UWB, LoRa 통신 기반의 무선공구 위치추적을 이용한 효율적 체결 관리 알고리즘

Abstract

본 논문에서는 공구에 위치 추적용 태그를 부착하고 차량에 위치 추적용 태그를 부착하여 공구의 위치를 실시간으로 추적하고 진입하는 차량과 정확하게 일치시키는 알고리즘을 구현한다. 서버에서 공구와 차량의 위치 정보를 활용하여 공구가 차량에 접근했을 때 해당 차량의 사양에 맞는 체결 정보를 AP를 통해 태그에 송신하고 태그는 공구에 송신하여 동작한다. 체결이 완료되면 결과가 AP를 통해 서버에 저장된다. 서버 내 체결 프로그램으로 차종/사양 별 Work no를 설정할 수 있으며, 체결이 완료되면 다음 work를 송신한다. 태그의 위치 추적을 위해 UWB 통신을 이용하여 TDOA, AOA로 측위 시스템을 구성하고 체결 데이터 송수신을 위해 LoRa 통신을 이용한다. 본 논문에서 제안하는 최종 알고리즘은 UWB와 LoRa를 이용한 공구에 차종과 사양에 정확한 체결 정보를 송신하고 체결 정보를 저장하는 것이다. 이를 통해 현재 자동차 생산 공장 내 공정마다 설치된 컨트롤러를 삭제하고 차종/사양 인식을 자동화할 수 있는지 검증한다.; We have to set torque value for assembling a parts at each station in automotive plant. Tool controller can set torque value and send it to tool. And then worker tightens a part with bolts using the tool in the vehicle. As the number of vehicle’s types and specifications increases, we should set various torque values for vehicle. Also if the worker leaves his work area, the tool controller can’t notice. Then the worker will tighten at the wrong torque value. It is a critical problem for quality department. Meanwhile, the worker don’t use roughly 80% of tool controller function. That’s when if we replace the function of tool controller with software especially management of tightening information, we can substitute or remove the tool controller in each station. From this we are able to reduce the investment costs. In this thesis, we design the algorithm that we attach the tag on the tool and vehicle and detect those tags in real time to match when tool tag enters the work space. After that server sends a tightening information to the tag via AP. And then the tag sends a tightening information to the tool. After worker finishes his work, the tag requests the results at tool and the tool sends the work results. And then tag sends work results to the server via AP. There is a software program which can adjust tightening information in the server. We can set the information such as torque value depending on vehicle’s type, work no, tightening points. We use UWB communication and TDOA, AOA algorithm to track the tags. Also we use LoRa communication for sending tightening results between server and tag. The final algorithm proposed in this thesis is to send correct tightening information to the tool and receive correct work results from the tool using UWB and LoRa communication. This algorithm helps us to recognize type of vehicle automatically and to remove the tool controller installed in each station.