KR20000009657A

KR20000009657A - 단일 라인 다품종 소량 생산 시스템

Info

Publication number: KR20000009657A
Application number: KR1019980030214A
Authority: KR
Inventors: 한종희
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-02-15
Also published as: JP2000042848A

Abstract

본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량생산 시스템은, 컨베이어에 의해 이송된 제품을 조립 및 생산하는 시스템에 있어서, 시스템을 전체적으로 제어하는 주제어부; 제품의 컨베이어에의 인입을 감지하기 위한 제1 센서; 컨베이어에 인입된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부로 전송하는 제1 바코드 리더; 제품의 컨베이어 상의 조립위치에의 도달을 감지하기 위한 제2 센서; 컨베이어 상의 조립위치에 도달된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부로 전송하는 제2 바코드 리더; 상기 제1, 제2 바코드 리더로부터 전송된 정보에 따른 주제어부의 제어명령에 따라 제품을 조립하는 로봇; 그 로봇의 소정 부위에 설치되며, 상기 주제어부의 제어명령에 따라 로봇의 동작을 제어하는 로봇 제어용 콘트롤러; 및 상기 조립위치에 도달된 제품을 인식하는 한편 제품의 조립시 제품의 조립위치 및 조립형상 등을 인식하기 위한 제3 센서를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 바코드 리더를 통하여 읽어들이는 제품과 관련된 정보와 조립 시이퀀스 프로그램 등의 변경만으로 원하는 다양한 종류의 제품을 조립할 수 있는 장점이 있다.

Description

단일 라인 다품종 소량생산 시스템

본 발명은 컨베이어를 이용한 생산설비 등에 채용되는 단일 라인 다품종 소량 생산 시스템에 관한 것으로서, 특히 바코드와 각종 센서를 이용하여 생산라인의 흐름을 효율적으로 조절하여 다품종 소량 생산을 가능하게 하는 단일 라인 다품종 소량생산 시스템에 관한 것이다.

컨베이어와 바코드를 이용한 시스템에 관해서는 미국특허 제4,850,104호, 제5,190,162호 및 제5,634,562호 등에 개시되어 있다. 미국특허 제4,850,104호는 PCB의 테스팅이나 보수 등과 같은 다른 결과물들 상에서 수행된 다양한 동작을 구성하고, 자동화하며, 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 장치는 제품을 이송하기 위한 워크 스테이션 및 컨베이어 유니트와, 워크 스테이션 사이의 제품 상에서 동작을 수행하기 위한 다른 구성요소들을 구비하고 있다. 제품들은 컨베이어 유니트에 대한 조정없이 제품의 다른 크기와 모양의 혼합을 용이하게 하는 표준화된 운송기기들에 탑재된다. 다른 구성요소들은 동일한 컨베이어 유니트들에 의해 이송가능하도록 채용된다. 장치는 또한 제품과 기타 구성요소들을 일시적으로 저장하기 위한 각 스테이션과 결합된 버퍼링 스테이지와, 동적 우선권 등급 시스템 및 선매 스케줄링 기술에 따라 다른 형태의 제품들의 병렬 처리를 용이하게 하기 위한 분산 제어 시스템을 구비하고 있다. 미국특허 5,190,162호는 개별 바코드 확인표식을 갖는 패키지 분류장치에 관한 것으로서, 패키지들이 유도 스테이션에 수용되면 유도 컨베이어가 패키지들을, 개별 패키지가 소정 시간간격으로 게이트를 통과하도록 하는 액츄에이터에 의해 구동되는 게이트 위로 이동시킨다. 패키지들은, 슬라이더 베드와의 정렬에 있어서 상승된 위치와 패키지들이 슬라이더 베드로부터 낙하되도록슬라이더 베드에 틈을 제공하는 하강된 위치 사이에서 이동가능한 트랩 도어를 갖는 슬라이더 베드를 따라 운송 메커니즘에 의해 구동된다. 미국특허 5,634,562호는 적재된 제품을 분리, 공급 및 분류하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 컴퓨터 제어 운송 경로에 사용된다. 운송 경로는 인입부, 분리부 및 배출부로 구성된다. 인입부는 분리부로의 하류이동을 조정하기 위한 인입 컨베이어와 공급 로울러를 구비한다. 분리부는 옆으로 경사진 경사 플레인상에 정렬된 개별적, 선택적으로 제어되는 복수의 마찰공급 로울러를 구비한다.

한편, 이상과 같은 종래 컨베이어를 이용한 시스템들은 하나의 라인에 하나의 제품만을 생산할 수 있는 구조로 되어 있고, 하나의 컨베이어 시스템은 부품 공급단과, 공급된 부품을 이용하여 조립하는 시스템과, 이를 검사하고 출하하는 단계로 구성되어 있다. 바코드는 최종 출하시의 제품의 분류 등에 주로 이용되거나 부품 공급단에 부착되어 부품을 분류하는 용도로 사용되고 있다. 그런데, 이와 같은 종래 컨베이어를 이용한 생산 시스템들은 소품종 대량생산에 적합하게 설계되어 있어서, 다품종 소량 생산에의 적용에는 어려움이 많이 수반된다. 즉, 다품종 소량 생산을 위해서는 각각의 품종의 생산을 위한 별도의 생산 라인이 설비되어야 하며, 그에 따라 설비비용의 부담이 커지는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 바코드와 각종 센서를 이용하여 생산라인의 흐름을 효율적으로 조절하여 다품종 소량 생산을 가능하게 하는 단일 라인 다품종 소량생산 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량생산 시스템의 개략적인 장치구성도.

도 2는 도 1의 시스템의 회로구성도.

도 3은 도 1의 시스템의 동작에 대한 시이퀀스 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...컨베이어 101...주제어부

102a,102b...제1센서 103a,103b...제1바코드 리더

104a,104b...제2센서 105a,105b...제2바코드 리더

106...로봇 107...제3센서

201...로봇 제어용 콘트롤러 202...컨베이어 구동부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량생산 시스템은, 컨베이어에 의해 이송된 제품을 조립 및 생산하는 시스템에 있어서, 시스템을 전체적으로 제어하는 주제어부; 상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 제품의 컨베이어에의 인입을 감지하기 위한 제1 센서; 상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 컨베이어에 인입된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부로 전송하는 제1 바코드 리더; 상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 제품의 컨베이어 상의 조립위치에의 도달을 감지하기 위한 제2 센서; 상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 상기 컨베이어 상의 조립위치에 도달된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부로 전송하는 제2 바코드 리더; 상기 컨베이어의 일측에 설치되며, 상기 제1, 제2 바코드 리더로부터 전송된 정보에 따른 주제어부의 제어명령에 따라 제품을 조립하는 로봇; 상기 로봇의 소정 부위에 설치되며, 상기 주제어부의 제어명령에 따라 로봇의 동작을 제어하는 로봇 제어용 콘트롤러; 및 상기 로봇의 소정 부위에 설치되며, 상기 조립위치에 도달된 제품을 인식하는 한편 제품의 조립시 제품의 조립위치 및 조립형상 등을 인식하기 위한 제3 센서를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량생산 시스템을 개략적으로 나타내 보인 것으로서, 도 1은 장치구성도이고, 도 2는 회로구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량생산 시스템은, 컨베이어(100)에 의해 이송된 제품을 조립 및 생산하는 시스템을 전체적으로 제어하는 주제어부(Supervisor)(101)와, 상기 컨베이어(100)와 근접된 소정 위치에 설치되며, 제품의 컨베이어(100)에의 인입을 감지하기 위한 제1 센서(102a)(102b)와, 상기 컨베이어(100)와 근접된 소정 위치에 설치되며, 컨베이어(100)에 인입된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부(101)로 전송하는 제1 바코드 리더(103a)(103b)와, 상기 컨베이어(100)와 근접된 소정 위치에 설치되며, 제품의 컨베이어(100) 상의 조립위치에의 도달을 감지하기 위한 제2 센서(104a)(104b)와, 상기 컨베이어(100)와 근접된 소정 위치에 설치되며, 상기 컨베이어(100) 상의 조립위치에 도달된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부(101)로 전송하는 제2 바코드 리더(105a)(105b)와, 상기 컨베이어(100)의 일측에 설치되며, 상기 제1, 제2 바코드 리더(103a)(103b)(105a)(105b)로부터 전송된 정보에 따른 주제어부(101)의 제어명령에 따라 제품을 조립하는 로봇(106)과, 그 로봇(106)의 소정 부위에 설치되며, 상기 주제어부(101)의 제어명령에 따라 로봇의 동작을 제어하는 로봇 제어용 콘트롤러(107) 및 상기 로봇(106)의 소정 부위에 설치되며, 조립위치에 도달된 제품을 인식하는 동시에 제품의 조립시 제품의 조립위치 및 조립형상 등을 인식하기 위한 제3 센서(108)를 구비한다.

여기서, 상기 제1, 제2 센서(102a)(102b)(104a)(104b)로는 바람직하게는 초음파 센서가 사용되고, 제3 센서(107)로는 비젼 센서가 사용된다. 그리고, 상기 바코드에는 제품의 종류, 제품의 조립과 관련된 부품 및 조립 시이퀀스 등의 정보가 수록된다. 즉, 제품과 관련된 여러 가지 정보는 작업자 혹은 생산 라인 운용자에 의해 미리 설정되어 바코드에 수록되어 제품에 부착되는 것이다. 또한, 상기 제1,제2 바코드 리더들(103a)(103b)(105a)(105b)이 제품에 부착된 바코드를 인식함에 있어서의 오류를 방지하기 위하여 컨베이어(100)의 진행속도는 일정하게 제어된다. 물론, 이와 같은 컨베이어(100)의 진행속도는 작업자나 시스템 운용자에 의해 미리 설정되어 상기 주제어부(101)에 입력된다.

그러면, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량생산 시스템의 동작에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하면서 설명해 보기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량생산 시스템의 동작에 대한 시이퀀스 흐름도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 먼저 제품이 컨베이어(100)에 인입되면 제1 센서(초음파 센서)(102a)(102b)가 제품의 인입을 감지하여 주제어부(101)로 알리게 된다(단계 301). 그러면, 주제어부(101)는 제1 바코드 리더(103a)(103b)에 제품의 바코드를 읽도록 하는 명령을 내린다(단계 302). 그에 따라, 제1 바코드 리더(103a)(103b)는 제1센서(102a)(102b)를 거쳐 컨베이어(100)에 의해 이송된 제품의 바코드를 읽고, 읽은 정보를 주제어부(101)로 전송한다(단계 303). 즉, 제1 바코드 리더(103a)(103b)는 바코드에 수록된 제품의 종류, 제품의 조립과 관련된 부품 및 조립 시이퀀스 등의 정보를 읽어 그것을 주제어부(101)로 전송하게 된다. 그러면, 주제어부(101)는 제품의 조립에 필요한 부품정보 및 시이퀀스 정보를 로봇 제어용 콘트롤러(107)의 버퍼(미도시)에 저장한다(단계 304). 컨베이어(100)에 의해 제품이 계속 이송되어 제품이 컨베이어(100) 상의 조립위치에 도달하면, 제2 센서(초음파 센서)(104a)(104b)는 제품의 조립위치에의 도달을 감지하여 주제어부(101)로 알린다(단계 305). 그러면, 주제어부(101)는 제2 바코드 리더(105a)(105b)에 제품의 바코드를 읽도록 하는 명령을 내린다(단계 306). 그에 따라, 제2 바코드 리더(105a)(105b)는 제품의 바코드를 읽고, 읽은 정보를 주제어부(101)로 전송한다(단계 307). 그러면, 주제어부(101)는 제2 바코드 리더(105a)(105b)로부터 전송받은 정보를 해석하고, 그 결과를 로봇 제어용 콘트롤러(107)로 전송한다(단계 308). 로봇 제어용 콘트롤러(107)는 주제어부(101)에 의해 해석되어 전송된 정보와 버퍼에 저장된 정보를 비교하여, 원하는 제품과 관련된 정보가 있는지를 판별한다. 또한, 이때 동시에 제3센서(비젼 센서)(108)는 제품의 형상을 인식하여 로봇 제어용 콘트롤러(107)로 전송하고, 로봇 제어용 콘트롤러(107)는 그 전송된 신호를 해석하여 제품의 형상을 파악한다. 그리고, 파악된 정보와 상기 버퍼에 저장된 제품의 정보를 비교하여 원하는 제품인지를 판별한다(단계 309). 즉, 원하는 제품인지의 판정에 비젼 센서(108)와 바코드 정보가 이용된다. 이 판별에서 원하는 제품일 경우, 로봇 제어용 콘트롤러(107)는 로봇(106)의 각 구동부(미도시)에 구동명령을 내리고, 그에 따라, 로봇(106)은 상기 버퍼에 저장된 부품정보 및 시이퀀스 정보를 바탕으로 제품을 조립한다(단계 310). 이때, 제3센서(108)는 제품의 조립위치 및 조립형상 등을 인식하여 로봇 제어용 콘트롤러(107)로 전송하고, 콘트롤러(107)는 그것을 메모리(미도시)에 저장한다.

한편, 상기 단계 309의 판별에서 원하는 제품이 아닐 경우, 로봇 제어용 콘트롤러(107)는 조립상에 오류가 발생한 것으로 인지하고, 오류 발생 사실을 주제어부(101)로 알린다. 그러면, 주제어부(101)는 오류 발생과 관련된 제품을 그대로 통과시키도록 하는 명령을 컨베이어 구동부(201)로 전달하고, 그 명령을 받은 컨베이어 구동부(201)에 의해 컨베이어(100)는 다시 작동한다. 그에 따라 컨베이어(100) 상의 상기 오류 발생과 관련된 제품은 로봇(106)을 통과하여 별도의 다른 곳으로 운반되어 보관된다(단계 311).

이상과 같은 일련의 동작과 관련하여 상기 바코드 리더들(103a)(103b)(105a) (105b)을 통하여 읽어들이는 바코드 정보, 즉 제품정보 및 그 제품과 관련된 데이터 베이스, 조립 시이퀀스 프로그램 등의 변경만으로 원하는 다양한 제품을 하나의 컨베이어 시스템에 의해 조립할 수 있게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 단일 라인 다품종 소량 생산 시스템은 바코드 리더에 의해 읽어들여지는 바코드 정보와 조립 시이퀀스 프로그램 등의 변경만으로 원하는 다양한 종류의 제품을 소량으로 생산할 수 있고, 이와 같은 생산이 하나의 컨베이어 시스템에 의해 이루어지므로, 종래의 소품종 대량생산 시스템에서의 다품종 소량생산 시스템으로의 변경시 추가되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Claims

컨베이어에 의해 이송된 제품을 조립 및 생산하는 시스템에 있어서,

시스템을 전체적으로 제어하는 주제어부;

상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 제품의 컨베이어에의 인입을 감지하기 위한 제1 센서;

상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 컨베이어에 인입된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부로 전송하는 제1 바코드 리더;

상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 제품의 컨베이어 상의 조립위치에의 도달을 감지하기 위한 제2 센서;

상기 컨베이어와 근접된 소정 위치에 설치되며, 상기 컨베이어 상의 조립위치에 도달된 제품의 바코드를 읽어 그 정보를 상기 주제어부로 전송하는 제2 바코드 리더;

상기 컨베이어의 일측에 설치되며, 상기 제1, 제2 바코드 리더로부터 전송된 정보에 따른 주제어부의 제어명령에 따라 제품을 조립하는 로봇;

상기 로봇의 소정 부위에 설치되며, 상기 주제어부의 제어명령에 따라 로봇의 동작을 제어하는 로봇 제어용 콘트롤러; 및

상기 로봇의 소정 부위에 설치되며, 상기 조립위치에 도달된 제품을 인식하는 한편 제품의 조립시 제품의 조립위치 및 조립형상 등을 인식하기 위한 제3 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 라인 다품종 소량생산 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1, 제2 센서는 초음파 센서인 것을 특징으로 하는 단일 라인 다품종 소량생산 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제3 센서는 비젼 센서인 것을 특징으로 하는 단일 라인 다품종 소량생산 시스템.
제1항에 있어서,

상기 바코드에는 제품의 종류, 제품의 조립과 관련된 부품 및 조립 시이퀀스 등의 정보가 수록되어 있는 것을 특징으로 하는 단일 라인 다품종 소량생산 시스템.