KR20130028385A - 스마트폰을 이용한 plc기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법 - Google Patents

스마트폰을 이용한 plc기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법

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Abstract

본 발명은 스마트폰에 PLC 제어를 할 수 있는 앱을 탑재하고, 원격지에서도 이 앱을 매개로 하여 PLC 기반의 공작기계를 제어하여 공작기계의 유지 보수와 관리를 보다 쉽게 수행할 수 있도록 한 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 공작기계를 하나의 컨트롤러에서 PLC 기반에 따른 유지보수가 가능하게 함으로써, 원격지에서도 스마트폰을 이용하여 공장 전체의 공작기계를 한꺼번에 통합하여 관리할 수 있도록 한 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

스마트폰을 이용한 PLC기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법{REMOTE CONTROLLING APPARATUS USING SMART PHONE FOR PLC BASED PRESS AND THE METHOD THEREOF}
본 발명은 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격지에서 스마트폰을 이용하여 공작기계에 연결된 스마트폰과의 통신으로 공작기계의 고장 진단 및 제어를 할 수 있도록 한 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계는 기계공업의 기초가 되는 중요한 기계로서, 기계공작의 기초가 되는 절삭·연삭 등과 같이 절삭 칩(chip)을 내면서 금속 등의 재료를 가공하여 필요한 모양을 만들어 내는 기계를 말한다. 넓은 뜻의 공작기계에는 단조·압연(壓延)·프레스·전단(剪斷) 등의 가공기계를 포함시킨다.
이러한 공작기계는 가공물의 형상이 복잡해지고 제품생산이 자동화가 가능하게 하여 신속하고 정확한 가공이 이루어질 수 있도록 PLC(Programmable Logic Controller) 기반으로 많이 바뀌고 있다.
하지만, 이러한 PLC 기반의 공작기계는 다음과 같은 문제가 발생하였다.
1) 통상적으로 작업자가 공작기계를 제어하는 컨트롤러나 모니터 등을 직접 눈으로 봐가면서 공작기계의 가공 공정이나 진행 과정 등을 확인해야 했다. 이는 공작기계에 고장 등이 발생하는 경우 고장을 수리할 수 있는 정비기술자가 공장에 없는 경우 정비기술자가 복귀할 때까지 공작기계를 수리하는데 어려움이 있었다.
2) 원격지에 있는 정비기술자와 공작기계를 담당하는 담당자가 일반 전화 등을 통하여 통화하면서 수리를 할 수도 있으나, 정비기술자가 직접 확인하면서 보수를 하는 것이 아니기 때문에 수리 및 점검 등에 많은 시간이 소요되었다.
3) 원격지에서의 수리가 원활하게 이루어지지 않으면 공작기계를 이용한 제조가 이루어지지 못하기 때문에 그만큼 가동율이 떨어지게 되어 결국 생산성의 저하로 이어지게 되었다.
4) 공작 가공이 이루어지는 동안에는 수리할 수 있는 기술자가 항상 공작기계 주변에 있어야 하기 때문에 인력낭비에 따른 제조원가를 상승시키는 요인으로 작용하였다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 안출한 것으로, 스마트폰에 PLC 제어를 할 수 있는 앱을 탑재하고, 원격지에서도 이 앱을 매개로 하여 PLC 기반의 공작기계를 제어하여 공작기계의 유지 보수와 관리를 보다 쉽게 수행할 수 있도록 한 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 공작기계를 하나의 컨트롤러에서 PLC 기반에 따른 유지보수가 가능하게 함으로써, 원격지에서도 스마트폰을 이용하여 공장 전체의 공작기계를 한꺼번에 통합하여 관리할 수 있도록 한 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치는, PLC 기반의 프로그래밍이 가능한 적어도 하나의 공작기계; 공작기계를 제어하기 위한 컨트롤러와 통신가능하도록 연결되며, 공작기계와 통신가능한 앱이 구비된 제1스마트폰; 및 제1스마트폰과의 통신으로 상기 앱으로부터 전송받은 PLC 데이터를 바탕으로 공작기계의 진단과 유지보수를 할 수 있도록 통신이 가능한 앱이 구비된 제2스마트폰;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 컨트롤러와 제1스마트폰은 유선 또는 무선으로 통신이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 컨트롤러는 공작기계를 통합 또는 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 공작기계는 절삭기·연삭기·단조기·압연기·프레스 또는 전단기 인 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어방법은, 제1스마트폰을 공작기계와 통신할 수 있도록 연결하는 제1단계; 제1스마트폰을 이용하여 제2스마트폰과 통신하는 제2단계; 제1스마트폰에 탑재된 앱을 이용하여 공작기계의 제어상태를 제2스마트폰으로 전송하게 하는 제3단계; 제2스마트폰에 탑재된 앱을 이용하여 공작기계의 동작상태를 확인하고 필요한 경우 제1스마트폰을 매개로 공작기계를 원격제어하여 진단과 유지보수를 하게 하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치 및 그 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
1) 정비기술자가 공작기계로부터 멀리 떨어져 있더라도 원격으로 공작기계를 유지보수할 수 있다.
2) 정비기술자가 원격지에서도 공작기계의 수리와 관리 유지 등을 수행할 수 있기 때문에 시간과 장소에 상관없이 유지보수가 가능하여 공작기계의 전반적인 유지보수에 따른 비용절감효과를 얻을 수 있다.
3) 통상의 스마트폰에 PLC 데이터를 처리할 수 있는 앱을 탑재하면 구성이 완료되기 때문에 쉽고 용이하게 제어장치를 구성할 수 있다.
4) 전송된 PLC 데이터를 판독하여 고장난 공작기계의 구성요소를 찾아낼 수 있기 때문에, 이를 바탕으로 관리자에게 고장난 구성요소를 대체하게 할 수 있다. 따라서, 업체에 직접 방문하지 않고서도 전화 통화만으로도 고장진단과 보수를 쉽게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공작기계의 원격 제어장치의 구성을 보여주기 위하여 개략적으로 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 공작기계 원격 제어장치에서 컨트롤러와의 연결 상태를 보여주기 위하여 개략적으로 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 공작기계 원격 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
(구성)
도 1은 본 발명에 따른 공작기계 원격 제어장치의 구성을 보여주기 위하여 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공작기계 원격 제어장치에서 컨트롤러와의 연결 상태를 보여주기 위하여 개략적으로 도시한 개략도이다. 도면부호 "40"은 통상적으로 공작기계(10)에서 가공 공정 등을 확인할 수 있는 모니터를 나타낸다.
본 발명에 따른 공작기계의 원격 제어장치는, 공장 자동화 등을 목적으로 사용되는 PLC 기반의 적어도 하나의 공작기계(10), 이 공작기계(10)를 관리하는 작업자와 원격지에 떨어져 있는 정비기술자 사이에 통신이 이루어질 수 있게 하기 위한 제1 및 제2스마트폰(20,30)을 포함한다.
특히, 상기 제1 및 제2스마트폰(20,30)에는 각각 공작기계(10)로부터 전송된 PLC 관련 데이터를 처리할 수 있는 앱이 탑재되어 있다. 여기서, 앱은 스마트폰에 탑재하여 사용되는 어플리케이션을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 공작기계(10)로는 절삭기·연삭기·단조기·압연기·프레스 또는 전단기를 예로 들 수 있다.
이하, 이러한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
공작기계(10)는 통상적으로 자동화 등에 필요한 프로세서 등을 제어하기 위한 PLC 기반의 공작기계를 이용한다. 또한, 이러한 공작기계(10)는 한 대로 구성할 수도 있으며, 여러 대를 구성하여 한꺼번에 제어하게 할 수도 있다.
이러한 공작기계(10)에는 공작기계에서 미리 설정된 공정을 제어하기 위하여 컨트롤러(11)가 구비되어 있다. 이때의 컨트롤러(11)는 통상적으로 공작기계의 제어에 사용되는 제어기를 이용할 수도 있고, PLC 컨트롤러를 이용할 수도 있다.
특히, 상기 컨트롤러(11)는 여러 대의 공작기계(10)를 구성하는 경우, 도 1과 같이 각 공작기계(10)에 각각 하나씩 구성하여 해당 공작기계(10)를 제어하게 할 수도 있고, 도 2와 같이 복수의 공작기계(10)를 하나의 컨트롤러(11)를 이용하여 제어할 수도 있다. 그리고, 여러 대의 공작기계(10)에 구성된 컨트롤러(11)는 상호 통신이 가능하도록 구성하여, 어느 하나의 컨트롤러(11)에 제1스마트폰(20)을 연결하게 되면 나머지 공작기계(10)와도 통신이 가능하게 하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 상기 공작기계(10)에는 외부로 필요한 데이터를 입출력할 수 있도록 통신모듈(12)이 구비된다. 통신모듈(12)은 유선 또는 무선 방식의 어떠한 것이라도 상관이 없으며, 후술하게 될 제1스마트폰(20)과 통신이 가능한 것을 이용한다.
제1 및 제2스마트폰(20,30)은 통상적으로 시판되고 있는 것을 이용한다. 이러한 제1 및 제2스마트폰(20,30)에는 공작기계(10)의 고장 진단 및 유지보수를 할 수 있도록 앱이 탑재된다.
상기 앱은 공작기계(10)에 탑재되는 가공 공정 프로세스인 PLC 데이터를 읽어들이고 이를 작업자나 정비기술자가 제1 및 제2스마트폰(20,30)을 통하여 시각적으로 볼 수 있게 표시해준다. 그리고, 이 앱에는 정비기술자가 원격지에서 이 PLC 데이터를 바탕으로 수정하고, 수정된 PLC 데이터를 상호 통신할 수 있게 구성한다.
이와 같이 이루어진 제1스마트폰(20)은 유선 또는 무선방식으로 PLC 데이터를 전송받을 수 있도록 공작기계(10)에 연결하여 사용하고, 제2스마트폰(30)은 원격지에서 이 제1스마트폰(20)과의 통신 방식으로 공작기계(10)의 진단과 함께 유지 보수 등을 제어하게 된다.
여기서, 진단은 PLC 데이터를 바탕으로 이를 분석하여 공작기계의 구성요소, 예를 들어서, 유압밸브라든가 작동 센서 등이 제대로 원하는 목적에 맞게 동작하고 있는 가를 판단하는 것을 말한다. 그리고, 유지보수란 이처럼 PLC 데이터를 판단하다 보면 PLC 데이터를 프로그램적으로 변경하거나 새로운 기능을 추가 또는 삭재하는 경우로, 특히 이처럼 프로그램이 변경되는 경우는 변경된 PLC 데이터를 앱을 통해 다시 제1스마트폰(20)으로 전송하여 공작기계(10)에 새로 적용하게 한다.
(제어방법)
도 3은 본 발명에 따른 공작기계의 원격 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다. 여기서, 도면부호는 상술한 구성과 동일한 부호를 사용하여 제어방법을 설명한다.
본 발명에 따른 제어방법은, 후술하는 바와 같이 4단계에 걸쳐 수행된다.
제1단계(S100)는 제1스마트폰(20)을 공작기계(10)와 통신이 가능하게 연결하는 단계이다. 이때의 연결은 제1스마트폰(20)을 공작기계(10)에 구성된 통신모듈(12)에 연결함으로써 수행된다. 그리고, 이때의 연결은 유선 방식 뿐만 아니라 무선 방식으로도 연결이 가능하다.
제2단계(S200)는 제1스마트폰(20)과 제2스마트폰(30)이 통신하는 단계이다. 이는 제1스마트폰(20)을 이용하여 통상적인 전화 통화와 같은 방법으로 제2스마트폰(30)으로 전화를 걸게 되면 수행된다.
이때, 제1스마트폰(20)은 공작기계(10)에 연결하고 나서 바로 공작기계(10)로부터 PLC 데이터를 전송받은 다음 제2스마트폰(30)과 통신하게 하는 구성도 가능하다.
제3단계(S300)는 공작기계(10)의 제어와 유지 보수에 관련된 PLC 데이터를 전송하는 단계이다.
이러한 PLC 데이터의 전송은 제1스마트폰(20)에 탑재된 앱으로 공작기계(10)의 컨트롤러(11)를 통해 얻은 다음 이를 제2스마트폰(30)으로 전송함에 따라 수행된다.
이때, 이들 제1 및 제2스마트폰(20,30) 사이에는 각각 탑재된 앱을 이용하여 PLC 데이터를 전송하거나 전송받게 된다.
제4단계(S400)는 전송된 PLC 데이터를 바탕으로 필요에 따라 원격제어를 통해 수리 및 유지보수하게 하는 단계이다.
이는 제2스마트폰(30)의 이용자가 앱을 통하여 PLC 데이터를 시각적으로 확인해 보고, 만일 이상이 발생하거나 프로그램 상에서 정정이 필요한 부분에 대해서 이 이용자가 제2스마트폰(30)을 이용하여 직접 PLC 데이터를 수정하거나 정정함에 따라 수행된다.
그리고, 이렇게 수정 또는 정정된 PLC 데이터는 다시 앱을 통하여 제1스마트폰(20)을 통해 다시 공작기계(10)에 입력시킴에 따라 공작기계(10)의 가동이 가능하게 되는 것이다.
한편, PLC 데이터를 분석하다 보면 프로그램적인 이상이 아니라 공작기계(10) 중에서 어떤 구성요소가 고장인 것으로 진단결과가 나오는 경우가 발생한다. 이와 같은 경우는, 제2스마트폰(30)의 이용자가 제1스마트폰(20)의 이용자에게 직접 전화통화 방식으로 고장난 해당 구성요소를 교체 또는 수리하게 하는 것이다.
이상에서 본 바와 같이 본 발명은 누구나가 보유하고 있는 스마트폰을 이용하여 원거리에서도 쉽게 공작기계의 유지보수 작업을 할 수 있게 되는 것이다.
10 : 공작기계 장치
11 : 컨트롤러
12 : 통신모듈
20 : 제1스마트폰
30 : 제2스마트폰

Claims (5)

  1. PLC 기반의 프로그래밍이 가능한 적어도 하나의 공작기계(10);
    상기 공작기계(10)를 제어하기 위한 컨트롤러(11)와 통신가능하도록 연결되며, 공작기계(10)와 통신가능한 앱이 구비된 제1스마트폰(20); 및
    상기 제1스마트폰(20)과의 통신으로 상기 앱으로부터 전송받은 PLC 데이터를 바탕으로 상기 공작기계(10)의 진단과 유지보수를 할 수 있도록 통신이 가능한 앱이 구비된 제2스마트폰(30);을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(11)와 제1스마트폰(20)은 유선 또는 무선으로 통신이 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(11)는 공작기계(10)를 통합 또는 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공작기계(10)는 절삭기·연삭기·단조기·압연기·프레스 또는 전단기 인 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어장치.
  5. 제1스마트폰(20)을 공작기계(10)와 통신할 수 있도록 연결하는 제1단계(S100);
    상기 제1스마트폰(20)을 이용하여 제2스마트폰(30)과 통신하는 제2단계(S200);
    상기 제1스마트폰(20)에 탑재된 앱을 이용하여 상기 공작기계(10)의 제어상태를 상기 제2스마트폰(30)으로 전송하게 하는 제3단계(S300);
    상기 제2스마트폰(30)에 탑재된 앱을 이용하여 공작기계(10)의 동작상태를 확인하고 필요한 경우 상기 제1스마트폰(20)을 매개로 공작기계(10)를 원격제어하여 진단과 함께 유지보수를 하게 하는 제4단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 PLC 기반의 공작기계 원격 제어방법.
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