• Title/Summary/Keyword: Factory Automation System

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VME 시스템 제어기의 FPGA 구현 (FPGA Implementation of VME System Controller)

  • 배상현;이강현
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제4권11호
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    • pp.2914-2922
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    • 1997
  • 산업분야의 공장자동화와 자동 측정장비의 다중 프로세서 환경의 시스템 성능을 향상시키는 표준버스가 필요하다. VME 버스는 이러한 명세에 적합하지만, 소규모 패키지와 보드의 낮은 집적성 사양을 가지고 있다. 더욱이 보드와 반도체 집적성은 개발시간, 연구비용, 현장진단에 영향을 주는 중요한 문제로 대두되어 있다. 이러한 추세에 맞추어, 본 논문에서는 VME 버스와 제어기 모듈 사이의 주기능인 중재, 인터럽트, 인터페이스를 Revision C.1(IEEE std. P1014-1987)의 통합환경으로 구성하고, 설계된 VME 시스템 제어기를 Slot 1에 장착할 수 있도록 FPGA 상에 구현한다. 제어 및 기능 모듈의 동작은 VHDL의 mid-fixed 방식으로 코딩을 하고 검증하였다. 실험을 통하여 VME 시스템 제어기의 가장 중요한 동작인 버스 타이머의 버스 에러 신호가 $56{\mu}m$ 이내에 발생된 것과, 제어모듈과 기능모듈의 정확한 상호 동작도 확인하였다. 그러므로 구축된 VHDL 라이브러리는 VME 버스 기반시스템과 ASIC 설 계 에 응용할 수가 있다.

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산업용 디지털 지시계 제어를 위한 자바 시리얼 통신 프로그램의 설계와 구현 (Design and Implementation of the JAVA Serial Communication Program to Control the Industrial Digital Indicator)

  • 김태석;김종수;이중화
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.794-801
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    • 2011
  • 공장의 주요 설비들은 설비의 운전정보를 관리자에게 보여주기 위한 다양한 디지털 지시계를 가지고 있는 경우가 많은데, 생산성을 향상시키기 위한 공장 자동화를 위해서 다양한 설비들의 운전 정보를 원격지에서 제어할 필요가 있다. 원격지 통신을 위해서 이더넷(Ethernet) 인프라를 이용하면 편리하지만, 국내 공장에서 보유한 생산설비의 경우 아직도 많은 설비들이 RS232C나 RS485통신 방식만을 지원하는 경우가 많다. 이러한 경우에 RS232C나 RS485틀 사용해서 통신하는 설비의 운전정보를 Ethernet으로 변환해주는 것이 필요하다. 본 논문에서는 무선 인터넷 기반에서 원격지에 있는 설비를 제어하기 위해서 자바와 시리얼통신용 RxTx 패키지를 이용한 통신 프로그램 구현 방법을 보인다. 시스템의 구현을 위해 현재 운전되고 있는 설비의 상태를 파악하기 위해 RS485 통신이 가능한 산업용 디지털 지시계와 열전대를 사용하여 온도 정보를 전송하도록 하드웨어를 구성하였고, RS485로 입력된 정보를 RS232c로 변환하는 변환기를 거친 후, 무선 Ethernet으로 변환해주는 변환기를 설치한 후, 서버와 통신하도록 구현하였다.

딥러닝 기반 배추 심 중심 영역 및 깊이 분류 모델 개발 (Development of a deep learning-based cabbage core region detection and depth classification model)

  • 권기현;노종혁;김아나;김태형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.392-399
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    • 2023
  • 본 논문에서는 김치 제조 공정 중 배추 심 제거 공정의 로봇 자동화를 위한 배추 심 영역 및 깊이를 판별하는 딥러닝 모델을 제안하는 것이다. 또한 계측된 배추의 심 깊이를 예측하는 것이 아닌 discrete 클래스로 변환하여 영역 검출 및 분류를 동시에 하는 모델을 제시하였다. 딥러닝 모델 학습 및 검증을 위하여 전처리 과정을 거지치 않고 수확된 배추 522 포기에 대한 RGB 영상을 획득하였다. 획득한 영상으로부터 심 영역 및 깊이 라벨링 그리고 데이터 증강 기법을 적용하였다. 제안하는 YOLO-v4 딥러닝 모델 기반 배추 심 영역 검출 및 분류 모델의 성능을 평가하기 위하여 mAP, IoU, accuracy, sensitivity, specificity 그리고 F1-score로 선정하였다. 그 결과 배추 심 영역 검출은 mAP 그리고 IoU 값이 각각 0.97 그리고 0.91로 나타났으며, 심 깊이 분류의 경우 accuracy 그리고 F1-score 값이 각각 96.2% 그리고 95.5%로 나타났다. 본 연구 결과를 통하여 배추의 심 영역 검출 및 깊이 정보 분류가 가능하며, 추후 배추 심 제거 공정의 로봇-자동화 시스템 개발에 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

무선 센서 네트워크를 이용한 작업환경 모니터링 시스템 (A Monitoring System for Working Environments Using Wireless Sensor Networks)

  • 정상준;정연기
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제12권10호
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    • pp.1478-1485
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    • 2009
  • 주변 환경을 감시하도록 구축된 센서 네트워크는 다양한 감지 작업을 수행하는 센서들로 구성되어 있으며 다양한 분야에서 적용되고 있다. 센서 네트워크는 가정 자동화, 화재감지 및 보안 분야 등기 다양한 응용분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 적절한 기능을 가지는 센서의 개발과 적합한 응용을 위한 네트워크 구축이 활발하게 추진되고 있다. 본 논문에서는 작업자의 안전을 위협하는 요소가 많은 작업현장에 센서 네트워크를 구축하여 각종 설비 현황을 모니터링 하도록 시스템을 설계하고 구현한다. 작업환경을 모니터링 하는 센서는 온도, 습도 데이터를 수집하여 싱크 노드에게 전송하고, 싱크노드와 연결된 서버는 데이터를 수집하여 사용자 인터페이스를 통해 작업자에게 제공한다. 또한, 작업현장에서 발생하는 디지털 데이터는 작업의 효율성을 높일 수 있도록 센서네트워크를 경유하여 전달된다. 제안하는 센서 네트워크는 음식물 폐기업체에 적용되어 음식 폐기물의 온도와 습도를 모니터링하고 업체에 출입하는 트럭의 중량 정보를 전송하여 작업의 편의성을 증대한다.

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다수의 수동형 캐리어를 연속 이송시킬 수 있는 새로운 영구자석 선형동기전동기의 설계 (New Design of a Permanent Magnet Linear Synchronous Motor for Seamless Movement of Multiple Passive Carriers)

  • 이기창;김민태;송의호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.456-463
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    • 2015
  • Nowadays, small quantity batch production, which is so-called a flexible manufacturing system, is a major trend in the modern factory automation industry. The demands for new transportation system are increased gradually, with which multiple passive carriers carrying materials and semi-products are precisely and individually controlled along a single closed rail. Thus, a new type of permanent magnet linear synchronous motor (PMLSM), which consists of state coils on a single rail and PM movers as many as carriers, is proposed in this paper. The rail can be segmented as modules with pairs of coils and a current amplifier, which makes the transportation system simple; therefore, the rail can be easily extended and repaired. A design method of the new PMLSM with a single carrier is proposed, which can be thought as a new version of PMLSM, a coil-segmented coreless PMLSM (CS-CLPMLSM). Experimental setup for it is made, and propulsion results show that with the help of a new effective coil selection and switching algorithms, the conventional current-based vector control is sufficient to fulfill the position and velocity control of the new PMLSM. The proposed PMLSM is expected to fulfill seamless servo-control of multiple carriers also in process line, such as a new generation of flat panel display manufacturing line.

열량법을 이용한 소용량급 고온초전도 마그넷의 교류손실 측정 (Experimental Set-up for AC Loss in Small Scale HTS Manget by using Calorimetric Method)

  • 박세웅;장대희;강형구;배덕권;김태중;윤용수;고태국
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1315-1317
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    • 2005
  • Generally, the high Tc superconductor(HTS) doesn't generate any loss in DC condition, but generate considerable loss in AC condition. Until now AC loss in superconductor has been researched on measuring method of short sample by using electrical method and magnetization method. But it is not easy to estimate AC loss in high class magnet system with results of measuring AC Joss in short sample. In this paper, we carry out research on measuring method by using calorimetric method used in measuring AC loss in high class magnet system. We make the inductive and non-inductive superconducting magnet and measure the generated AC loss, then we compare the measured results with the calculated results using Norris equation. This measuring method of AC loss using calorimetric method can measure not only AC loss in superconducting magnet but losses in conducting, radiant and low temperature. Consequently it is thought that efficient design and fabrication of superconducting magnet system will be possible by means of AC loss measurement method using calorimetric method.

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식품계량 및 포장 공정 로봇 적용 자동화 시스템 개발을 위한 3D 시뮬레이션 연구 (3D Simulation Study to Develop Automated System for Robotic Application in Food Sorting and Packaging Processes)

  • 백승훈;오승일;권기현;김태형
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.230-238
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    • 2023
  • 식품제조 중소기업들은 원물 투입부터 최종 팔렛타이징까지 대부분 노동집약적이고 수작업으로 구성되어 있다. 최근 로봇과 센서 데이터 기술요소 적용으로 스마트화 디지털화로 변화하는 추세이다. 본 연구에서는 식품제조기업에서 적용 설비 역량보다 작업자가 속도를 따라가지 못하는 반복작업 공정 2가지를 선정하였으며, 이를 3D 시뮬레이션을 활용하여 개선 효과성을 규명하고자 한다. 꼬치 조립 후 작업자들이 계량 후 포장하는 공정과 무작위로 공급되는 냉동식품류를 계량-내·외포장-팔렛타이징 일괄 수작업 공정 2개를 선정하였다. 가동률, 생산량, 투입 작업자 수를 검증 지표로 선정하였다. 3D 개선 공정 시뮬레이션 결과 생산량은 각각 기존보다 13.5%, 56.8% 증가했으며, 특히 팔렛타이징 로봇 적용 공정에서 높은 효과성을 보였다. 두 공정 모두 가동률과 투입인력 수는 감소함에 따라 작업자에게 피로도가 높은 공정을 로봇으로 대체 적용할 수 있어 작업 과부하를 개선할 수 있는 결과를 나타냈다. 본 연구 결과를 바탕으로 3D 시뮬레이션을 활용하여 식품계량 및 포정 공정에 로봇을 도입함으로써 개선된 공정의 성능을 정량적으로 사전 검증의 가능성을 확인할 수 있었다.

진동 분석을 이용한 사출성형기 유압펌프 결함 진단 시스템에 관한 연구 (A Study on Failure Diagnosis System for a Hydraulic Pump in Injection Molding Machinery Using Vibration Analysis)

  • 김태현;전용호;이문구
    • 한국생산제조학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.343-348
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    • 2013
  • In line with the advances in factory automation, various pieces of equipment are now operated in batch processes controlled by computers. However, many kinds of faults can occur in complicated and large systems, which can result in low productivity and economic loss. The reliability and safety of systems have been studied because of the difficulty of determining the severity and location of faults. Therefore, it is necessary to detect and diagnose such faults in order to guarantee the reliability and safety of the equipment. In this paper, a diagnosis method for the ball bearings of a hydraulic pump is applied using a vibration signal for the maintenance of injection molding equipment. The bearings' defects are selected as a main failure mode through a failure mode and effect analysis (FMEA). Usually, there are nonlinear and impulse components of vibration in a ball bearing with faults. For the effective fault diagnosis of a ball bearing, nonlinear diagnostic methods and time-frequency analysis are applied, in addition to the methods currently used, such as power spectrum, time series analysis, and statistical methods. As a result of this study, a failure diagnosis system is provided that is useful even for non-experts. This is a condition-based method that makes it possible to resolve problems in a timely and economical way, in contrast to the prior method, which required regular but wasteful maintenance based on the experience of expensive external experts.

제조 현장의 비정상 데이터 분류를 위한 기계학습 기반 접근 방안 연구 (Machine Learning based on Approach for Classification of Abnormal Data in Shop-floor)

  • 신현준;오창헌
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.2037-2042
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    • 2017
  • 스마트 공장은 미리 입력된 프로그램에 의해 생산시설이 수동적으로 움직이는 공장 자동화 작업 방식과는 달리, 생산 설비 스스로 작업 방식을 결정하여야 한다. 생산 설비 스스로 작업 방식을 결정이라 함은, 이를테면 제조 현장에서 설비의 노후, 문제 발생 예측, 제품의 불량 검출 등과 같은 이상 징후가 발생할 시 이를 조기에 발견한 후 스스로 문제를 해결하는 것을 의미한다. 본 논문에서는 제조 현장의 제조 공정 이상 징후 감지를 위해 대기행렬을 이용한 제조 공정 모델링을 제시하고 해당 모델링에서 이상 징후를 기계학습 기술 중 하나인 SVM을 이용하여 이를 감지하도록 한다. 해당 대기행렬을 M/D/1을 사용하였으며, ${\mu}$, ${\lambda}$, ${\rho}$를 기반으로 컨베이어 벨트 제조 시스템을 모델링하였다. SVM을 이용하여 ${\rho}$의 변화량을 통해 이상 징후를 감지했다.

웹기반 유연 생산시스템 사용자 인터페이스 (A Study on the User Interface of Web-based Flexible Manufacturing System)

  • 박제웅;김원중
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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    • pp.68-72
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    • 2004
  • A practical method to investigate the user interface of web based Flexible Manufacturing System(FMS) on the internet environment is established. Because the industrial FMS controller requires a lot of gadget, such as switch, dial, button, etc., for actual work-site flexible operation sufficiently, the user interface of the controller is significantly complex. The support for operational convenience of FMS controller can increase productivity and efficiency of the user, operational personnel of FMS. While most FMS provide their application programming interface(API) and graphical user interface(GUI) with adequate mechanism itself when used in stand alone, there is increasing demand for FMS that can operate with the intuitional user interface find virtual reality(V/R) environment. This thesis considers the intuitional user interface of Web-based FMS first, and from this, goes a step further, improves as virtual reality environment of FMS on the internet environments by using the feature based modeling technique approach and cartoon rendering. The feature-based modeling technique approach is applied to FMS line which is consist of facilities such as machining center, CNC lathe, autonomous guided vehicle, rail guided vehicle, and various controllers. In this study, the FMS established the intuitional user interface is able to obtain not only the operational convenience but also the enough productivity and significant efficiency.

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