KR20200106662A - 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법 - Google Patents

멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200106662A
KR20200106662A KR1020190025172A KR20190025172A KR20200106662A KR 20200106662 A KR20200106662 A KR 20200106662A KR 1020190025172 A KR1020190025172 A KR 1020190025172A KR 20190025172 A KR20190025172 A KR 20190025172A KR 20200106662 A KR20200106662 A KR 20200106662A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
task
machine tool
signal
unit
priority
Prior art date
Application number
KR1020190025172A
Other languages
English (en)
Inventor
김동현
Original Assignee
두산공작기계 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산공작기계 주식회사 filed Critical 두산공작기계 주식회사
Priority to KR1020190025172A priority Critical patent/KR20200106662A/ko
Publication of KR20200106662A publication Critical patent/KR20200106662A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4148—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by using several processors for different functions, distributed (real-time) systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4144—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by using multiplexing for control system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/4155—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by programme execution, i.e. part programme or machine function execution, e.g. selection of a programme

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

본 발명은 제한적으로 기능하였던 임베디드 시스템 하에서 태스크의 부하를 상황에 맞게 조절하여 신속하게 다양한 공작기계의 이상진단 및 학습 데이터 수집 활용 가능성을 높힐 수 있어 장비의 소형화를 도모하고, 유지비용과 작업시간을 절감하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법에 관한 것이다.

Description

멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법{MACHINE TOOL HAVING MULTI-TASKING SYSTEM AND METHOD OF MULTI-TASKING FOR MACHINE TOOL}
본 발명은 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제한된 임베디드 시스템을 포함하고 있는 공작기계에서도 우수한 연산력을 가질 수 있도록 구조가 개선된 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및공작기계의 멀티태스킹방법에 관한 것이다.
일반적인 컴퓨터와 달리, 특수한 목적을 가지고 있는 수많은 가전제품이나 공작기계는 주어진 작업을 수행하는 임베디드 시스템이 내장되어 있다.
공작기계에서도 가공 준비 단계, 가공 중 단계, 또는 가공 후 단계 등 각각의 상황에 따라 진단하고자 하는 기능이 존재하며, 이상 발생이 진단될 경우 이에 대응되는 연산 기능이 활성화되어야 한다.
즉, 진단을 위해 수행된 센서 신호를 단순히 데이터 서버로 전송하는 것에 그치지 않고, 이상 진단이 된 부분에 대해 적절하고 신속한 제어를 위한 빠른 응답처리가 필요하다.
그러나, 공작기계 내의 각종 센서들에 의해 전달되는 복수 개의 신호를 가지고 복수 개의 연산처리를 빠르게 수행하기 위해서는 높은 성능의 연산력을 가진 시스템이 갖춰져야 하는데, 임베디드 시스템하의 공작기계의 연산 방법은 공작기계의 상태와 관계없이 연산량이 일정하게 유지되는 문제가 있다.
즉, 종래의 공작기계는 평소 공작기계의 수행 태스크가 늘어날수록 연산부하가 계속해서 증가된다는 문제가 있다.
또한, 센서 신호에 따른 주파수 분석 범위가 다르고 샘플링 주기 또한 다르며 공작기계 내의 상황과 부품에 맞는 데이터 진단 주기가 다른데도 불구하고, 기존의 공작기계는 다양한 스트리밍 연결방법이 일정한 속도를 가지고 단일화되어 있기 때문에, 센서 신호의 신속한 진단 및 연산처리가 불가한 실정이며, 또는 상황에 맞는 적절한 태스크의 활성화를 결정할 수 없다는 문제가 있다.
대한민국 특허공개공보 제10-2004-0097468호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 제한적으로 기능하였던 임베디드 시스템 하에서 태스크의 부하를 상황에 맞게 조절하여 신속하게 다양한 공작기계의 이상진단 및 학습 데이터 수집 활용 가능성을 높힐 수 있어 장비의 소형화를 도모하고, 유지비용과 작업시간을 절감하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법을 제공함에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계는 공작기계의 상태를 파악하는 센서부; 상기 센서부에 의해 센싱된 신호를 적어도 두 개 이상의 태스크로 분류하여 태스크 별 우선순위 및 동일 태스크 내에 속하는 신호 별 우선순위를 정하는 분류부; 상기 분류부와 통신하여 공작기계를 제어하는 제어부; 및 상기 분류부와 통신하여 데이터를 저장하는 데이터서버;를 포함하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계를 제공한다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 상기 분류부는 상기 센서부에 의해 센싱된 신호에서 불필요한 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 필터부; 상기 필터부에 의해 필터링된 신호를 태스크 별로 분류하고, 각각의 태스크 별로 다른 주파수 범위를 갖는 시계열 신호를 수집하는 버퍼부; 상기 버퍼부에 의해 분류된 각각의 신호를 신호처리함수로써 처리하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 처리된 신호를 상기 제어부 또는 데이터서버에 송신하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계에서 상기 태스크는 상기 센서부에서 센싱된 신호 중 공작기계손상여부 또는 가공품질과 관련된 신호가 분류된 제어태스크; 상기 센서부에서 센싱된 신호 중 공작기계 내에 배치된 부품의 수명과 관련된 신호가 분류된 진단태스크; 및 상기 센서부의 신호가 지연되는지 실시간으로 확인하는 통신태스크;로 분류되는 멀티태스킹시스템을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 상기 통신부는 상기 제어태스크로 분류된 신호가 상기 신호처리부에서 처리되면 상기 제어부로 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 상기 통신부로부터 신호를 수신받은 상기 제어부는 공작기계의 가공 조건을 변동하거나, 사용자에게 알람을 알리거나, 공작기계를 정지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계에서 상기 태스크 별 우선순위는 제어태스크, 진단태스크, 통신태스크 순서로 낮아지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계에서 상기 신호처리부에서 태스크 별 연산 부하가 감지되는 경우 상기 제어태스크의 실행 간격은 유지하고, 상기 통신태스크의 실행 주기를 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계에서 변경된 상기 통신태스크의 실행 주기는 상기 버퍼부에 저장되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계에서 상기 신호처리부에서 태스크 별 연산 부하가 감지되는 경우 상기 제어태스크의 실행 간격은 유지하고, 상기 진단태스크의 실행을 삭제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계에서 실행이 삭제된 상기 진단태스크는 상기 데이터서버에 저장되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계에서 상기 동일 태스크 내에 속하는 신호의 우선순위는 태스크에 요구되는 응답시간이 가장 낮은 신호가 가장 우선순위가 높은 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명은 공작기계의 센서부에서 센싱된 신호를 가지고 태스크를 나누고 태스크 별 우선순위와 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위를 정하는 설계 단계; 및 공작기계의 상태에 따라 태스크 별 실행 주기 또는 실행 시간을 재조정하는 실행 단계;를 포함하는 공작기계의 멀티태스킹방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 멀티태스킹방법의 바람직한 다른 실시예에서, 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 상기 설계 단계는, 센싱된 각각의 신호의 주파수 분석 범위에 따른 연산 시간과 신호 처리 연산 시간을 정리하는 태스크 관계도 작성 단계; 주파수 분석 범위에 비례하는 연산 부하 및 수행 시간을 고려하여 제어태스크, 진단태스크 통신태스크 순서로 우선 순위가 낮아지도록 태스크 별 우선순위를 설계하고, 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위는 응답시간이 낮은 신호가 우선순위가 높도록 설계하는 우선순위 설계 단계; 및 제어태스크를 1 순위로 하여 주기적으로 수행되도록 배치하고, 진단태스크와 통신태스크를 순서대로 배치하는 태스크 스케쥴 배치 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 멀티태스킹방법의 바람직한 다른 실시예에서, 상기 실행 단계는, 센서 신호 분석을 통한 가공 이상상황 판단, 부품 노화에 따른 이상신호 감지와 같은 센서 신호의 상태 변화 감지와, 프로그램동작, 입력된 프로그램 중 장비 구동위치, 매뉴얼 동작시 조작이력과 같은 공작기계 신호 감지를 하는 상태 변화 감지 단계; 및 이상 신호가 발생되거나 연산 부하가 감지되는 경우, 제어태스크의 실행 간격은 유지한 채, 통신태스크의 실행주기를 변경하거나, 진단태스크를 제거하는 태스크 스케쥴 재배치 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법은 태스크의 타입을 구분하고 우선순위를 부여하여 제한적인 컴퓨팅 자원 할당 문제를 해결할 수 있기 때문에 공작기계의 다양한 이상진단을 가능케 하며 학습 데이터 수집활용 가능성을 높힐 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법은 공작기계의 상황 별 필요한 제어를 위한 빠른 응답처리가 가능함에 따라 다양한 작업처리에 대한 효율성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법은 다양한 멀티태스킹작업을 1대의 장비로 수해함에 따라 공작기계의 소형화를 도모하고, 공간활용도를 극대화하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 배치된 공작기계를 개략적으로 도시한 도면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태스크별 신호 처리를 나타낸 도면을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 태스크 별 처리 방법을 도시한 도면을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템의 설계와 실행을 위한 절차도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 센서부가 배치된 공작기계를 개략적으로 도시한 도면를 나타내며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태스크별 신호 처리를 나타내고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계의 태스크 별 처리 방법을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템(100)은 센서부(110), 분류부(120), 제어부(130) 및 데이터서버(140)를 포함할 수 있다.
센서부(110)는 공작기계(10)의 상태를 파악할 수 있다. 여기서, 공작기계(10)의 상태 파악은 공작기계(10) 내의 각 구성요소와 공작기계(10)의 전체적인 진단을 위한 상태를 파악하는 것을 의미할 수 있으며, 각 구성요소에 배치된 모든 센서에 적용될 수 있다.
예를 들어, 센서부(110)는 스핀들의 회전력을 센싱하기 위한 가속도 센서(111), 모재의 절삭력을 센싱하기 위한 마이크로폰(112), 전원의 온/오프와 각 구성요소에 전력이 공급되고 있는지를 파악하기 위한 전류센서(113), 공구대 등의 이송 여부를 센싱하기 위한 이송센서(114) 등을 포함할 수 있다.
공작기계(10) 내의 구성요소에 각각 배치될 수 있는 개개의 센서들을 포함하는 이러한 센서부(110)는 각각의 센서에 의해 센싱된 신호가 주파수 형태로 후술할 필터부(121)에 전달될 수 있다.
분류부(120)는 공작기계(10) 내에 배치될 수 있으며, 상기 센서부(110)에 의해 센싱된 신호를 적어도 두 개 이상의 태스크로 분류하여 태스크 별 우선순위 및 동일 태스크 내에 속하는 신호 별 우선순위를 정할 수 있다. 또한, 이러한 분류부는 필요에 따라 PCB(Printed Circuit Board)로 형성될 수 있다.
제어부(130)는 상기 분류부(120)와 통신하여 공작기계(10)를 제어할 수 있으며, 데이터서버(140)는 상기 분류부(120)와 통신하여 데이터를 저장하고 다시 제어부(130) 또는 분류부(120)에 데이터를 전송할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 분류부(120)는 센서부(110)에 의해 센싱된 신호를 태스크 별로 나누어 우선순위를 지정함으로서 제한된 임베디드 시스템 하에서 연산을 효과적으로 수행할 수 있으며, 태스크에 따라 빠른 응답을 가지고 공작기계(10)와 통신을 하거나, 연산결과를 저장하거나, 데이터서버(140)에 신호를 송신할 수 있다.
구체적으로, 분류부(120)는 필터부(121), 버퍼부(122), 신호처리부(123) 및 통신부(124)를 포함할 수 있다.
필터부(121)는 상기 센서부(110)에 의해 센싱된 각각의 신호에서 불필요한 주파수 대역의 노이즈를 개별적으로 제거할 수 있다.
버퍼부(122)는 상기 필터부(121)에 의해 필터링된 신호를 태스크 별로 분류하고, 각각의 태스크 별로 다른 주파수 범위를 갖는 시계열 신호를 수집할 수 있다.
신호처리부(123)는 상기 버퍼부(122)에 의해 분류된 각각의 신호를 공작기계(10)의 상황 판단을 위한 신호처리함수로써 처리할 수 있다.
통신부(124)는 상기 신호처리부(123)로부터 처리된 신호를 상기 제어부(130) 또는 데이터서버(140)에 송신할 수 있다.
예를 들어, 통신부(124)는 후술할 제어태스크(T1)로 분류된 신호가 신호처리부(123)에서 처리되면 상기 제어부(130)로 송신할 수 있으며, 상기 통신부(124)로부터 신호를 수신받은 상기 제어부(130)는 공작기계(10)의 가공 조건을 변동하거나, 사용자에게 알람을 알리거나, 공작기계(10)를 정지시킬 수 있다.
여기서, 태스크(task)는 장비제어여부, 신호처리 결과 응답시간, 신호처리 주파수범위, 신호처리 계산부하, 또는 장비 사용 시나리오를 고려하여 제어태스크(T1), 진단태스크(T2) 및/또는 통신태스크(T3)로 나눌 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 목적의 태스크를 더 포함할 수 있다.
제어태스크(T1)는 센서부(110)에서 센싱된 신호 중 공작기계(10) 손상여부 또는 가공품질과 관련된 신호가 분류될 수 있다. 즉, 제어를 위한 태스크(T1)는 가공 중 공작기계(10)에 심각한 손상이 예상되거나, 가공 품질에 영향을 미치는 상황이 발생하여 가공 조건을 변동하거나, 사용자에게 빠른 알람을 알리거나, 장비를 세우는 경우를 위한 신호를 포함할 수 있다.
진단태스크(T2)는 센서부(110)에서 센싱된 신호 중 공작기계(10) 내에 배치된 부품의 수명과 관련된 신호가 분류될 수 있다. 즉, 진단을 위한 태스크(T2)는 장기간 부품의 수명을 측정하여 정상 기능을 수행할 수 있는지 판단하는 경우의 신호를 포함할 수 있다. 사용자에게 공작기계(10)의 현재 상태에 대한 정보와, 일간, 주간, 월간 등 기간별 상태에 따른 리뷰를 위한 데이터를 수집하기 위한 단계의 태스크이다.
통신태스크(T3)는 상기 센서부(110)의 신호가 지연되는지 실시간으로 확인할 수 있는 신호가 분류될 수 있다. 즉, 통신을 위한 태스크(T3)는 다양한 센서의 신호를 구동 프로그램과 같이 지연여부를 실시간으로 확인하는 경우의 태스크이다.
도 3과 같이, 센서부(110)에 의해 센싱된 신호들은 각각의 태스크로 분류되고, 제어태스크(T1)와 진단태스크(T2)는 버퍼, 주파수분석, 신호처리의 순으로 수행되며, 통신태스크(T3)는 버퍼, 속도제어 순으로 수행될 수 있다.
이렇게 태스크가 분류되면 상기 분류부(120)는 컴퓨팅 부하를 최소화하기 위해 각각의 태스크 별 우선순위를 지정할 수 있다. 즉, 분류부(120)는 태스크 별 우선순위는 제어태스크(T1), 진단태스크(T2), 통신태스크(T3) 순서로 낮아지게 지정할 수 있다.
또한, 분류부(120)는 상기 동일 태스크 내에 속하는 신호의 우선순위는 태스크에 요구되는 응답시간이 가장 낮은 신호가 가장 우선순위가 높도록 지정할 수 있다.
이렇게 태스크 별 우선순위가 지정되고, 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위가 지정되면, 분류부(120)는 연산부하가 감지될 때 다음과 같이 신호처리를 수행하여 연산력을 효율적으로 관리할 수 있다.
도 4의 (a)와 같이, 정상상태인 경우 상기 분류부(120)는 평소에 우선순위 순서와 같이 제어태스크(T1)에 가장 많은 시간을 할당하고, 그 다음 진단태스크(T2)에 시간을 할당하고, 마지막으로 통신태스크(T3)에 시간을 가장 적게 할당한다. 이러한 상태에서 상기 제어태스크(T1)를 주기적으로 수행하고, 제어태스크(T1) 사이에 진단태스크(T2)와 통신태스크(T3)를 순차적으로 배치하여 연산을 수행한다.
도 4의 (b)와 같이, 이상상태인 경우 상기 신호처리부(123)에서 태스크 별 연산 부하가 감지되는 경우 상기 제어태스크(T1)의 실행 간격은 유지하고, 통신태스크(T3)의 실행 주기를 변경할 수 있다. 즉, 상기 통신태스크(T3)를 상기 제어태스크(T1)의 주기마다 수행하는 것이 아니라, 수 회의 제어태스크(T1)가 수행된 상태에서 통신태스크(T3)를 간헐적으로 수행할 수 있다.
이러한 경우, 변경된 상기 통신태스크(T3)의 실행 주기는 버퍼부(122)에 저장될 수 있다.
또는 도 4의 (c)와 같이, 이상상태인 경우 상기 신호처리부(123)에서 태스크 별 연산 부하가 감지되는 경우 제어태스크(T1)의 실행 간격은 유지하고, 진단태스크(T2)의 실행을 삭제하고, 통신태스크(T3)의 실행 시간을 증가시킬 수 있다.
이러한 경우, 실행이 삭제된 진단태스크(T2)는 상기 데이터서버(140)에 저장될 수 있다.
즉, 네트워크 상황이 좋지 않은 경우 화질을 조정하고 데이터 전송은 계속 진행하는 영상 스트리밍의 경우와 같이, 공작기계(10)의 연산 상태에 따라 진단태스크(T2)를 임의로 삭제하거나, 또는 통신태스크(T3)의 수행 주기 및 수행시간을 변경하여 임베디드 시스템 하에서 연산력을 유지하거나 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법은 태스크의 타입을 구분하고 우선순위를 부여하여 제한적인 컴퓨팅 자원 할당 문제를 해결할 수 있기 때문에 공작기계의 다양한 이상진단을 가능케 하며 학습 데이터 수집활용 가능성을 높힐 수 있고, 공작기계의 상황 별 필요한 제어를 위한 빠른 응답처리가 가능함에 따라 다양한 작업처리에 대한 효율성 및 신뢰성을 확보할 수 있으며, 다양한 멀티태스킹작업을 1대의 장비로 수해함에 따라 공작기계의 소형화를 도모하고, 공간활용도를 극대화하며, 작업자의 편의를 도모할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템(100)을 생성하고 실행하기 위한 절차는 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티태스킹시스템(100)의 설계와 실행을 위한 절차도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 설계 단계(S10)는 공작기계(10)의 센서부(110)에서 센싱된 신호를 가지고 태스크를 나누고 태스크 별 우선순위와 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위를 정할 수 있다.
구체적으로, 설계 단계(S10)는 태스크 관계도 작성 단계(S11), 우선순위 설계 단계와(S12), 태스크 스케줄 배치 단계(S13)를 포함할 수 있다.
태스크 관계도 작성 단계(S11)는 신호처리 전처리 단계로서, 주파수 분석 범위에 따른 연산 시간과 신호 처리 연산 시간을 정리한다.
이 후, 우선순위 설계 단계(S12)는 주파수 분석 범위에 비례하는 연산 부하 및 수행시간을 고려하여, 제어태스크(T1), 진단태스크(T2), 통신태스크(T3) 순서로 우선순위가 낮아지도록 우선순위를 설계하며, 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위는 응답시간이 낮은 신호가 우선순위가 높도록 설계한다.
이 후, 태스크 스케줄 배치 단계(S13)는 주기적인 연산이 수행되어야 하는 제어태스크(T1)를 1 순위로 하여 주기적으로 배치하고, 신호처리가 준비될 동안 진단태스크(T2)와 통신태스크(T3)를 순서대로 배치한다.
도 5를 참조하면, 실행 단계(S20)는 공작기계(10)의 상태에 따라 태스크 별 실행 주기 또는 실행 시간을 재조정할 수 있다.
구체적으로, 상기 실행 단계(S20)는 공작기계(10)의 상태 변화 감지 단계(S21)와 태스크 스케줄 재배치 단계(S22)를 포함할 수 있다.
상태 변화 감지 단계(S21)는 센서 신호 분석을 통한 가공 이상상황 판단, 부품 노화에 따른 이상신호 감지와 같은 센서 신호의 상태 변화 감지와, 프로그램동작, 입력된 프로그램 중 장비 구동위치, 매뉴얼 동작시 조작이력과 같은 공작기계(10) 신호 감지를 포함할 수 있다.
이러한 상태 감지 단계(S21)에 따라 이상 신호가 발생되거나 연산 부하가 감지되는 경우 태스크 별 스케줄을 재배치할 수 있다.
이러한 태스크 스케줄 재배치 단계(S22)는 제어태스크(T1)의 실행 간격은 유지한 채, 통신태스크(T3)의 실행주기를 변경하거나, 진단태스크(T2)를 제거할 수 있다.
통신태스크(T3)의 실행주기를 변경할 경우 시계열 데이터는 버퍼에 저장될 수 있으며, 진단태스크(T2)를 제거할 경우 이러한 진단태스크(T2)를 위한 신호는 데이터서버(140)에 저장하고, 추후에 데이터서버(140)에서 데이터 실행결과를 요청할 수 있다.
따라서, 본 발명은 공작기계(10) 내의 센싱된 신호처리를 각각의 태스크 별로 구분하고, 태스크 별의 우선순위 및/또는 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위를 지정하여 임베디드 시스템 하에서 우수한 연산력을 가지고 신호처리를 수행할 수 있는 이점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 멀티태스킹시스템 110: 센서부
111: 가속도 센서 112: 마이크로폰
113: 전류센서 114: 이송센서
120: 분류부 121: 필터부
122: 버퍼부 123: 신호처리부
124: 통신부 130: 제어부
140: 데이터서버 T1: 제어태스크
T2: 진단태스크 T3: 통신태스크
S10: 설계 단계 S11: 태스크 관계도 작성 단계
S12: 우선순위 설계 단계 S13: 태스크 스케줄 배치 단RP
S20: 실행 단계 S21: 상태 변화 감지 단계
S22: 태스크 스케줄 재배치 단계

Claims (14)

  1. 공작기계의 상태를 파악하는 센서부;
    상기 센서부에 의해 센싱된 신호를 적어도 두 개 이상의 태스크로 분류하여 태스크 별 우선순위 및 동일 태스크 내에 속하는 신호 별 우선순위를 정하는 분류부;
    상기 분류부와 통신하여 공작기계를 제어하는 제어부; 및
    상기 분류부와 통신하여 데이터를 저장하는 데이터서버;를 포함하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분류부는,
    상기 센서부에 의해 센싱된 신호에서 불필요한 주파수 대역의 노이즈를 제거하는 필터부;
    상기 필터부에 의해 필터링된 신호를 태스크 별로 분류하고, 각각의 태스크 별로 다른 주파수 범위를 갖는 시계열 신호를 수집하는 버퍼부;
    상기 버퍼부에 의해 분류된 각각의 신호를 신호처리함수로써 처리하는 신호처리부; 및
    상기 신호처리부로부터 처리된 신호를 상기 제어부 또는 데이터서버에 송신하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 태스크는,
    상기 센서부에서 센싱된 신호 중 공작기계손상여부 또는 가공품질과 관련된 신호가 분류된 제어태스크;
    상기 센서부에서 센싱된 신호 중 공작기계 내에 배치된 부품의 수명과 관련된 신호가 분류된 진단태스크; 및
    상기 센서부의 신호가 지연되는지 실시간으로 확인하는 통신태스크;로 분류되는 멀티태스킹시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 제어태스크로 분류된 신호가 상기 신호처리부에서 처리되면 상기 제어부로 송신하는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 통신부로부터 신호를 수신받은 상기 제어부는 공작기계의 가공 조건을 변동하거나, 사용자에게 알람을 알리거나, 공작기계를 정지시키는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 태스크 별 우선순위는 제어태스크, 진단태스크, 통신태스크 순서로 낮아지는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 신호처리부에서 태스크 별 연산 부하가 감지되는 경우 상기 제어태스크의 실행 간격은 유지하고, 상기 통신태스크의 실행 주기를 변경하는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  8. 제7항에 있어서,
    변경된 상기 통신태스크의 실행 주기는 상기 버퍼부에 저장되는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 신호처리부에서 태스크 별 연산 부하가 감지되는 경우 상기 제어태스크의 실행 간격은 유지하고, 상기 진단태스크의 실행을 삭제하는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  10. 제9항에 있어서,
    실행이 삭제된 상기 진단태스크는 상기 데이터서버에 저장되는 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 동일 태스크 내에 속하는 신호의 우선순위는 태스크에 요구되는 응답시간이 가장 낮은 신호가 가장 우선순위가 높은 것을 특징으로 하는 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계.
  12. 공작기계의 센서부에서 센싱된 신호를 가지고 태스크를 나누고 태스크 별 우선순위와 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위를 정하는 설계 단계; 및
    공작기계의 상태에 따라 태스크 별 실행 주기 또는 실행 시간을 재조정하는 실행 단계;를 포함하는 공작기계의 멀티태스킹방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 설계 단계는,
    센싱된 각각의 신호의 주파수 분석 범위에 따른 연산 시간과 신호 처리 연산 시간을 정리하는 태스크 관계도 작성 단계;
    주파수 분석 범위에 비례하는 연산 부하 및 수행 시간을 고려하여 제어태스크, 진단태스크 통신태스크 순서로 우선 순위가 낮아지도록 태스크 별 우선순위를 설계하고, 각각의 태스크 내의 신호 별 우선순위는 응답시간이 낮은 신호가 우선순위가 높도록 설계하는 우선순위 설계 단계; 및
    제어태스크를 1 순위로 하여 주기적으로 수행되도록 배치하고, 진단태스크와 통신태스크를 순서대로 배치하는 태스크 스케쥴 배치 단계;를 포함하는 공작기계의 멀티태스킹방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 실행 단계는,
    센서 신호 분석을 통한 가공 이상상황 판단, 부품 노화에 따른 이상신호 감지와 같은 센서 신호의 상태 변화 감지와, 프로그램동작, 입력된 프로그램 중 장비 구동위치, 매뉴얼 동작시 조작이력과 같은 공작기계 신호 감지를 하는 상태 변화 감지 단계; 및
    이상 신호가 발생되거나 연산 부하가 감지되는 경우, 제어태스크의 실행 간격은 유지한 채, 통신태스크의 실행주기를 변경하거나, 진단태스크를 제거하는 태스크 스케쥴 재배치 단계;를 포함하는 공작기계의 멀티태스킹방법.
KR1020190025172A 2019-03-05 2019-03-05 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법 KR20200106662A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190025172A KR20200106662A (ko) 2019-03-05 2019-03-05 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190025172A KR20200106662A (ko) 2019-03-05 2019-03-05 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200106662A true KR20200106662A (ko) 2020-09-15

Family

ID=72450519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190025172A KR20200106662A (ko) 2019-03-05 2019-03-05 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200106662A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113254199A (zh) * 2021-05-07 2021-08-13 埃森智能科技（深圳）有限公司 一种多任务同时处理方法、系统及其设备
KR20220148017A (ko) 2021-04-28 2022-11-04 주식회사 디엔솔루션즈 기계학습 기반 공작기계 이상진단 데이터 수집 시스템 및 수집 방법
KR20220148029A (ko) 2021-04-28 2022-11-04 주식회사 디엔솔루션즈 기계학습 기반 공작기계 이상진단 모델 업데이트 시스템 및 방법
KR20230158785A (ko) 2022-05-12 2023-11-21 주식회사 디엔솔루션즈 기계학습 기반 공작기계의 수집데이터 동기화 시스템 및 동기화 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040097468A (ko) 2003-05-12 2004-11-18 대우종합기계 주식회사 Ｐｃ기반 멀티 ｃｐｕ 구조의 공작기계 수치제어 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040097468A (ko) 2003-05-12 2004-11-18 대우종합기계 주식회사 Ｐｃ기반 멀티 ｃｐｕ 구조의 공작기계 수치제어 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220148017A (ko) 2021-04-28 2022-11-04 주식회사 디엔솔루션즈 기계학습 기반 공작기계 이상진단 데이터 수집 시스템 및 수집 방법
KR20220148029A (ko) 2021-04-28 2022-11-04 주식회사 디엔솔루션즈 기계학습 기반 공작기계 이상진단 모델 업데이트 시스템 및 방법
CN113254199A (zh) * 2021-05-07 2021-08-13 埃森智能科技（深圳）有限公司 一种多任务同时处理方法、系统及其设备
KR20230158785A (ko) 2022-05-12 2023-11-21 주식회사 디엔솔루션즈 기계학습 기반 공작기계의 수집데이터 동기화 시스템 및 동기화 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200106662A (ko) 멀티태스킹시스템을 포함하는 공작기계 및 공작기계의 멀티태스킹방법
CN106462702B (zh) 用于在分布式计算机基础设施中获取并且分析电子取证数据的方法和系统
TWI439940B (zh) A Distributed Task System and Distributed Task Management Method
CN102779075B (zh) 一种在多处理器核系统中进行调度的方法、装置及系统
US8621463B2 (en) Distributed computing architecture with dynamically reconfigurable hypervisor nodes
US10545807B2 (en) Method and system for acquiring parameter sets at a preset time interval and matching parameters to obtain a fault scenario type
CN107992362B (zh) 自动化性能测试的方法、装置及系统
EP3591485B1 (en) Method and device for monitoring for equipment failure
CN108234189B (zh) 一种告警数据处理方法和装置
JP7322806B2 (ja) 車両用異常検出装置
WO2018127012A1 (zh) 一种传输节点集群的检测方法和装置
CN112850387B (zh) 一种电梯状态采集与诊断系统及方法
JP4761229B2 (ja) 運用管理装置、運用管理方法ならびにプログラム
CN113760369A (zh) 并发线程处理方法、装置、电子设备以及存储介质
CN115934365A (zh) 一种应用于cpu的任务调度耦合系统
CN109086185B (zh) 一种存储集群的故障检测方法、装置、设备及存储介质
CN1337024A (zh) 跟踪数据的方法
JP2018055517A (ja) 車両制御装置
CN101140529A (zh) 一种基于同步事件多路分离器的多事件处理方法及装置
WO2002003192A2 (en) Device and method for allocating jobs in a network
CN117290151B (zh) 电源模块的故障原因确定方法、装置、设备、系统和介质
CN117539707A (zh) 基于隔离cpu核的采煤工作面生产情况监测方法和系统
JP2008146148A (ja) 計算機システム
KR20180099463A (ko) 모드 변환을 통한 실시간 스케줄링 방법
JP2014142683A (ja) 監視制御システム