캐비넷 하우징(6)에 장착되는 모든 설치 모듈들(5 내지 5'') 및 다른 컴포넌트들의 부품 리스트들(4)에 관한 정보를 포함한다.
생산-효율적 조립 단계 순서를 결정하기 위해, 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 계획된 구성(planned construction)(2)을 로봇 디바이스(R)에 의하거나 또는 조립 기술자(fitter)(M)에 의해 수행되고 그리고 서로 연계되는(build on) 개별 조립 단계들로 분할한다. 이를 위해, 분석 알고리즘은 분석(10)의 범위 내에서 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에서 구현되며, 이는 설치 모듈들(5 내지 5'')이 각각의 조립 명령 뿐만 아니라 조립 단계 A 내지 D에 대한 정의된 순서로 계획된 구성(2)에 따라 장착되도록 할당(assign)한다. 분석은 필요한 처리 지식(예를 들어, 조립 내용들, 조립 순서, 조립 전문적 지식(expertise))에 관한 정보가 저장되는 연결된 지식 데이터베이스(W)에 대한 접속으로 수행된다.
또한, 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 조립 단계 라이브러리의 데이터 기록들이 저장되는 시각화 데이터베이스(V)를 포함한다. 이들 데이터셋들은 조립 기술자가 조립 장소에서 지시되는 조립 단계를 수행하도록 돕기 위해 조립 장소에서 조립 기술자(M)에게 이용 가능하게 되는, 개별 조립 단계들(A-D)에 대한 이미지 및/또는 텍스트 정보를 포함한다.
또한, 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 평가 디바이스(8)를 구비하고, 이는 특정 설치 공차(tolerance)들을 고려하는 목표 사양을 이용하여 카메라 유닛(13)을 통해 센서들에 의해 기록되는, 장착된 설치 모듈들(5 내지 5''')의 실제 설치 위치들의 검사(examination)와 상호작용한다.
또한, 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 효율적인 조립 단계 순서를 결정하기 위해 로봇 장비(R) 및/또는 어셈블러(M)에 대한 ERP/PPS의 형태로 더 높은 단계의 생산 제어 시스템(9)으로부터 운용상 이용 가능한 생산 리소스들에 관한 정보를 수신한다. 이 정보를 기반하여, 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 공장의 현재 생산 능력 활용에 적응되는 조립 단계 순서들 (A 내지 D)을 결정한다.
컴퓨터-지원 보조 유닛(1)이 조립 순서들(A, B, 및 D)이 조립 기술자(M)에 의해 수동으로 수행됨을 결정하는 경우, 그림 및/또는 텍스트 정보의 형태인 대응하는 작업 명령이 조립 장소에 설치되는 디스플레이 유닛(11) 상에 디스플레이된다. 후속 디스플레이 유닛들(11' 및 11'')이 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에 의해 결정되는 조립 단계 순서의 다른 수동 조립 단계들(C 및 D)을 보여주기 위해 제공된다. 또한, 입력 유닛(12 내지 12'')이 또한 조립 기술자에 의한 수동 설치를 위해 설치 장소에 설치되고, 이에 의해 조립 기술자는 완료된 설치 단계를 승인하여 컴퓨터-지원 보조 유닛이 예를 들어, 다음 계획된 설치 단계(B)를 호출하기 위해 이 정보의 결과로 설치 단계(A)의 완료를 기록(log)하게 한다. 이것은 동일한 조립 장소 또는 작업장에서 인접한 조립 장소에서 수행될 수 있다.
시스템에 의해 수행되는 조립 절차의 기본 순서가 도 2를 이용하여 아래에서 설명된다.
초기 단계 a)의 일부로서, EPLAN Pro Panel®와 같은 소프트웨어를 이용하여 생성되는 계획된 설계가 분석을 위해 컴퓨터-지원 보조 유닛에서 사용 가능하게 될 수 있다. 계획된 설계는 장착되는 인클러저(enclosure)의 인클러저 장비 상에 관련된 재료들의 청구서(bill) 정보 및 3차원 레이아웃 상의 데이터를 적어도 포함한다. 그리고 계획된 설계의 파일은 제어 캐비넷의 응용-특이적(application-specific) 구성을 설명한다.
단계 B)에서 계획된 구성의 데이터는 계획된 구성을 서로 다른 것으로 구성되는 개별 단계들(A, B, C, D)로 분할하기 위해 분석 알고리즘을 이용함으로써 처리된다. 분석 알고리즘은 어셈블러 또는 로봇 디바이스가 각각의 조립 단계들을 수행해야 하는지 지식 데이터베이스에 의존하여 분리(decomposition)의 맥락에서 결정하고 그리고 대응하는 할당을 한다.
계획된 구성의 분할로 생성되는 조립 단계(A)가 수동으로 수행되어야 한다고 분석이 나타내는 경우에, 단계 c)는 그 작업장에 설치되는 디스플레이 유닛 상에 어셈블러를 위한 결정된 조립 단계 순서의 수동 조립 단계(A)의 시각화로 이어진다. 디스플레이 유닛은 컴퓨터-지원 보조 유닛에 의해 시각화 데이터베이스로부터 취해진 조립 명령들인 이미지 및/또는 텍스트 정보를 포함한다.
그리고, 단계 d)에서, 조립 기술자들은 예를 들어, 프로그래밍 가능 로직 제어기용 디바이스 어댑터가 내장 모듈로 제어 캐비넷의 탑-햇 레일에 부착되는, 디스플레이되는 수동 피팅 단계(A)를 수행한다.
조립 단계(A)가 어셈블러에 의해 완료되는 경우, 어셈블러는 하나의 단계 e)에서 컴퓨터-지원 보조 유닛으로 피드백되는, 바이너리 확인 정보 뿐만 아니라 실행된 조립의 과정에서 특수한 상황에 대한 코멘트들을 입력할 수 있도록 하기 위해 이 실행 예시에서 키보드로 설계되는, 조립 장소에서 설치되는 입력 유닛을 통해 전문적으로 실행된 조립을 확인(acknowledge)한다.
이 정보는 컴퓨터-보조 지원 유닛에 피드백(fed back)된다. 하우징의 상단 좌측 구석에 위치되는 전기 설치 모듈이 가능한 큰 기하학적 수치들로 인해 스위치 캐비넷의 후방 벽에 부착되는 장착 플레이트의 탑-햇 레일에 부착되기에 어렵다는 사실에 의해 장착의 어려움 같은 것이 발생할 수 있다. 이 정보 및 유사한 정보를 이용하여, 컴퓨터-지원 보조 유닛의 지식 데이터베이스가 정보 기술적으로 강화될 수 있어 향후 조립 단계들을 계획하는 것이 개선될 수 있다. 장착 어려움에 대한 상술한 피드백 정보가 적절한 것으로 평가되는 경우, 스위치 캐비넷에서 이 기준 설치 위치에 동일 또는 유사한 설치 모듈들이 제공되는 것이 향후에 배제될 수 있다. 이와 관련하여, 이 피드백은 또한 처음에 언급된 소프트웨어-지원 계획 도구를 이용하는 향후 CAD 디자인들에 영향을 미친다.
설치가 완료되고, 확인되고 그리고 필요한 경우에 코멘트가 있는 경우에, 장착된 설치 모듈의 설치 공차들이 다음 단계 f)에서 기술적으로 센서에 의해 체크된다. 이는 장착된 내장 모듈의 실제 설치 위치를 기록하는, 예를 들어 이미지 획득 시스템의 카메라 유닛에 의해 수행된다.
다음 단계 d)에서, 공차 정보는 목표/실제 비교 이후에 다음 조립 단계 동안에 컴퓨터-지원 보조 유닛에 의해 고려되고, 필요한 경우에 전달된다. 이러한 방식으로, 후속 조립 단계(특히, 자동화 조립 단계)는 이 단계가 실제 설치 위치로 인해 로봇 디바이스에 의해 수행될 수 있는지 또는 이것이 먼저 재작업되어야 하는지에 관한 정보를 수신할 수 있다.
지정된 공차 필드(tolerance field) 내에서 편차들의 허용 여부에 대한 이 평가는 조립 단계 순서의 단계 h)에서 수행된다. 그리고 다음 조립 단계(B)가 호출된다.
조립 단계들(A, B, C, D) 중 하나가 단계 b)에서 자동화 조립 단계로 정의되는 경우, 이 자동화 조립 단계(C)는 스위치 캐비넷 장비를 장착하기 위해 기계-판독가능 조립 명령들의 형태로 로봇 디바이스에 단계 c')에서 보조 유닛에 의해 출력된다. 이러한 로봇 디바이스는 예를 들어, 전기 및 전자 설치 모듈들을 위한 와이어링 로봇(wiring robot)일 수 있다. 이들 내장 모듈들의 조립과 함께 전기 연결 핀들의 위치가 계획된 구성(특히 알려진 레이아웃)에 의해 알려질 수 있다. 이 핀들은 계획된 구성에 또한 속하는 와이어링 다이어그램(wiring diagram)에 따라 캐비넷 내부에 자동적으로 와이어링될 수 있다.
이는 로봇 디바이스가 로봇 제어에 따라 자동화 조립 단계(C)를 수행하는 다음 단계 d')에서 수행될 수 있다. 로봇 제어 유닛의 제어 명령들은 보조 유닛의 기계-판독가능 조립 명령들로부터 획득될 수 있다.
자동화 조립 단계(C)의 완료 이후에, 이것은 또한 단계 e')에서 확인될 수 있어 컴퓨터-지원 보조 유닛이 자동화 조립 단계(C)의 완료를 기록하고 그리고 다음 예정된 조립 단계(D)를 호출할 수 있다.
그러나, 그전에 설치 공차 테스트가 단계 f) 내지 h)에 따라 수행된다.
도 3a에서, 컴퓨터-지원 보조 유닛에 의해 수행되는 분석의 결과로 계획된 설계를 조립 단계 순서를 설명하기 위해 개별 조립 단계들(A, B, C, D)로 분할하는 컴퓨터 프로그램 제품의 예시적인 출력 데이터셋이 도시되며, 출력 데이터셋의 데이터 포맷은 객체의 지정이 “설치 모듈 xy”로 할당되는 예시적인 단계 “A”에 대한 적어도 하나 키 식별자, - 조립 단계가 수동으로 실행되어야 하는 경우 - 이미지 및/또는 텍스트 정보 “도식” 형태의 이 목적으로 사용되는 조립 명령 뿐만 아니라 이 조립 단계가 특정 조립 위치에서 수동 조립 “M”에 할당된다는 사실에 대한 식별자를 포함한다.
도 3b에 따르면, 로봇 디바이스에 의해 자동으로 수행되는 조립 단계에 대한 출력 데이터셋은 조립 단계 “C”의 키 식별, 조립 객체 “설치 모듈 yz”의 지정, 기계-판독가능 정보 “코드(code)” 형태의 관련 조립 명령 및 특정 로봇 디바이스에 의한 자동화 조립 “R”에 대한 할당을 위한 식별을 포함한다.
본 발명은 상술한 바람직한 설계 예시에 제한되지 않는다. 예를 들어, 수동 및 자동화 조립 단계들의 다른 순서들이 또한 수행될 수 있다. 순전히 수동 조립 단계들의 순서 또는 순전히 자동화 조립 단계들의 순서가 본 발명에 따른 해결책의 원리에 따라 구현될 수 있다.
Claims (10)
- 복수의 전기, 전자, 또는 전기 및 전자 설치 모듈들(5-5''')을 위한 고정 수단을 구비하는, 스위치 캐비넷 하우징(6)에 모듈식 스위치 캐비넷 장비를 장착하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:
a) 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에 상기 스위치 캐비넷 장비의 응용-특이적 구성에 대한 계획된 설계(2)를 제공하는 단계,
b) 조립 단계 순서를 결정하기 위해 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에 의해 상기 계획된 설계(2)를 분석하고 그리고 로봇 디바이스(R) 또는 어셈블러(M)에 의해 수행되고 그리고 서로 연계되는(build on) 개별 조립 단계들(A, B, C, D)로 분할하여 조립을 준비하는 단계,
를 포함하고,
조립 기술자(fitter)(M)가 상기 조립 단계 순서의 조립 단계(A; B; D)를 수행하도록 지정되는 경우에,
c) 조립 명령들인 이미지, 텍스트, 또는 이미지 및 텍스트 정보를 위해 조립 기술자(M)를 위해 조립 장소에 설치되는 디스플레이 유닛(11-11'')에 의해 상기 결정된 조립 단계 순서의 수동 조립 단계(A)를 시각화하는 단계,
d) 상기 디스플레이되는 이미지, 텍스트, 또는 이미지 및 텍스트 정보에 따라 상기 조립 기술자(M)에 의해 상기 수동 조립 단계(A)를 수행하는 단계,
e) 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에 의해 완료를 기록(logging)하고 그리고 다음 계획된 조립 단계(B)를 호출하기 위해 상기 조립 장소에 상기 조립 기술자(M)를 위해 설치되는 입력 유닛(12-12'')을 통해 상기 완료된 조립 단계(A)를 확인하는 단계;
가 수행되고,
케이스(I)에 따라 상기 조립 기술자(M)에 의해 수동으로 수행되는 개별 단계들 c) 내지 e) 이외에, 로봇의 지원(aid)으로 수행되는 적어도 하나의 자동화 조립 단계(C)가 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에 의한 상기 분석의 결과로 케이스(II)에서 정의되고, 상기 자동화 조립 단계(C)는:
c') 로봇 디바이스(R)에 상기 스위치 캐비넷 장비의 조립을 위한 기계-판독가능 조립 명령들의 형태로 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에 의해 아래의 단계 이후에 발행되고(issued),
d') 상기 로봇 디바이스(R)는 로봇 제어에 따라 상기 자동화 조립 단계(C)를 수행하고, 그리고 e') 상기 자동화 조립 단계(C)의 완료 후에, 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)이 상기 자동화 조립 단계(C)를 인식하여 그 완료를 기록하고 그리고 다음 계획된 조립 단계(D)를 호출하는 것인,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
자동화 실행을 위해 요구되는 상기 로봇 디바이스(R)를 사용할 수 없는 경우 수동 조립 단계(C)로 계획된 자동화 조립 단계(C)를 전환하기 위해 상기 조립 단계들(A, B, C, D)을 수행하기 위한 로봇 디바이스(R) 또는 어셈블러(M) 중 적어도 하나의 이용 가능한 생산 자원들의 정렬(alignment)에 기초하여 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)이 상기 조립 단계를 결정하는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 상기 스위치 캐비넷 장비의 요구되는 조립 자원들(어셈블러/로봇) 또는 최소 조립 가능 시간 중 적어도 하나에 기초하여 조립 단계 순서들의 상이한 변형들 사이에서 선택하는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항에 있어서,
수동 또는 자동화 조립 단계를 완료하는 단계 e) 또는 e')를 확인한 이후에,
f) 장착된 설치 모듈들(5-5'')의 설치 공차들이 센서들에 의해 체크되고(checked),
g) 상기 설치 공차들이 다음 조립 단계로 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에 의해 공차 정보로 전달되어,
h) 특정 공차 범위 내에 편차들의 허용 평가가 다음 조립 단계가 개시되기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는,
방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여, 복수의 전기, 전자, 또는 전기 및 전자 내장 모듈들(5 - 5''')에 대한 고정 수단들을 구비하는 스위치 캐비넷 하우징(6)에서 모듈식 스위치 캐비넷 장비를 완성하기 위해 전기, 전자, 또는 전기 및 전자 내장 모듈들을 장착하기 위한 시스템에 있어서,
- 계획된 설계(2)를 분석하고 그리고 로봇 디바이스(R) 또는 어셈블러(M)에 의해 수행되고 그리고 서로 연계되는(build on) 개별 단계들(A, B, C, D)로 분할함으로써 조립 단계 순서를 결정하기 위한 컴퓨터-지원 보조 유닛(1),
- 상기 결정된 설치 단계 순서의 수동 조립 단계들(A; B; D)을 시각화하기 위해 적어도 한 명의 조립 기술자(M)를 위한 설치 장소에 설치되는, 이미지, 텍스트, 또는 이미지 및 텍스트 정보를 위한 적어도 하나의 디스플레이 유닛(11-11'),
- 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)이 완료를 기록하고 그리고 다음 예정된 조립 단계를 호출하도록 상기 조립 기술자(M)에 의해 상기 완료되는 조립 단계(A; B; D)를 적어도 확인(acknowledgement)하기 위한 적어도 하나의 입력 유닛(12-12');
을 포함하는 것을 특징으로 하는,
시스템.
- 제 5 항에 있어서,
분석 알고리즘(10)은 상기 계획된 설치 모듈들(5-5''')의 부품 리스트 정보(4) 및 디지털화 3차원 레이아웃(3)을 적어도 포함하는, 상기 계획된 설계(2)를, 서로 연계되는 개별 조립 단계들(A, B, C, D)로 분석하는, 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)에서 구현되고, 상기 분석 알고리즘(10)은 적어도 하나의 지식 데이터베이스(W)에 접속함으로써, 조립 단계(A; B; C; D)에 대해 정의된 순서 및 정의된 주문(order)에서 관련 조립 명령으로 조립되는 설치 모듈들(5-5'')들을 조립하는 것을 특징으로 하는,
시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 개별 조립 단계(A, B, C, D)를 위한 이미지, 텍스트, 또는 이미지 및 텍스트 정보가 저장되는, 조립 단계 라이브러리의 데이터 객체들이 저장되는, 시각화 데이터베이스(V)에 접속하는 것을 특징으로 하는,
시스템.
- 제 5 항에 있어서,
단계 순서 제어를 위한 상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 특정 설치 공차(tolerance)들을 고려한 공칭 사양(nominal specification)을 가지는 센서들에 의해 검출되는 장착된 설치 모듈들(5-5''')의 실제 설치 위치들을 체크(check)하기 위한 공차 평가 디바이스(T)와 상호 작용하는 것을 특징으로 하는,
시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 컴퓨터-지원 보조 유닛(1)은 현재 생산 능력 활용도에 정합되는 조립 단계 순서(A, B, C D)를 결정하기 위해 로봇 디바이스(R) 또는 조립 기술자들(M) 중 적어도 하나의 운영상 이용 가능한 생산 자원들에 관한 생산 제어 시스템(9)으로부터의 정보를 처리하는 것을 특징으로 하는,
시스템.
- 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램에 있어서,
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터-지원 보조 유닛(1) 상에서 실행되거나 또는 클라우드 메모리 또는 컴퓨터 판독가능 데이터 운반체에 저장되는 경우에, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 완료 절차를 수행하기 위한 프로그램 코드 수단을 가지는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램.
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