KR102630389B1 - 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은각각의 대상장비 또는 주변장치의 공정을 예측하기 위한 정보(자동이송장치가 취득하는 정보)인 가공 알고리즘을 파악하고 자동이송장치의 가감속시정수를 가변하여 다음 공정의 대상이 되는 대상장비 또는 주변장비에 자동이송장치를 시기적절하게 이동시킴으로써 자동이송장치의 내구성 보호, 전력 절감와 연속 공정의 효율성 향상 및 비가공시간 감소에 따른 생산성 증대와 유지보수 비용의 절감을 구현할 수 있는 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 공정에 관여하는 자동이송장치에 있어서 대상장비의 상태에 따라 이송 효율을 자동적, 가변적으로 제어될 수 있는 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.
터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.
또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.
일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송부를 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.
이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.
또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.
자동이송장치란 갠트리로더, 로봇, 컨베이어 등 자동화를 이루는 공작기계, 가공전용기, 또는 세척기나 측정기나 반전기 등과 같은 주변장치 간에 소재를 자동으로 이송하는 장치를 의미한다.
최근의 공작기계는 CNC(Computer Numerical Control)라는 수치제어 시스템을 장작하고 있으며, 이러한 CNC는 상술한 자동이송장치의 모션을 제어할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 CNC 공작기계와 결합되어 제어된 자동이송장치의 경우, 설정된 최고 이송속도와 가/감속 시정수로 이송축 제어인자가 초기 설정 되고, 이러한 초기 설정 값이 여러 공정에 일괄적으로 적용되었다.
물론, 초기 설정된 제어 변수는 포괄적으로 검증된 값으로 일반적으로 사용하는데 문제가 되지 않을 수 있으나, 각종 장비가 복합적으로 집약된 공작기계 내에서 종종 이러한 초기 변수에 의한 자동이송장치의 이송이 부적합할 경우가 생길 수 있다.
예를 들어, 자동화 물류에서는 여러 공정이 연속성을 가지고 구성된다. 앞 공정의 상황에 따라서 자동이송장치가 굳이 빠르게 미리 움직일 필요가 없는 경우가 있으며, 이러한 경우 종래에는 자동이송장치가 미리 움직이지 않거나 미리 움직인 후에 대기하는 경우가 대부분이었다. 이러한 불필요한 움직임에 따라 제어가 원활이 이루이지지 않아 장비의 부하나 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 종래 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법은 자동이송장치에 경우에 따라 작용하는 부하가 달라짐에도 불구하고, 항상 같은 가/감속 시정수로의 운영함에 따라 이송계 구성품의 내구성에 불필요한 마모를 일으켜 유지보수 비용을 증가시키고, 작업자의 불편을 초래하며, 비가공 시간 증가에 따라 생산성이 감소될 수 있는 문제점이 있다.
더욱이, 종래 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법은 자동이송장치를 항상 최고 이송 속도로 운영함에 따라 항상 최고 전력을 사용하게 되어 불필요한 전력소모가 발생하여 유지비용과 가공비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 각각의 대상장비 또는 주변장치의 공정을 예측하기 위한 정보(자동이송장치가 취득하는 정보)인 가공 알고리즘을 파악하고 자동이송장치의 가감속 시정수를 가변하여 다음 공정의 대상이 되는 대상장비 또는 주변장비에 자동이송장치를 시기적절하게 이동시킴으로써 자동이송장치의 내구성 보호, 전력 절감와 연속 공정의 효율성 향상 및 비가공시간 감소에 따른 생산성 증대와 유지보수 비용의 절감을 구현할 수 있는 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템은 소재를 검사하거나 가공을 하기 위해 배치되는 적어도 두 개 이상의 대상장비; 소재를 클램핑하여 상기 대상장비로 이동시키는 자동이송장치; 및 각각의 상기 대상장비의 가공시간을 측정하고, 측정된 각각의 상기 대상장비의 가공시간에 기초하여 상기 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 시스템의 상기 제어부는 각각의 상기 대상장비의 가공시간을 측정하고, 측정된 상기 대상장비의 가공시간 데이터가 기설정 횟수를 충족한 경우 가공시간 데이터의 평균값을 산출하여 상기 자동이송장치치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 시스템의 상기 제어부는 각각의 상기 대상장비의 가공시간, 상기 대상장비 간 이송거리 및 소재를 클램핑한 이송축의 부하량을 기초로 기설정된 상기 자동이송장치의 최대 속도 또는 가감속시정수를 변경하여 상기 자동이송장치를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법은 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계; 및 측정된 대상장비의 가공시간을 기초로 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법의 상기 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계는 상기 자동이송장치가 연동되어야 하는지를 판단하는 단계; 상기 자동이송장치가 연동될 경우, 상기 대상장비가 동작을 시작하는 현재 시간을 지정변수로 저장하는 단계; 상기 대상장비의 가공시간을 초기화 하는 단계; 상기 대상장비의 가공 싸이클이 시작되는 단계; 상기 가공시간이 0 이거나 없는지를 판단하는 단계; 및 상기 가공시간이 0 이거나 없는 경우 상기 대상장비의 실제 가공 시간을 상기 가공시간에 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법의 상기 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계는 상기 대상장비의 실제 가공 시간을 상기 가공시간에 저장하는 단계 이후에, 상기 자동이송장치가 연동되어 동작하는지를 재판단하는 단계;를 더 포함하고, 상기 자동이송장치가 연동되어 동작하는 경우에는 다시 상기 대상장비가 동작을 시작하는 현재 시간을 지정변수로 저장하는 단계를 다시 거처 상기 대상장비의 가공 시간을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 상기 가공시간이 0 이거나 없는지를 판단하는 단계는 상기 가공시간이 존재하는 경우 상기 가공시간이 몇번째 가공인지 판단하여 실제 가공횟수가 기설정된 상기 가공시간 값의 저장 횟수를 초과하였는지를 판단하고, 판단결과 상기 실제 가공횟수가 기설정된 상기 가공시간 값의 저장 횟수를 초과한 경우 상기 가공시간을 0으로 판단하여 상기 대상장비의 실제 가공 시간을 상기 가공시간에 저장하고, 판단결과 상기 실제 가공횟수가 기설정된 상기 가공시간 값의 저장 횟수를 초과하지 않은 경우 상기 가공시간의 평균값을 상기 가공시간에 저장할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법의 상기 측정된 상기 대상장비의 가공시간을 기초로 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계는 상기 자동이송장치의 최대속도와 가감속시정수를 저장하는 단계; 각각의 상기 대상장비 별 가공시간, 시퀀스 번호 및 지령된 좌표에 대한 정보를 취득하는 단계; 상기 대상장비가 자동화 모드인지를 판단하는 단계; 상기 대상장비가 자동화 모드인 경우 상기 자동이송장치가 바로 진입 가능한지 여부를 판단하는 단계; 상기 대상장비로 바로 진입할 수 없는 경우, 상기 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계의 정보를 가지고 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계; 상기 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계에서 기설정된 허용시간을 초과하지 않는 경우, 상기 자동이송장치에 의해 이동될 소재의 부하량을 파악하고 상기 가감속시정수를 상기 부하량에 따라 변경된 가감속시정수로 재설정하는 단계; 현재 시간과 이송을 시작하는 현재 좌표를 확인하는 단계; 상기 변경된 가감속시정수로써 이동 예상거리를 계산하는 단계; 상기 현재 시간에서 상기 대상장비가 가공을 시작한 시간과 가공평균시간를 뺀 값이 상기 변경된 가감속시정수의 두배 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계; 및 상기 현재 좌표에서 목적 좌표를 뺀 값이 상기 이동거리 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법의 상기 현재 시간에서 상기 대상장비가 가공을 시작한 시간과 가공평균시간을 뺀 값이 상기 변경된 가감속시정수의 두배 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계에서, 상기 현재시간에서 상기 대상장비가 가공을 시작한 시간과 가공평균시간을 뺀 값이 상기 변경된 가감속시정수의 두배 이상인 경우에 이동 속도를 계산하여 상기 자동이송장치를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법의 상기 현재 좌표에서 목적 좌표를 뺀 값이 상기 이동거리 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계 이후에, 상기 현재 좌표에서 상기 목적 좌표를 뺀 값이 상기 이동거리 이상인 경우에 이동 속도를 계산하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법은 상기 이동 속도를 지정 변수에 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법의 상기 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계 이후에, 상기 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는 경우에 상기 대상장비의 점검을 요청하는 알람이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 방법의 바람직한 다른 실시예에서, 자동이송장치의 모션제어 방법의 상기 자동이송장치에 의해 이동될 소재의 부하량을 파악하고 상기 가감속시정수를 상기 부하량에 따라 변경된 가감속시정수로 재설정하는 단계 이후에, 상기 부하량이 기설정된 허용 부하량을 초과하는지 판단하고 기설된 허용 부하량을 초과하는 경우에 상기 이송축 또는 대상장비의 점검을 요청하는 알람이 발생할 수 있다.
본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법은 대상장비 또는 주변장치의 가공시간을 실시간으로 측정하고 다음 대상장비 또는 주변장치로의 이동을 위한 자동이송장치의 속도를 제어하기 위해 각 대상장비 또는 주변장치의 가공시간에 기초한 이송 거리, 시간, 부하량 또는 시정수를 종합적으로 고려하여 효과적으로 자동이송장치를 이동시킴으로서, 자동이송장치의 내구성 강화하고, 마모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법은 마모 감소에 의해 유지비용과 보수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법은 항상 최고속도가 아닌 자동이송장치의 상황에 따라 적절한 가감속시정수 등 제어변수가 적용됨에 따라 운용에 따른 전력을 절감하고 연속 공정의 효율성 향상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법은 잦은 유지보수 등의 비가공시간 감소에 따라 공작기계의 생산성을 극대화하고 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 시스템의 개략적인 모듈도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 방법의 절차도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계를 구체화한 절차도를 나타낸다.
도 4는 도 2의 측정된 상기 대상장비의 가공시간을 기초로 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계를 구체화한 절차도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 방법의 절차도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계를 구체화한 절차도를 나타낸다.
도 4는 도 2의 측정된 상기 대상장비의 가공시간을 기초로 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계를 구체화한 절차도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 시스템의 개략적인 모듈도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치(120)의 모션제어 시스템(100)은 크게 대상장비(110), 자동이송장치(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.
이러한 대상장비(110)는 소재를 검사하거나 가공을 하기 위해 배치되는 적어도 두 개 이상의 장치일 수 있다.
또한, 대상장비(110)는 공작기계 및 상기 공작기계와 연동되는 전용기계일 수 있으며, 예를 들어, CNC(Computer Numerical Control)를 사용하는 가공기계, CNC 또는 별도의 제어장치를 사용하는 전용기계를 포함할 수 있다.
또한, 대상장비(110)는 주변장치, 예를 들어, 측정기, 세척기, 버퍼 등의 특정 기능을 목적으로 PLC(Programmable Logic Controller)를 사용하거나 센서 또는 엑츄에이터를 포함하는 장치일 수 있다.
자동이송장치(120)는 소재를 클램핑하여 상기 대상장비(110)로 이동시키는 장치이며, 예를 들어, 갠트리로더 또는 로봇 등일 수 있다. 이러한 자동이송장치(120)를 예를 들어, 속도 또는 위치 제어가 가능한 서보모터가 적용될 수 있다.
제어부(130)는 예를 들어, 공작기계의 CNC 또는 PLC 내에 배치될 수 있으며, 각각의 상기 대상장비(110)의 가공시간을 측정하고, 측정된 각각의 상기 대상장비(110)의 가공시간에 기초하여 상기 자동이송장치(120)의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어할 수 있다.
일례로, 제어부(130)는 각각의 상기 대상장비(110)의 가공시간을 측정하고, 측정된 상기 대상장비(110)의 가공시간 데이터가 기설정 횟수를 충족한 경우 가공시간 데이터의 평균값을 산출하여 상기 자동이송장치(120)치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어할 수 있다.
또한, 구체적으로 제어부(130)는 각각의 상기 대상장비(110)의 가공시간, 상기 대상장비(110) 간 이송거리 및 소재를 클램핑한 이송축의 부하량을 기초로 기설정된 상기 자동이송장치(120)의 최대 속도 또는 가감속시정수를 변경하여 상기 자동이송장치(120)를 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 자동이송장치(120)인 갠트리로더가 5 개의 대상장비(110), 즉, 제1 외부장치(in-stoker), 제2 외부장치(orientation), 공작기계(가공기), 제3 외부장치(측정기) 및 제4 외부장치(out-stoker)에 소재를 넣고 빼는 공정을 하는 자동화 라인에 본 발명을 적용시킬 수 있다.
이에 따라 상기 갠트리로더는 다음 공정의 대상장비(110)에 진입 가능시간을 예측하고 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하면서 불필요한 동작이나 부하, 에너지 소비를 저감시킬 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면 공작기계의 가공공정이 다양한 경우, 공작기계 외의 대상장비(110) 또는 주변장치가 다양하게 결합된 경우, 휴지시간 없이 자동화로 공작기계가 가동되는 경우 등에서 상기 자동이송장치(120)의 내구성을 보호하고 에너지 소비를 저감시키며 각 공정의 빠른 이동을 구현할 수 있다.
여기서, 이동 속도의 제어는 가감속시정수의 변경을 의미할 수 있으며, 이러한 본 발명의 기술적 사상은 아래의 자동이송장치의 모션제어 방법에 의해 더욱 구체화될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 방법의 절차도를 나타내고, 도 3은 도 2의 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계를 구체화한 절차도를 나타내며, 도 4는 도 2의 측정된 상기 대상장비의 가공시간을 기초로 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계를 구체화한 절차도를 나타낸다.
도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 방법을 설명한다. 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 방법은 대상장비(110)의 가공시간을 측정하는 단계(S100)인 제1단계와, 측정된 대상장비(110)의 가공시간을 기초로 자동이송장치(120)의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계(S200)인 제2단계를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 자동이송장치의 모션제어 방법의 대상장비(110)의 가공시간을 측정하는 단계(S100)인 제1 단계는 다음과 같은 구체적인 단계를 추가적으로 포함한다.
대상장비(110)의 가공시간을 측정하는 단계(S100)인 제1단계는 자동이송장치(120)가 연동되어야 하는지를 판단하는 단계(s110)인 제1-1단계를 포함할 수 있다. 여기서, 자동이송장치(120)가 연동되지 않는다면 자동이송장치(120)의 구동을 할 필요가 없기 때문에 모든 단계는 종료된다.
대상장비(110)의 가공시간을 측정하는 단계(S100)인 제1단계는 자동이송장치(120)가 연동될 경우, 대상장비(110)가 동작을 시작하는 현재 시간(Bs)을 지정변수로 저장하는 단계(s120)인 제1-2단계를 포함할 수 있다. 이러한 현재 시간(Bs)은 현재 싸이클의 시작 시간일 수 있으며, 시, 분, 초로 표현될 수 있다. 또한, 현재 시간(Bs)은 매 측정마다 갱신되거나 변경될 수 있다.
대상장비(110)가 동작을 시작하는 현재 시간(Bs)을 지정변수로 저장하는 단계(s120)인 제1-2단계 이후에, 대상장비(110)의 가공시간(A)를 초기화하는 단계(s130)인 제1-3단계를 포함할 수 있다. 이러한 대상장비(110)의 가공시간(A)를 초기화하는 단계(s130)인 제1-3단계는 대상장비(110)의 가공 싸이클이 시작되는 단계(s140)인 제1-4단계의 전후로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상술한 초기화는 스톱워치기능으로 구현될 수 있으며, 카운터가 시작될 수 있다.
대상장비(110)의 가공 싸이클이 시작되는 단계(s140)인 제1-4단계 이후에, 가공시간(A)이 0 이거나 없는지를 판단하는 단계(s150)인 제1-5단계를 포함할 수 있다.
한편, 대상장비(110)의 사용에 따른 가공시간(A)의 정확성을 담보하기 위해, 가공시간(A)이 0 이거나 없는지를 판단하는 단계(s150)인 제1-5단계는 다음과 같은 추가적인 단계를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 가공시간(A)이 0 이거나 없는지를 판단하는 단계(s150)인 제1-5단)는 가공시간(A)이 존재하는 경우에 가공시간(A)이 몇번째 가공인지 판단하여(s151), 실제 가공횟수((A))가 기설정된 상기 가공시간(A) 값의 저장 횟수(C)를 초과하였는지를 판단하고(s152)한다. 판단결과 저장 횟수를 초과한 경우에는 가공시간(A)를 0으로 판단하여(s153) 대상장비(110)의 실제 가공 시간을 가공시간(A)에 저장하고, 판단결과 저장 횟수를 초과하지 아니한 경우에는 가공시간의 평균값(A")을 가공시간(A)에 저장할 수 있다.
이후, 가공시간(A)이 0이거나 없는 경우에는 대상장비의 실제 가공 시간을 가공시간(A)에 저장하는 단계(s160)인 제1-6단계를 포함할 수 있다. 여기서, 가공시간(A)은 해당 대상장비(110)의 1회 가공 싸이클을 의미할 수 있으며, 이러한 가공시간(A)의 저장 수량은 사용자가 임의로 필요에 따라 설정하거나 빅데이터의 통계에 의해 자동적으로 PLC 등에서 설정될 수 있다.
기설정된 가공시간(A)의 수량은 차례대로 누적될 수 있다. 한편, 한정된 인터페이스로만 구성된 별도의 대상장비(110)인 경우, 자동이송장치(120)에서 자동운전 중 해당 대상장비(110)의 진입 대기 시간을 누적할 수 있다.
또한, 대상장비(110)의 가공시간을 측정하는 단계(S100)인 제1단계는 가공시간(A)이 0이거나 없는 경우에는 대상장비의 실제 가공 시간을 가공시간(A)에 저장하는 단계(s160)인 제1-6단계 이후에, 자동이송장치가 연동되어 동작하는지를 재판단하는 단계(s170)인 제1-7단계를 더 포함할 수 있다.
판단결과 자동이송장치가 연동되어 동작하는 경우에는 다시 대상장비(110)가 동작을 시작하는 현재 시간(Bs)을 지정변수로 저장하는 단계(s120)인 제1-2단계를 거처 대상장비(110)의 가공 시간을 측정할 수 있다. 여기서, 대상장비(110)는 현재 가공이 종료된 대상장비(110) 및/또는 상기 자동이송장치(120)가 이동될 다음 대상장비(110)일 수 있다.
이러한 대상장비(110)의 가공시간을 측정하는 단계(S100)인 제1단계의 정보는 측정된 대상장비(110)의 가공시간을 기초로 자동이송장치(120)의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계(S200)인 제2단계에 제공되어 자동이송장치(120)의 이동 시간 및/또는 이동 속도의 제어에 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 것처럼, 측정된 대상장비(110)의 가공시간을 기초로 자동이송장치(120)의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계(S200)인 제2단계는 하기와 같은 구체적인 개별 단계를 더 포함할 수 있다.
측정된 대상장비(110)의 가공시간을 기초로 자동이송장치(120)의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계(S200)인 제2단계는 자동이송장치(120)의 최대속도(D)와 가감속시정수(E)를 저장하는 단계(s201)인 제2-1단계를 포함할 수 있다. 이는 자동화 시작의 최초 1회에 필요한 정보로, 무게측량이 가능한 축의 부하량에 따른 적정 시정수 정보(실험값)을 더 포함할 수 있다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 무게 측량이 가능한 축은 이송축을 의미할 수 있으나, 이송축과 다를 수도 있다. 예를 들어, 갠트리로더에서 공정 예측 후 제어되는 축은 지면과 수평 방향인 x축인데, 실시간으로 소재가 매달린 무게 측량이 가능한 축은 중력 방향인 y축이다. 따라서, 이송 가능한 소재의 무게별 y축의 부하량 정보가 필요할 수 있다.
자동이송장치(120)의 최대속도(D)와 가감속시정수(E)를 저장하는 단계(s201)인 제2-1단계 이후, 각각의 상기 대상장비(110)별 가공시간(A), 시퀀스 번호(N) 및 지령된 좌표(Pc)에 대한 정보를 취득하는 단계(s202)인 제2-2단계를 포함할 수 있다.
각각의 상기 대상장비(110)별 가공시간(A), 시퀀스 번호(N) 및 지령된 좌표(Pc)에 대한 정보를 취득하는 단계(s202)인 제2-2단계 이후, 대상장비(110)가 자동화 모드인지를 판단하는 단계(s203)인 제2-3단계를 포함할 수 있다. 자동화 모드가 아니라면 자동이송장치(120)를 제어하기 위한 연산은 종료된다.
대상장비(110)가 자동화 모드인지를 판단하는 단계(s203)인 제2-3단계 이후, 대상장비(110)가 자동화 모드인 경우에 자동이송장치(120)가 바로 진입 가능한지 여부를 판단하는 단계(s204)인 제2-4단계를 포함할 수 있다. 자동이송장치가 바로 진입이 가능하다면 이러한 자동이송장치(120)에 바로 이송 지령(s213)이 전달될 수 있다.
대상장비(110)가 자동화 모드인 경우에 자동이송장치(120)가 바로 진입 가능한지 여부를 판단하는 단계(s204)인 제2-4단계 이후, 대상장비(110)로 바로 진입할 수 없는 경우에는 대상장비(110)의 가공시간을 측정하는 단계(S100)인 제1단계의 정보를 가지고 과거의 가공시간(A)과 평균 가공 시간(A")의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계(s205)인 제2-5단계를 포함할 수 있다. 과거의 가공시간(A)과 평균 가공 시간(A")의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는 경우에는 대상장비(110)의 점검을 요청하는 알람이 발생할 수 있다. 이러한 알람은 경광등, 소리, 모니터나 LCD 등의 화면에 표시되는 형태 등 필요에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
과거의 가공시간(A)과 평균 가공 시간(A")의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계(s205)인 제2-5단계 이후, 과거의 가공시간(A)과 평균 가공 시간(A")의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계(s205)인 제2-5단계에서 과거의 가공시간(A)과 평균 가공 시간(A")의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하지 않는 경우에는 자동이송장치(120)에 의해 이동될 소재의 부하량(Tp)을 파악하고, 가감속시정수(E)를 부하량(Tp)에 따라 변경된 가감속시정수(Ec)로 재설정하는 단계(s206)인 제2-6단계를 포함할 수 있다.
이처럼, 제어인자인 가감속시정수를 재설정하는 이유는 자동이송장치(120)가 가감속시에 축계 구성품에 마모가 심하게 발생할 수 있으므로, 무게가 무거운 경우 가감속시정수를 조정해서 마모량을 최소화하여 내구성을 향상시키고 전력소모를 감소시키기 위함이다.
여기서, 가감속시정수(E)를 부하량(Tp)에 따라 변경된 가감속시정수(Ec)로 재설정하는 단계(s206)인 제2-6단계 이후에 부하량(Tp)이 기설정된 허용 부하량을 초과하는지 판단하고(s2061), 부하량(Tp)이 기설정된 허용 부하량을 초과하는 경우 에는 자동이송장치 또는 대상장비(110)의 점검을 요청하는 알람이 발생할 수 있다. 이러한 알람은 경광등, 소리, 모니터나 LCD 등의 화면에 표시되는 형태 등 필요에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
가감속시정수(E)를 부하량(Tp)에 따라 변경된 가감속시정수(Ec)로 재설정하는 단계(s206)인 제2-6단계 이후에, 현재 시간(Bp)과 이송을 시작하는 현재 좌표(Ps)를 파악하는 단계(s207)인 제2-7단계를 포함할 수 있다. 현재 시간은 시, 분, 초로 환산될 수 있다.
이 후, 변경된 가감속시정수(Ec)로써 이동 예상거리(De)를 계산하는 단계(s208)인 제2-8단계를 포함할 수 있다.
변경된 가감속시정수(Ec)로써 이동 예상거리(De)를 계산하는 단계(s208)인 제2-8단계 이후에, 현재시간(Bp)에서 대상장비(110)가 가공을 시작한 시간(Bs)과 가공 평균 시간(A")를 뺀 값이 변경된 가감속시정수(Ec)의 두배 미만인 경우 자동이송장치(120)를 이송시키는 단계(s209)인 제2-9단계를 포함할 수 있다.
예측된 결과값에 가감속시정수에 따른 시간 내 값일 경우, 최대 가감속 거리와 시간이 충족되지 아니하므로 연산이 불필요하기 때문에 바로 자동이송장치(120)에 이송 지령(s213)을 전달할 수 있다.
반면, 현재시간(Bp)에서 대상장비(110)가 가공을 시작한 시간(Bs)과 가공 평균 시간(A")를 뺀 값이 변경된 가감속시정수(Ec)의 두배 미만인 경우 자동이송장치(120)를 이송시키는 단계(s209)인 제2-9단계에서 현재시간(Bp)에서 대상장비(110)가 가공을 시작한 시간(Bs)과 가공평균시간(A")를 뺀 값이 변경된 가감속시정수(Ec)의 두배 이상인 경우, 이동 속도(Vc)를 계산하여 상기 자동이송장치(120)를 제어할 수 있다.
또한, 이송할 거리인 현재 좌표(Ps)에서 목적 좌표(Pc)를 뺀 값이 상기 이동예상거리(De) 미만인 경우 상기 자동이송장치(120)를 이송시키는 단계(s210)인 제2-10단계를 포함할 수 있다.
예측된 결과값에 가감속시정수에 따른 거리 내 값일 경우, 최대 가감속 거리와 시간이 충족되지 아니하므로 연산이 불필요하기 때문에 바로 자동이송장치(120)에 이송 지령(s213)을 전달할 수 있다.
이러한 상술한 제2-9단계(s209)와 제2-10단계(s210)의 시간적 선후는 불문한다.
반면, 이송할 거리인 현재 좌표(Ps)에서 목적 좌표(Pc)를 뺀 값이 이동거리(De) 이상인 경우, 이동 속도(Vc)를 계산하는 단계(s211)인 제2-11단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 이동 속도(Vc)를 지정 변수에 저장하는 단계(s212)인 제2-12단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 이러한 이동 속도(Vc)는 최대속도(D)에 비례한 속도비(V%)로 환산될 수 있다. 즉, 이러한 속도비(V%)는 이동 속도(Vc)를 최대속도(D)로 나눈 값에 100을 곱하여 산출할 수 있다.
이러한 이동 속도(Vc) 및/또는 속도비(V%)는 저장되어 제어부(130, 속도변수지령 또는 PLC 프로그램)으로 공유되어 이송축의 속도를 구속하게 된다.
이후, 상기 제어부(130)의 이송 지령(s213)으로 상기 자동이송장치(120)는 이동되어 연산 싸이클이 종료될 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 자동이송장치의 모션제어 시스템 및 자동이송장치의 모션제어 방법은 대상장비 또는 주변장치의 가공시간을 실시간으로 측정하고 다음 대상장비 또는 주변장치로의 이동을 위한 자동이송장치의 속도를 제어하기 위해 각 대상장비 또는 주변장치의 가공시간에 기초한 이송 거리, 시간, 부하량 또는 시정수를 종합적으로 고려하여 효과적으로 자동이송장치를 이동시킴으로서, 자동이송장치의 내구성 강화하고, 마모를 최소화하며, 전력소모량을 감소시켜 유지비용과 유지간을 감소하고, 비가공시간 감소에 따른 생산성을 극대화할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 자동이송장치의 모션제어 시스템
110: 대상장비
120: 자동이송장치
130: 제어부
110: 대상장비
120: 자동이송장치
130: 제어부
Claims (13)
- 소재를 검사하거나 가공을 하기 위해 배치되는 적어도 두 개 이상의 대상장비;
소재를 클램핑하여 상기 대상장비로 이동시키는 자동이송장치; 및
각각의 상기 대상장비의 가공시간을 측정하고, 측정된 각각의 상기 대상장비의 가공시간에 기초하여 상기 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
각각의 상기 대상장비의 가공시간, 상기 대상장비 간 이송거리 및 소재를 클램핑한 이송축의 부하량을 기초로 기설정된 상기 자동이송장치의 최대 속도 또는 가감속시정수를 변경하여 상기 자동이송장치를 이동시키는 자동이송장치의 모션제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
각각의 상기 대상장비의 가공시간을 측정하고,
측정된 상기 대상장비의 가공시간 데이터가 기설정 횟수를 충족한 경우 가공시간 데이터의 평균값을 산출하여 상기 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 자동이송장치의 모션제어 시스템.
- 삭제
- 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계; 및
측정된 상기 대상장비의 가공시간을 기초로 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계;를 포함하고,
상기 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계는,
상기 자동이송장치가 연동되어야 하는지를 판단하는 단계;
상기 자동이송장치가 연동될 경우, 상기 대상장비가 동작을 시작하는 현재 시간을 지정변수로 저장하는 단계;
상기 대상장비의 가공시간을 초기화 하는 단계;
상기 대상장비의 가공 싸이클이 시작되는 단계;
상기 가공시간이 0 이거나 없는지를 판단하는 단계;
상기 가공시간이 0 이거나 없는 경우 상기 대상장비의 실제 가공 시간을 상기 가공시간에 저장하는 단계; 및
상기 자동이송장치가 연동되어 동작하는지를 재판단하는 단계;를 포함하고,
상기 자동이송장치가 연동되어 동작하는 경우에는 다시 상기 대상장비가 동작을 시작하는 현재 시간을 지정변수로 저장하는 단계를 다시 거처 상기 대상장비의 가공 시간을 측정하는 것을 특징으로 하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 가공시간이 0 이거나 없는지를 판단하는 단계는,
상기 가공시간이 존재하는 경우 상기 가공시간이 몇번째 가공인지 판단하여 실제 가공횟수가 기설정된 상기 가공시간 값의 저장 횟수를 초과하였는지를 판단하고,
판단결과 상기 실제 가공횟수가 기설정된 상기 가공시간 값의 저장 횟수를 초과한 경우 상기 가공시간을 0으로 판단하여 상기 대상장비의 실제 가공 시간을 상기 가공시간에 저장하고,
판단결과 상기 실제 가공횟수가 기설정된 상기 가공시간 값의 저장 횟수를 초과하지 않은 경우 상기 가공시간의 평균값을 상기 가공시간에 저장하는 것을 특징으로 하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
- 제4항에 있어서,
상기 측정된 상기 대상장비의 가공시간을 기초로 자동이송장치의 이동 시간 또는 이동 속도를 제어하는 단계는,
상기 자동이송장치의 최대속도와 가감속시정수를 저장하는 단계;
각각의 상기 대상장비 별 가공시간, 시퀀스 번호 및 지령된 좌표에 대한 정보를 취득하는 단계;
상기 대상장비가 자동화 모드인지를 판단하는 단계;
상기 대상장비가 자동화 모드인 경우 상기 자동이송장치가 바로 진입 가능한지 여부를 판단하는 단계;
상기 대상장비로 바로 진입할 수 없는 경우, 상기 대상장비의 가공시간을 측정하는 단계의 정보를 가지고 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계;
상기 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계에서 기설정된 허용시간을 초과하지 않는 경우, 상기 자동이송장치에 의해 이동될 소재의 부하량을 파악하고 상기 가감속시정수를 상기 부하량에 따라 변경된 가감속시정수로 재설정하는 단계;
현재 시간과 이송을 시작하는 현재 좌표를 확인하는 단계;
상기 변경된 가감속시정수로써 이동 예상거리를 계산하는 단계;
상기 현재 시간에서 상기 대상장비가 가공을 시작한 시간과 가공평균시간를 뺀 값이 상기 변경된 가감속시정수의 두배 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계; 및
상기 현재 좌표에서 목적 좌표를 뺀 값이 상기 이동 예상거리 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계;를 포함하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 현재 시간에서 상기 대상장비가 가공을 시작한 시간과 가공평균시간을 뺀 값이 상기 변경된 가감속시정수의 두배 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계에서, 상기 현재시간에서 상기 대상장비가 가공을 시작한 시간과 가공평균시간을 뺀 값이 상기 변경된 가감속시정수의 두배 이상인 경우에 이동 속도를 계산하여 상기 자동이송장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 현재 좌표에서 목적 좌표를 뺀 값이 상기 이동거리 미만인 경우 상기 자동이송장치를 이송시키는 단계 이후에, 상기 현재 좌표에서 상기 목적 좌표를 뺀 값이 상기 이동거리 이상인 경우에 이동 속도를 계산하는 단계;를 더 포함하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
- 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 이동 속도를 지정 변수에 저장하는 단계;를 더 포함하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는지 판단하는 단계 이후에, 상기 과거의 가공시간과 평균 가공시간의 차이가 기설정된 허용시간을 초과하는 경우에 상기 대상장비의 점검을 요청하는 알람이 발생하는 것을 특징으로 하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 자동이송장치에 의해 이동될 소재의 부하량을 파악하고 상기 가감속시정수를 상기 부하량에 따라 변경된 가감속시정수로 재설정하는 단계 이후에, 상기 부하량이 기설정된 허용 부하량을 초과하는지 판단하고 기설된 허용 부하량을 초과하는 경우에 상기 자동이송장치 또는 상기 대상장비의 점검을 요청하는 알람이 발생하는 것을 특징으로 하는 자동이송장치의 모션제어 방법.
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