KR20160150359A - 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20160150359A
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박상현
정의인
남궁휘문
신우철
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주식회사 로보스타
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Abstract

본 발명의 실시 형태는 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 트레이에 수납된 워크를 프레임에 조립하기 위한 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템은, 워크(work)를 프레임의 장착부에 장착하는 워크 장착 로봇 제어 시스템으로서, 그립퍼(gripper)를 장착한 로봇; 및 상기 로봇과 상기 그립퍼를 각각 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 워크를 상기 그립퍼에 의해 그립시키고, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키고, 상기 워크를 상기 장착부에 로딩시키고, 상기 워크를 상기 그립퍼에 의해 눌러 상기 장착부에 장착되도록 제어한다.

Description

워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법{SYSTEM CONTROLLING ROBOT FOR INSTALLING WORK AND METHOD THE SAME}
본 발명의 실시 형태는 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 트레이에 수납된 워크를 프레임에 조립하기 위한 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 단말기 내부에 장착되는 워크를 작업자가 컨베이어를 타고 이송되는 프레임에 일일이 수작업으로 장착하고 있었다.
이러한 방법은 작업자가 직접 손으로 일일이 조립하기 때문에, 워크가 프레임에 정확하게 조립되지 않는 불량이 발생하고, 작업자에 대한 인건비 및 작업시간의 증가와 더불어 생산효율이 떨어지고 전체적인 작업효율이 저하되는 단점이 있었다. 특히, 조립되어야 하는 프레임의 개수가 대량인 경우, 불량을 검사하는 것에도 적지 않은 비용이 들기 때문에, 워크를 프레임에 조립할 때부터 정확하게 조립하는 것이 무엇보다 중요하다.
작업자에 의한 상술한 문제점을 해결하기 위해, 산업용 로봇을 사용하여 워크를 프레임에 장착할 수 있다. 하지만, 산업용 로봇을 사용한다고 하더라도 조립 불량이 발생할 수 있는바, 워크를 프레임에 정확하고 안정적으로 조립시킬 수 있는 워크 장착 로봇 제어 시스템과 방법이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 제2014-0128471호 (공개일 2014.11.06)
본 발명의 실시 형태는 워크를 프레임에 정확하고 안정적으로 조립시킬 수 있는 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 워크의 형상과 프레임의 형상이 3차원적으로 복잡하더라도 워크를 프레임의 정 위치에 정확히 장착시킬 수 있는 로봇 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 로봇 제어 시스템은, 워크(work)를 프레임의 장착부에 장착하는 워크 장착 로봇 제어 시스템으로서, 그립퍼(gripper)를 장착한 로봇; 및 상기 로봇과 상기 그립퍼를 각각 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 워크를 상기 그립퍼에 의해 그립시키고, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키고, 상기 워크를 상기 장착부에 로딩시키고, 상기 워크를 상기 그립퍼에 의해 눌러 상기 장착부에 장착되도록 제어한다.
여기서, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 촬영하고, 상기 워크의 위치와 상기 워크의 방향 편차를 측정하는 제1 비전 시스템;을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 제1 비전 시스템의 시야 내로 위치시키고, 상기 제어부는, 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키되, 상기 제1 비전 시스템에 의해 측정된 상기 워크의 위치와 상기 워크의 방향 편차에 기초하여 상기 워크의 위치와 상기 워크의 방향을 보정할 수 있다.
여기서, 상기 프레임을 촬영하고, 상기 프레임의 위치와 상기 프레임의 방향 편차를 측정하는 제2 비전 시스템;을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 워크를 상기 장착부에 로딩시키되, 상기 제2 비전 시스템에 의해 측정된 상기 프레임의 위치와 상기 프레임의 방향 편차를 이용하여 상기 워크를 상기 장착부에 로딩시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키되, 상기 워크를 상기 장착부 위에 비스듬하게 위치시키고 나서 상기 워크의 일 측부를 상기 장착부에 맞닿게 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 로봇 제어 방법은, 워크(work)를 프레임의 장착부에 장착하는 워크 장착 로봇 제어 방법으로서, 그립퍼(gripper)가 상기 워크를 그립하는 그립 단계; 상기 로봇이 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키는 포지셔닝 단계; 상기 그립퍼가 상기 워크를 상기 장착부에 로딩하는 로딩 단계; 및 상기 그립퍼가 상기 장착부에 놓여진 상기 워크를 누르도록 상기 로봇이 이동하는 이동 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 포지셔닝 단계는, 상기 로봇이 상기 워크를 상기 장착부 위에 비스듬하게 위치시키고, 상기 로봇이 상기 워크의 일 측부를 상기 장착부에 맞닿게 할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법을 사용하면, 워크를 프레임에 정확하고 안정적으로 조립시킬 수 있는 이점이 있다. 따라서, 불량을 최소화할 수 있어 생산성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 워크의 형상과 프레임의 형상이 3차원적으로 복잡하더라도 워크를 프레임의 정 위치에 정확히 장착시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템이 구현된 실제 설계도이다..
도 3은 도 2에 도시된 제1 비전 시스템(600)을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 비전 시스템(600)이 촬영한 영상의 일 예이다.
도 5는 도 2에 도시된 제2 비전 시스템(700)이 촬영한 영상의 일 예이다.
도 6은 도 2에 도시된 로봇(100), 트레이 장치(300) 및 고정 장치(400)의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 그립퍼(150)와 워크(10a)를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 그립퍼(150)가 프레임(30)의 장착부(35)에 놓여진 워크(10a)을 누르는 모습을 도시한 도면이다.
도 9는 도 2에 도시된 워크(10a)와 프레임(30)의 복잡한 형상을 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 12는 제어부가 도 2에 도시된 로봇(100)과 그립퍼(150)를 제어하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 도면들 중 인용부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 인용부호들로 표시됨을 유의해야 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템을 설명함에 앞서, 본 명세서에서 사용될 ‘프레임’과 ‘워크’을 먼저 정의하도록 한다.
프레임(frame)은, 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 단말기에 사용되는 워크(work)들이 장착되는 베이스를 의미한다. 프레임은 단말기의 외부 케이스 내부에 장착되며, 워크를 외부 충격으로부터 보호하고, 서로간에 안정적인 연결을 도모할 수 있다.
워크는, 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 단말기의 프레임에 장착될 수 있는 모든 물건을 통칭하는 것으로서, 특정 기능을 수행하는 모듈이나 PCB 기판, 또는 다양한 부품들을 포함한다.
프레임은 장착부를 갖는다. 장착부에는 워크가 장착된다. 장착부는 워크의 크기와 종류에 따라 다양한 사이즈와 다양한 형상을 가질 수 있다. 프레임의 장착부는 워크의 형상에 대응된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템 및 방법은, 로봇(100)과 로봇(100)에 장착된 그립퍼(150)를 제어하여 워크를 프레임의 장착부에 안정적이고 정확하게 장착하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템은, 로봇(100), 제어부(200), 트레이 장치(300), 컨베이어 장치(400), 고정 장치(500), 제1 비전 시스템(600) 및 제2 비전 시스템(700)을 포함할 수 있다.
로봇(100)은, 그립퍼(150)를 포함한다.
그립퍼(150)는 로봇(100)에 장착되고, 로봇(100)의 움직임에 따라 함께 이동한다. 그립퍼(150)는 제어부(200)의 제어에 따라 워크를 그립하나 그립된 워크를 프레임의 장착부에 로딩할 수 있다.
로봇(100)은, 제어부(200)의 제어에 따라 움직인다. 구체적으로, 로봇(100)은 제어부(200)의 제어에 따라 그립퍼(150)를 워크를 수납하고 있는 트레이 장치(300)로 이동시키고, 워크를 잡은 그립퍼(150)를 프레임의 장착부 위로 위치시킬 수 있다. 또한, 로봇(100)은 제어부(200)의 제어에 따라 워크가 프레임의 장착부에 잘 들어맞도록 이동할 수 있다.
제어부(200)는, 로봇(100)과 그립퍼(150)를 제어한다. 구체적으로, 제어부(200)는, 워크를 그립퍼(150)에 의해 그립시키고, 그립퍼(150)에 고정된 워크를 프레임의 장착부 위에 위치시키고, 워크를 프레임의 장착부에 로딩시키고, 워크를 그립퍼(150)에 의해 눌러 프레임의 장착부에 장착되도록 제어할 수 있다.
제어부(200)는, 로봇(100)과 그립퍼(150) 뿐만 아니라, 트레이 장치(300), 컨베이어 장치(400), 고정 장치(500), 제1 비전 시스템(600) 및 제2 비전 시스템(700)을 각각 제어할 수도 있다.
트레이 장치(300)는 워크를 수납하는 장치이다. 트레이 장치(300)는 워크를 복수로 수납할 수 있다. 예를 들어, 복수의 워크들은 트레이 장치(300)에 소정의 열과 행으로 배열될 수 있다.
컨베이어 장치(400)는 프레임을 운송한다. 컨베이어 장치(400)는 워크가 장착되지 않은 프레임을 로봇(100)의 작업 범위 안으로 이송시키고, 로봇(100)에 의해서 워크가 장착되면, 워크가 장착된 프레임을 로봇(100)의 작업 범위 밖으로 이송시킬 수 있다.
고정 장치(500)는 컨베이어 장치(400)에 의해 운송되는 프레임을 특정 위치에 고정한다. 고정 장치(500)가 프레임을 특정 위치에 고정시키면, 로봇(100)이 트레이 장치(300)에서 가져온 워크를 고정 장치(500)에 고정된 프레임에 장착하는 일련의 과정이 제어부(200)에 의해 진행된다.
제1 비전 시스템(600)은 그립퍼(150)에 고정된 워크를 촬영하고, 워크의 위치와 워크의 방향 편차를 측정한다. 제1 비전 시스템(600)은 측정된 워크의 위치 정보와 워크의 방향 편차 정보를 제어부(200)로 전송할 수 있다. 제1 비전 시스템(600)에 의해 측정된 워크의 위치 정보와 워크의 방향 편차 정보를 전송받은 제어부(200)는 전송받은 정보들을 기초로 하여 워크의 위치와 워크의 방향을 보정하도록 로봇(100)을 제어할 수 있다.
제1 비전 시스템(600)은 그립퍼(150)에 고정된 워크를 촬영하기 위한 카메라를 포함할 수 있고, 카메라는 소정의 시야를 가질 수 있다. 또한, 제1 비전 시스템(600)은 카메라에서 촬영된 영상에서 워크의 위치와 방향 편차를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.
제2 비전 시스템(700)은 프레임을 촬영하고, 프레임의 위치와 프레임의 방향 편차를 측정한다. 제2 비전 시스템(700)은 측정된 프레임의 위치 정보와 프레임의 방향 편차 정보를 제어부(200)로 전송할 수 있다. 제2 비전 시스템(700)에 의해 측정된 프레임의 위치 정보와 프레임의 방향 편차 정보를 전송받은 제어부(200)는 전송받은 정보들을 기초로 하여 상기 워크가 상기 장착부에 정확하게 놓여지도록 로봇(100)을 제어할 수 있다.
제2 비전 시스템(700)은 프레임을 촬영하기 위한 카메라를 포함할 수 있고, 카메라는 소정의 시야를 가질 수 있다. 또한, 제2 비전 시스템(700)은 카메라에서 촬영된 영상에서 프레임의 위치와 방향 편차를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템이 구현된 실제 설계도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 형태에 따른 워크 장착 로봇 제어 시스템은, 그립퍼(150)를 장착한 로봇(100), 제어부(미도시), 트레이 장치(300), 컨베이어 장치(400), 고정 장치(500), 제1 비전 시스템(600) 및 제2 비전 시스템(700)을 포함할 수 있다.
컨베이어 장치(400)는 일 방향으로 프레임(30)을 이송시킨다. 따라서, 프레임(30)은 컨베이어 장치(400)를 타고 이송된다.
고정 장치(500)는 컨베이어 장치(400)에 장착되고, 컨베이어 장치(400)를 타고 이송되는 프레임(30)을 컨베이어 장치(400) 위로 올려 컨베이어 장치(400)로부터 프레임(30)을 분리시킨다. 그리고, 고정 장치(500)는 프레임(30)을 로봇(100)의 이동 반경 내와 제2 비전 시스템(700) 아래에 고정시킨다.
트레이 장치(300)는 컨베이어 장치(400)의 일 측에 배치되고, 로봇(100)의 일 측에 배치된다.
트레이 장치(300)는 복수의 워크들(10a, 10b)을 수납한다. 도 2에서는 트레이 장치(300)에 수납된 복수의 워크들 중 하나의 워크(10a)가 그립퍼(150)에 잡힌 상태로 트레이 장치(300)에서 꺼내진 상태를 도시한 것이다.
제1 비전 시스템(600)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 트레이 장치(300)와 컨베이어 장치(400) 사이에 배치된다. 제1 비전 시스템(600)은 그립퍼(150)에 고정된 워크(10a)가 로봇(100)에 의해 제1 비전 시스템(600)의 시야 내로 이동하면, 그립퍼(150)에 고정된 워크(10a)를 아래에서 촬영한다. 제1 비전 시스템(600)에 의해 촬영된 영상은 도 4와 같다.
제1 비전 시스템(600)은, 도 4에 도시된 촬영 영상에서 워크(10a)의 위치와 방향 편차를 측정하고, 측정된 위치 정보와 방향 편차 정보를 제어부(미도시)로 전송한다.
제2 비전 시스템(700)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어 장치(400) 상에 배치되고, 고정 장치(500) 상에 배치된다. 제2 비전 시스템(700)은 고정 장치(500)에 프레임(30)이 고정되면, 프레임(30)을 위에서 촬영한다. 제2 비전 시스템(700)에 의해 촬영된 영상은 도 5와 같다.
제2 비전 시스템(700)은, 도 5에 도시된 촬영 영상에서 프레임(30)의 위치와 방향 편차를 측정하고, 측정된 위치 정보와 방향 편차 정보를 제어부(미도시)로 전송한다.
다시, 도 2를 참조하면, 로봇(100)은 컨베이어 장치(400)의 일 측에 배치되고, 트레이 장치(300)의 일 측에 배치된다.
로봇(100)은 수직다관절 로봇일 수 있다. 수직다관절 로봇은 6 자유도(DOF)로 핸들링 가능한 로봇으로서, 하부 암(lower arm)과 상부 암(upper arm)의 길이가 동일 또는 유사한 엘보 타입(elbow type)의 수직다관절 로봇일 수 있다.
수직다관절 로봇(100)의 작업 범위 내에 트레이 장치(300)와 고정 장치(500)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 수직다관절 로봇(100)은 작업 범위(A)를 갖는데, 작업 범위(A) 내에 트레이 장치(300)와 프레임(30)을 위치시킨다. 수직다관절 로봇(100)의 작업 범위(A)는 수직다관절 로봇(100)이 작업 중 특이점을 지나지 않도록 덱스터러티(dexterity)를 고려한 범위이다.
다시, 도 2를 참조하면, 로봇(100)은 그립퍼(150)를 포함한다. 그립퍼(150)는 로봇(100)의 일 측에 장착된다. 그립퍼(150)는 실린더 타입(Cylinder type)의 그립퍼일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 그립퍼(150)는 로봇(100)에 장착되는 베이스(151), 베이스(151)에 장착되는 그립부(153a, 153b)를 포함할 수 있다. 그립부(153a, 153b)는 베이스(151)의 일 측에 장착되는 제1 그립부(153a)와 베이스(151)의 타 측에 장착되는 제2 그립부(153b)를 포함할 수 있다. 제1 그립부(153a)와 제2 그립부(153b)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 서로 가까워지거나 서로 멀어지도록 움직일 수 있다. 제1 그립부(153a)와 제2 그립부(153b)가 서로 가까워지면 제1 그립부(153a)와 제2 그립부(153b) 사이에 워크(10a)가 그립될 수 있고, 제1 그립부(153a)와 제2 그립부(153b)가 서로 멀어지면 제1 그립부(153a)와 제2 그립부(153b) 사이에 워크(10a)가 그립되지 않는다.
제어부(미도시)는 로봇(100) 및 그립퍼(150)를 제어하기 위해 유선 또는 무선으로 로봇(100) 및 그립퍼(150)와 연결될 수 있다. 뿐만 아니라 제어부(미도시)는 트레이 장치(300), 컨베이어 장치(400), 고정 장치(500) 및 제1 비전 시스템(600) 및 제2 비전 시스템(700) 각각을 제어하기 위해 유선 또는 무선으로 트레이 장치(300), 컨베이어 장치(400), 고정 장치(500) 및 제1 비전 시스템(600) 및 제2 비전 시스템(700)과 연결될 수 있다.
제어부(미도시)는 로봇(100), 그립퍼(150), 트레이 장치(300), 컨베이어 장치(400), 고정 장치(500) 및 제1 비전 시스템(600) 및 제2 비전 시스템(700) 각각을 구동시키기 위한 소프트웨어일 수 있다. 소프트웨어로 구현된 제어부(미도시)는 컴퓨터와 같은 하드웨어에 설치될 수 있다.
제어부(미도시)는 로봇(100)과 그립퍼(150)를 제어하여 트레이 장치(300)에 수납된 복수의 워크들(10a, 10b) 중 어느 하나의 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부에 장착시킬 수 있다. 이하에서 제어부(미도시)가 로봇(100)과 그립퍼(150)를 제어하여 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부에 어떻게 장착시키는지 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2를 참조하면, 제어부(미도시)는 로봇(100)을 구동하여 그립퍼(150)를 트레이 장치(300)에 수납된 복수의 워크들(10a, 10b) 중 하나의 워크(10a)로 이동시킨다.
그립퍼(150)가 워크(10a)로 이동하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(미도시)는 그립퍼(150)를 구동하여 그립퍼(150)가 워크(10a)를 그립하게 제어한다. 여기서, 제어부(미도시)는 그립퍼(150)의 제1 및 제2 그립부(153a, 153b)를 구동하여 워크(10a)를 그립하게 할 수 있다.
그립퍼(150)가 워크(10a)를 그립하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 제어부(미도시)는 로봇(100)을 구동하여 그립퍼(150)에 고정된 워크(10a)를 도 2에 도시된 고정 유닛(500)에 고정된 프레임(30)의 장착부(35) 위로 이동시키게 제어한다.
여기서, 제어부(미도시)는, 도 2에 도시된 고정 유닛(500)을 구동하여 컨베이어 장치(400)를 타고 운송되는 프레임(30)을 컨베이어 장치(400)로부터 분리시켜 고정시킬 수 있다. 고정 장치(400)에 프레임(30)이 고정되면, 고정 장치(400) 상에 배치된 제2 비전 시스템(700)은 프레임(30)을 촬영하고, 촬영된 영상에서 프레임(30)의 위치와 방향 편차를 측정하고, 측정된 프레임(30)의 위치 정보와 방향 편차 정보를 제어부(미도시)로 전달한다. 프레임(30)의 위치 정보와 방향 편차 정보를 수신한 제어부(미도시)는 프레임(30)의 위치 정보와 방향 편차 정보를 기초로 하여 그립퍼(150)에 고정된 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부(35) 위로 정확하게 이동하는데 이용할 수 있다.
또한, 제어부(미도시)는 로봇(100)을 구동하여 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부(35) 위로 이동시키기 전에, 로봇(100)을 구동하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 그립퍼(150)에 고정된 워크(10a)를 제1 비전 시스템(600) 위에 위치되도록 제어할 수 있다. 그립퍼(150)에 고정된 워크(10a)가 제1 비전 시스템(600) 위에 위치하면, 제1 비전 시스템(600)은 워크(10a)를 촬영하고, 촬영된 영상에서 워크(10a)의 위치와 방향 편차를 측정하고, 측정된 워크(10a)의 위치 정보와 방향 편차 정보를 제어부(미도시)로 전달한다. 워크(10a)의 위치 정보와 방향 편차 정보를 수신한 제어부(미도시)는 수신된 워크(10a)의 위치 정보와 방향 편차 정보를 기초로 하여 워크(10a)의 위치와 방향을 보정하도록 로봇(100)을 구동시킬 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 워크(10a)가 프레임(30)의 장착부(35) 위로 이동하면, 제어부(미도시)는 그립퍼(150)를 구동하여 프레임(30)의 장착부(35)에 워크(10a)가 로딩되도록 제어한다. 구체적으로, 제어부(미도시)는 그립퍼(150)의 제1 및 제2 그립부(153a, 153b)를 서로 멀어지도록 구동하여 워크(10a)가 그립퍼(150)에서 이탈되도록 한다. 그러면, 워크(10a)은 프레임(30)의 장착부(35)에 로딩된다.
워크(10a)가 프레임(30)의 장착부(35)에 로딩되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(미도시)는 로봇(100)을 구동하여 그립퍼(150)가 프레임(30)의 장착부(35)에 놓여진 워크(10a)를 누르게 제어한다. 구체적으로, 그립퍼(150)의 제2 그립부(153b)가 프레임(30)의 장착부(35)에 놓여진 워크(10a)를 소정의 힘으로 누른다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이 워크(10a)는 3차원의 복잡한 형상을 갖고, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이 프레임(30)의 장착부(35)도 복잡한 형상의 워크(10a)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 워크(10a)는 적어도 하나 이상의 돌출부(15a)를 가질 수 있고, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 프레임(30)의 장착부(35)는 워크(10)의 돌출부(15)에 대응되는 홈(35a)을 가질 수 있다. 이렇게 워크(10a)와 프레임(30)의 장착부(35)가 복잡한 구조를 가지면, 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부(35)에 장착하기가 쉽지 않다. 이러한 해결할 수 있는 방법을 도 11 내지 도 13을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 11을 참조하면, 제어부(미도시)는 로봇(100)을 구동하여 그립퍼(150)에 고정된 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부(35) 위에 위치시키게 제어하되, 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부(35) 위에 비스듬하게 위치시키게 제어한다. 그리고, 워크(10a)가 프레임(30)의 장착부(35) 위에 비스듬하게 위치된 상태에서, 워크(10a)의 양 측부 중 위치가 더 낮게 위치한 일 측부를 프레임(30)의 장착부(35)에 맞닿게한다. 그런 후 그립퍼(150)를 구동하여 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부(35)에 로딩시키면, 즉, 그립퍼(150)의 제1 및 제2 그립부(153a, 153b)를 서로 멀어지도록 구동시키면, 도 12에 도시된 바와 같이, 워크(10a)의 타 측부가 프레임(30)의 장착부(35)에 놓이게 된다. 도 11 내지 도 12에 도시된 제어 방법은 워크(10a)의 양 측부를 동시에 프레임(30)의 장착부(35)에 놓이게 하는 방법보다 더 안정적이고 정확하게 워크(10a)를 프레임(30)의 장착부(35)에 장착시킬 수 있다. 여기서, 워크(10a)의 양 측부를 동시에 프레임(30)의 장착부(35)에 놓이게 하는 방법은, 워크(10a)와 프레임(30)간의 간섭 때문에 워크(10a)의 밑면이 장착부(35)의 윗면에서 일정 높이에 있을 때 그립부(153a, 153b)를 서로 멀어지게 하여 로딩을 진행하여야 한다. 따라서, 워크(10a)가 장착부(35)에 로딩되기 직전 또는 로딩된 후에 슬립이 일어날 수 있다. 하지만, 도 11 내지 도 12의 방법은 워크(10a)의 일 측부를 프레임(30)의 장착부(35)에 맞닿게 한 후에 워크(10a)을 그립퍼(150)에서 로딩시키기 때문에 슬립이 발생하기 어렵다. 또한, 도 11 내지 도 12에 도시된 제어 방법은 프레임(30)의 장착부(35)의 홈(35a)에 워크(10a)의 돌출부(15a)가 다른 부분보다 우선 끼워져야 하는 경우와 같이 더욱 세밀한 장착 과정을 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 11 내지 도 12의 과정이 수행된 이후에, 제어부(미도시)는 도 10에 도시된 바와 같이, 로봇(100)을 구동하여 그립퍼(150)가 프레임(30)의 장착부(35)에 놓여진 워크(10a)를 누르게 제어한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 로봇
150: 그립퍼
200: 제어부
300: 트레이 장치
400: 컨베이어 장치
500: 고정 장치
600: 제1 비전 시스템
700: 제2 비전 시스템

Claims (6)

  1. 워크(work)를 프레임의 장착부에 장착하는 워크 장착 로봇 제어 시스템에 있어서,
    그립퍼(gripper)를 장착한 로봇; 및
    상기 로봇과 상기 그립퍼를 각각 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 워크를 상기 그립퍼에 의해 그립시키고, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키고, 상기 워크를 상기 장착부에 로딩시키고, 상기 워크를 상기 그립퍼에 의해 눌러 상기 장착부에 장착되도록 제어하는, 워크 장착 로봇 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 촬영하고, 상기 워크의 위치와 상기 워크의 방향 편차를 측정하는 제1 비전 시스템;을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 제1 비전 시스템의 시야 내로 위치시키고,
    상기 제어부는, 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키되, 상기 제1 비전 시스템에 의해 측정된 상기 워크의 위치와 상기 워크의 방향 편차에 기초하여 상기 워크의 위치와 상기 워크의 방향을 보정하는, 워크 장착 로봇 제어 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프레임을 촬영하고, 상기 프레임의 위치와 상기 프레임의 방향 편차를 측정하는 제2 비전 시스템;을 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 워크를 상기 장착부에 로딩시키되, 상기 제2 비전 시스템에 의해 측정된 상기 프레임의 위치와 상기 프레임의 방향 편차를 이용하여 상기 워크를 상기 장착부에 로딩시키는, 워크 장착 로봇 제어 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키되, 상기 워크를 상기 장착부 위에 비스듬하게 위치시키고 나서 상기 워크의 일 측부를 상기 장착부에 맞닿게 하는, 워크 장착 로봇 제어 시스템.
  5. 워크(work)를 프레임의 장착부에 장착하는 워크 장착 로봇 제어 방법에 있어서,
    그립퍼(gripper)가 상기 워크를 그립하는 그립 단계;
    상기 로봇이 상기 그립퍼에 고정된 상기 워크를 상기 장착부 위에 위치시키는 포지셔닝 단계;
    상기 그립퍼가 상기 워크를 상기 장착부에 로딩하는 로딩 단계; 및
    상기 그립퍼가 상기 장착부에 놓여진 상기 워크를 누르도록 상기 로봇이 이동하는 이동 단계;
    를 포함하는, 워크 장착 로봇 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 포지셔닝 단계는,
    상기 로봇이 상기 워크를 상기 장착부 위에 비스듬하게 위치시키고,
    상기 로봇이 상기 워크의 일 측부를 상기 장착부에 맞닿게 하는, 워크 장착 로봇 제어 방법.
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