KR20230035987A

KR20230035987A - 물류로봇의 이동위치별 plc 운용 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20230035987A
Application number: KR1020210118632A
Authority: KR
Inventors: 박경동; 윤상원; 정영진
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-09-06
Filing date: 2021-09-06
Publication date: 2023-03-14
Also published as: US20230071269A1

Abstract

물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템은, 산업현장에 적용되어 공정별로 필요한 부품을 공급하는 물류로봇; 상기 공정별로 설치되어 연결된 하나 이상의 설비를 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller); 및 상기 물류로봇에 부품의 이송경로를 할당하며, 상기 PLC의 PLC 메모리 값 입력을 통해 상기 물류로봇의 이동위치를 기반으로 상기 설비의 연동동작을 제어하고 그 제어 이력을 추적하여 상기 설비의 정상적인 동작 여부와 상기 PLC 메모리 값 입력의 누락 여부를 파악하는 서버;를 포함한다.

Description

물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템 및 그 방법{PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER OPERATION SYSTEM AND METHOD FOR EACH MOVEMENT POSITION OF LOGISTICS ROBOT}

본 발명은 산업현장에서 부품을 이송하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 물류로봇(Autonomous mobile robot, AMR)은 센서를 통해 주변을 탐지하면서 스스로 목적지로 이동하고 피킹(Picking)에 최적화되어 있어 산업현장의 물류 이송을 위해 적용되고 있다.

예컨대, 최근 스마트 팩토리(Smart Factory) 기반 차량생산공장에서는 자동화 공정을 모듈화하여 각각 다양한 파트의 부품이 조립되고, 각 공정 별로 유연한 부품 이송을 위하여 물류로봇을 운용하고 있다. 자동화 공정에서 작업 중 부품 공급이 중단되는 것은 라인 정지를 유발하여 수율에 악영향을 주므로 원활한 물류로봇의 운영을 통해 적시 적소에 부품을 이송하는 것이 매우 중요하다.

한편, 부품의 이송경로에는 물류로봇의 출발지와 목적지를 포함하여 반드시 경유해야 하는 복수의 노드(Node)들이 순차적으로 설정된다. 그리고, 각 노드에 설치된 PLC(Programmable Logic Controller)는 설정된 PLC 메모리 값에 따라 해당 주변설비와 AMR간의 연동 동작을 제어한다.

예컨대, 물류로봇은 출발지인 부품 창고 혹은 도착지인 공정 라인에서 부품을 싣거나 내리는 작업을 하는 운반장치와 자동문, 엘리베이터, 교차로와 같이 이송경로상의 설비와 연동될 수 있다.

그러나, 종래에는 물류로봇의 도입 시 공정 별 다양한 주변설비와 연동을 위한 운용 조건에 부합하는 PLC 운용 기술의 부재로 실제 물류로봇의 운용 중 주변설비와의 간섭 및 충돌로 인한 정지 이벤트가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.

또한, 종래에는 물류로봇의 정지 이벤트 발생 시 이를 운영자가 즉각적으로 알지 못하거나 상기 정지 이벤트를 인지하더라도 그 원인을 파악하기 어려운 문제점이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 산업현장에서 적용되는 물류로봇의 이동위치별 PLC 메모리 값을 제어 이력 추적을 통해 관리하여 해당 주변설비와 물류로봇의 상호 연동을 위한 원활한 동작을 제어하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템은, 산업현장에 적용되어 공정별로 필요한 부품을 공급하는 물류로봇; 상기 공정별로 설치되어 연결된 하나 이상의 설비를 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller); 및 상기 물류로봇에 부품의 이송경로를 할당하며, 상기 PLC의 PLC 메모리 값 입력을 통해 상기 물류로봇의 이동위치를 기반으로 상기 설비의 연동동작을 제어하고 그 제어 이력을 추적하여 상기 설비의 정상적인 동작 여부와 상기 PLC 메모리 값 입력의 누락 여부를 파악하는 서버;를 포함한다.

또한, 상기 물류로봇은 AMR(Autonomous mobile robot) 및 AGV(Automated Guided Vehicle) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.

또한, 상기 물류로봇은 현재 이동위치를 측정하여 상기 서버로 전송하고 현재 진행 구간에 존재하는 PLC와 연동을 위한 상태정보를 송수신하는 통신 모듈; 및 공장 맵(MAP)과 설정된 노드 별 좌표계를 저장하고 상기 이송경로에 기초한 상기 물류로봇의 이동을 제어하는 구동 모듈;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 PLC는 상기 설비의 동작상태 및 물류로봇의 이동위치와 상태정보를 파악하여 상기 PLC 메모리에 설정된 제어조건과 부합하는 상기 설비의 연동동작을 제어하는 설비 제어 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 설비 제어 모듈은 상기 물류로봇의 진입 시 안전을 위해 동작 중인 설비를 일시적으로 정지시키는 인터락 제어를 수행할 수 있다.

또한, 상기 서버는 상기 PLC와 연결되어 공정별 설비의 동작 제어 및 그 제어된 상태정보를 수집하는 PLC 통신부; 상기 물류로봇과 무선 통신을 연결하여 상기 부품의 이송경로를 전송하고 실시간 이동위치를 수집하는 물류로봇 통신부; 상기 물류로봇의 실시간 이동위치를 기준으로 제어 조건이 부합하는 공정 내 상기 PLC의 설비와 연결된 PLC 메모리 번지의 PLC 메모리 값을 지정하여 해당 설비의 동작을 제어하는 제어부; 상기 설비의 동작 제어에 따라 실제 제어된 실시간 제어 이력 추적하고 이를 데이터베이스(DB)에 관리하는 제어 이력 추적부; 및 상기 제어 이력을 토대로 상기 PLC 메모리 값 입력 요청에 따라 제대로 입력되지 않은 PLC 메모리 값 항목에 대하여 메모리 출력 값 미반영 에러를 표시하는 제어 상태 표시부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 PLC 통신부는 상기 상태정보를 확인하기 위하여 상기 PLC에 연결된 각 설비의 PLC 메모리 번지에서 출력된 PLC 메모리 값을 수집할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 PLC 통신부를 통해 상기 PLC와 연결된 설비들의 상태 정보를 확인하고 상기 물류로봇의 이동위치별 설비와의 연동을 위한 PLC 메모리 값을 설정할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 PLC로 상기 PLC 메모리 값을 전송하여 해당 설비의 PLC 메모리 번지에 입력하도록 요청할 수 있다.

또한, 상기 제어 이력 추적부는 상기 공정별 PLC에 연결된 설비들에 대하여 설정된 PLC 메모리 값이 정상적으로 출력되는지 요청하는 결과(Result) 요청 테이블과 이에 상응하여 출력 여부가 수신된 추적 완료(Complete) 테이블을 포함하는 제어 이력 추적 화면을 통해 상기 제어 이력을 추적할 수 있다.

또한, 상기 추적 완료 테이블은 상기 물류로봇의 현재 이동위치, 추적 대상으로 지정된 설비의 메모리 번지와 그 제어 이력으로 출력된 PLC 메모리 값, 현재 조건의 PLC 메모리 값 출력을 확인한 결과 값, 최종 변경 완료 값, PLC 제어 시작 시간 및 PLC 제어 완료 시간을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 산업현장의 서버가 공정별 부품을 이송하는 물류로봇의 이동위치별 PLC(Programmable Logic Controller) 운용 방법은, a) 물류로봇으로 부품의 이송경로를 할당하여 부품 이송 작업을 개시하고 상기 물류로봇으로부터 실시간 이동위치를 파악하는 단계; b) 상기 물류로봇의 이동위치를 기반으로 진입 구간의 PLC에 PLC 메모리 값을 입력하여 상기 PLC에 연결된 적어도 하나의 설비의 연동동작을 제어하는 단계; c) 각 설비의 제어 이력을 추적하여 해당 PLC 메모리 번지에서 출력된 PLC 메모리 값을 수집하는 단계; 및 d) 수집된 상기 제어 이력을 토대로 PLC 메모리 값의 제어 요청에 따라 제어되지 않고 누락된 메모리 출력 값이 존재하는지 파악하는 단계;을 포함한다.

또한, 상기 b) 단계는, 상기 물류로봇의 진입 직전 안전을 위해 동작 중인 설비를 일시적으로 정지시키는 인터락 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 c) 단계는, 상기 PLC가 입력된 상기 PLC 메모리 값에 따라 상기 각 설비의 동작을 제어한 후 그 제어 결과에 따른 상태정보를 수집하여 PLC 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 서버의 요청에 따라 상기 PLC 메모리에 저장된 각 설비의 제어 이력을 추출하여 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계는, 상기 PLC 메모리 값 입력에 대하여 누락된 메모리 출력 값이 존재하면 운영자에게 표시하여 알람 하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 d) 단계 이후에, 상기 제어 이력에서 누락된 항목의 PLC 메모리 값을 해당 PLC로 전송하여 재갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 a) 단계 이전에, 부품 이송작업 계획 시 부품 종류와 크기를 고려한 물류로봇을 선정하고 출발지로부터 목적지까지의 이송경로를 생성하는 단계; 상기 이송경로와 물류로봇의 사양을 토대로 제어 조건에 맞는 PLC와 PLC 메모리 값을 확인하고 상기 물류로봇의 이동위치별 PLC의 설비 제어 조건에 따른 PLC 메모리 값을 각 PLC로 전송하여 설정하는 단계; 및 상기 PLC 메모리 값을 설정 후 상기 이동위치별 PLC에 설정된 PLC 메모리 값을 수집하여 제어 조건의 상호 부합여부를 점검하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 점검하는 단계는, 설정된 상기 제어 조건의 중 어느 하나라도 부합되지 않으면 운영자에게 알람 하고 해당 PLC 메모리 값을 재설정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, , 본 발명의 실시 예에 따르면, 서버에서 부품을 이송하는 물류로봇의 위치에 따라 연동되는 주변설비의 원활한 동작을 제어하기 위하여 PLC 제어 조건의 부합여부를 사전에 점검함으로써 실제 물류로봇의 운용에 따라 발생할 수 있는 위험요소를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 물류로봇의 이동위치에 따라 PLC에 연결된 설비들을 통합 제어하고 각 PLC의 제어 이력 추적에 따른 설비의 동작 여부와 위치를 실시간 파악함으로써 AMR의 정지 이벤트와 그 원인의 PLC 메모리 값의 갱신을 신속히 변경할 수 있는 효과가 있다.

또한, 서버에서 산업현장에서 운용되는 다수의 물류로봇과 자동화 설비의 동작상태를 PLC를 통해 실시간으로 모니터링하여 중앙에서 공정 라인 별 운영상태를 관리 및 분석할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량생산공장에 적용된 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PLC 운용 시스템의 공정라인별 설비 제어와 제어 이력 관리방법을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 서버의 PLC 제어 이력 추적 화면을 나타낸 예시이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공정별 PLC 인터락 제어 상태를 표시한 화면을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이송경로에 따른 공정별 PLC 제어 과정을 나타낸다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.

명세서 전체에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량생산공장에 적용된 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템을 나타낸 개념도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 PLC 운용 시스템의 공정라인별 설비 제어와 제어 이력 관리방법을 나타낸다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 PLC(Programmable Logic Controller) 운용 시스템(1)은 차량생산공장(Smart Factory)의 자동화 공정에 적용될 수 있다.

물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템(1)은 부품을 조립하는 다양한 공정별 자동화 설비를 제어하는 PLC (10), 공정별로 필요한 부품을 공급하는 물류로봇(20) 및 중앙에서 물류로봇(20) 및 PLC(10)를 운용하는 서버(30)를 포함한다.

PLC(10)는 공정별(예; A공정, B공정, C공정 등)로 각각 설치되며, 설정된 PLC 메모리 값에 따라 연결된 각종 설비를 제어하는 설비 제어 모듈(11)를 포함한다.

공정별 설비는 해당 라인 특성이 맞게 설정되며, 예컨대, 공정 작업을 위해 설치된 공정 로봇(12), 컨베이어(13), 유압 실린더(14), 경광등(15) 및 공정 센서(16) 등을 포함할 수 있다.

공정 로봇(12)은 해당 공정 작업에서 부품 조립에 운용되는 다관절 로봇 및 부품 이제 로봇을 포함한다.

컨베이어(13)는 컨베이어벨트를 통해 공정간 물품을 이송한다.

유압 실린더(14)는 부품의 위치변경을 위해 리프트업 하거나 다운 시킨다.

경광등(15)은 공정 작업 중 이벤트 상황이 발생하면 위험상황을 알람 한다. 예컨대, 경광등(15)은 공정 로봇(12)의 동작 중 작업자 혹은 AMR(20)의 진입이 감지되면 알람 할 수 있다.

공정 센서(16)는 부품의 상하차를 위한 AMR(20)의 정위치 인식 센서 및 공정 로봇(12)의 동작 영역에 설치된 진입 감지 센서 등을 포함 할 수 있다.

설비 제어 모듈(11)은 PLC 메모리에 설정된 제어조건에 따라 연결된 각 설비의 동작을 제어한다.

설비 제어 모듈(11)은 설비의 동작상태, 물류로봇(20)의 이동위치(x, y 좌표)와 상태정보를 파악하여 PLC 메모리에 설정된 제어조건 부합하는 설비의 연동동작을 제어한다. 또한, 설비 제어 모듈(11)은 물류로봇(20)의 진입 시 안전을 위해 동작 중인 설비를 일시적으로 정지시키는 인터락 제어를 수행할 수 있다.

설비 제어 모듈(11)은 PLC 메모리 제어 기반 설비 동작 설정 프로그램에 따라 연결된 설비들의 동작을 제어한 후 그 제어 결과에 따른 상태정보를 수집하여 PLC 메모리에 저장한다. 그리고, 설비 제어 모듈(11)은 상기 상태정보에 기초하여 PLC 메모리에 저장된 각 설비의 제어 이력을 추출하여 서버(30)로 전송할 수 있다.

또한, PLC(10)는 공정라인 뿐만 아니라 부품 이송을 위해 물류로봇(20)이 거쳐야 하는 경유지점(Node)에 설치되어 연결된 자동화 설비를 제어할 수 있다. 예를 들면, 도 1의 PLC(10c)와 같이 A공정과 B공정 사이에서 물류로봇(20)의 출입동작과 연동하여 자동문의 개폐를 제어하기 위해 설치될 수 있다. 또한, PLC(10)는 빌딩형 공장의 경우 물류로봇(20)의 층간 이동을 위한 엘리베이터의 작동 제어를 위해 설치될 수도 있다.

물류로봇(20)은 생산라인의 설계방식에 따라 AMR(Autonomous mobile robot) 및 AGV(Automated Guided Vehicle) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.

일반적으로 AMR는 센서를 통해 주변을 탐지하면서 자율주행으로 목적지까지 이동하는 방식이고, AGV는 마그네틱 유도를 통해 이동하는 방식인 점에서 다르다. 다만, 본 발명의 실시 예에 따른 AMR과 AGV는 공통적으로 통신 모듈(21) 및 구동 모듈(22)을 포함한다. 그러므로, 이하 설명에서는 물류로봇(20)으로 AMR이 적용된 것을 가정하여 설명하도록 한다.

통신 모듈(21)은 서버(30)와 무선통신을 연결하여 작업할당에 따른 이송경로를 수신한다. 예컨대, 도 1을 참조하면, 부품 창고(N12)에 위치한 AMR(20)이 부품을 싣고 복수의 노드를 경유하여 A공정(N41)으로 이동하는 것을 가정할 때 그 이송경로는 노드 ID에 따라 N12-N22-N32-N31-N41 순으로 설정된다.

상기 이송경로는 AMR(20)의 출발지로부터 하나이상의 경유지 및 목적지까지 순차적으로 운행해야 하는 복수의 노드(Node)를 포함하고, 노드와 노드 사이에는 진행 방향으로 연결된 링크 구간이 존재한다.

통신 모듈(21)은 자신의 이동위치를 측정하여 서버(30)로 전송하고 현재 진행 구간에 존재하는 PLC(10)와 연동을 위한 상태정보를 송수신할 수 있다. 상기 이동위치는 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) 방식, 노드/구간별 태그ID 인식방식 및 중계기 등의 통신장비를 이용한 실내위치추적 방식 등으로 측정될 수 있다. 상기 상태정보는 부품의 탑재여부, 동작상태와 다음 구간으로의 이동정보를 포함할 수 있다.

구동 모듈(22)은 공장 맵(MAP)과 설정된 노드 별 좌표계를 저장하고 상기 이송경로에 기초한 AMR(20)의 이동을 제어한다. 구동 모듈(22)은 AMR(20)의 공지된 이동수단을 통해 출발, 정지, 회전, 후진, 직진 등의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 구동 모듈(22)은 출발지와 목적지에서 부품이 탑재된 대차의 견인/견인 해제를 위한 리프트 업/리프트 다운을 제어할 수 있다.

구동 모듈(22)은 AMR(20)의 이동위치와 그 진행 구간에 존재하는 PLC(10)의 상태정보를 파악하여, 설정된 로직의 부합 조건에 따른 연동동작과 인터락 제어를 수행한다.

이러한, AMR(20)은 사양에 따라 대차 견인 방식, 지게차 방식, 미니로드 방식, 전방 후크 견인방식 등 다양한 종류로 구성될 수 있다.

서버(30)는 PLC(10)와 AMR(20)의 운용 상태를 중앙에서 관제하는 컴퓨팅 시스템으로 이를 위한 하드웨어와 소프트웨어를 포함한다.

서버(30)는 PLC(10)를 통해 산업현장에서 부품을 이송하는 물류로봇의 위치에 따라 연동되는 공정 설비의 원활한 동작을 제어한다.

예컨대, 서버(30)는 PLC 통신부(31), 물류로봇 통신부(32), 제어부(33), 제어 이력 추적부(34), 제어 상태 표시부(35) 및 데이터베이스(36)를 포함한다.

PLC 통신부(31)는 공정별 설비의 동작 제어 및 그 제어된 상태정보를 확인하기 위하여 PLC(10)의 설비 제어 모듈(11)과 연결된다.

PLC 통신부(31)는 PLC(10)의 설비 제어 모듈(11)에 PLC 메모리 데이터를 요청하고 이를 수신한다. 상기 PLC 메모리 데이터는 AMR(20)과 연동을 위해 설정된 PLC 제어 조건과 각 설비의 제어를 위해 설정된 PLC 메모리 번지의 출력 값(이하, PLC 메모리 값이라 명명함)을 포함한다.

특히, PLC 통신부(31)는 상기 상태정보를 확인하기 위하여 공정의 PLC(10)에 연결된 각 설비에 해당하는 PLC 메모리 번지에서 출력되는 PLC 메모리 값을 수집할 수 있다. 이러한 PLC 메모리 값 수집 기능은 후술되는 PLC(10)의 제어 이력 추적에 활용된다.

물류로봇 통신부(32)는 AMR(20)와 무선 통신을 연결하여 부품 이송경로를 전송하고 실시간 이동위치를 수집한다.

물류로봇 통신부(32)는 초기에 부품 이송 작업의 도입 혹은 변경에 따라 생성된 이송경로와 노드 별 PLC(10)와의 연동을 위한 AMR 운행 조건을 전송할 수 있다.

제어부(33)는 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(20)의 이동위치별 PLC 운용을 위한 전반적인 동작을 제어하는 중앙 처리장치이다.

제어부(33)는 부품을 이송하는 물류로봇(20)을 운용하고 그 이동위치를 기준으로 PLC에 연결된 설비의 동작을 제어한다.

제어부(33)는 신규 공정작업의 도입 혹은 기존 공정작업의 변경 시 AMR(20)의 운용 계획에 따라 신규 설정된 PLC(10)의 설비 제어 조건과 그 PLC 메모리 값을 입력하여 상호 연동하도록 한다.

제어부(33)는 신규 공정작업의 도입 혹은 기존 공정작업의 변경 시 공정별 부품 이송을 위한 AMR(20)의 이송경로를 생성한다. 상기 이송경로는 공장 맵(MAP) 좌표계를 기반으로 공정라인 별 위치와 그 부품의 크기를 고려하여 이송 가능한 노드 별 좌표를 기반으로 설정될 수 있다. 상기 이송경로는 부품 창고로부터 특정 공정으로 부품을 공급하는 이송경로와 AMR을 복귀시키는 회수경로를 포함할 수 있다.

제어부(33)은 AMR(20)의 실시간 이동위치를 기준으로 제어 조건이 부합하는 공정 내 PLC(10)의 설비와 연결된 PLC 메모리 번지의 PLC 메모리 값을 지정하여 해당 설비의 동작을 제어 한다.

이 때, 제어부(33)는 PLC 통신부(31)를 통해 PLC(10)와 연결된 설비들의 상태 정보를 확인하고 AMR(20)의 이동위치별 설비와의 연동을 위한 PLC 메모리 값을 설정한다. 그리고, 제어부(33)는 상기 PLC(10)로 PLC 메모리 값을 전송하여 해당 설비의 PLC 메모리 번지에 입력하도록 요청할 수 있다.

제어 이력 추적부(34)는 PLC 메모리 값 입력을 통한 설비의 동작을 제어한 후 그 제어 이력을 추적하여 실제 설비의 정상적인 동작 여부와 PLC 메모리 값 입력의 누락 여부를 파악한다.

예컨대, 제어 이력 추적부(34)는 도 4의 제어 이력 추적 화면을 통해 PLC의 제어 이력을 추적할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제어 이력 추적부의 PLC 제어 이력 추적 화면을 나타낸 예시이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르면 제어 이력 추적 화면은 공정별 PLC에 연결된 설비들에 대하여 설정된 PLC 메모리 값이 정상적으로 출력되는지 요청하는 결과(Result) 요청 테이블과 이에 상응하여 출력 여부가 수신된 추적 완료(Complete) 테이블을 포함한다.

상기 추적 완료(Complete) 테이블은 AMR의 현재 이동위치(341), 추적 대상으로 지정된 설비의 메모리 번지(342)와 그 제어 이력으로 출력된 PLC 메모리 값(343), 현재 조건의 PLC 메모리 값 출력을 확인한 결과 값(Result, 344) 및 최종 변경 완료 여부 값(Complete, 345), PLC 제어 시작 시간(346) 및 PLC 제어 완료 시간(347)을 포함한다.

제어 이력 추적부(34)는 PLC 통신부(31)를 통한 요청으로 PLC(10)에 연결된 설비의 제어 이력을 수집한다. 이 때, 제어 이력 추적부(34)는 수집하고자 하는 설비를 지정하여 해당 PLC 메모리 번지에 저장된 제어 이력을 수집할 수 있다.

제어 이력 추적부(34)는 AMR(20)의 이동위치별 PLC(10)로부터 각 설비의 동작 제어에 따라 실제 제어된 실시간 제어 이력 추적하고 이를 DB화하여 관리할 수 있다.

제어 상태 표시부(35)는 제어 이력 데이터를 토대로 PLC 메모리 값 입력 요청에 따라 제대로 입력되지 않은 PLC 메모리 값 항목에 대하여 메모리 출력 값 미반영 에러를 표시한다.

예를 들면, 서버(30)의 제어부(33)는 AMR(20)의 이동위치별 공정구간으로 진입 시 간섭/충돌 방지를 위해 PLC(10)를 통해 설비의 동작을 일시적으로 정지시키는 PLC 메모리 값을 입력하여 인터락 제어를 수행한다. 또한, 제어부(33)는 위와 반대로 설비의 동작 종료시까지 AMR(20)의 이동을 정지시키는 인터락 제어를 수행할 수 있다.

제어 상태 표시부(35)는 상기 인터락 제어를 수행 후 추적된 제어 이력 데이터를 토대로 공정별 PLC 인터락 제어 결과를 운영자가 파악할 수 있도록 제공한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 공정별 PLC 인터락 제어 상태를 표시한 화면을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 서버(30)에서 인터락 제어를 위한 메모리 출력 값 입력을 요청한 후 공정별 PLC(10)에서 수행된 인터락 제어 이력을 인터락 테이블에 표시한 예시를 보여준다.

이 때, 제어 상태 표시부(35)는 정상적으로 인터락 동작을 완료한 항목과 PLC 메모리 값의 출력이 누락되어 인터락 동작에 실패한 항목을 운영자에게 표시하여 알람 할 수 있다.

데이터베이스(36)는 본 발명의 실시 예에 따른 AMR(20) 운용을 위한 각종 프로그램 및 데이터를 저장하고, 그 운용에 따라 수집 및 생성되는 데이터를 저장한다.

이러한 서버(30)에 있어서 제어부(33)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 서버(30)가 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

이러한 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이송경로에 따른 공정별 PLC 제어 과정을 나타낸다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법은 서버(30)가 PLC(10) 및 AMR(20)과 연동하는 흐름을 가정하여 설명하도록 한다.

서버(30)는 차량생산공장에 신규 공정 추가에 따른 이송 작업 도입 시 AMR(20)의 운용을 위한 신규 이송 작업을 계획한다(S10).

서버(30)는 공정에 필요한 부품의 종류와 크기를 고려하여 이송에 적합한 AMR(20)를 선정하고, 출발지로부터 목적지까지의 이송경로를 생성한다(S20). 예컨대, 상기 이송경로는 도 7과 같이 부품 창고를 출발지로부터 자동문을 거쳐 목적지 공정까지의 노드 정보를 포함할 수 있다.

서버(30)는 상기 이송경로와 AMR(20)의 사양을 토대로 제어 조건에 맞는 PLC(10)의 PLC 메모리 값을 확인하고(S30), AMR(20)의 이동위치별 PLC(10)의 설비 제어 조건에 따른 PLC 메모리 값을 각 PLC(10)로 전송하여 설정한다(S40). 상기 PLC 메모리 값 설정은 프로그램에 의해 자동 설정되거나 운영자의 입력을 통해 수동으로 설정될 수 있다. 또한, 상기 설정은 AMR(20)의 이동위치를 기반으로 특정 노드의 진입 직전에 AMR(20) 혹은 PLC(10)의 설비를 일시적으로 정지시키는 인터락 제어 조건을 포함한다.

서버(30)는 상기 PLC 메모리 값을 설정 후 AMR(20)의 이동위치별 PLC(10)에 설정된 PLC 메모리 값을 수집하여(S50), 제어 조건의 상호 부합여부를 점검한다(S60).

이 때, 서버(30)는 설정된 제어 조건의 중 어느 하나라도 부합되지 않으면(S60; 아니오), 운영자에게 알람 하고 해당 PLC 메모리 값을 재설정한다.

반면, 서버(30)는 설정된 연동 제어 조건이 모두 부합하면(S60; 예), 상기 신규 공정 추가에 따라 사전에 이송 작업 준비가 완료된 것으로 판단한다.

한편, 상기 이송 작업 준비가 완료된 이후에 도 6과 같이 실제 부품을 이송하는 물류로봇(20)의 이동위치별 PLC 운용 방법에 대하여 계속 설명한다.

서버(30)는 AMR(20)로 부품의 이송경로를 할당하여 부품 이송 작업을 개시하고 AMR(20)로부터 실시간 이동위치를 파악한다(S70).

서버(30)는 AMR(20)의 이동위치를 기반으로 진입 구간의 PLC(10)에 PLC 메모리 값을 입력하여 PLC(10)에 연결된 적어도 하나의 설비의 연동동작을 제어하고(S80), 각 설비의 제어 이력을 추적하여 해당 PLC 메모리 번지에서 출력된 PLC 메모리 값을 수집한다(S90). 이 때, 서버(30)는 AMR(20)의 진입 직전 안전을 위해 동작 중인 설비를 일시적으로 정지시키는 인터락 제어를 수행할 수 있다.

또한, PLC(10)는 입력된 PLC 메모리 값에 따라 상기 각 설비의 동작을 제어한 후 그 제어 결과에 따른 상태정보를 수집하여 PLC 메모리에 저장한다. 그리고, PLC(10)는 서버(30)의 요청에 따라 상기 PLC 메모리에 저장된 각 설비의 제어 이력을 추출하여 서버(30)로 전송할 수 있다.

서버(30)는 PLC(10)로부터 수집된 제어 이력을 토대로 PLC 메모리 값의 제어 요청에 따라 제어되지 않고 누락된 메모리 출력 값이 존재하는지 파악한다(S100).

서버(30)는 수집된 제어 이력을 확인하여 설정된 PLC 메모리 값 입력에 대하여 누락된 메모리 출력 값이 존재하면(S100; 예), 누락된 PLC 메모리 값을 운영자에게 표시 및 알람 한다(S110).

이 때, 서버(30)는 상기 제어 이력에서 누락된 항목의 PLC 메모리 값을 해당 PLC(10)로 전송하여 자동으로 재갱신하고 필요시 운영자의 입력으로 수동 재갱신 할 수 있다(S120).

반면, 서버(30)는 수집된 제어 이력을 확인하여 설정된 PLC 메모리 값 입력에 대하여 누락된 항목의 PLC 메모리 값이 존재하지 않으면(S100; 아니오), 정상적으로 부품 이송작업을 수행한 것으로 판단한다(S130).

이러한 물류로봇(20)의 이동위치별 PLC 운용 방법은 도 7을 참조할 때, AMR(20)의 이동위치를 기반으로 ①AMR 출발 제어 단계, ②출발 공정 제어 단계, ③자동문 제어 단계, ④도착 공정 제어 단계 및 ⑤AMR 도착 제어 단계의 과정으로 실시될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 서버에서 부품을 이송하는 물류로봇의 위치에 따라 연동되는 주변설비의 원활한 동작을 제어하기 위하여 PLC 제어 조건의 부합여부를 사전에 점검함으로써 실제 물류로봇의 운용에 따라 발생할 수 있는 위험요소를 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1: PLC 운용 시스템
10: PLC 11: 설비 제어 모듈
12: 공정 로봇 13: 컨베이이
14: 유압 실린더 15: 경광등
16: 공정 센서
20: 물류로봇(AMR/AGV) 21: 통신 모듈
22: 구동 모듈
30: 서버 31: PLC 통신부
32: 물류로봇 통신부 33: 제어부
34: 제어 이력 추적부 35: 제어 상태 표시부
36: 데이터베이스(DB)

Claims

산업현장에 적용되어 공정별로 필요한 부품을 공급하는 물류로봇;
상기 공정별로 설치되어 연결된 하나 이상의 설비를 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller); 및
상기 물류로봇에 부품의 이송경로를 할당하며, 상기 PLC의 PLC 메모리 값 입력을 통해 상기 물류로봇의 이동위치를 기반으로 상기 설비의 연동동작을 제어하고 그 제어 이력을 추적하여 상기 설비의 정상적인 동작 여부와 상기 PLC 메모리 값 입력의 누락 여부를 파악하는 서버;
를 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 물류로봇은
AMR(Autonomous mobile robot) 및 AGV(Automated Guided Vehicle) 중 적어도 하나가 적용되는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 물류로봇은
현재 이동위치를 측정하여 상기 서버로 전송하고 현재 진행 구간에 존재하는 PLC와 연동을 위한 상태정보를 송수신하는 통신 모듈; 및
공장 맵(MAP)과 설정된 노드 별 좌표계를 저장하고 상기 이송경로에 기초한 상기 물류로봇의 이동을 제어하는 구동 모듈;
을 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 PLC는
상기 설비의 동작상태 및 물류로봇의 이동위치와 상태정보를 파악하여 상기 PLC 메모리에 설정된 제어조건과 부합하는 상기 설비의 연동동작을 제어하는 설비 제어 모듈을 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제4항에 있어서,
상기 설비 제어 모듈은
상기 물류로봇의 진입 시 안전을 위해 동작 중인 설비를 일시적으로 정지시키는 인터락 제어를 수행하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제1항에 있어서,
상기 서버는
상기 PLC와 연결되어 공정별 설비의 동작 제어 및 그 제어된 상태정보를 수집하는 PLC 통신부;
상기 물류로봇과 무선 통신을 연결하여 상기 부품의 이송경로를 전송하고 실시간 이동위치를 수집하는 물류로봇 통신부;
상기 물류로봇의 실시간 이동위치를 기준으로 제어 조건이 부합하는 공정 내 상기 PLC의 설비와 연결된 PLC 메모리 번지의 PLC 메모리 값을 지정하여 해당 설비의 동작을 제어하는 제어부;
상기 설비의 동작 제어에 따라 실제 제어된 실시간 제어 이력 추적하고 이를 데이터베이스(DB)에 관리하는 제어 이력 추적부; 및
상기 제어 이력을 토대로 상기 PLC 메모리 값 입력 요청에 따라 제대로 입력되지 않은 PLC 메모리 값 항목에 대하여 메모리 출력 값 미반영 에러를 표시하는 제어 상태 표시부;
를 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제6항에 있어서,
상기 PLC 통신부는
상기 상태정보를 확인하기 위하여 상기 PLC에 연결된 각 설비의 PLC 메모리 번지에서 출력된 PLC 메모리 값을 수집하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 PLC 통신부를 통해 상기 PLC와 연결된 설비들의 상태 정보를 확인하고 상기 물류로봇의 이동위치별 설비와의 연동을 위한 PLC 메모리 값을 설정하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제어부는
상기 PLC로 상기 PLC 메모리 값을 전송하여 해당 설비의 PLC 메모리 번지에 입력하도록 요청하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어 이력 추적부는
상기 공정별 PLC에 연결된 설비들에 대하여 설정된 PLC 메모리 값이 정상적으로 출력되는지 요청하는 결과(Result) 요청 테이블과 이에 상응하여 출력 여부가 수신된 추적 완료(Complete) 테이블을 포함하는 제어 이력 추적 화면을 통해 상기 제어 이력을 추적하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
제10항에 있어서,
상기 추적 완료 테이블은
상기 물류로봇의 현재 이동위치, 추적 대상으로 지정된 설비의 메모리 번지와 그 제어 이력으로 출력된 PLC 메모리 값, 현재 조건의 PLC 메모리 값 출력을 확인한 결과 값, 최종 변경 완료 값, PLC 제어 시작 시간 및 PLC 제어 완료 시간을 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 시스템.
산업현장의 서버가 공정별 부품을 이송하는 물류로봇의 이동위치별 PLC(Programmable Logic Controller) 운용 방법에 있어서,
a) 물류로봇으로 부품의 이송경로를 할당하여 부품 이송 작업을 개시하고 상기 물류로봇으로부터 실시간 이동위치를 파악하는 단계;
b) 상기 물류로봇의 이동위치를 기반으로 진입 구간의 PLC에 PLC 메모리 값을 입력하여 상기 PLC에 연결된 적어도 하나의 설비의 연동동작을 제어하는 단계;
c) 각 설비의 제어 이력을 추적하여 해당 PLC 메모리 번지에서 출력된 PLC 메모리 값을 수집하는 단계; 및
d) 수집된 상기 제어 이력을 토대로 PLC 메모리 값의 제어 요청에 따라 제어되지 않고 누락된 메모리 출력 값이 존재하는지 파악하는 단계;
을 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법.
제12항에 있어서,
상기 b) 단계는,
상기 물류로봇의 진입 직전 안전을 위해 동작 중인 설비를 일시적으로 정지시키는 인터락 제어를 수행하는 단계를 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법.
제12항에 있어서,
상기 c) 단계는,
상기 PLC가 입력된 상기 PLC 메모리 값에 따라 상기 각 설비의 동작을 제어한 후 그 제어 결과에 따른 상태정보를 수집하여 PLC 메모리에 저장하는 단계; 및
상기 서버의 요청에 따라 상기 PLC 메모리에 저장된 각 설비의 제어 이력을 추출하여 전송하는 단계;
를 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법.
제12항에 있어서,
상기 d) 단계는,
상기 PLC 메모리 값 입력에 대하여 누락된 메모리 출력 값이 존재하면 운영자에게 표시하여 알람 하는 단계를 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법.
제12항에 있어서,
상기 d) 단계 이후에,
상기 제어 이력에서 누락된 항목의 PLC 메모리 값을 해당 PLC로 전송하여 재갱신하는 단계를 더 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법.
제12항에 있어서,
상기 a) 단계 이전에,
부품 이송작업 계획 시 부품 종류와 크기를 고려한 물류로봇을 선정하고 출발지로부터 목적지까지의 이송경로를 생성하는 단계;
상기 이송경로와 물류로봇의 사양을 토대로 제어 조건에 맞는 PLC와 PLC 메모리 값을 확인하고 상기 물류로봇의 이동위치별 PLC의 설비 제어 조건에 따른 PLC 메모리 값을 각 PLC로 전송하여 설정하는 단계; 및
상기 PLC 메모리 값을 설정 후 상기 이동위치별 PLC에 설정된 PLC 메모리 값을 수집하여 제어 조건의 상호 부합여부를 점검하는 단계;
를 더 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법.
제17항에 있어서,
상기 점검하는 단계는,
설정된 상기 제어 조건의 중 어느 하나라도 부합되지 않으면 운영자에게 알람 하고 해당 PLC 메모리 값을 재설정하는 단계를 포함하는 물류로봇의 이동위치별 PLC 운용 방법.