KR20100123476A - 중앙 집중식 제어 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량의 생산라인에 구비된 로봇들의 구동제어를 위한 제어 패널에 관한 것으로서, 작업자로부터 상기 로봇들의 제어를 위한 제어신호를 입력받는 입력부, 및 복수 개의 각 로봇들의 드라이버에 각각 연결되어, 상기 입력부에 입력된 제어신호를 이용하여 상기 각 로봇들의 구동을 중앙 집중식으로 제어하는 메인PLC부를 포함하는 중앙 집중식 제어 패널을 제공한다.

개시된 중앙 집중식 제어 패널에 따르면, 차량의 생산라인에 구비된 로봇들을 하나의 메인PLC부에서 중앙 집중식으로 제어함에 따라 생산 단가를 절감하고 생산 효율을 향상시킬 수 있으며 공간 활용도를 높일 수 있는 이점이 있다. 또한, 자동차 제조 산업의 자동화 라인 공정에서 투자비를 절약할 수 있고 양산시점을 단축시키며 사이클 타임을 증대시킬 수 있다. 더욱이, 이러한 장점에 의해, 자동차 생산라인에 설치되고 있는 로봇의 관리 및 운용을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

Description

중앙 집중식 제어 패널{control panel with centralized control}

본 발명은 중앙 집중식 제어 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 생산라인에 구비된 로봇들을 중앙 집중식으로 제어하는 제어 패널에 관한 것이다.

대량생산 체제와 인건비의 상승으로 인해 산업용 로봇을 이용한 생산 공정화가 다방면 산업에 적용되고 있으며, 그 비중도 증가하고 있는 추세이다. 차량의 생산라인에 있어서도 상기 산업용 로봇을 이용한 제작 공정이 적용되고 있다.

산업용 로봇이 생산공정에 적용되기 위해서는, 상기 로봇뿐만 아니라 이들을 제어하는 주변기기가 구비되어야 한다. 그 주변기기로는, PLC(Programmable Logic Controller) 컨트롤러와, 제어반에 해당되는 인터록 패널(Interlock Panel)과, 타이머 컨택터(Timer contactor) 등이 있다.

차량 생산라인에 배치된 N개의 로봇을 제어하기 위해, 종래에는 이들 각각의 로봇에 N개의 PLC와 제어반을 개별적으로 배치하여, 각각의 로봇을 개별 PLC로 제어하는 방식을 사용하고 있다. 이러한 경우, 주변기기의 개수가 많아져 생산 설비가 복잡해질 뿐만 아니라 설비공간 차지율이 높아서 공간적 제약이 크며, 조작이 용이하지 못하고 생산 단가가 떨어지는 단점이 있다. 또한, 개별 PLC 제어의 경우, 어느 한 측 로봇의 PLC 제어 부분이 어느 다른 측 로봇의 PLC 제어 내용과 충돌할 수 있어, 인터록 제어가 제대로 수행되지 않아 차량 제작 과정에서의 작업 효율을 떨어뜨리며 제품의 불량률을 높일 수 있다.

본 발명은, 차량의 생산라인에 구비된 로봇들을 하나의 메인PLC부에서 중앙 집중식으로 제어함에 따라 생산 단가를 절감하고 생산 효율을 향상시킬 수 있는 중앙 집중식 제어 패널을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 차량의 생산라인에 구비된 로봇들의 구동제어를 위한 제어 패널에 관한 것으로서, 작업자로부터 상기 로봇들의 제어를 위한 제어신호를 입력받는 입력부, 및 복수 개의 각 로봇들의 드라이버에 각각 연결되어, 상기 입력부에 입력된 제어신호를 이용하여 상기 각 로봇들의 구동을 중앙 집중식으로 제어하는 메인PLC부를 포함하는 중앙 집중식 제어 패널을 제공한다.

여기서, 상기 입력부는, 상기 제어신호의 터치식 입력이 가능하고 상기 로봇들의 상태 및 상기 로봇들이 배치된 가동라인을 실시간 화면으로 표시하는 터치화면부와, 상기 제어신호 중 로봇에 대한 주요조작신호들의 입력이 가능한 복수 개의 조작버튼들을 구비할 수 있다.

또한, 상기 터치화면부는, 상기 로봇이 작업할 차종별로 달리 적용되는 공정 시퀀스 리스트를 상기 차종별로 표시하고 상기 작업자로부터 상기 작업할 특정 차종의 선택이 가능할 수 있다. 이때, 상기 메인 PLC부는, 상기 차종별로 해당 공정 시퀀스를 개별 저장하고, 상기 터치화면부에서 상기 특정 차종의 선택이 완료되는 경우, 상기 특정 차종에 대응되는 공정 시퀀스에 따라 상기 각 로봇들에 대한 일련 의 동작을 자동 제어할 수 있다.

또한, 상기 터치화면부는, 상기 선택된 특정 차종에 대한 시퀀스별 작업 상태의 표시가 가능할 수 있고, 상기 터치화면부 또는 상기 조작버튼들을 통해 입력된 로봇 제어신호의 출력상태의 표시가 가능할 수 있다.

본 발명에 따른 중앙 집중식 제어 패널에 따르면, 차량의 생산라인에 구비된 로봇들을 하나의 메인PLC부에서 중앙 집중식으로 제어함에 따라 생산 단가를 절감하고 생산 효율을 향상시킬 수 있으며 공간 활용도를 높일 수 있는 이점이 있다. 또한, 자동차 제조 산업의 자동화 라인 공정에서 투자비를 절약할 수 있고 양산시점을 단축시키며 사이클 타임을 증대시킬 수 있다. 더욱이, 이러한 장점에 의해, 자동차 생산라인에 설치되고 있는 로봇의 관리 및 운용을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중앙 집중식 제어 패널의 구성도이고, 도 2는 도 1의 설치 구성도이다. 도 3은 도 2의 터치화면부의 초기화면 예시도이고, 도 4는 도 2의 터치화면부에서 로봇과 가동라인 상태 표시를 위한 화면 구성도이다.

또한, 도 5는 도 2의 터치화면부에서 차종별 공정 시퀀스 리스트 표시를 위한 화면 구성도이고, 도 6은 도 2의 터치화면부에서 각 공정별 작업상태 표시를 위한 화면 구성도이다. 도 7 및 도 8은 로봇의 인터록 상태 표시를 위한 화면 구성도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 상기 중앙 집중식 제어 패널(100)은, 입력부(110)와 메인PLC부(120), 외부케이스(130)를 포함한다. 이러한 중앙 집중식 제어 패널(100)은, 차량의 생산라인에 구비되는 로봇들(10)의 구동제어를 위한 제어 패널로서, 자동차 생산 분야에서 산업용 로봇에 대해 사용되는 인터록 패널(Interlock Panel)에 해당될 수 있다.

먼저, 상기 입력부(110)는 작업자로부터 각각의 N개의 로봇들(10)의 제어를 위한 제어신호를 입력받는 부분이다. 이러한 입력부(110)는 상기 작업자의 조작이 용이하도록 상기 외부케이스(130)의 외측에 구비 가능하다.

상기 메인PLC부(120)는, N개의 각 로봇들(10)의 드라이버(20)에 각각 연결되어, 상기 입력부(110)에 입력된 제어신호를 이용하여 상기 각 로봇들(10)의 구동을 중앙 집중식으로 제어 가능하다. 이러한 메인PLC부(120)는 외부케이스(130)의 커버(140) 내측에 구비되어 편리하게 관리 및 점검 가능하다. 상기 드라이버(20)는 각 로봇들(10)에 대응되어 N개로 구비되어, 상기 메인PLC부(120)로부터 전송받은 제어신호를 해당 로봇(10)에 적합한 제어신호로 맞추어 전송하는 역할을 한다. 따라서, 상기 로봇(10)의 종류에 대응되는 드라이버(20) 제품이 이용될 수 있다.

종래에는, 각각의 로봇들(10) 마다 PLC부가 개별적으로 구비되어 있어서, 생산 설비가 복잡해지고 설치 공간을 많이 차지하게 되어 공간상의 제약이 크고, 조작이 용이하지 못하며, 생산 단가가 떨어지는 문제점이 있다. 예를 들면, 각각의 로봇들(10) 마다, 상기 PLC부의 구성과 이 PLC부에 제어신호를 전송하는 입력부의 구성이 개별 구비됨에 따라, 설비의 복잡성 문제뿐만 아니라, 조작 신호의 개수 증 가로 인해 작업자로 하여금 조작의 혼란을 불러 일으키고, 제품의 불량률을 증가시키며 작업의 공정 효율을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.

그러나, 상기한 메인PLC부(120)의 구성에 따르면, 종래와는 달리, 차량의 생산라인에 구비된 로봇들(10)을 하나의 단일 메인PLC부(120)에서 중앙 집중식으로 제어함에 따라, 생산 단가를 절감하고 생산 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 즉, 상기 도 1의 제어 패널(100) 하나만으로도 여러 로봇들(10)을 한번에 편리하게 제어할 수 있어, 각각의 로봇들(10) 간의 인터록 제어 효율 또한 높일 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 입력부(110)는 터치화면부(111) 및 복수 개의 조작버튼들(112)을 구비한다. 먼저, 상기 터치화면부(111)는, 로봇들(10)에 대한 상기 제어신호의 터치식 입력이 가능한 부분이다. 여기서, 상기 제어신호로는 로봇 공정과 작업의 지시 등의 사항이 해당될 수 있다.

상기 터치화면부(111)를 통한 제어신호들의 터치식 입력에 따르면, 단순히 터치화면부(111) 상의 원하는 제어버튼을 터치하면서 메인PLC부(120)에 제어신호를 전송할 수 있어, 터치식 디스플레이의 구성과 메인PLC부(120)의 간단한 프로그래밍 구성만으로도 원하는 제어신호의 전달이 용이하게 구현됨은 물론이며, 작업자로 하여금 조작의 편리성 또한 증진시키는 이점이 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 상기 터치화면부(111)의 초기 화면에는 하단에 여러 메뉴들(레이아웃, 차종, 라인별 로봇 운전현황, 인터록, 링크)을 표시하여 각각의 터치식 선택 입력이 가능하도록 한다. 특정 메뉴의 선택시, 선택된 해당 메뉴에 대응되는 정보를 화면으로 표시하고, 제어신호의 선택 입력이 가능한 선택버튼, 입력 창 등을 화면으로 나타낼 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 터치화면부(111)는 상기 로봇들(10)의 상태와, 상기 로봇들(10)이 배치된 가동라인을 실시간 화면으로 표시 가능하다. 예를 들어, 도 3의 화면에서 하단의 레이아웃(LAYOUT) 메뉴가 터치식 입력되면, 상기 도 4의 화면이 표시되어 로봇과 가동라인의 상태 감시가 가능하다.

그 구동예는 다음과 같다. 상기 터치화면부(111)에서 조작된 제어신호를 상기 메인PLC부(120)가 수신받으면, 상기 메인PLC부(120)는 상기 수신받은 해당 제어신호에 대응되는 로봇구동용 제어신호를 로봇(10) 측에 전송한다. 이후, 현재 가동라인의 상태와 로봇(10)의 상태에 관해서는, 상기 로봇(10) 또는 로봇(10) 측에 구비된 각종 센서 등을 통해 해당 내용을 수신받아 상기 터치화면부(111)로 전송하고, 터치화면부(111)는 이를 표시하여 작업자가 실시간 모니터링 가능하도록 한다.

한편, 상기 조작버튼들(112)은, 외부케이스(130)의 외측에 각각 구비되어, 상기 제어신호 중 로봇에 대한 주요조작신호들의 즉시 입력이 가능하다. 상기 주요조작신호들은, 예를 들어, 자동/수동, 기동, 카운터, 비상정지, 부저, 안전플러그, 운전준비, 이상해제, 부저정치, 카운터 리셋 등의 조작신호가 해당될 수 있다. 이때, 각 주요조작신호 별로 각각의 조작버튼들(112)이 개별적으로 구비되도록 한다.

이러한 조작버튼들(112)은 작업자가 해당 주요조작신호를 수동으로 가하여 동작되도록 구현된 것이다. 예를 들어, 상기 터치화면부(111)가 고장이 나서 제어신호의 터치식 입력 조작이 곤란한 경우가 발생될 수 있다. 이러한 경우에 대비하여, 사용빈도가 높거나 주요조작 기능을 구현하는 주요조작신호 발생용 조작버튼 들(112)을 상기 외부케이스(130)의 외측에 별도로 구비함에 따라, 고장 또는 비상 상황시 로봇들(10)의 주요 구동 제어를 용이하게 하고, 상황 발생에 대한 신속한 대응이 가능하도록 한다. 물론, 이외에도 상기 터치화면부(111)가 고장이 나지 않은 경우에 있어서도, 터치 방식을 사용하지 못하는 작업자의 경우 또는 간단한 버튼 입력만으로 로봇 제어가 필요한 경우, 상기 터치화면부(111)의 터치식 입력 대신에 상기 조작버튼들(112)을 이용하여 편리하게 조작 가능함은 물론이다. 여기서, 조작버튼들(112)을 통한 제어신호 입력 범위는 상기 터치화면부(111)를 통한 제어신호의 입력의 범위에 비해서는 제한적이다.

도 5를 참조하면, 상기 터치화면부(111)는, 상기 로봇(10)이 작업할 차종별로 달리 적용되는 공정 시퀀스 리스트를 상기 차종별로 표시 가능하다. 또한, 표시된 화면 상에서 상기 작업자로부터 상기 작업할 특정 차종의 터치식 선택이 가능하다.

상기 메인PLC부(120)는, 상기 차종별로 해당 공정 시퀀스를 프로그램으로 개별 저장하고 있으며, 상기 터치화면부(111)에서 상기 특정 차종의 선택이 완료되는 경우, 상기 특정 차종에 대응되는 공정 시퀀스에 따라 상기 각 로봇들(10)에 대한 일련의 동작을 자동 제어한다. 동일한 가공라인이라 하더라도, 차종에 따라서 각 로봇들(10)의 이동 거리, 작업 종류, 작업 시간, 사용되는 로봇(10)의 종류와 개수 등이 상이할 수 있다. 종래의 경우, 차종별로 각 로봇들(10)의 시퀀스를 일일이 제어하는 과정이 필요하였다. 그러나, 상기한 구성에 다르면, 작업자가 상기 터치화면부(111)에 표시되는 차종만 선택함에 따라, 로봇들(10)의 동작을 자동으로 제어 할 수 있어, 작업 준비 및 진행 시간을 크게 단축할 수 있고, 미숙련자의 경우도 손쉬운 조작이 가능한 이점이 있다.

또한, 도 6을 참조하면, 상기 터치화면부(111)는, 상기 선택된 특정 차종에 대한 시퀀스별 작업 상태의 표시가 가능하다. 예를 들면, 작업이 완료된 시퀀스, 진행 중인 시퀀스 또는 대기 중인 시퀀스에 관하여, 해당 시퀀스 란의 박스 부분을 색상, 문자, 이미지 등으로 서로 구별되도록 표시함에 따라, 작업자로 하여금 현재 작업에 대한 진행 상황을 용이하게 식별 가능하도록 한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 터치화면부(111)는, 터치화면부(111) 또는 상기 조작버튼들(112)을 통해 입력된 로봇 제어신호의 출력상태의 표시가 가능하다. 예를 들면, 도 7의 경우, 로봇들(10)에 대한 인터록 상태 조회가 가능한 화면이며, 도 8은 버튼 선택시 해당 로봇(10)을 구동하는 제어신호의 출력 형태를 표시하여 출력 사항의 실시간 모니터링 가능하도록 하는 화면을 나타낸다.

이상과 같은 상기 중앙 집중식 제어 패널(100)에 따르면, 자동차 제조 산업의 자동화 라인 공정에서의 투자비를 절약하고 양산시점을 단축하며, 사이클 타임을 증대시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 이러한 장점에 의해, 자동차 생산라인에 설치되고 있는 로봇의 관리 및 운용을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

물론, 상기한 제어 패널(100)의 구성은, 그 활용하기에 따라 각종 산업체에서 사용하는 다른 로봇 시스템에도 적용이 가능함은 자명하다. 국내의 제조업체는 점점 자동화율이 높아지고 있으며, 자동화에 있어서 필수적인 것이 바로 로봇이다. 그러므로, 상기 제품의 수요는 로봇을 사용하는 자동차업체뿐만 아니라 다른 산업 체에서도 일정한 수요를 기대할 수 있다.

예를 들면, 상기한 제어 패널(100)의 구성은 협소장소의 공간 활용을 이용한 자동화 설비에 적용 가능하며, 반도체 및 전자장비 핸들링 시스템에 확대 적용 가능하다. 또한, 기존의 인터록 패널 시스템의 구성에 비하여 보다 저가로 제조 가능하며, 시스템을 간편화할 수 있고, 제작의 용이성 등으로 인하여 수요가 증대할 것으로 판단된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중앙 집중식 제어 패널의 구성도,

도 2는 도 1의 설치 구성도,

도 3은 도 2의 터치화면부의 초기화면 예시도,

도 4는 도 2의 터치화면부에서 로봇과 가동라인 상태 표시를 위한 화면 구성도,

도 5는 도 2의 터치화면부에서 차종별 공정 시퀀스 리스트 표시를 위한 화면 구성도,

도 6은 도 2의 터치화면부에서 각 공정별 작업상태 표시를 위한 화면 구성도,

도 7 및 도 8은 로봇의 인터록 상태 표시를 위한 화면 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 로봇 20: 드라이버

100: 중앙 집중식 제어 패널 110: 입력부

111: 터치화면부 112: 조작버튼

120: 메인PLC부 130: 외부케이스

140: 커버

Claims (5)

1. 차량의 생산라인에 구비된 로봇들의 구동제어를 위한 제어 패널에 있어서,

   작업자로부터 상기 로봇들의 제어를 위한 제어신호를 입력받는 입력부; 및

   복수 개의 각 로봇들의 드라이버에 각각 연결되어, 상기 입력부에 입력된 제어신호를 이용하여 상기 각 로봇들의 구동을 중앙 집중식으로 제어하는 메인PLC부를 포함하는 중앙 집중식 제어 패널.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 입력부는,

   상기 제어신호의 터치식 입력이 가능하고, 상기 로봇들의 상태 및 상기 로봇들이 배치된 가동라인을 실시간 화면으로 표시하는 터치화면부; 및

   상기 제어신호 중 로봇에 대한 주요조작신호들의 입력이 가능한 복수 개의 조작버튼들을 구비한 중앙 집중식 제어 패널.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 터치화면부는,

   상기 로봇이 작업할 차종별로 달리 적용되는 공정 시퀀스 리스트를 상기 차종별로 표시하고, 상기 작업자로부터 상기 작업할 특정 차종의 선택이 가능하며,

   상기 메인 PLC부는,

   상기 차종별로 해당 공정 시퀀스를 개별 저장하고, 상기 터치화면부에서 상기 특정 차종의 선택이 완료되는 경우, 상기 특정 차종에 대응되는 공정 시퀀스에 따라 상기 각 로봇들에 대한 일련의 동작을 자동 제어하는 중앙 집중식 제어 패널.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 터치화면부는,

   상기 선택된 특정 차종에 대한 시퀀스별 작업 상태의 표시가 가능한 중앙 집중식 제어 패널.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 터치화면부는,

   상기 터치화면부 또는 상기 조작버튼들을 통해 입력된 로봇 제어신호의 출력상태의 표시가 가능한 중앙 집중식 제어 패널.

Images