KR20180066589A - 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법 및 부품 가공 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법 및 부품 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 부품 가공방법의 구성은 부품가공장치(2)의 작동을 원격으로 제어하는 단계; 상기 부품가공장치(2)의 현장 상황을 카메라(13)에 의해 원격감시하는 단계; 상기 부품가공장치(2)의 제어를 위한 제어부의 신호와 원격감시를 위한 상기 카메라(13) 신호의 원격통신을 수행하는 원격통신 단계;를 포함하고, 본 발명의 부품 가공장치는 부품가공장치(2)의 작동을 원격으로 제어하기 위한 컨트롤러(11); 상기 부품가공장치(2)의 현장 상황을 원격감시하는 카메라(13); 상기 컨트롤러(11)의 신호를 원격지의 컴퓨터 또는 모바일 기기(19)로 송수신하기 위한 통신모듈(15);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법 및 부품 가공장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모바일 및 원격 PC를 활용하여 공장내 밀링머신을 포함하는 부품가공장치의 원격 모니터링과 원격제어에 관한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 기계 장치에는 다양한 부품들이 제공되며, 이러한 부품들은 상호 결합되어 유기적으로 작동이 이루어지게 된다. 또한, 전기제품이나 전자제품 등에는 전기 전기전자부품과 같은 정밀 부품이 들어가게 된다. 이때, 각종 기계 장치나 전기전자제품의 부품을 제작하기 위해 각종 부품 가공장치를 사용한다. 예를 들어, 다수개의 부품을 일괄적으로 제조하는 경우에는 다수개의 부품이 연결된 부품시트를 제조한 후, 이러한 부품시트를 절단하여 각각의 부품으로 완성한다.
한편, 부품가공장치의 앞에서 작업자가 직접 부품가공장치의 작동을 제어하는 경우도 많지만 원격으로 부품가공장치를 모니터링하고 작동의 제어를 할 필요가 있다.
그러나, 종래에는 부품가공장치의 원격 조정과 모니터링을 할 수 있는 수단이 미비되어 있는 등의 문제가 있으며, 종래의 부품가공장치와 관련한 제반 문제점들을 해결하기 위하여 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법 및 부품 가공장치가 요구되는 배경 및 필요성은 아래와 같다.
<배경>
정밀 부품가공업체간의 경쟁으로 인한 원가 인하 압력요인 발생.
임가공 생산의 중국 생산기지화에 따른 원가경쟁력 약화로 인한 국내 정밀가공산업의 존폐위기 현실화.
3D(dangerous, dirty, difficult) 업종에 속하는 정밀 부품가공업을 유지하기 위한 인력 확보의 어려움에 따른 수주량의 제한으로 매출액 향상의 어려움.
고가의 가공설비의 퇴근 후 야간 및 주말 시간대 등의 유휴시간 증대에 따른 감가상각비 등 운영유지비의 상승.
설비가동 중 발생하는 작업자의 안전사고 발생으로 인한 인적 및 물적 피해요소 제거.
3D 업종으로서, 작업환경 및 사고가능성 등의 직무기피요인 존재.
<필요성>
갈수록 커져가는 원가경쟁력 약화 및 근로자 구인의 어려움 해소 필요.
가공설비 가동율 증가를 통한 생산성 향상의 필요성 증가.
생산성 향상을 통한 원가경쟁력 확보.
고가 설비의 24시간 가동을 위한 방안으로서, 원격 모니터링 및 원격제어기술의 필요성 대두.
설비로부터 원격지 이격된 거리에서 모니터링 가능함으로써, 작업자의 안전성 및 편의성 향상.
24시간 가동 가능함으로써 고가 설비의 가동율 최대화를 통한 비용절감.
주야간 주중 주말 원격 작동 제어기능을 부여함으로써, 생산성 증대, 근로자 재택근무가능, 주야간 상시 모니터링/제어 가능으로 불량률 최소화 및 생산단가 경쟁력 확보의 기회.
심야작업 시 별도의 추가 인력투입 없이도 원격 모니터링을 통한 원격제어 필요
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 원가경쟁력 약화 및 근로자 구인의 어려움 해소, 가공설비 가동율 증가를 통한 생산성 향상과 같은 여러 가지 긍정적인 결과를 기대할 수 있는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법 및 부품 가공장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 부품가공장치의 작동을 원격으로 제어하는 단계; 상기 부품가공장치의 현장 상황을 카메라에 의해 원격감시하는 단계; 상기 부품가공장치의 제어를 위한 제어부의 신호와 원격감시를 위한 상기 카메라 신호의 원격통신을 수행하는 원격통신 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법이 제공된다.
또한, 본 발명에 의하면, 부품가공장치의 작동을 원격으로 제어하기 위한 컨트롤러; 상기 부품가공장치의 현장 상황을 원격감시하는 카메라; 상기 컨트롤러의 신호를 원격지의 컴퓨터 또는 모바일 기기로 송수신하기 위한 통신모듈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치가 제공된다.
본 발명은 모바일 및 원격 PC를 활용하여 공장내 밀링머신을 포함하는 부품가공장치의 원격 모니터링과 원격제어에 관한 가공방법 및 가공장치이다.
본 발명에서는 사용자 편의성을 고려한 Android 모바일 앱 혹은 iOS 모바일 앱, 원격 PC의 제어를 위한 Web, 부품가공 시 현장 상황을 실시간 혹은 녹화 원격 감시하기 위하여 영상신호로 변환 가능한 CCTV를 포함하고, 이때의 CCTV는 일반 가시광선을 사용하는 CCTV와 적외선 CCTV등의 한 개 이상의 카메라로 구성된다. 또한, 본 발명은 부품가공장치 주변에 설치되는 센서류를 포함하고, 상기 부품가공장치의 컨트롤러의 신호와 원격감시를 위한 CCTV신호 및 센서신호들의 원격통신을 수행하기 위한 통신모듈을 포함한다.
상기 센서류에는 가공 과정 중 이상 음향신호를 감지하기 위한 음향센서가 포함될 수 있다.
가공 공구 끝 부위의 온도변화를 감지하기 위한 적외선 CCTV, 이미 설치된 CCTV 소요 수량의 유한성을 보완하기 위하여 소정의 위치에 거울을 일정 수량 배치함으로써 가공공정 과정 중에 가공물에 의한 가려짐 현상으로 인하여 CCTV의 화각 음영 지역 발생 시 소정의 해당 거울로 시야각을 조절함으로써 CCTV의 영상신호 확보가 가능한 거울과 CCTV의 조합이 이루어진다.
본 발명에서 카메라 구성은 일반 CCTV 및 적외선 CCTV이다.
제한된 수량의 CCTV로 인하여 부품 가공과정 중 발생할 수 있는 카메라 음영지역을 볼 수 있는 다수의 거울을 설치하며, 이때의 거울은 외부의 신호에 의해 조절될 수 있는 제어기를 포함한다. 제어기는 외부에 설치된 제어기이다.
부품가공 과정 중 가장 중요시 모니터링 해야 할 부분이 절삭공구의 끝 부분임에 따라, 이를 카메라에 의해 영상신호로 취득하기 위한 복잡한 헤드, 스핀들, 툴, 절삭공구의 형상을 구분할 수 있는 비전인식을 수행하는 수단을 채용할 수 있다. 한편, 이러한 수단에 비하여, 절삭공구가 장착되는 헤드 혹은 스핀들 혹은 툴의 일정부위에 marker를 부착함으로써 카메라 영상의 기준점 인식을 용이하게 하여주며, 이러한 기준점을 바탕으로 사용하게 되는 각종 절삭공구의 길이 치수정보를 함께 원격 모니터링 및 제어를 위한 신호로 입출력 송수신함으로써 카메라 화각의 중심을 절삭공구의 끝 부분에 맞춤으로서 주어진 화각 내에서 최대한의 작업공정에 대한 영상신호를 취득할 수 있다.
본 발명은 부품가공장치의 가공 공구 끝 부위의 온도변화를 감지하는 적외선 감지단계; 상기 부품가공장치에 의한 부품 가공공정 중에 카메라의 음영지역 발생시 거울로 시야각을 조절하여 상기 음영지역을 해소하는 거울 시야각 조절 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 부품가공장치의 작동을 원격으로 제어하기 위한 컨트롤러; 상기 부품가공장치의 현장 상황을 원격감시하는 카메라; 상기 컨트롤러의 신호를 원격지의 컴퓨터 또는 모바일 기기로 송수신하기 위한 통신모듈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치가 제공된다.
상기 부품가공장치에 의해 부품가공 중에 발생하는 이상 신호를 감지하는 센서;를 더 포함하여 구성되며, 상기 센서는 부품 가공과정 중 이상 음향신호를 감지하기 위한 음향센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 카메라에 의한 영상신호 취득 과정 중에서 발생할 수 있는 카메라 음영지역 해소를 위한 다수의 거울; 상기 다수의 거울의 위치 및 방향각 조절을 위한 거울 제어기;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 모바일 및 원격 PC를 활용하여 공장 내 밀링머신을 포함하는 부품가공장치의 원격 모니터링과 원격제어에 관한 방법 및 장치로서, 본 발명의 주요 효과는 제한된 주어진 설비의 활용 극대화 및 주야간 주중 주말 작업 가능함으로 인하여 운영유지비 절감 및 생산량 증대가 가능하고, 무인가공 시 발생될 수 있는 비상상황 능동대처하며, 보유설비 가동률 증가에 따른 생산성 향상 등이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치의 구성을 보여주는 사진
도 2는 본 발명에 의한 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법의 차트도
도 3은 본 발명에 의한 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 의한 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법의 차트도
도 3은 본 발명에 의한 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 도면에서 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 사용한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 모바일 및 원격 PC를 활용하여 공장 내 밀링머신을 포함하는 부품가공장치(2)의 원격 모니터링과 원격제어가 가능한 부품 가공방법 및 부품 가공장치이다. 본 발명의 원격 모니터링과 원격제어가 가능한 부품 가공장치는 부품가공장치(2)의 작동을 원격으로 제어하기 위한 컨트롤러(11)(제어기)와, 상기 부품가공장치(2)의 현장 상황을 원격감시하는 카메라(13)와, 상기 컨트롤러(11)의 신호를 원격지의 컴퓨터 또는 모바일 기기(19)로 송수신하기 위한 통신모듈(15)을 구비한다. 본 발명에서 첨부된 도 1에서는 부품가공장치(2)의 일례로 밀링머신이 도시되어 있다.
상기 컨트롤러(11)(제어기)는 작업장의 벽체 등에 브라켓과 같은 지지수단에 의해 설치될 수 있는 것으로, 부품가공장치(2)의 가공 공구 구동부에 유선이나 무선으로 연결되어 부품가공장치(2)의 전체적인 작동을 제어하게 된다. 컨트롤러(11)는 부품가공장치(2)의 주요부인 가공 공구 구동부의 작동을 제어하며 필요한 경우 가공 공구 구동부 이외의 다른 부분도 제어한다. 컨트롤러(11)(제어기)는 통신모듈(15)에 의해 부품가공장치(2)에 연결됨으로써, 부품가공장치(2)의 공구 구동부의 작동을 비롯한 전반적인 작동을 제어하게 된다. 무선으로 컨트롤러(11)가 부품가공장치(2)의 가공 공구 구동부에 연결될 경우에는 무선통신 연결수단으로 블루투스, 와이파이 혹은 LTE통신 방식 등이 채용될 수 있다.
상기 카메라(13)는 부품가공장치(2)에 의해 부품가공시 현장 상황을 실시간 혹은 녹화 원격 감시하기 위한 것이다. 카메라(13)는 영상신호로 변환 가능한 CCTV로 구성될 수 있다. 이때, CCTV는 일반 가시광선을 사용하는 CCTV와 적외선 CCTV를 포함할 수 있다. 일반 가시광선을 사용하는 CCTV와 적외선 CCTV와 같이 한 개 이상의 카메라(13)로 구성될 수 있다. 일반 가시광선을 사용하는 CCTV는 가시광 카메라(13A), 적외선 CCTV는 적외선 카메라(13B)라고 할 수 있다. 상기 카메라(13)는 부품가공장치(2)에 의한 부품 과정 중에 발생하는 발열부의 영상신호 취득을 위한 적외선 카메라(13B)를 포함하여 구성되는 것이다. 발열부의 영상신호는 부품가공장치(2)의 가공 공구에 의해 피가공물을 가공(예를 들어 절삭 가공)을 할 때에 가공 공구의 끝부분과 피가공물 사이에 발생하는 열을 적외선 카메라(13B)가 감지하여 형성한 적외선 화상(영상)이라 할 수 있다.
상기 가시광 카메라(13A)와 적외선 카메라(13B)는 통신모듈(15)을 통해 컨트롤러(11)(제어기)에 연결된다. 가시광 카메라(13A)와 적외선 카메라(13B)를 컨트롤러(11)에 연결하기 위한 통신모듈(15)은 유무선 통신 연결수단에 의해 가시광 카메라(13A)와 적외선 카메라(13B)에 연결되고, 통신모듈(15) 자체는 유무선 통신 연결수단에 의해 컨트롤러(11)에 연결될 수 있다. 무선 통신 연결수단으로는 블루투스, 와이파이 혹은 LTE통신 등의 통상의 무선통신 연결수단이 채용될 수 있다. 상기 적외선 카메라(13B) 화상 신호는 부품을 가공할 때에 비정상적으로 발생하는 온도나 이상 음향신호로서 상기 센서에는 온도감지 센서가 포함되어, 상기 온도감지센서로 부품가공장치(2)의 부품 가공 부분, 다시 말해, 가공 공구와 피가공물 사이의 비정상적인 고온을 감지하게 된다.
상기 컨트롤러(11)에는 원격지의 컴퓨터와 모바일 기기(19)가 연결된다. 원격지의 컴퓨터는 컨트롤러(11)에 유선이나 무선 통신모듈(15)을 통해 연결된다. 통신모듈(15)에 의해 원격지의 컴퓨터가 컨트롤러(11)에 연결될 수 있다. 이때, 상기 원격지 컴퓨터(17)에는 다른 통신모듈(15)에 의해 모바일 기기(19)가 연결되어, 모바일 기기(19)에 의해 원격지 컴퓨터(17)를 작동시키고, 원격지 컴퓨터(17)가 컨트롤러(11)의 작동을 제어함으로써 컨트롤러(11)에 의해 부품가공장치(2)의 작동이 원격으로 제어되도록 할 수 있다. 이때, 통신모듈(15)과 연결되어 사용자 편의를 위하여 GUI를 갖춘 원격제어 가능 앱은 사용자 편의성을 고려한 Android 모바일 앱 혹은 iOS 모바일 앱이 될 수 있다. 안드로이드 모바일 앱을 일례로 들면, 모바일 기기(19)(안드로이드스마트폰 등)에 구비하여, 안드로이드 앱을 통해 원격지 컴퓨터(17)를 모바일 기기(19)로 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 원격 컴퓨터(원격 PC)를 컨트롤러(11)에 연결하는 통신모듈(15)은 Web(통신망)이 될 수 있다.
이러한 통신모듈(15)은 컨트롤러(11)의 신호를 원격지의 컴퓨터 또는 모바일 기기(19)로 송수신하기 위한 것이다. 컨트롤러(11)와 마찬가지로 부품가공장치(2)가 설치된 현장의 벽체 등에 통신모듈(15)이 브라켓 등의 지지수단에 의해 설치될 수 있다. 통신모듈(15)에 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)가 연결됨으로써 모바일 기기(19)와 원격지 컴퓨터(17)가 컨트롤러(11)에 연결될 수 있으며, 모바일 기기(19)나 원격지 컴퓨터(17)에서 컨트롤러(11)를 원격으로 제어하여 컨트롤러(11)가 부품가공장치(2)의 작동을 제어할 수 있도록 구성된다.
또한, 통신모듈(15)은 원격감시를 위한 카메라(13) 신호의 원격통신을 수행하도록 구성된다. 통신모듈(15)을 통해서 컨트롤러(11)에 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)가 연결되고, 컨트롤러(11)에는 카메라(13)가 연결되므로, 원격지 컴퓨터(17)와 카메라(13) 사이에서 카메라(13) 신호 원격통신이나 모바일 기기(19)와 카메라(13) 사이의 카메라(13) 신호 원격통신이 가능하다. 카메라(13) 신호는 주로 부품가공장치(2)의 작동 상태를 감시하는 화상신호로서, 화상신호가 원격지 컴퓨터(17)와 카메라(13) 사이의 원격통신이나 모바일 기기(19)와 카메라(13) 사이의 원격통신이 가능하게 된다.
다시 말해, 상기 모바일 기기(19) 또는 원격지 컴퓨터(17)는 모니터링 유닛이라 할 수 있는데, 상기 통신모듈(15)은 카메라(13)와 부품가공장치(2)의 동작 제어를 위한 컨트롤러(11)(제어기)와 원격지의 모니터링 유닛에 연결되어, 상기 부품가공장치(2)의 제어를 위한 컨트롤러(11)의 신호와 원격감시를 위한 카메라(13) 신호의 원격통신을 수행하도록 구성된다. 컨트롤러(11)의 신호와 부품가공장치(2)의 사이의 원격통신을 통해 원격으로 부품가공장치(2)의 작동을 제어하고, 카메라(13) 신호의 원격통신에 의해 카메라(13)가 촬영한 부품가공장치(2)의 상태를 모바일 기기(19)나 원격지 컴퓨터(17)의 모니터에 표시하여 원격으로 부품가공장치(2)의 작동을 제어하게 된다.
본 발명은 다수의 센서를 포함한다. 부품가공장치(2)의 주변에 다수의 센서가 설치될 수 있다. 이때, 상기 센서에는 부품가공장치(2)에 의해 부품가공 중에 발생하는 이상 신호를 감지하는 센서가 포함된다. 또한, 상기 센서에는 부품 가공과정 중 이상 음향신호를 감지하기 위한 음향센서도 포함된다. 상기 이상 신호는 부품을 가공할 때에 비정상적으로 발생하는 온도나 이상 음향신호로서 상기 센서에는 온도감지 센서가 포함되어, 상기 온도감지센서로 부품가공장치(2)의 부품 가공 부분, 다시 말해, 가공 공구와 피가공물 사이의 비정상적인 고온을 감지하게 된다.(삭제) 상기 음향센서는 상기한 부품가공장치(2)의 부품 가공 부분에서 이상 음향이 생길 때에 이러한 이상 음향신호를 감지하게 된다.
상기 센서에 의해 감지된 이상 신호는 통신모듈(15)을 통하여 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)에 전달되어 디스플레이에 표시될 수 있다. 동시에 컨트롤러(11)에도 통신모듈(15)을 통해 센서의 이상 신호를 송신하여 컨트롤러(11)에 의해 부품가공장치(2)의 작동을 일시 중지시키는 것과 같은 동작 제어가 이루어지도록 할 수 있다.
또한 본 발명에서는 카메라(13)에 의한 영상신호 취득 과정 중에서 발생할 수 있는 카메라(13) 화각음영지역 해소를 위한 다수의 거울(2)과, 상기 다수의 거울(2) 위치 및 방향각 조절을 위한 거울 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 거울 제어기는 부품가공장치(2)의 주위에 설치(부품가공장치(2)의 주위에 있는 벽부 등에 설치)된 앵글 조절기와, 앵글 조절기에 통신모듈(15)(무선통신망이나 유선 통신망)을 통해 연결된 앵글 조절기 컨트롤부를 포함할 수 있다.
상기 앵글 조절기 컨트롤부에 의해 앵글 조절기의 설치 각도를 조절하여 앵글 조절기에 장착된 거울(2)을 설치 각도를 부품가공장치(2)의 부품 가공 부분(즉, 가공 공구 부분)의 위치에 맞출 수 있다.
또한, 상기 거울(2)에는 상기 적외선 카메라(13B)와 가시광 카메라(13A)의 렌즈가 마주하도록 구비되어, 상기 거울(2)의 설치 각도에 대응하여 적외선 카메라(13B)와 가시광 카메라(13A)가 부품가공장치(2)의 부품 가공 부분, 다시 말해, 가공 공구 부분을 촬영한 화상(영상)을 만들고, 상기 영상은 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)에 송신될 수 있다.
한편, 본 발명의 원격 모니터링과 원격제어가 가능한 부품 가공방법은 부품가공장치(2)의 작동을 원격으로 제어하는 단계와, 부품가공장치(2)의 현장 상황을 카메라(13)에 의해 원격감시하는 단계와, 상기 부품가공장치(2)의 제어를 위한 제어부의 신호와 원격감시를 위한 카메라(13) 신호의 원격통신을 수행하는 원격통신 단계를 포함한다.
상기 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)에 의해 부품가공장치(2)의 작동을 원격으로 제어한다.
상기 카메라(13)를 통하여 부품가공장치(2)의 현장 상황을 원격으로 감시할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 부품가공장치(2) 주변에 설치된 센서에 의해 부품가공 중에 발생하는 이상 신호를 감지하는 센싱 단계를 더 포함한다. 센싱 단계에서는 상기 부품가공장치(2)에서 가공 공구와 피가공물 사이의 이상 신호를 감지하는 것이다. 이때, 상기와 같이 센서에는 가공과정 중 이상 음향신호를 감지하기 위한 음향센서에 의해 이상 음향 신호를 감지할 수 있다. 이것은 부품가공장치(2)에서의 이상 음향 신호를 감지하는 단계이다.
상기 부품가공장치(2)의 가공 공구 끝 부위의 온도변화를 감지하는 적외선 감지단계와, 상기 부품가공장치(2)에 의한 부품 가공공정 중에 카메라(13)의 음영지역 발생시 거울(2)로 시야각을 조절하여 상기 음영지역을 해소하는 거울(2) 시야각 조절 단계를 더 포함한다.
상기 적외선 감지 단계에서는 적외선 카메라(13B)에 의해 부품가공장치(2)의 가공 공구 끝 부위의 온도변화를 감지하여, 감지된 온도 변화가 이상 온도일 경우에는 컨트롤러(11)와 원격지 컴퓨터(17) 또는 모바일 기기(19)에 의해 부품가공장치(2)의 작동을 제어하게 된다.
상기 부품가공장치(2)에 의한 부품가공 과정 중에 가공 공구의 끝 부분을 상기 카메라(13)에 의해 영상신호로 취득하고, 상기 카메라(13)에 의해 촬영된 영상신호에서 가공 공구를 장착하기 위한 장착기구와 상기 가공 공구의 형상을 구분하는 비젼 인식 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비젼 인식 단계를 수행하기 위해 부품가공장치(2)의 주변에 비젼 인식 장치를 더 설치할 수 있다. 비젼 인식 장치는 상기 적외선 카메라(13B)와 가시광 카메라(13A)와는 다른 별도의 카메라(13)가 될 수도 있다. 비젼 인식 장치에서 부품가공장치(2)의 가공 공구 부분의 비젼을 획득하여 원격지 컴퓨터(17)의 모니터(디스플레이)나 모바일 기기(19)의 모니터(디스플레이)에 송신하여 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)에서 원격으로 부품가공장치(2)의 작동을 제어할 수 있다.
이때, 상기 부품가공장치(2)의 절삭공구가 장착되는 장착기구에 마커(marker)를 부착하여 상기 카메라(13) 영상의 기준점을 설정하고, 상기 기준점을 바탕으로 사용하는 절삭공구의 길이 치수정보를 원격 모니터링 및 제어를 위한 신호로 입출력 송수신하여 상기 카메라(13)의 화각의 중심을 절삭공구의 끝 부분에 맞추도록 구성된다. 이러한 경우에는 마커에 의한 기준점에 의해 절삭공구의 길이 치수정보나 다른 여러 가지 정보를 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)에 송신하고, 상기 원격지 컴퓨터(17)나 모바일 기기(19)에서는 카메라(13)의 화각의 중심을 절삭공구의 끝 부분에 맞추도록 컨트롤러(11)에 카메라(13) 각도 조절 신호를 송신하여 카메라(13)의 각도를 컨트롤러(11)에서 제어할 수 있다. 이때, 상기 카메라(13) 각도 제어용 컨트롤러(11)는 상기한 거울 제어기의 앵글 조절기 컨트롤러(11)가 될 수 있다.
본 발명은 모바일 및 원격 PC를 활용하여 공장내 밀링머신을 포함하는 부품가공장치(2)의 원격 모니터링과 원격제어에 관한 방법 및 장치로서, 이러한 본 발명의 효과는 다음과 같다.
거래처로부터의 납품단가 인하 압력에 대한 능동적 대처가 가능하다.
제한된 주어진 설비의 활용 극대화 및 주야간 주중 주말 작업 가능함으로 인하여 운영유지비 절감 및 생산량 증대가 기대된다.
무인가공시 발생될 수 있는 비상상황 능동대처가 가능하다.
보유설비 가동률 증가에 따른 생산성 향상이 기대된다.
기존방식에 의존하는 경우 발생할 수 있는 불량가공 미연에 방지할 수 있다.
원가경쟁력 확보가 가능하다.
적정 납기 및 품질 제공이 가능하다.
인력수급난 해소 및 추가 인력충원 없이도 매출액 향상이 기대된다.
인건비절감과 동시에 높은 생산성 향상 효과가 기대된다.
원격 자동화 실현으로 작업자에 대한 근무여건 향상 시급히 실현할 수 있다.
자율 출퇴근 가능으로 근로자 복지향상에 기여한다.
열악한 중소기업 여건에도 불구, 근로자에 대한 안전성 및 편의성이 도모될 수 있다.
작업근로자 안전사고 방지 및 작업 근로여건 현저한 개선효과가 있다.
단가 인하 외부압력에 따른 운영경비 절감 및 생산성 효율과, 인력난 대처 등의 당면 과제의 강력한 해결방안이 될 수 있다.
세계 최초 원격 모니터링 및 원격제어를 통하여 세계수준의 원가 경쟁력 확보가 기대된다.
상기 카메라(13)의 화각 중심을 절삭공구의 끝부분에 자동 맞춤기능 부여를 위하여, 헤드 혹은 스핀들 혹은 툴의 일정 부위에 인식이 용이한 marker를 부착함으로써 카메라(13) 지향점을 정하는 시발점으로 삼되 사용되는 절삭공구의 길이정보 등의 입력데이터 정보를 활용함으로써 카메라(13)가 지향해야 할 화각 중심점을 산출 정함으로써 부품가공공정중 주요 부분에 대한 카메라(13) 영상신호 취득을 용이하게 한다.
본 발명은 mirror를 이용한 CCTV 등의 카메라 소요수량이 절감되는 효과를 가진다. 즉, 본 발명에서는 가공기기에서 가공되고 있는 가공 부품에서 카메라가 촬영할 수 없는 카메라 사각지대가 발생할 때에 카메라 사각지대를 해소할 수 있는 적어도 두 개 이상의 거울을 설치하여 카메라 대수는 줄이면서도 카메라 사각지대를 해소하는 효과를 가진다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라가 촬영할 수 없는 사각지대가 생긴 경우 뒷면 거울에 더하여 좌측면 거울을 설치함으로써 카메라는 한 대만 쓰면서도 카메라 사각지대를 해소할 수 있다.
가공기기(예를 들어, CNC밀링머신) 내에 장착된 카메라 위치좌표를 C(cx,cy,cz), 거울면들이 바닥면과 만나는 곳을 기준원점 O(0,0,0), 가공기기(예를 들어, CNC밀링머신) 내부 좌측면에 부착된 거울을 1, 가공기기(예를 들어, CNC밀링머신) 내부 후면에 부착된 거울을 2, 가공기기(예를 들어, CNC밀링머신) 내부 가공절삭물 중 카메라 사각지대에 속한 가공절삭부위를 T(tx,ty,tz)라 하면, 카메라 C(cx,cy,cz)가 주변부에 의해 가려진 가공절삭부 T(tx,ty,tz)를 직접 모니터링할 수 없는 상황이 된다. 
이다.
그러나, 좌측면 거울 1을 활용하는 경우, 가공절삭부위 T(tx,ty,tz)는 T‘(tx,-ty,tz) 가 되고, 좌측면 거울 1과 후면거울 2를 동시에 활용하는 경우, 가공절삭부위 T(tx,ty,tz)는 T"(-tx,-ty,tz)가 되어, 
및 
가 되어 가시영역에 속하게 되므로, 반대편 별도의 추가 카메라 설치 없이 하나의 카메라만으로도 모니터링이 가능해진다.
도 4에서 점선으로 가공 부품이 표시되고 가공 부품이 좌측면 거울 1의 바깥쪽에 있는 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 좌측면 거울 1의 거울면(안쪽면)에 비춰지는 것이며, 설명의 편의상 좌측면 거울 1의 바깥에 좌측면 거울 1의 거울면에 비춰진 가공 부품의 상을 표현하였음을 이해해야 할 것이며, 좌측면 거울 1에는 실제로 1개의 가공 부품이 비춰진 상이 나타나는데, 역시 설명의 편의상 좌측면 거울 1의 거울면에 비춰지는 가공 부품의 상을 두 개로 나타내었음을 이해해야 할 것이다. 좌측면 거울 1은 후면 거울 2에 대하여 직각 방향으로 배치되고, 카메라는 가공 부품의 전면에 설치되어 있다.
상기 좌측면 거울 1을 활용하는 경우, 가공절삭부위 T(tx,ty,tz)는 T‘(tx,-ty,tz) 가 된다는 것은 좌측면 거울 1의 거울면에 가공 부품이 반대로 비추어진 상이 나타나게 되어서 카메라가 촬영하지 못하였던 ty 부분이 거울면 1에 나타나서 카메라가 -ty와 같이 카메라가 촬영할 수 없었던 부분인 y축 부분을 촬영할 수 있으므로, 사각지대 y축 부분이 사라진다는 의미이다.
또한, 좌측면 거울 1과 후면 거울 2를 활용하는 경우 가공절삭부위 T(tx,ty,tz)는 T"(-tx,-ty,tz)가 된다는 것은 좌측면 거울 1의 거울면에 가공 부품이 반대로 비추어진 상이 나타나게 되어서 카메라가 촬영하지 못하였던 tx 부분이 거울면 1에 나타나서 카메라가 -tx와 같이 카메라가 촬영할 수 없었던 x축 부분을 촬영할 수 있으므로, 사각지대 x축 부분이 사라진다는 의미이다.
한편, tz는 카메라가 촬영할 수 있는 부분으로서 좌측면 거울 1에 가공 부품이 비추어진 상이 나타나든 나타나지 않든 관계없이 카메라가 촬영할 수 있어서, 좌측면 거울 1과 후면 거울 2를 활용하든 활용하는 경우이든 활용하지 않는 경우이든 변함없이 tz로 표현하였다.
또한, 본 발명에서는 열화상 카메라를 이용한 절삭가공 제어가 가능하다. 도 5에 도시된 바와 같이, 가공 부품의 가공 중에 발생하는 열 집중부가 생기는데, 열화상 카메라가 이를 촬영함으로써 열화상 카메라를 활용한 가공 부품의 절삭 가공 제어가 가능한 것이다.
본 발명에서와 같이 열화상 카메라를 활용한 가공 부품의 절삭 가공 제어가 가능함으로 인한 효과는 다음과 같다.
1. 가공 tool을 이용하여 절삭 가공시, 맞닿는 부위의 공구와 절삭물 표면의 마찰로 인한 열발생이 생길 때에 열화상을 이용시 가공과정중 과열현상 예측이 가능하다.
2. 과다한 열이 집중(가공 부품에 과다한 열이 집중)되는 경우 절삭가공물의 열 변형으로 인하여, 가공후 절삭물 상온 냉각시 다시 열수축이 발생하여 치수 불일치 발생하는데, 열화상을 통한 정확한 가공과정 속도 제어 및 가용유/절삭유 조절을 통한 치수 정밀제어가 가능하다.
3. 가공 부품의 이상 가공시에 열화상 카메라에 의해 미리 가공장비 제어가 가능하다. 열화상 카메라에 의해 이상 가공이 감지(촬영)되면, 부품 가공장치의 제어부에 이상 신호를 전달하는 등의 방식으로 부품 가공장치(가공장비)를 미리 제어할 수 있는 것이다.
한편, 상기한 바와 같이, 카메라(13)에 의한 영상신호 취득 과정 중에서 발생할 수 있는 카메라(13) 음영지역 해소를 위한 다수의 거울(2)과, 다수의 거울(2)의 위치 및 방향각 조절을 위한 거울 제어기를 더 포함하여 구성된다.
상기 거울 제어기는 거울(2)의 좌우 회동수단과 상하 이동 수단과 상하 회동수단을 포함할 수 있다. 상기 좌우 회동수단은 실린더에 동축적으로 연결된 기어와, 이 기어에 연결된 회동 전달기어와, 이 회동 전달기어에 모터축이 동축적으로 연결되어 상하 방향으로 배치된 구동모터를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 상하 이동수단은 상하 방향으로 세워져 배치된 실린더(제1실린더)로 구성될 수 있다. 상기 상하 회동수단은 거울(2)의 배면에 구비된 상하 회동 지지브라켓에 힌지부를 매개로 피스톤 로드가 연결되고 상기 제1실린더의 피스톤 로드에 연결된 다른 실린더(제2실린더)로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 구동모더의 모터축이 회전하면 제1실린더와 제2실린더가 회전하고 제2실린더의 피스톤 로드에 상하 회동 지지브라켓을 매개로 연결된 거울(2)이 좌우 방향으로 회동한다. 또한, 상기 제1실린더의 피스톤 로드가 상하 방향으로 신축하면 제2실린더와 거울(2)이 상하 방향으로 승강될 수 있다. 또한, 상기 제2실린더의 피스톤 로드가 상하로 신축함에 따라 상하 회동 브라켓이 힌지부를 기준으로 회동하여 거울(2)을 힌지부를 기준으로 상하 방향으로 일정 각도 회동시킬 수 있게 된다.
상기와 같이, 상기 거울 제어기는 부품 가공장치에서 가공되고 있는 가공 부품의 위치에 따라 카메라가 촬영할 수 있는 시야각 확보를 위하여 거울(2)의 위치와 각도를 조절할 수 있는 수단이라면 모두 채용 가능함을 이해해야 할 것이다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
2. 부품가공장치
4. 거울
11. 컨트롤러 13. 카메라
13A. 가시광 카메라 13B. 적외선 카메라
15. 통신모듈 17. 원격지 컴퓨터
19. 모바일 기기
11. 컨트롤러 13. 카메라
13A. 가시광 카메라 13B. 적외선 카메라
15. 통신모듈 17. 원격지 컴퓨터
19. 모바일 기기
Claims (7)
- 부품가공장치(2)의 작동을 원격으로 제어하는 단계;
상기 부품가공장치(2)의 현장 상황을 카메라(13)에 의해 원격감시하는 단계;
상기 부품가공장치(2)의 제어를 위한 제어부의 신호와 원격감시를 위한 상기 카메라(13) 신호의 원격통신을 수행하는 원격통신 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법.
- 제1항에 있어서,
상기 부품가공장치(2) 주변에 설치된 센서에 의해 부품가공 중에 발생하는 이상 신호를 감지하는 센싱 단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법.
- 제1항에 있어서,
상기 부품가공장치(2)에 의한 부품가공 과정 중에 가공 공구의 끝 부분을 상기 카메라(13)에 의해 영상신호로 취득하고, 상기 카메라(13)에 의해 촬영된 영상신호에서 가공 공구를 장착하기 위한 장착기구와 상기 가공 공구의 형상을 구분하는 비젼 인식 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공방법.
- 부품가공장치(2)의 작동을 원격으로 제어하기 위한 컨트롤러(11);
상기 부품가공장치(2)의 현장 상황을 원격감시하는 카메라(13);
상기 컨트롤러(11)의 신호를 원격지의 컴퓨터 또는 모바일 기기(19)로 송수신하기 위한 통신모듈(15);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치.
- 제4항에 있어서,
상기 통신모듈(15)은 원격감시를 위한 상기 카메라(13) 신호의 원격통신을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치.
- 제5항에 있어서,
상기 통신모듈(15)은 상기 카메라(13)와 부품가공장치(2)의 동작 제어를 위한 제어부와 원격지의 모니터링 유닛(모바일 기기(19) 또는 원격지 컴퓨터(17))에 연결되어, 상기 부품가공장치(2)의 제어를 위한 상기 제어부의 신호와 원격감시를 위한 상기 카메라(13) 신호의 원격통신을 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치.
- 제6항에 있어서,
상기 카메라(13)는, 상기 부품가공장치(2)에 의한 부품 과정 중에 발생하는 발열부의 영상신호 취득을 위한 적외선 카메라(13B)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 원격 모니터링 및 원격 제어가 가능한 부품 가공장치.
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| KR101936410B1 (ko) | 2019-04-03 |
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