KR20160109432A - 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치 및 원격관리방법 - Google Patents

영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치 및 원격관리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공장의 제품 생산 과정에서 부품이 가공되어 제작되는 상태를 감시하고 관리하면서, 생산된 부품에 문제가 발생하는 경우에 관련 사항을 즉시 관리자에게 통보하여 생산 과정에 대한 적절한 조치를 취할 수 있도록 한 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치는, 가공 부품을 이송 및 검사하는 검사장치와, 상기 검사장치로부터 전송된 부품검사 정보를 저장 및 관리하며, 상기 부품검사 정보에 근거하여 알림 메시지의 발신 여부를 판단하여, 불량품 발생시 알림 메시지를 발신하는 관리장치와, 상기 알림 메시지를 수신하며, 상기 관리장치와의 연결을 통해 상기 부품검사 정보를 제공받고 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 관리자 단말장치를 포함한다.

Description

영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치 및 원격관리방법{Apparatus and method for remote management of part manufacturing using vision inspection}
본 발명은 공장의 제품 생산 과정에서 부품이 가공되어 제작되는 상태를 감시하고 관리하면서, 생산된 부품에 문제가 발생하는 경우에 관련 사항을 즉시 관리자에게 통보하여 생산 과정에 대한 적절한 조치를 취할 수 있도록 한 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치 및 원격관리방법에 관한 것이다.
자동차나 기계 등의 부품을 가공하는 공장에서 가공된 부품에 대한 검사 과정의 자동화가 미비한 경우에는 공작기계가 가동될 때 작업자가 하나의 부품이 생산될 때마다 부품의 치수와 형상 등의 가공 상태를 확인하는 과정을 거쳐야 한다.
이때, 생산과정의 효율성을 높이기 위해서는, 공작기계가 불량품을 만들어내는 시점에서 기계 및 부품의 상태를 확인하고 적절한 대처 작업을 시행함에 의해 불량품의 추가 발생을 방지하는 것이 중요하다.
하지만, 작업장에 투입되는 근로자의 수는 관리 비용 절감을 위해서 제한적인 반면, 공작기계는 여러 대가 가동되는 경우가 많기 때문에 문제 발생 시점에 신속히 대처하기 어렵다. 이에 따라, 불필요한 추가 불량품이 발생하게 되고, 추가적인 생산 비용이 발생하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공작기계를 운용하는 공장에서 가공 부품에 대한 검사를 자동화함과 아울러, 신속하고 효과적으로 원격 관리할 수 있도록 한 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치 및 원격관리방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치는, 가공 부품을 이송 및 검사하는 검사장치와, 상기 검사장치로부터 전송된 부품검사 정보를 저장 및 관리하며 상기 부품검사 정보에 근거하여 알림 메시지의 발신 여부를 판단하여, 불량품 발생시 알림 메시지를 발신하는 관리장치와, 상기 알림 메시지를 수신하며 상기 관리장치와의 연결을 통해 상기 부품검사 정보를 제공받고 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 관리자 단말장치를 포함한다.
실시예에 따라, 상기 관리자 단말장치는 상기 관리장치를 통해 상기 검사장치를 원격으로 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 검사장치는, 자동화된 부품 이송 기능과, 크기 측정 및 형상 검사를 위한 영상인식 기능을 구비할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 검사장치는, 상기 가공 부품을 이송하는 자동이송장치와, 상기 가공 부품의 영상을 획득하는 머신비전장치와, 상기 자동이송장치 및 상기 머신비전장치를 운용하며, 상기 부품검사 정보를 상기 관리장치로 전송하는 검사장치 제어부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 관리장치는, 상기 부품검사 정보를 저장하는 데이터베이스 관리부와, 상기 검사장치를 제어 및 관리하는 검사장치 관리부와, 상기 부품검사 정보를 표시하는 사용자 인터페이스 관리부와, 상기 검사장치 및 상기 관리자 단말장치와 교신하며 상기 관리자 단말장치로 상기 알림 메시지를 발신하는 네트워크 연결 관리부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 관리자 단말장치는, 상기 부품검사 정보를 확인하고 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 부품검사 원격관리부와, 상기 부품검사 정보 확인에 필요한 응용 프로그램을 실행하는 사용자 앱 관리부를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 검사장치, 상기 관리장치 및 상기 관리자 단말장치는 근거리 무선통신, 인터넷 혹은 이동통신을 통해 교신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 원격관리방법은, 검사장치를 이용하여 가공 부품에 대한 부품검사를 수행하는 단계와, 상기 부품검사 결과에 근거하여 불량품을 판별하고 부품검사 정보를 저장하는 단계를 포함하며, 상기 가공 부품이 불량품으로 판단되는 경우, 관리자에게 알림 메시지를 발신하는 단계와, 상기 알림 메시지를 수신한 관리자가 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 단계를 더 포함한다.
실시예에 따라, 상기 부품검사를 수행하는 단계는, 시스템 초기 파라미터를 설정하는 단계와, 상기 가공 부품을 검사대에 거치하고 상기 가공 부품의 영상을 획득하는 단계와, 상기 가공 부품의 영상에 근거하여 상기 가공 부품의 형상을 인식하고 불량품을 판별하는 단계와, 상기 가공 부품에 대한 부품검사 정보를 생성하는 단계와, 상기 부품검사 정보를 관리장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 단계는, 상기 관리자가 관리자 단말장치를 이용하여 상기 부품검사 정보를 전송받는 단계와, 상기 부품검사 정보에 근거하여 상기 검사장치의 제어 요청을 전송하는 단계와, 상기 제어 요청에 응답하여 상기 검사장치의 제어기능이 수행되는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 관리자는 근거리 무선통신, 인터넷 혹은 이동통신을 이용하여 상기 부품검사 정보를 전송받고 상기 검사장치를 원격으로 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치 및 원격관리방법에 의하면, 영상검사를 이용하여 공장의 제품 생산 과정에서 부품이 가공되어 제작되는 상태를 자동으로 감시하고 관리한다. 또한, 이 과정에서 생산된 부품에 문제가 발생하는 경우에는 관련 사항을 즉시 관리자에게 통보하여 생산 과정에 대한 적절한 조치가 취해질 수 있도록 한다. 이에 의해, 공장의 자동화 정도를 높임과 아울러, 문제 발생 시에 신속하고 효과적으로 대처할 수 있게 되므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 가공 부품 검사장치의 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 검사장치의 기능 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 관리장치의 기능 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 관리자 단말장치의 기능 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 원격관리 시스템의 메시지 흐름도이다.
대형 작업장에서 생산되는 각종 가공 부품의 이송, 머신비전장치 등을 이용한 부품검사 및 자동화된 시스템 연동 기능은 공장 자동화를 위한 중요성으로 인해 널리 활용되고 있다.
하지만, 중소형 작업장은 생산 부품에 대한 검사 기능의 자동화가 미비할 수 있다. 이는 자동화 공정 관리를 위한 설비 비용이 고비용이므로 활용하기에 어려움이 있기 때문이다.
따라서, 기존에 중소형 작업장에서 제품 관리를 하는 방식은 제품의 불량 여부의 측정 및 판단과 이와 관련한 공장 기계의 운용 여부의 판단을 현장 근로자에게 의존하는 경우가 많았다.
이때, 생산과정의 효율성을 높이기 위해서는, 공작기계가 불량품을 만들어내는 시점에서 기계 및 부품의 상태를 확인하고 적절한 대처 작업을 시행함에 의해 불량품의 추가 발생을 방지하는 것이 중요하다.
하지만, 작업장에 투입되는 근로자의 수는 관리 비용 절감을 위해서 제한적인 반면, 공작기계는 여러 대가 가동되는 경우가 많기 때문에 문제 발생 시점에 신속히 대처하기 어렵다. 이에 따라, 불필요한 추가 불량품이 발생하게 되고, 추가적인 생산 비용이 발생하게 된다.
이에, 본 발명은 공장의 제품 생산 과정에서 부품이 가공되어 제작되는 상태를 자동으로 감시하고 관리하면서, 생산된 부품에 문제가 발생하는 경우에는 관련 사항을 즉시 관리자에게 통보하여 신속하게 적절한 조치가 취해질 수 있도록 하는 원격관리장치 및 원격관리방법을 제공한다.
가공 부품 생산의 근간이 되는 공장 기계를 이용한 자동화된 부품 검사와 원격관리 시스템은 제조업체의 생산성 향상을 위해서 효용성이 높은 장치이다.
원격관리 기술은 그 목적과 용도에 따라서 적용되는 기술, 시스템 구성 요소, 원격관리 방식 등에 있어서 차별성이 존재한다. 본 발명의 실시예에 의한 원격관리 기술의 시스템 구성 요소는 기능별로 크게 검사장치, 관리장치 및 관리자 단말장치 등으로 구분될 수 있다.
검사장치는 부품 검사의 자동화를 위해서 머신 비전 카메라를 이용하여 부품 가공 상태를 검사하는 것을 주목적으로 설계된 것으로서, 부수적으로는 공작기계에서 가공된 부품을 이송하여 검사대에 거치하는 자동이송 기능이 추가될 수 있다.
검사장치에 적용될 수 있는 영상인식 기능으로 고가 장비는 초정밀 치수 및 복잡한 형상 인식 기능을 포함하여 정밀한 인식 기능을 가질 수 있지만, 보급형 장비는 직선 및 원 등의 단순한 형상을 판단하는 기능을 구현하여 중소 규모의 사업장에서 사용하는 경우에 장비의 효용성을 높일 수 있다.
검사장치에서 가공 부품의 상태를 판별한 후에는 관리장치를 이용하여 해당 영상 및 가공 부품 정보를 저장한다. 관리장치는 가공 부품의 상태를 확인하기 위한 사용자 인터페이스 관리 기능이나, 검사장치의 설정 및 제어를 담당하는 검사장치 관리 기능을 더 구비할 수 있다.
또한, 관리장치는 관리자가 단말장치를 이용하여 검사장치에서 발생하는 상태를 확인하고 제어하는 데에 필요한 연동 기능을 제공할 수 있다.
기존에 제시된 검사장치는 공장 내에서 유선으로 공정을 제어하거나 관리하는 것을 주목적으로 사용된다. 하지만, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리 장치는 공장에서 발생되는 상황, 특히 가공 부품의 상태를 무선 장치를 연동하여 작업장에서든 작업장 이외의 지역에서든 자유롭게 모니터링할 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치의 검사장치는 공작기계와는 별도로 설치하여 사용할 수 있도록 기능의 단순성을 유지하되, 자동화된 부품 이송, 치수와 같은 크기 측정 및/또는 단순 형상 검사를 위한 영상인식 기능을 구비하여, 기능적인 측면에서의 차별성을 가진다.
특히, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치는, 공작기계에서 생산되는 가공 부품의 불량 여부를 판단하기 위해서 자동으로 제품을 검사대로 이송하고, 제품에 대한 영상인식을 통하여 정품 및 불량품 정보를 판단하며, 제품과 관련된 다양한 정보를 저장하고 관리한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치는, 불량품이 발생할 시, 이동단말과 같은 관리자 단말장치를 통해서 경보를 수신하고 관리자로 하여금 신속하게 필요한 제어를 수행할 수 있도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리장치의 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치(10)는 머신 비전용 카메라를 이용한 영상검사에 기반하여 공작기계에서 생산된 가공 부품을 자동으로 검사하고, 부품 가공에 대한 효과적인 원격관리 시스템을 구축한다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리장치(10)는 검사장치(100), 관리장치(200) 및 관리자 단말장치(300)를 포함한다. 상기 검사장치(100), 관리장치(200) 및 관리자 단말장치(300) 간의 통신을 위해서 근거리 무선통신, 인터넷, 이동통신 등을 활용하여 정보를 교환할 수 있다. 또한, 검사장치(100)와 관리장치(200) 간의 무선 도달 거리가 짧은 경우에는 무선 중계기를 사용하여 네트워크 연결성을 확보할 수 있다.
본 실시예에서는, 가공 부품을 생산하는 단위 공장에서 여러 대의 공작기계를 활용하여 부품을 대량으로 생산하는 경우를 가정하여 원격관리장치(10)를 구성하기로 한다. 다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 단일의 공작기계를 활용하여 부품을 생산하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다.
예컨대, 공장 내에 N(N은 자연수) 개의 공작기계가 설치되어 가동되고 있을 때, 각 공작기계마다 가공 부품의 생산 상태를 판단하기 위한 검사장치(100)를 하나씩 배치해서 대량으로 부품 생산 및 검사를 수행할 수 있다. 단, 검사장치(100)는 공작기계와 별도로 분리되어 설치되는 것으로서, 공작기계에서 부품을 장착하고 가공한 후에 부품을 이송하는 기능을 가진다. 따라서, 필요에 따라서는 검사장치(100)의 기능을 확장하여 검사장치(100) 한 대당 여러 대의 공작기계를 할당하여 사용하는 것도 가능하다.
검사장치(100)는 공장의 공작기계에서 생산된 가공 부품의 검사 및 원격관리를 위하여, 가공 부품의 이송, 검사 및 관련 제어기능을 수행한다.
이를 위해, 검사장치(100)는 자동이송장치(110), 머신비전장치(120) 및 검사장치 제어부(130)를 포함한다.
자동이송장치(110)는 기능적인 측면에서 공작기계에 의한 가공 전에 부품을 장착하고, 부품 가공이 완료되면 가공 부품을 분리하여 머신비전장치(120) 하단의 거치대에 위치시킨다. 또한, 자동이송장치(110)는 가공 부품의 상태를 검사하기 위한 영상검사가 완료되면 다시 가공 부품을 거치대에서 외부로 이동시킨다.
이러한 자동이송기능을 원활히 수행하기 위하여, 부품을 단순 이송시키는 컨베이어 벨트 외에도, 관절 기능을 가지는 로봇 암 등을 자동이송장치(110)로 이용할 수 있다.
머신비전장치(120)는 가공 부품의 정상 및 불량 여부를 판단하기 위한 영상검사를 위한 것으로서, 특히 가공 부품에 대한 영상 획득 기능을 수행한다. 이를 위해, 머신비전장치(120)는 일례로 조명 및 머신 비전 카메라 등을 포함할 수 있다.
검사장치 제어부(130)는 자동이송장치(110)를 운용하기 위한 자동이송장치 관리모듈과 머신비전장치(120)를 운용하기 위한 머신비전장치 관리모듈을 포함하여, 상기 자동이송장치(110) 및 머신비전장치(120)를 운용한다. 또한, 검사장치 제어부(130)는 부품검사 정보를 관리장치(200)로 전송한다. 이러한 기능을 수행하기 위해서 개인용 컴퓨터나 임베디드 장치 등을 검사장치 제어부(130)로 이용할 수 있다.
검사장치(100)의 부품검사 결과는 와이파이(Wi-Fi)나 지그비(ZigBee)와 같은 근거리 무선통신을 활용하여 관리장치(200)로 전송될 수 있다. 이때, 검사장치(100)와 관리장치(200) 간의 거리가 멀어서 통신 도달 거리를 초과하는 경우에는 무선중계기를 이용하여 다중 경로를 이용한 네트워크를 형성하도록 통신망을 구성할 수 있다. 무선중계기는 여러 대의 검사장치(100)를 연결할 수 있으므로 일반적으로 N개의 검사장치(100)의 수보다는 적은 수의 K(K<N, K는 자연수)개의 무선중계기를 이용할 수 있다.
관리장치(200)는 가공 부품에 대한 부품 검사결과인 영상 혹은 텍스트 등의 부품검사 정보를 검사장치(100)로부터 전송받고, 이를 저장 및 관리한다. 또한, 관리장치(200)는 검사장치(100)에 대한 제어기능 및 사용자 인터페이스 기능을 제공한다.
보다 구체적으로, 관리장치(200)는 가공 부품에 대한 부품검사 정보를 검사장치(100)로부터 전송받아서 분류하고 저장하는 기능과, 검사장치(100)의 동작을 위한 정보 설정 및 제어 기능을 수행한다. 또한, 관리장치(200)는 부품검사 정보를 손쉽게 확인할 수 있도록 사용자 인터페이스를 제공한다.
또한, 본 실시예에 의한 관리장치(200)는 검사장치(100)에서 생성된 부품검사 정보에 근거하여 알림 메시지의 발신 여부를 판단한다. 특히, 가공 부품이 불량품으로 판단되는 경우, 관리장치(200)는 인터넷이나 이동통신망 등을 통해 관리자 단말장치(300)로 상태 통보를 위한 알림 메시지를 발신함으로써 관리자에게 부품검사 결과를 통보한다. 알림 메시지는 문자 메시지의 형태일 수 있으며, 편의상 이하에서는 불량품 발생 시 관리장치(200)가 관리자 단말장치(300)로 문자 메시지를 발송하는 것을 가정하여 본 실시예를 설명하기로 한다.
관리자 단말장치(300)는 검사장치(100)에서 불량품이 발생하는 경우에 문자 메시지를 수신하고, 수신된 문자 메시지 및 단말장치를 통해 실행되는 관리자 앱과 연동하여 영상 및/또는 텍스트 등 부품검사 정보를 다운받아서 관리자가 확인할 수 있도록 하는 기능을 제공한다.
특히, 본 실시예에 의한 관리자 단말장치(300)는 불량품 발생을 알리는 문자 메시지를 수신함과 아울러 부품검사 정보를 획득하고, 관리장치(200)를 통해 검사장치(100)를 원격으로 제어할 수 있는 기능을 제공한다.
따라서, 불량품이 발생하는 경우, 관리자 단말장치(300)를 통해 추가적인 불량품이 발생하지 않도록 공작기계 혹은 자동이송장치(110)의 동작을 중지시키거나 검사장치(100)를 제어하기 위한 원격 제어기능을 수행할 수 있게 된다. 이 기능은 관리자의 편의성을 위해서 모바일폰을 포함한 각종 이동단말에 활용 가능한 앱 형태의 응용 프로그램으로 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 가공 부품 검사장치의 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하여 검사장치를 이용한 부품검사 과정을 상세히 설명하면, 우선 검사장치의 운용이 시작되면 시스템 초기 파라미터를 설정한다.(S1)
시스템 초기 파라미터가 설정되면, 자동이송장치를 이용하여 부품을 공작기계에 장착하고, 부품 가공을 수행한다.(S2)
부품 가공이 완료되면, 자동이송장치를 이용하여 공작기계의 가공 부품을 검사대로 이동시켜 거치한다.(S3)
가공 부품이 검사대에 거치되면, 머신 비전 카메라 등을 이용하여 가공 부품을 촬영하여 상기 가공 부품에 대한 영상을 획득한다.(S4)
가공 부품의 영상이 획득되면, 영상 처리 및 영상 인식 알고리즘 등을 적용하여 가공 부품에 대한 형상 인식 및 불량품 여부를 판별하고, 가공 부품의 측정을 완료한다.(S5)
가공 부품의 측정이 완료되면, 측정된 가공 부품에 대한 부품검사 정보를 생성한다.(S6)
부품검사 정보가 생성되면, 이를 관리장치(200)로 무선 전송한다. 관리장치(200)로의 정보 전송에는 근거리 무선 통신 등이 이용될 수 있다.(S7)
정보 전송이 완료되면, 자동이송장치를 이용하여 검사가 완료된 가공 부품을 검사장치 외부로 이송한다.(S8)
관리자가 중간에 개입하지 않는 경우, 자동이송장치를 이용한 부품 이송부터 검사 후 가공 부품의 외부 이송까지 위의 검사 과정이 반복적으로 수행된다.
다만, 관리자가 현장에서 검사장치의 운용을 중지하거나, 원격지에 있는 관리자 단말장치로부터 검사장치의 운용을 중지하는 제어 명령이 전송되면 검사장치의 운용이 종료된다. 특히, 관리자가 불량품 발생을 알리는 문자 메시지를 수신하였거나 혹은 다른 목적으로 검사장치의 운용을 종료해야 하는 경우, 관리자는 원격으로 검사장치의 운용종료 명령을 내릴 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 검사장치의 기능 구성도이다. 특히, 도 3은 도 1에 도시된 검사장치의 구성 중 검사장치 제어부에 해당하는 기능 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 검사장치 제어부(130)는 자동화된 부품 이송 기능과, 치수와 같은 크기 측정 및 형상 검사를 위한 영상인식을 구비한다.
이를 위해, 검사장치 제어부(130)는 자동이송장치 관리모듈(131), 머신비전장치 관리모듈(132), 검사장치 관리모듈(133) 및 연결설정/접속모듈(134)을 포함한다.
자동이송장치 관리모듈(131)은 자동이송장치의 운용을 위한 자동이송장치 설정 및 제어 알고리즘을 포함한다.
머신비전장치 관리모듈(132)은 머신비전장치의 운용을 위한 머신비전장치 설정 및 영상인식 알고리즘을 포함한다.
검사장치 관리모듈(133)은 검사장치의 운용을 위한 검사장치 설정 및 제어 알고리즘을 포함한다.
연결설정/접속모듈(134)은 검사장치에 의한 부품검사 결과를 관리장치로 전송하기 모듈로서, 근거리 무선통신 등을 활용하여 검사장치를 관리장치와 연결한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 관리장치의 기능 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 관리장치(200)는, 부품검사 정보를 저장하기 위한 데이터베이스 관리부(210)와, 검사장치를 제어 및 관리하기 위한 검사장치 관리부(220)와, 부품검사 정보를 표시하기 위한 사용자 인터페이스 관리부(230)와, 검사장치 및 관리자 단말장치와 교신하며 불량품 발생 시 상기 관리자 단말장치로 문자 메시지를 발신하기 위한 네트워크 연결 관리부(240)를 포함한다.
데이터베이스 관리부(210)는 가공 부품 정보를 분류, 저장 및 검색하기 위한 가공부품 자료 관리모듈(211)과, 부품 검사에 필요한 검사장치 설정과 운용에 관련된 자료를 분류, 저장 및 검색하기 위한 검사장치 자료 관리모듈(212)을 구비한다.
이때, 가공 부품과 관련된 정상/불량 상태, 사진, 크기(예컨대, 치수), 날짜나 시간 등의 다양한 정보는 가공부품 DB(Data Base; 213)에 저장된다. 그리고, 검사장치에 대한 설정 정보, 공작기계 상태, 불량품 발생 이력 등의 정보는 검사장치 DB(214)에 저장된다.
검사장치 관리부(220)는 검사장치의 설정, 동작여부 확인 및 장치관리 등의 기능을 제공하기 위한 자동이송장치 관리모듈(221) 및 머신비전장치 관리모듈(222)과, 검사장치로부터 획득된 가공 부품 정보의 판별, 통계처리 등과 같은 관리 기능을 제공하기 위한 가공부품 영상/정보 관리모듈(223)을 구비한다. 다만, 관리기능 이외에 검사장치의 관리모듈에서 실행되는 제어 및 영상인식 기능은 검사장치 관리부(220)의 기능에서 제외될 수 있다.
사용자 인터페이스 관리부(230)는 부품 및 장치와 관련된 각종 정보를 사용자의 화면에 표시하는 기능을 제공한다. 이를 위해, 사용자 인터페이스 관리부(230)는, 측정한 가공 부품의 영상과 관련된 사항들을 표시하기 위한 가공부품 영상 출력모듈(231)과, 가공 부품 정보, 검사장치 정보, 통계 정보 등과 같은 다양한 형태의 자료를 표시하기 위한 가공부품 정보 출력모듈(232)을 구비한다.
네트워크 연결 관리부(240)는 검사장치와의 통신을 위한 검사장치 연결설정/접속모듈(241)과, 이동단말과 같은 관리자 단말장치와의 통신을 위한 이동단말 연결설정/접속모듈(242)과, 가공 부품의 데이터를 통해 불량품이 발생한 것으로 판단될 때 관리자 단말장치로 문자 메시지를 전송하기 위한 메시지 전송모듈(243)을 구비한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 관리자 단말장치의 기능 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 관리자 단말장치(300)는, 부품검사 정보를 확인하고 검사장치를 원격으로 제어하기 위한 부품검사 원격관리부(310)와, 모바일폰과 같은 이동단말에서 부품검사 정보 확인에 필요한 응용 프로그램을 실행하기 위한 사용자 앱 관리부(320)를 포함한다.
부품검사 원격관리부(310)는, 부품검사 상태 감지모듈(311), 부품검사 DB 검색모듈(312), 검사장치 제어모듈(313) 및 연결설정/원격접속모듈(314)을 구비한다.
부품검사 상태 감지모듈(311)은 불량품 발생 시에 검사장치의 정보를 입수하고 검색하기 위한 기능을 제공한다.
부품검사 DB 검색모듈(312)은 관리자가 관리장치의 부품검사 결과에 대한 사진, 날짜, 장치번호, 불량 여부 등의 텍스트 정보를 포함하는 각종 자료를 확인할 수 있도록 하기 위한 기능을 제공한다.
검사장치 제어모듈(313)은 관리자가 검사장치의 시작이나 중지 등과 같은 다양한 제어를 수행할 수 있도록 하기 위한 기능을 제공한다.
연결설정/원격접속모듈(314)은 관리장치와의 무선통신을 위한 기능을 제공한다.
사용자 앱 관리부(320)는, 사용자 앱 관리모듈(321), 가공부품 정보 출력모듈(322) 및 가공부품 영상 출력모듈(323)을 구비한다.
사용자 앱 관리모듈(321)은 이동단말의 어플리케이션을 사용할 수 있도록 문자 메시지 수신 기능과 앱 기능을 연동하여, 수신된 문자 메시지 화면을 클릭하면 사용자 앱을 구동하고 관계자에게 메시지를 전송하는 기능을 제공한다.
가공부품 정보 출력모듈(322)은 구동된 앱에서 사용자 인터페이스를 통하여 가공부품의 정보를 표시하는 기능을 제공한다.
가공부품 영상 출력모듈(323)은 구동된 앱에서 가공부품의 영상 정보를 표시하는 기능을 제공한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 원격관리 시스템의 메시지 흐름도이다. 특히, 도 6은 검사장치, 관리장치 및 관리자 단말장치 간의 원격관리를 위한 메시지 흐름도를 통해 본 발명의 실시예에 의한 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리방법을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리방법은, 검사장치를 이용하여 가공 부품에 대한 부품검사를 수행하는 단계와, 상기 부품검사 결과에 근거하여 불량품을 판별하고, 부품검사 정보를 생성 및 저장하는 단계를 포함한다.
이때, 불량품 판별 결과, 가공 부품이 불량품으로 판단되면 관리자에게 알림 메시지를 발신한다.
이를 위해, 일례로 검사장치는 가공 부품에 대한 불량 여부를 판단하여 판단된 결과를 관리장치로 전달하고, 관리장치는 상기 부품 검사 결과를 토대로 알림 메시지의 전송 여부를 판단할 수 있다. 특히, 관리장치는 상기 알림 메시지가 전송되어야 하는 것으로 판단되면, 관리자 단말장치로 문자 메시지와 같은 알림 메시지를 발신한다.
그러면, 알림 메시지를 수신한 관리자가 관리자 단말장치를 이용하여 검사장치를 원격으로 제어한다. 이때, 관리자 단말장치는 근거리 무선통신, 인터넷 혹은 이동통신을 이용하여 부품검사 정보를 전송받고 이에 대응하여 검사장치를 원격으로 제어할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리 시스템의 메시지 흐름은 크게 초기설정기능, 가공부품 검사 수행 및 불량품 판별기능, 부품정보 획득 및 검사장치 제어기능을 위한 메시지 흐름으로 구분된다.
우선, 초기설정기능을 위한 메시지 흐름은, 관리장치와 검사장치 모두가 전원이 켜진 상태에서 관리장치가 검사장치의 초기 설정 값을 요청하고, 검사장치의 초기설정에 따른 초기설정 완료 응답을 주고받는 단계를 포함한다.
다음으로, 가공부품 검사 수행 및 불량품 판별 기능을 위한 메시지 흐름은, 관리장치가 검사장치와 운용 요청 및 응답을 주고 받으면서 검사장치의 운용이 시작되는 단계와, 검사장치에서 수행된 부품검사 정보를 관리장치로 전송하는 단계와, 상기 부품검사 정보에 근거하여 판별된 불량품 발생 유무에 따라 검사장치로 부품검사의 정상동작을 지시하거나 알림 메시지, 일례로 문자 메시지를 통해 불량품 발생 정보를 관리자 단말장치로 전송하는 단계를 포함한다.
보다 구체적으로, 관리장치가 검사장치와 운용 요청 및 응답을 주고 받으면서 검사장치의 운용이 시작되면, 공작기계에 의해 가공이 완료된 부품이 검사장치에 의해 이송되어 영상검사를 이용한 부품 검사가 수행된다.
검사장치는 가공 부품에 대한 부품검사를 수행하여 상기 가공 부품의 불량 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 포함한 부품검사 정보를 관리장치로 전송한다.
관리장치로 전송된 부품검사 정보는 데이터베이스(DB)에 저장된다.
관리장치는 상기 부품검사 정보에 기반하여 부품검사 결과가 정상품인지 혹은 불량품인지 여부에 따른 관리기능의 수행 여부를 판단한다.
예컨대, 관리장치는 검사장치로부터 가공 부품에 대한 불량 여부를 포함하는 부품 검사 결과를 전달받고, 상기 부품 검사 결과를 토대로 알림 메시지의 전송 여부를 판단한다. 그리고, 상기 알림 메시지의 전송이 필요한 것으로 판단되는 경우, 즉 불량품이 발생한 것으로 판단되는 경우, 관리장치는 관리자 단말장치로 알림 메시지를 발신한다.
한편, 부품검사 결과가 정상품으로 판단되면, 관리장치는 검사장치로 부품검사의 정상동작을 지시할 수 있다. 다만, 가공부품의 이송 및 검사가 반복적으로 수행되어도 무방하므로, 부품검사의 정상동작을 지시하는 메시지의 전송은 생략될 수도 있다.
하지만, 부품검사 결과가 불량품으로 판단되면, 관리장치는 관리자 단말장치로 문자 메시지를 전송하여 관리자에게 불량품이 발생했음을 알린다.
관리자 단말장치를 통해 문자 메시지를 수신한 관리자는 수신한 문자 메시지를 클릭하여 관리자 단말장치의 이동단말 관리자 앱을 실행한다. 이때, 관리자는 문자 메시지를 클릭하지 않고 이동단말 관리자 앱을 바로 실행할 수도 있다.
메시지 기능과 연동된 관리자 앱은 관리장치와의 네트워크 연결을 설정하여 앱을 이용한 메시지 송수신 준비를 완료한다.
다음으로, 부품정보 획득 및 검사장치 제어기능을 위한 메시지 흐름은, 관리자 단말장치가 관리장치와 로그인 요청 및 응답을 주고받는 단계와, 관리자 단말장치와 관리장치가 부품검사 정보 요청 및 응답을 주고받고 이에 따라 부품검사 정보가 관리자 단말장치에 전송되는 단계와, 관리자가 부품검사 정보를 검토한 후 불량품에 대한 대응조치로서 관리장치로 검사장치 제어 요청을 전송하는 단계와, 관리장치가 검사장치로 상기 검사장치 제어 요청을 전달하는 단계와, 상기 검사장치 제어 요청에 응답하여 검사장치의 제어기능이 수행됨과 아울러 상기 검사장치가 검사장치 제어 응답을 관리장치를 통해 관리자 단말장치로 순차적으로 전달하는 단계를 포함한다.
보다 구체적으로, 관리자가 부품검사에 대한 관련 정보를 열람하기 전에 우선 관리장치 로그인을 요청하고, 관리장치는 상기 로그인 요청에 응답한다.
관리장치로부터 로그인 응답을 수신한 관리자 단말장치는 사진, 텍스트 등의 부품검사 정보 요청 메시지를 관리장치로 전송하고, 관리장치는 상기 정보 요청 메시지에 응답하여 관리자 단말장치로 부품검사 정보를 전송한다.
부품검사 정보 응답 메시지를 수신하면, 관리자 단말장치에서 가공부품의 정보를 확인할 수 있다. 관리자는 가공부품 정보를 검토한 후, 불량품에 대한 대응조치로서 검사장치의 동작 여부를 판단한다. 특히, 검사장치의 운용 중지 혹은 제어가 필요하다고 판단되는 경우, 관리자는 관리장치로 검사장치 제어 요청을 전송한다.
검사장치 제어 요청을 수신한 관리장치는 검사장치로 다시 검사장치 제어 요청을 전달한다.
검사장치 제어 요청을 수신한 검사장치는 상기 제어 요청에 대응하여 검사장치의 운용 중단과 같은 검사장치 제어 기능을 수행하고, 그 결과로서 검사장치 제어 응답 메시지를 관리장치를 거쳐서 관리자 단말장치로 전달함에 의해, 원격관리 시스템의 제어 기능을 완료한다.
한편, 부품정보 획득 및 검사장치 제어기능은 관리자가 시스템 관리 등의 목적을 위해 불량품 발생 유무와 무관하게 부품검사 정보 열람, 검사장치 제어 등을 위해서 필요한 경우에도 관련 기능을 실행할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 영상검사 기반 부품 가공에 대한 원격관리 장치 및 방법에 의하면, 가공부품 생산 과정에서 반복적으로 수행되는 부품 측정 및 불량품 판단을 위한 자동검사와 효과적인 원격관리 기능을 제공할 수 있다.
원격관리 장치의 검사장치는 기존의 공작기계와는 별도로 구성되어 설치 및 운용이 용이하도록 구현될 수 있다. 즉, 공작기계에서 가공된 부품을 자동이송장치를 이용하여 이동시키고, 머신비전장치를 통해서 획득된 영상을 검사장치에서 영상 인식 알고리즘을 수행하여 인식하기 때문에 공작기계를 변형하지 않고 다양한 작업 환경에 용이하게 적용할 수 있다. 이때, 영상 인식 알고리즘은 치수와 같은 도형의 크기 측정과 찌그러진 형상 인식 등이 가능하도록 구현될 수 있다.
대다수의 관리자가 모바일폰과 같은 이동단말을 휴대하고 있으므로, 별도의 단말장치를 사용하지 않고 이동단말을 이용하여 관리자 단말장치를 구성하고, 원격관리 기능을 제공할 수 있다.
관리자는 휴대하고 있는 관리자 단말장치를 통해 공장 내에서 불량품이 발생하였음을 통보하는 문자 메시지를 확인하고 검사장치를 용이하게 제어할 수 있으므로, 관리자에게도 높은 편의성을 제공한다.
또한, 공장 내부 장치 간의 통신은 근거리 무선통신을 활용하고, 필요한 경우에는 리피터를 사용하여 네트워크 전달 기능을 수행하기 때문에, 복잡한 작업환경에서 유선 통신을 위한 전선의 연결이 불필요하다.
즉, 본 발명의 실시예에 의한 원격관리 장치 및 방법에 의하면, 영상검사를 이용하여 공장의 제품 생산 과정에서 부품이 가공되어 제작되는 상태를 자동으로 감시하고 관리하는 자동화 시스템을 구축할 수 있다. 또한, 이 과정에서 생산된 부품에 문제가 발생하는 경우에는 관련 사항을 즉시 관리자에게 통보하고, 관리자로 하여금 생산 과정에 대한 적절한 조치를 취할 수 있도록 한다. 이에 의해, 공장의 자동화 정도를 높임과 아울러, 문제 발생 시에도 신속하고 효과적으로 대처할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명이 제시하는 영상검사를 이용한 공작기계의 부품 가공에 대한 원격관리 장치 및 방법은 제한된 인력을 활용하는 공장의 자동화 및 생산성 향상을 위해 유용하게 적용될 수 있을 것이다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 원격관리 장치 100: 검사장치
110: 자동이송장치 120: 머신비전장치
130: 검사장치 제어부 200: 관리장치
210: 데이터베이스 관리부 220: 검사장치 관리부
230: 사용자 인터페이스 관리부 240: 네트워크 연결 관리부
300: 관리자 단말장치 310: 부품검사 원격관리부
320: 사용자 앱 관리부

Claims (11)

  1. 가공 부품을 이송 및 검사하는 검사장치와,
    상기 검사장치로부터 전송된 부품검사 정보를 저장 및 관리하며, 상기 부품검사 정보에 근거하여 알림 메시지의 발신 여부를 판단하여, 불량품 발생시 알림 메시지를 발신하는 관리장치와,
    상기 알림 메시지를 수신하며, 상기 관리장치와의 연결을 통해 상기 부품검사 정보를 제공받고 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 관리자 단말장치를 포함하는 원격관리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관리자 단말장치는 상기 관리장치를 통해 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 원격관리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치는, 자동화된 부품 이송 기능과, 크기 측정 및 형상 검사를 위한 영상인식 기능을 구비한 원격관리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치는,
    상기 가공 부품을 이송하는 자동이송장치와,
    상기 가공 부품의 영상을 획득하는 머신비전장치와,
    상기 자동이송장치 및 상기 머신비전장치를 운용하며, 상기 부품검사 정보를 상기 관리장치로 전송하는 검사장치 제어부를 포함하는 원격관리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 관리장치는,
    상기 부품검사 정보를 저장하는 데이터베이스 관리부와,
    상기 검사장치를 제어 및 관리하는 검사장치 관리부와,
    상기 부품검사 정보를 표시하는 사용자 인터페이스 관리부와,
    상기 검사장치 및 상기 관리자 단말장치와 교신하며, 상기 관리자 단말장치로 상기 알림 메시지를 발신하는 네트워크 연결 관리부를 포함하는 원격관리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 관리자 단말장치는,
    상기 부품검사 정보를 확인하고, 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 부품검사 원격관리부와,
    상기 부품검사 정보 확인에 필요한 응용 프로그램을 실행하는 사용자 앱 관리부를 포함하는 원격관리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검사장치, 상기 관리장치 및 상기 관리자 단말장치는 근거리 무선통신, 인터넷 혹은 이동통신을 통해 교신하는 원격관리장치.
  8. 검사장치를 이용하여 가공 부품에 대한 부품검사를 수행하는 단계와,
    상기 부품검사 결과에 근거하여 불량품을 판별하고, 부품검사 정보를 저장하는 단계를 포함하며,
    상기 가공 부품이 불량품으로 판단되는 경우, 관리자에게 알림 메시지를 발신하는 단계와, 상기 알림 메시지를 수신한 관리자가 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 단계를 더 포함하는 원격관리방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부품검사를 수행하는 단계는,
    시스템 초기 파라미터를 설정하는 단계와,
    상기 가공 부품을 검사대에 거치하고, 상기 가공 부품의 영상을 획득하는 단계와,
    상기 가공 부품의 영상에 근거하여 상기 가공 부품의 형상을 인식하고 불량품을 판별하는 단계와,
    상기 가공 부품에 대한 부품검사 정보를 생성하는 단계와,
    상기 부품검사 정보를 관리장치로 전송하는 단계를 포함하는 원격관리방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 검사장치를 원격으로 제어하는 단계는,
    상기 관리자가 관리자 단말장치를 이용하여 상기 부품검사 정보를 전송받는 단계와,
    상기 부품검사 정보에 근거하여 상기 검사장치의 제어 요청을 전송하는 단계와,
    상기 제어 요청에 응답하여 상기 검사장치의 제어기능이 수행되는 단계를 포함하는 원격관리방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 관리자는 근거리 무선통신, 인터넷 혹은 이동통신을 이용하여 상기 부품검사 정보를 전송받고 상기 검사장치를 원격으로 제어하는 원격관리방법.
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