러셀 로보틱스는 높은 신뢰성과 유용성을 가진 무인 운반 시스템의 개발과 제작에 모든 역량을 집중하고 있으며,
다양한 요구를 충족시킬 수 있는 Total Solution으로 고객의 성공에 기여하겠습니다.
optimization
접근성이 용이한 사용자 인터페이스를
구현하여 높은 운영 편의성을 제공합니다
현장 여건에 최적화된 시스템을 설계하여
AGV System의 운영 효율성을 증대시킵니다
체계화된 사후 관리와 기술 교육을 통해
시스템 운영 능력을 제고시키고 있습니다
Forklift AGV는 Pallet 및 규격화된 제품 이송에 적합하며, 현장 운영 조건을 고려하여 유압 또는 Motor 구동 방식을 적용합니다.
저상용 AGV는 제품을 포함한 대차 이송에 적합하며, 이송 방식에 따라 Lifting Type 및 견인용 Type으로 구분합니다.
이송 제품 및 공정 설비 특성을 고려하여 AGV를 맞춤형으로 설계 · 제작하여 공급합니다.
Clean 환경 운영 기준에 부합하는 AGV를 제작하며, 이 · 적재 정밀도는 X, Y, Z, ⊝축을 기준으로 ±1mm까지 보정이 가능합니다.
Multi-Wheel 구성 및 특수 제작한 Drive Wheel을 사용하여 높은 하중의 제품을 이송할 수 있는 AGV를 공급합니다.
Natural Navigation은 Laser Sensor가 측정한 주변 지형 지물과의 거리 값으로 현재 위치를 인식하여 AGV 경로를
유도하는 방식으로, 기존의 Navigation 방식과 달리 별도의 위치 인식용 지형 지물을 설치할 필요가 없습니다.
구동 Unit에 설치된 Encoder로부터의 데이터로 위치 값을 계산하고 이를 주변 지형 지물을 측정한 데이터로 보정하여
높은 정밀도로 정해진 경로를 주행하게 됩니다.
Laser Navigation은 Layout상의 좌표 값에 의해 Vehicle의 현재 위치가 결정되는 유도방식입니다.
Laser Scanner가 경로 주변에 설치된 Reflector의 각도 및 거리 값을 측정하고, Vehicle Controller는 이 측정된 데이터를
조향 및 주행 Encoder 값의 보정치로 사용하여 시스템 내 Vehicle의 상대 좌표 X, Y 값 그리고 Angle 값을 계산합니다.
위와 같은 일련의 과정이 ms 단위로 수행되기 때문에 AGV는 높은 정밀도로 주행할 수 있습니다.
Navigation으로 Magnetic Tape을 사용하는 경우, AGV는 바닥에 설치된 자석을 따라서 주행하게 됩니다.
이때, 주행 Encoder로부터 측정된 데이터와 일정 간격으로 매설된 Mark 자석을 이용하여 현재 위치를 업데이트하고
정해진 경로를 따라 주행하게 됩니다.
현장 운영 조건에 따라 Magentic Tape 부착 방식 대신, 바닥에 매설하는 방식을 적용할 수 있습니다.
Navigation으로 Spot을 사용하는 경우, AGV는 정해진 경로를 따라 주행하면서 Encoder로부터 측정된 데이터와 일정 간격으로
매설된 Spot 자석을 인식하여 현재 위치를 업데이트 합니다.
AGV는 Spot 자석 감지 후 다음 Spot 자석을 감지할 때까지 자율 주행하게 되므로 정밀한 Vehicle Tuning 상태가 요구되며,
Magnetic Tape을 바닥에 부착하거나 매설할 수 없는 환경에 적용 가능합니다.
Navigation으로 Inductive Wire를사용하는 경우, AGV는 바닥에 설치된 전선을 따라서 주행하게 됩니다.
이때, Encoder로부터 측정된 데이터와 일정 간격으로 매설된 Mark 자석을 이용하여 현재 위치를 업데이트하고
정해진 경로를 따라 주행하게 됩니다.
IPT System을 함께 적용할 경우, battery를 사용하지 않고 무접촉 방식으로 전원이 공급될 수 있게 시스템을 구성할 수 있습니다.
AGV가 복도를 주행하면서 제품을 이송하는 경우, Range Navigation을 적용할 수 있습니다.
차상에 설치된 Laser Range Scanner는 주변 지형 지물을 인식한 후 거리 값을 측정하고, Vehicle Controller는 이 측정된 데이터를
조향 및 주행 Encoder 값의 보정치로 사용하여 시스템 내 Vehicle의 상대 좌표 X, Y 값 그리고 Angle 값을 계산합니다.
높은 주행 및 정지 정밀도가 유지 되려면, Laser Range Scanner에 의해 주변 지형 지물이 지속적으로 감지되어야 합니다.
AGV는 주행 중, 현재 사용하는 Navigation을 다른 Type으로 변경할 수 있는데 이를 Multi Navigation이라고 부릅니다.
이때, 필요한 모든 Hardware들이 차상에 설치되어 있어야 Multi navigation 적용이 가능합니다.
기본적으로 Laser Navigation이 적용 되었지만 일부 구간에 반사판을 설치할 수 없는 경우, Multi Navigation을 사용하여
문제를 해결할 수 있습니다.
AGV는 무인 운반 설비이므로, 시스템 기획 단계에서부터 안전 기능이 최우선 사항으로 고려되어야 합니다.
또한 현장 작업자 및 공정 내 주변 설비들이 시스템 운영 중 발생될 수 있는 잠재적 사고 위험 요소들에 노출 되지 않도록
AGV 제어 시스템은 요구되는 안전 기능을 구현하며, 필요 시 타 설비 또는 운영 시스템과 필요한 인터페이스를 진행합니다.
System
Safety
Vehicle
Safety
Functional
Safety
External
Devices
시스템 운영 중 구성 요소의 비 정상적인 운전 상태 및 조건이 감지되면,
AGV가 발생된 문제점에 적절히 대응할 수 있도록 제어합니다.
요구되는 안전 기능에 부합되도록 Vehicle Application을 프로그래밍하여
운전 중 예상치 못한 사고로부터 차체를 보호할 수 있도록 합니다.
AGV의 안전 기능이 정상적으로 동작하지 않을 경우, AGV는 비상 정지하여 대기합니다.
차체에는 안전 기능을 구현할 수 있는 Hardware가 필수적으로 설치되며,
주행 중 차체로의 접근이 감지되면, AGV는 비상 정지하여 대기합니다.
Vehicle Controller는 제어 네트워크의 Master로서 차상의 모든 기능을 설정하고 실행시키며,
네트워크 상의 모든 장치 및 기기들의 이상 유무를 감독하는 역할을 수행합니다.
내부적으로 Vehicle Controller는 Normal State와 Safe State, 두 가지 실행 상태가 있으며,
일단 전원이 공급되면, 설정된 내용에 따라 차상의 모든 기능을 실행시키는 Normal State로 운전됩니다.
기능상의 Error가 발생된 경우, 이를 해당 기기에서 Mater로
보고하거나 Master가 스스로 감지하기도 하는데,
이 때 Master는 해당 Error내용(System Event)을 확인하여
Safe State로 Restart 합니다. Safe State는 수동적인 Vehicle
상태로, 이 상태에서는 진단 기능만 활성화 됩니다.
- ·All OK가 여전히 False인 상태를 유지합니다.
- ·Network 상 기기들이 Safe State에서 활성화 되어야,
제어 네트워크가 작동 가능한 상태로 Restart 됩니다. - ·Vehicle Controller 스스로 Safe State 상태에서
Normal State로 전환 시킬 수 없습니다.
주행 중 충돌 방지를 위해 차상에 감지 영역 설정이 가능한
장애물 감지 센서를 하나 이상 설치합니다.
AGV는 장애물 감지 1단계 시 감속 모드로 주행을 하고,
더 근접하게 되면 2단계 모드로 전환되어 정지합니다.
현장 운행 조건에 따라 감지 영역을 수시로 변경할 수 있으며,
최대 감지 거리는 제품에 따라 5,000mm까지 설정 가능합니다.
일반적으로 Laser Scanning 센서는 설치된 높이에서 수평으로
설정된 거리만큼만 감지 기능을 활성화 시킬 수 있습니다.
2차원적인 감지 기능으로 인해 차체 모든 부분을 충돌로부터
보호할 수 없으므로 필요한 경우, 좌측 그림과 같이 센서를
추가하여 노출 부위를 최소화 할 수 있습니다.
Safety Bumper는 충돌 사고로부터 작업자 부상 및 AGV 손상을 방지하기 위하여 차체 외면을 따라 설치됩니다.
통합 안전 제어 기능의 한 부분으로서, AGV가 비 정상 제어 상태에서도 동작될 수 있게 구성됩니다.
외부 충격에 의해 압력이 가해지면, 내장된 센서가 활성화되고 Vehicle Controller는 이를 감지하여 비상 정지 모드로 전환합니다.
비상 정지 S/W와 동일한 동작 원리로, 주요 구동부의 전원이 바로 차단되어 기동을 중지시킵니다.
Vehicle의 외형 및 치수를 고려하여 주문형으로 제작하며, 필요한 경우 Safety Edge로 대체할 수 있습니다.
AGV Type 및 외형 그리고 안전 요구 사항을 고려하여, Safety Bumper 또는 Safety Edge를 적용할 수 있습니다.
기능상의 차이점은 없으나 외부로 노출된 장치의 보호가 필요한 경우, Safety Bumper 적용이 권장됩니다.
Vehicle이 정해진 경로를 따라 정상적으로 주행하는지 확인하려면 Vehicle Application에 Safety Zone을 설정해 주어야 합니다.
Safey Zone은 아래 그림과 같이 경로 대비 X축, Y축 그리고 차체 위치 각도에 대한 주행 허용 오차 범위를 의미합니다.
AGV의 Reference Point가 허용된 오차 거리를 벗어나거나 각도 오차가 제한된 값보다 클 경우,
Vehicle controller는 차체가 Safety Zone을 벗어났다고 판단하여 자동 운전 모드에서 더 이상 주행할 수 없게 제어합니다.
Safety Zone Alarm이 발생되면, AGV는 Vehicle Application에 정의된 Emergency Slope에 따라 감속 후 정지하게 됩니다.
- ·Safety Angle
주행 중 경로상에서의
허용 위치 각도 오차 - ·Safety Zone X
주행 중 경로상에서의
X축 허용 거리 오차 - ·Safety Zone Y
주행 중 경로상에서의
Y축 허용 거리 오차
AGV의 안전 기능 요구 사양을 구현하기 위해 필요한 Hardware를 차상에 설치합니다.
아울러 PLC로, 설치된 Hardware들의 내부 기능이 주어진 조건하에서 정상 동작 될 수 있도록 제어합니다.
Vehicle 설계시에는 아래 목록의 안전 관련 기기들이 반드시 차상에 설치될 수 있도록 합니다.
-
Laser Bumper
AGV 운행 중 주변 설비와의 충돌로 손상되는 것을 방지하고 작업자의 안전을 위해서
프로그래밍이 가능한 장애물 감지용 Laser Scanning 센서를 차체에 1개 이상 설치합니다. -
Emergency Switch
오 동작 또는 그 외의 충돌 등의 돌발 상황 발생이 예상되는 경우 비상 정지 S/W를 누르면,
자동으로 구동부의 전원이 차단되어 AGV가 비상 정지하게 됩니다 -
Horn
주위 작업자에게 AGV의 위치 및 상태를 알려주기 위해 Horn을 차상에 하나 이상 설치합니다.
AGV의 작업 구분 상태에 따라 다른 소리의 Melody를 적용합니다. -
Beacon
주위 작업자에게 AGV의 위치 및 상태를 알려주기 위해 Beacon을 차상에 하나 이상 설치합니다.
AGV의 작업 구분 상태에 따라 다른 색상의 Lamp를 동작시킵니다.
AGV 시스템은 모든 주요 구성 설비들이 자동 제어되고 상위 시스템과 인터페이스 될 수 있도록 통합 시스템으로 설계되며
제어 시스템과 AGV는 무선, 주변 장치 및 상위 시스템과는 TCP/IP 소켓 통신 또는 정해진 통신 방식으로 데이터를 송 · 수신 합니다.
기본적으로 아래 그림과 같이 시스템을 구성하지만, 요구 사양에 따라 시스템 구성은 변경될 수 있습니다.
AGV 제어 시스템은 모든 인터페이스의 구현을 지원하는 Stationary Software와 운영 Software로 구성됩니다.
AGV 및 상위 시스템과 필요한 정보를 공유하여 AGV에 작업을 할당하고 이송 작업에 수반되는 모든 사항을 제어하며,
사용자 인터페이스 환경에서 시스템 운영 현황을 실시간으로 Monitoring 할 수 있게 지원합니다.
또한 전반적인 시스템 관리를 위해 필요한 Data를 수집하여 제공함으로써 운영 효율성을 제고시킵니다.
일반적으로 AGV 시스템 운영 Software의 사용자 화면은 아래와 같이 구성되며, 요청 시 필요한 기능을 추가할 수 있습니다.
-
A. Main Menu Bar
해당 시스템을 제어하고 필요한 정보들을 확인할 수 있는 메뉴들이
등록되며, 시스템 특성에 따라 필요한 메뉴를 추가할 수 있습니다. -
B. System Monitoring
AGV의 현재 위치 및 상태를 실시간으로 확인할 수 있으며, 주요 Station 및
Traffic 제어를 포함한 경로 정보가 시각적으로 Display 됩니다. -
C. Interface Information
주변 장치와의 통신 및 제어 상태등을 확인할 수 있게 구성되며,
문제점 발생 시 해당 정보를 확인하여 신속하게 시스템을 복구할 수 있습니다. -
D. AGV Status Information
AGV와의 통신 상태를 확인하고, 에러 메시지 등 AGV 주요 정보를
사용자에게 제공합니다. -
E. Order Information
AGV가 할당받은 작업의 세부 정보 및 주행 관련 정보 등을 제공합니다.
정상 상태에서 Primary 제어 시스템은 AGV를 포함한 주변 장치들의 제어를 담당하고, 시스템 내 주요 구성요소들과 필요한 정보를
송 · 수신합니다. 해당 정보는 실시간으로 Back-up 제어 시스템으로 전송되어, Primary 제어 시스템과 동일하게 관련 정보가
저장되고 업데이트 됩니다.
만약 Primary 제어 시스템에 문제가 발생되어 더 이상 AGV 시스템을 제어할 수 없게 되면, 시스템에 대한 제어 우선권은 Back-up
제어 시스템으로 양도됩니다. 앞서 설명한 바와 같이, Back-up 제어 시스템은 Primary 제어 시스템과 동일한 운영 Software가
설치되어 있고 모든 정보가 공유되므로 AGV 시스템의 정상적인 운영이 가능합니다.
이와 같은 상황에 대비하여, Back-up 제어 시스템은 데이터 전송 방식으로 Primary 제어 시스템의 상태를 지속적으로 확인하고,
이상이 발생되면 자동으로 제어 권을 양도할 수 있게 설계합니다. Back-up 제어 시스템으로부터 Primary 제어 시스템으로의 제어권
양도는 데이터 중복 처리 등의 오류를 방지하기 위해, 관리자 또는 담당자가 수동으로 제어권을 전환 할 수 있게 구성합니다.
AGV는 운전에 필요한 전원을 Battery를 통해 공급받기 때문에,
시스템 내 충전 방안을 정의하는 것이 무엇보다도 중요합니다.
일반적으로 수시 충전 방식 및 Battery 교환 방식이 적용되며
Battery 종류, 용량, 시간당 소모 전원 그리고 공정 운전 조건 등을
고려하여 적합한 충전 방안을 결정합니다. 일련의 충전 과정은
자동으로 수행되지만, 경우에 따라 수동 충전 방식 적용도 가능합니다.
Battery Charging
시스템 운영에 필요한 AGV Operation Rate가 80% 이하인 경우, Battery를 수시 충전하는 방안이 권장됩니다.
AGV 경로상에 충전 장소를 배치하여, 한번의 충전으로 다음 Cycle 작업을 수행할 수 있게 Battery를 충전하고,
충전 Cycle 당 충전 시간에 대한 비율을 계산하여 Battery 용량을 선정합니다.
일일 24시간 기준으로 시스템이 운영되고 요구되는 AGV Operation Rate가 80%를 초과하는 경우, Battery 교환 방식을
적용 할 수 있습니다. AGV는 수분 내 저전압 Battery를 완충된 Battery로 교환하여 제품 이송 공정에 복귀하게 됩니다.
낮은 투자 비용으로 높은 AGV Operation Rate를 유지시키려 할 때, Battery 수동 교환 방식을 적용 할 수 있습니다.
수동 교환 방식을 적용하기 위해서는 Battery 교환 없이 1 교대 시간동안 AGV가 운전 될 수 있도록 용량을 산정해야 합니다.
Battery Level이 정의된 저 전압 상태 값보다 낮거나 제품 이송 Cycle을 완료한 경우,
AGV는 충전 Station으로 이동하여 다음 제품 이송 Cycle을 정상적으로 수행하기 위해 소모된 전원을 충전합니다.
작업자 교대 시간 또는 일일 작업 종료 후 장시간 충전하는 방안도 적용이 가능합니다.
- · AGV와 인터페이스가 가능한 자동 충전 장치를
충전기와 함께 충전 Station에 설치합니다. - · 필요한 자동 충전 장치 수량은 시스템 내 운영중인
AGV 수량과 Battery Type을 고려하여 결정합니다. - · Battery Type 별 충전 효율을 고려합니다.
- Lithium-Polymer(Ion) Battery : 1C
- Lead-Acid Battery : 0.2C - · 충전 Cycle 및 1회 충전 요구 시간을 고려하여
적합한 용량의 Battery를 선정합니다. - · 모든 Battery Type에 적용이 가능합니다.
AGV가 운전 중 저 전압 상태가 되면, AGV 제어 시스템은 해당 AGV에 Battery 교환 작업을 지시합니다.
Battery 교환 장소에서 AGV는 자동 교환 장치와 인터페이스하여 저 전압 Battey를 배출하고 완 충전된 Battery를 공급 받습니다.
AGV에서 배출된 저 전압 Battery는 다음 교환 작업을 위해 100% 충전되고, Battery 교환을 완료한 AGV는 공정으로 복귀합니다.
- · AGV 사양을 고려하여 Battery 교환 장치를 설계합니다.
- · Battery 교환 장치 내 Cell 및 충전기 수량은
AGV 수량과 Battery Type을 고려하여 결정합니다. - · Cell 수량에 해당하는 여분의 Battery가 필요합니다.
- · AGV가 Battery 교환장소에 간섭없이 진 · 출입 할 수
있게 경로 구성에 필요한 공간이 확보되어야 합니다. - · Battery 교환 중에도 AGV의 전원이 차단되지 않도록
2차 전원 공급 방안을 고려해야 합니다. - · 모든 Battery Type에 적용이 가능합니다.
AGV가 운전 중 저 전압 상태가 되면, AGV 제어 시스템은 해당 AGV에 더 이상 제품 이송 명령을 할당 하지 않고 Battery 수동 교환을
위해 지정된 장소로 이동할 것을 지시합니다. 작업자에 의해 Battery 수동 교환 작업이 완료되면, AGV의 Battery 저 전압 Alarm이
해제되고 AGV 제어 시스템은 Battery Level 상태 값을 확인한 후 AGV가 공정으로 복귀하도록 제어합니다.
- · Battery 수동 교환, 전용 Cart가 필요합니다.
- · Battery Cart는 AGV Battery Cell과 직접 Docking 될 수
있도록 설계 · 제작합니다. - · AGV 수량에 상응하는 여분의 Battery가 필요합니다.
- · Battery 수동 교환 전, 작업자가 직접 전원을 차단하고
교환 완료 후 전원을 연결해 주어야 합니다. - · 충전 시스템 구축에 비교적 낮은 투자비가 요구되지만
수시 충전 방식 보다 비 경제적일 수 있습니다. - · 모든 Battery Type에 적용이 가능합니다.
IPT (Inductive Power Transfer)는 고주파 변압 기술에 근거하여, 무접촉 방식으로 전원을 공급해주는 시스템입니다.
주행 경로를 따라 Power가 공급되는 Track을 바닥 또는 벽면에 설치하여, AGV에 지속적으로 전원을 공급합니다.
차상에 전용 Guide 센서를 설치하여 별도의 시공 없이 Inductive Wire Navigation을 적용 할 수 있습니다.
- · 높은 AGV Opertion Rate로 시스템 운영이 가능합니다.
- · 다른 충전 방안 대비, 높은 투자 비용이 요구됩니다.
- · 타원형 같이 순환되는 구조로 경로가 구성되거나,
짧은 구간을 왕복하는 구간에 적용 가능합니다. - · 제한된 공간에서 많은 AGV를 운영 할 경우 적합합니다.
- · 모든 경로 유도 방식에 적용 할 수 있습니다.
- · 보조용 Battery를 사용 할 경우 보다 유연하게 Layout을
구성 할 수 있습니다.