KR102694315B1 - Apparatus for collaborative robot System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 협동로봇 시스템의 모니터링 장치에 관한 것이다.
바닥면에 고정 설치된 베이스와, 상기 베이스의 일측에 복수개의 조인트와 복수개의 프레임이 회전 가능하게 직렬로 연결 설치된 로봇 몸체와, 상기 로봇 몸체의 둘레면에 복수개로 구비되고 인접 물체와의 거리 측정이 가능한 충돌감지 센서와, 상기 로봇 몸체의 끝단에 구비되고 작업 도구의 결합이 가능한 도구 결합부를 포함하는 협동로봇과, 상기 협동로봇 구동을 제어할 수 있는 제1 제어신호를 생성하고 충돌감지 센서로부터 수신받은 거리정보를 통해 설정된 안전반경에 물체가 인접해있거나 감지반경 내의 접근하는 사람 또는 물체의 속도를 계산하여 충돌가능성이 있다고 판단되면 협동로봇의 구동을 정지하는 로봇 제어기와, 제원과 제어 값의 입력이 가능하고, 입력된 값을 통해 협동로봇 시뮬레이션이 가능하며, 시뮬레이션과 시뮬레이션에 대한 데이터가 이미지화되어 선택적으로 표시되고, 상기 충돌감지 센서의 구동 상태가 더 표시되는 시뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 실시간으로 최적의 이동경로를 도출할 수 있고, 충돌방지기능을 통해 안전성이 향상되는 장점이 있다.The present invention relates to a monitoring device for a collaborative robot system.
The present invention is characterized by including a collaborative robot including a base fixedly installed on a floor surface, a robot body having a plurality of joints and a plurality of frames rotatably connected in series on one side of the base, a plurality of collision detection sensors provided on the circumference of the robot body and capable of measuring the distance from an adjacent object, and a tool coupling part provided at the end of the robot body and capable of coupling a work tool, a robot controller which generates a first control signal capable of controlling the operation of the collaborative robot and calculates the speed of a person or object approaching within a set safety radius based on distance information received from the collision detection sensor and stops the operation of the collaborative robot if it is determined that there is a possibility of collision, and a simulator which allows input of specifications and control values, allows simulation of the collaborative robot through the input values, selectively displays the simulation and data about the simulation as images, and further displays the operation status of the collision detection sensor. According to the present invention as described above, there are advantages in that an optimal movement path can be derived in real time and safety is improved through a collision prevention function.
Description
본 발명은 협동로봇 시스템의 모니터링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시뮬레이터를 통해 협동로봇 시뮬레이션과 시뮬레이션에 대한 데이터가 이미지화되어 표시됨으로써 이를 통해 최적의 작업 경로를 실시간으로 설계하여 적용할 수 있고, 협동로봇의 구동 시 사람 또는 물체가 설정된 안전반경 내에 있거나 안전반경에 접근할 가능성 높을 때 구동을 정지함으로써 안전성이 향상된 협동로봇 시스템의 모니터링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring device for a collaborative robot system, and more specifically, to a monitoring device for a collaborative robot system that enables design and application of an optimal work path in real time by visualizing and displaying data about the collaborative robot simulation and the simulation through a simulator, and improves safety by stopping operation when a person or an object is within a set safety radius or is likely to approach the safety radius during operation of the collaborative robot.
일반적으로 협동로봇은 사람과 같은 공간에서 작업하면서 사람과 물리적으로 상호작용 할 수 있는 로봇이다.In general, collaborative robots are robots that can work in the same space as people and physically interact with them.
상기한 협동로봇은, 공정에서 작업자를 도와 작업의 정밀도나 작업효율을 높일 수 있고, 인력을 대체하여 조립, 분해 및 도장 등의 다양한 작업의 수행도 가능하다.The above-mentioned collaborative robot can assist workers in the process to improve the precision and efficiency of work, and can also perform various tasks such as assembly, disassembly, and painting by replacing manpower.
위와 같은 협동로봇은 작업효율의 향상과 안전성의 확보를 위해 제어가 중요하다.For collaborative robots like the above, control is important to improve work efficiency and ensure safety.
이와 관련하여 한국 공개 특허 제10-2019-0080489호에서는, 다관절 로봇의 선단부에 부착되어 3차원 이동궤적을 측정하는 동작감지 모듈과, 상기 동작감지 모듈로부터 로봇의 작업에 따른 상기 이동궤적을 수집하는 수집모듈과, 상기 이동궤적을 무선통신으로 연결된 게이트웨이로 송신하는 송수신 모듈 및 기입력된 데이터와 비교하여 허용된 범위를 벗어나면 오동작으로 판정하는 서버를 포함하는 로봇 구동 모니터링 시스템이 개시되어있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2019-0080489 discloses a robot driving monitoring system including a motion detection module attached to the tip of a multi-joint robot to measure a three-dimensional movement trajectory, a collection module collecting the movement trajectory according to the robot's operation from the motion detection module, a transmission/reception module transmitting the movement trajectory to a gateway connected via wireless communication, and a server that determines a malfunction if the movement trajectory is out of an allowed range by comparing it with previously input data.
하지만, 전술한 바와 같은 종래의 기술은, 협동로봇 작업반경에 접근하는 사람이나 물체에 대해 자동으로 작업을 정지하는 기능이 없어 작업자의 안전성 확보가 충분하지 못한 문제점이 있었다.However, the conventional technology as described above had a problem in that it did not sufficiently secure worker safety because it did not have a function to automatically stop work when a person or object approaches the working radius of the collaborative robot.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 시뮬레이터를 통해 협동로봇 시뮬레이션과 시뮬레이션에 대한 데이터가 이미지화되어 표시됨으로써 이를 통해 최적의 작업 경로를 실시간으로 설계하여 적용할 수 있고, 협동로봇이 구동 중일 때 사람 또는 물체가 설정된 안전반경 내에 있거나 안전반경에 접근할 가능성 높을 때 구동을 정지함으로써 안전성이 향상된 협동로봇 시스템의 모니터링 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the purpose of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by providing a monitoring device for a collaborative robot system in which an optimal work path can be designed and applied in real time by visualizing collaborative robot simulation and data about the simulation through a simulator, and thereby stopping operation when a person or an object is within a set safety radius or is likely to approach the safety radius while the collaborative robot is in operation.
바닥 면에 고정 설치된 베이스와, 상기 베이스의 일측에 복수개의 조인트와 복수개의 프레임이 회전 가능하게 직렬로 연결 설치된 로봇 몸체와, 상기 로봇 몸체의 둘레 면에 복수개로 구비되고 사람 또는 물체와의 거리 측정이 가능한 충돌감지 센서와, 상기 로봇 몸체의 끝단에 구비되고 도구의 결합이 가능한 도구 결합부 를 포함하는 협동로봇과, 상기 협동로봇의 구동을 제어하는 제1 제어신호를 생성하는 로봇 제어기와, 상기 협동로봇의 길이, 결합구조, 결합구성을 포함한 제원과 상기 협동로봇의 이동궤적에 대한 제어 값의 입력이 가능하고, 입력된 값을 통해 상기 협동로봇의 시뮬레이션이 가능하며, 시뮬레이션과 시뮬레이션의 데이터가 이미지화되어 선택적으로 표시되고 상기 충돌감지 센서의 구동 상태가 더 표시되는 표시부를 포함한 시뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The invention relates to a collaborative robot comprising a base fixedly installed on a floor surface, a robot body having a plurality of joints and a plurality of frames rotatably connected in series on one side of the base, a plurality of collision detection sensors provided on a peripheral surface of the robot body and capable of measuring a distance from a person or an object, and a tool coupling portion provided at an end of the robot body and capable of coupling a tool, a robot controller which generates a first control signal for controlling the operation of the collaborative robot, and a simulator including a display portion in which specifications including a length, a coupling structure, and a coupling configuration of the collaborative robot and control values for a movement trajectory of the collaborative robot can be input, and simulation of the collaborative robot is possible through the input values, and the simulation and data of the simulation are selectively displayed as images and the operation status of the collision detection sensors is further displayed.
상기 충돌감지 센서가 감지할 수 있는 범위인 감지반경 내의 사람이나 물체와의 거리정보를 측정해 상기 로봇 제어기에 전송하는 것을 특징으로 한다.It is characterized by measuring distance information to a person or object within a detection radius, which is a range that the collision detection sensor can detect, and transmitting the measured distance information to the robot controller.
상기 충돌감지 센서로부터 거리정보를 전송받고, 협동로봇의 구동 시 사람 또는 물체와의 충돌을 방지하기 위한 안전반경의 설정이 가능하며, 설정된 안전반경 내에 사람이나 물체가 위치할 경우 또는 거리정보로부터 사람이나 물체에 대해 속력과 방향을 계산하여 안전반경 내에 접근할 가능성이 높다고 판단될 경우에 상기 협동로봇의 구동을 정지하는 것을 특징으로 한다.The invention is characterized in that it receives distance information from the collision detection sensor, and can set a safety radius to prevent collision with a person or object when the collaborative robot is operating, and stops operating the collaborative robot when a person or object is located within the set safety radius or when it is determined that the person or object is likely to approach within the safety radius by calculating the speed and direction of the person or object from the distance information.
상기 로봇 제어기는 상기 충돌감지 센서로부터 수신받은 거리정보를 상기 시뮬레이터의 수신부에 송신하고, 상기 시뮬레이터는 상기 거리정보의 상태에 따라 상기 표시부에 충돌감지 센서의 구동 상태를 상시 표시하는 것을 특징으로 한다.The robot controller transmits distance information received from the collision detection sensor to the receiving unit of the simulator, and the simulator constantly displays the operating status of the collision detection sensor on the display unit according to the status of the distance information.
상기 협동로봇의 길이, 결합구조, 결합구성을 포함한 제원과 상기 협동로봇의 이동궤적에 대한 제어 값을 입력할 수 있는 입력부와, 상기 로봇 제어기에서 상기 제1 제어신호를 수신받는 수신부와, 입력된 제어 값으로부터 시뮬레이션을 수행하게 하는 제2 제어신호가 생성되는 제어부와, 상기 제2 제어신호를 상기 로봇 제어기에 송신하는 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The invention further comprises an input unit capable of inputting specifications including the length, joint structure, and joint configuration of the collaborative robot and a control value for a movement trajectory of the collaborative robot, a receiving unit capable of receiving the first control signal from the robot controller, a control unit capable of generating a second control signal for performing a simulation from the input control value, and a transmitting unit capable of transmitting the second control signal to the robot controller.
상기 제1 제어신호에 의한 상기 협동로봇의 시뮬레이션이 이미지화된 제1 구동이미지와 상기 제2 제어신호에 의한 상기 협동로봇의 시뮬레이션이 이미지화된 제2 구동이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that a first driving image is generated by an image of a simulation of the collaborative robot by the first control signal, and a second driving image is generated by an image of a simulation of the collaborative robot by the second control signal.
상기 송신부에서 수신받은 상기 제2 제어신호를 통해 새로운 제1 제어신호를 생성하며, 생성된 상기 새로운 제1 제어신호는 기존의 상기 제1 제어신호를 갱신하는 것을 특징으로 한다.A new first control signal is generated through the second control signal received from the above transmitter, and the generated new first control signal is characterized in that it updates the existing first control signal.
상기 제1 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터와 상기 제2 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터가 선택적으로 표시되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that data of simulation by the first control signal and data of simulation by the second control signal are selectively displayed.
상기 표시부에는, 상기 제1 구동이미지와 상기 제2 구동이미지가 선택적으로 표시되는 것을 특징으로 한다.The above display section is characterized in that the first driving image and the second driving image are selectively displayed.
상기 제1 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터와 상기 제2 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터는, 도구 결합부의 시간에 따른 속도, 토크, 위치변화를 포함하는 것을 특징으로 한다.The data of the simulation by the first control signal and the data of the simulation by the second control signal are characterized in that they include changes in speed, torque, and position of the tool joint over time.
상기 표시부에 표시되는 데이터는 수치 또는 그래프로 표시되는 것을 특징으로 한다.The data displayed on the above display unit is characterized by being displayed in the form of numbers or graphs.
본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The monitoring device of the collaborative robot system according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에서는, 시뮬레이터에서 제원과 제어 값의 입력이 가능하고, 입력된 제원과 제어 값을 통해 협동로봇 시뮬레이션이 가능하며, 시뮬레이션과 시뮬레이션에 대한 데이터가 이미지화되어 선택적으로 표시되고 다양한 데이터를 얻을 수 있어 최적의 이동경로를 도출할 수 있다는 이점이 있다.First, in the present invention, there is an advantage in that specifications and control values can be input into a simulator, collaborative robot simulation is possible through the input specifications and control values, simulation and data for the simulation are selectively displayed as images, and various data can be obtained, thereby enabling an optimal movement path to be derived.
둘째, 본 발명에서는, 협동로봇에 충돌감지 센서가 구비되고 로봇 제어기에서 충돌감지 센서를 통해 수신받은 거리정보를 통해 설정된 안전반경에 사람 또는 물체가 위치해 있거나 감지반경에 접근하는 사람 또는 물체의 속도를 계산하여 충돌가능성이 있다고 판단되면 협동로봇 구동을 정지하는 충돌방지기능이 구비되어 안전성이 향상되는 장점이 있다.Second, in the present invention, a collision detection sensor is installed in the collaborative robot, and a collision avoidance function is installed to stop the operation of the collaborative robot when a person or object is located within a set safety radius or a person or object approaching the detection radius is determined to have a possibility of collision by calculating the speed of the person or object based on distance information received from the collision detection sensor in the robot controller, thereby improving safety.
도 1은 본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 충돌감지 센서가 구비된 협동로봇 실시예를 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치의 각 구성의 관계를 보인 흐름도.
도 4는 본 발명에 의한 안전반경 설정의 실시예를 보인 개략도.
도 5는 본 발명에 의한 시뮬레이션의 데이터가 그래프로 표시될 때의 바람직한 실시예를 보인 개략도.
도 6은 본 발명에 의한 시뮬레이션의 데이터가 수치로 표시될 때의 바람직한 실시예를 보인 개략도.
도 7은 본 발명에 의한 충돌감지 센서의 구동 상태 표시의 바람직한 실시예를 보인 개략도.Figure 1 is a perspective view showing the configuration of a preferred embodiment of a monitoring device of a collaborative robot system according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of a collaborative robot equipped with a collision detection sensor according to the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing the relationship between each component of the monitoring device of the collaborative robot system according to the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing an example of setting a safety radius according to the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing a preferred embodiment when data of a simulation according to the present invention is displayed as a graph.
Figure 6 is a schematic diagram showing a preferred embodiment when data of a simulation according to the present invention is displayed numerically.
Figure 7 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of displaying the driving status of a collision detection sensor according to the present invention.
이하 본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치에 대한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a monitoring device for a collaborative robot system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치의 일 실시예가 도시되어 있다. 즉, 도 1은 본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2는 본 발명에 의한 충돌감지 센서가 구비된 협동로봇 실시예를 보인 사시도가 도시되어 있으며, 도 3은 본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치의 바람직한 실시예의 각 구성의 관계를 보인 흐름도가 도시되어 있고, 도 4는 본 발명에 의한 안전반경 설정의 실시예를 보인 개략도가 도시되어 있으며, 도 5는 본 발명에 의한 시뮬레이션의 데이터가 그래프로 표시될 때의 바람직한 실시예를 보인 개략도가 도시되어 있고, 도 6은 본 발명에 의한 시뮬레이션의 데이터가 수치로 표시될 때의 바람직한 실시예를 보인 개략도가 도시되어 있으며, 도 7은 본 발명에 의한 충돌감지 센서의 구동 상태 표시의 바람직한 실시예를 보인 개략도가 도시되어 있다.As illustrated in FIGS. 1 to 7, an embodiment of a monitoring device for a collaborative robot system according to the present invention is illustrated. That is, FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a preferred embodiment of a monitoring device for a collaborative robot system according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of a collaborative robot equipped with a collision detection sensor according to the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing the relationship of each configuration of a preferred embodiment of a monitoring device for a collaborative robot system according to the present invention, FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of setting a safety radius according to the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram showing a preferred embodiment when data of a simulation according to the present invention is displayed as a graph, FIG. 6 is a schematic diagram showing a preferred embodiment when data of a simulation according to the present invention is displayed as a number, and FIG. 7 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of displaying the driving status of a collision detection sensor according to the present invention.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 협동로봇 시스템의 모니터링 장치는, 바닥 면에 고정 설치된 베이스(110)와, 상기 베이스(110)의 상면(바닥면과 대향면)에 복수개의 조인트와 복수개의 프레임이 회전 가능하게 직렬로 연결 설치된 로봇 몸체(120)와, 상기 로봇 몸체(120)의 둘레 면에 복수개로 구비되고 사람 또는 물체와의 거리 측정이 가능한 충돌감지 센서(400)와, 상기 로봇 몸체의 끝단에 구비되고 도구의 결합이 가능한 도구 결합부(130)를 포함하는 협동로봇(100)과, 상기 협동로봇(100)의 구동을 제어하는 제1 제어신호를 생성하는 로봇 제어기(200)와, 상기 협동로봇의 길이, 결합구조, 결합구성을 포함한 제원과 상기 협동로봇(100)의 이동궤적에 대한 제어 값의 입력이 가능하고, 입력된 값을 통해 상기 협동로봇(100)의 시뮬레이션이 가능하며, 시뮬레이션과 시뮬레이션의 데이터가 이미지화되어 선택적으로 표시되고 상기 충돌감지 센서(400)의 구동 상태가 더 표시되는 표시부(350)를 포함한 시뮬레이터(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in these drawings, the monitoring device of the collaborative robot system according to the present invention comprises a collaborative robot (100) including a base (110) fixedly installed on a floor surface, a robot body (120) in which a plurality of joints and a plurality of frames are rotatably connected in series on an upper surface (a surface opposite to the floor surface) of the base (110), a plurality of collision detection sensors (400) provided on the peripheral surface of the robot body (120) and capable of measuring a distance from a person or an object, and a tool coupling part (130) provided at the end of the robot body and capable of coupling a tool, a robot controller (200) generating a first control signal for controlling the operation of the collaborative robot (100), and inputting specifications including the length, coupling structure, and coupling configuration of the collaborative robot and control values for the movement trajectory of the collaborative robot (100), and enabling simulation of the collaborative robot (100) through the input values, and selectively converting the simulation and the data of the simulation into images. It is characterized by including a simulator (300) including a display unit (350) in which the operating status of the collision detection sensor (400) is further displayed.
이를 각 구성 별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.This is explained in more detail for each component as follows.
먼저, 협동로봇(100)은 복수개의 회전축을 가지는 다관절 구조를 포함하여 구성되고, 로봇 제어기(200)에 의해 제어된다.First, the collaborative robot (100) is configured to include a multi-joint structure having multiple rotation axes and is controlled by a robot controller (200).
상기 베이스(110)는 바닥 면에 고정 설치되고 연결되는 상기 로봇 몸체(120)를 지지하는 구성이다.The above base (110) is configured to support the robot body (120) that is fixedly installed and connected to the floor surface.
상기 로봇 몸체(120)는 상기 베이스(110)의 상측(바닥 면과 대향한 방향)으로 복수개의 조인트와 프레임이 회전 가능하게 직렬로 연결 설치된다.The above robot body (120) is installed with a plurality of joints and frames rotatably connected in series on the upper side (in the direction opposite to the floor surface) of the base (110).
이에 따라, 본 발명에서의 로봇 몸체(120)는 6개의 조인트와 2개의 프레임이 Accordingly, the robot body (120) of the present invention has six joints and two frames.
6축 회전이 가능하도록 직렬 연결되고, 각각의 조인트에서 회전축을 포함하는 공간에 회전 모터가 구비되는 것을 예로 한다.An example is one in which a rotation motor is provided in a space containing a rotation axis at each joint, and the rotation motors are connected in series to enable six-axis rotation.
상기 로봇 몸체(120)의 둘레 면에는 사람 또는 물체와의 거리정보의 측정이 가능한 충돌감지 센서(400)가 복수개로 구비된다.A plurality of collision detection sensors (400) capable of measuring distance information to a person or object are provided on the circumference of the above robot body (120).
이와 같은, 충돌감지 센서(400)의 각각은, 상기 충돌감지 센서(400)가 감지할 수 있는 범위인 감지반경 내의 감지된 사람이나 물체의 이동방향, 위치 등의 거리정보를 측정해 상기 로봇 제어기(200)에 전송하는 구성이다.Each of these collision detection sensors (400) is configured to measure distance information, such as the direction of movement and location of a detected person or object within a detection radius that the collision detection sensor (400) can detect, and transmit the information to the robot controller (200).
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 충돌감지 센서(400)는 협동로봇(100)의 구동 시 작업반경이 가장 넓어 충돌 가능성이 높은 상기 로봇 몸체(120)의 끝단에 3개의 충돌감지 센서(400)가 구비되는 것을 예로 한다.As shown in Fig. 2, the collision detection sensors (400) are provided at the end of the robot body (120) where the working radius is the widest and the possibility of collision is high when the collaborative robot (100) is driven, for example, with three collision detection sensors (400).
더불어, 충돌감지 센서(400)는 비접촉식 센서로, 레이저 센서 또는 초음파 센서 등과 같은 측정 대상과의 직접적인 접촉 없이도 거리정보의 측정이 가능한 센서로 이루어짐이 바람직하다.In addition, the collision detection sensor (400) is preferably a non-contact sensor, such as a laser sensor or an ultrasonic sensor, that can measure distance information without direct contact with the measurement target.
상기 로봇 몸체(120)의 끝단(도 2의 우측)에는 작업의 용도에 맞는 도구가 결합 될 수 있는 도구 결합부(130)가 구비된다.The end (right side of FIG. 2) of the above robot body (120) is provided with a tool coupling part (130) to which a tool suitable for the purpose of the work can be coupled.
본 발명에서는 상기 베이스(110)가 바닥 면에 고정 설치되어 있어 수직 다관절 로봇으로 도시하고 있으나, 상기 베이스(110)는 바닥 면뿐만 아니라 벽면에 고정 설치될 수도 있으며, 상기 로봇 몸체(120)를 구성하는 프레임 또는 조인트의 구조나 구성을 달리하는 것도 가능할 것이다.In the present invention, the base (110) is fixedly installed on the floor surface and is depicted as a vertical multi-joint robot, but the base (110) may be fixedly installed on a wall surface as well as the floor surface, and it may also be possible to change the structure or configuration of the frame or joint constituting the robot body (120).
상기 로봇 제어기(200)는 충돌감지 센서(400)로부터 감지반경 내의 사람 또는 물체에 대한 거리정보를 수신받음과 더불어 협동로봇(100)의 작동을 제어하는 제1 제어신호를 생성한다.The above robot controller (200) receives distance information about a person or object within a detection radius from a collision detection sensor (400) and generates a first control signal that controls the operation of the collaborative robot (100).
그리고 상기 로봇 제어기(200)는, 상기 충돌감지 센서(400)로부터 거리정보를 전송받고, 상기 협동로봇(100)의 구동 시 사람 또는 물체와의 충돌을 방지하기 위한 안전반경의 설정이 가능하며, 설정된 안전반경 내에 사람이나 물체가 위치할 경우 또는 거리정보로부터 사람이나 물체에 대해 속력과 방향을 계산하여 안전반경에 접근할 가능성이 높다고 판단될 경우에 상기 협동로봇(200)의 구동을 정지한다.And the robot controller (200) receives distance information from the collision detection sensor (400) and can set a safety radius to prevent collision with a person or an object when the collaborative robot (100) is driven. If a person or an object is located within the set safety radius or if the person or object is judged to be highly likely to approach the safety radius by calculating the speed and direction of the person or object from the distance information, the operation of the collaborative robot (200) is stopped.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 안전반경은 협동로봇(100) 구동의 최대 범위인 작업반경보다는 넓고, 충돌감지 센서(400)의 감지반경보다는 좁게 설정됨이 바람직하다.As shown in Fig. 4, it is preferable that the safety radius be set wider than the working radius, which is the maximum range of operation of the collaborative robot (100), and narrower than the detection radius of the collision detection sensor (400).
다음으로, 시뮬레이터(300)는 입력부(310), 수신부(320), 제어부(330), 송신부(340), 표시부(350) 등을 포함하여 구성된다.Next, the simulator (300) is configured to include an input unit (310), a receiving unit (320), a control unit (330), a transmitting unit (340), a display unit (350), etc.
상기 입력부(310)는 협동로봇(100)을 구성하는 조인트와 프레임 각각의 치수와 결합구조, 회전축에 구비되는 회전 모터의 출력 등과 같은 제원과 상기 제어부(330)에 전달되는 협동로봇(100)의 이동궤적에 대한 제어 값의 입력이 가능하다.The above input unit (310) can input specifications such as the dimensions and joint structure of each joint and frame constituting the collaborative robot (100), the output of the rotary motor provided on the rotary axis, and the control value for the movement trajectory of the collaborative robot (100) transmitted to the control unit (330).
상기 제어부(330)는 입력부(310)에서 입력된 제어 값을 통해 시뮬레이션을 수행하게 하는 제2 제어신호를 생성한다.The above control unit (330) generates a second control signal to perform a simulation through a control value input from the input unit (310).
그리고 상기 수신부(320)는 로봇 제어기(200)에서 협동로봇(100)을 제어하는 제1 제어신호를 수신받는다.And the above-mentioned receiving unit (320) receives a first control signal for controlling the collaborative robot (100) from the robot controller (200).
이때, 상기 제1 제어신호는 실제 협동로봇(100)의 구동을 제어함과 더불어 시뮬레이터(300)에서 시뮬레이션을 수행하게 하는 것도 가능하다.At this time, the first control signal can control the operation of the actual collaborative robot (100) and also perform a simulation in the simulator (300).
상기 표시부(350)는 시뮬레이션과 시뮬레이션에 대한 데이터가 이미지화되어 표시되는 구성이다.The above display unit (350) is configured to display simulation and simulation data in an image format.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시뮬레이터(300)는, 상기 제1 제어신호에 의한 상기 협동로봇(100)의 시뮬레이션이 이미지화된 제1 구동이미지(351)와 상기 제2 제어신호에 의한 상기 협동로봇(100)의 시뮬레이션이 이미지화된 제2 구동이미지(352)를 생성한다.As illustrated in FIG. 3, the simulator (300) generates a first driving image (351) in which a simulation of the collaborative robot (100) by the first control signal is imaged, and a second driving image (352) in which a simulation of the collaborative robot (100) by the second control signal is imaged.
이때, 상기 표시부(350)에는, 상기 제1 구동이미지(351)와 상기 제2 구동이미지(352)가 선택적으로 표시된다.At this time, the first driving image (351) and the second driving image (352) are selectively displayed on the display unit (350).
그리고, 상기 표시부(350)에는, 상기 제1 구동이미지(351) 및 상기 제2 구동이미지(352) 각각의 가상의 구동에서 상기 도구 결합부(130)의 시간에 따른 속도, 토크, 위치변화에 대한 데이터가 선택적으로 더 표시된다.In addition, in the display unit (350), data on the speed, torque, and position change over time of the tool coupling unit (130) in each of the virtual drives of the first drive image (351) and the second drive image (352) are additionally selectively displayed.
더불어, 도 5과 도 6에 도시된 바와 같은, 표시부(350)에 표시되는 데이터는 수치 또는 그래프 중 하나를 선택하여 표시한다.In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, data displayed on the display unit (350) is displayed by selecting either a number or a graph.
그리고 로봇 제어기(200)는 복수개의 충돌감지 센서(400)로부터 수신받은 거리정보를 시뮬레이터(300)의 수신부(320)에 송신하고, 상기 거리정보는 표시부(350)에 전달되며 상기 거리정보의 상태에 따라 상기 복수개의 충돌감지 센서(400)의 구동 상태가 상시 표시 된다.And the robot controller (200) transmits distance information received from a plurality of collision detection sensors (400) to the receiving unit (320) of the simulator (300), and the distance information is transmitted to the display unit (350), and the operating status of the plurality of collision detection sensors (400) is constantly displayed according to the status of the distance information.
이때, 상기 거리정보 상태에 대한 판단은 상기 표시부(350)에서 이루어지며, 상기 표시부(350)는 상기 수신부(320)로부터 수신받은 거리정보의 값이 규칙적이지 않는 경우 또는 충돌감지 센서(400)에서 전달 신호가 발생하지 않아 전송된 거리정보가 없는 경우 충돌감지 센서(400)의 구동에 이상이 있다고 판단한다.At this time, the judgment on the status of the distance information is made in the display unit (350), and the display unit (350) determines that there is an abnormality in the operation of the collision detection sensor (400) if the value of the distance information received from the receiving unit (320) is not regular or if no transmission signal is generated from the collision detection sensor (400) and thus no distance information is transmitted.
도 2에 도시된 바와 같이, 충돌감지 센서(400)는 3개가 구비됨을 예시로 하고, 상기 충돌감지 센서(400) 각각의 구동 상태가 표시되는 칸(도 7에서 상단)의 개수도 3개로 형성됨이 바람직하다.As illustrated in FIG. 2, three collision detection sensors (400) are provided as an example, and it is preferable that the number of cells (top in FIG. 7) in which the operating status of each collision detection sensor (400) is displayed is also formed to be three.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 충돌감지 센서(400)의 구동이 정상적일 경우 1번 칸(도 7의 상단)과 같이 표시되고, 충돌감지 센서(400)의 구동에 이상이 있을 경우 2번 및 3번 칸(도 7의 상단)과 같이 표시됨을 예로 한다.For example, as shown in Fig. 7, if the operation of the collision detection sensor (400) is normal, it is displayed as in box 1 (top of Fig. 7), and if there is an abnormality in the operation of the collision detection sensor (400), it is displayed as in boxes 2 and 3 (top of Fig. 7).
상기 송신부(340)는 시뮬레이션을 수행하게 하는 제2 제어신호를 로봇 제어기(200)로 송신한다.The above transmitter (340) transmits a second control signal to perform a simulation to the robot controller (200).
더욱 상세하게는, 상기 로봇 제어기(200)로 송신되는 상기 제2 제어신호는 상기 로봇 제어기(200)에서 새로운 제1 제어신호로 생성되어 협동로봇(100)에 입력된 기존의 제1 제어신호를 갱신하게 된다.More specifically, the second control signal transmitted to the robot controller (200) is generated as a new first control signal in the robot controller (200) and updates the existing first control signal input to the collaborative robot (100).
즉, 본 발명에서의 시뮬레이터(300)의 표시부(350)에는, 제1 구동이미지(351)와 제2 구동이미지(352)가 선택적으로 표시됨과 더불어 제1 구동이미지(351)와 제2 구동이미지(352)에 대한 데이터도 선택적으로 표시될 수 있어, 이를 통해 최적의 이동 경로를 도출할 수 있게 된 것이다.That is, in the display unit (350) of the simulator (300) of the present invention, the first driving image (351) and the second driving image (352) can be selectively displayed, and data for the first driving image (351) and the second driving image (352) can also be selectively displayed, thereby enabling an optimal movement path to be derived.
더불어, 본 발명에서는 협동로봇(100)에 충돌감지 센서(400)가 구비되고, 로봇 제어기(200)는 충돌감지 센서(400)로부터 거리정보를 수신받으며, 설정된 안전반경에 사람이나 물체가 있는 경우 또는 사람이나 물체가 안전반경에 근접할 가능성이 높은 경우에 구동을 정지하는 충돌방지기능이 있음과 더불어 충돌감지 센서(400)의 작동상태가 표시되기 때문에 작업자의 안전을 확보할 수 있게 된 것이다.In addition, in the present invention, a collaborative robot (100) is equipped with a collision detection sensor (400), and the robot controller (200) receives distance information from the collision detection sensor (400), and has a collision avoidance function that stops operation when a person or an object is within a set safety radius or when there is a high possibility that a person or an object will approach the safety radius, and the operating status of the collision detection sensor (400) is displayed, so that the safety of the worker can be secured.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술 범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments exemplified above, and many other modifications based on the present invention will be possible for those skilled in the art within the technical scope described above.
100 : 협동로봇 110 : 베이스
120 : 로봇 몸체 130 : 도구 결합부
200 : 로봇 제어기 300 : 시뮬레이터
310 : 입력부 320 : 수신부
330 : 제어부 340 : 송신부
350 : 표시부 351 : 제1 구동이미지
352 : 제2 구동이미지 400 : 충돌감지 센서100: Collaborative robot 110: Base
120: Robot body 130: Tool joint
200 : Robot Controller 300 : Simulator
310: Input section 320: Receiver section
330: Control unit 340: Transmitter unit
350: Display section 351: First driving image
352: Second driving image 400: Collision detection sensor
Claims (11)
상기 협동로봇의 구동을 제어하는 제1 제어신호를 생성하는 로봇 제어기; 및
상기 협동로봇의 길이, 결합구조, 결합구성을 포함한 제원과 상기 협동로봇의 이동궤적에 대한 제어 값의 입력이 가능하고, 입력된 값을 통해 상기 협동로봇의 시뮬레이션이 가능하며, 시뮬레이션과 시뮬레이션의 데이터가 이미지화되어 선택적으로 표시되고 상기 충돌감지 센서의 구동 상태가 더 표시되는 표시부를 포함한 시뮬레이터;를 포함하되,
상기 복수 개의 충돌감지 센서는, 적어도 상기 로봇 몸체의 끝단에 구비되며, 감지할 수 있는 범위인 감지반경 내의 사람이나 물체와의 거리정보를 측정해 상기 로봇 제어기로 전송하고,
상기 로봇 제어기는, 상기 충돌감지 센서로부터 거리정보를 전송받아, 협동로봇의 구동의 최대 범위인 작업반경보다 넓고 충돌감지 센서의 감지반경보다 좁게끔 안전반경을 설정하며, 설정된 안전반경 내에 사람이나 물체가 위치할 경우 또는 거리정보로부터 사람이나 물체에 대해 속력과 방향을 계산하여 안전반경 내에 접근할 가능성이 높다고 판단될 경우에 상기 협동로봇의 구동을 정지하는 한편, 상기 충돌감지 센서로부터 수신받은 거리정보를 상기 시뮬레이터의 수신부에 송신하며,
상기 시뮬레이터는 상기 거리정보의 상태에 따라 상기 표시부에 충돌감지 센서의 구동 상태를 상시 표시하고,
상기 표시부는 상기 수신부로부터 수신받은 거리정보의 값이 규칙적이지 않는 경우 또는 충돌감지 센서에서 전달 신호가 발생하지 않아 전송된 거리정보가 없는 경우 충돌감지 센서의 구동에 이상이 있다고 판단하여 표시하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.A collaborative robot comprising a base fixedly installed on a floor surface, a robot body having a plurality of joints and a plurality of frames rotatably connected in series on one side of the base, a plurality of collision detection sensors provided on a circumferential surface of the robot body and capable of measuring a distance from a person or an object, and a tool coupling portion provided at an end of the robot body and capable of coupling a tool;
A robot controller that generates a first control signal that controls the operation of the collaborative robot; and
A simulator including a display unit in which specifications including the length, joint structure, and joint configuration of the collaborative robot and control values for the movement trajectory of the collaborative robot can be input, simulation of the collaborative robot is possible through the input values, and the simulation and the data of the simulation are selectively displayed as images and the operating status of the collision detection sensor is further displayed;
The above plurality of collision detection sensors are provided at least at the ends of the robot body and measure distance information to a person or object within a detection radius, which is a detection range, and transmit the measured distance information to the robot controller.
The robot controller receives distance information from the collision detection sensor, sets a safety radius wider than the working radius, which is the maximum operating range of the collaborative robot, and narrower than the detection radius of the collision detection sensor, and stops the operation of the collaborative robot when a person or an object is located within the set safety radius or when the speed and direction of the person or object are calculated from the distance information and it is determined that there is a high possibility of the person or object approaching within the safety radius, and transmits the distance information received from the collision detection sensor to the receiving unit of the simulator.
The above simulator constantly displays the operating status of the collision detection sensor on the display unit according to the status of the above distance information.
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that the display unit determines that there is a problem with the operation of the collision detection sensor and displays it when the value of the distance information received from the receiving unit is irregular or when no transmission signal is generated from the collision detection sensor and thus no distance information is transmitted.
상기 협동로봇의 길이, 결합구조, 결합구성을 포함한 제원과 상기 협동로봇의 이동궤적에 대한 제어 값을 입력할 수 있는 입력부와, 상기 로봇 제어기에서 상기 제1 제어신호를 수신받는 수신부와, 입력된 제어 값으로부터 시뮬레이션을 수행하게 하는 제2 제어신호가 생성되는 제어부와, 상기 제2 제어신호를 상기 로봇 제어기에 송신하는 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.In the first paragraph, the simulator,
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that it further includes an input unit capable of inputting specifications including the length, joint structure, and joint configuration of the collaborative robot and a control value for the movement trajectory of the collaborative robot, a receiving unit that receives the first control signal from the robot controller, a control unit that generates a second control signal for performing a simulation from the input control value, and a transmitting unit that transmits the second control signal to the robot controller.
상기 제1 제어신호에 의한 상기 협동로봇의 시뮬레이션이 이미지화된 제1 구동이미지와 상기 제2 제어신호에 의한 상기 협동로봇의 시뮬레이션이 이미지화된 제2 구동이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.In the second paragraph, the simulator,
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that it generates a first driving image in which a simulation of the collaborative robot by the first control signal is visualized and a second driving image in which a simulation of the collaborative robot by the second control signal is visualized.
상기 송신부에서 수신받은 상기 제2 제어신호를 통해 새로운 제1 제어신호를 생성하며, 생성된 상기 새로운 제1 제어신호는 기존의 상기 제1 제어신호를 갱신하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.In the second paragraph, the robot controller,
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that a new first control signal is generated through the second control signal received from the above transmitter, and the generated new first control signal updates the existing first control signal.
상기 제1 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터와 상기 제2 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터가 선택적으로 표시되는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.In the second paragraph, the display section includes:
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that data of a simulation by the first control signal and data of a simulation by the second control signal are selectively displayed.
상기 제1 구동이미지와 상기 제2 구동이미지가 선택적으로 표시되는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.In the third paragraph, the display section includes:
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that the first driving image and the second driving image are selectively displayed.
상기 제1 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터와 상기 제2 제어신호에 의한 시뮬레이션의 데이터는, 도구 결합부의 시간에 따른 속도, 토크, 위치변화를 포함하는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.In paragraph 5,
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that the data of the simulation by the first control signal and the data of the simulation by the second control signal include changes in speed, torque, and position of the tool joint over time.
상기 표시부에 표시되는 데이터는 수치 또는 그래프로 표시되는 것을 특징으로 하는 협동로봇 시스템의 모니터링 장치.In paragraph 5,
A monitoring device for a collaborative robot system, characterized in that the data displayed on the above display unit is displayed in the form of numbers or graphs.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |