KR20190081242A - 생산설비 원격제어를 위한 시스템 및 그 관리방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작기계 자체의 전력차단에 상관없이 데이터 수집이 가능하고 이를 서버에 전송가능하도록 하는 공작기계 이상유무 체크를 위한 시스템 및 그 관리방법을 제공하는 것으로, 공작기계의 운영상태정보를 전달받아 데이터를 서버로 전송하는 관리하는 생산설비 관리장비에 있어서, 상기 공작기계의 본체내에 설치되어 실시간으로 공작기계의 운영정보 데이터를 수집하고 , 이를 서버로 전달하는 적어도 하나 이상의 센서(200)가 구비되되, 상기 센서(200)는, 상기 공작기계 자체와 연동된 외부전력을 공급받는 제1외부전력원(212)와, 외부 전력과 상관없는 독립적인 밧데리로 이중으로 구성되는 제2전력원(214)이 이중으로 이루어지는 전력공급원(210)과, 수집된 데이터는 유선 및/또는 무선으로 서버(300)로 전송되도록 하는 센서통신망(220)이 구비되도록 하여, 서버와의 데이터 통신 여부를 판단하여 고장원인의 파악이 가능하도록 하는 생산설비 원격제어를 위한 시스템을 제공하는것을 특징으로 한다. 본 발명은 공작기계 자체의 전력작동환경에 영향을 받지 않는 기계설비장 치들의 운영에 따른 정보를 개별적으로 각각 독립적으로 취득하고 이를 서버에 전송함으로써 이상유무의 판단이 적시 이루어져 설비작동의 효율화가 이루어지는 효과가 있다.

Description

생산설비 원격제어를 위한 시스템 및 그 관리방법{The checking system of Machine tools and its method}
본 발명은 공작기계의 관리장비의 이상유무 체크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계 자체내의 전력차단에 따른 전력센서 감지데이터의 오류가 발생하지 않도록 하는 생산설비 원격제어를 위한 시스템 및 그 관리방법에 관한 것이다
일반적으로 공작 기계는 전원 공급장치에서 전력을 공급받아 공구가 장착되어 공구의 움직임을 제어하기 위한 주축 모터와, 공구물이 장착된 테이블의 이동을 제어하기 위한 이송축 모터를 포함할 수 있다. 또한 공작 기계는 윤활 펌프, 습동유 펌프, 유압펌프 및 조명등을 구비하며, 각 장치들에서 소비전력이 발생된다.
이러한 공작 기계의 소비 전력량을 모니터링 장비를 통해 사용자에게 알림으로써, 사용자는 전송되는 소비 전력량을 통해 불필요한 전력 소비를 감지하고, 불필요한 대기 전력으로 판단되는 전력을 전원 공급 장치의 제어를 통해 차단시킬 수 있다.
또한, 이러한 공작기계의 전력데이터의 이상유무를 관리하는 생산설비 관련장비들은 대개 공작기계 내에 설치되고, 구동하기 위한 전력을 공작기계로 부터 입력받는다. 즉, 생산설비 관련장비는 공작기계 내에 장착하여 NC로 부터 각종 정보를 수집하여 서버로 전송하게 된다. 이때 공작기계의 전력이 차단되면 생산설비 관리장비가 전력을 받지 못해 서버로 데이터 전송이 불가능하게 되는데, 서버에서는 데이터 수집이 불가능한 여러 상황중 어떤 상태인지 알지 못해 올바른 처리를 할 수 없게 된다.
아래 표1에서는 여러가지 상태를 나타낸다.
데이터 수집 차단의 경우 및 그에 따른 상태
데이터 수집 차단 경우 데이터 수집 상태(서버)
공작기계로 부터 전력 차단 생산설비 관련장비로부터 어떤 데이터도 수집불가
(생산현장)네트워크 차단 생산설비 관련장비로부터 어떤 데이터도 수집불가
(서버) 네트워크 차단 생산설비 관련장비로부터 어떤 데이터도 수집불가
생산설비관련장비 자체 이상 생산설비 관련장비로부터 어떤 데이터도 수집불가
상기 표에서 나타난 바와 같이, 공작기계 자체의 전력차단에 따른 관련장비의 전력공급 중단에 따른 데이터 전송실패나, 공작기계는 정상적으로 작동되고 있으나, 생산현장의 네트워크의 전력차단에 따라 데이터 전송실패의 경우, 서버 자체의 네트워크 차단의 경우 및 생산설비 관련장비 자체의 이상에 따른 데이터 전송실패의 경우 처럼 각각의 데이터 전송실패의 경우가 다름에도 불구하고, 데이터를 수집하는 서버에서는 모두 동일한 어떠한 데이터도 수집하지 못하므로 어떠한 이상에 기인하는 것인지 몰라 일일이 수작업으로 체크해야 하는 불편함이 발생한다.
대한민국등록실용신안 20-0267347호(원격지서버를 이용한 기계설비장치 제어시스템) 대한민국공개특허 10-2013-0015418호(산업장비 제어시스템 및 산업장비 제어 방법)
따라서 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 공작기계 자체의 전력차단에 상관없이 데이터 수집이 가능하고 이를 서버에 전송가능하도록 하는 공작기계 이상유무 체크를 위한 시스템 및 그 관리방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 데이터수집정보의 실패원인의 정확한 규명이 이루어지도록 생산설비 관리장비에서 수집하는 데이터가 독립적으로 이루어지도록 하는 공작기계 이상유무 체크를 위한 시스템 및 그 관리방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로,
공작기계의 운영상태정보를 전달받아 데이터를 서버로 전송하는 관리하는 생산설비 관리장비에 있어서, 상기 공작기계의 본체내에 설치되어 실시간으로 공작기계의 운영정보 데이터를 수집하고 , 이를 서버로 전달하는 적어도 하나 이상의 센서(200)가 구비되되, 상기 센서(200)는, 상기 공작기계 자체와 연동된 외부전력을 공급받는 제1외부전력원(212)와, 외부 전력과 상관없는 독립적인 밧데리로 이중으로 구성되는 제2전력원(214)이 이중으로 이루어지는 전력공급원(210)과, 수집된 데이터는 유선 및/또는 무선으로 서버(300)로 전송되도록 하는 센서통신망(220)이 구비되도록 하여, 서버와의 데이터 통신 여부를 판단하여 고장원인의 파악이 가능하도록 하는 생산설비 원격제어를 위한 시스템을 제공하는것을 특징으로 한다.
그리고 바람직 하기로는 상기 전력공급원은, 입력되는 전력공급원에 따라 스위치가 작동되어 보드에 전력을 공급되도록 하고, 상기 센서통신망은, 공작기계의 운영상태 정보를 수신하는 감지센서와, 변환을 위한 ADC 및 서버와의 통신을 위한 유무선송신부로 이루어지도록 한다.
더욱 바람직 하기로는, 상기 센서통신망은, 상기 제1외부전력원으로 전력공급시 공작기계의 운영상태 정보를 수신하는 감지센서의 데이터는 상기 유무선송신부의 유선으로 전달되도록 하고, 상기 제2전력원으로 전력공급시와, 공작기계의 운영상태 정보를 수신하는 감지센서의 데이터는 상기 유무선송신부의 무선으로 전달되도록 한다.
한편, 본 발명은, 공작기계로 전달되는 외부전력원에 의한 전력전달인지 내부 구비된 밧데리에 의해 전력전달인지 판단하고, 외부전력원에 의한 전력전달시 상기 공작기계의 운영정보를 전달받는 감지센서의 데이터는 유선으로 서버로 전달되도록 하고, 내부 밧데리에 의한 전력전달시 상기 공작기계의 운영정보를 전달받는 감지센서의 데이터는 무선으로 서버로 전달되도록 하여 서버의 데이터 통신여부를 판단하도록 하는 생산설비 원격제어 관리방법을 제공하는 것을 다른 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 공작기계 자체의 전력작동환경에 영향을 받지 않는 기계설비장 치들의 운영에 따른 정보를 개별적으로 각각 독립적으로 취득하고 이를 서버에 전송함으로써 이상유무의 판단이 적시 이루어져 설비작동의 효율화가 이루어지는 효과가 있다.
또한, 공작기계 자체의 전력차단에 상관없이 작동될 수 있으므로 생산설비 관리장비의 수명을 극대화 할 수 있는 다른 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공작기계와 서버와의 데이터 통신의 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 데이터 통신을 위한 센서의 개념도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 공작기계(100)에서 센서(200) 데이터 수집의 경로를 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 센서모듈의 H/W 구조를 나타내는 개념도이다.
도시된 바와 같이, 기본적으로 공작기계(100)에서 나타나는 여러가지 운영정보값을 수집하는 센서(200)는 공작기계(100)와 전력선(400)에 연결되어 있어 전력을 공급받는 구조로 이루어져 있고, 전달받은 정보를 서버(300)에 전달하는 구조로 이루어져 있어 외형적으로는 동일하게 구성되어 있다.
그러나, 내부적으로는 센서(200)의 작동을 위한 전력공급원(210)과 센서통신망(220)의 작동방식은 상이하게 구성되도록 하며, 이하 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 전력공급원(210)을 설명하기로 한다.
전력공급원(210)은 상기 공작기계(100)의 동력을 구동하기 위한 외부전력와 전전기적으로 연결되어 구동되는 제1외부전력원(212)와, 자체내에 구비되는 밧데리(214)의 제2전력원으로 이중으로 구성되도록 하고, 스위치(216)의 작동에 따라 선택적으로 운영되도록 함으로써 공작기계의 전력차단에 따른 센서(200)의 데이터 수집 불가의 고장원인의 정확한 진단이 이루어질 수 있도록 한다.
즉, 정상적 작동의 경우 공작기계에 공급되는 전력원인 제1전력원(212)에 의해 센서(200)가 구동되고, 데이터를 수집하여 서버로 전달하는 경로를 취하게 되고, 제1전력원(212)이 차단될 경우, 밧데리로 구성된 제2전력원(214)으로 부터 전력을 공급받아 서버와의 통신을 수행하게 된다. 이러한 전력원의 변환은 스위치(216)에 의해 이루지며, 공급되는 전력에 따라 스위치가 보드에 전력을 공급하는 구조로 이루어지면 족할 것이다.
그리고 후술하겠지만, 제1전력원(212)에 의한 전력공급시에는 센서(200)의 통신망(220)은 서버(300)와 유선으로 연결되도록 하여, 유선으로 데이터를 수집하도록 한다. 이는 종래와 동일하게 하는 방법으로써 후술하는 타 통신과 구별하기 위해서 이며, 이는 후술하도록 한다.
다음은, 센서통신망(220)을 설명하기로 한다. 센서통신망(220)은 공작기계의 작동 정보를 전달받는 감지센서(222)와 ADC(224) 그리고 유무선송신부(226)으로 이루어지도록 한다.
먼저, 감지센서(222)는 공작기계의 작동에 따른 전력소모량 및 순간전력사용량 등 공작기계의 작동에 따른 정보를 수집받고, 이는 ADC(224)에 의해 변환되어 유무선송신부(226)로 전달된다.
유무선 송신부(226)은 데이터 서버(300)와는 유선 또는 무선으로 통신을 주고받아 데이터가 전달 되도록 하는데, 이는 서버(300)의 데이터수집이 불가능할 경우를 정확히 판단하기 위함이다.
즉, 종래기술에서 상술한 바와 같이, 서버(300)의 데이터 수집이 불가능 경우는 각각에 따라 다르다, 첫째 공작기계 자체의 오류, 둘째 생산현장의 네트워크 차단의 경우, 셋째 서버와의 네트워크 차단의 경우 그리고 넷째, 관리정바 자체의 오류의 경우로 나누어진다. 각각의 경우를 고려하여 통신망(224)에서 서버(300)로 전달되는 송신방법을 달리 함으로써, 데이터 수집의 오류를 정확하게 진단될 수 있도록 하기 위함이다.
이를 위해 유무선통신망(224)는 유선으로는 종래와 같이 공작기계(100)의 제1전력원(212)에 의해 전력을 공급받아 센서(200)가 작동될 경우 서버(300)와의 통신을 주고 받도록 한다. 무선으로는 생산현장과 서버와의 자체 네트워크의 네트워크는 무선으로 통신이 이루어지도록 한다. 무선의 방식은 와이파이, 지그비, 이더넷 등 다양한 방식의 무선통신방식이 이용될 수 있으며,단지 생산현장과의 네트워크에 의한 방식과 서버자체의 네트워크 방식이 각각 다른 방식의 무선으로 통신으로 이루어지도록 하여 구별되면 족할 것이다. 일예를 들어 생산현장과의 네크워크는 와이파이 신호로 이루어지도록 하고, 서버자체와의 네트워크는 지그비 형태로 이루어지도록 하여 이의 구별이 되면 족할 것이다.
상기와 같이, 공작기계의 경우 유선통신방식, 생산현장의 네트워크는 제1무선방식, 서버자체와의 네트워크는 제2무선방식으로 나누어 서버와의 통신이 이루어지도록 함으로써, 각각의 통신방식에 따른 데이터 수집불가가 확인되어 문제점을 즉시 해결할 수 있게 된다. 물론 센서(200) 자체의 오류일 경우에는 아무런 데이터가 전달되지 않아 이의 구별또한 확실히 알 수 있게 된다.
다음은 본 발명에 따른 센서의 작동방식을 설명하기로 한다.
정상작동의 경우, 공작기계(100)의 운영에 필요한 전력으로 부터 공급되는 젼력은 센서부(200)의 제1전력공급원(212)로 전달되어 정상작동이 이루어지고, 감지센서(222)에 전달받은 공작기계의 데이터는 ADC(224)에 의해 변환되어 유무선송신부(226)에 전달되고, 이때 유무선송신부(226)에서는 유선으로 서버로 데이터가 전송되도록 한다. 서버에서는 유선으로 전달된 데이터를 판단하여 공작기계로 부터 전달받은 데이터로 인식하고 정상작동을 수행하게 된다.
공작기계로 전달되는 전력이 차단될 경우 센서(200)의 제1외부전력원(212)으로 부터 전력공급이 중단되게 되고, 이를 센서(200)가 감지한 후, 스위치(216)의 절환동작으로 인해 제2전력원(214)인 밧데리가 구동되도록 한다. 이 경우 센서(2바t는 밧데리에 의해 정상적으로 작동되나, 공작기계(100)가 운전이 정지된 상태이므로 감지센서(222)로 부터 전달되는 데이터는 없으며, 유선으로 서버로 전달되는 데이터 역시 없게 된다. 따라서 서버(300)는 공작기계(100)의 전력차단에 따른 이상으로 바로 판단 하고 이에 따른 조치를 취할 수 있게 된다.
한편, 공작기계가 정상작동의 경우 생산현장 자체의 네트워크 고장으로 서버와의 통신이 불가능 할 경우 또는 서버와의 네트워크의 고장으로 서버와의 통신이 불가능 할 경우 이때에는 센서(200)와 서버(300)와의 데이터 통신이 무선으로 이루어지고 있으므로 무선방식에 따른 데이터 전송방식이 달라 생산현장 자체의 네트워크 고장인지 서버와의 통신네트워크 고장인지 바로 판단이 되므로 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
한편, 센서자체의 고장일 경우 유선 및 무선 아느것이나 서버와의 아무런 통신이 이루어지지 않기 때문에 이 경우에는 센서(200) 자체의 고장으로 인식되어 바로 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.
이상의 설명에서 나타난 바와같이, 센서(200)의 전력공급을 외부전력 및 내부전력으로 이중으로 구성하고, 이의 선택적 운영이 가능하도록 하고, 서버와의 통신방식을 유선 및/또는 무선으로 이중으로 이루어 지게 하고, 무선의 경우 각각의 통신방식을 달리 함으로써, 서버에서의 데이터 수집 불가능이 어느 장비의 이상으로 이루어지는 지 적시에 파악할 수 있어 빠른 대처가 가능함을 알 수 있다.
또한, 공작기계 자체의 전력차단에 상관없이 작동될 수 있으므로 생산설비 관리장비의 수명을 극대화 할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 기재된 구체예 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
100 : 공작기계 200 : 센서
210 : 전력공급원 212: 제1외부전력원
214: 제2전력원 216 : 스위치
220 : 센서통신망 222 : 감지센서
224 : ADC 226 : 유무선송신부
300 : 서버 400 : 전력선

Claims (5)

  1. 공작기계의 운영상태정보를 전달받아 데이터를 서버로 전송하는 관리하는 생산설비 관리장비에 있어서,
    상기 공작기계의 본체내에 설치되어 실시간으로 공작기계의 운영정보 데이터를 수집하고 , 이를 서버로 전달하는 적어도 하나 이상의 센서(200)가 구비되되,
    상기 센서(200)는,
    상기 공작기계 자체와 연동된 외부전력을 공급받는 제1외부전력원(212)와, 외부 전력과 상관없는 독립적인 밧데리로 이중으로 구성되는 제2전력원(214)이 이중으로 이루어지는 전력공급원(210)과,
    수집된 데이터는 유선 및/또는 무선으로 서버(300)로 전송되도록 하는 센서통신망(220)이 구비되도록 하여,
    서버와의 데이터 통신 여부를 판단하여 고장원인의 파악이 가능하도록 하는 생산설비 원격제어를 위한 시스템
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력공급원은,
    입력되는 전력공급원에 따라 스위치가 작동되어 보드에 전력을 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 생산설비 원격제어를 위한 시스템
  3. 상기 센서통신망은,
    공작기계의 운영상태 정보를 수신하는 감지센서와, 변환을 위한 ADC 및 서버와의 통신을 위한 유무선송신부로 이루어짐을 특징으로 하는 생산설비 원격제어를 위한 시스템
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 센서통신망은,
    상기 제1외부전력원으로 전력공급시 공작기계의 운영상태 정보를 수신하는 감지센서의 데이터는 상기 유무선송신부의 유선으로 전달되도록 하고,
    상기 제2전력원으로 전력공급시와, 공작기계의 운영상태 정보를 수신하는 감지센서의 데이터는 상기 유무선송신부의 무선으로 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 생산설비 원격제어를 위한 시스템
  5. 공작기계로 전달되는 외부전력원에 의한 전력전달인지 내부 구비된 밧데리에 의해 전력전달인지 판단하고,
    외부전력원에 의한 전력전달시 상기 공작기계의 운영정보를 전달받는 감지센서의 데이터는 유선으로 서버로 전달되도록 하고,
    내부 밧데리에 의한 전력전달시 상기 공작기계의 운영정보를 전달받는 감지센서의 데이터는 무선으로 서버로 전달되도록 하여 서버의 데이터 통신여부를 판단하도록 하는 것을 특징으로 하는 생산설비 원격제어 관리방법.
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