KR101398215B1 - 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치 및 그 복구방법 - Google Patents

오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치 및 그 복구방법 Download PDF

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Abstract

오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치 및 그 복구방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 양팔 로봇 오류 복구방법은, 양팔 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을 분류하여 데이터베이스에 저장하는 단계와, 양팔 로봇에 장착된 센서 또는 주변 환경의 센서를 이용하여 작업 상태의 오류를 감지하는 단계와, 오류가 감지되면, 데이터베이스를 검색하여 감지된 오류와 대응되는 오류 모델을 검색하는 단계와, 검색된 오류 모델에 대한 오류 복구방법을 결정하고 결정된 오류 복구방법에 따라 오류 복구를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치 및 그 복구방법 {Dual arm robot control apparatus and method with error recovery function}
본 발명은 제조 공정에 사용되는 산업용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양팔 로봇의 오류를 처리하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 제조 공정에서 사용되는 산업용 로봇은 미리 프로세스가 스케줄링된 후 스케줄링된 작업을 수행하도록 설계된다. 그래서, 로봇을 위해 주변 환경이 셋업되어야 하며 인간 작업과는 분리되어야만 한다. 이것은 제조 현장 내에서 로봇의 응용을 제한하고 어렵게 하는 원인이 된다. 그러나, 이러한 개념이 대량 생산 시스템에서는 바람직하며, 이와 같은 개념을 갖는 대표적인 생산 시스템으로 자동차 공장을 들 수 있다.
오늘날 생산 시스템은 소규모의 셀 생산 라인으로 변화하고 있는데, 예를 들어, 핸드폰, 태블릿 PC 등과 같은 제품의 생산이 이에 해당한다. 셀 생산 시스템(cell production system)은 특히 IT 제품에 널리 적용되고 있는데, 셀 생산 라인에서 유연성(flexibility)은 매우 중요한 요소 중 하나이다. 인간 작업 관리자는 유연성의 면에서는 최고로 판단되나, 로봇은 다양한 제품을 유연성 있게 핸들링하기 어렵다. 인간 작업 관리자의 유연성은 제품의 몇 개의 면을 핸들링하거나, 현재의 작업 상태를 모니터링하고 오류를 교정하는 능력으로부터 온다. 즉, 인간의 팔과 손은 다양한 임무를 수행하는 데 적절하게 사용될 수 있다. 그래서, 인간의 것과 같은 팔이 로봇에 요구된다. 이것이 양팔 로봇(Dual arm robot) 연구의 시작점이다.
양팔 로봇과 관련하여, 많은 연구가 오랜 기간 동안 행해져 왔는데, 주로 양팔 로봇의 디자인과 제어에 집중되고 있다. 그러나, 양팔 로봇에 요구되는 제일 중요한 사항은, 생산 라인에서 인간 작업 관리자와 같이 지그리스 작업(jigless job) 등을 유연성 있게 수행하도록 하는 데에 있다.
일 실시 예에 따라, 제조 공정에서 양팔 로봇을 이용하여 작업을 수행할 때, 인간과 유사한 유연성을 갖고 작업할 수 있도록 로봇 작업 중에 발생 가능한 다양한 오류들을 감지하여 감지된 오류를 복구하는 기술을 제안한다.
일 실시 예에 따른 양팔 로봇 오류 복구방법은, 양팔 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을 분류하여 데이터베이스에 저장하는 단계와, 양팔 로봇에 장착된 센서 또는 주변 환경의 센서를 이용하여 작업 상태의 오류를 감지하는 단계와, 오류가 감지되면, 데이터베이스를 검색하여 감지된 오류와 대응되는 오류 모델을 검색하는 단계와, 검색된 오류 모델에 대한 오류 복구방법을 결정하고 결정된 오류 복구방법에 따라 오류 복구를 수행하는 단계를 포함한다.
이때, 오류 복구를 수행하는 단계는, 데이터베이스를 참조하여 오류 복구방법을 결정하며, 상기 결정된 오류 복구방법은, 무시할 수 있는 오류, 양팔 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류, 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 및 복구가 불가능한 오류 중 적어도 하나에 대한 복구방법을 포함할 수 있다.
오류 복구를 수행하는 단계는, 오류가 양팔 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류인 경우 오류를 복구할 시점을 판단하여, 작업 진행 중에 오류를 복구할 수 있으면 작업 중에 양팔 로봇이 수행할 작업을 재설정하거나 작업 중인 양팔 로봇의 경로를 재설정하고, 작업 정지 후 오류를 복구해야 한다면 일단 작업을 정지한 후 양팔 로봇이 수행할 작업 또는 작업 중인 양팔 로봇의 경로를 재설정하거나 외부로의 알람 메시지 출력을 제어할 수 있다.
데이터베이스에 저장하는 단계는, 양팔 로봇을 이용한 공정 중에 발생 가능한 오류 모델을, 잘못된 부품 공급 오류, 바코드 리딩 인식 오류, 바코드 출력 오류, 공정 시 조립 실패 오류 중 적어도 하나로 분류할 수 있다. 이때, 오류 복구를 수행하는 단계는, 오류가 잘못된 부품 공급 오류인 경우 양팔 로봇이 잘못된 부품을 버리고 재작업을 수행하도록 제어하는 단계와, 바코드 리딩 인식 오류인 경우 해당 바코드를 버리고 재출력을 시도하도록 제어하고, 바코드 출력 오류인 경우 외부로 알람 메시지를 출력하는 단계와, 공정 시 조립 실패 오류인 경우 외부로 작업 실패를 알리는 알람 메시지를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치는, 양팔 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을 분류하여 저장하는 데이터베이스와, 양팔 로봇이 지정된 프로세스에 따라 동작하도록 스케줄링하고 양팔 로봇 동작 중에 오류가 감지되면 감지된 오류와 데이터베이스에 저장된 오류 모델을 비교 분석하여 오류 상태를 파악하고 파악된 오류 상태에 따라 해당 오류를 복구하는 로봇 제어부를 포함한다.
로봇 제어부는, 로봇에 장착된 센서 또는 주변 환경의 센서를 이용하여 작업 상태의 오류를 감지하는 오류 감지부와, 오류가 감지되면 데이터베이스를 검색하여 감지된 오류와 대응되는 오류 모델을 검색하는 오류 분석부와, 검색된 오류 모델에 대한 오류 복구방법을 결정하고 결정된 오류 복구방법에 따라 오류 복구를 수행하는 오류 복구부를 포함한다.
오류 복구부는, 데이터베이스를 참조하여 오류 복구방법을 결정하며, 오류 복구방법은 무시할 수 있는 오류, 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류, 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 및 복구가 불가능한 오류 중 적어도 하나에 대한 복구방법을 포함한다.
오류 복구부는, 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류인 경우 오류를 복구할 시점을 판단하여, 작업 진행 중에 오류를 복구할 수 있으면 작업 중에 로봇이 수행할 작업을 재설정하거나 작업 중인 로봇의 경로를 재설정하고, 작업 정지 후 오류를 복구해야 한다면 일단 작업을 정지한 후 로봇이 수행할 작업 또는 작업 중인 로봇의 경로를 재설정하거나 외부로의 알람 메시지 출력을 제어한다. 또한, 오류 복구부는, 무시할 수 있는 오류인 경우 로봇 작업을 마친 후 오류에 대응하고, 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 또는 복구가 불가능한 오류인 경우 외부로의 알람 메시지 출력을 제어한다.
로봇 제어부는, 로봇의 동작을 정의하고 로봇을 통한 작업을 스케줄링 및 관리하며, 오류 감지부를 통해 오류가 감지되면 오류 복구부의 오류 복구에 따라 작업을 수정하여 스케줄링하는 작업 스케줄링 및 관리부를 더 포함할 수 있다.
데이터베이스는, 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을, 해당 오류 모델에 대한 오류 복구방법과 매핑하여 저장할 수 있다.
데이터베이스는, 양팔 로봇을 이용한 공정 중에 발생 가능한 오류 모델을, 잘못된 부품 공급 오류, 바코드 리딩 인식 오류, 바코드 출력 오류, 공정 시 조립 실패 오류 중 적어도 하나로 분류할 수 있다. 이때, 로봇 제어부는, 잘못된 부품 공급 오류인 경우 로봇이 잘못된 부품을 버리고 재작업을 수행하도록 제어하고, 바코드 리딩 인식 오류인 경우 해당 바코드를 버리고 재출력을 시도하도록 제어하며, 바코드 출력 오류인 경우 외부로 알람 메시지를 출력하고, 공정 시 조립 실패 오류인 경우 외부로 작업 실패를 알리는 알람 메시지를 출력할 수 있다.
양팔 로봇 제어장치는, 작업 명령을 수신하는 사용자 인터페이스부와, 작업 명령을 로봇에 지시하는 커맨드 인터페이스부와, 로봇 제어부의 동작에 따른 작업 상태 정보, 로봇의 작동 상태 정보 및 제조공정 정보를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 양팔 로봇 오류 복구방법은, 양팔 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을 분류하여 데이터베이스에 저장하는 단계와, 양팔 로봇에 장착된 센서 또는 주변 환경의 센서를 이용하여 작업 상태의 오류를 감지하는 단계와, 오류가 감지되면 데이터베이스를 검색하여 감지된 오류와 대응되는 오류 모델을 검색하는 단계와, 검색된 오류 모델에 대한 오류 복구방법을 결정하고 결정된 오류 복구방법에 따라 오류 복구를 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 제조 공정에서 양팔 로봇을 이용하여 작업을 수행할 때, 작업 중에 발생 가능한 다양한 오류들을 감지하여 감지된 오류를 적응적으로 복구함에 따라 인간과 유사한 유연성을 제공할 수 있다. 특히 셀 생산 라인에서 양팔 로봇을 이용한 단위 작업 또는 공정 중에 발생 가능한 오류 모델을 정의하고 단위 작업 또는 공정 시에 해당 오류 모델을 이용하여 오류를 감지하며 감지된 오류에 대한 복구방법을 수립함에 따라, 양팔 로봇을 이용한 작업 또는 공정 중에 발생 가능한 다양한 오류들을 적응적으로 신속하게 처리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 대상이 되는 양팔 로봇의 외관도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치의 구성도,
도 3은 도 2의 로봇 제어부의 세부 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양팔 로봇의 오류 복구방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터베이스에 저장되는 데이터 테이블을 도시한 참조도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 양팔 로봇의 공정 오류 복구를 위해 데이터베이스에 저장되는 테이블을 도시한 참조도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 양팔 로봇의 공정 오류 복구를 위해 도 6의 데이터베이스에 복구방법이 추가된 테이블을 도시한 참조도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 대상이 되는 양팔 로봇의 외관도이다.
도 1을 참조하면, 양팔 로봇(Dual arm robot)은 인간과 유사한 형태를 갖는다. 즉, 구조, 팔의 길이, 로봇의 높이 및 제조 현장이 모두 인간의 그것과 대응되도록 제작된다. 따라서, 제조 공정에서 특별한 구조의 변경 없이도 양팔 로봇을 이용하여 인간과 유사한 작업이 가능하다. 예를 들어, 양팔 로봇을 통해 인간 작업 관리자와 유사한 지그리스 작업(jigless job)을 수행할 수 있는데, 도 1에서는 양팔 로봇의 지그리스 작업 시 가능한 다양한 자세들을 도시하였다. 본 발명은 제조 공정에서 양팔 로봇을 이용하여 작업을 수행할 때 양팔 로봇이 인간과 유사한 탄력성을 갖도록, 작업 중에 발생 가능한 오류들을 정의한 후, 작업 중에 오류를 감지하여 이를 복구할 수 있는 기술에 대해 제안한다.
제조 공정에서 발생하는 오류는 결함(fault), 에러(error), 실패(failure) 등으로 분류될 수 있다. fault는 어떤 문제에 대한 근본적인 원인으로, 수정 가능한 비정상적인 상태로 정의된다. 로봇을 활용한 생산 공정에서 예상치 않게 발생하는 부품 파손, 부품의 부재, 잘못된 부품 전달, 로봇 말단 작용체(end-effector)의 파손, 작업 환경의 변화 등이 이에 해당된다. error는 정해진 작업과 실제 진행 중인 작업 간의 차이로 인하여 의도치 않게 발생하는 fault나 파지 실패, 잘못된 파지 상태, 장애물 충돌 등에 의해 계획된 작업 진행 실패 또는 불일치한 작업을 진행하는 경우 등이 이에 해당된다. failure는 fault나 error로 인해 진행된 작업이 정해진 작업과 다르게 되어 발생하는 조립 실패, 포장 실패 등의 셀 공정 실패가 이에 해당된다.
제조 공정에서 발생하는 오류들에 대한 이해를 돕기 위해, 휴대폰 유닛 박스 포장 공정을 예를 들어 발생 가능한 오류들을 후술한다. 우선, 포장해야 할 휴대폰 부품의 파손 또는 부재, 잘못된 부품 전달, 그리퍼(gripper) 파손 등이 fault에 해당된다. 그리고, 포장 작업 중 부품 파지 실패, 비정상적인 부품 파지 자세, 포장 시 로봇과 박스의 충돌, 잘못된 자세로 박스에 담긴 부품 등이 error에 해당된다. 이에 비하여, fault와 error로 인해 휴대폰 유닛 박스 포장 공정이 실패하는 경우가 failure에 해당된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치(1)의 구성도이다.
도 2는 참조하면, 양팔 로봇 제어장치(1)는 로봇 제어부(10)와 데이터베이스(11)를 포함하며, 센서(12), 사용자 인터페이스부(13), 커맨드 인터페이스부(14) 및 표시부(15)를 더 포함할 수 있다.
양팔 로봇 제어장치(1)는 양팔 로봇에 포함되거나 연결될 수 있다. 또한, 양팔 로봇 제어장치(1)의 적어도 일부 구성요소는 시스템에 해당하는 컴퓨터 등의 디지털 기기에 포함되거나 연결될 수 있다. 또한, 적어도 일부 구성요소는 외부 단말 장치나 외부 서버 등과 연결될 수 있다. 나아가, 양팔 로봇 제어장치(1)의 적어도 일부 구성요소는 프로그램 모듈들로 구현될 수 있는데, 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈로서 양팔 로봇 제어장치(1)에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억장치 또는 양팔 로봇 제어장치(1)와 통신 가능한 원격 기억장치 등에 저장될 수 있다.
양팔 로봇 제어장치(1)의 데이터베이스(11)는 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을 분류 저장한다. 해당 오류 모델은 로봇 동작 이전에 미리 정의되어 저장될 수 있다. 데이터베이스(11)는 오류 카테고리 별로 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을, 오류 감지방법, 감지된 오류에 대한 오류 복구방법과 매핑하여 저장할 수 있다. 데이터베이스(11)의 구성에 대해서는 도 5를 참조로 상세히 후술한다.
일 실시 예에 따라, 데이터베이스(11)는 양팔 로봇을 이용한 공정 중에 발생 가능한 오류 모델을 분류한다. 예를 들어, 잘못된 부품 공급 오류, 바코드 리딩 인식 오류, 바코드 출력 오류, 공정 시 조립 실패 오류 등으로 공정 오류 모델을 분류한다.
로봇 제어부(10)는 로봇이 지정된 프로세스에 따라 동작하도록 스케줄링하고, 로봇 동작 중에 오류가 감지되면 감지된 오류와 데이터베이스(11)에 저장된 오류 모델을 비교 분석하여 오류 상태를 파악하고, 파악된 오류 상태에 따라 해당 오류를 복구한다. 로봇 제어부(10)의 세부 구성에 대해서는 도 2에서 상세히 후술한다.
센서(12)는 로봇 또는 로봇의 주변 환경을 인식하기 위한 것으로서, 예컨대, 카메라와 같은 비전 센서, 힘/토크 센서, 슬립 센서, 레이저, 초음파와 같은 장애물 감지 센서 등이 이에 해당한다. 몇 개의 센서와 센싱 신호를 사용하는 것에 의해 로봇이 주어진 작업을 정확하게 수행하고 있는지 여부를 파악할 수 있다.
사용자 인터페이스부(13)는 사용자로부터 작업 명령을 수신한다. 커맨드 인터페이스부(14)는 작업 명령을 로봇에 지시한다. 이때, 작업 명령은 로봇 제어부(10)를 통해 스케줄링된 작업 명령일 수 있다. 또는 사용자 인터페이스부(13)를 통해 전문적인 프로그래밍 지식이 없는 사용자로부터 수신된 작업 명령일 수도 있다. 표시부(15)는 로봇 제어부(10)의 동작에 따른 작업 상태 정보, 로봇의 작동 상태 정보 및 제조공정 정보를 사용자에게 표시한다.
도 3은 도 2의 로봇 제어부(10)의 세부 구성도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 로봇 제어부(10)는 오류 처리부(100)와 작업 스케줄링 및 관리부(110)를 포함하며, 오류 처리부(100)는 오류 감지부(102), 오류 분석부(104) 및 오류 복구부(106)를 포함한다.
오류 감지부(102)는 로봇에 장착된 센서 또는 주변 환경의 센서를 이용하여 작업 상태의 오류를 감지한다. 오류 분석부(104)는 오류 감지부(102)를 통해 오류가 감지되면, 데이터베이스(11)를 검색하여 감지된 오류와 일치하는 오류 모델을 검색한다. 오류 복구부(106)는 오류 분석부(104)를 통해 검색된 오류 모델에 대한 오류 복구방법을 결정하고, 결정된 오류 복구방법에 따라 오류 복구를 수행한다.
일 실시 예에 따라, 오류 복구부(106)는 데이터베이스(11)를 참조하여 오류 복구방법을 결정한다. 이때, 오류 복구방법은, 무시할 수 있는 오류, 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류, 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 및 복구가 불가능한 오류 등일 수 있다.
일 실시 예에 따라, 오류 복구부(106)는 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류인 경우 오류를 복구할 시점을 판단하여, 작업 진행 중에 오류를 복구할 수 있으면 작업 중에 로봇이 수행할 작업을 재설정하거나 작업 중인 로봇의 경로를 재설정할 수 있다. 작업 정지 후 오류를 복구해야 한다면 일단 작업을 정지한 후 로봇이 수행할 작업 또는 작업 중인 로봇의 경로를 재설정하거나 외부로의 알람 메시지 출력을 제어할 수 있다. 또한, 무시할 수 있는 오류인 경우 로봇 작업을 마친 후 오류에 대응할 수 있다. 또는, 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 또는 복구가 불가능한 오류인 경우 외부로의 알람 메시지 출력을 제어할 수 있다.
작업 스케줄링 및 관리부(110)는 로봇의 동작을 정의하고 로봇을 통한 작업을 스케줄링 및 관리한다. 그리고, 오류 감지부(102)를 통해 오류가 감지되면 오류 복구부(106)의 오류 복구에 따라 작업을 수정하여 스케줄링한다. 세부적으로, 작업 스케줄링 및 관리부(110)는 요구되는 제조 공정을 수행하도록 세부 액션을 정의하고, 양팔 로봇의 액션 흐름을 제어한다. 여기서, 작업(job)은 양팔 로봇이 행하는 초기 액션을 의미한다. 예를 들어, 하부 박스 상에 상부 박스를 놓는 것, 또는 핸드폰을 패키징하는 경우에 하부 박스 내에 배터리를 놓는 것 등이 작업으로 불릴 수 있다. 또한, 박스를 덮도록 경로 계획, 목표를 인식하는 것 및 위치 및 원점을 찾는 것과 같은 세부 명령, 및 로봇을 움직이는 것은 일(task)로 불릴 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 양팔 로봇의 오류 복구방법을 도시한 흐름도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 도 1을 참조로 하여 정의한 오류 중 fault 또는 error가 발생하면, 양팔 로봇 제어장치(1)는 해당 오류에 대응하기 위한 프로세스를 수행하는데, 일 실시 예에 따라 오류 감지(400), 오류 분석(410) 및 오류 복구(420) 단계를 수행한다.
세부적으로, 오류 감지 단계(400)는 계획된 작업을 진행하는 중에 발생하는 오류를 감지하는 것으로, 양팔 로봇 제어장치(1)는 시스템 또는 센서를 이용하여 작업 상태를 실시간으로 모니터링한다. 이때, 다양한 센서를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 카메라와 같은 비전 센서(vision sensor)를 사용하여 부품에 대한 오류를 검색하고 작업 상태를 모니터링할 수 있다. 또는, 힘/토크 센서(force/torque sensor: F/T 센서)를 사용하여 접촉 작업의 상태를 모니터링할 수 있다. 또는, 접촉(tactile) 센서를 사용하여 물체의 파지 상태를 모니터링할 수도 있다.
이어서, 오류 분석 단계(410)에서, 양팔 로봇 제어장치(1)는 오류 감지 단계(400)에서 감지된 오류를 복구하기 위해, 감지된 오류와 미리 데이터베이스화한 오류 모델을 비교하여 오류를 진단한다. 오류 모델은 제조공정에 따라 정의되어 미리 데이터베이스에 저장되는데, 오류 모델과 함께 해당 오류 모델에 대한 복구 정책을 함께 정의하여 저장될 수 있다.
이어서, 오류 복구 단계(420)에서, 양팔 로봇 제어장치(1)는 오류 분석 단계(410)에서 결정된 오류에 대한 복구방법을 결정한다. 이때, 양팔 로봇 제어장치(1)는 데이터베이스를 참조하여 복구방법을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 오류 복구방법은 크게 4가지로 분류된다. 즉, 진행 중인 작업을 마친 후 복구, 진행 중 복구, 작업 정지 후 복구, 관리자 호출 후 복구로 분류한다. 본 발명에서의 오류 복구는 전술한 4가지 방법을 모두 고려하여 오류에 대응하는데, 특히 작업의 원활한 진행을 위해서 실시간 오류 복구방법인, 작업 진행 중 오류 복구방법을 우선순위를 둔다.
작업 진행 중 오류 복구방법의 예를 들면, 양팔 로봇 제어장치(1)는 부품을 파지한 자세가 적절하지 않다면 파지 자세에 따라 부품 파지 자세를 수정하는 경로 재계획을 수행할 수 있다. 또는 파지중인 부품을 내려놓고 새로 부품상자에서 부품을 파지하는 작업 재계획 등을 수행할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터베이스에 저장되는 데이터 테이블을 도시한 참조도이다.
도 2와 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따라 작업 오류 모델과 감지방법 및 복구방법이 매핑되어 미리 테이블 형태로 저장된다. 즉, 데이터베이스(11)는 오류 카테고리(500) 별로, 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델(510)을, 오류 감지 가능성(520), 오류 감지방법(530) 및 해당 오류 모델에 대한 오류 복구방법(540)과 매핑하여 저장한다.
이하, 후술되는 도 6 및 도 7을 참조로 하여 본 발명의 양팔 로봇의 공정 중 발생 가능한 다양한 오류에 대한 오류 감지방법 및 그에 따른 오류 복구방법에 대한 실시 예들을 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 양팔 로봇의 오류 복구 방법을 설명하기 위해 데이터베이스에 저장되는 테이블을 도시한 참조도이다.
도 6을 참조하면, 휴대폰 유닛 박스 포장 공정 및 조립 공정에서 발생할 수 있는 공정 오류를 분류한다. 즉, 양팔 로봇을 이용한 공정 중에 발생 가능한 오류 모델을, 잘못된 부품 공급 오류, 바코드 리딩 인식 오류, 바코드 출력 오류, 공정 시 조립 실패 오류 등으로 분류한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 양팔 로봇의 공정 오류 복구를 위해 도 6의 데이터베이스에 복구방법이 추가된 테이블을 도시한 참조도이다.
도 7을 참조하면, 공정 오류에 관한 최적의 복구방법을 정의한다. 예를 들어, 잘못된 부품 공급 오류인 경우 로봇이 잘못된 부품을 버리고 재작업을 수행하도록 제어하고, 바코드 리딩 인식 오류인 경우 해당 바코드를 버리고 재출력을 시도하도록 제어하며, 바코드 출력 오류인 경우 외부로 알람 메시지를 출력하고, 공정 시 조립 실패 오류인 경우 외부로 작업 실패를 알리는 알람 메시지를 출력할 수 있다. 공정 오류에 관한 복구 정책은 공정 오류만이 아니라 작업 오류가 극복되지 못하여 공정에 영향을 미치는 경우를 포함하여야 한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 양팔 로봇 제어장치 10 : 로봇 제어부
11 : 데이터베이스 12 : 센서
13 : 사용자 인터페이스부 14 : 커맨드 인터페이스부
15 : 표시부 100 : 오류 처리부
102 : 오류 감지부 104 : 오류 분석부
106 : 오류 복구부 110 : 작업 스케줄링 및 관리부

Claims (16)

  1. 양팔 로봇을 이용한 공정 중에 발생 가능한 오류 모델을, 잘못된 부품 공급 오류, 바코드 리딩 인식 오류, 바코드 출력 오류, 공정 시 조립 실패 오류 중 적어도 하나로 분류하여 데이터베이스에 저장하는 단계;
    양팔 로봇에 장착된 센서 또는 주변 환경의 센서를 이용하여 작업 상태의 오류를 감지하는 단계;
    오류가 감지되면, 상기 데이터베이스를 검색하여 감지된 오류와 대응되는 오류 모델을 검색하는 단계; 및
    검색된 오류 모델에 대한 오류 복구방법을 결정하고 결정된 오류 복구방법에 따라 오류 복구를 수행하는 단계; 를 포함하며,
    상기 오류 복구를 수행하는 단계에서, 오류가 잘못된 부품 공급 오류인 경우 양팔 로봇이 잘못된 부품을 버리고 재작업을 수행하도록 제어하고, 바코드 리딩 인식 오류인 경우 해당 바코드를 버리고 재출력을 시도하도록 제어하고, 바코드 출력 오류인 경우 외부로 알람 메시지를 출력하며, 공정 시 조립 실패 오류인 경우 외부로 작업 실패를 알리는 알람 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 양팔 로봇 오류 복구방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터베이스에 저장하는 단계는,
    양팔 로봇 동작 중에 발생 가능한 오류 모델을, 해당 오류 모델에 대한 오류 복구방법과 매핑하여 저장하는 것을 특징으로 하는 양팔 로봇 오류 복구방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 오류 복구를 수행하는 단계는,
    상기 데이터베이스를 참조하여 오류 복구방법을 결정하며,
    상기 결정된 오류 복구방법은, 무시할 수 있는 오류, 양팔 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류, 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 및 복구가 불가능한 오류 중 적어도 하나에 대한 복구방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 양팔 로봇 오류 복구방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 오류 복구를 수행하는 단계는,
    오류가 양팔 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류인 경우 오류를 복구할 시점을 판단하는 단계;
    오류 복구 시점 판단 결과, 작업 진행 중에 오류를 복구할 수 있으면 작업 중에 양팔 로봇이 수행할 작업을 재설정하거나 작업 중인 양팔 로봇의 경로를 재설정하는 단계; 및
    작업 정지 후 오류를 복구해야 한다면 일단 작업을 정지한 후 양팔 로봇이 수행할 작업 또는 작업 중인 양팔 로봇의 경로를 재설정하거나 외부로의 알람 메시지 출력을 제어하는 단계:
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 양팔 로봇 오류 복구방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 양팔 로봇 오류 복구방법은,
    상기 오류를 감지하는 단계 이전에, 양팔 로봇의 동작을 정의하고 양팔 로봇을 통한 작업을 스케줄링 및 관리하는 단계; 및
    상기 오류 복구를 수행하는 단계 이후에, 오류 복구에 따라 양팔 로봇을 통한 작업을 수정하여 스케줄링 및 관리하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양팔 로봇 오류 복구방법.
  8. 양팔 로봇을 이용한 공정 중에 발생 가능한 오류 모델을, 잘못된 부품 공급 오류, 바코드 리딩 인식 오류, 바코드 출력 오류, 공정 시 조립 실패 오류 중 적어도 하나로 분류하여 저장하는 데이터베이스; 및
    양팔 로봇이 지정된 프로세스에 따라 동작하도록 스케줄링하고, 양팔 로봇 동작 중에 오류가 감지되면 감지된 오류와 상기 데이터베이스에 저장된 오류 모델을 비교 분석하여 오류 상태를 파악하고 파악된 오류 상태에 따라 해당 오류를 복구하며, 오류가 잘못된 부품 공급 오류인 경우 양팔 로봇이 잘못된 부품을 버리고 재작업을 수행하도록 제어하고, 바코드 리딩 인식 오류인 경우 해당 바코드를 버리고 재출력을 시도하도록 제어하며, 바코드 출력 오류인 경우 외부로 알람 메시지를 출력하고, 공정 시 조립 실패 오류인 경우 외부로 작업 실패를 알리는 알람 메시지를 출력하는 로봇 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 로봇 제어부는,
    양팔 로봇에 장착된 센서 또는 주변 환경의 센서를 이용하여 작업 상태의 오류를 감지하는 오류 감지부;
    오류가 감지되면, 상기 데이터베이스를 검색하여 감지된 오류와 대응되는 오류 모델을 검색하는 오류 분석부; 및
    검색된 오류 모델에 대한 오류 복구방법을 결정하고 결정된 오류 복구방법에 따라 오류 복구를 수행하는 오류 복구부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 오류 복구부는,
    상기 데이터베이스를 참조하여 오류 복구방법을 결정하며,
    상기 오류 복구방법은, 무시할 수 있는 오류, 양팔 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류, 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 및 복구가 불가능한 오류 중 적어도 하나에 대한 복구방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 오류 복구부는,
    오류가 양팔 로봇 자체적으로 복구할 수 있는 오류인 경우 오류를 복구할 시점을 판단하여, 작업 진행 중에 오류를 복구할 수 있으면 작업 중에 양팔 로봇이 수행할 작업을 재설정하거나 작업 중인 양팔 로봇의 경로를 재설정하고, 작업 정지 후 오류를 복구해야 한다면 일단 작업을 정지한 후 양팔 로봇이 수행할 작업 또는 작업 중인 양팔 로봇의 경로를 재설정하거나 외부로의 알람 메시지 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 오류 복구부는,
    오류가 무시할 수 있는 오류인 경우 양팔 로봇 작업을 마친 후 오류에 대응하고,
    오류가 작업 관리자에 의해 복구될 수 있는 오류 또는 복구가 불가능한 오류인 경우 외부로의 알람 메시지 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 로봇 제어부는,
    양팔 로봇의 동작을 정의하고 양팔 로봇을 통한 작업을 스케줄링 및 관리하며, 상기 오류 감지부를 통해 오류가 감지되면 상기 오류 복구부의 오류 복구에 따라 작업을 수정하여 스케줄링하는 작업 스케줄링 및 관리부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 8 항에 있어서,
    작업 명령을 수신하는 사용자 인터페이스부;
    작업 명령을 양팔 로봇에 지시하는 커맨드 인터페이스부; 및
    상기 로봇 제어부의 동작에 따른 작업 상태 정보, 양팔 로봇의 작동 상태 정보 및 제조공정 정보를 표시하는 표시부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오류 복구 기능을 갖는 양팔 로봇 제어장치.
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