KR102463081B1 - Cnc 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Cnc 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진동 센싱을 통한 설비 모니터링 시스템에 관한 것으로서, CNC복합기 설비의 동작에 대응하여 회전하는 주축(유압척)의 회전속도 데이터, 베어링 주파수 데이터, 자기 회전 주파수 데이터 및 전원 주파수 데이터를 포함하는 동작 데이터를 수집하는 동작 데이터수집부, 상기 설비의 기설정된 위치에 진동 감지센서를 마련하여 진동 데이터를 센싱하는 진동감지부, 상기 설비에서 수집된 회전속도 데이터와 상기 진동 데이터를 이용하여 이상진동 데이터를 산출하는 이상진동 산출부, 상기 동작 데이터수집부에서 수집된 모든 데이터 및 상기 이상진동 데이터에 기초하여 상기 설비의 결함종류 및 결함원인을 진단하는 결함진단부, 상기 결함진단부에서 진단한 결함종류 및 결함원인을 실시간으로 수신하여 모니터링하고, 관리자의 단말기로 송신하는 통신모니터링부 및 상기 결함진단부로부터 수신한 상기 설비의 결함종류에 대응하여 상기 설비의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

CNC 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템 및 그 방법{CNC MULTIFUNCTION EQUIPMENT PREDICTIVE MAINTENANCE MONITORING SYSTEM AND ITS METHODS}
본 발명은 공작기계 설비의 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공작기계 설비의 진동을 센싱한 데이터를 수집 또는 분석하여 현재 상태를 모니터링하는 진동 센싱을 통한 설비 모니터링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적인 공작기계 생산라인 설비 관리는 오프라인에서 실무자의 노하우에 따라 수작업으로 점검이 이루어 지고 있고, 실무자가 직접 수기로 작성하는 체크시트(Check Sheet)를 통해 검증하지만, 간혹 실제 점검을 하지 않고 눈대중으로 체크시트를 작성해도 확인이 제대로 되지 않고 있는 실정이다.
이처럼, 실무자들에 의해 작동 전 또는 후의 눈대중으로 장비의 상태진단이 되기 때문에, 설비의 안전사고 문제는 늘 불안정했고, 제품의 불량률도 상당한 편이다.
또한, 공작기계의 특성상, 자그마한 진동이나 결함에도 제품의 불량률 형성에 큰 영향을 미치고 있으며, 생산시간이 타 설비보다 길기 때문에 결함으로 인한 설비의 가동중지 시간에 따른 경제적 손실이 컸다.
따라서, 기계진동을 측정하는 센서를 통해 실시간으로 설비의 상태를 전송 및 확인하고, 고장 징후를 파악하여 고장을 미연에 방지하며, 나아가 설비의 수명 또는 상태를 미리 예측함으로써 품질의 불량을 예방하여 생산제품의 신뢰도 향상과 경제적 손실을 저감시키는 설비 모니터링 시스템의 개발이 요구된다.
한국등록특허 제10-1515736호
본 발명은 설비에 마련된 센서를 통해 운전 데이터를 수집함으로써, 설비의 결함여부 및 결함종류를 판단함에 목적이 있다.
또한, 설비 내 회전 장치의 회전 속도와 진동 데이터를 측정함으로써, 결함 여부와 결함 종류를 판단하여 결함으로 인한 설비의 정지 시간과 결함 해결 시간을 최소화함에 목적이 있다.
또한, 결함 판단된 설비를 실시간으로 모니터링함으로써, 결함 종류에 따라 신속하게 관리자와 대응하고 중대결함인 경우 설비의 전원을 제어하여 결함으로 인한 설비의 파손을 최소화함에 목적이 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 진동 센싱을 통한 설비 모니터링 시스템은, CNC복합기 설비의 동작에 대응하여 회전하는 주축(유압척)의 회전속도 데이터, 베어링 주파수 데이터, 자기 회전 주파수 데이터 및 전원 주파수 데이터를 포함하는 동작 데이터를 수집하는 동작 데이터수집부, 상기 설비의 기설정된 위치에 진동 감지센서를 마련하여 진동 데이터를 센싱하는 진동감지부, 상기 설비에서 수집된 회전속도 데이터와 상기 진동 데이터를 이용하여 이상진동 데이터를 산출하는 이상진동 산출부, 상기 동작 데이터수집부에서 수집된 모든 데이터 및 상기 이상진동 데이터에 기초하여 상기 설비의 결함종류 및 결함원인을 진단하는 결함진단부, 상기 결함진단부에서 진단한 결함종류 및 결함원인을 실시간으로 수신하여 모니터링하고, 관리자의 단말기로 송신하는 통신모니터링부 및 상기 결함진단부로부터 수신한 상기 설비의 결함종류에 대응하여 상기 설비의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터 수집부는, 상기 결함여부, 상기 결함종류, 결함발생 시간, 상기 결함발생 시간에 근무한 담당 관리자, 결함원인, 결함으로 인한 설비 정지 시간 및 결함종류별 발생횟수를 포함하는 결함이력을 더 수집하고, 상기 결함이력을 상기 통신모니터링부에 출력할 수 있다.
또한, 상기 진동감지부는, 상기 진동감지 센서에서 센싱된 진동 데이터가 기저장된 정상범위에 포함되는지 여부를 판단하고, 상기 기저장된 정상범위에서 진동 데이터의 최고 진동 데이터값이 기설정된 정상 범위를 초과하는 경우, 충격 진동으로 분류하여 상기 설비의 결함이 발생된 것으로 진단하되, 상기 설비의 상기 진동감지 센서에 결함이 있는 것으로 판단되는 경우에는 상기 설비의 결함발생 여부를 보류할 수 있다.
또한, 상기 진동감지부는, 상기 설비의 상기 진동감지 센서에 결함이 있는 것으로 판단되어 상기 설비의 결함발생 여부를 보류한 경우, 상기 진동감지 센서의 결함을 해소한 후, 진동감지를 재수행하고 상기 재수행된 결과에 따라 결함발생 여부를 최종 판단할 수 있다.
또한, 상기 진동감지부는, 상기 진동감지 센서에서 센싱된 진동값을 기설정된 시간동안 다수회 수신하고, 상기 수신된 다수회의 진동값들의 평균, 표준편차 및 평균편차를 하기 [수학식 1] 내지 [수학식 3]에 따라 산출한 후,
[수학식 1]
Figure 112021113770590-pat00001
여기서, M은 평균, N은 기설정된 시간동안 센싱한 진동값의 개수, xi는 센싱된 진동값을 의미하고,
[수학식 2]
Figure 112021113770590-pat00002
여기서, Sd는 기설정된 시간동안 센싱한 N개의 진동값에 대한 표준편차를 의미하며,
[수학식 3]
Figure 112021113770590-pat00003
여기서, Md는 기설정된 시간동안 센싱한 N개의 진동값에 대한 평균편차를 의미하고, 상기 산출된 평균, 표준편차 및 평균편차가 기저장된 기준평균, 기준표준편차 및 기준평균편차와 각각 기설정된 오차범위 내에 있는 경우 정상동작으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 통신모니터링부는, 상기 결함진단부에서 진단한 결함여부에 대응하여 결함원인, 결함 발생시간, 상기 설비의 현재 상태 및 결함 해결방법 중 적어도 하나를 기설정된 관리자 단말로 전송하고, 기분류된 상기 결함종류에 대응하여 기설정된 간격으로 등록된 관리자의 전화번호 중 적어도 하나의 전화번호로 전화연결 또는 기설정된 타이머를 동작시켜 상기 타이머 시간을 초과하는 경우 상기 설비의 전원을 차단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 설비에 마련된 센서를 통해 운전 데이터를 수집함으로써, 설비의 결함여부 및 결함종류를 판단할 수 있다.
또한, 설비 내 회전 장치의 회전 속도와 진동 데이터를 측정함으로써, 결함 여부와 결함 종류를 판단하여 결함으로 인한 설비의 정지 시간과 결함 해결 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 결함 판단된 설비를 실시간으로 모니터링함으로써, 결함 종류에 따라 신속하게 관리자와 대응하고 중대결함인 경우 설비의 전원을 제어하여 결함으로 인한 설비의 파손을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 진동 센싱을 통한 설비 모니터링 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시례 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시례에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하, 본 발명인 진동 센싱을 통한 설비 모니터링 시스템은 첨부된 도 1을 참고로 상세하게 설명한다.
우선, 도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 진동 센싱을 통한 설비 모니터링 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시례에 따른 진동 센싱을 통한 설비 모니터링 시스템은 동작 데이터수집부(110), 진동감지부(120), 이상진동 산출부(130), 결함진단부(140), 통신모니터링부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
상기 동작 데이터수집부(110)는, CNC복합기 설비의 동작에 대응하여 회전하는 주축(유압척)의 회전속도 데이터, 베어링 주파수 데이터, 자기 회전 주파수 데이터 및 전원 주파수 데이터를 포함하는 동작 데이터를 수집할 수 있다.
여기서, 상기 주축 이외에도 상기 설비에 포함되어 회전동작을 하는 밀링 머신, 선반, 드릴링 머신 등의 데이터를 수집할 수 있다.
또한, 상기 동작 데이터수집부(110)는, 결함여부, 결함종류, 결함발생 시간에 대응되는 담당 관리자, 결함원인, 결함으로 인한 설비 정지 시간 및 결함종류별 횟수 이력을 포함하는 결함이력을 더 수집할 수 있다.
이때, 상기 수집한 결함이력을 관리자가 기준 설정한 조건에 따라 상기 통신모니터링부(150)에 출력할 수 있다.
상기 진동감지부(120)는 상기 설비의 기설정된 위치에 진동 감지센서를 마련하여 진동 데이터를 센싱할 수 있다.
여기서, 상기 진동감지 센서는 상기 회전 장치의 스핀들 또는 가공물과 가공도구를 고정하는 바이스에 마련되어 진동 데이터를 수집할 수 있다.
또한, 상기 진동감지부(120)는, 상기 진동감지 센서에서 센싱된 진동 데이터가 기저장된 정상범위에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
이때, 상기 기저장된 정상범위에서 진동 데이터의 최고 진동 데이터값이 기설정된 정상 범위를 초과하는 경우, 충격 진동으로 분류하여 상기 설비의 결함이 발생된 것으로 진단할 수 있다.
여기서, 상기 충격 진동은 상기 회전 장치의 최고 진동 데이터의 10%를 초과하는 경우, 충격 진동으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 진동감지부(120)는 상기 진동감지 센서가 위치한 회전 장치가 정상동작으로 측정된 진동 데이터 중 최고 진동 데이터와 최저 진동 데이터의 10%내외를 정상범위로 설정할 수 있고, 상기 정상범위를 초과한 최고 진동데이터 또는 최저 진동 데이터는 상기 통신모니터링부(150)에서 센서 결함 알람을 출력할 수 있다.
한편, 상기 회전 장치의 상기 제조사에서 표기한 진동 데이터가 없는 경우, 실제 가공 상황과 동일한 시운전 진동 데이터 중 최고 또는 최저 진동 데이터의 10%내외를 정상범위로 설정할 수 있다.
상기와 같이, 상기 설비의 상기 진동감지 센서에 결함이 있는 것으로 판단되는 경우에는 상기 설비의 결함발생 여부를 보류할 수 있다.
여기서, 상기 설비의 상기 진동감지 센서에 결함이 있는 것으로 판단되어 상기 설비의 결함발생 여부를 보류한 경우, 상기 진동감지 센서의 결함을 해소한 후, 진동감지를 재수행하고 상기 재수행된 결과에 따라 결함발생 여부를 최종 판단할 수 있다.
즉, 상기 진동감지부(120)에서 상기 진동감지 센서가 위치한 상기 설비의 회전 장치가 정상 운전하는 상태라고 판단한 경우, 상기 설비의 시운전을 통해 측정되는 진동 데이터와 기저장된 상기 회전 장치의 정상 시운전 진동 데이터의 일치여부에 대응하여 상기 진동감지 센서의 결함발생 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 진동감지부(120)는, 상기 진동감지 센서에서 센싱된 진동값을 기설정된 시간동안 다수회 수신하고, 상기 수신된 다수회의 진동값들의 평균, 표준편차 및 평균편차를 하기 [수학식 1] 내지 [수학식 3]에 따라 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112021113770590-pat00004
여기서, M은 진동값의 평균, N은 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 센싱한 진동값의 개수, xi는 센싱된 진동값을 의미하고,
[수학식 2]
Figure 112021113770590-pat00005
여기서, Sd는 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 센싱한 N개의 진동값에 대한 표준편차를 의미하며,
[수학식 3]
Figure 112021113770590-pat00006
여기서, Md는 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 센싱한 N개의 진동값에 대한 평균편차를 의미하고,
상기 산출된 평균, 표준편차 및 평균편차가 기저장된 기준평균, 기준표준편차 및 기준평균편차와 각각 기설정된 오차범위 내에 있는 경우 정상동작으로 판단할 수 있다.
이때, 상기 진동값을 센싱하는 시점에서의 기설정된 시간은 상기 진동감지 센서가 마련된 상기 설비의 장치가 동작하는 시간을 기준으로 센싱할 수 있다.
또한, 상기 기설정된 주기는 0.01초 내지 10초까지의 주기를 설정하여 상기 진동감지 센서가 센싱을 시작하는 시점부터 상기 설정된 주기마다 진동값을 센싱하여 상기 모니터링부(150)에 전송 또는 상기 [수학식 1] 내지 상기 [수학식 3]을 이용하여 평균, 표준편차 및 평균편차를 산출할 수 있다.
상기 이상진동 산출부(130)는, 상기 설비에서 수집된 회전속도 데이터와 상기 진동 데이터를 이용하여 이상진동 데이터를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 이상진동 산출부(130)는, 상기 충격 데이터의 진동이 상기 회전 장치의 정상 진동 데이터의 최고 진동 데이터의 30%를 초과하는 경우, 충격 진동이 높음으로 산출하고, 상기 최고 진동 데이터를 초과하고 30%미만인 경우, 충격 진동이 낮음으로 산출할 수 있다.
또한, 상기 진동 데이터가 측정되는 총 시간을 시간 간격 범위를 초기, 중기, 말기로 3등분하여 충격 데이터가 발생한 시점을 분류하여 이상진동 데이터를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 이상진동 데이터는 상기 진동감지부(120)에서 분류된 충격 데이터의 발생시간과 측정된 진동 데이터의 크기를 반영하여 이상진동 데이터를 산출할 수 있다.
한편, 상기 이상진동 산출부(130)에서 수집된 상기 충격 데이터의 진동이 상기 회전 장치의 정상 진동 데이터의 최고 진동 데이터의 50%를 초과하는 경우, 상기 결함여부와 상기 통신모니터링부(150)의 제어 명령에 관계없이 상기 설비의 전원을 차단하는 설비 긴급정지를 수행할 수 있다.
상기 결함진단부(140)는, 상기 동작 데이터수집부(110)에서 수집된 모든 데이터 및 상기 이상진동 데이터를 기초하여 상기 설비의 결함종류 및 결함원인을 진단할 수 있다.
여기서, 상기 결함진단부(140)는, 기분류된 결함 현상에 대응하여 상기 동작 데이터수집부에서 수집한 데이터를 기초하여 상기 설비의 결함여부 및 종류를 분류할 수 있다.
이때, 상기 분류된 결함여부, 결함종류 및 결함원인을 상기 통신모니터링부(150)에 전송할 수 있다.
한편, 상기 데이터 수집부(110)에서 수집된 상기 1회전 주기의 자기 회전 주파수 스펙트럼에서 1X RPM이 상당한 진폭으로 나타나고, 양 지지점에서 일정한 동일 위상을 가지는 경우, 불균형력(Force Unbalance)으로 결함을 판단할 수 있다.
여기서, 로터 또는 회전 부위의 무게 중심 한 평면에 교정 질량을 취부하여 결함을 해결할 수 있다.
이때, 상기 불균형력으로 판단한 결함분야의 원인을 운전 중 불평형 회전, 발란싱 적용된 추(중량)의 탈락, 로터의 크랙, 로터바의 헐거움 또는 이탈 및 열적 휨(Thermal Bent)으로 표기할 수 있다.
또한, 초기의 상기 충격 데이터가 낮음이지만 중기와 말기에서도 상기 충격 데이터가 낮음으로 산출된 상기 충격 데이터가 다수 산출되고 상기 1회전 주기 회전 주파수 및 2배 회전 주파수 RPM에서 높은 축방향 진폭을 가지는 경우, 조정불량(Misalignment)으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 조정불량의 원인으로 엔진과 연결부의 제작 불량, 연결부 조립 불량 또는 엔진과의 연결상태 불량으로 표기할 수 있다.
또한, 상기 1회전 주기의 자기 회전 주파수 및 정수배 성분의 자기 회전 주파수가 다수 산출되고, 상기 충격 데이터가 높음으로 다수 산출되는 경우, 헐거움으로 판단할 수 있다.
여기서, 상기 헐거움의 원인으로 볼트 풀림, 베이스 고정부 크랙 또는 베어링부의 과다 간극으로 표기할 수 있다.
상기 통신모니터링부(150)는, 상기 결함진단부에서 진단한 결함종류 및 결함원인을 실시간으로 수신하여 모니터링하고, 관리자의 단말기로 송신할 수 있다.
여기서, 상기 설비의 전원을 차단하는 긴급정지, 상기 회전장치의 회전 공정을 일시적으로 정지하되 공정 데이터는 남기는 공정 일시 정지 및 공정 데이터를 초기화하고 상기 회전 장치를 정지하는 초기정지 명령을 전송하여 상기 설비를 제어할 수 있다.
또한, 상기 통신모니터링부(150)는, 상기 결함진단부(140)에서 진단한 결함여부에 대응하여 결함의 원인, 발생시간, 현재 상태 및 결함 해결방법 중 적어도 하나를 출력하여 기설정된 사용자 단말로 전송하고, 상기 결함진단부(140)에서 진단한 기분류된 결함종류에 대응하여 기설정된 간격으로 등록된 관리자의 전화번호 중 적어도 하나의 전화번호로 전화연결 또는 기설정된 타이머를 동작시켜 상기 타이머 시간을 초과하는 경우 상기 설비의 전원을 차단할 수 있다.
여기서, 상기 사용자 단말은 설비 관리자와 실무자의 PC 또는 스마트 기기를 대상으로 상기 결함 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 상기 등록된 관리자의 전화번호로 전화연결 시, 상기 관리자가 전화 수신 시 통화를 종료하여 상기 설비의 결함 여부만을 전달하거나, 상기 결함종류에 따른 음성메세지를 따로 저장하여 음성메세지가 출력되도록 설정할 수 있다.
또한, 상기 타이머는 상기 설비의 지속적인 가동이 진단된 결함으로 인하여 상기 등록된 관리자에게 전화연결이 이루어지지 않는 시점으로부터 결함 종류에 따라 최소 5초에서 최대 1시간까지의 범위를 설정할 수 있다.
이때, 상기 타이머의 시간이 만료되는 경우, 상기 설비의 전체 전원을 차단할 수 있다.
상기 제어부(160)는, 상기 결함진단부(140)로부터 수신한 상기 설비의 결함종류에 대응하여 상기 설비의 동작을 제어할 수 있다.
일례로, 상기 설비의 작업도중, 상기 결함진단부(140)에서 조정불량으로 결함판단한 경우, 상기 설비의 동작을 일시정지하되, 정지하기 직전의 공정을 저장하여 상기 조정불량 결함이 해결된 후 공정을 이어서 할 수 있도록 제어할 수 있다.
또 다른 일례로, 상기 결함진단부(140)에서 열적 휨으로 진단한 결함의 경우, 현재 진행중이던 공정을 저장하지 않은 상태로 상기 설비를 즉시 정지시킬 수 있다.
한편, 상기 결함진단부(140)에서 진단한 결함에 따른 상기 제어부(160)의 동작은 상기 설비의 제작품에 따라 상기 관리자의 판단으로 결함의 종류에 따른 제어유형을 변경할 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해, 상기 설비의 회전장치에 진동감지 센서를 위치시켜 수집한 진동 데이터를 이용하여 상기 공작기계 설비의 실시간 진동 데이터를 모니터링하고, 이상진동을 산출하여 결함종류 및 원인을 파악하고 사용자에게 전달하여 상기 설비의 고장 징후를 빠르게 파악하여 동작 정지 시간의 최소화시켜 생산효율성을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 일실시례에 따르면, 설비에 마련된 센서를 통해 운전 데이터를 수집함으로써, 설비의 결함여부 및 결함종류를 판단할 수 있다.
또한, 설비 내 회전 장치의 회전 속도와 진동 데이터를 측정함으로써, 결함 여부와 결함 종류를 판단하여 결함으로 인한 설비의 정지 시간과 결함 해결 시간을 최소화할 수 있다.
또한, 결함 판단된 설비를 실시간으로 모니터링함으로써, 결함 종류에 따라 신속하게 관리자와 대응하고 중대결함인 경우 설비의 전원을 제어하여 결함으로 인한 설비의 파손을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따른, CNC 복합기 설비 예지보전 모니터링 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 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 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 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.
이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 동작 데이터수집부
120 : 진동감지부
130 : 이상진동 산출부
140 : 결함진단부
150 : 통신모니터링부
160 : 제어부

Claims (6)

  1. CNC복합기 설비의 동작에 대응하여 회전하는 주축(유압척)의 회전속도 데이터, 베어링 주파수 데이터, 자기 회전 주파수 데이터 및 전원 주파수 데이터를 포함하는 동작 데이터를 수집하는 동작 데이터수집부;
    상기 설비의 기설정된 위치에 진동 감지센서를 마련하여 진동 데이터를 센싱하는 진동감지부;
    상기 설비에서 수집된 회전속도 데이터와 상기 진동 데이터를 이용하여 이상진동 데이터를 산출하는 이상진동 산출부;
    상기 동작 데이터수집부에서 수집된 모든 데이터 및 상기 이상진동 데이터에 기초하여 상기 설비의 결함종류 및 결함원인을 진단하는 결함진단부;
    상기 결함진단부에서 진단한 결함종류 및 결함원인을 실시간으로 수신하여 모니터링하고, 관리자의 단말기로 송신하는 통신모니터링부; 및
    상기 결함진단부로부터 수신한 상기 설비의 결함종류에 대응하여 상기 설비의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 진동감지부는,
    상기 진동감지 센서에서 센싱된 진동값을 기설정된 시간동안 다수회 수신하고, 상기 수신된 다수회의 진동값들의 평균, 표준편차 및 평균편차를 하기 [수학식 1] 내지 [수학식 3]에 따라 산출한 후,
    [수학식 1]
    Figure 112022081195293-pat00011

    여기서, M은 평균, N은 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 센싱한 진동값의 개수, xi는 센싱된 진동값을 의미하고,
    [수학식 2]
    Figure 112022081195293-pat00012

    여기서, Sd는 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 센싱한 N개의 진동값에 대한 표준편차를 의미하며,
    [수학식 3]
    Figure 112022081195293-pat00013

    여기서, Md는 기설정된 시간동안 기설정된 주기로 센싱한 N개의 진동값에 대한 평균편차를 의미하고,
    상기 산출된 평균, 표준편차 및 평균편차가 기저장된 기준평균, 기준표준편차 및 기준평균편차와 각각 기설정된 오차범위 내에 있는 경우 정상동작으로 판단하는 것을 특징으로 하는 CNC 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집부는,
    상기 설비의 결함여부, 상기 설비의 결함종류, 결함발생 시간, 상기 결함발생 시간에 근무한 담당 관리자, 결함원인, 결함으로 인한 설비 정지 시간 및 결함종류별 발생횟수를 포함하는 결함이력을 더 수집하고,
    상기 결함이력을 상기 통신모니터링부에 출력하는 것을 특징으로 하는 CNC 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진동감지부는,
    상기 진동감지 센서에서 센싱된 진동 데이터가 기저장된 정상범위에 포함되는지 여부를 판단하고,
    상기 기저장된 정상범위에서 진동 데이터의 최고 진동 데이터값이 기설정된 정상 범위를 초과하는 경우, 충격 진동으로 분류하여 상기 설비의 결함이 발생된 것으로 진단하되,
    상기 설비의 상기 진동감지 센서에 결함이 있는 것으로 판단되는 경우에는 상기 설비의 결함발생 여부를 보류하는 것을 특징으로 하는 CNC 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진동감지부는,
    상기 설비의 상기 진동감지 센서에 결함이 있는 것으로 판단되어 상기 설비의 결함발생 여부를 보류한 경우,
    상기 진동감지 센서의 결함을 해소한 후, 진동감지를 재수행하고 상기 재수행된 결과에 따라 결함발생 여부를 최종 판단하는 것을 특징으로 하는 CNC 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 통신모니터링부는,
    상기 결함진단부에서 진단한 결함여부에 대응하여 결함원인, 결함 발생시간, 상기 설비의 현재 상태 및 결함 해결방법 중 적어도 하나를 기설정된 관리자 단말로 전송하고,
    기분류된 상기 결함종류에 대응하여 기설정된 간격으로 등록된 관리자의 전화번호 중 적어도 하나의 전화번호로 전화연결 또는 기설정된 타이머를 동작시켜 상기 타이머 시간을 초과하는 경우 상기 설비의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 CNC 복합기 설비 예지보전 모니터링 시스템.
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