KR100907906B1 - 터치센서를 이용한 로봇의 직접 교시방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇의 직접교시 방법에 관한 것으로, 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크에 적어도 두개 이상의 터치센서를 구비한 터치센서 그룹을 장착하여, 선택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절의 방향 중 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법에 관한 것이다.

이상과 같은 본 발명은 로봇의 직접교시를 저렴하게 실시할 수 있고, 교시의 정확도가 향상되며, 변화(예컨대, 적재로봇의 경우 적재위치가 바뀌게 된 경우)되는 현장 상황에 신속하게 대처할 수 있는 효과가 있다.

로봇, Touch, 센서, 교시, 직접교시

Description

터치센서를 이용한 로봇의 직접 교시방법{Direct Teaching Method with Touch Sensor}

본 발명은 로봇의 직접교시 방법에 관한 것으로, 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크에 적어도 두개 이상의 터치센서를 구비한 터치센서 그룹을 장착하여, 선택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절의 방향 중 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법에 관한 것이다.

오늘날 로봇은 사람을 대신하여 각종 작업을 수행하는 도구로서 중요한 역할을 수행하고 있다. 로봇은 주로 사람의 팔을 대신하여 제조업 생산라인에서 물류, 조립, 용접, 페인팅을 비롯한 여러 형태 작업의 자동화에 사용됨으로서 생산성 향상과 함께 비인간적인 작업으로부터 인간을 보호하는데 기여하고 있을 뿐 아니라 인간이 작업할 수 없는 극한환경의 작업, 예를 들면, 핵발전소의 방사선 오염지역, 독극물 오염지역, 해저, 우주작업 등에서 인간을 대신하여 다양한 작업을 수행하고 있다 .

한편, 이러한 로봇에게 인간이 원하는 작업을 수행하게 하는 방법은 편의상 크게 두 가지 유형으로 분류할 수 있는데 이는 로봇에게 원하는 위치나 운동을 지시하여 기억시키고 이를 재현하도록 하는 교시(Teach)운동 방법과, 로봇에게 지능을 부여하고 작업 목표를 지시하여 주변 환경을 로봇 스스로 판단하여 필요한 운동을 발생하는 자율(Autonomous)운동 방법이다.

본 발명은 터치센서를 이용한 교시방법에 관한 것으로, 종래에는 인간이 원하는 작업을 로봇에 교시하기 위하여 별도의 조작기(일반적으로 티칭팬던트라 함)를 이용하는 경우가 대부분이며 경우에 따라서는 로봇의 말단에 힘/토크센서를 장착하여 사용자가 로봇에 직접 인가하는 힘/토크를 측정하여 로봇을 운전하는 경우도 있다. 티칭 팬던트의 경우에는 그 사용이 매우 번거로운 단점이 있고 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 말단부의 움직임을 직접교시하는 경우에는 센서가 매우 고가라는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 터치센서를 이용하여, 종래의 힘/토크 센서를 이용하는 교시방법보다 저렴하고 티칭 팬던트를 이용한 교시방법보다 편리한 직접교시방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 로봇의 직접교시 방법에 있어서, 상기 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크에 적어도 두개 이상의 터치센서를 구비한 터치센서 그룹을 장착하여, 선택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절의 방향 중 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법, 또는 로봇의 직접교시 방법에 있어서, 상기 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크의 양측에 각각 하나의 터치센서를 구비하여 이루어진 터치센서 그룹을 장착하여, 선택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절의 방향 중 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법, 또는 로봇의 직접교시 방법에 있어서, 상기 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크에 적어도 두개 이상의 터치센서를 구비한 터치센서 그룹을 장착하여, 선 택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절의 방향 중 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하되, 상기 터치센서 그룹을 모듈, 또는 링크의 길이방향으로 다수개 장착하여, 상기 터치센서 그룹 중 어느 하나의 터치센서 그룹을 기준하여 일방향의 터치센서 그룹으로 갈수록 관절 동작 크기를 점진적 증가, 또는 점진적 감소되게 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법, 또는 로봇의 직접교시 방법에 있어서, 상기 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크의 양측에 각각 하나의 터치센서를 구비하여 이루어진 터치센서 그룹을 장착하여, 선택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절의 방향 중 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하되, 상기 터치센서 그룹을 모듈, 또는 링크의 길이방향으로 다수개 장착하여, 상기 터치센서 그룹 중 어느 하나의 터치센서 그룹을 기준하여 일방향의 터치센서 그룹으로 갈수록 관절 동작 크기를 점진적 증가, 또는 점진적 감소되게 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법에 의해 달성된다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 터치센서는 온/오프 타입인 것이 바람직하고, 상기 모듈, 또는 링크의 일측에 초기화 터치센서를 더 구비하여 상기 초기화 터치센서를 터치하면 선행 교시작업을 무시하고 모듈, 또는 링크를 교시작업 전의 상태로 복귀시키는 방법을 더 부가하는 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 발명의 실시를 위한 구체적인 내용란의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이상과 같은 본 발명은 종래의 힘/토크 센서를 이용하는 교시방법보다 저렴하고 티칭 팬던트를 이용한 교시방법보다 편리한 직접교시방법을 제공할 수 있으며, 시장변화에 따른 제품의 다양화 그리고 제품 수명의 단축 등으로 작업 환경과 내용이 수시로 변화(예컨대, 적재로봇의 경우 적재위치가 바뀌게 된 경우)되는 현장 상황에 신속하게 대처하여 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법 의 일예를 나타낸 도면으로써, 본 발명은 6자유도 이상의 로봇의 직접교시방법에 관한 것이나 본 발명의 요지를 비교적 간단하게 설명하기 위하여 세개의 링크(모듈일 수 있음)(10)와 두개의 관절부(20,20')로 이루어진 로봇을 도시하였다. 상기 도 1을 살펴보면 각각의 링크(10)의 폭 방향 양측에 두개의 터치센서(1,2)로 이루어진 터치센서 그룹(A)이 관찰될 것이다. 이와 같은 터치센서(1,2)는 온(on)/오프(off) 타입인 것으로, Force/torque의 detecting type이 아닌 사용자의 손가락(100)의 Touch or No Touch만 감지하는 on/off type의 터치센서(1,2)이다.

이와 같은 터치센서(1,2)를 이용한 본 발명을 설명하면 도 1에 도시된 바와 같이 링크(10)의 하단에 위치한 터치센서(2)를 손가락(100)이 터치하면 링크(10)의 일측 관절부(20)가 동작하고, 지속적으로 누르고 있으면 관절부(20) 또한 지속적으로 동작하게 된다. 이때 손가락(100)은 링크(10)의 하단에 위치한 터치센서(2)를 터치하였기에 관절부(20)는 왼쪽으로 회전되어 링크(10)는 상방향으로 이동되고, 이와 반대로 손가락(100)이 링크(10)의 상측에 구비된 터치센서(1)를 터치하면 관절부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 오른쪽으로 회전되어 링크(10)는 하방향으로 이동된다. 한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 손가락(100)이 터치센서(1,2)를 지속적으로 누르고 있으면 링크(10) 또한 지속적으로 움직이는 것을 알 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 다른 실시예로써 링크(10)에 다수개의 터치센서 그룹(A)을 장착하여 로봇의 교시를 더욱 정교하게 할 수 있음을 나타낸 도면이다.

더욱 상세히는, 도 3은 손가락(100)이 여러 터치센서 그룹(A) 중 링크(10)의 중간의 터치센서(2)를 터치하여 교시하는 것으로 수평상에 위치한 링크(10)가 90° 에 위치하기까지는 예컨대, 10초가 걸렸다고 하면, 도 4는 도 3의 손가락(100) 위치를 좌측으로 이동하여 좌측의 터치센서를 터치하여 수평상에 위치한 링크(10)를 90°에 위치하려면 20초가 걸리고, 도 5는 도 3의 손가락(100) 위치를 우측으로 이동하여 우측의 터치센서를 터치하여 수평상에 위치한 링크(10)를 90°에 위치하려면 5초가 걸린다. 즉, 해석하면 도 3의 동작은 중간 속도이고, 도 4의 동작은 중간 속도 보다 저속이며, 도 5의 동작은 도 3의 동작보다 고속인 것이다.

따라서, 링크(10)를 저속, 중속, 고속으로 교시할 수 있어 교시의 정확성을 이룰수 있다.

한편, 도 1 및 도 2의 비교와 같이 하방향으로 이동되는 링크(10)의 일예도 들어야 하겠으나 이는 도 1 및 도 2를 보더라도 도 3 내지 도 5의 다른 실시예도 충분히 유추할 수 있는 것이므로 더 이상의 설명은 생략한다.

아울러, 본 발명은 도 6에 도시한 바와 같이 각각의 링크에 초기화 터치센서(70)를 더 구비하여 초기화 터치센서(70) 중 어느 하나의 초기화 터치센서(70)를 터치하면 앞선 선행 교시작업을 모두 무시하고 해당되는 링크(10)를 교시작업 전의 상태로 복귀시키는 방법이 추가된다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법의 일예를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법의 다른예를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법의 일예를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법의 다른예를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법의 또 다른예를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법을 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1,2: 터치센서 A: 터치센서 그룹

10: 링크 20,20': 관절부

70: 초기화 터치센서 100: 손가락

Claims (6)

1. 로봇의 직접교시 방법에 있어서,

   상기 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크에 적어도 두개 이상의 터치센서를 구비한 터치센서 그룹을 장착하여, 선택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절을 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하되,

   상기 터치센서 그룹을 모듈, 또는 링크의 길이방향으로 다수개 장착하여, 상기 터치센서 그룹 중 어느 하나의 터치센서 그룹을 기준하여 일방향의 터치센서 그룹으로 갈수록 관절 동작 크기를 점진적 증가, 또는 점진적 감소되게 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법.
2. 로봇의 직접교시 방법에 있어서,

   상기 로봇의 각각의 모듈, 또는 링크의 양측에 각각 하나의 터치센서를 구비하여 이루어진 터치센서 그룹을 장착하여, 선택되는 어느 하나의 터치센서를 터치하면 모듈의 일측 관절을 어느 한 방향으로 동작하게 하고, 또 다른 터치센서를 터치하면 상기 방향과 반대의 방향으로 동작하게 하여 교시하는 것을 특징으로 하되,

   상기 터치센서 그룹을 모듈, 또는 링크의 길이방향으로 다수개 장착하여, 상기 터치센서 그룹 중 어느 하나의 터치센서 그룹을 기준하여 일방향의 터치센서 그룹으로 갈수록 관절 동작 크기를 점진적 증가, 또는 점진적 감소되게 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 터치센서는 온/오프 타입인 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 모듈, 또는 링크의 일측에 초기화 터치센서를 더 구비하여 초기화 터치센서를 터치하면 선행 교시작업을 무시하고 모듈, 또는 링크를 교시작업 전의 상태로 복귀시키는 방법을 더 부가한 것을 특징으로 하는 터치센서를 이용한 로봇의 직접교시방법.
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6. 삭제

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