KR102277162B1 - Apparatus for Monitoring Industrial Robot and Driving Method Thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산업 로봇 감시장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 산업용 로봇의 경우 통상 암(ARM) 형태로 구성되며 산업용도에 따라 복수의 관절이 구성되어 해당 공정에서 최적의 움직임을 갖도록 제작되는데, 이러한 특정 형태에 착안하여 보다 높은 오작동 감지가 이루어지도록 하는 산업 로봇 감시장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial robot monitoring device and a driving method thereof, and more particularly, in the case of an industrial robot, for example, it is usually configured in an arm (ARM) shape, and a plurality of joints are configured according to the industrial purpose to optimize the process It is manufactured to have movement, and it relates to an industrial robot monitoring apparatus and a driving method of the apparatus that allow higher malfunction detection by paying attention to this specific form.
일반적으로, 산업용 로봇은 중공업 및 항공 산업과 같은 대형 산업 설비 시설뿐만 아니라 반도체 산업과 같은 소형 산업 설비시설, 제조 산업 공정 시스템 등에 사람을 대신하여 작업하는 설비로서 공장자동화를 실현하는 장치이다. 현대 제조 산업 공정 시스템은 그 규모가 크고 복잡하며, 많은 공정은 인력에 의한 작업 의존도보다 산업용 로봇에 의한 의존도가 높아지면서 자동공정에서 산업용 로봇 시스템의 신뢰성과 안정성의 유지에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 산업용 로봇을 통해 고속 대량생산이 가능해지면서 짧은 시간에 많은 제품을 생산할 수 있으나, 산업용 로봇에 문제가 발생하는 경우 설비가 가동될 수 없어 일정 시간 동안 생산을 중지하여야 하므로 설비 비가동으로 인한 피해가 큰 문제점이 있다.In general, an industrial robot is a device that realizes factory automation as a facility that works on behalf of humans, such as not only large industrial facilities such as heavy industry and aviation industry, but also small industrial facilities such as semiconductor industry, manufacturing industry process systems, and the like. Modern manufacturing industrial process systems are large and complex, and many processes are more dependent on industrial robots than on human workers, and interest in maintaining reliability and stability of industrial robot systems in automatic processes is increasing. In addition, as high-speed mass production is possible through industrial robots, many products can be produced in a short time. However, if a problem occurs in the industrial robot, the equipment cannot be operated and production must be stopped for a certain period of time, so damage caused by equipment non-operation has a big problem.
이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는 현장에 카메라를 설치하고 카메라 촬영 영상을 통해 로봇 작업 품질을 모니터링하려는 기술이 공지된 있다.In order to solve this problem, there is a technique known in the prior art for installing a camera in the field and monitoring the robot work quality through the camera captured image.
그런데, 이러한 종래 기술은 영상에서 모션을 검출하여 이용하는 것으로 오작동의 검출 횟수가 너무 많고 그 정확도가 낮기 때문에 수시로 생산 공정을 중단해야 하는 문제가 여전히 남아 있다. 이러한 점에서 오작동을 정확히 감지할 수 방안이 절실히 요구되고 있다.However, since the prior art detects and uses motion from an image, the number of times of detection of a malfunction is too high and the accuracy thereof is low, there is still a problem that the production process must be stopped from time to time. In this regard, there is an urgent need for a method to accurately detect a malfunction.
본 발명의 실시예는 가령 산업용 로봇의 경우 통상 암(ARM) 형태로 구성되며 산업용도에 따라 복수의 관절이 구성되어 해당 공정에서 최적의 움직임을 갖도록 제작되는데, 이러한 특정 형태에 착안하여 보다 높은 오작동 감지가 이루어지도록 하는 산업 로봇 감시장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.In the embodiment of the present invention, for example, an industrial robot is usually configured in the form of an arm (ARM), and a plurality of joints are configured according to the degree of industry to have optimal movement in the process. An object of the present invention is to provide an industrial robot monitoring device for sensing and a driving method of the device.
본 발명의 실시예에 따른 산업 로봇 감시장치는, 산업 현장에 설치되어 작업 중인 산업 로봇에 대한 촬영 영상을 수신하는 통신 인터페이스부, 및 상기 수신한 촬영 영상을 분석하여 상기 산업 로봇의 스켈레톤에 대한 움직임 결과를 계산하고, 상기 계산한 움직임 결과를 상기 스켈레톤의 움직임과 관련한 기준 데이터인 스켈레톤 데이터와 비교하여 비교 결과를 근거로 상기 산업 로봇의 비정상 동작 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.Industrial robot monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention, a communication interface unit for receiving a photographed image of an industrial robot installed at an industrial site and working, and movement of the industrial robot with respect to the skeleton by analyzing the received photographed image and a controller that calculates a result, compares the calculated motion result with skeleton data, which is reference data related to the motion of the skeleton, and determines whether the industrial robot operates abnormally based on the comparison result.
상기 제어부는, 동일 동작이 반복되는 순환 주기에서 임의 시간 지점(tn)에서의 상기 스켈레톤의 움직임이 서로 일치하는지를 판단할 수 있다.The control unit may determine whether the movements of the skeleton at any time point tn coincide with each other in a cycle in which the same operation is repeated.
상기 제어부는, 상기 스켈레톤의 X, Y 및 Z축상에서의 움직임 거리 및 각 축상에서의 회전 각도를 비교할 수 있다.The controller may compare a movement distance on the X, Y, and Z axes of the skeleton and a rotation angle on each axis.
상기 제어부는, 상기 산업 로봇의 비정상 동작을 판단하기 위하여 상기 산업 로봇에 의해 이송되는 물체의 상태를 더 판단할 수 있다.The controller may further determine the state of the object transferred by the industrial robot in order to determine the abnormal operation of the industrial robot.
상기 제어부는, 상기 계산한 움직임 결과를 누적하여 저장하고, 상기 저장한 누적 데이터를 인공지능(AI)을 적용해 분석하여 상기 로봇의 이상 여부를 예측할 수 있다.The controller may accumulate and store the calculated motion results, and predict whether the robot is abnormal by analyzing the stored accumulated data by applying artificial intelligence (AI).
상기 제어부는, 상기 누적 데이터의 분석 결과 정상 동작의 오차 범위 내에서 상기 시간 변화에 따라 오차가 다르게 발생하거나 지정된 기간 동안 지속적으로 발생할 때 상기 이상 여부를 예측할 수 있다.As a result of the analysis of the accumulated data, the controller may predict whether the error occurs differently depending on the time change within an error range of a normal operation or continuously occurs for a specified period.
상기 산업 로봇 감시장치는, 서로 다른 산업 현장에 설치되는 제1 산업 로봇에 대한 제1 스켈레톤 데이터 및 제2 산업 로봇에 대한 제2 스켈레톤 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 산업 로봇의 식별정보를 근거로 상기 저장한 제1 스켈레톤 데이터 또는 상기 제2 스켈레톤 데이터를 검출하여 선택적으로 비교할 수 있다.The industrial robot monitoring apparatus further includes a storage unit for storing first skeleton data for a first industrial robot and second skeleton data for a second industrial robot installed in different industrial sites, wherein the control unit includes the industrial robot Based on the identification information of the robot, the stored first skeleton data or the second skeleton data may be detected and selectively compared.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 산업 로봇 감시장치의 구동방법은, 통신 인터페이스부가, 산업 현장에 설치되어 작업 중인 산업 로봇에 대한 촬영 영상을 수신하는 단계, 및 제어부가 상기 수신한 촬영 영상을 분석하여 상기 산업 로봇의 스켈레톤에 대한 움직임 결과를 계산하고, 상기 계산한 움직임 결과를 상기 스켈레톤의 움직임과 관련한 기준 데이터인 스켈레톤 데이터와 비교하여 비교 결과를 근거로 상기 산업 로봇의 비정상 동작 여부를 판단하는 단계를 포함한다.In addition, the driving method of the industrial robot monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: a communication interface unit receiving a photographed image of an industrial robot installed in an industrial site and working; and a control unit analyzing the received photographed image to calculate the motion result for the skeleton of the industrial robot, compare the calculated motion result with the skeleton data, which is reference data related to the motion of the skeleton, and determine whether the industrial robot operates abnormally based on the comparison result includes
상기 판단하는 단계는, 동일 동작이 반복되는 순환 주기에서 임의 시간 지점(tn)에서의 상기 스켈레톤의 움직임이 서로 일치하는지를 판단할 수 있다.In the determining step, it may be determined whether the movements of the skeleton at any time point tn coincide with each other in a cycle in which the same operation is repeated.
상기 판단하는 단계는, 상기 스켈레톤의 X, Y 및 Z축상에서의 움직임 거리 및 각 축상에서의 회전 각도를 비교할 수 있다.In the determining step, the movement distance on the X, Y and Z axes of the skeleton and the rotation angle on each axis may be compared.
상기 판단하는 단계는, 상기 산업 로봇의 비정상 동작을 판단하기 위하여 상기 산업 로봇에 의해 이송되는 물체의 상태를 더 판단할 수 있다.The determining may further determine a state of an object transported by the industrial robot in order to determine an abnormal operation of the industrial robot.
상기 구동방법은, 상기 계산한 움직임 결과를 누적하여 저장하고, 상기 저장한 누적 데이터를 인공지능(AI)을 적용해 분석하여 상기 로봇의 이상 여부를 예측할 수 있다.In the driving method, the calculated motion result is accumulated and stored, and the stored accumulated data is analyzed by applying artificial intelligence (AI) to predict whether the robot is abnormal.
상기 예측하는 단계는, 상기 누적 데이터의 분석 결과 정상 동작의 오차 범위 내에서 상기 시간 변화에 따라 오차가 다르게 발생하거나 지정된 기간 동안 지속적으로 발생할 때 상기 이상 여부를 예측할 수 있다.The predicting may include predicting the abnormality when an error occurs differently depending on the time change within an error range of a normal operation as a result of analyzing the accumulated data or continuously occurs for a specified period.
상기 구동방법은, 저장부가 서로 다른 산업 현장에 설치되는 제1 산업 로봇에 대한 제1 스켈레톤 데이터 및 제2 산업 로봇에 대한 제2 스켈레톤 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하며, 상기 판단하는 단계는 상기 산업 로봇의 식별정보를 근거로 상기 저장한 제1 스켈레톤 데이터 또는 상기 제2 스켈레톤 데이터를 검출하여 선택적으로 비교할 수 있다.The driving method further comprises the step of storing the first skeleton data for the first industrial robot and the second skeleton data for the second industrial robot that the storage unit is installed in different industrial sites, the determining step is the Based on the identification information of the industrial robot, the stored first skeleton data or the second skeleton data may be detected and selectively compared.
본 발명의 실시예에 따르면 반도체, 디스플레이 등 하이테크 공정에서 로봇의 이상 움직임을 감지하여 조기 불량품을 감지할 수 있다. 즉 공정 중 불량을 조기 감지하고 제품 폐기를 통해 재료비(원가)의 증가를 감소시킬 수 있을 것이다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to detect an early defective product by detecting abnormal movement of a robot in a high-tech process such as a semiconductor or a display. In other words, it will be possible to reduce the increase in material cost (cost) through early detection of defects in the process and disposal of the product.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 움직임 데이터를 활용하여 이상 예측 모니터링을 수행할 수 있을 것이다.In addition, according to an embodiment of the present invention, abnormal prediction monitoring may be performed using motion data.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 로봇 감시시스템을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 산업 로봇의 감시 모습을 도식화하여 나타낸 도면,
도 3은 산업 로봇의 동작 순환 과정을 예시한 도면,
도 4는 도 1의 산업 로봇의 구성을 예시한 도면,
도 5는 도 1의 산업 로봇 감시장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 산업 로봇의 감시 과정을 나타내는 도면, 그리고
도 7은 도 1의 산업용 로봇 감시장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.1 is a view showing an industrial robot monitoring system according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a diagram showing the monitoring state of the industrial robot of Figure 1,
3 is a diagram illustrating the operation cycle process of the industrial robot;
4 is a view illustrating the configuration of the industrial robot of FIG. 1;
5 is a block diagram illustrating a detailed structure of the industrial robot monitoring apparatus of FIG. 1;
6 is a view showing a monitoring process of an industrial robot according to an embodiment of the present invention, and
7 is a flowchart illustrating a driving process of the industrial robot monitoring apparatus of FIG. 1 .
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산업용 로봇 감시시스템을 나타내는 도면, 도 2는 도 1의 산업 로봇의 감시 모습을 도식화하여 나타낸 도면, 도 3은 산업 로봇의 동작 순환 과정을 예시한 도면, 그리고 도 4는 도 1의 산업 로봇의 구성을 예시한 도면이다.1 is a diagram showing an industrial robot monitoring system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically showing the monitoring state of the industrial robot of FIG. 1, FIG. 3 is a diagram illustrating the operation cycle process of the industrial robot, and 4 is a diagram illustrating the configuration of the industrial robot of FIG. 1 .
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 산업용 로봇 감시시스템(90)은 촬영장치(100), 통신망(110) 및 산업 로봇 감시장치(120)의 일부 또는 전부를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the industrial
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 통신망(110)과 같은 일부 구성요소가 생략되어 촬영장치(100)와 산업 로봇 감시장치(120)가 다이렉트 통신(예: P2P 통신)을 수행하거나, 산업 로봇 감시장치(120)를 구성하는 구성요소의 일부 또는 전부가 통신망(110)을 구성하는 네트워크장치(예: 무선교환장치 등)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.Here, "including some or all" means that some components such as the
구체적인 설명에 앞서, 산업 로봇(97)에 대하여 간략하게 살펴보면, 산업 로봇(97)은 반도체나 디스플레이 등 하이테크 공정에서 빈번하게 사용되고 있으며, 또는 자동차 바디의 용접 등에 널리 사용되는 용접 로봇도 산업 로봇(97)에 포함된다. 용접 로봇으로서 스폿용접 로봇이 있으며, 스폿용접은 점상(點狀)으로 이루어지므로 점용접이라고도 하며, 판재에 직접 구멍을 뚫고 접합시키는 리벳접합과 달리 구멍을 뚫지 않고 접합할 수 있다. 물론 이외에도 산업 로봇(97)은 광범위하게 산업 현장에 사용되고 있으며, 산업 현장의 특성 등에 따라 다양한 형태로 제작되어 사용된다. 예를 들어, 산업 로봇(97)의 관절의 수는 다를 수 있다.Prior to the detailed description, briefly looking at the
도 2 내지 도 4에서는 산업 로봇(97)을 보여주고 있다. 도 2에서 볼 때, 산업 로봇(97)은 바닥면을 기준으로 X, Y, Z축 방향으로 움직임과 동시에 각 축은 회전할 수 있다. 물론 여기서, 회전은 각도로 표현될 수 있다. 산업 로봇(97)은 3차원 공간상에서 6축 구동이 가능하다고 볼 수 있다. 물론 이러한 로봇은 도 4에서와 같이 바디(400)와 그 바디(400)에 연결되는 암(410)으로 구성된다. 물론 여기서 바디(400)와 암(410), 그리고 암(410)과 암(410)은 관절에 의해 연결된다.2 to 4 show an
또한, 도 2 내지 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 도 1의 산업 로봇(97)은 산업 현장의 특성에 따라 도 3에서와 같은 형태로 동작할 수 있다. 도 4에서 볼 때 암(410)을 지정된 방식으로 움직여 도 3에서와 같이 1에서 5의 순서대로 동작하게 된다. 다시 말해, 산업 로봇(97)은 1에서 5의 순서대로 동작하는 1순환 공정을 반복한다. 예를 들어, 반도체 생산라인에서 웨이퍼를 들어 움직이는 로봇을 가정해 보자. 로봇의 암에 부착되어 있는 흡착판을 하부로 움직여 웨이퍼를 흡착시킨다. 그리고 흡착한 웨이퍼를 다음 공정으로 이동하기 위하여 암을 움직이며, 이동된 웨이퍼를 이탈시킨다. 즉 흡착을 해제한다. 해당 로봇은 이러한 과정을 반복한다. 따라서, 흡착판에 웨이퍼 혹은 유리판을 흡착시키고 웨이퍼를 들어 다음 공정으로 옮긴 후 웨이터를 흡착판에서 이탈시키는 동작을 하나의 순환 공정이라 볼 수 있다. 도 3은 바로 이러한 순환 공정을 보여준다고 볼 수 있다. 1순환 공정(tn)에서 동작 1은 시간 시점(또는 지점) t1이 될 수 있고, 2는 시간 시점 t2가 될 수 있다. In addition, as can be seen in FIGS. 2 to 4 , the
촬영장치(100)는 실제 산업 현장에 설치되어 작동하는 산업 로봇(97)을 촬영한다. 산업 로봇(97)은 도 4에서와 같이 바디(400)가 고정되어 동작하는 경우의 로봇도 있지만, 반송차와 같이 특정 레일을 따라 움직이는 로봇도 있을 수 있으며, 촬영장치(100)는 이러한 산업 로봇(97)의 움직임을 촬영한다. 본 발명의 실시예에서는 촬영장치(100)가 산업 현장의 내부에 설치되어 촬영 동작을 수행할 수 있다. 물론, 산업 로봇(97)을 가까이에서 촬영하는 바람직하다.The photographing
촬영장치(100)는 다양한 유형의 카메라가 사용될 수 있다. CCTV가 사용될 수 있지만, IP 카메라가 사용될 수 있으며, 3차원 카메라가 사용될 수도 있다. 3차원 카메라의 경우에는 3차원 공간상에서의 메타 데이터를 획득하는 것이 가능하므로, 산업 로봇(97)의 움직임에 대한 좌표값을 직접 생성하여 제공하는 것도 얼마든지 가능할 수 있다. 다시 말해, 산업 로봇(97)이 설치되는 산업 현장의 바닥면을 기준으로 X, Y, Z축, 그리고 각 축에 대한 움직임 각도와 관련한 데이터를 직접 생성하여 메타 데이터로서 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 다양한 형태로 메타 데이터를 확보할 수 있으므로, 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 무엇보다 촬영장치(100)는 산업 로봇(97)의 촬영 영상을 제공한다. 또한, 3차원 카메라의 경우에는 해당 촬영 영상과 함께 메타 데이터를 제공할 수 있다. 메타 데이터는 다양한 데이터를 포함할 수 있으므로, 어느 하나에 특별히 한정하지는 않을 것이다.The photographing
또한, 촬영장치(100)는 주변에 설치되어 촬영장치(100)의 촬영영상을 1차적으로 분석하는 에지장치 등과 연동할 수 있다. 4차 산업혁명 시대(예: 자율주행차, 빅데이터 처리 등)에 접어들면서 데이터 처리량이 급격히 많아지면서, 데이터 처리에 따른 연산 부담을 줄이고, 또 통신망(110)에서의 과부하를 줄이기 위한 것이라 볼 수 있다. 따라서, 에지장치의 경우에는 산업용 로봇 감시장치(120)의 지시에 따라, 가령 기설정된 프로그램을 갱신하는 방식으로 하여 산업 로봇(97)의 감시와 관련해 프로그램을 주기적으로 갱신하는 것이 얼마든지 가능할 수 있다. 대표적으로 에지장치는 촬영영상의 분석 결과를 제공하지만, 산업용 로봇 감시장치(120)의 요청이 있는 경우에는 특정 시간대의 비디오 프레임만을 취득 혹은 추출하여 제공할 수도 있다. 물론 해당 특정 시간대의 비디오 프레임 요청은 산업 로봇(97)의 오류가 감지되어 좀더 정확한 분석이 필요한 경우에 이용될 수 있다. 이와 같이, 촬영장치(100)는 에지장치를 더 이용하는 등 다양한 형태로 동작할 수 있다.In addition, the photographing
통신망(110)은 사내 통신망인 인트라넷 등을 포함할 수 있으며, 다양한 유형의 유무선 통신망을 모두 포함한다. 가령 통신망(110)으로서 유무선 인터넷망이 이용되거나 연동될 수 있다. 여기서, 유선망은 케이블망이나 공중 전화망(PSTN)과 같은 인터넷망을 포함하는 것이고, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로(Wibro) 망 등을 포함하는 의미이다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 통신망(110)은 이에 한정되는 것이 아니며, 가령 클라우드 컴퓨팅 환경하의 클라우드 컴퓨팅망, 5G망 등에 사용될 수 있다. 가령, 통신망(110)이 유선 통신망인 경우 통신망(110) 내의 액세스포인트는 전화국의 교환국 등에 접속할 수 있지만, 무선 통신망인 경우에는 통신사에서 운용하는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)에 접속하여 데이터를 처리하거나, BTS(Base Transmissive Station), NodeB, e-NodeB 등의 다양한 중계기에 접속하여 데이터를 처리할 수 있다.The
통신망(110)은 액세스포인트(AP)를 포함할 수 있다. 여기서의 액세스포인트는 건물 내에 많이 설치되는 펨토(femto) 또는 피코(pico) 기지국과 같은 소형 기지국을 포함한다. 펨토 또는 피코 기지국은 소형 기지국의 분류상 촬영장치(100) 등을 최대 몇 대까지 접속할 수 있느냐에 따라 구분된다. 물론 액세스포인트는 촬영장치(100) 등과 지그비 및 와이파이 등의 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리 통신모듈을 포함할 수 있다. 액세스포인트는 무선통신을 위하여 TCP/IP 혹은 RTSP(Real-Time Streaming Protocol)를 이용할 수 있다. 여기서, 근거리 통신은 와이파이 이외에 블루투스, 지그비, 적외선, UHF(Ultra High Frequency) 및 VHF(Very High Frequency)와 같은 RF(Radio Frequency) 및 초광대역 통신(UWB) 등의 다양한 규격으로 수행될 수 있다. 이에 따라 액세스포인트는 데이터 패킷의 위치를 추출하고, 추출된 위치에 대한 최상의 통신 경로를 지정하며, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치, 예컨대 산업 로봇 감시장치(120)전달할 수 있다. 액세스포인트는 일반적인 네트워크 환경에서 여러 회선을 공유할 수 있으며, 예컨대 라우터(router), 리피터(repeater) 및 중계기 등이 포함된다.The
산업 로봇 감시장치(120)는 산업 현장마다 구비되는 서버 등을 포함할 수 있으며, 모든 산업 현장에서 사용되는 로봇을 통합 감시하는 형태의 플랫폼 서버를 포함할 수 있다. 산업 로봇 감시장치(120)는 산업 현장마다 설치되는 산업 로봇(97)들에 대한 동작 데이터, 더 정확하게는 스켈레톤의 움직임에 대한 스켈레톤 데이터를 기준 데이터로서 DB(120a)에 저장해 둘 수 있다. 가령, 이러한 기준 데이터로서의 스켈레톤 데이터는 산업 현장에 최초 설치되어 해당 산업 로봇(97)의 정상 동작시의 데이터를 취득하여 저장하고 이를 이용할 수 있다. 또는 산업 로봇(97)을 제조하는 제조사에서 제공하는 데이터 시트(sheet) 등을 참고하여 이를 통해 해당 데이터를 취득하여 저장시킬 수 있다. 다양한 경로로 데이터를 취득하여 저장할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 가령 데이터 시트상의 데이터를 이용하지만, 산업 로봇(97)을 산업 현장에 설치한 후 정확히 일치하지는 않지만 정상 동작의 오차 범위에 있는 경우 해당 오차를 산업 현장의 특징으로 간주해 이를 기준 데이터로 확보할 수 있다.The industrial
산업 로봇 감시장치(120)는 실제 산업 현장에 설치되는 산업 로봇(97)의 움직임, 더 정확하게는 스켈레톤의 움직임과 관련한 움직임 데이터를 가령 도 1의 DB(120a)에 구축한 후, 산업 현장의 촬영장치(100)로부터 수신되는 촬영영상에서 로봇 객체를 추출하고, 추출한 로봇 객체의 스켈레톤의 움직임을 추적해 추적 결과와 기저장된 스켈레톤 데이터를 비교하여 로봇의 오작동을 검출할 수 있다. 물론 동일 시간 시점의 동작에 대하여 비교가 이루어져야 하는 것은 분명하다. 다시 말해, 앞서 도 3에서와 같이 1에서 5의 동작을 순환 주기로 산업 로봇(97)이 동작할 때 3번째 동작에서의 시간 시점이 t3이었다면, 촬영영상을 분석해 얻은 움직임의 추적 결과도 해당 순환 주기의 3번째 동작인 t3에 해당할 때의 동작 결과를 서로 비교해야 하는 것이다. 가령 이에 따라 서로 일치하지 않는 경우 산업 로봇(97)의 비정상 동작 즉 오작동으로 판단할 수 있다. 물론 산업용 로봇 감시장치(120)는 한번의 오일치가 발견되는 것으로 바로 오작동으로 최종 판단하지는 않으며, 물론 바로 판단할 수 있지만, 계속해서 모니터링을 수행한 후 기준값을 넘을 때 최종적으로 오작동으로 판단하여 적절한 조치가 이루어지도록 한다.The industrial
무엇보다 본 발명의 실시예에서의 산업 로봇 감시장치(120)는 촬영영상의 분석을 통해 산업 로봇(97)의 비정상 동작을 정확히 예측해 내는 것이 더욱 중요하게 고려될 수 있다. 예를 들어, 시간 변화에 따라 산업 로봇(97)의 움직임에 대한 움직임 추적 결과를 저장하고, 물론 그러한 데이터는 스켈레톤의 움직임에 대한 데이터라 볼 수 있으며, 이를 시간 변화에 따라 누적하여 저장한 후 인공지능의 딥러닝 등을 이용하여 산업 로봇(97)의 노후화 등에 의한 비정상 동작을 정확히 예측해 낼 수 있을 것이다. 대표적으로 최초 정상 동작시의 기준 데이터 즉 스켈레톤 데이터와 비교하여 비정상 동작은 아니지만 수일간 또는 수시간 오차가 지속적으로 발생할 때, 최종적으로 비정상으로 판단하여 미리 조치를 취할 수 있다. 가령, 정상 동작의 오차범위에 있는 경우에는 제품의 불량으로 판정되는 것은 아니다.Above all, it can be considered more important that the industrial
가령, 산업 로봇 감시장치(120)는 이와 같은 비정상 동작 판단시에도 다양한 데이터를 더 활용할 수 있다. 예를 들어, 산업 로봇(97)이 물체를 특정 위치에서 다른 위치로 옮길 때 해당 물체의 흔들림 정도나 위치 등을 확인할 수 있다. 따라서 최종적으로 옮긴 물체의 위치가 제품의 불량을 양산할 정도에 미치게 되면 비정상 동작을 최종적으로 판단할 수 있다. 또한, 산업 로봇(97)의 제조년도와 같은 연식을 판단하거나, 해당 산업 로봇(97)과 관련하여 어떠한 이상 징후가 발견되고 있는지 다른 현장의 산업 로봇(97)에 대한 데이터를 활용할 수 있다. 이와 같이 다양한 유형의 데이터를 종합적으로 활용하여 최종적으로 비정상 동작을 확정한다.For example, the industrial
다시 정리해보면, 산업 로봇 감시장치(120)는 정상 작동 로봇을 촬영한 촬영영상에서 분체 즉 스켈레톤을 추출하고, 분체된 상태에서 정상 작동 범위를 설정하고, 이를 이용해 특정 작동 시간(예: 순서)대 각 영상 프레임을 추출하여 X, Y, Z 축에 대한 길이(혹은 움직임 거리) 및 각도 데이터를 분석할 수 있다. 하나의 카메라에서 수신되는 로봇의 움직임은 3방향으로 움직이기 때문에 작동 시간(순서)에 따라 X, Y, Z에 대한 스켈레톤의 길이와 각도가 변경되게 된다. 따라서 정상 작동 기준이 되는 1순환 공정까지의 소정 시간대의 (몇초 단위 또는 멈춤조작 순서 등) 각 영상프레임의 스켈레톤의 길이와 각도를 저장시킨다. 그리고, 산업 로봇 감시장치(120)는 실제 공정 작업 중인 작동 로봇 촬영 영상을 수신하여, 작업 로봇 영상에서 특정 시간대 스켈레톤을 추출하고, 작업 중 로봇 영상에서 추출된 스켈레톤의 X, Y, Z에 대한 길이 및 각도를 추출하고, 작업중 로봇의 스켈레톤의 X, Y, Z에 대한 길이 및 각도와 동일 시간대 분석용 스켈레톤을 비교한다. 이때, 위의 기저장된 분석용 스켈레톤 데이터가 이용될 수 있다. 비교 결과에 따라 산업 로봇 감시장치(120)는 정상 작동 및 오작동을 판단하게 된다.In summary, the industrial
무엇보다 본 발명의 실시예에 따른 산업 로봇 감시장치(120)는 산업 로봇(97)의 전체 모션을 검출하기보다는 오작동 검출의 정확도를 높이기 위해 산업 로봇(97)의 분체 즉 스켈레톤의 움직임을 감지한다. 따라서, 산업 로봇(97)이 복수 개의 스켈레톤으로 구성되는 경우, 복수 개의 스켈레톤 중 중심이 되는, 또는 가장 중요하게 고려되는 스켈레톤의 움직임을 추적하여 오작동 여부를 검출할 수 있다. 또한, 특정한 조건하에서는 주변 스켈레톤으로 움직임 추적을 확장해 가거나, 그 움직임을 추적하는 스켈레톤의 수를 점차(혹은 단계적으로) 증가해 감으로써 산업 로봇(97)의 오작동에 대한 판단의 정확도를 높일 수 있다. 다시 말해, 오작동을 판단하기 위해 활용하는 스켈레톤의 수가 증가할수록 그만큼 데이터의 객관성이 담보되는 것이므로, 그 세부 방법은 시스템 설계자의 의도에 따라 다양하게 설계되어 활용될 수 있다. 가령, 처음부터 많은 스켈레톤에 대한 움직임 추적을 이용하면 좋지만, 이의 경우에는 데이터의 연산 처리 부담이 증가되고 이에 따라 데이터 처리 속도가 감소하게 되므로, 최초에는 가장 핵심이 되는 스켈레톤을 중심으로 움직임 추적을 하고, 또 그 추적 결과를 근거로 산업 로봇(97)의 오작동 여부를 예측하고, 예측에 따라 오작동이 감지될 때 주변 스켈레톤의 움직임을 더 확인하거나 또는 시간 변화에 따라 감시하는 스켈레톤의 수를 증가시키면서 다른 스켈레톤에서도 오차가 발생하게 될 때 최종적으로 오작동으로 판단할 수 있다. 또한, 산업 로봇 감시장치(120)는 주변 스켈레톤이나 그 수를 늘려가면서 오작동 여부를 판단한 결과 크게 문제가 되지 않을 경우 초기 동작으로 다시 회귀하는 형태로 동작할 수 있다.Above all, the industrial
상기의 구성 결과, 본 발명의 실시예는 로봇 이상 움직임을 감지하여 조기 불량품을 감지할 수 있고, 또 움직임 데이터를 활용한 이상예측 모니터링이 얼마든지 가능할 수 있다. 나아가 이상예측의 빠른 감지에 따라 제품폐기에 따른 재료비를 절약할 수 있을 것이다.As a result of the above configuration, the embodiment of the present invention may detect abnormal movements of the robot to detect early defective products, and abnormal predictive monitoring using motion data may be possible. Furthermore, it will be possible to save material costs due to product disposal according to the rapid detection of anomaly prediction.
도 5는 도 1의 산업 로봇 감시장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.5 is a block diagram illustrating a detailed structure of the industrial robot monitoring apparatus of FIG. 1 .
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 산업 로봇 감시장치(120)는 통신 인터페이스부(500), 제어부(510), 스켈레톤 판단부(520) 및 저장부(530)의 일부 또는 전부를 포함한다.As shown in FIG. 5 , the industrial
통신 인터페이스부(500)는 도 1의 통신망(110)을 경유하여 촬영장치(100)와 통신한다. 촬영장치(100)가 에지장치와 연동하는 경우 통신 인터페이스부(500)는 에지장치와 통신할 수 있다. 또한, 통신을 수행하는 과정에서 통신 인터페이스부(500)는 변/복조, 먹싱/디먹싱, 인코딩/디코딩 등의 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 이는 당업자에게 자명하므로 더 이상의 설명은 생략한다.The
통신 인터페이스부(500)는 촬영장치(100)로부터 수신되는 촬영영상, 즉 산업 로봇(97)의 촬영영상을 제어부(510)로 전달한다. 또한, 통신 인터페이스부(500)는 가령 촬영장치(100)의 제어 요청이 있는 경우 제어 신호를 촬영장치(100)로 전달하여 촬영 각도 등이 조절되도록 할 수 있다. 물론 촬영장치(100)는 고정 카메라가 사용되지만, PTZ(Pan, Tilt, Zoom) 카메라가 사용될 수 있으며, PTZ 카메라가 사용되는 경우에는 다양한 형태로 제어가 이루어질 수 있다. 다만, 이러한 카메라의 제어는 촬영장치(100)가 최초 산업 현장에 설치될 때 제어되는 것이 바람직하며, 가령 부득이한 사정으로 촬영장치(100)의 제어가 발생한 경우에는 산업 로봇(97)의 움직임, 더 정확하게는 스켈레톤의 움직임에 대한 기준을 설정하기 위한 동작이 다시 이루어질 수 있다.The
제어부(510)는 도 1의 산업 로봇 감시장치(120)를 구성하는 도 5의 통신 인터페이스부(500), 스켈레톤 판단부(520) 및 저장부(530)의 전반적인 제어 동작을 담당한다. 예를 들어, 통신 인터페이스부(500)에서 촬영영상이 제공되는 경우 저장부(530)에 임시 저장할 수 있다. 또한, 도 1의 산업 로봇 감시장치(120)가 다수의 산업 현장에 설치되는 서로 다른 유형의 산업 로봇(97)을 감시하는 경우에는 해당 산업 로봇(97)의 식별정보 등과 함께 해당 촬영 영상을 저장부(530)에 저장한 후 서로 다른 기준 데이터 즉 스켈레톤 데이터를 이용한 비정상 동작 판단이 이루어질 수 있다. 이를 위하여 제어부(510)는 스켈레톤 판단부(520)와 연동한다.The
다시 말해, 제어부(510)는 본 발명의 실시예에 따른 산업 로봇(97)의 오작동을 판단하기 위하여 스켈레톤 판단부(520)에 탑재되어 있는 프로그램을 실행할 수 있다. 또한 제어부(510)는 스켈레톤 판단부(520)에서의 판단 결과에 따라 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 예를 들어 촬영 영상의 분석 결과는 지정 포맷으로 생성되어 도 1의 DB(120a)에 체계적으로 분류하여 저장될 수 있도록 하며, 비정상 동작이 판단된 경우에는 스켈레톤 판단부(520)의 요청에 따라 산업 로봇(97)을 관리하는 관리자의 스마트폰, 컴퓨터 등과 같은 관리자 단말장치로 해당 사실을 통지해 줄 수 있을 것이다.In other words, the
스켈레톤 판단부(520)는 산업 현장에 설치되는 다양한 유형의 산업 로봇(97)의 움직임, 더 정확하게는 스켈레톤의 움직임에 대한 움직임 데이터 즉 스켈레톤 데이터를 생성하여 도 1의 DB(120a)나 저장부(530)에 저장시킬 수 있다. 또는 프로그램 내부의 레지스트리 등에 저장시킬 수 있다. 예를 들어, 산업 로봇(97)은 어떠한 산업 현장에 구비되어 작동하는지에 따라 다양한 형태를 가질 수 있으며, 스켈레톤 즉 각각의 암 또는 분체는 산업 로봇(97)의 바디를 기준으로 복수 개가 구성될 수 있다. 예를 들어, 분체가 2개인 경우를 가정해 보자. 이의 경우 스켈레톤 판단부(520)는 정상 동작할 때의 스켈레톤에 대한 움직임 데이터를 가령 촬영영상의 분석을 통해 확보하거나, 또는 산업 로봇(97)의 제조사에서 제공하는 데이터 시트를 활용하여 확보할 수 있다. 이때 움직임 데이터인 스켈레톤 데이터는 산업 현장의 바닥면을 기준으로 X, Y, Z축의 움직임 거리 및 각 축에서의 회전 각도 등이 확보될 수 있다.The
스켈레톤 판단부(520)는 스켈레톤 데이터를 구축한 상태에서, 산업현장에서 수신되는 산업 로봇(97)의 현재 작동에 대한 촬영영상을 분석하여, 기준 데이터로서 기저장한 스켈레톤 데이터와 비교한다. 물론 비교하는 경우 스켈레톤 즉 분체별로 비교가 이루어질 수 있다. 다시 말해, 산업 로봇(97)이 바디를 기준으로 A 스켈레톤, 또 A 스켈레톤과 관절을 통해 B 스켈레톤이 연결되어 있는 경우 A 스켈레톤과 B 스켈레톤에 움직임을 각각 기준 데이터와 비교할 수 있다. 또는 A 스켈레톤과 B 스켈레톤을 함께 비교할 수도 있다. 물론 이러한 비교 동작은 각각 이루어질 수 있지만, 종합적으로 이루어지는 것도 얼마든지 가능하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.The
또한, 스켈레톤 판단부(520)는 산업 로봇(97)의 오작동에 대한 더욱 정확한 판단을 위하여 산업 로봇(97)이 이송하는 물체의 특징을 판단할 수도 있다. 여기서, 물체의 특징은 이동 위치, 물체의 움직임을 포함할 수 있다. 이를 통해 좀더 종합적으로 로봇의 비정상 동작을 판단할 수 있다. 이외에도 산업 로봇(97)의 연식 정보가 활용되거나, 다른 산업 현장에 사용되는 동일 유형의 산업 로봇(97)의 동작 상태에 대한 데이터가 활용될 수 있다. 가령 특정 연도의 산업 로봇(97)에서 오류 발생이 많을 때 해당 정보를 근거로 오작동을 예측할 수 있다.In addition, the
나아가, 스켈레톤 판단부(520)는 산업 로봇(97)의 시간 변화에 따른 동작 데이터 즉 스켈레톤의 움직임 데이터를 수집하여 빅데이터를 생성하고, 이를 인공지능 딥러닝 등의 프로그램을 적용하여 비정상 동작을 예측할 수 있다. 산업 로봇(97)은 노후화가 진행됨에 따라 가령 10년을 경과한 경우에는 지속적으로 감시가 이루어질 수 있다. 따라서, 오작동은 아니지만 오차범위 내에서의 오차가 발생하는 경우, 해당 오차가 지속적으로 발생하는지를 확인할 수 있다. 가령, 오차가 수일에 걸쳐 발생하는 경우, 이의 경우에는 오작동이 예측되므로 미리 관리자에게 통지해 줄 수 있다. 이와 같이 최종적으로 산업 로봇(97)의 비정상 동작을 판정하기 위해 다양한 데이터를 추가로 활용할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.Furthermore, the
상기한 바와 같이, 스켈레톤 판단부(520)는 로봇 운영 프로그램의 수치와 실제 물리적인 움직임에 대한 오차를 판별하는 모니터링이 가능하고, 실시간으로 움직임의 이상을 알리므로 조기 불량품 감지가 가능하며, 누적된 움직임 판별 데이터를 활용한 로봇 이상 예측 모니터링이 가능하다. 또한, 스켈레톤 판단부(520)는 로봇이 조작될 때 제품의 위치와 움직임도 파악이 가능하다. 물론 이러한 감시 동작은 촬영영상의 분석을 통해 이루어지며, 이때의 기준은 바닥면이 되거나, 바디의 초기 자세가 될 수 있을 것이다.As described above, the
저장부(530)는 제어부(510)의 제어하에 처리되는 다양한 데이터를 임시 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(530)는 제어부(510)에서 제공되는 도 1의 촬영장치(100)의 촬영영상을 임시 저장한 후 불러내어 스켈레톤 판단부(520)에 제공할 수 있다. 또한, 저장부(530)는 스켈레톤 판단부(520)에서 제공하는 촬영영상의 분석 결과를 지정 포맷으로 제공하면 이를 저장부(530)에 임시 저장한 후 제어부(510)의 제어하에 도 1의 DB(120a)로 제공되도록 할 수 있다.The
상기한 내용 이외에도 도 5의 통신 인터페이스부(500), 제어부(510), 스켈레톤 판단부(520) 및 저장부(530)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.In addition to the above, the
한편, 본 발명의 다른 실시예로서 제어부(510)는 CPU 및 메모리를 포함할 수 있으며, 원칩화하여 형성될 수 있다. CPU는 제어회로, 연산부(ALU), 명령어해석부 및 레지스트리 등을 포함하며, 메모리는 램을 포함할 수 있다. 제어회로는 제어동작을, 그리고 연산부는 2진비트 정보의 연산동작을, 그리고 명령어해석부는 인터프리터나 컴파일러 등을 포함하여 고급언어를 기계어로, 또 기계어를 고급언어로 변환하는 동작을 수행할 수 있으며, 레지스트리는 소프트웨어적인 데이터 저장에 관여할 수 있다. 상기의 구성에 따라, 가령 산업용 로봇 감시장치(120)의 동작 초기에 스켈레톤 판단부(520)에 저장되어 있는 프로그램을 복사하여 메모리 즉 램(RAM)에 로딩한 후 이를 실행시킴으로써 데이터 연산 처리 속도를 빠르게 증가시킬 수 있다.Meanwhile, as another embodiment of the present invention, the
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 산업 로봇의 감시 과정을 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating a monitoring process of an industrial robot according to an embodiment of the present invention.
설명의 편의상 도 6을 도 1과 함께 참조하면, 도 1의 산업 로봇 감시장치(120)는 가령 로봇 운영 프로그램을 실행하여 명령에 대한 움직임 결과 데이터를 메타 데이터로 생성하여 기저장할 수 있다(S600, S610).Referring to FIG. 6 together with FIG. 1 for convenience of explanation, the industrial
예를 들어, 산업 현장에 설치되는 산업 로봇(97)의 움직임, 더 정확하게는 스켈레톤의 움직임에 대한 데이터는 촬영장치(100)가 최초에 산업 현장에 설치될 때 제공되는 촬영영상을 분석하여 생성하거나, 산업 로봇(97)의 제조사가 제공하는 데이터 시트의 데이터를 이용하여 생성할 수 있다. 물론 산업 현장마다 현장의 특성은 다소 차이가 있을 수 있으므로 데이터 시트의 데이터를 기초로 하되, 촬영영상을 분석하여 데이터 시트의 범위 내에 있는지를 확인하여 분석 결과를 메타 데이터로서 기저장할 수 있다. 물론 여기서의 메타 데이터는 공정 순환 1주기 동안의 산업 로봇(97)의 움직임, 더 정확하게는 스켈레톤의 움직임에 대한 데이터를 포함할 수 있다.For example, the data on the movement of the
또한, 산업용 로봇 감시장치(120)는 수신된 촬영영상을 메모리에 저장한 후 영상 분석을 수행하며, 분석 과정에서 비디오 프레임 내의 산업 로봇을 객체로 추출하고, 추출한 객체의 움직임을 추적할 수 있다(S611 ~ S614).In addition, the industrial
이와 같은 과정을 통해 영상 내의 산업 로봇과 관련한 객체의 움직임 데이터를 포함하는 메타 데이터를 생성할 수 있다(S615). 가령 기구축한 메타 데이터를 제1 메타 데이터라면, 실제 작업 중인 산업 로봇(97)을 촬영하여 얻은 메타 데이터는 제2 메타 데이터라 명명할 수 있다.Through this process, metadata including motion data of an object related to an industrial robot in an image may be generated (S615). For example, if the compact metadata is the first metadata, the metadata obtained by photographing the
산업 로봇 감시장치(120)는 기구축한 제1 메타 데이터와 실제 작업중인 산업 로봇(97)을 통해 취득한 제2 메타 데이터를 서로 비교한다(S616). 물론 여기서의 비교는 스켈레톤의 움직임에 대한 비교가 될 수 있으며, 가령 X축, Y축 및 Z축의 움직임 거리가 비교될 수 있고, 또 각축에서의 회전 각도가 비교될 수 있다. The industrial
산업 로봇 감시장치(120)는 시간 변화에 따라 반복적으로 비교 동작을 수행하여 그 결과를 근거로 산업 로봇(97)의 이상 상황을 판단한다(S617). 가령, 산업 로봇(97)은 모터 등의 제어에 의해 6축 구동이 가능하므로 이의 데이터를 비교하여 서로 일치하거나 오차 범위 내에 있으면, 산업 로봇 감시장치(120)는 정상 동작이라 판단한다. 그러나, 서로 일치하지 않거나, 오차범위를 벗어날 때 비정상으로 판단한다. 물론 비정상 동작을 판단하기 위해서는 다양한 동작이 이루어질 수 있으며, 이는 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.The industrial
또한, 산업용 로봇 감시장치(120)는 실시간으로 동작하는 산업 로봇(97)의 메타 데이터를 수집하여 수집한 데이터를 분석한다(S618, S619).In addition, the industrial
산업용 로봇 감시장치(120)는 누적 데이터를 분석함으로써 가령 인공지능 등을 통해 분석함으로써 산업 로봇(97)의 이상 상황을 예측하는 것이 가능하다(S620). 앞서 설명한 바와 같이 불량은 아니지만 오차가 지속적으로 발생하고 있고, 또 산업 로봇(97)의 연식이 오래된 경우에는 다른 산업 현장에서 동일 산업 로봇(97)의 사례 데이터와 비교하여 도래할 수 있는 이상 상황을 예측할 수 있다. 기존의 룰(rule) 기반의 데이터 분석 방식과는 예측이 가능하다는 점에서 인공지능의 차이가 있다고 볼 수 있으며, 다양한 형태의 예측이 가능하므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다.The industrial
도 7은 도 1의 산업 로봇 감시장치의 구동과정을 나타내는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a driving process of the industrial robot monitoring apparatus of FIG. 1 .
설명의 편의상 도 7을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산업 로봇 감시장치(120)는 산업 현장에 설치되어 작업 중인 산업 로봇에 대한 촬영 영상을 수신한다(S700).Referring to FIG. 7 together with FIG. 1 for convenience of explanation, the industrial
이에 앞서 산업 로봇 감시장치(120)는 3차원 공간상에서의 산업용 로봇의 스켈레톤 움직임에 대한 스켈레톤 데이터를 기준 데이터로서 저장할 수 있다. 여기서, 스켈레톤 데이터는 산업 로봇(97)의 분체 즉 스켈레톤에 대한 X축, Y축 및 Z축상의 움직임 거리 및 각 축의 회전 각도 등의 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1순환 공정에서 산업 로봇(97)의 특정 스켈레톤이 X축, Y축 및 Z축에 대하여 각각 a, b, c의 움직임 거리에 있고, X축상의 회전 각도가 d라 하면, 이에 대한 데이터를 기준 데이터 즉 스켈레톤 데이터로 저장한다.Prior to this, the industrial
또한, 산업 로봇 감시장치(120)는 수신한 촬영 영상을 분석하여 산업 로봇의 스켈레톤에 대한 움직임 결과를 계산하고, 계산한 움직임 결과를 스켈레톤의 움직임과 관련한 기준 데이터인 스켈레톤 데이터와 비교하여 비교 결과를 근거로 산업 로봇의 비정상 동작 여부를 판단한다(S710). 현재 작업 중인 산업 로봇(97)의 촬영 영상에서 산업 로봇(97)에 대한 객체를 추출하고 추출한 객체의 움직임 추적 및 추적 결과를 기저장한 스켈레톤 데이터와 비교하여 결과가 서로 일치하는지 여부를 판단하여 비정상 동작을 판단한다.In addition, the industrial
예를 들어, 산업 로봇 감시장치(120)는 실제 공정 작업 중인 작동 로봇의 촬영 영상의 데이터를 수신하고, 수신된 작업 로봇 영상에서 특정 시간대 즉 지정된 시간 지점의 스켈레톤을 추출한다. 즉 해당 시간 지점의 비디오 프레임에서 스켈레톤을 추출한다고 볼 수 있다. 그리고, 작업 중 로봇 영상에서 추출된 스켈레톤의 X, Y, Z축상에 있는 길이 즉 움직임 거리 및 각도를 추출한다. 이어 기저장한 스켈레톤 데이터와, 작업중인 로봇의 스켈레톤의 X, Y, Z축상의 길이 및 각도와 동일 시간대 분석용 스켈레톤을 비교하여 정상 또는 비정상을 판단할 수 있다.For example, the industrial
상기한 내용 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 산업 로봇 감시장치(120)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신하고자 한다.In addition to the above, the industrial
한편, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.On the other hand, even though it has been described that all components constituting the embodiment of the present invention are combined or operated as one, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components are selectively combined to perform some or all functions of the combined components in one or a plurality of hardware program modules It may be implemented as a computer program having Codes and code segments constituting the computer program can be easily deduced by those skilled in the art of the present invention. Such a computer program is stored in a computer-readable non-transitory computer readable media, read and executed by the computer, thereby implementing an embodiment of the present invention.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.Here, the non-transitory readable recording medium refers to a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device, not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, etc. . Specifically, the above-described programs may be provided by being stored in a non-transitory readable recording medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and it is common in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
97: 산업 로봇 100: 촬영장치
110: 통신망 120: 산업 로봇 감시장치
400: (로봇) 바디 410: 암(혹은 스켈레톤, 분체)
500: 통신 인터페이스부 510: 제어부
520: 스켈레톤 판단부 530: 저장부97: industrial robot 100: imaging device
110: communication network 120: industrial robot monitoring device
400: (robot) body 410: arm (or skeleton, powder)
500: communication interface unit 510: control unit
520: skeleton determination unit 530: storage unit
Claims (8)
상기 수신한 촬영 영상을 분석하여 상기 산업 로봇의 스켈레톤에 대한 움직임 결과를 계산하고, 상기 계산한 움직임 결과를 상기 스켈레톤의 움직임과 관련한 기준 데이터인 스켈레톤 데이터와 비교하여 비교 결과를 근거로 상기 산업 로봇의 비정상 동작 여부를 판단하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 계산한 움직임 결과를 누적하여 저장하고, 상기 저장한 누적 데이터를 인공지능(AI)을 적용해 분석하여 상기 로봇의 이상 여부를 예측하며,
상기 제어부는, 상기 누적 데이터의 분석 결과 정상 동작의 오차 범위 내에서 상기 시간 변화에 따라 오차가 다르게 발생하거나 지정된 기간 동안 지속적으로 발생할 때 상기 이상 여부를 예측하는 산업 로봇 감시장치.A communication interface unit installed at an industrial site to receive a photographed image of an industrial robot working; and
Analyze the received captured image to calculate the motion result for the skeleton of the industrial robot, compare the calculated motion result with the skeleton data, which is reference data related to the motion of the skeleton, based on the comparison result of the industrial robot Including; a control unit for determining whether an abnormal operation
The control unit accumulates and stores the calculated motion results, and predicts whether the robot is abnormal by analyzing the stored accumulated data by applying artificial intelligence (AI),
The control unit, as a result of the analysis of the accumulated data, an industrial robot monitoring device for predicting the abnormality when an error occurs differently depending on the time change within an error range of normal operation or continuously occurs for a specified period.
상기 제어부는, 동일 동작이 반복되는 순환 주기에서 임의 시간 지점(tn)에서의 상기 스켈레톤의 움직임이 서로 일치하는지를 판단하는 산업 로봇 감시장치.According to claim 1,
The control unit, an industrial robot monitoring device for determining whether the movement of the skeleton at a certain time point (tn) in a cycle in which the same operation is repeated is consistent with each other.
상기 제어부는, 상기 스켈레톤의 X, Y 및 Z축상에서의 움직임 거리 및 각 축상에서의 회전 각도를 비교하는 산업 로봇 감시장치.According to claim 1,
The control unit, an industrial robot monitoring device for comparing the movement distance on the X, Y and Z axes of the skeleton and the rotation angle on each axis.
상기 제어부는, 상기 산업 로봇의 비정상 동작을 판단하기 위하여 상기 산업 로봇에 의해 이송되는 물체의 상태를 더 판단하는 산업 로봇 감시장치.According to claim 1,
The control unit, industrial robot monitoring device for further determining the state of the object transported by the industrial robot in order to determine the abnormal operation of the industrial robot.
서로 다른 산업 현장에 설치되는 제1 산업 로봇에 대한 제1 스켈레톤 데이터 및 제2 산업 로봇에 대한 제2 스켈레톤 데이터를 저장하는 저장부;를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 산업 로봇의 식별정보를 근거로 상기 저장한 제1 스켈레톤 데이터 또는 상기 제2 스켈레톤 데이터를 검출하여 선택적으로 비교하는 산업 로봇 감시장치.According to claim 1,
It further includes; a storage unit for storing the first skeleton data for the first industrial robot and the second skeleton data for the second industrial robot installed in different industrial sites;
The control unit, an industrial robot monitoring device for selectively comparing the first skeleton data or the second skeleton data stored on the basis of the identification information of the industrial robot to detect.
제어부가, 상기 수신한 촬영 영상을 분석하여 상기 산업 로봇의 스켈레톤에 대한 움직임 결과를 계산하고, 상기 계산한 움직임 결과를 상기 스켈레톤의 움직임과 관련한 기준 데이터인 스켈레톤 데이터와 비교하여 비교 결과를 근거로 상기 산업 로봇의 비정상 동작 여부를 판단하는 단계;를 포함하되,
상기 제어부가, 상기 계산한 움직임 결과를 누적하여 저장하고, 상기 저장한 누적 데이터를 인공지능(AI)을 적용해 분석하여 상기 로봇의 이상 여부를 예측하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 누적 데이터의 분석 결과 정상 동작의 오차 범위 내에서 상기 시간 변화에 따라 오차가 다르게 발생하거나 지정된 기간 동안 지속적으로 발생할 때 상기 이상 여부를 예측하는 단계;를
더 포함하는 산업 로봇 감시장치의 구동방법.Receiving, by a communication interface unit, a photographed image of an industrial robot installed in an industrial site and working; and
A control unit analyzes the received captured image to calculate a motion result for the skeleton of the industrial robot, compares the calculated motion result with reference data related to the motion of the skeleton, and compares the result with the skeleton data based on the comparison result Determining whether the industrial robot is operating abnormally; including,
predicting, by the control unit, whether the robot is abnormal by accumulating and storing the calculated motion results, and analyzing the stored accumulated data by applying artificial intelligence (AI); and
Predicting whether the error occurs when the error occurs differently according to the time change within the error range of the normal operation as a result of the analysis of the accumulated data or continues to occur for a specified period, by the control unit;
Driving method of the industrial robot monitoring device further comprising.
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