본 발명은 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법 및 시스템이며, 보다 상세하게는 금형 카운터, 샷 카운터 또는 센서모듈 등을 금형에 설치하여 프레스 성형제품 생산 공정의 형개폐 수, 사이클 타임, 진동신호를 측정하고, 측정된 신호를 실시간으로 서버/클라우드 서버로 전송하여 데이터베이스에 저장하고 분석하여 금형의 위치 및/또는 관리자의 위치와 거리에 제약없이 온라인 앱 플랫폼으로 제품의 생산 공정 정보를 실시간으로 제공할 수 있는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for a press molding process monitoring service using a sensor module, and more specifically, to a method and system for a press molding process monitoring service using a sensor module, which installs a mold counter, a shot counter, or a sensor module, etc., in a mold to measure the mold opening and closing number, cycle time, and vibration signal of a press molding product production process, transmits the measured signal in real time to a server/cloud server, stores it in a database, and analyzes it, thereby providing product production process information in real time to an online app platform without restrictions on the location of the mold and/or the location and distance of a manager.
과거 소규모 지역 단위로 구성되어 운영되던 제조 산업의 비즈니스 모델은 최근 들어 글로벌 네트워크의 구축과 관련 시장의 글로벌화에 발맞추어 국가 대 국가와 같은 대규모 지역 단위의 글로벌 비즈니스 체인으로 발전되었다.The business model of the manufacturing industry, which used to be organized and operated in small regional units, has recently evolved into a global business chain with large regional units such as country-to-country in line with the establishment of global networks and the globalization of related markets.
이에 따라, 생산의 주체인 OEM과 생산의 실행자인 공급자(Supplier)사이의 관계가 소규모의 지역적 관계에서 글로벌한 관계로 변하였고, 이에 따라 작업자의 기록과 입력으로 관리되던 스프레드시트 형태의 전통적인 생산 관리 방법으로 제조 체인을 관리하기에는 한계가 있다.Accordingly, the relationship between the OEM, the subject of production, and the supplier, the executor of production, has changed from a small-scale regional relationship to a global relationship, and as a result, there are limitations in managing the manufacturing chain using traditional production management methods in the form of spreadsheets managed through workers' records and inputs.
종래의 기술은 수동적으로 작업자들이 공정과 생산 현황을 주기적으로 확인하여 공유하던 방식으로는 규모가 확장된 개념의 밸류체인을 관리하기에는 시간적 요소도 적절하지 않고 시스템적으로도 체계적인 관리가 불가능하여 문제나 이상 상황이 발생하였을 때 시기적절한 조치를 취하지 못하는 경우도 발생한다.Conventional technology has been used in a way that workers periodically check and share the status of processes and production manually. This is not appropriate for managing the concept of a value chain with an expanded scale in terms of time, and systematic management is impossible. As a result, there are cases where timely measures cannot be taken when problems or abnormal situations occur.
또한, OEM의 밸류체인 내에서 작업자에 의한 수동적인 생산관리는 인적 요소라는 불확실성이 적용되기 때문에 데이터의 불안정성이 생기기 시작하였고 상호간의 데이터 신뢰성의 하락을 야기하여 효율적인 생산 관리가 이루지지 못하는 문제점이 있다.In addition, manual production management by workers within the OEM's value chain has the problem that data instability has begun to occur because the uncertainty of the human factor is applied, which causes a decrease in mutual data reliability, making efficient production management difficult.
본 발명은 금형 카운터 및 품질관리를 위한 자력센서 및 진동 센서를 구비하고, 이중 또는 삼중으로 성형제품의 품질을 분석 관리함으로써 정확성과 신뢰성을 높이고, 금형과 관리자의 위치와 거리에 무관하게 고속의 온라인 앱 플랫폼으로 프레스 성형 제품 생산의 공정 정보를 실시간으로 제공하는 프레스 성형제품품질 관리 서비스 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.The present invention provides a press molding product quality management service method and system that provides real-time process information on press molding product production by providing a mold counter and a magnetic sensor and a vibration sensor for quality management, and analyzing and managing the quality of a molded product in two or three ways to increase accuracy and reliability, and regardless of the location and distance of the mold and manager, as a high-speed online app platform.
프레스 성형공정에서 제품에 가해지는 타발력 등을 직접 측정하기 때문에 정확한 공정 정보를 얻을 수 있는 장점이 있는 반면, 측정 센서와 시스템이 프레스 성형공정에서 발생하는 높은 수준의 압력을 측정해야할 필요가 있고, 센서의 소형화가 구현되어야하기 때문에 기술의 도입 비용이 높다는 문제점이 있어 일반 산업 현장에 적용하기에는 많은 어려움이 있다.There is an advantage in that accurate process information can be obtained because the punching force applied to the product during the press forming process is directly measured. However, since the measuring sensor and system need to measure the high level of pressure generated during the press forming process and the sensor needs to be miniaturized, there is a problem in that the introduction cost of the technology is high, making it difficult to apply to general industrial sites.
또한, 다양한 형상과 크기를 가진 부품 또는 제품을 제 시간에 항상 균일한 품질로 공급받기 위하여서는 복수의 국가에 복수의 생산기지를 둘 수 있으며, 각각의 생산기지에서 공급하는 제품의 품질 및 생산량을 효율적으로 관리하는 것은 매우 중요하다.In addition, in order to always supply parts or products of various shapes and sizes on time and with consistent quality, it is very important to have multiple production bases in multiple countries and efficiently manage the quality and production volume of products supplied from each production base.
복수의 국가에 생산기지를 둘 경우에는 생산 비용을 줄이기 위하여 프레스 성형공정의 타발 속도를 높이는 등과 같이 설정된 규칙과 수치를 서로 다르게 변형 적용함에 의하여 제품의 균일성 및 품질을 떨어뜨려 제품의 신뢰성 및 내구성 등을 저하시키는 문제점이 있다.When production bases are located in multiple countries, there is a problem in that the uniformity and quality of products are lowered, thereby reducing reliability and durability of products, etc., by applying different rules and values, such as increasing the die-cutting speed of the press molding process, in order to reduce production costs.
본 발명은 상기의 다양한 문제점을 효율적으로 해결하기 위하여 기존 또는 새로운 금형에 용이하게 적용할 수 있으며, 프레스(스탬핑) 성형제품의 품질 및 생산량을 효율적으로 관리할 수 있는 센서모듈을 이용한 프레스 성형제품 품질분석 모니터링시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a press-molded product quality analysis monitoring system using a sensor module that can be easily applied to existing or new molds to efficiently solve the various problems described above and efficiently manage the quality and production quantity of press (stamping) molded products.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 센서모듈을 프레스 금형 일측에 설치하여 형개폐 수 및 금형의 진동신호를 측정하고, 측정한 신호를 센서모듈에 내장된 제어용 PCB에 탑재된 제어 알고리즘으로 소정 절차에 따라 데이터를 배열하여 송수신 터미널로 블루투스 통신으로 전송하여 인터넷 WiFi 통신을 통해 실시간으로 데이터를 서버/클라우드 서버로 전송하여 데이터를 저장한 후, 저장된 데이터에 기초하여 서버에 탑재된 통계적 알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 사용하여 제품의 품질을 분석하여 개인 및/또는 회사들에게 원하는 서비스를 제공하는 프레스 성형제품 품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a method for quality management service of press molded products, which measures the number of mold openings and closings and the vibration signal of the mold by installing a sensor module on one side of a press mold, arranges the measured signal into data according to a predetermined procedure by a control algorithm mounted on a control PCB built into the sensor module, transmits the data to a transmission/reception terminal via Bluetooth communication, transmits the data to a server/cloud server in real time via Internet WiFi communication, stores the data, and then analyzes the quality of the product using a statistical algorithm and/or AI/ML algorithm mounted on the server based on the stored data, thereby providing a desired service to individuals and/or companies.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 펀치 플레이트에 고정 설치된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 금형의 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호를 모니터링 하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 판단할 수 있는 프레스 성형제품 품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for quality control of press-molded products, which measures at least one vibration signal among press holder contact time, punch contact and press start time, press end time, mold opening start time, and material and product ejection time from a vibration signal of a mold measured by an acceleration sensor or vibration sensor fixedly installed on a punch plate, and monitors at least one vibration signal among each of the measured vibration signals to determine whether the press molding process is being carried out normally.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 서버에 저장된 데이터 중에서 금형의 개폐 신호 및 진동신호 데이터를 분석하되, 형개폐 시간, 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나 이상의 신호를 측정하고, 각각의 발생신호의 생성 간격 및 진폭 크기 중 적어도 하나 이상을 분석하여 적어도 하나 이상 설정된 범위를 벗어난 성형 제품에 대하여 서버와 연동하는 모니터 상에 이상 있는 제품으로 화면에 표시하거나 안내하는 단계를 포함하는 프레스 성형제품 품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a press molded product quality management service method including the step of analyzing mold opening/closing signal and vibration signal data among data stored in a server, measuring at least one signal among mold opening/closing time, press holder contact time, punch contact and press start time, press end time, mold opening start time, and material and product ejection time, and analyzing at least one or more among the generation interval and amplitude size of each occurrence signal, and displaying or providing guidance on a screen as a defective product on a monitor linked with a server for molded products that are out of at least one set range.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버에 탑재하고, 다양하게 발생하는 금형이나 프레스 성형기의 이상에 대해서 라벨링하고, 각각의 신호 패턴을 학습하여 사전에 진동신호 데이터 패턴에서 이상 발생 시, 실시간으로 수집된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호 데이터의 변화 패턴을 바탕으로 상기 라벨링하여 학습한 신호 패턴과 서로 비교하여 금형이나 프레스 성형기의 유지보수 시점이나 발생 가능한 문제를 판단할 수 있는 프레스 성형제품 품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for quality management of press-molded products, which comprises loading an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine into a server, labeling various abnormalities of a mold or press molding machine, learning each signal pattern, and comparing the signal pattern learned by labeling based on the change pattern of vibration signal data measured by an acceleration sensor or vibration sensor collected in real time when an abnormality occurs in the vibration signal data pattern in advance, and determining the maintenance timing or potential problems of the mold or press molding machine.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제로, 센서모듈의 센싱부는 진동신호를 비교적 용이하게 검출할 수 있는 펀치 플레이트 및 스트리퍼 플레이트 중 하나에 고정 설치되고, 진동이 비교적 작은 하부 금형 또는 다이에 자석부가 고정 설치되며, 센싱부에는 제어용 PCB와 측정용 PCB가 내장되고, 제어용 PCB에는 홀센서, 액정표시부, MCU 및 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 탑재되어 센서모듈 케이스 내 상부에 고정 설치되고, 측정용 PCB는 진동을 측정하는 센서를 탑재하며, 진동신호를 정확하게 측정하기 위하여 센서모듈 하부 케이스에 밀착시켜 설치되어 진동신호 측정의 정확성을 높인 프레스 성형제품 품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is that the sensing unit of the sensor module is fixedly installed on one of the punch plate and the stripper plate which can detect a vibration signal relatively easily, the magnet unit is fixedly installed on a lower mold or die having relatively small vibration, the sensing unit has a control PCB and a measurement PCB built in, the control PCB is equipped with a hall sensor, a liquid crystal display unit, an MCU, and a memory having a control algorithm and is fixedly installed on the upper part of the sensor module case, and the measurement PCB is equipped with a sensor for measuring vibration, and is installed in close contact with the lower case of the sensor module in order to accurately measure the vibration signal, thereby providing a press-molded product quality management service method which improves the accuracy of vibration signal measurement.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버에 통계적 알고리즘과 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형 ID, 성형 제품별, 홀센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나 이상으로부터 얻은 결과를 원하는 화면을 표시하여 보여주는 프레스 성형제품 품질관리 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a press molded product quality management service method that loads a statistical algorithm and an AI/ML algorithm into a management server, a server, or a cloud server, analyzes the quality of a molded product based on data stored in the server, and displays the results obtained from at least one of a mold ID, a molded product, a hall sensor, and an acceleration sensor on a desired screen to an individual or a company.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 자력센서를 샷 카운터로 사용하고, 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 진동신호의 진폭 크기 및 신호사이의 간격을 이용하여 품질관리에 사용하되, 자력 센서에서 측정된 신호와 가속도 센서 또는 진동센서에서 진동신호를 검출할 때 각각의 데이터 정보의 획득시간을 동시에 기록 저장하고, 각각의 신호 및 시간간격들을 분석하여 세밀한 제품관리로 더 나은 제품을 생산할 수 있는 프레스 성형제품 품질분석 모니터링 시스템을 제공하는데 있다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a press-molded product quality analysis monitoring system which uses a magnetic sensor as a shot counter, and uses the amplitude size of a vibration signal measured by an acceleration sensor or a vibration sensor and the interval between signals for quality control, simultaneously recording and storing the acquisition time of each data information when detecting a signal measured by the magnetic sensor and a vibration signal from the acceleration sensor or vibration sensor, and analyzing each signal and time interval to enable detailed product control to produce a better product.
본 발명 과제의 해결 수단은 서버를 접속하여 서비스 제공받기 위하여 앱에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드하는 단계와, 앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 정보 입력이 필요한 금형에 설치된 복수의 센서모듈과 연동되는 금형, 제품, 회사명을 포함하는 서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하여 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와, 입력 저장된 복수의 센서모듈로부터 측정된 신호를 센싱부 내 내장된 제어용 PCB로 전송하는 단계와, 측정된 신호를 제어용 PCB에 탑재된 알고리즘으로 데이터를 전처리하는 단계와, 전처리된 데이터를 무선통신으로 송수신 터미널로 전송하고, 전송된 데이터는 인터넷 WiFi 를 포함하는 통신으로 서버에 저장하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.The solution to the problem of the present invention is to provide a press molding process monitoring service method using a sensor module, including the steps of downloading a predetermined program provided by an app to access a server and receive service, the step of clicking an information input button provided by the app, and then inputting information for receiving service including a mold, a product, and a company name that are linked with a plurality of sensor modules installed in a mold requiring information input and storing the information in a memory or database, the step of transmitting signals measured from the plurality of input-stored sensor modules to a control PCB embedded in a sensing unit, the step of preprocessing the measured signals as data using an algorithm mounted on the control PCB, and the step of transmitting the preprocessed data to a transmission/reception terminal by wireless communication and storing the transmitted data in a server by communication including Internet WiFi.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 상기 센서 모듈에는 형개폐의 횟수를 카운트하기 위한 센서와, 프레스 성형 제품의 품질 관리를 위하여 프레스 금형의 진동을 감지하기 위한 센서를 구비하고, 프레스 성형 제품을 관리하기 위해 진동 신호를 모니터링하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means of solving another problem of the present invention, the sensor module is provided with a sensor for counting the number of mold openings and closings, and a sensor for detecting vibration of a press mold for quality control of a press-molded product, and a method for monitoring a press-molded process using a sensor module including a step of monitoring a vibration signal for managing a press-molded product.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 프레스 금형의 진동을 감지하기 위한 센서는 금형의 진동을 측정할 수 있는 가속도 센서 또는 진동센서가 센싱부에 내장되고, 센싱부에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호를 모니터링 하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 판단하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means of solving another problem of the present invention, a sensor for detecting vibration of a press mold is provided, wherein an acceleration sensor or vibration sensor capable of measuring vibration of the mold is built into a sensing unit, and at least one vibration signal among press holder contact time, punch contact and press start time, press end time, mold opening start time, and material and product ejection time is measured from a vibration signal measured by the acceleration sensor or vibration sensor built into the sensing unit, and a step of monitoring at least one vibration signal among each of the measured vibration signals to determine whether the press molding process is being performed normally is provided.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센싱부에 내장된 제어용 PCB는 MCU와 센서모듈을 작동하기 위한 펌웨어 프로그램를 탑재하고, 측정용 PCB의 센서에서 측정된 데이터의 처리속도를 높이고, 저장 용량을 줄이기 위하여 펌웨어 알고리즘을 통해 시계열로 하나의 데이터 배열로 편집되어 제어용 PCB에서 송수신 터미널로 데이터를 송신하는 블루투스를 포함하는 무선통신으로 송수신하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means of solving another problem of the present invention, a control PCB built into a sensing unit is equipped with a firmware program for operating an MCU and a sensor module, and in order to increase the processing speed of data measured by a sensor of a measuring PCB and reduce storage capacity, the data is edited into a single data array in time series through a firmware algorithm and transmitted to a transmitting/receiving terminal from the control PCB, thereby providing a press forming process monitoring service method using a sensor module including a Bluetooth wireless communication step.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센서모듈의 센싱부는 진동신호의 검출이 용이한 펀치 플레이트 및 스트리퍼 플레이트 중 하나에 고정 설치되고, 진동이 비교적 작은 하부 금형 또는 다이에 자석부가 고정 설치되며, 센싱부에는 제어용 PCB와 측정용 PCB가 내장되며, 제어용 PCB에는 홀센서, 액정표시부, MCU 및 제어 알고리즘이 탑재된 메모리와 블루투스를 포함하는 무선 통신부가 탑재되어 센서모듈 케이스 내부 일측에 고정 설치되고, 측정용 PCB는 진동을 측정하는 센서를 탑재하고, 정확하게 진동신호를 측정하기 위하여 센서모듈 하부 케이스에 밀착시켜 설치하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means for solving another problem of the present invention, the sensing unit of the sensor module is fixedly installed on one of a punch plate and a stripper plate that are easy to detect a vibration signal, a magnet unit is fixedly installed on a lower mold or die with relatively small vibration, a control PCB and a measurement PCB are built into the sensing unit, the control PCB is equipped with a Hall sensor, a liquid crystal display unit, a memory equipped with an MCU and a control algorithm, and a wireless communication unit including Bluetooth, and is fixedly installed on one side of the inside of a sensor module case, and the measurement PCB is equipped with a sensor that measures vibration, and includes a step of installing it in close contact with the lower case of the sensor module in order to accurately measure the vibration signal, thereby providing a service method for monitoring a press molding process using a sensor module.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 센싱부로부터 측정된 데이터를 송수신 터미널를 통해 서버에 기록 저장하는 단계와, 통계적 알고리즘과 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형에서 생산되는 제품을 관리할 수 있도록 금형 ID, 부품 ID, 센서모듈 ID, 성형 제품별, 홀센서 및 진동센서 중 적어도 하나 이상의 정보 또는 데이터에 기초하여 분석된 화면을 보여주는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a press molding process monitoring service method using a sensor module, including a step of recording and storing data measured from a sensing unit on a server through a transmission/reception terminal, and a step of analyzing the quality of a molded product based on the data stored in the server by loading a statistical algorithm and an AI/ML algorithm, and showing a screen analyzed based on at least one piece of information or data from among a mold ID, a part ID, a sensor module ID, a molded product, a hall sensor, and a vibration sensor so that an individual or a company can manage products produced from a mold.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 자력센서에서 측정한 형개 시간 및 형폐 시간 중 적어도 하나 이상을 실시간으로 측정하고, 형개 시간 및 형폐 시간 중 적어도 하나 이상의 시간 간격이 설정된 시간 간격의 범위를 벗어나면, 해당 프레스 성형 제품의 품질에 이상이 있는 것으로 판단하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 이상 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a press molding process monitoring service method using a sensor module, which includes a step of measuring in real time at least one of a mold opening time and a mold closing time measured by a magnetic sensor, and, if at least one time interval of the mold opening time and the mold closing time is out of a set time interval range, determining that there is a problem with the quality of the press molded product and displaying it as a defective product on a monitor or showing a notice of the problem on the screen.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센싱부 내부에는 제어부가 고정 설치되고, 제어부는 가속도 센서 또는 진동센서 및 자력센서로부터 신호를 획득하는 시간간격을 제어하는 단계를 포함하며, 해당 회사의 각 금형들에 대한 사용량 분석을 수행하며, 목표 생산량을 충족한 날과 충족하지 못한 날 및 해당 금형이 작동하지 않은 날을 기준으로 분석을 수행하고, 전체 생산 비율을 표시하는 단계와, 각각의 금형들에 대해 실제 제품 생산 시간 외에 추가로 제품의 생산이 가능했던 시간을 보여주는 화면을 제공하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means for solving another problem of the present invention, a method for monitoring a press molding process using a sensor module is provided, wherein a control unit is fixedly installed inside a sensing unit, and the control unit includes a step of controlling a time interval for acquiring a signal from an acceleration sensor, a vibration sensor, and a magnetic sensor, a step of performing usage analysis on each mold of the company, and performing analysis based on days when the target production volume was met and days when it was not met and days when the mold was not operated, a step of displaying the overall production ratio, and a step of providing a screen showing a time when product production was possible in addition to the actual product production time for each mold.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사에 생산되고 있는 부품 ID, 부품명 및 현재 생산 상태를 화면 상에 표시하는 단계와, 상기 부품 ID를 클릭할 경우에, 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means of solving another problem of the present invention, a method for monitoring a press molding process using a sensor module is provided, which includes a step of displaying on a screen a part ID, a part name, and a current production status of a part being produced by a company among a plurality of service target companies or individuals, and a step of displaying a screen where production information of the part can be confirmed when the part ID is clicked.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사의 복수의 부품들을 생산하는 프레스 금형 ID 및 프레스 금형의 현재 상태를 화면 상에 표시하는 단계와, 프레스 금형 ID를 클릭할 경우에, 프레스 금형에서 생산하는 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for monitoring a press molding process using a sensor module, including the steps of: displaying on a screen a press mold ID and the current status of a press mold that produces a plurality of parts of a corresponding company among a plurality of service target companies or individuals; and, when the press mold ID is clicked, displaying a screen that allows the production information of the corresponding part produced by the press mold to be confirmed.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 해당 프레스 금형에는 샷 수, 사이클타임, 업타임 및 진동신호에 대한 분석 레포트를 화면 상에서 확인할 수 있고, 모든 데이터는 월별, 주별, 일별, 시간별로 검색하여 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means of solving another problem of the present invention, a method for monitoring a press molding process using a sensor module is provided, which includes a step of displaying a screen on which analysis reports on the number of shots, cycle time, uptime, and vibration signals can be checked on the screen, and all data can be searched and checked by month, week, day, and hour.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 앱 플랫폼에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드받고, 프로그램에서 제공하는 소정의 절차를 따라 회원으로 가입하는 단계와, 가입시 서비스를 이용하기 위한 고유 ID를 부여받고, 부여받은 고유 ID를 이용하여 프레스 성형공정 모니터링 관리 서비스 앱에 접근하여 해당 회사 제품의 생산량과 정상적으로 생산이 이루어지는지를 다양한 모니터링 화면을 통해 확인할 수 있는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for a press molding process monitoring service using a sensor module, the method including the steps of downloading a predetermined program provided by an app platform, registering as a member by following a predetermined procedure provided by the program, receiving a unique ID for using the service upon registration, and accessing a press molding process monitoring management service app using the received unique ID to check the production amount of a company's product and whether production is being carried out normally through various monitoring screens.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 센싱부에 내장된 센서에서 측정된 데이터는 MCU와 펌웨어 프로그램을 탑재한 메모리를 통해 금형의 온도와 금형의 진동신호를 측정하는 주기를 변경 설정하는 단계를 구비하되, 펌웨어 프로그램에 설정된 신호 측정 주기는 센싱부의 수, 서비스 대상 회사의 수, 데이터 저장 용량 및 데이터 량의 처리속도를 고려하여 변경 설정하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for monitoring a press molding process using a sensor module, the method comprising: a step of changing and setting a cycle for measuring a temperature of a mold and a vibration signal of the mold through a memory equipped with an MCU and a firmware program, data measured from a sensor built into a sensing unit; and a step of changing and setting the cycle for measuring the signal set in the firmware program in consideration of the number of sensing units, the number of service target companies, data storage capacity, and the processing speed of the amount of data.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하고, 펀치 플레이트와, 펀치 플레이트가 누르는 압력을 수용하는 하부 금형 및 다이 중에서 적어도 하나 이상이 부분적으로 또는 전체적으로 손상되는 경우에 대해서 라벨링하고, 각각의 신호 패턴을 학습하고, 실시간으로 수집된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호의 데이터와 상기 라벨링하여 학습한 다양한 패턴을 서로 비교하여 금형이나 프레스 성형기의 손상과, 유지보수 시점 및 발생 가능한 문제점 중 적어도 하나 이상을 판단하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for monitoring a press molding process using a sensor module, the method including the steps of: loading an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or a press molding machine into a server or a management server, labeling a case where at least one of a punch plate and a lower mold and a die that receive pressure applied by the punch plate is partially or completely damaged, learning each signal pattern, and comparing data of vibration signals measured by an acceleration sensor or vibration sensor collected in real time with various patterns learned by labeling to determine at least one of damage to the mold or press molding machine, a maintenance time, and possible problems.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 센서모듈에 내장된 전자부품에 전기에너지를 공급하는 배터리가 측정용 PCB와 제어용 PCB 사이에 위치한 배터리 고정부에 고정 설치되고, 배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 고정 설치되며, 배터리 고정부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 단열판을 고정 설치하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a press molding process monitoring service method using a sensor module, the method comprising the steps of: a battery for supplying electric energy to electronic components built into a sensor module is fixedly installed in a battery fixing portion located between a measuring PCB and a control PCB; a battery fixing silicone member is fixedly installed on an upper portion of the battery to prevent the battery from being separated from the battery fixing portion; and an insulating plate is fixedly installed on the battery fixing portion to minimize heat transfer to the battery so as not to exceed the operating temperature limit of the battery.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단으로, 센싱부 상부 케이스에는 센서모듈 정보표시용 액정표시부가 고정 설치되며, 센싱부의 정보표시용 액정표시부에는 마지막 샷 수 표시, 형폐 상태 표시, 배터리 잔량 표시, 터미널와 제어부사이 통신 감도 표시, 설치 상태 표시, 저장 데이터 유무 표시 중에서 하나를 센서모듈 조작용 버튼으로 조작하여 표시하는 단계를 포함하는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법을 제공하는데 있다.As a means of solving another problem of the present invention, a liquid crystal display for displaying sensor module information is fixedly installed on an upper case of a sensing unit, and a method for monitoring a press molding process using a sensor module is provided, including a step of displaying one of the following on the liquid crystal display for displaying information of the sensing unit: the number of last shots, the closing status, the remaining battery capacity, the communication sensitivity between the terminal and the control unit, the installation status, and the presence or absence of stored data by operating a button for operating the sensor module.
본 발명은 센서모듈을 프레스 금형에 일측에 설치하여 형개폐 수 및 금형의 진동신호를 측정하고, 측정한 신호를 센서모듈에 내장된 제어용 PCB에 탑재된 제어 알고리즘으로 소정 절차에 따라 데이터를 배열하여 송수신 터미널로 블루투스 통신으로 전송하여 인터넷 WiFi 통신을 통해 실시간으로 데이터를 서버/클라우드 서버로 전송하여 저장한 후, 저장된 데이터에 기초하여 서버에 탑재된 통계적 알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 사용하여 생산공정을 실시간으로 효율적으로 분석 관리할 수 있는 상승된 효과가 있다.The present invention measures the number of mold openings and closings and the vibration signals of the mold by installing a sensor module on one side of a press mold, and arranges the measured signals into data according to a predetermined procedure using a control algorithm mounted on a control PCB built into the sensor module and transmits the data to a transmission/reception terminal via Bluetooth communication, and transmits the data to a server/cloud server in real time via Internet WiFi communication and stores it, and then uses a statistical algorithm and/or an AI/ML algorithm mounted on the server based on the stored data to efficiently analyze and manage the production process in real time, thereby achieving an increased effect.
본 발명의 또 다른 효과는 펀치 플레이트에 고정 설치된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 금형의 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호를 모니터링 하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 실시간으로 판단할 수 있는 유리한 효과가 있다.Another effect of the present invention is that at least one vibration signal among the press holder contact time, the punch contact and press start time, the press end time, the mold opening start time, and the material and product removal time is measured from the vibration signal of the mold measured by the acceleration sensor or the vibration sensor fixedly installed on the punch plate, and at least one vibration signal among the measured vibration signals is monitored to determine in real time whether the press forming process is being carried out normally.
본 발명의 또 다른 효과는 서버에 저장된 데이터 중에서 금형의 개폐 신호 및 진동신호 데이터를 분석하되, 형개폐 시간, 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나 이상의 신호를 측정하고, 각각의 발생신호의 생성 간격 및 진폭 크기 중 적어도 하나 이상을 분석하여 적어도 하나 이상 설정된 범위를 벗어난 성형 제품에 대하여 서버와 연동하는 모니터 상에 이상 유무를 화면에 표시하거나 안내할 수 있는 상승된 효과가 있다.Another effect of the present invention is to analyze mold opening/closing signal and vibration signal data among data stored in a server, measure at least one signal among mold opening/closing time, press holder contact time, punch contact and press start time, press end time, mold opening start time, material and product ejection time, and analyze at least one or more among the generation interval and amplitude size of each occurrence signal, so that there is an increased effect of displaying or providing guidance on the screen whether there is an abnormality or not on a monitor linked to the server for a molded product that is out of at least one set range.
본 발명의 또 다른 효과는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버에 탑재하고, 다양하게 발생하는 금형이나 프레스 성형기의 이상에 대해서 라벨링하고, 각각의 신호 패턴을 학습하여 사전에 진동신호 데이터 패턴에서 이상 발생 시, 실시간으로 수집된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호 데이터와 상기 라벨링하여 학습한 신호 패턴과 서로 비교하여 금형이나 프레스 성형기의 유지보수 시점이나 발생 가능한 문제를 판단할 수 있는 유리한 효과가 있다.Another effect of the present invention is that an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine is installed in a server, and various abnormalities of a mold or press molding machine are labeled and each signal pattern is learned, so that when an abnormality occurs in the vibration signal data pattern in advance, vibration signal data measured by an acceleration sensor or vibration sensor collected in real time is compared with the signal pattern learned by labeling, so that the maintenance time of the mold or press molding machine or a possible problem can be determined.
본 발명의 또 다른 효과는 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버에 통계적 알고리즘과 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형 ID, 성형 제품별, 홀센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나 이상으로부터 얻은 결과를 화면에 실시간으로 표시하여 보여줄 수 있는 유리한 효과가 있다.Another effect of the present invention is that a management server, a server, or a cloud server is equipped with a statistical algorithm and an AI/ML algorithm, and the quality of a molded product is analyzed based on data stored in the server, and the results obtained from at least one of a mold ID, a molded product, a hall sensor, and an acceleration sensor are displayed on a screen in real time to an individual or a company, which has the advantageous effect of showing the result.
도 1은 본 발명에 따른 프레스 성형공정의 한 주기(1 Cycle, 사이클)를 용이하게 이해할 수 있도록 도시한 것이다.
도 2는 센싱부와 자석부로 구성된 센서모듈의 하나의 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 센서모듈 중에서 센싱부의 내부 구조를 나타내는 분해도를 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 자석부의 분해도이다.
도 5는 본 발명을 위하여 다양한 실험을 수행하기 위하여 설치된 프레스 성형기의 하나의 실시 예로 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 센서모듈이 가동측의 펀치 플레이트 또는 스트리퍼 플레이트에 부착 설치한 상태에서 얻은 진동신호입니다.
도 7은 피크치가 높은 진동신호(60 RPM)와 피크치가 다소 낮은 진동신호(40 RPM)를 동시에 도시한 것이다.
도 8은 센서모듈에서 측정된 신호들이 데이터 송수신 터미널(901)을 통해 서버 시스템/클라우드(902)까지 전달되는 과정을 나타내는 데이터 흐름도이다.
도 9는 제조 생산 현장에서 다수의 센싱세트와 데이터 송수신 터미널이 연결되어 상호 작용하는 것을 나타낸 데이터 흐름도이다.
도 10은 센싱세트를 이용한 데이터 수집부터 앱 플랫폼에 수집 데이터 및 분석 정보가 표시되는 과정의 흐름도이다.
도 11은 해당 회사에서 가지고 있는 금형들에 대한 전체 금형의 사용 현황을 보여준 것이다.Figure 1 illustrates one cycle (1 cycle) of a press forming process according to the present invention for easy understanding.
Figure 2 illustrates one embodiment of a sensor module composed of a sensing portion and a magnet portion.
Figure 3 is an exploded view showing the internal structure of the sensing unit among the sensor modules of Figure 2.
Fig. 4 is an exploded view of the magnet part of Fig. 2.
FIG. 5 is a photograph taken as an example of a press forming machine installed to perform various experiments for the present invention.
Figure 6 is a vibration signal obtained when the sensor module according to the present invention is attached and installed to a punch plate or stripper plate on the movable side.
Figure 7 shows a high peak vibration signal (60 RPM) and a slightly lower peak vibration signal (40 RPM) simultaneously.
Figure 8 is a data flow diagram showing the process in which signals measured by a sensor module are transmitted to a server system/cloud (902) through a data transmission/reception terminal (901).
Figure 9 is a data flow diagram showing the connection and interaction of multiple sensing sets and data transmission/reception terminals in a manufacturing production site.
Figure 10 is a flow chart of the process from data collection using a sensing set to displaying collected data and analysis information on the app platform.
Figure 11 shows the overall mold usage status of the molds owned by the company.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 살펴본다.Let us examine specific details for implementing the present invention.
본 발명은 금형 카운터, 샷 카운터 또는 센서모듈 등을 금형에 설치하여 제조 생산 공정의 형개폐 수, 사이클 타임, 진동신호를 측정하며, 측정된 신호를 실시간으로 서버/클라우드 서버에 전송하여 데이터베이스에 저장하고 분석하여, 금형 및/또는 관리자의 위치와 거리에 제약없이 온라인 앱 플랫폼으로 제조 생산의 공정 정보를 실시간으로 제공할 수 있는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 서비스 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for a press molding process monitoring service using a sensor module, which installs a mold counter, a shot counter, or a sensor module, etc. in a mold to measure the mold opening and closing number, cycle time, and vibration signal of a manufacturing production process, transmits the measured signal in real time to a server/cloud server, stores it in a database, and analyzes it, thereby providing manufacturing production process information in real time to an online app platform without restrictions on the location and distance of the mold and/or manager.
본 발명의 구체적인 실시 예를 살펴본다.Let us look at specific embodiments of the present invention.
<실시 예><Example>
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 도면에 기초하여 살펴본다.A specific embodiment of the present invention will be examined based on the drawings.
본 발명에 따른 성형 제품 생산 공정을 분석 모니터링할 수 있는 프레스 성형제품품질관리 서비스 방법은 사출성형, 프레스 성형 등 생산의 주체로 금형을 사용하는 제조 산업 분야에 모두 적용할 수 있으며, 앱 플랫폼을 통해서 서비스를 제공받고자하는 자 및/또는 회사들에게 서비스를 제공할 수 있다.The press molded product quality management service method capable of analyzing and monitoring the molded product production process according to the present invention can be applied to all manufacturing industries that use molds as the main body of production, such as injection molding and press molding, and can provide services to persons and/or companies that wish to receive services through an app platform.
본 발명에 따른 서비스를 제공받기 위하여서는 본 발명의 서버에서 제공하는 앱 플랫폼에서 소정의 프로그램을 다운로드받고, 프로그램에서 제공하는 소정의 절차를 따라 회원으로 가입하는 단계를 포함한다.In order to receive a service according to the present invention, a step is included of downloading a predetermined program from an app platform provided by the server of the present invention and registering as a member by following a predetermined procedure provided by the program.
회원 가입시 서비스를 이용하기 위한 고유 ID를 부여받고, 부여받은 고유 ID를 이용하여 본 발명에서 제공하는 프레스 성형제품품질관리 서비스 앱에 접근하여 해당 회사의 해당 제품의 생산량과 정상적으로 생산이 이루어지는지를 모니터 상에서 다양한 정보를 확인할 수 있는 단계를 포함할 수 있다.Upon signing up for membership, a unique ID is provided for use of the service, and a step may be included in which the user accesses the press molding product quality management service app provided by the present invention using the provided unique ID to check various information on the monitor, such as the production amount of the corresponding product of the corresponding company and whether production is being carried out normally.
본 발명에 따른 서비스를 제공받기 위한 회원으로 가입한 후, 서비스 제공을 받기 위하여 앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 해당 금형에 설치된 센서모듈 ID와 연동되는 금형 ID, 제품, 부품, 회사 등의 정보를 입력하는 단계를 포함한다.After registering as a member to receive the service according to the present invention, the method includes clicking the information input button provided in the app to receive the service, and then entering information such as the mold ID, product, part, company, etc. linked to the sensor module ID installed in the mold.
본 발명의 서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하는 단계는 사용자가 앱 플랫폼에 액세스해서 연동시킬 프레스 성형 금형의 정보를 직접 입력하거나 혹은 다양한 문서 또는 자료 형태로 서비스 가입을 요청할 경우에 앱 플랫폼 관리자에 의해 저장 등록하는 단계를 포함할 수 있다.The step of entering information for receiving the service provision of the present invention may include a step of the user accessing the app platform and directly entering information of the press forming mold to be linked, or a step of storing and registering it by the app platform manager when requesting service subscription in the form of various documents or materials.
본 발명의 서비스를 제공받는 또는 받고자하는 프레스 금형, 프레스 성형 부품, 프레스 성형 제품, 회사 들이 수없이 많이 존재하며, 식별이 필요한 각각에 대하여 식별할 수 있도록 고유 ID가 부여하는 단계를 포함한다.There are countless press dies, press-molded parts, press-molded products, and companies that are provided with or wish to receive the service of the present invention, and the step of assigning a unique ID to each of them that requires identification so that they can be identified is included.
즉, 금형 ID, 금형에 부착되는 센서모듈의 고유 ID, 송수신 터미널 ID, 회사별 ID 등 프레스 성형 제품을 생산하는 모든 금형에서 제작된 제품의 샷 사이클 및/또는 금형의 진동 신호를 각각 식별하여 데이터를 취득하고, 취득한 데이터는 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 등의 메모리 및/또는 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함한다.That is, it includes a step of acquiring data by identifying each shot cycle of a product manufactured in all molds producing press-molded products and/or vibration signals of the mold, such as a mold ID, a unique ID of a sensor module attached to the mold, a transmitting/receiving terminal ID, and a company ID, and storing the acquired data in the memory and/or database of a management server, a server, or a cloud server.
메모리 및/또는 데이터베이스에 저장된 데이터를 본 발명에서 개발되어 관리 서버, 서버 또는 클라우드 서버 등에 탑재된 통계적 알고리즘 및/또는 AI(Artificial Intelligence)/ML(Machine Learning) 알고리즘을 사용하여 제품의 품질을 분석하여 개인 및/또는 회사들에게 원하는 서비스를 제공할 수 있도록 구성되어 있다.The data stored in the memory and/or database is configured to analyze the quality of a product using a statistical algorithm and/or an AI (Artificial Intelligence)/ML (Machine Learning) algorithm developed in the present invention and installed in a management server, server, or cloud server, so as to provide desired services to individuals and/or companies.
본 발명 명세서 상에서의 '센서모듈'은 '자석부'와 '센싱부'로 구성되고, 센싱부는 홀센서, 온도센서, 가속도 센서, 배터리, 측정용 PCB 및 제어용 PCB 등을 수용하고 있다.The 'sensor module' in the specification of the present invention is composed of a 'magnet section' and a 'sensing section', and the sensing section accommodates a hall sensor, a temperature sensor, an acceleration sensor, a battery, a measurement PCB, and a control PCB.
본 발명 명세서 상에서의 '앱 플랫폼'이란 용어는 '앱(Application)'과 '플랫폼(platform)'이 결합된 용어이며, 앱(App.)은 통상의 '앱'과 동일한 의미이며, 본 발명에서 제공하는 애플리케이션 프로그램이고, 플랫폼은 앱이 제공되는 '인터넷 환경'을 의미한다.The term 'app platform' in the present invention specification is a term combining 'application' and 'platform', where 'app' has the same meaning as the conventional 'app' and is an application program provided in the present invention, and 'platform' means the 'Internet environment' in which the app is provided.
그래서 명세서 상의 '앱'과 '앱 플랫폼'은 혼용하며, 동일한 의미로 이해하면 된다.Therefore, the terms ‘app’ and ‘app platform’ in the specification are used interchangeably and should be understood to have the same meaning.
또한, 본 발명은 다양한 프레스 성형 제품들이 정상적으로 생산되고 있는지 실시간으로 모니터링할 수 있도록 고객들에게 서비스를 제공할 수 있는 시스템을 제공하는데 있다.In addition, the present invention provides a system that can provide a service to customers so that they can monitor in real time whether various press-molded products are being produced normally.
본 발명의 프레스 성형은 또 다른 용어로 스템핑(Stamping) 성형으로 부르기도 하며, 이는 동일한 의미이다.The press forming of the present invention is also called stamping forming in another term, which has the same meaning.
본 발명의 명세서 상에서의 '펀치 플레이트'는 가동측의 '상부 금형'을 의미하며, 고정측인 '다이'는 프레스 성형기의 모델에 따라 '다이' 또는 '하부 금형'이라고 칭할 수 있다.In the specification of the present invention, the 'punch plate' means the 'upper mold' on the movable side, and the 'die' on the fixed side may be called a 'die' or a 'lower mold' depending on the model of the press molding machine.
본 발명의 명세서 상의 '스트러퍼 플레이트'는 '가동 스트러퍼 플레이트'와 '고정 스트러퍼 플레이트'가 있으며, 본 발명에 따른 센서 모듈을 적용하여 프레스 성형 공정을 모니터링하기 위한 신호들을 획득하는 수단 및 방법은 동일하다.The 'stripper plate' in the specification of the present invention includes a 'movable stripper plate' and a 'fixed stripper plate', and the means and methods for obtaining signals for monitoring the press forming process by applying the sensor module according to the present invention are the same.
본 발명 명세서 상에서는 프레스(Press) 성형공정으로 기술적 구성들을 기술한다.In the present invention specification, technical configurations are described as a press forming process.
본 발명에 따른 프레스 성형공정 모니터링 시스템과 서비스 방법은 프레스 금형표면 일측에 센서모듈을 부착 고정하여 프레스 성형공정 중에 발생하는 다양한 진동신호 및 형개폐 신호를 측정하여 유무선 송수신 수단으로 터미널을 경유하여 관리 서버 및/또는 컴퓨터 등의 데이터베이스에 저장하고, 저장된 데이터를 실시간으로 분석 처리하여 프레스 성형공정을 관리하는데 있다.The press forming process monitoring system and service method according to the present invention is to measure various vibration signals and mold opening/closing signals generated during the press forming process by attaching and fixing a sensor module to one side of the press mold surface, store the signals in a database such as a management server and/or a computer via a terminal by means of wired/wireless transmission/reception, and analyze and process the stored data in real time to manage the press forming process.
본 발명은 통상의 실시간 신호처리가 가능한 유무선 통신수단을 사용하여 세계 각국에 설치된 다양한 프레스 성형기에 센서모듈을 부착 설치하여 프레스 성형 공정을 모니터링하는 서비스를 제공할 수 있도록 설계 제작되어 있다.The present invention is designed and manufactured to provide a service for monitoring the press forming process by attaching and installing a sensor module to various press forming machines installed in various countries around the world using conventional wired and wireless communication means capable of real-time signal processing.
프레스 성형은 성형 제품의 단순함 또는 복잡함에 따라 한 번 또는 복수의 프레스 성형 공정을 거쳐서 하나의 프레스 성형 제품이 탄생한다.Press forming is a process in which a single press forming product is created through one or more press forming processes, depending on the simplicity or complexity of the molded product.
복수의 프레스 성형 공정을 거쳐서 제조되는 성형 제품의 경우를 살펴보면, 보다 구체적으로 5번의 프레스 공정을 거쳐서 하나의 성형 제품이 만들어질 경우에 5 번의 프레스 성형 공정이 수행되며, 각각의 프레스 공정에서는 펀치 스트리퍼 및 다이(하부 금형)의 접촉 면적, 접촉 각도 및 접촉 형상에 따라 서로 다른 진동신호가 획득될 수 있다.In the case of a molded product manufactured through multiple press forming processes, more specifically, when one molded product is manufactured through five press processes, five press forming processes are performed, and in each press process, different vibration signals can be obtained depending on the contact area, contact angle, and contact shape of the punch stripper and die (lower mold).
먼저, 프레스 성형기 일측에 고정 설치되어 프레스 성형공정을 모니터링하기 위한 센서모듈의 구성에 대하여 도면에 기초하여 구체적으로 살펴본다.First, the configuration of a sensor module fixedly installed on one side of a press forming machine to monitor the press forming process is examined in detail based on the drawing.
프레스 성형은 주로 금속재질로 제작된 소정 두께의 성형판(도5의 604)을 강한 압력으로 눌러서 금형에 형성된 모양으로 성형하여 원하는 제품을 만드는 것이다.Press forming is a method of making a desired product by pressing a molding plate (604 in Fig. 5) of a certain thickness, mainly made of metal, with strong pressure to form it into a shape formed in a mold.
도 1은 본 발명에 따른 프레스 성형공정의 한 주기(1 Cycle, 사이클)를 용이하게 이해할 수 있도록 도시한 것이다.Figure 1 illustrates one cycle (1 cycle) of a press forming process according to the present invention for easy understanding.
도 1에 기초하여 프레스 성형기를 이용하여 성형 제품을 제작하는 전체 공정을 개략적으로 살펴본다.Based on Fig. 1, the entire process of manufacturing a molded product using a press molding machine is schematically examined.
도 1에서, 프레스 성형 제품을 제조하기 위한 순서는 먼저 프레스 성형기의 펀치 플레이트와 다이(하부 금형)사이에 성형 대상인 성형판(도5의 604, Sheet Merterial)을 밀어 넣은 후, 성형판을 펀치 플레이트 하부에 위치한 스트리퍼 플레이트(도5의 602)를 하부로 이동시켜 눌러서 다이 상에 고정 접촉(Holder Contact)하는 '프레스 홀더(재료 고정) 접촉 시간(도6의 701)'의 단계 및 수단을 포함한다.In Fig. 1, the sequence for manufacturing a press-formed product includes the steps and means of 'press holder (material fixing) contact time (701 in Fig. 6)' in which a molding plate (604 in Fig. 5, Sheet Material) to be molded is first pushed between the punch plate and the die (lower mold) of a press molding machine, and then the molding plate is moved downward by a stripper plate (602 in Fig. 5) located below the punch plate to press it so that it is fixedly in contact with the die.
다음은 도 1의 우측에 도시된 다이(하부 금형)에 고정된 성형판(도5의 604)에 프레스를 가하여 성형하기 위하여 프레스 성형기의 펀치 플레이트를 펀치 접촉(Punch contact) 및 프레스(Press)로 다이(하부 금형)측으로 압력을 가하기 시작하는 '펀치 접촉 및 프레스 시작 시간(도6의 702)'의 단계 및 수단을 포함한다.The following includes the steps and means of 'punch contact and press start time (702 in FIG. 6)' for starting to apply pressure to the die (lower mold) side by pressing the punch plate of the press molding machine to punch contact and press to form the molding plate (604 in FIG. 5) fixed to the die (lower mold) shown on the right side of FIG. 1.
다음은 도 1 및 도 5에서와 같이, '펀치 접촉 및 프레스 시작 시간(도6의 702)'의 다음 단계로, 펀치 플레이트(도5의 601)를 아래로 이동시켜 다이(하부 금형, 도5의 603)와 서로 프레스 접촉되어 소정 시간을 유지하고 프레스 성형을 종료하는 '프레스 종료 시간(도6의 703)'의 단계 및 수단을 포함한다.The following is a step and means for 'press end time (703 in FIG. 6)' of moving the punch plate (601 in FIG. 5) downwards to come into press contact with the die (lower mold, 603 in FIG. 5) and maintaining the press forming for a predetermined time, as in FIG. 1 and FIG. 5, as a next step of 'punch contact and press start time (702 in FIG. 6)'.
상기 프레스 접촉되어 유지하는 소정 시간은 일반적으로 1초 이하의 짧은 시간을 의미한다.The above press contact and maintenance time generally means a short time of less than 1 second.
다음은 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이, 프레스 성형된 제품을 꺼내기 위하여 다이로부터 펀치 플레이트를 들어올려 개방 및 디몰딩하기 위한 '금형 개방 시작시간(도6의 704)'의 단계 및 수단을 포함한다.The following includes steps and means for 'mold opening start time (704 in FIG. 6)' for lifting and opening and demolding the punch plate from the die to take out the press-molded product, as shown on the left side of FIG. 1.
다음은 도 6의 진동신호에서 피크 값(도6의 705)이 생성되는 시간으로 금형으로부터 재료 및 성형된 제품을 밀어내기 위하여 펀치 플레이트를 완전히 디몰딩할 때 생성되는 '재료 및 제품 취출 시간(도6의 705)'의 단계 및 수단을 포함한다.The following includes steps and means of the 'material and product ejection time (705 in FIG. 6)' generated when the punch plate is completely demolded to push the material and the molded product out of the mold at the time when the peak value (705 in FIG. 6) is generated in the vibration signal of FIG. 6.
도 1에서와 같이, 프레스 성형공정의 한 주기(Cycle, 사이클)는 성형 대상 성형판(Sheet Merterial)을 다이(하부 금형)의 상부로 설정된 주기로 위치시키고, 스트리퍼 플레이트로 성형판을 다이에 고정한 후, 펀치 플레이트로 다이에 펀치 접촉 및 프레스를 가하여 성형 제품을 제조하며, 성형된 제품을 꺼내기 위하여 다이로부터 펀치 플레이트를 들어올려 프레스 성형 제품을 취출하는 것을 포함한다.As shown in Fig. 1, one cycle of the press forming process includes positioning a molding plate (sheet material) to be formed at a set cycle on the upper part of a die (lower mold), fixing the molding plate to the die with a stripper plate, applying punch contact and press to the die with a punch plate to manufacture a molded product, and removing the press-formed product by lifting the punch plate from the die to take out the molded product.
상기 '금형 개방 시작시간(도6의 704)' 및 '재료 및 제품 취출 시간(도6의 705)' 은 둘 다 금형이 열리고, 디몰딩될 때 발생하는 신호로 볼 수 있으므로 하나의 공정(단계) 또는 하나의 기술적 구성으로 묶어서 모니터링에 사용할 수도 있다.The above 'mold opening start time (704 in Fig. 6)' and 'material and product removal time (705 in Fig. 6)' can both be viewed as signals generated when the mold is opened and demolded, and therefore can be used for monitoring by grouping them as one process (step) or one technical configuration.
본 발명은 성형판(성형재료)을 다이 상에 위치시키고, 스트리퍼 플레이트로 성형판을 고정한 상태에서 펀치 플레이트(상부 금형)로 성형한 후에 다이 하부로 떨어트리거나 다이 밖으로 밀어서 아래로 떨어뜨릴 수 있다.The present invention positions a molding plate (molding material) on a die, fixes the molding plate with a stripper plate, forms it with a punch plate (upper mold), and then drops it under the die or pushes it out of the die to drop it down.
본 발명은 다양한 종류의 프레스 성형기 및/또는 성형 제품을 제작하는 프레스 성형 공정에서 발생하는 진동신호를 센서모듈로 획득하여 성형 공정을 모니터링하는 것이다.The present invention monitors the forming process by acquiring vibration signals generated in a press forming process for manufacturing various types of press forming machines and/or formed products using a sensor module.
본 발명은 도 1 및 도 5에서와 같이, 프레스 성형공정을 수행할 때, 주어진 압력, 설정된 주기 또는 시간을 구체적으로 모니터링하기 위하여 펀치 플레이트(상부 금형) 또는 스트리퍼 플레이트에 센서모듈을 고정 설치하여 진동신호 및/또는 형개폐 신호를 측정하는 것이다.The present invention is to measure vibration signals and/or mold opening/closing signals by fixing a sensor module to a punch plate (upper mold) or a stripper plate to specifically monitor a given pressure, set cycle or time when performing a press forming process as shown in FIGS. 1 and 5.
다시 말해서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 1 사이클(Cycle) 동안에 1차 내지 5차 충격신호(Impact Signal)를 포함하는 다양하게 발생하는 진동신호를 센서모듈에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서에서 검출하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지 실시간으로 연속적으로 모니터링할 수 있다.In other words, the present invention can continuously monitor in real time whether the press forming process is being carried out normally by detecting various vibration signals including the 1st to 5th impact signals generated during one cycle using an acceleration sensor or vibration sensor built into a sensor module as described above.
본 발명은 프레스 성형공정을 모니터링하기 위하여 금형에 설치된 센서모듈로부터 프레스 홀더 접촉 시간(Holder contact), 펀치 접촉(Punch contact) 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 등을 구분하는 신호를 검출하여 제어부로 전송하여 프레스 성형 공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 모니터링할 수 있다.The present invention detects signals distinguishing press holder contact time, punch contact, press start time, press end time, mold opening start time, material and product removal time, etc. from a sensor module installed in a mold to monitor a press forming process, and transmits the signals to a control unit, thereby enabling monitoring whether the press forming process is being carried out normally.
상기 센서모듈의 가속도 센서에서 측정된 진동신호의 크기 및 주기는 피크 값을 획득하거나 설정된 값 이상인 신호들을 획득하는 방법으로 검출할 수 있으며, 이들 신호 획득 방법 중 프레스 공정을 보다 정확하고 용이하게 모니터링할 수 있는 것을 선택적으로 사용하면 된다.The size and period of the vibration signal measured by the acceleration sensor of the above sensor module can be detected by a method of acquiring a peak value or acquiring signals greater than a set value, and among these signal acquisition methods, a method that allows more accurate and easier monitoring of the press process can be selectively used.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 설계 제작된 프레스 성형 공정을 모니터링하기 위한 프레스 성형공정 모니터링 시스템에 채용되는 센서모듈에 대하여 살펴본다.In order to achieve the purpose of the present invention, a sensor module employed in a press forming process monitoring system designed and manufactured to monitor a press forming process is examined.
도 2는 센싱부와 자석부로 구성된 센서모듈의 하나의 실시예를 도시한 것이다.Figure 2 illustrates one embodiment of a sensor module composed of a sensing portion and a magnet portion.
도 2에서와 같이, 본 발명의 명세서 상에서의 '센서모듈'은 '자석부'와 '센싱부'로 구성되고, 센싱부은 홀센서, 온도센서, 가속도 센서, 배터리, 측정용 PCB 및 제어용 PCB를 수용하고 있다.As shown in Fig. 2, the 'sensor module' in the specification of the present invention is composed of a 'magnet section' and a 'sensing section', and the sensing section accommodates a hall sensor, a temperature sensor, an acceleration sensor, a battery, a measurement PCB, and a control PCB.
도 3은 도 2의 센서모듈(도2의 150) 중에서 센싱부(도2의 100)의 내부 구조를 볼 수 있도록 분해한 분해도를 도시한 것이다.Figure 3 is an exploded view showing the internal structure of the sensing unit (100 in Figure 2) among the sensor modules (150 in Figure 2) of Figure 2.
도 4는 도 2의 자석부(200)의 분해도이다.Figure 4 is an exploded view of the magnet portion (200) of Figure 2.
자석부는 자석부 본체(도4의 201), 자석부 커버(도4의 202) 및 자석(도4의 203)으로 구성되고, 자석은 자력의 세기가 강한 네오디움으로 제작하는 것이 바람직하다.The magnet part is composed of a magnet part body (201 in Fig. 4), a magnet part cover (202 in Fig. 4), and a magnet (203 in Fig. 4), and it is preferable that the magnet be made of neodymium, which has a strong magnetic force.
보다 구체적으로, 센싱부(도2의 100)의 구성에 대하여 살펴본다.More specifically, we will look at the configuration of the sensing unit (100 in Fig. 2).
본 발명의 명세서 상의 부호의 설명에는 기재되어 있으나, 상세한 설명에 언급되지 아니한 구성요소들은 도면 상에서 해당 구성이 무슨 역할을 하는지 용이하게 알 수 있는 정도로 표현되어 있으므로 구체적이 설명을 생략한다.Components that are described in the description of symbols in the specification of the present invention but are not mentioned in the detailed description are expressed in the drawings to a degree that allows easy understanding of the role of the corresponding components, so a detailed description is omitted.
본 발명의 명세서 상의 '상부', '하부' 등의 위치 및 방향을 표현하는 용어는 도면에 기초하여 기재한 것으로 도면 변경시 다양하게 변경 표현될 수 있는 것이다.Terms expressing the location and direction, such as ‘upper’ and ‘lower’ in the specification of the present invention, are described based on the drawings and may be expressed in various ways when the drawings are changed.
본 발명의 명세서에 기재된 센싱부(도2의 100)에는 온도센서, 가속도 센서, 자력센서의 홀센서와, 온도센서와 가속도 센서가 고정 설치된 측정용 PCB, 배터리(도3의 107) 및 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 배치된 제어용 PCB 등이 내장되어 있다.The sensing unit (100 in FIG. 2) described in the specification of the present invention includes a temperature sensor, an acceleration sensor, a Hall sensor of a magnetic sensor, a measuring PCB on which the temperature sensor and the acceleration sensor are fixedly installed, a battery (107 in FIG. 3), and a control PCB on which an MCU and a memory having a control algorithm are installed.
본 발명에 따른 센싱부(도2의 100)에 내장된 자력센서는 형개폐의 횟수를 카운트하는데 사용하고, 가속도 센서는 금형의 진동신호를 검출 분석하여 실시간으로 프레스 성형 공정을 모니터링하는데 사용할 수 있다.The magnetic sensor built into the sensing unit (100 in FIG. 2) according to the present invention can be used to count the number of mold openings and closings, and the acceleration sensor can be used to detect and analyze the vibration signal of the mold to monitor the press molding process in real time.
센서모듈에 내장된 온도 센서는 프레스 성형기에서 제작되는 제품의 재질과 특성을 고려하여 금형 온도 측정이 필요할 경우에만 선택적으로 사용할 수 있다.The temperature sensor built into the sensor module can be used selectively only when mold temperature measurement is required, taking into account the material and characteristics of the product being manufactured in the press molding machine.
상기 자력센서는 프레스 금형의 개폐 횟수를 카운트하는 샷 카운트로 주로 사용하나, 샷과 샷 사이의 간격 및/또는 주기(사이클)를 센싱부에 내장된 시계로 측정하여 설정된 시간보다 길거나 짧을 경우에 작업공정에 이상이 발생한 것으로 판단하는데 사용할 수 있다.The above magnetic sensor is mainly used as a shot count that counts the number of times a press mold is opened and closed, but it can also be used to determine that there is an abnormality in the work process if the interval and/or period (cycle) between shots is measured by a clock built into the sensing unit and is longer or shorter than the set time.
즉, 센싱부의 자력센서 역시 품질을 평가하는 수단으로 사용될 수 있다.That is, the magnetic sensor of the sensing unit can also be used as a means of evaluating quality.
본 발명은 센싱부 내 제어용 PCB 일측에 시계를 내장시켜 센서들로부터 측정된 신호의 검출 시간을 제어부 및/또는 서버 등의 메모리 또는 데이터베이스에 기록 저장할 수 있다.The present invention can record and store the detection time of a signal measured from sensors in a memory or database of a control unit and/or a server by embedding a clock in one side of a control PCB within a sensing unit.
홀센서, 온도센서 및/또는 가속도 센서에서 측정된 신호는 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 소정의 프로그램을 실행시켜 소정의 데이터 처리절차를 거친 후, 센싱부에 내장된 블루투스를 포함하는 다양한 통신수단을 통해서 터미널로 전송하도록 구성되어 있다.Signals measured by a Hall sensor, a temperature sensor, and/or an acceleration sensor are configured to be transmitted to a terminal through various communication means including Bluetooth built into the sensing unit after going through a predetermined data processing procedure by executing a predetermined program in a memory equipped with an MCU and a control algorithm.
터미널로 전송된 데이터는 다시 무선/유선 통신수단 및/또는 WiFi 등을 이용하여 실시간으로 해당 서버, 관리 서버 및 클라우드 서버 중 하나 이상의 메모리 및/또는 데이터베이스에 저장되고 이들 데이터를 분석하여 정상적으로 프레스 성형제품을 제작하고 있는지를 모니터링할 수 있다.Data transmitted to the terminal is stored in real time in the memory and/or database of one or more of the servers, management servers, and cloud servers using wireless/wired communication means and/or WiFi, etc., and these data can be analyzed to monitor whether press-molded products are being manufactured normally.
도 2 내지 도 4에 도시된 센서 모듈은 본 발명의 하나의 실시 예이고, 가로, 세로 및 높이를 포함하는 전체적인 형상은 전체적인 기능을 그대로 유지하면서 프레스 성형기 일측에 설치될 위치 및 공간 등을 고려하여 다양한 크기와 형상으로 변형하여 설계 제작할 수 있다.The sensor modules illustrated in FIGS. 2 to 4 are one embodiment of the present invention, and the overall shape including the width, length, and height can be designed and manufactured in various sizes and shapes while maintaining the overall function and taking into consideration the location and space to be installed on one side of the press molding machine.
센싱부 하부케이스(도3의 113)와 금형 또는 스트리퍼 플레이트는 직접 접촉되도록 설치하며, 접촉면이 지속적으로 견고하게 유지될 수 있도록 볼트 혹은 자석을 이용하여 견고하게 고정 설치된다.The lower case of the sensing unit (113 in Fig. 3) and the mold or stripper plate are installed so as to be in direct contact, and are firmly fixed using bolts or magnets so that the contact surface can be continuously maintained firmly.
또한, 센싱부 하부케이스(도3의 113)와 측정용 PCB(도3의 109) 역시 직접 접촉되도록 고정 설치하며, 접촉면이 지속적으로 유지될 수 있도록 볼트 등의 통상의 체결 수단으로 견고하게 고정 설치하는 것이 바람직하다.In addition, the lower case of the sensing unit (113 in Fig. 3) and the PCB for measurement (109 in Fig. 3) are also fixedly installed so as to be in direct contact, and it is desirable to firmly fix them using a normal fastening means such as a bolt so that the contact surface can be continuously maintained.
센싱부 하부케이스 일측에는 센싱부가 금형 표면에 설치됨을 확인시켜 주기 위하여 금형 또는 스트리퍼 플레이트 표면을 향하여 설치된 센싱부 설치확인용 버튼(미도시)을 설치할 수 있다.A sensing unit installation confirmation button (not shown) may be installed on one side of the lower case of the sensing unit, facing the mold or stripper plate surface, to confirm that the sensing unit is installed on the mold surface.
센싱부 설치확인용 버튼은 센서모듈이 금형 표면으로부터 떨어지거나 부착 설치될 때 신호를 생성하여 제어부에서 블루투스를 포함하는 무선통신 등으로 터미널로 전송하고, 터미널에서 인터넷 WiFi를 포함하는 다양한 무선 통신수단으로 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 등으로 전송하여 관리자가 항상 확인할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.The button for confirming the installation of the sensing unit generates a signal when the sensor module is separated from the mold surface or is attached and installed, and transmits it to the terminal via wireless communication including Bluetooth from the control unit, and transmits it from the terminal to the management server, server, or cloud server via various wireless communication means including Internet WiFi so that the manager can always check it.
도 5는 본 발명을 위하여 다양한 실험을 수행하기 위하여 설치된 프레스 성형기를 촬영한 것이며, 이는 하나의 실시 예로 본 발명을 용이하게 이해할 수 있도록 설명하기 위한 것이다.FIG. 5 is a photograph of a press forming machine installed to perform various experiments for the present invention, which is intended to explain the present invention as one embodiment so that the present invention can be easily understood.
도 6은 본 발명에 따른 센싱부가 가동측의 펀치 플레이트(도5의 601) 또는 스트리퍼 플레이트(도5의 602)에 부착 설치하여 프레스 성형을 수행할 때 얻은 진동신호이다.FIG. 6 is a vibration signal obtained when a sensing unit according to the present invention is attached and installed to a punch plate (601 of FIG. 5) or a stripper plate (602 of FIG. 5) on the movable side and press forming is performed.
펀치 플레이트(도5의 601) 또는 스트리퍼 플레이트(도5의 602)는 하부 금형 또는 다이와 비교하여 진동신호의 검출이 용이하고 미세한 진동신호의 검출도 가능하다.The punch plate (601 in Fig. 5) or the stripper plate (602 in Fig. 5) is easy to detect vibration signals compared to the lower mold or die, and can also detect fine vibration signals.
또한, 본 발명은 프레스 성형공정을 모니터링하기 위하여 금형의 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간(도6의 701), 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간(도6의 702), 프레스 종료 시간(도6의 703), 금형 개방 시작시간(도6의 704), 재료 및 제품 취출 시간(도6의 705)으로 구분하여 신호를 검출하고, 이를 제어부, 터미널 및 서버로 전송한 후, 이들 신호를 분석하여 프레스 성형 공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 모니터링할 수 있다.In addition, the present invention detects signals by dividing them into press holder contact time (701 in FIG. 6), punch contact and press start time (702 in FIG. 6), press end time (703 in FIG. 6), mold opening start time (704 in FIG. 6), and material and product removal time (705 in FIG. 6) from the vibration signal of the mold in order to monitor the press forming process, and transmits these signals to a control unit, a terminal, and a server, and then analyzes these signals to monitor whether the press forming process is being carried out normally.
센서모듈에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 금형의 진동신호로부터 프레스 홀더 접촉 시간(도6의 701), 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간(도6의 702), 프레스 종료 시간(도6의 703), 금형 개방 시작시간(도6의 704) 및 재료 및 제품 취출 시간(도6의 705)을 검출하고, 이들 중에서 적어도 하나 이상을 모니터링 신호로 사용할 수 있다.From the vibration signal of the mold measured by the acceleration sensor or vibration sensor built into the sensor module, the press holder contact time (701 in Fig. 6), the punch contact and press start time (702 in Fig. 6), the press end time (703 in Fig. 6), the mold opening start time (704 in Fig. 6), and the material and product removal time (705 in Fig. 6) are detected, and at least one of these can be used as a monitoring signal.
도 6에서의 진동신호는 40 RPM 속도로 동작할 때 가속도 센서로 획득한 것이며, 1.5초가 한 사이클(1 주기)로 진행되는 것이다.The vibration signal in Fig. 6 was obtained by an acceleration sensor when operating at a speed of 40 RPM, and 1.5 seconds is one cycle (1 period).
도 7은 피크치가 높은 진동신호(60 RPM)와 피크치가 다소 낮은 진동신호(40 RPM)를 동시에 나타낸 것이며, 60 RPM으로 동작할 경우에는 1 사이클이 1초이고, 40 RPM 으로 동작할 경우에는 1 사이클이 1.5초로 진행된다.Figure 7 shows a vibration signal with a high peak (60 RPM) and a vibration signal with a slightly lower peak (40 RPM) at the same time. When operating at 60 RPM, one cycle is 1 second, and when operating at 40 RPM, one cycle is 1.5 seconds.
도 7의 진동신호는 기계식 프레스 성형기로 RPM 속도와 성형판 주입 속도를 서로 맞추어서 신호를 획득한 것이며, 속도가 빠를수록 가속도가 다소 커져서 진동신호의 진폭이 크게 나타남을 알 수 있다.The vibration signal in Fig. 7 is obtained by matching the RPM speed and the molding plate injection speed with each other using a mechanical press molding machine. It can be seen that as the speed increases, the acceleration increases somewhat, resulting in a larger amplitude of the vibration signal.
보다 구체적으로, 도 7에서, 60 RPM 시 가속도 센서로 측정한 진동신호의 진폭과 40 RPM 시 측정한 진동신호의 진폭 크기의 차이(도7의 801)를 확인할 수 있으며, 작은 진폭을 가진 신호가 40 RPM 시 측정한 진동신호이다.More specifically, in Fig. 7, the difference in amplitude between the vibration signal measured by the acceleration sensor at 60 RPM and the vibration signal measured at 40 RPM (801 in Fig. 7) can be confirmed, and the signal with the smaller amplitude is the vibration signal measured at 40 RPM.
그러나, RPM을 너무 높게 설정할 경우에는 성형을 위한 프레스 유지시간 등이 너무 짧아서 정상적인 성형 제품을 제작 생산할 수 없고, 너무 느리게 할 경우에는 프레스 힘이 작고 생산 속도가 저조한 문제점이 있다.However, if the RPM is set too high, the press holding time for forming is too short, making it impossible to produce normal formed products, and if it is set too slow, the press force is small and the production speed is slow.
프레스 성형의 경우에는 펀치 플레이트와 다이가 성형판(성형 제품의 재료가 되는 시트(sheet))를 사이에 두고 높은 압력으로 서로 누르기 때문에 상부 및/또는 다이(또는 하부 금형)의 일부 또는 전체적으로 마모가 발생할 수 있다.In the case of press molding, the punch plate and die press against each other at high pressure with the molding plate (sheet that is the material of the molded product) in between, so wear may occur in part or all of the upper and/or lower mold.
프레스 성형 중에서 블랭킹 공정의 경우에는 펀치 플레이트(상부 금형)와 다이(하부 금형)가 서로 맞닿지 않고, 스트리퍼 플레이트로 견고하게 고정한 성형판을 펀치 플레이트로 순간적으로 강한 압력을 가하여 성형을 수행한 후, 성형된 제품을 다이 하부로 떨어뜨리는 구성임으로 펀치 플레이트 등의 마모에서 다소 차이가 있을 수 있다.In the case of the blanking process during press forming, the punch plate (upper mold) and the die (lower mold) do not come into contact with each other, and the forming plate is firmly fixed with a stripper plate, and strong pressure is applied momentarily to the punch plate to perform forming, and then the formed product is dropped to the bottom of the die. Therefore, there may be some difference in wear of the punch plate, etc.
금형의 일부 또는 전체적으로 마모가 발생하거나 혹은 성형판의 주입속도가 펀치 플레이트의 왕복 주기와 서로 일치하지 않을 경우에 가속도 센서 또는 진동센서에서 획득한 진동신호의 진폭 또는 신호의 발생 시점 등에서 정상적인 진동신호와 비교하여 차이가 발생할 수 있다.If wear occurs in part or all of the mold, or if the injection speed of the molding plate does not match the reciprocating cycle of the punch plate, differences may occur in the amplitude or timing of the vibration signal acquired from the acceleration sensor or vibration sensor compared to the normal vibration signal.
앞서 설명한 정상적인 진동신호와 비교하여 진폭 크기, 발생시간 등이 차이가 발생할 경우에 성형 제품 생산공정에 이상이 발생한 것으로 판단하여 해당 서버 및/또는 관리 서버의 모니터 상에 이상 발생 메시지를 표시하거나 및/또는 통신 수단을 통해서 관리자에게 안내되도록 구성할 수 있다.If there is a difference in amplitude size, occurrence time, etc. compared to the normal vibration signal described above, it can be determined that an abnormality has occurred in the molded product production process, and an abnormality occurrence message can be displayed on the monitor of the server and/or the management server and/or notified to the manager via a communication means.
도 5에서, 센서모듈의 센싱부와 자석부 각각은 모니터링 신호의 정확한 획득 가능성 및 설치가 용이한 공간 등을 고려하여 펀치 플레이트 또는 스트리퍼 플레이트에 센싱부를 설치하고 다이에 자석부를 설치하거나 혹은 다이에 센싱부를 설치하고 펀치 플레이트 또는 스트리퍼 플레이트에 자석부를 설치할 수도 있다.In Fig. 5, the sensing unit and the magnet unit of the sensor module may be installed on a punch plate or a stripper plate and the magnet unit may be installed on a die, or the sensing unit may be installed on a die and the magnet unit may be installed on a punch plate or a stripper plate, taking into account the possibility of accurate acquisition of a monitoring signal and the space for easy installation.
프레스 성형의 경우에는 펀치 플레이트와 스트리퍼 플레이트의 움직임에 의하여 성형 제품이 제작되기 때문에 펀치 플레이트 및/또는 스트리퍼 플레이트에 센싱부를 고정 설치할 경우에 프레스 성형 공정수행에 따라 발생하는 다양한 진동신호를 보다 용이하게 획득할 수 있는 이점이 있다.In the case of press forming, since the formed product is manufactured by the movement of the punch plate and the stripper plate, there is an advantage in that the various vibration signals generated according to the press forming process can be more easily obtained when the sensing unit is fixedly installed on the punch plate and/or the stripper plate.
물론, 다이에 센싱부를 고정 설치하여 진동신호를 획득할 수도 있다.Of course, it is also possible to obtain a vibration signal by fixing a sensing unit to the die.
본 발명은 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 진동신호로부터 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 들을 획득하고, 획득한 각각의 진동신호에서 피크 값 또는 설정된 값 이상의 값을 획득하여 프레스 성형공정이 정상적으로 또는 비정상적으로 이루어지고 있는지를 모니터링할 수 있다.The present invention obtains press holder contact time, punch contact and press start time, press end time, mold opening start time, material and product ejection times from vibration signals measured by an acceleration sensor or a vibration sensor, and obtains a peak value or a value higher than a set value from each of the obtained vibration signals, thereby enabling monitoring whether a press forming process is performed normally or abnormally.
본 발명의 센서모듈에 내장된 홀 센서가 펀치 플레이트 또는 스트리퍼 플레이트에 설치되고, 자석부는 다이에 설치하거나 혹은 역으로 설치하여 프레스 동작에 의하여 홀 센서가 자석에 접근하여 형폐가 되면, 홀 센서에서 'ON'의 의미로 '1' 신호를 감지하고, 프레스 동작에 의하여 홀 센서로부터 자석이 멀어져 형개가 되면, 마그네틱 홀 센서에서 'OFF'의 의미로 '0' 신호를 감지하여 센서모듈의 제어부로 신호를 전송하도록 구성할 수 있다.The sensor module of the present invention may be configured such that a Hall sensor built into the sensor module is installed in a punch plate or a stripper plate, and a magnet section is installed in a die or, conversely, such that when the Hall sensor approaches the magnet by a press operation and the mold is closed, a '1' signal meaning 'ON' is detected in the Hall sensor, and when the magnet moves away from the Hall sensor by the press operation and the mold is opened, a '0' signal meaning 'OFF' is detected in the magnetic Hall sensor and a signal is transmitted to the control section of the sensor module.
본 발명은 센서모듈에 내장된 센서에서 측정된 데이터를 신속하게 처리하기 위하여, 마그네틱 홀 센서, 가속도 센서로부터 획득한 신호를 소정의 규칙에 따라 데이터 배열로 전송 처리하여 신속하면서 정확하게 프레스 성형공정을 모니터링하도록 구성할 수 있다.The present invention can be configured to quickly and accurately monitor a press forming process by transmitting and processing signals acquired from a magnetic hall sensor and an acceleration sensor as a data array according to predetermined rules in order to quickly process data measured from a sensor built into a sensor module.
본 발명에 따른 모니터링 센서모듈의 제어부는 마그네틱 홀 센서, 가속도 센서, 온도 센서로부터 획득한 신호를 컴퓨터, 서버 및 스마트폰 중 적어도 하나 이상으로 전송하기 위하여 블루투스를 포함하는 무선 통신부를 구비하고 있다.The control unit of the monitoring sensor module according to the present invention has a wireless communication unit including Bluetooth to transmit signals obtained from a magnetic hall sensor, an acceleration sensor, and a temperature sensor to at least one of a computer, a server, and a smartphone.
본 발명은 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 들을 획득하고, 획득한 각각의 진동신호에서 '펀치 접촉 및 프레스 시작 시간'과 '프레스 종료 시간' 을 합한 시간을 '프레스 공정 시간'으로 정의하고, 이들 신호를 분석하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 모니터링할 수 있다.The present invention obtains press holder contact time, punch contact and press start time, press end time, mold opening start time, and material and product ejection times from vibration signals measured by an acceleration sensor or a vibration sensor, and defines the time obtained by adding the 'punch contact and press start time' and the 'press end time' from each acquired vibration signal as the 'press process time', and analyzes these signals to monitor whether the press forming process is being carried out normally.
상기 '금형 개방 시작시간(도6의 704)' 및 '재료 및 제품 취출 시간(도6의 705)' 은 모두 금형이 열리고 디몰딩될 때 발생하는 신호로 볼 수 있으므로 하나의 단계 또는 과정으로 하나의 기술적 구성으로 묶어서 '금형 개방 및 제품 취출시간'으로 정의하여 모니터링용 정보로 사용할 수 있다.The above 'mold opening start time (704 in Fig. 6)' and 'material and product ejection time (705 in Fig. 6)' can both be viewed as signals generated when the mold is opened and demolded, and therefore can be grouped into one technical configuration as a single step or process and defined as 'mold opening and product ejection time' to be used as monitoring information.
도 8은 센서모듈에서 측정한 신호들이 데이터 송수신 터미널(901)을 통해 서버 및/또는 클라우드 서버(902)까지 전달되는 과정을 나타내는 데이터 흐름도이다.Figure 8 is a data flow diagram showing the process in which signals measured by a sensor module are transmitted to a server and/or cloud server (902) through a data transmission/reception terminal (901).
도 9는 제조 생산 현장에서 다수의 센서모듈과 데이터 송수신 터미널이 연결되어 상호작용하는 것을 나타낸 데이터 흐름도이다.Figure 9 is a data flow diagram showing the connection and interaction of multiple sensor modules and data transmission/reception terminals in a manufacturing production site.
도 10은 센서모듈을 이용한 데이터 수집부터 앱 플랫폼에 수집 데이터 및 분석 정보가 표시되는 전체 과정을 개략적으로 도시된 데이터 흐름도이다.Figure 10 is a data flow diagram schematically illustrating the entire process from data collection using a sensor module to displaying collected data and analysis information on the app platform.
도 11은 본 발명에 따라 서버와 연동하는 모니터 상에 표시된 해당 회사에서 가지고 있는 금형들에 대한 전체 금형의 사용 현황을 보여준 것이다.Figure 11 shows the overall mold usage status of the molds owned by the company displayed on a monitor linked to a server according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따라 제공되는 다양한 종류의 표시 화면 중에 하나의 실시 예로 보여주기 위하여 모니터 상에서 화면 캡쳐한 것이다.FIG. 11 is a screen capture on a monitor to show one embodiment of various types of display screens provided according to the present invention.
앞서 설명한 펀치 플레이트에 압력을 적용하는 방식에는 회전 운동을 직선왕복 운동으로 변경하여 동작시키는 기계식 프레스 성형 방식과 통상의 유압 또는 공기압 실린더를 이용하여 직선왕복운동으로 압력을 가하는 프레스 성형 방식이 있으며, 두 방식 모두 앞서 설명한 기술적 구성을 그대로 적용하여 금형의 진동신호 및/또는 형개폐 신호를 측정 분석하여 프레스 성형공정을 모니터링할 수 있다.There are two methods for applying pressure to the punch plate described above: a mechanical press forming method that changes rotational motion into linear reciprocating motion and operates it, and a press forming method that applies pressure into linear reciprocating motion using a conventional hydraulic or pneumatic cylinder. In both methods, the press forming process can be monitored by measuring and analyzing the vibration signal and/or mold opening/closing signal of the mold by applying the technical configuration described above.
세계 각국에서 생산되는 다양한 프레스 성형 제품을 관리하기 위하여 복수의 센서모듈이 금형에 부착 설치되고, 센서모듈에서 측정한 신호는 제어용 PCB를 통해서 송수신 터미널로 데이터들이 전송되며, 전송된 데이터들은 통상의 고속 인터넷 WiFi 등의 유무선 통신을 통해서 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버로 전송되어 메모리 및/또는 데이터베이스에 저장된다.In order to manage various press-molded products produced around the world, multiple sensor modules are attached and installed to molds, and signals measured by the sensor modules are transmitted as data to a transmission/reception terminal through a control PCB, and the transmitted data are transmitted to a management server, server, or cloud server through wired/wireless communication such as general high-speed Internet WiFi and stored in memory and/or a database.
메모리 및/또는 데이터베이스에 저장된 데이터는 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버에 탑재된 통계적 알고리즘과 AI/ML 알고리즘을 이용하여 다양한 분석을 통해서 사용자들에게 성형 제품의 공정을 효율적으로 감시 및 관리를 할 수 있도록 다양한 서비스를 제공해 줄 수 있다.Data stored in memory and/or database can be analyzed using statistical algorithms and AI/ML algorithms installed on a management server, server, or cloud server to provide users with various services to efficiently monitor and manage the process of molded products.
앞서 기술한 내용들과 도면에 기초하여 후술될 내용들은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있을 것이다.Based on the contents described above and the drawings, the contents to be described below can be easily implemented by anyone with common knowledge in this technical field.
서버 또는 클라우드 서버 시스템에는 저장된 데이터들을 이용하여 프레스 성형 공정 중 측정된 싸이클 타임, 금형의 진동신호를 이용하여 분석할 수 있도록 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘이 탑재되어 있다.The server or cloud server system is equipped with mathematical statistical tools/algorithms and/or AI/ML algorithms to analyze the cycle time and vibration signals of the mold measured during the press forming process using the stored data.
해당 서버 또는 클라우드 서버의 메모리 및/또는 데이터베이스에 기록 저장된 데이터는 서버 또는 클라우드 서버에 탑재된 수학적 통계 도구/알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 이용하여 학습 훈련된 데이터 패턴에 기초하여 프레스 성형 제품 각각에 대하여 정상적인 공정으로 생산된 양품 또는 비정상적인 공정으로 생산된 불량품을 판단하는 단계를 포함한다.The data recorded and stored in the memory and/or database of the server or cloud server includes a step of judging, for each press-molded product, whether it is a good product produced through a normal process or a defective product produced through an abnormal process based on the trained data pattern using a mathematical statistical tool/algorithm and/or AI/ML algorithm installed in the server or cloud server.
이러한 분석 자료는 본 발명에 따라 설계 제작된 앱 플랫폼 프로그램이 탑재된 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 등을 통해서 원격으로 세계 어느 곳에서나 모니터 상으로 확인할 수 있으며, 실시간으로 데이터를 보여주기 때문에 시간과 장소에 무관하게 프레스 생산공정 제어 및 관리에 활용할 수 있다.These analysis data can be checked remotely on a monitor from anywhere in the world through a management server, server, or cloud server equipped with an app platform program designed and manufactured according to the present invention, and because the data is displayed in real time, it can be used to control and manage the press production process regardless of time and place.
본 발명은 센서모듈을 통해 수집되어 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템에 저장된 데이터들 중 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 진동신호에 대한 분석 알고리즘을 이용하여 분석한 결과를 프레스 성형 제품의 품질 관리와 관련하여 다양하게 앱 플랫폼 상에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention may include a step of displaying, on an app platform in various ways, the results of analysis using an analysis algorithm for a vibration signal measured by an acceleration sensor or a vibration sensor among data collected through a sensor module and stored in a management server, server, or cloud server system, in relation to quality management of a press-molded product.
본 발명은 센서모듈의 펌웨어 프로그램에 내장된 알고리즘을 바탕으로, 시계열 데이터를 특정 피크와 시간 데이터로 변환한 후, 데이터 배열하여 송수신 터미널을 통해서 관리서버, 서버 또는 클라우드 서버 시스템로 전송하여 저장하고, 이를 분석하여 앱 플랫폼의 화면에 표시하는 단계를 포함한다.The present invention includes a step of converting time series data into specific peak and time data based on an algorithm built into a firmware program of a sensor module, then arranging the data and transmitting and storing it to a management server, server, or cloud server system through a transmission/reception terminal, and analyzing the same and displaying it on the screen of an app platform.
상기 센서모듈의 가속도 센서 또는 진동 센서에서 측정된 진동신호에서 진폭의 크기는 피크 값을 획득하거나 설정된 값 이상인 신호들을 획득하는 방법으로 검출할 수 있다.The size of the amplitude of a vibration signal measured by an acceleration sensor or vibration sensor of the above sensor module can be detected by obtaining a peak value or obtaining signals greater than a set value.
이러한 방법으로 검출한 신호를 센서모듈에 내장된 제어부에서 블루투스를 포함하는 무선통신을 통해서 터미널로 전송하고, 터미널에서 무선통선 또는 WiFi를 통해서 관리 서버, 서버 혹은 클라우드 서버 등으로 전송되어 메모리 또는 데이터베이스에 저장된다.The signal detected in this way is transmitted to the terminal via wireless communication including Bluetooth from the control unit built into the sensor module, and from the terminal via wireless communication or WiFi to a management server, server, or cloud server, and stored in memory or a database.
상기 관리 서버, 서버 혹은 클라우드 서버 등으로 전송되어 메모리 또는 데이터베이스에 기록 저장된 데이터는 탑재된 통계적 알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘을 통해 프레스 성형 제품의 양품, 불량 혹은 이상가능성이 있는 제품 생산 등으로 분류되며, 생산성과 불량률을 분석할 수 있다.The data transmitted to the above management server, server or cloud server, etc. and recorded and stored in memory or a database are classified into good, defective or possibly abnormal press-molded products through the built-in statistical algorithm and/or AI/ML algorithm, and productivity and defect rate can be analyzed.
상기 통계적 알고리즘 및/또는 AI/ML 알고리즘은 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호 데이터를 실시간으로 기록 저장하면서 프로그램이 실행되고 있는 관리 서버, 서버, 클라우드 서버, 컴퓨터 등에 탑재되어 메모리에 기록 저장된 데이터에 기초하여 다양한 프레스 성형제품의 품질을 분석하여 생산을 관리하거나 혹은 금형 및/또는 프레스 성형기의 유지/보수 시점 등을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.The above statistical algorithm and/or AI/ML algorithm may include a step of analyzing the quality of various press-molded products based on the data recorded and stored in memory by installing the management server, server, cloud server, computer, etc. on which the program is running while recording and storing vibration signal data measured by an acceleration sensor or vibration sensor in real time, and managing production or predicting the timing of maintenance/repair of a mold and/or press molding machine.
본 발명의 하나의 실시 예는 상부 금형 및/또는 하부 금형의 손상, 사이클(공정 주기) 변경 등을 포함하는 다양한 불량 정보들을 라벨링하여 실시간으로 어떠한 종류의 불량이 발생하였는지를 판단하는 AI/ML 알고리즘을 구축하며, 학습을 위해 정규화 혹은 일반화된 값을 바탕으로 다양한 종류의 신호 패턴을 추출하여 학습시키고, 학습된 신호 패턴에 기초하여 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호 데이터의 패턴과 비교하여 양품인지 아닌지를 실시간으로 판단할 수 있다.One embodiment of the present invention constructs an AI/ML algorithm that labels various types of defect information including damage to an upper mold and/or a lower mold, changes in a cycle (process cycle), etc., and determines in real time what type of defect has occurred, and extracts various types of signal patterns based on normalized or generalized values for learning, and compares the learned signal patterns with patterns of vibration signal data measured by an acceleration sensor or a vibration sensor to determine in real time whether a product is good or not.
본 발명의 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기의 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하고, 펀치 플레이트와, 펀치 플레이트가 누르는 압력을 수용하는 하부 금형 및 다이 중에서 적어도 하나 이상이 부분적으로 또는 전체적으로 손상되는 경우에 대해서 각각 라벨링하여 각각의 신호 패턴을 학습하고, 실시간으로 수집된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호의 데이터와 상기 라벨링하여 학습한 다양한 패턴과 서로 비교하여 금형이나 프레스 성형기의 손상과, 유지보수 시점 및 발생 가능한 문제점 중 적어도 하나 이상여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention includes a step of loading an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or a press molding machine into a server or a management server, and, in the case where at least one of a punch plate and a lower mold and a die that receive pressure applied by the punch plate is partially or completely damaged, labeling each of the plurality of signal patterns and learning them, and comparing data of vibration signals measured by an acceleration sensor or vibration sensor collected in real time with various patterns learned by labeling, to determine whether at least one of damage, maintenance timing, and possible problems of the mold or press molding machine is present.
앞서 기술한 기술적 구성에 기초하여 본 발명의 특허보호범위를 요약하여 기술한다.Based on the technical configuration described above, the scope of patent protection of the present invention is summarized and described.
본 발명의 하나의 실시 예로, 금형 표면에 고정 설치되어, 형개폐의 횟수를 카운트하기 위한 센서와, 프레스 성형 제품의 품질 관리를 위하여 프레스 금형의 진동을 감지하기 위한 센서를 구비하고 프레스 성형 제품을 관리하기 위해 모니터링하는 프레스 성형제품 품질분석 모니터링시스템을 제공하는데 있다.As one embodiment of the present invention, a press molding product quality analysis monitoring system is provided, which comprises a sensor fixedly installed on a mold surface to count the number of mold openings and closings, and a sensor for detecting vibration of a press mold for quality management of a press molded product, and which monitors for managing a press molded product.
본 발명의 하나의 실시 예로, 프레스 금형의 진동을 감지하기 위한 센서는 금형의 진동을 측정할 수 있는 가속도 센서 또는 진동센서가 센서모듈에 내장되고, 센서모듈에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호를 모니터링 하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 판단할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a sensor for detecting vibration of a press mold includes an acceleration sensor or vibration sensor capable of measuring vibration of the mold built into a sensor module, and at least one vibration signal among a press holder contact time, a punch contact and press start time, a press end time, a mold opening start time, and a material and product ejection time is measured from a vibration signal measured by the acceleration sensor or vibration sensor built into the sensor module, and at least one vibration signal among the measured vibration signals is monitored to determine whether the press forming process is performed normally.
본 발명의 하나의 실시 예로, 센서모듈의 센싱부는 진동신호를 용이하게 검출할 수 있는 펀치 플레이트 및 스트리퍼 플레이트 중 하나에 고정 설치되고, 진동이 적게 발생하는 하부 금형 또는 다이에 자석부가 고정 설치되며, 센싱부에는 제어용 PCB와 측정용 PCB가 내장되며, 제어용 PCB에는 홀센서, 액정표시부, MCU 및 제어 알고리즘이 탑재된 메모리가 탑재되어 센싱부 케이스 내에 고정 설치되고, 측정용 PCB는 진동을 측정하는 센서를 탑재하고, 정확하게 진동신호를 측정하기 위하여 센싱부 하부 케이스에 밀착시켜 설치하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, a sensing unit of a sensor module is fixedly installed on one of a punch plate and a stripper plate capable of easily detecting a vibration signal, a magnet unit is fixedly installed on a lower mold or die where little vibration occurs, a control PCB and a measurement PCB are built into the sensing unit, and the control PCB is equipped with a hall sensor, a liquid crystal display unit, an MCU, and a memory having a control algorithm and is fixedly installed inside a sensing unit case, and the measurement PCB is preferably equipped with a sensor for measuring vibration and installed in close contact with the lower case of the sensing unit in order to accurately measure the vibration signal.
본 발명의 하나의 실시 예로, 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간에서 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 진동신호는 사이클 시간의 차이에 따라 달라지며, 진동신호의 진폭 크기 및 진동신호의 주기 중 적어도 하나가 설정된 크기를 벗어나면, 프레스 성형 제품의 품질에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a vibration signal measured by an acceleration sensor or a vibration sensor at a press holder contact time, a punch contact, and a press start time varies depending on a difference in a cycle time, and if at least one of the amplitude size of the vibration signal and the period of the vibration signal deviates from a set size, it can be determined that there is a problem with the quality of a press-formed product.
본 발명의 하나의 실시 예로, 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 진동신호에서 형개신호 및 형폐신호를 카운트하되, 형개신호와 형폐신호사이의 신호 간격을 실시간으로 측정하여 설정된 시간 범위 내에 존재하는지 판단하며, 판단 결과 설정된 시간 범위보다 작거나 클 경우에 성형 제품의 품질에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a mold opening signal and a mold closing signal are counted from a vibration signal measured by an acceleration sensor or a vibration sensor, and a signal interval between the mold opening signal and the mold closing signal is measured in real time to determine whether it exists within a set time range. If the determination result is smaller or larger than the set time range, it can be determined that there is a problem with the quality of the molded product.
본 발명의 하나의 실시 예는 자력센서에서 측정한 형개 시간 및 형폐 시간 중 적어도 하나 이상을 실시간으로 측정하고, 형개 시간 및 형폐 시간 중 적어도 하나 이상의 시간 간격이 설정된 시간 간격의 범위를 벗어나면, 프레스 성형 제품의 품질에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.One embodiment of the present invention measures in real time at least one of a mold opening time and a mold closing time measured by a magnetic sensor, and if at least one time interval of the mold opening time and the mold closing time is out of a set time interval range, it can be determined that there is a problem with the quality of a press-molded product.
본 발명의 하나의 실시 예로, 센싱부 내부에는 제어부가 고정 설치되고, 제어부는 가속도 센서 또는 진동센서 및 자력센서로부터 신호를 획득하는 시간간격을 제어하며, 가속도 센서 또는 진동센서 및 자력센서로부터 획득한 신호는 센싱부에 내장된 제어부에 탑재된 알고리즘으로 소정의 절차에 따라 데이터를 처리한 후, 제어부로부터 터미널을 거쳐서 컴퓨터, 관리 서버, 서버 및 스마트폰 중 적어도 하나 이상으로 송수신하기 위하여 블루투스를 포함하는 무선 통신부를 구비하고, 고속 인터넷 WiFi 통신으로 전세계로 실시간으로 전송하여 제품의 품질을 관리할 수 있도록 구성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a control unit is fixedly installed inside a sensing unit, and the control unit controls a time interval for acquiring signals from an acceleration sensor, a vibration sensor, and a magnetic sensor, and the signals acquired from the acceleration sensor, a vibration sensor, and a magnetic sensor are processed as data according to a predetermined procedure by an algorithm installed in the control unit built into the sensing unit, and then transmitted and received from the control unit to at least one or more of a computer, a management server, a server, and a smartphone through a terminal, and a wireless communication unit including Bluetooth is provided, and the product quality can be managed by transmitting the data in real time around the world through high-speed Internet WiFi communication.
본 발명의 하나의 실시 예로, 상부 금형 및/또는 하부 금형의 손상, 사이클(공정 주기) 변경 등을 포함하는 다양한 불량 정보를 라벨링하여 실시간으로 어떠한 종류의 불량이 발생하였는지를 판단하는 AI/ML 알고리즘을 구축하며, 학습을 위해 정규화 혹은 일반화된 값을 바탕으로 신호 패턴을 추출하여 학습시키고, 학습된 패턴에 기초하여 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호 데이터의 패턴과 비교하여 양품인지 아닌지를 판단할 수 있다.As one embodiment of the present invention, an AI/ML algorithm is constructed to label various types of defect information including damage to an upper mold and/or a lower mold, changes in a cycle (process cycle), etc., and determine in real time what type of defect has occurred. A signal pattern is extracted and learned based on a normalized or generalized value for learning, and based on the learned pattern, it is compared with a pattern of vibration signal data measured by an acceleration sensor or a vibration sensor to determine whether the product is good or not.
본 발명의 하나의 실시 예는 센싱부에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서에서 프레스 홀더 접촉 시간, 프레스 공정 시간, 금형 개방 및 제품 취출 시간 구간으로 구분하여 진동신호를 검출하되, 프레스 홀더 접촉 시간, 프레스 공정 시간, 금형 개방 및 제품 취출 시간에서 생성되는 진동신호의 진폭의 크기 및 각각의 구간사이의 시간 중 적어도 하나 이상을 연속적으로 측정 저장하고, 측정 저장된 진동신호의 진폭 및 발생 시간 간격을 서로 비교 분석하여 프레스 성형 제품의 이상여부 판단할 수 있다.One embodiment of the present invention detects a vibration signal by dividing it into press holder contact time, press process time, mold opening and product ejection time sections by an acceleration sensor or a vibration sensor built into a sensing unit, and continuously measures and stores at least one of the amplitude of the vibration signal generated from the press holder contact time, the press process time, the mold opening and product ejection time and the time between each section, and compares and analyzes the amplitude and occurrence time interval of the measured and stored vibration signal to determine whether a press-molded product is abnormal.
본 발명의 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하고, 센싱부에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 진동신호 패턴에서 이상 발생 시 프레스 금형이나 프레스 성형기에서 생성되는 이상 진동신호에 대해 각각 라벨링하고, 각각의 신호 패턴을 학습시켜서, 프레스 성형제품의 생산 중 생성되어 다양하게 측정되는 진동신호의 패턴과 학습한 신호 패턴을 서로 비교 분석한 후, 프레스 성형조건을 수정하여 불량 제품이 생산되고 있는 공정을 양품이 생산되도록 프레스 성형 주기를 정상적으로 제어하거나 금형의 손상을 알려서 금형을 교체할 수 있도록 하는 구성을 포함할 수 있다.One embodiment of the present invention includes a configuration in which an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or a press molding machine is installed in a server or a management server, and when an abnormality occurs in a vibration signal pattern measured by an acceleration sensor or vibration sensor built into a sensing unit, an abnormal vibration signal generated from a press mold or a press molding machine is individually labeled, and each signal pattern is learned, so that the patterns of vibration signals generated and measured in various ways during the production of a press molded product are compared and analyzed with the learned signal patterns, and then the press molding conditions are modified so that a process in which a defective product is being produced is controlled to normally produce a press molding cycle so that a good product is produced, or damage to the mold is notified so that the mold can be replaced.
본 발명의 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하고, 양품의 성형 제품을 생산하기 위한 성형조건이 단 하나가 아님을 고려하여 양품 생산을 위한 다양한 성형조건과 이에 따른 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호 데이터 중 다양한 조건의 양품 생산 패턴을 학습시키고, 수집된 가속도 센서에서 측정된 진동신호 데이터 패턴과 학습시킨 패턴을 서로 비교하여 양품인지 아닌지를 판단할 수 있다.One embodiment of the present invention comprises: installing an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine on a server or a management server; considering that there is not just one molding condition for producing a quality molded product, learning a variety of molding conditions for producing a quality product and a quality production pattern under various conditions among vibration signal data measured by an acceleration sensor or vibration sensor according to the molding conditions; and comparing the vibration signal data pattern measured by the collected acceleration sensor with the learned pattern to determine whether the product is quality or not.
본 발명의 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하고, 센서모듈에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호에 기초하여, 프레스 성형 대상의 성형판을 강한 압력으로 누르는 과정에서 펀치 플레이트와, 펀치 플레이트가 누르는 압력을 수용하는 하부 금형 및 다이 중 적어도 하나 이상이 부분적으로 또는 전체적으로 손상되는 경우에 센싱부에 내장된 가속도 센서 또는 진동 센서로 진동신호를 측정하고 이를 이용하여 프레스 성형공정을 모니터링할 수 있다.One embodiment of the present invention comprises: a server or a management server equipped with an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine; and measuring at least one vibration signal among press holder contact time, punch contact and press start time, press end time, mold opening start time, and material and product ejection time from a vibration signal measured by an acceleration sensor or a vibration sensor built into a sensor module; and, based on at least one vibration signal among the measured vibration signals, when a punch plate and at least one or more of a lower mold and a die that receive the pressure applied by the punch plate are partially or completely damaged in the process of pressing a molding plate to be press molded with strong pressure, the vibration signal is measured by the acceleration sensor or vibration sensor built into a sensing unit, and the press molding process can be monitored using the vibration signal.
본 발명의 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하고, 펀치 플레이트와, 펀치 플레이트가 누르는 압력을 수용하는 하부 금형 및 다이 중에서 적어도 하나 이상이 부분적으로 또는 전체적으로 손상되는 경우에 대해서 라벨링하고, 각각의 신호 패턴을 학습하며, 실시간으로 수집된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호의 데이터 패턴과 상기 라벨링하여 학습한 다양한 패턴과 서로 비교하여 금형이나 프레스 성형기의 손상과, 유지보수 시점 및 발생 가능한 문제점 중 적어도 하나 이상을 판단할 수 있다.One embodiment of the present invention comprises: a server or a management server equipped with an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine; and when at least one of a punch plate and a lower mold and die that receive pressure applied by the punch plate is partially or completely damaged, the algorithm labels the case, learns each signal pattern, and compares data patterns of vibration signals measured by an acceleration sensor or vibration sensor collected in real time with various patterns learned through labeling, thereby determining at least one of damage to the mold or press molding machine, a maintenance timing, and possible problems.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 자석부에 설치된 자석의 자력 세기가 거리의 세제곱에 반비례하여 감소하기 때문에 자석부와 홀센서가 내장된 센싱부사이의 거리를 설정된 거리 이내에서 고정 설치하되, 제어용 PCB에 배치하여 센싱부 내 상부에 고정 설치되고, 자석부에 설치되는 자석은 센싱부에 설치된 홀센서의 위치를 고려하여 설정된 거리 범위 내에서 자석부를 고정 설치할 수 있다.Another embodiment of the present invention is a method in which the magnetic strength of a magnet installed in a magnet portion decreases inversely proportional to the cube of the distance, so that the distance between the magnet portion and the sensing portion having a built-in Hall sensor is fixedly installed within a set distance, but is arranged on a control PCB and fixedly installed at the upper part of the sensing portion, and the magnet installed in the magnet portion can be fixedly installed within a set distance range in consideration of the position of the Hall sensor installed in the sensing portion.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센서모듈에 내장된 전자부품에 전기에너지를 공급하는 배터리가 측정용 PCB와 제어용 PCB 사이에 위치한 배터리 고정부에 고정 설치되고, 배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 고정 설치되며, 배터리 고정부의 하부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 단열판을 고정 설치할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a battery for supplying electric energy to electronic components built into a sensor module is fixedly installed in a battery fixing portion located between a measurement PCB and a control PCB, a battery fixing silicone member is fixedly installed on an upper portion of the battery to prevent the battery from being separated from the battery fixing portion, and an insulating plate can be fixedly installed on a lower portion of the battery fixing portion to minimize heat transfer to the battery so as not to exceed the operating temperature limit of the battery.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센싱부 상부 케이스에는 센서모듈 정보표시용 액정표시부가 고정 설치되며, 센싱부의 정보표시용 액정표시부에는 마지막 샷 수 표시, 형폐 상태 표시, 배터리 잔량 표시, 터미널와 제어부사이 통신 감도 표시, 설치 상태 표시, 저장 데이터 유무 표시 중에서 하나를 센서모듈 조작용 버튼으로 조작하여 표시할 수 있도록 구성할 수 있다.In another embodiment of the present invention, a liquid crystal display for displaying sensor module information is fixedly installed on the upper case of the sensing unit, and the liquid crystal display for displaying information of the sensing unit can be configured to display one of the following by operating the sensor module operation button: display of the number of last shots, display of the closed state, display of the remaining battery capacity, display of the communication sensitivity between the terminal and the control unit, display of the installation state, and display of the presence or absence of saved data.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리서버에 탑재하고, 센서모듈에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 프레스 공정 시간, 금형 개방 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호에 기초하여 획득된 주기와 프레스 성형 공정의 설정된 주기를 서로 비교하여 설정된 주기를 벗어났을 때 비정상적으로 성형 공정으로 제작된 것으로 판단할 수 있다.Another embodiment of the present invention comprises: a server or a management server equipped with an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine; measuring at least one vibration signal among press holder contact time, press process time, mold opening, and product ejection time from a vibration signal measured by an acceleration sensor or vibration sensor built into a sensor module; comparing a cycle obtained based on at least one vibration signal among each of the measured vibration signals with a set cycle of a press molding process; and determining that the molding process is abnormal when it deviates from the set cycle.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 서버를 접속하여 서비스 제공받기 위하여 앱에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드하는 단계와, 앱에서 제공하는 정보 입력 버튼을 클릭한 후, 정보 입력이 필요한 금형에 설치된 복수의 센서모듈과 연동되는 금형, 제품, 회사명을 포함하는 서비스 제공을 받기 위한 정보를 입력하여 메모리 또는 데이터베이스에 저장하는 단계와, 입력 저장된 복수의 센서모듈로부터 측정된 신호를 센싱부 내 내장된 제어용 PCB로 전송하는 단계와, 측정된 신호를 제어용 PCB에 탑재된 알고리즘으로 데이터를 전처리하는 단계와, 전처리된 데이터를 무선통신으로 송수신 터미널로 전송하고, 전송된 데이터는 인터넷 WiFi 를 포함하는 통신으로 서버에 저장하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of downloading a predetermined program provided by an app to access a server and receive a service, a step of clicking an information input button provided by the app, and then inputting information for receiving a service including a mold, a product, and a company name that are linked to a plurality of sensor modules installed in a mold requiring information input, and storing the information in a memory or a database, a step of transmitting a signal measured from a plurality of sensor modules that have been input and stored to a control PCB embedded in a sensing unit, a step of preprocessing the measured signal using an algorithm mounted on the control PCB, and a step of transmitting the preprocessed data to a transmission/reception terminal via wireless communication, and storing the transmitted data in a server via communication including Internet WiFi.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 상기 센서 모듈에는 형개폐의 횟수를 카운트하기 위한 센서와, 프레스 성형 제품의 품질 관리를 위하여 프레스 금형의 진동을 감지하기 위한 센서를 구비하고, 프레스 성형 제품을 관리하기 위해 진동 신호를 모니터링하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention comprises a sensor module for counting the number of mold openings and closings, a sensor for detecting vibration of a press mold for quality control of a press-molded product, and a step of monitoring a vibration signal for controlling a press-molded product.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 프레스 금형의 진동을 감지하기 위한 센서는 금형의 진동을 측정할 수 있는 가속도 센서 또는 진동센서가 센싱부에 내장되고, 센싱부에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호를 모니터링 하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 판단하는 단계를 포함된다.In another embodiment of the present invention, a sensor for detecting vibration of a press mold includes an acceleration sensor or vibration sensor capable of measuring vibration of the mold built into a sensing unit, and a step of measuring at least one vibration signal among a press holder contact time, a punch contact and press start time, a press end time, a mold opening start time, and a material and product ejection time from a vibration signal measured by the acceleration sensor or vibration sensor built into the sensing unit, and monitoring at least one vibration signal among each of the measured vibration signals to determine whether the press forming process is normally performed.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센싱부에 내장된 제어용 PCB는 MCU와 센서모듈을 작동하기 위한 펌웨어 프로그램를 탑재하고, 측정용 PCB의 센서에서 측정된 데이터의 처리속도를 높이고, 저장 용량을 줄이기 위하여 펌웨어 알고리즘을 통해 시계열로 하나의 데이터 배열로 편집되어 제어용 PCB에서 송수신 터미널로 데이터를 송수신하는 블루투스를 포함하는 무선통신으로 송수신하는 단계를 포함한다.In another embodiment of the present invention, a control PCB built into a sensing unit is equipped with a firmware program for operating an MCU and a sensor module, and includes a step of transmitting and receiving data wirelessly, including Bluetooth, by editing data measured from a sensor of a measuring PCB into a single data array in time series through a firmware algorithm to increase the processing speed and reduce storage capacity, and transmitting and receiving data from the control PCB to a transmitting and receiving terminal.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센서모듈의 센싱부는 펀치 플레이트 및 스트리퍼 플레이트 중 하나에 고정 설치되고, 하부 금형 또는 다이에 자석부가 고정 설치되며, 센싱부에는 제어용 PCB와 측정용 PCB가 내장되며, 제어용 PCB에는 홀센서, 액정표시부, MCU 및 제어 알고리즘이 탑재된 메모리와 블루투스를 포함하는 무선 통신부가 탑재되어 센서모듈 케이스 내 상부에 고정 설치되고, 측정용 PCB는 진동을 측정하는 센서를 탑재하고, 정확하게 진동신호를 측정하기 위하여 센서모듈 하부 케이스에 밀착시켜 설치하는 단계를 포함한다.In another embodiment of the present invention, a sensing unit of a sensor module is fixedly installed to one of a punch plate and a stripper plate, a magnet unit is fixedly installed to a lower mold or die, a control PCB and a measurement PCB are built into the sensing unit, the control PCB is equipped with a Hall sensor, a liquid crystal display unit, a memory equipped with an MCU and a control algorithm, and a wireless communication unit including Bluetooth, and is fixedly installed at the upper part of a sensor module case, and the measurement PCB is equipped with a sensor that measures vibration, and includes a step of installing it in close contact with a lower case of the sensor module in order to accurately measure a vibration signal.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센싱부로부터 측정된 데이터를 송수신 터미널를 통해 서버에 기록 저장하는 단계와, 통계적 알고리즘과 AI/ML 알고리즘을 탑재하고, 서버에 저장된 데이터에 기초하여 성형 제품의 품질을 분석하여 개인 또는 회사에게 금형에서 생산되는 제품을 관리할 수 있도록 금형 ID, 부품 ID, 센서모듈 ID, 성형 제품별, 홀센서 및 진동센서 중 적어도 하나 이상의 정보 또는 데이터에 기초하여 분석된 화면을 보여주는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of recording and storing data measured from a sensing unit on a server through a transmission/reception terminal, and a step of displaying a screen analyzed based on at least one piece of information or data from among a mold ID, a part ID, a sensor module ID, a molded product, a hall sensor, and a vibration sensor, so that an individual or a company can manage products produced from a mold by analyzing the quality of a molded product based on the data stored in the server, which is equipped with a statistical algorithm and an AI/ML algorithm.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센싱부에 내장된 센서에서 측정한 신호의 경우에, 측정용 PCB에 탑재된 알고리즘으로 시계열 데이터로 측정하는 단계와, 측정된 데이터는 제어용 PCB에 내장된 MCU와 제어 알고리즘이 탑재된 메모리에서 해당 알고리즘을 적용하여 생산 정보 분석에 필요한 피크 값 또는 설정된 값 이상의 값을 획득하여 데이터 배열에 포함시키는 단계와, 배열된 데이터는 제어용 PCB의 블루투스 통신을 통해 송수신 터미널로 전송되어 관리 서버, 서버 및 클라우드 서버 중 적어도 하나에 저장하는 단계; 및 제품의 관리를 위하여 서버에 저장된 데이터에 기초하여 형개 및 형폐시 발생하는 진동신호의 생성 간격을 분석하여 설정된 범위를 벗어나는 프레스 성형 제품에 대하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 이상 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes, in the case of a signal measured by a sensor embedded in a sensing unit, a step of measuring the signal as time series data by an algorithm embedded in a measuring PCB, a step of applying the algorithm in a memory embedded in an MCU embedded in a control PCB and a control algorithm to the measured data to obtain a peak value required for production information analysis or a value higher than a set value and including the obtained data in a data array, a step of transmitting the arrayed data to a transmission/reception terminal via Bluetooth communication of the control PCB and storing it in at least one of a management server, a server, and a cloud server; and a step of analyzing a generation interval of a vibration signal generated during mold opening and mold closing based on the data stored in the server for product management and displaying a press-molded product that falls outside the set range as a defective product on a monitor or showing an abnormality guide on the screen.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 자력센서에서 측정한 형개 시간 및 형폐 시간 중 적어도 하나 이상을 실시간으로 측정하고, 형개 시간 및 형폐 시간 중 적어도 하나 이상의 시간 간격이 설정된 시간 간격의 범위를 벗어나면, 해당 프레스 성형 제품의 품질에 이상이 있는 것으로 판단하여 모니터 상에 불량 제품으로 표시하거나 이상 안내를 화면 상으로 보여주는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of measuring in real time at least one of a mold opening time and a mold closing time measured by a magnetic sensor, and if at least one time interval of the mold opening time and the mold closing time is out of a set time interval range, determining that there is a problem with the quality of the press-molded product and displaying it as a defective product on a monitor or showing a guide to the problem on a screen.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예로, 센싱부 내부에는 제어부가 고정 설치되고, 제어부는 가속도 센서 또는 진동센서 및 자력센서로부터 신호를 획득하는 시간간격을 제어하는 단계를 포함하며, 해당 회사의 각 금형들에 대한 사용량 분석을 수행하며, 목표 생산량을 충족한 날과 충족하지 못한 날 및 해당 금형이 작동하지 않은 날을 기준으로 분석을 수행하고, 전체 생산 비율을 표시하는 단계와, 각각의 금형들에 대해 실제 제품 생산 시간 외에 추가로 제품의 생산이 가능했던 시간을 보여주는 화면을 제공하는 단계를 포함한다.In another embodiment of the present invention, a control unit is fixedly installed inside a sensing unit, and the control unit includes a step of controlling a time interval for acquiring signals from an acceleration sensor, a vibration sensor, and a magnetic sensor, performing a usage analysis on each mold of the company, performing the analysis based on days when the target production quantity was met and days when it was not met and days when the mold was not operated, and displaying the overall production ratio, and providing a screen showing a time when product production was possible in addition to the actual product production time for each mold.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사에 생산되고 있는 부품 ID, 부품명 및 현재 생산 상태를 화면 상에 표시하는 단계와, 상기 부품 ID를 클릭할 경우에, 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of displaying on a screen a part ID, a part name, and a current production status of a part being produced by a company among a plurality of service target companies or individuals, and a step of displaying a screen where production information of the part can be confirmed when the part ID is clicked.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 복수의 서비스 대상 회사 또는 개인 중에서 해당 회사의 복수의 부품들을 생산하는 프레스 금형 ID 및 프레스 금형의 현재 상태를 화면 상에 표시하는 단계와, 프레스 금형 ID를 클릭할 경우에, 프레스 금형에서 생산하는 해당 부품의 생산 정보를 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of displaying on a screen a press mold ID and a current status of a press mold for producing a plurality of parts of a corresponding company among a plurality of service target companies or individuals, and a step of displaying a screen for confirming production information of a corresponding part produced by the press mold when the press mold ID is clicked.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 해당 프레스 금형에는 샷 수, 사이클타임, 업타임 및 진동신호에 대한 분석 레포트를 화면 상에서 확인할 수 있고, 수집 저장된 데이터는 월별, 주별, 일별, 시간별로 검색하여 확인할 수 있는 화면을 표시하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of displaying a screen on which analysis reports on the number of shots, cycle time, uptime, and vibration signals can be checked on the screen for the press mold, and on which collected and stored data can be searched and checked by month, week, day, and hour.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 앱 플랫폼에서 제공하는 소정의 프로그램을 다운로드받고, 프로그램에서 제공하는 소정의 절차를 따라 회원으로 가입하는 단계와, 가입시 서비스를 이용하기 위한 고유 ID를 부여받고, 부여받은 고유 ID를 이용하여 프레스 성형공정 모니터링 관리 서비스 앱에 접근하여 해당 회사 제품의 생산량과 정상적으로 생산이 이루어지는지를 다양한 모니터링 화면을 통해 확인할 수 있는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes the steps of downloading a predetermined program provided by an app platform, registering as a member by following a predetermined procedure provided by the program, receiving a unique ID for using the service upon registration, and accessing a press forming process monitoring management service app using the received unique ID to check the production amount of a company's product and whether production is being carried out normally through various monitoring screens.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센싱부에 내장된 센서에서 측정된 데이터는 MCU와 펌웨어 프로그램을 탑재한 메모리를 통해 금형의 온도와 금형의 진동신호를 측정하는 주기를 변경 설정하는 단계를 구비하되, 펌웨어 프로그램에 설정된 신호 측정 주기는 센싱부의 수, 서비스 대상 회사의 수, 데이터 저장 용량 및 데이터 량의 처리속도를 고려하여 변경 설정하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention comprises a step of changing and setting a cycle for measuring a temperature of a mold and a vibration signal of the mold through a memory equipped with an MCU and a firmware program, data measured from a sensor built into a sensing unit, wherein the signal measurement cycle set in the firmware program includes a step of changing and setting the cycle in consideration of the number of sensing units, the number of service target companies, data storage capacity, and the processing speed of the amount of data.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하는 단계와, 프레스 금형이나 프레스 성형기에서 생성되는 다양한 이상 진동신호에 대해 각각 라벨링하고, 각각의 신호 패턴을 학습한 후, 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호 데이터의 패턴과 상기 학습한 신호 패턴을 서로 비교 분석한 후, 프레스 성형조건을 수정하여 불량 제품이 생산되고 있는 공정을 양품이 생산되도록 프레스 성형 주기를 정상적으로 제어하거나 혹은 불량 제품 발생 여부를 안내하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention comprises the steps of: loading an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine into a server or a management server; labeling each of various abnormal vibration signals generated from a press mold or press molding machine, learning each signal pattern, comparing and analyzing the pattern of vibration signal data measured by an acceleration sensor or a vibration sensor with the learned signal pattern; and modifying the press molding conditions to normally control the press molding cycle so that a process in which a defective product is being produced produces good products, or providing guidance on whether or not a defective product has occurred.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하는 단계와, 다양하게 발생하는 금형이나 프레스 성형기의 이상에 대해서 라벨링하고, 각각의 패턴을 학습한 후, 실시간으로 수집된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정한 진동신호의 패턴과 상기 라벨링하여 학습한 패턴과 서로 비교하여 금형이나 프레스 성형기의 유지보수 시점이나 발생 가능한 문제를 판단하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of loading an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine into a server or a management server, a step of labeling various abnormalities of a mold or press molding machine that occur, learning each pattern, and comparing the pattern of a vibration signal measured by an acceleration sensor or vibration sensor collected in real time with the labeled and learned pattern to determine the maintenance time of the mold or press molding machine or a possible problem.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하는 단계와, 센서모듈에 내장된 가속도 센서 또는 진동센서로 측정한 진동신호에서 프레스 홀더 접촉 시간, 펀치 접촉 및 프레스 시작 시간, 프레스 종료 시간, 금형 개방 시작시간, 재료 및 제품 취출 시간 중 적어도 하나의 진동신호를 측정하고, 측정된 각각의 진동신호 중에서 적어도 하나 이상의 진동신호에 기초하여, 프레스 성형 대상의 성형판을 강한 압력으로 누르는 과정에서 펀치 플레이트와, 펀치 플레이트가 누르는 압력을 수용하는 하부 금형 및 다이 중 적어도 하나 이상이 부분적으로 또는 전체적으로 손상되는 경우에 센싱부에 내장된 가속도 센서 또는 진동 센서로 진동신호를 측정 분석하여 이상 여부를 모니터링하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of installing an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or press molding machine on a server or a management server, and measuring at least one vibration signal among a press holder contact time, a punch contact and press start time, a press end time, a mold opening start time, and a material and product ejection time from a vibration signal measured by an acceleration sensor or a vibration sensor built into a sensor module, and, based on at least one vibration signal among each of the measured vibration signals, a step of monitoring whether there is an abnormality by measuring and analyzing the vibration signal with an acceleration sensor or a vibration sensor built into a sensing unit when at least one or more of a punch plate and a lower mold and die that receive the pressure applied by the punch plate are partially or completely damaged in the process of pressing a molding plate to be press molded with strong pressure.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 금형이나 프레스 성형기 이상 상태를 감지하는 AI/ML 알고리즘을 서버 또는 관리 서버에 탑재하는 단계와, 펀치 플레이트와, 펀치 플레이트가 누르는 압력을 수용하는 하부 금형 및 다이 중에서 적어도 하나 이상이 부분적으로 또는 전체적으로 손상되는 경우에 대해서 라벨링하고, 각각의 신호 패턴을 학습시키는 단계와, 실시간으로 수집된 가속도 센서 또는 진동센서에서 측정된 진동신호의 패턴과 상기 라벨링하여 학습한 다양한 패턴을 서로 비교하여 금형이나 프레스 성형기의 손상과, 유지보수 시점 및 발생 가능한 문제점 중 적어도 하나 이상을 판단하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of loading an AI/ML algorithm for detecting an abnormal state of a mold or a press molding machine into a server or a management server, a step of labeling when at least one of a punch plate and a lower mold and a die that receive pressure applied by the punch plate is partially or completely damaged, and learning each signal pattern, and a step of comparing a pattern of a vibration signal measured by an acceleration sensor or a vibration sensor collected in real time with various patterns learned by labeling, to determine at least one of damage, maintenance timing, and possible problems of the mold or press molding machine.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센서모듈에 내장된 전자부품에 전기에너지를 공급하는 배터리가 측정용 PCB와 제어용 PCB 사이에 위치한 배터리 고정부에 고정 설치되고, 배터리 상부에는 배터리 고정부로부터 배터리가 분리되지 않도록 배터리 고정용 실리콘 부재가 고정 설치되며, 배터리 고정부에는 배터리로 열이 전달되는 것을 최소화하여 배터리의 사용온도 한계치를 초과하지 않도록 하기 위하여 단열판을 고정 설치하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step of fixing and installing a battery, which supplies electric energy to electronic components built into a sensor module, on a battery fixing portion located between a measurement PCB and a control PCB, a battery fixing silicone member fixedly installed on an upper portion of the battery to prevent the battery from being separated from the battery fixing portion, and a heat insulating plate fixedly installed on the battery fixing portion to minimize heat transfer to the battery so as not to exceed the operating temperature limit of the battery.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센서모듈에 내장된 자력센서와 진동센서 중 자력센서를 이용하여 형개폐 신호를 측정하고, 진동센서를 이용하여 프레스 금형의 진동을 측정하며, 측정된 각각의 신호에서 정상적인 프레스 성형공정에서 정상적인 제품이 생산되었는지를 분석 판단하는 단계와, 상기 자력센서와 진동센서에서 측정한 신호 모두 정상적인 신호 범위 내에 있을 때 정상적인 제품으로 판단하며, 두 개의 센서 모두 정상적인 신호 범위를 벗었을 났을 경우에 비정상적인 제품으로 판단하는 단계와, 두 개의 센서 중 하나에서만 정상적인 신호 범위에 포함되었을 경우에 한번 더 분석 판단하는 단계를 포함시켜 판단의 신뢰성과 정확성을 높이는데 있다.Another embodiment of the present invention includes a step of measuring a mold opening/closing signal using a magnetic sensor and a vibration sensor built into a sensor module, measuring vibration of a press mold using a vibration sensor, analyzing and determining whether a normal product has been produced in a normal press molding process from each of the measured signals, a step of determining a normal product when both signals measured by the magnetic sensor and the vibration sensor are within a normal signal range, and a step of determining an abnormal product when both sensors are out of the normal signal range, and a step of performing another analysis and determination when only one of the two sensors is included in the normal signal range, thereby increasing the reliability and accuracy of the determination.
본 발명의 또 다른 하나의 실시 예는 센싱부 상부 케이스에는 센서모듈 정보표시용 액정표시부가 고정 설치되며, 센싱부의 정보표시용 액정표시부에는 마지막 샷 수 표시, 형폐 상태 표시, 배터리 잔량 표시, 터미널와 제어부사이 통신 감도 표시, 설치 상태 표시, 저장 데이터 유무 표시 중에서 하나를 센서모듈 조작용 버튼으로 조작하여 표시할 수 있도록 하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present invention includes a step in which a liquid crystal display for displaying sensor module information is fixedly installed on an upper case of a sensing unit, and the liquid crystal display for displaying information of the sensing unit can display one of the following by operating a sensor module operation button: a last shot count display, a closed state display, a battery remaining amount display, a communication sensitivity display between a terminal and a control unit, an installation state display, and a storage data presence display.
앞서 기술한 기술적 구성에 기초하여 본 발명에 따라 제작된 센서모듈을 사용하여 원격으로 프레스 성형 공정을 모니터링하는 시스템 및 서비스 방법으로 특허보호범위를 기술하거나 혹은 다양한 기술적 구성의 결합으로 다양한 권리보호범위로 특정하여 보호받을 수 있다.Based on the technical configuration described above, the system and service method for remotely monitoring a press forming process using a sensor module manufactured according to the present invention can be protected by describing the scope of patent protection or specifying various rights protection scopes by combining various technical configurations.
본 발명은 센서모듈에 내장된 자력 센서, 가속도 센서 또는 진동 센서를 이용하여 프레스 금형 시 발생하는 진동신호 및 형개 신호를 측정하고, 측정된 신호를 무선 통신 수단을 통해서 터미널을 거쳐서 서버의 데이터베이스에 저장하며, 저장된 신호들을 본 발명에 따른 알고리즘을 적용하여 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 분석하고, 분석된 결과를 관리 서버 또는 컴퓨터를 통해 모니터 상에 표시하거나 관리자에게 알려주는 센서모듈을 이용한 프레스 성형공정 모니터링 시스템 및 서비스 방법을 제공하여 원격으로 프레스 성형공정이 정상적으로 이루어지고 있는지를 모니터링할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.The present invention provides a press molding process monitoring system and service method using a sensor module that measures vibration signals and mold opening signals generated during a press mold using a magnetic sensor, an acceleration sensor or a vibration sensor built into a sensor module, stores the measured signals in a server database via a terminal through a wireless communication means, analyzes whether the press molding process is being carried out normally by applying an algorithm according to the present invention to the stored signals, and displays the analyzed results on a monitor or notifies an administrator via a management server or a computer, so that it is possible to remotely monitor whether the press molding process is being carried out normally, and thus has very high industrial applicability.
100; 센싱부 101; 센서부 상부 케이스
102; 센싱부 조작용 버튼
103; 센싱부 정보표시용 액정표시부 커버
104; 센싱부 조작용 버튼 실리콘 커버
105; 센싱부 제어용 PCB
106; 센싱부 베터리 고정용 실리콘 부재
107; 센싱부 배터리 108; 배터리 고정부
109; 센싱부 측정용 PCB 110; 단열판
111; 센싱부 설치확인용 버튼 112; 센싱부 설치확인용 버튼 커버
113; 센싱부 하부케이스 114; 센싱부 조작용 버튼
115; 센싱부 정보표시용 액정표시부
116; 제어용 PCB의 연산 프로세서(MCU)
117; 홀센서 118; 가속도 센서
119; 온도센서 120; 센싱부 설치확인용 버튼
150; 센서모듈 200; 자석부
201; 자석부 본체 202; 자석부 커버
203; 자석 204; 자석 수용홈
601; 펀치 플레이트(가동측) 602; 스트리퍼 플레이트
603; 다이(고정측) 604; 성형판
701; 프레스 홀더 접촉 시간 702; 펀치 접촉 및 프레스 시작시간
703; 프레스 종료 시간 703; 금형 개방 시작시간
705; 재료 및 제품 취출 시간
801; 진폭의 차이
901; 데이터 송수신 터미널 902; 서버/클라우드 서버100; Sensing part 101; Sensor part upper case
102; Button for operating the sensing unit
103; LCD cover for displaying sensing information
104; Silicone cover for button operation of sensing part
105; PCB for sensing control
106; Silicone member for fixing the sensing unit battery
107; Sensing unit battery 108; Battery fixing unit
109; PCB for sensing part measurement 110; Insulating plate
111; Button for confirming the installation of the sensing unit 112; Button cover for confirming the installation of the sensing unit
113; Sensing unit lower case 114; Sensing unit operating button
115; Liquid crystal display for sensing information display
116; Operational processor (MCU) of control PCB
117; Hall sensor 118; Acceleration sensor
119; Temperature sensor 120; Button for checking the installation of the sensing unit
150; Sensor module 200; Magnet part
201; Magnet body 202; Magnet cover
203; magnet 204; magnet receiving groove
601; Punch plate (moving side) 602; Stripper plate
603; Die (Fixed side) 604; Molding plate
701; Press holder contact time 702; Punch contact and press start time
703; Press end time 703; Mold opening start time
705; Material and product withdrawal time
801; difference in amplitude
901; Data transmission/reception terminal 902; Server/cloud server
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