KR102313620B1

KR102313620B1 - 로봇의 이상 상태를 출력하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102313620B1
Application number: KR1020190160724A
Authority: KR
Inventors: 김재은
Original assignee: 주식회사 큐엔티
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-10-19
Also published as: KR20210070677A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 이상 상태를 출력하는 방법에 있어서, 로봇의 이상 상태를 나타내는 하나 이상의 알람을 수신하는 단계; 상기 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드를 출력하는 단계; 및 상기 하나 이상의 코드 중 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계;를 포함하고, 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계는 상기 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력하는 단계;를 포함하는, 방법이 제공된다.

Description

로봇의 이상 상태를 출력하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OUTPUTTING ABNORMAL CONDITION OF ROBOT}

본 발명은 로봇의 이상 상태를 출력하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 로봇에 관한 알람이 수신되면 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력함으로써, 사용자가 로봇의 이상 상태에 관해 직관적으로 확인할 수 있도록 지원하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

오늘날 제조 현장에서는 원가 절감과 품질 향상의 생산성 확보를 위해서, 고속화, 고신뢰성을 통하여 고생산성 및 다품종 대량 생산을 지원하는 산업용 로봇을 활용해 생산 자동화 및 무인화 제조업계의 변화를 주도하고 있다.

그러나, 로봇이 갑작스럽게 고장날 시, 생산 중단으로 인한 생산성 저하 및 제품 품질에 대한 악영향을 야기함에 따라 천문학적인 액수의 손실비용이 발생하게 된다.

특히, 자동화 제조업 공장의 경우, 상술한 로봇의 갑작스러운 고장으로 인한 경제적 손실이 매우 크게 나타나며, 이에 따라 자동화 제조업 공장의 무중단 생산 시스템을 구현함에 있어 적절한 정비 전략의 확보가 무척 중요한 바, 로봇의 신뢰성 향상을 위하여 로봇 부품의 신뢰성을 향상시키고, 로봇의 고장을 예지하고 진단하며, 어떤 부위가 어떤 식으로 오동작하는지를 구체적으로 관리자에게 잘 전달하여 고장 상태를 해결하기 위한 기술이 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 로봇에 관한 알람이 수신되면 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력함으로써, 사용자가 로봇의 이상 상태에 관해 직관적으로 확인할 수 있도록 지원하고, 이에 따라 후속 조치가 신속하게 이루어질 수 있도록 지원하여 공장의 손실비용을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시의 제 1측면에 따른 로봇의 이상 상태를 출력하는 방법은 로봇의 이상 상태를 나타내는 하나 이상의 알람을 수신하는 단계; 상기 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드를 출력하는 단계; 및 상기 하나 이상의 코드 중 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계;를 포함하고, 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계는 상기 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 코드를 출력하는 단계는 상기 하나 이상의 코드를 QR 코드 또는 로봇 시리얼 번호로 출력하는 단계;를 포함하고, 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계는 상기 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태의 원인 및 조치 방법을 나타내는 문자를 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 복수개의 기간 동안 상기 로봇에 포함된 복수개의 관절에 대응되는 복수개의 모터의 움직임을 모니터링하는 단계;를 더 포함하고, 상기 혼합 현실 이미지를 출력하는 단계는 상기 복수개의 기간 중 상기 알람에 대응하는 기간 동안 모니터링된 정보를 이용하여, 상기 알람에 대응하는 기간 동안 상기 로봇의 움직임을 재현하는 혼합 현실 이미지를 출력할 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 알람은 예측(Prediction) 알람, 비상(Emergency) 알람 및 예방(Prevention) 알람 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 하나 이상의 코드를 출력하는 단계는 상기 예측 알람에 대응하는 코드, 상기 비상 알람에 대응하는 코드 및 상기 예방 알람에 대응하는 코드의 순서로 상기 하나 이상의 코드를 디스플레이할 수 있다.

또한, 상기 예측 알람은 상기 복수개의 모터의 움직임이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 획득되는 알람이고, 상기 비상 알람은 상기 로봇이 제공하는 상기 로봇의 이상 상태를 나타내는 알람이고, 상기 예방 알람은 상기 로봇에 포함된 복수개의 소모품의 사용 기간이 기설정 기간을 경과한 경우 획득되는 알람일 수 있다.

또한, 상기 하나 이상의 알람은 상기 복수개의 모터의 움직임이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 획득되는 예측 알람을 포함하고, 상기 혼합 현실 이미지를 출력하는 단계는 상기 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는 상기 로봇의 움직임을 재현하는 제 1 혼합 현실 이미지와 상기 기설정 수준 미만의 정규성을 갖는 상기 로봇의 움직임을 재현하는 제 2 혼합 현실 이미지를 중첩하여 디스플레이할 수 있다.

본 개시의 제 2측면에 따른 로봇의 이상 상태를 출력하는 장치는 로봇의 이상 상태를 나타내는 하나 이상의 알람을 수신하는 리시버; 및 상기 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드를 출력하고, 상기 하나 이상의 코드 중 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇에 관한 알람이 수신되면 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력함으로써, 사용자가 로봇의 이상 상태에 관해 직관적으로 확인할 수 있도록 지원할 수 있다.

또한, 모니터링 데이터가 정규성을 갖는지 여부를 검정하는 방식으로 결정된 로봇의 이상 상태에 관한 알람을 이용하여, 통계적 검정을 기반으로 보다 정확하게 오동작 여부를 결정할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 있는 이상 상태 출력 장치가 로봇의 이상 상태를 출력하는 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 3은 도 1에 있는 이상 상태 출력 장치가 로봇의 움직임을 재현하는 복수개의 혼합 현실 이미지를 중첩하여 디스플레이하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 로봇에 포함된 6축 모터의 구성의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 모터의 움직임이 정규성을 갖는지 여부를 결정하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치가 로봇의 이상 상태를 출력하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템은 알람 출력 장치(100), 하나 이상의 로봇(130) 및 이상 상태 출력 장치(200)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 알람 출력 장치(100), 하나 이상의 로봇(130) 및 이상 상태 출력 장치(200) 증 적어도 일부는 각각 통신망으로 연결될 수 있으며, 여기에서, 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있다. 근거리 통신망(LAN : Local Area Network), 도시권 통신망(MAN : Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN : Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)에 대한 모니터링을 수행하여 로봇(130)의 이상 상태에 대한 알람을 제공할 수 있는 장치에 해당하고, 일 실시 예에서 단말 또는 서버로 구현될 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)으로부터 기설정 주기에 따라 각위치, 각속도 또는 토크를 포함하는 로봇 데이터를 수집하고, 수집된 로봇 데이터를 기초로 기설정 기간 동안 로봇(130)에 포함된 복수개의 관절에 대응되는 복수개의 모터의 움직임을 모니터링하여 로봇(130)이 이상 상태인지 여부를 결정할 수 있으며, 로봇(130)이 이상 상태라고 결정된 경우, 알람을 출력(예: 경광등이 울림)할 수 있다.

또한, 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)의 이상 상태가 결정되면 결정된 이상 상태에 대응되는 알람 코드를 각각의 모터별로 생성하여 로봇 코드, 이상 상태 내용, 작업 프로그램 코드, 모터 코드 및 모터별 알람 코드를 포함하는 알람을 생성하여 이상 상태 출력 장치(200)에 전송할 수 있다.

일 실시 예에 따른 로봇(130)은 공장 내에 설치되어 지정된 특정 작업 프로그램을 수행하는 장치일 수 있고, 예를 들면, 로봇 컨트롤러(300)로부터 작업 프로그램 정보 및 명령 신호를 수신하여 해당 작업 프로그램의 수행을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따른 로봇(130)은 복수개의 모터를 포함하는 다양한 부품으로 이루어진 복수개의 축으로 구성될 수 있으며, 각 축의 물리량, 각 모터의 물리량, 로봇(130)의 물리량 또는 주변 환경을 센싱하는 센서 모듈을 포함할 수 있고, 예를 들면, 가속도, 속도, 각도, 위치, 온도, 전류, 진동 및 소음 등을 측정하는 하나 이상의 센서 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇(130)은 다관절의 6축 로봇으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 공간 상의 움직임을 인식하는 3축(X, Y 및 Z) 기반의 가속도 센서 및 방향성을 감지하는 3축(X, Y 및 Z) 기반의 지자기 센서를 포함하는 6축 로봇암을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 복수의 축을 기준으로 회전 또는 병진하는 다양한 형태의 로봇으로 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따른 로봇(130)은 복수개의 관절을 포함하는 로봇 장치로서, 일 실시 예에서, 대상물(예: 공장)에 있는 작업 공간(예: 선반)에 설치되어 기설정된 하나 이상의 작업 프로그램을 반복 수행할 수 있는 고정형 로봇으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들면, 전동 바퀴를 포함하는 이동 주행식의 로봇, 관절을 이용하여 보행하는 다족 보행 로봇 또는 드론을 포함하는 이동 비행식의 로봇으로 구현될 수도 있다. 이처럼, 로봇(130)은 상술한 실시 예에 제한되지 않으며, 그 밖의 다양한 환경에서 복수개의 관절을 이용하여 지정된 동작의 반복 수행이 가능한 다양한 형태의 실시예들을 통해 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 혼합 현실(Mixed Reality) 기술을 기반으로 혼합 현실 이미지를 출력할 수 있는 장치에 해당한다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)로부터 로봇 코드 및 알람 코드를 포함하는 알람이 수신되면, 수신된 알람에 대응되는 기저장된 혼합 현실 이미지를 투명형 디스플레이로 구현된 착용형 글래스에 시각화하거나 반사시키는 방식으로 사용자에게 실제 환경의 로봇(130)을 보면서 가상 환경의 로봇(130)에 관한 혼합 현실 이미지를 같이 볼 수 있는 화면을 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 알람 출력 장치(100)로부터 수신된 알람에 대응하는 혼합 현실 이미지를 출력할 수 있으며, 예를 들면, 증강 현실(Augmented Reality), 증강 가상현실(Augmented Virtuality) 및 가성 현실(Virtual Reality) 중 적어도 하나를 통해 구현되거나 둘 이상의 조합을 통해 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 사용자의 머리 또는 다른 신체부위에 착용 가능한 웨어러블 방식으로 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 알람 출력 장치(100)와 무선 통신망을 통해 연결될 수 있고, 로봇(130)에 부착된 로봇 식별 이미지(예: QR 코드)를 판독하여 로봇(130)을 식별하거나 또는 하나 이상의 로봇(130)과 근거리 무선 통신망을 통해 연결되어 통신할 수 있다.

도 1에 도시된 것처럼, 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 리시버(210), 프로세서(220) 및 디스플레이(230)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 리시버(210)는 로봇(210)의 이상 상태를 나타내는 하나 이상의 알람을 수신할 수 있다. 예를 들면, 리시버(210)는 리시버(210)에 포함된 통신 모듈을 통해 알람 출력 장치(100)와 통신하여 로봇(210)의 복수개의 이상 상태를 나타내는 복수개의 알람을 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수개의 알람 각각은 해당 알람을 식별하기 위한 알람 코드를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 수신된 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드를 출력할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 수신된 알람에 포함된 알람 코드에 대응되는 코드를 메모리(미도시)로부터 독출하여 디스플레이(230)에 시각화할 수 있고, 일 실시 예에서, 코드는 알람 코드와 동일하거나 상이한 텍스트 조합이 이용될 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 알람 별로 대응되는 코드를 저장 및 관리할 수 있고, 코드 각각에 이상 상태에 관한 정보(예: 내용, 원인, 조치 방법)를 대응시켜 저장 및 관리할 수 있으며, 관리자와 연관된 관리자 단말(미도시)과 통신하여 관리자에 의한 입력을 기초로 이들 각각의 정보 및 대응 관계를 추가, 수정 또는 삭제하여 갱신할 수 있다.

일 실시 예에서, 각각의 코드는 로봇(130)의 이상 상태와 대응될 수 있고, 예를 들면, 코드 별로 로봇(130)의 특정 움직임에 관한 이상 상태의 정보가 대응될 수 있다. 일 실시 예에서, 코드는 로봇(130)의 로봇 시리얼 번호(예: 로봇 ID), 해당 로(130)에 관한 이미지(예: 로봇 사진) 및 로봇(130)의 이상 상태에 관한 정보와 대응될 수 있고, 로봇(130)의 이상 상태에 관한 정보는 오류 코드, 이상 상태의 종류, 대상 모터(예: 모터 코드), 축 정보(예: 축 코드), 상세 정보, 원인 및 조치 방법 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 코드들 각각은 상술한 구성 요소들의 조합을 통해 서로 상이한 값으로 지정될 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 수신된 알람에 대응하는 코드를 QR 코드 또는 로봇 시리얼 번호로 출력할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 수신된 알람에 대응되는 코드와 대응되는 QR 코드, 로봇 시리얼 번호 및 로봇 이미지를 독출하고 디스플레이(230)에 시각화하여 사용자가 이상 상태가 발생한 로봇(130)가 어떤 로봇인지 시각적으로 용이하게 확인할 수 있도록 지원할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 출력된 하나 이상의 코드 중 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 로봇(130)의 이상 상태를 출력할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 복수개의 알람이 수신된 경우 각각에 대응되는 로봇 이미지, 로봇 시리얼 번호 및 이상 상태의 종류를 포함하는 이상 상태 리스트를 디스플레이(230)에 시각화하여 사용자에게 개략적으로 알릴 수 있고, 사용자 입력 인터페이스(미도시)를 통해 복수개의 코드들 중 어느 하나에 대한 사용자의 선택 입력이 수신되면, 선택된 코드에 대응하는 복수개의 정보를 시각화함으로써 사용자에게 선택된 이상 상태에 관한 상세한 정보를 알릴 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 결정된 코드에 대응하는 로봇(130)의 이상 상태의 원인 및 조치 방법을 나타내는 문자를 디스플레이할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(220)는 결정된 코드에 대응하는 로봇 시리얼 번호, 로봇 이미지, 이상 상태의 내용, 원인 및 조치 방법을 포함하는 텍스트 메시지를 직전에 시각화된 화면의 일단에 팝업하거나 오버레이할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로세서(220)는 결정된 코드에 대응하는 로봇(130)의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력할 수 있다.

일 실시 예에서, 혼합 현실 이미지는 로봇(130)의 이상 상태를 가상적으로 시뮬레이션하는 하나 이상의 이미지 프레임을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 코드 별로 대응되어 기저장된 샘플 이미지 데이터에 해당할 수 있고, 다른 예를 들면, 일정 기간 동안의 로봇(130)에 대한 모니터링 정보에 기반하여 해당 로봇(130)의 이상 상태에 관한 움직임을 사실과 근접하게 재현하도록 생성된 이미지 데이터에 해당할 수 있다. 일 실시 예에서, 혼합 현실 이미지는 복수개의 연속적인 이미지 프레임으로 구성된 동영상 형식의 영상 이미지이거나, 움직이는 시각적 효과를 제공하는 그래픽 형식으로 저장된 사진 이미지에 해당할 수 있다.

일 실시 예에서, 프로세서(220)는 코드 별로 혼합 현실 이미지를 저장 및 관리할 수 있고, 관리자 단말과 통신하여 혼합 현실 이미지를 수신하거나 혼합 현실 이미지의 정보 중 일부를 수정 및 갱신할 수 있다.

일 실시 예에 따른 프로세서(220)가 로봇(130)의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력하는 동작에 관한 보다 구체화된 실시예는 이하에서 도 2를 참조하며 보다 상세히 후술하도록 한다.

일 실시 예에 따른 디스플레이(230)는 혼합 현실 이미지를 출력하기 위한 장치에 해당하고, 예를 들면, 픽셀을 통해 이미지를 디스플레이하는 투명형 디스플레이 모듈 또는 출력된 이미지를 반사하여 시각화하는 집광 모듈을 포함하는 이미지 시각화를 위한 구성요소들을 총칭할 수 있다.

일 실시 예에 따른 디스플레이(230)는 HMD(Head Mounted Display)로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 증강 현실, 증강 가상현실 및 가성 현실 중 적어도 하나에 이용되는 범용적인 요소 기술을 통해 구현될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 이상 상태 출력 장치(200)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 혼합 현실의 구현에 이용되는 모듈들(예: 카메라, 센서 등), 웨어러블 디바이스 구현에 이용되는 구성요소들(예: 렌즈 등), 모션 기반의 사용자 조작 또는 일반적인 사용자 조작 기반의 사용자 컨트롤러, 동작 전반에 요구되는 데이터 저장을 위한 메모리 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템은 로봇(130)을 관리하거나 로봇 관련 서비스를 제공하기 위한 하나 이상의 단말 또는 서버를 더 포함할 수 있다.

도 2는 도 1에 있는 이상 상태 출력 장치(200)가 로봇(130)의 이상 상태를 출력하는 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.

단계 S210에서 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 로봇(130)의 이상 상태를 나타내는 하나 이상의 알람을 수신할 수 있다. 일 실시 예에서, 하나 이상의 알람은 예측(Prediction) 알람, 비상(Emergency) 알람 및 예방(Prevention) 알람 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기에서, 예측 알람은 복수개의 모터의 움직임이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 획득되는 알람이고, 예를 들면, 알람 출력 장치(100)가 로봇(130)의 각 축 별로 모터별 상태정보(예: 각위치, 각속도, 토크)에 대한 모니터링을 통해 통계데이터의 분포 적합도를 평가하고 해당 움직임이 정규성을 따르지 않는 것으로 결정하여 생성된 알람일 수 있다. 여기에서, 복수개의 모터의 움직임에 대한 정규성의 수준을 결정하는 동작은 이하에서 도 6를 통해 보다 상세히 후술하도록 한다.

또한, 비상 알람은 로봇(130)이 제공하는 로봇(130)의 이상 상태를 나타내는 알람이고, 예를 들면, 로봇(130)이 내장된 자가 진단 알고리즘에 기반하여 오동작 여부를 검출하여 생성된 알람일 수 있다.

또한, 예방 알람은 로봇(130)에 포함된 복수개의 소모품의 사용 기간이 기설정 기간을 경과한 경우 획득되는 알람일 수 있고, 예를 들면, 복수개의 로봇(130)을 제어 및 관리할 수 있는 로봇 컨트롤러(300) 또는 공장 서버(미도시)가 로봇(130)에 포함된 다양한 부품들의 사용 기간을 저장 및 관리하며 각각에 대해 설정된 기간의 경과가 검출되면 이에 따라 생성된 알람일 수 있다.

일 실시 예에서, 하나 이상의 알람은 구동(run) 상태, 매뉴얼(manual) 상태, 대기(wait) 상태, 오류(error) 상태 및 오프라인(offline) 상태 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 예를 들면, 예측 알람, 비상 알람 및 예방 알람 각각은 상술한 상태 중 하나를 포함할 수 있다.

단계 S220에서 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 수신된 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드를 출력할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 대응되는 코드를 QR 코드 또는 로봇 시리얼 번호로 디스플레이(230)에 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 예측 알람에 대응하는 코드, 비상 알람에 대응하는 코드 및 예방 알람에 대응하는 코드의 순서로 하나 이상의 코드를 디스플레이할 수 있고, 예를 들면, 예측 알람에 대응하는 코드를 우선적으로 화면에 표시할 수 있다. 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 관리자에 의해 설정되고, 예측 알람에 부가되는 제 1 가중치, 비상 알람에 부가되는 제 2 가중치 및 예방 알람에 부가되는 제 3 가중치에 기초하여 디스플레이되는 코드들의 순서를 결정할 수도 있다.

단계 S230에서 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 수신된 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드 중 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 로봇(130)의 이상 상태를 출력할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 디스플레이(230)에 시각화된 복수개의 코드 중 어느 하나에 대한 사용자의 선택 입력이 수신하고, 수신된 선택 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 로봇(130)의 이상 상태의 원인 및 조치 방법을 나타내는 문자를 디스플레이할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 결정된 코드에 대응하는 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 결정된 코드에 대응되어 기저장된 3차원 샘플 영상에 해당하는 혼합 현실 이미지를 기저장된 영상 재생 프로그램을 통해 디스플레이(230)의 좌측 또는 우측 일단에 재생시킬 수 있다.

일 실시 예에서, 이상 상태 출력 장치(200)는 복수개의 기간 동안 로봇(130)에 포함된 복수개의 관절에 대응되는 복수개의 모터의 움직임을 모니터링할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 기설정 주기에 따라 로봇(130)의 모터별 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크)를 수집하여 혼합 현실 이미지를 생성하는데 요구되는 데이터로 이용할 수 있다. 다른 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 로봇(130)의 모터별 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크)를 수집 및 분석하여 모니터링하는 알람 출력 장치(100)에 특정 기간 동안의 로봇(130)에 대한 모니터링 정보를 요청하고, 알람 출력 장치(100)로부터 수신된 모니터링 정보를 혼합 현실 이미지를 생성하는데 요구되는 데이터로 이용할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 복수개의 기간 중 알람에 대응하는 기간 동안 모니터링된 정보를 이용하여, 알람에 대응하는 기간 동안 로봇의 움직임을 재현하는 혼합 현실 이미지를 출력할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 알람이 수신된 시간을 기준으로 특정 기간(예: 1분 전 ~ 수신 시간)을 결정하여 해당 기간 동안의 모니터링 정보를 알람 출력 장치(100)에 요청하고, 알람 출력 장치(100)로부터 해당 기간 동안의 로봇(130)의 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크)가 수신되면, 이를 기저장된 영상 생성 알고리즘에 적용하여 해당 기간 동안의 로봇(130)의 움직임을 재현하는 혼합 현실 이미지를 생성할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 결정된 코드에 대응되는 로봇(130)의 상태 정보에 관한 정보로부터 복수개의 모터의 움직임에 요구되는 움직임 시간을 획득하고, 알람이 수신된 시간 및 움직임 시간을 기초로 상술한 알람에 대응하는 기간을 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 결정된 코드에 대응되는 로봇(130)의 움직임을 상이한 방식으로 재현하는 복수개의 혼합 현실 이미지를 중첩하여 디스플레이할 수 있다. 이러한 내용은 도 3을 더 참조하여 서술하도록 한다.

도 3은 도 1에 있는 이상 상태 출력 장치(200)가 로봇(130)의 움직임을 재현하는 복수개의 혼합 현실 이미지를 중첩하여 디스플레이하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 더 참조하면, 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는 로봇(130)의 움직임을 재현하는 제 1 혼합 현실 이미지와 기설정 수준 미만의 정규성을 갖는 로봇의 움직임을 재현하는 제 2 혼합 현실 이미지를 생성할 수 있다.

예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 알람에 대응되는 로봇(130)의 특정 움직임과 관련하여, 알람에 대응하는 기간 동안 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는 것으로 결정되어 정상 상태인 것으로 결정된 움직임에 관한 제 1 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크)와, 알람에 대응하는 기간 동안 기설정 수준 이상의 정규성을 갖지 않는 것으로 결정되어 이상 상태인 것으로 결정된 움직임에 관한 제 2 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크)를 요청하여 알람 출력 장치(100)로부터 수신할 수 있다. 또한, 이상 상태 출력 장치(200)는 제 1 상태 정보를 영상 생성 알고리즘에 적용하여 로봇(130)의 정상 상태를 나타내는 제 1 혼합 현실 이미지(도 3(a) 참조)를 생성하고, 제 2 상태 정보를 영상 생성 알고리즘에 적용하여 로봇(130)의 이상 상태를 나타내는 제 2 혼합 현실 이미지(도 3(b) 참조)를 생성할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 제 1 혼합 현실 이미지와 제 2 혼합 현실 이미지를 중첩하여 디스플레이할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 생성된 제 1 혼합 현실 이미지(도 3(a) 참조)와 제 2 혼합 현실 이미지(도 3(b) 참조)의 출력 좌표를 동일하게 하거나 기설정 차이값 이내로 결정하여 도 3(c)와 같이, 두 동영상이 중첩되어 보이도록 디스플레이(230)에 재생시켜 로봇(130)의 정상 상태와 이상 상태 간의 차이가 시각적으로 부각되도록 할 수 있다. 이에 따라, 관리자는 로봇(130)의 어떤 부품이 어떤 동작을 할 때 어떤 방식으로 동작하여 정상 상태와 얼마나 동작의 차이를 보이는지 직관적으로 확인할 수 있다. 다른 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 제 1 혼합 현실 이미지(도 3(a) 참조)와 제 2 혼합 현실 이미지(도 3(b) 참조)가 중첩된 제 3 혼합 현실 이미지(도 3(c) 참조)를 생성하여 디스플레이할 수도 있다.

일 실시 예에서, 제 1 혼합 현실 이미지가 재현하는 로봇(130)의 움직임이 나타내는 제 1 움직임 단위와 제 2 혼합 현실 이미지가 재현하는 로봇(130)의 움직임이 나타내는 제 2 움직임 단위는 상호 대응될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 움직임 단위와 제 2 움직임 단위는 동일할 수 있다.

예를 들면, 알람별로 대응되는 코드에 대응되는 로봇(130)의 모터별 움직임(예: 90도 정방향 회전 → 90도 정방향 회전 → 180도 역방향 회전)은 하나 이상의 단위 움직임(예: 90도 정방향 회전, 90도 정방향 회전, 180도 역방향 회전)으로 구성될 수 있고, 수신된 알람에 따라 해당 코드에 대응되는 움직임 단위가 결정될 수 있으며, 중첩되어 디스플레이되는 제 1 혼합 현실 이미지의 제 1 움직임 단위와 제 2 혼합 현실 이미지의 제 2 움직임 단위는 서로 동일한 움직임 단위(예: 90도 정방향 회전)를 나타낼 수 있다.

예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 제 1 혼합 현실 이미지(도 3(a) 참조)와 제 2 혼합 현실 이미지(도 3(b) 참조) 각각에서 결정된 코드에 대응되는 동일한 모터의 이미지를 기설정 크기로 확대한 후 해당 코드에 대응되는 동일한 움직임 단위(예: 90도 정방향 회전)로 재생시켜 이들을 중첩하여 디스플레이(도 3(c) 참조)할 수 있다.

이에 따라, 이상 상태 출력 장치(200)는 로봇(130)의 정상 상태와 이상 상태 간의 차이가 상호 대응되는 움직임 단위로 시각적으로 부각되도록 할 수 있으며, 관리자는 로봇(130)의 어떤 모터에서 어떤 움직임 단위가 동작될 때 정상 상태를 기준으로 이상 상태가 얼마나 차이를 보이는지 직관적으로 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 복수개의 모터 중 기설정 수준 미만의 정규성을 갖는 모터가 포함된 로봇(130)의 부위를 제 1 혼합 현실 이미지 및 제 2 혼합 현실 이미지에서 구별되게 디스플레이할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 제 1 혼합 현실 이미지 및 제 2 혼합 현실 이미지 각각에서 복수개의 모터 중 기설정 수준 미만의 정규성을 갖는 것으로 결정되어 이상 상태인 것으로 결정된 하나 이상의 모터를 기설정 방식(예: 색상 차이, 도형이나 아이콘 오버레이 등)에 따라 다른 모터와 상이하게 표시할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 기설정 수준 미만의 정규성을 갖는 모터가 기설정 개수 이상인 경우, 각위치, 각속도 및 토크의 순서로 우선순위를 부여하여 상위 우선 순위에 대응되는 모터가 포함된 로봇(130)의 부위만을 제 1 혼합 현실 이미지 및 제 2 혼합 현실 이미지에서 구별되게 디스플레이할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 이상 상태인 것으로 결정된 모터가 기설정 개수 이상이면 각위치와 연관된 이상 상태로 결정된 모터를 우선적으로 표시하고, 각속도 및 토크 순으로 표시할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 기설정 수준 미만의 정규성을 갖는 모터가 두 개 이상이면 해당 모터별로 결정된 정규성의 수준에 반비례하게 우선순위를 부여하여 상위 우선 순위에 대응되는 모터가 포함된 로봇(130)의 부위만을 제 1 혼합 현실 이미지 및 제 2 혼합 현실 이미지에서 구별되게 디스플레이할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 내장된 카메라 모듈 또는 센서 모듈(예: 라이다, 레이더 등)를 통해 로봇(130)이 기설정 사용자 시야 영역 내에 있는지 여부를 검출할 수 있다. 여기에서, 사용자 시야 영역은 내장된 카메라 모듈 또는 센서 모듈이 기설정 감시 영역 내에서 객체 구별이 가능한 영역으로서, 이상 상태 출력 장치(200)를 탑재한 사용자가 디스플레이(230)를 통해 실제로 눈으로 볼 수 있을 것으로 예측되는 실제 환경의 영역을 의미한다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 로봇(130)이 사용자 시야 영역 내에서 검출되면, 로봇(130)에 부착된 QR 코드를 판독하여 로봇(130)을 식별하거나 로봇(130)과 근거리 통신 모듈을 통해 연동하여 로봇(130)을 식별할 수도 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 검출된 로봇(130)이 수신된 알람에 대응되는 로봇(130)이면, 사용자 시야 영역 내에 있는 로봇(130)과 중첩되지 않도록 혼합 현실 이미지를 디스플레이할 수 있다.

다른 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 검출된 로봇(130)이 수신된 알람에 대응되는 로봇(130)이면, 사용자 시야 영역 내에 있는 로봇(130)의 형상에 중첩되도록 혼합 현실 이미지를 디스플레이할 수 있다. 예를 들면, 이상 상태 출력 장치(200)는 카메라 모듈을 통해 촬상되는 로봇(130)의 형상을 로봇(130)의 크기, 위치 및 각도 중 어느 하나에 따라 분석하고, 3차원 동영상으로 구현된 혼합 현실 이미지를 확대, 축소 및 회전 중 어느 하나에 따라 조정하여 디스플레이함으로써 로봇(130)의 형상에 매칭되도록 혼합 현실 이미지를 중첩할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템의 일 예를 도시한 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 로봇(130)에 포함된 6축 모터의 구성의 일 예를 도시한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템은 알람 출력 장치(100), 하나 이상의 로봇(130), 이상 상태 출력 장치(200) 및 로봇 컨트롤러(300)를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 로봇(130)은 도 4에 도시된 일 예시처럼, 복수의 관절에 대응되고 복수의 축을 기준으로 회전 가능한 복수의 모터로 구성될 수 있고, 예를 들면, 설치된 공간의 바닥면에 수직하거나 평행한 S축, L축, U축, R축, B축 또는 T축을 기준으로 회전 구동하는 복수의 모터, 각 축 별로 모터의 움직임에 대한 상태 정보(예: 각속도, 각위치, 토크 등)를 측정하는 복수의 센서 모듈 및 이들을 지지하는 복수의 지지부재를 포함하여 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따른 로봇(130)은 도 5에 도시된 일 예시처럼, 복수의 회전 축, 복수의 감속기, 복수의 굽힘 축, 복수의 링크 및 복수의 모터를 포함할 수 있다. 여기에서, 회전 축은 모터가 회전 구동하는 중심 축을 의미하고, 굽힘 축은 모터가 기설정 굽힘 범위 이내에서 굽힘 구동하는 중심 축을 의미하며, 감속기는 모터의 회전 속도를 제어하는 감속 장치를 의미하며, 링크는 좌우 일단에 연결된 장치를 고정 및 지지하는 지지부재를 의미한다.

일 실시 예에 따른 로봇(130)은 기저장된 자가 진단 알고리즘에 따라 자신의 상태 정보를 자체 모니터링하여 이상 상태 여부를 진단할 수 있고, 이상 상태가 결정되면 비상 알람을 생성하여 이상 상태 출력 장치(200)에 전송할 수 있다.

일 실시 예에 따른 로봇 컨트롤러(300)는 하나 이상의 로봇(130)과 통신하여 각 로봇(130)의 움직임을 제어할 수 있고, 각 로봇(130)의 상태 정보를 주기적으로 수집하는 장치일 수 있다.

일 실시 예에 따른 로봇 컨트롤러(300)는 수집된 로봇별 상태 정보를 알람 출력 장치(100)에 전송하여 알람 출력 장치(100)가 수신된 로봇별 상태 정보를 기초로 로봇별 모니터링을 수행하도록 지원할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 네트워크를 통해 로봇 컨트롤러(300)와 연결될 수 있고, 일 실시 예에서, 근거리 네트워크(예: WiFi, 블루투스)를 통해 로봇 컨트롤러(300) 및 이상 상태 출력 장치(200) 적어도 하나와 통신할 수 있는 근거리 통신 모듈을 포함할 수도 있다.

일 실시 예에 따른 로봇 상태 모니터링 시스템은 공장 서버(미도시)를 더 포함할 수도 있고, 예를 들면, 공장 서버는 하나 이상의 로봇(130)을 보유한 공장이 운영하는 서버로서, 로봇 컨트롤러(300)로부터 하나 이상의 로봇(130) 각각의 상태 정보들을 수신하여 하나 이상의 로봇(130)을 통합 관리할 수 있다.

일 실시 예에서, 공장 서버는 공장과 관련된 정보로서, 공장 및 로봇(130)을 관리하는 관리자 정보, 관리자 단말기 정보, 공장의 로봇 보유 현황 정보, 로봇(130)을 구성하는 부품들의 스페어파트를 보유한 현황인 스페어파트 현황 정보, 관리자가 로봇(130)을 점검하거나 수리한 내역 정보인 정비 내역 정보 등을 자체적으로 수집하거나, 또는 관리자로부터 입력받을 수도 있다.

일 실시 예에서, 공장 서버는 관리자 또는 로봇 관련 정보를 알람 출력 장치(100)에 제공하여 알람 출력 장치(100)가 제공된 정보를 기초로 모니터링 및 알람 출력을 수행하도록 지원할 수 있다. 또한, 공장 서버는 알람 출력 장치(100)로부터 하나 이상의 로봇(130)에 대한 모니터링 결과를 수신하여 저장 및 관리할 수도 있고, 알람 출력 장치(100)로부터 이상 상태에 따른 알람 정보를 수신할 수 있으며, 수신된 알람 정보를 관리자 단말기에 전송하여 관리자가 알람 정보에 대응되는 정비 작업을 수행하도록 지원할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 공장 서버로부터 하나 이상의 로봇(130) 각각의 상태 정보 및 해당 공장의 공장 관련 정보를 주기적으로 수신할 수도 있으며, 이를 데이터베이스에 저장할 수도 있으며, 데이터베이스에 저장된 기존의 로봇(130)의 상태 정보를 참조하여, 현재 분석하고자 하는 로봇(130)의 상태변화 추이, 부품 교체 시기 및 잔여수명 등과 같은 상태 예측 정보를 예측할 수도 있다. 이에 따라, 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)에 포함된 복수개의 소모품의 사용 기간이 기설정 기간을 경과한 경우, 상기 예측된 부품 교체 시기 및 잔여수명을 안내하는 예방 알람을 이상 상태 출력 장치(200) 및 공장 서버에 전송할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 모터의 움직임이 정규성을 갖는지 여부를 결정하는 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100) 또는 이상 상태 출력 장치(200)는 복수개의 모터 각각의 각위치, 각속도, 토크가 각각 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 결정할 수 있다. 이하에서는, 알람 출력 장치(100)가 복수개의 로봇(130)에 대한 모니터링을 통해 모터의 움직임이 정규성을 갖는지 여부에 따라 이상 상태 여부를 결정하는 실시 예를 통해 구체화된 동작들을 기술하지만, 이에 제한되지 않으며, 실시 예에 따라서 이상 상태 출력 장치(200) 또한 해당 기능 중 적어도 일부를 수행할 수 있도록 구현될 수도 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 복수개의 모터 각각의 각위치, 각속도, 토크가 각각 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 기설정된 제 1 기간 동안 로봇(130)에 포함된 복수개의 관절에 대응되는 복수개의 모터의 움직임을 모니터링할 수 있다. 일 실시 예에서, 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)과 통신하거나, 하나 이상의 로봇(130)의 동작을 제어하는 로봇 컨트롤러(300)와 통신하거나, 또는, 하나 이상의 로봇 컨트롤러(300)를 통합 관리하는 공장 서버와 통신하는 방식으로 로봇(130)의 복수개의 모터 각각의 움직임을 모니터링하기 위한 로봇(130)의 상태 정보를 획득할 수 있다.

일 실시 예에서, 로봇(130)의 상태 정보는 로봇(130)의 각 축별로 측정된 좌표 정보, 토크 정보, 온도 정보, 전류 정보, 부하율 정보, 진동 정보 및 소음 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 해당 로봇(130)의 식별코드 정보, 기 사용기간 정보 및 작업 프로그램 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 로봇(130)의 상태 정보는 모터의 운동(예: 회전 운동, 병진 운동, 혼합 운동 등)에 따른 가속도(예: 각가속도), 속도(예: 각속도), 위치(예: 각위치), 힘(예: 토크) 및 에너지(예: 각운동 에너지 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이를 위해 모터에 인가된 입력 정보(예: 펄스 신호)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상태 정보는 각 모터의 단위 동작별로 측정될 수 있고, 해당 모터의 식별코드 정보, 기 사용기간 정보 및 단위 동작 정보를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 하나 이상의 기설정 기간 별로 모니터링 정보를 수집하여 저장 및 관리할 수 있고, 예를 들면, 복수의 로봇(130) 또는 로봇 컨트롤러(300)로부터 수신되는 모니터링 정보를 기설정 주기에 따라 수신하여 기간별로, 시간별로, 공장별로, 로봇별로 및 모터별로 데이터베이스에 저장 및 관리할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 복수개의 모터의 움직임이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 로봇(130)이 이상 상태인지 여부를 결정할 수 있다. 여기에서, 정규성을 갖는지 여부는 모터의 움직임에 대한 측정값들이 정규분포를 따르는지 여부를 의미하고, 예를 들면, 모터의 움직임에 대한 분포 곡선이 평균값을 중심으로 좌우대칭인 종 형태를 이루면서 해당 분포 곡선에서 특정 구간에서의 확률값이 기설정값보다 작은지(또는 큰지) 여부를 나타낼 수 있고, 다른 예를 들면, 모터의 움직임에 대한 분포 곡선이 이전에 수집된 표본 데이터들을 통해 획득된 정규분포의 일정 바운더리 내에 포함되는지 여부를 나타낼 수 있다.

일 실시 예에서, 알람 출력 장치(100)는 기저장된 정규분포 알고리즘에 따라 모집단의 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크 등)의 통계적 특성을 검정하여 정규성의 수준을 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 모집단은 제 1 기간 동안 수집된 모터의 상태 정보를 포함할 수 있고, 다른 일 실시 예에서, 모집단은 제 1 기간 이전의 해당 모터의 상태 정보, 동일 또는 유사한 동작을 수행하거나 동일 또는 인접 공간에 위치하는 둘 이상의 로봇(130)으로 그룹화된 포함하는 로봇 그룹에 포함된 모터의 상태 정보, 또는, 대상 공장 내에 있는 복수의 로봇(130)에 포함된 모터의 상태 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 정규성을 결정하기 위한 정규분포는 사용자에 의해 설정되거나 조정될 수 있다.

여기에서, 정규성의 수준은 이상 상태를 결정하기 위한 비교 기준을 나타내고, 일 실시 예에서, 정규성의 수준은 모터의 움직임에 대한 상태 정보의 통계적 분포를 검정하여 획득된 확률값(p)으로 수치화될 수 있고, 예를 들면, 제 1 기간 동안 수집된 각위치의 확률분포에서 특정 구간(예: 표준편차 구간, 각위치 값 구간)(예: 표준편차 [-3.0 ~ +3.0] 구간)에서의 확률값의 합(예: 95%)으로 산출될 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 제 1 기간 동안 로봇(130)의 모터별 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크)를 수집 및 분석하여 각 상태 정보의 확률분포를 획득할 수 있고, 평균값 m, 표준편차 σ, 각 위치에서의 확률값 p 등을 결정할 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 획득된 확률분포에서 기설정 구간 [(m-σ) ~ (m+σ)] 에서의 확률값의 합이 기설정 기준 확률값(예: 95%) 이상이면 해당 모터의 움직임이 기설정 수준 이상, 즉, 기설정 기준 확률값(예: 95%) 이상의 정규성을 갖는 것으로 결정할 수 있다.

다른 일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 제 1 기간 이전에 로봇(130)에 포함된 각각의 모터의 상태 정보(예: 각속도, 각위치, 토크)를 수집하고 분석하여 각 상태 정보(예: 각속도, 각위치, 토크)별로 제 1 확률분포를 식별번호 320과 같이 결정하고, 평균값 m, 표준편차 σ, 각 위치에서의 확률값 p 등을 결정할 수 있다. 또한, 알람 출력 장치(100)는 제 1 기간 동안 로봇(130)의 모터별 상태 정보(예: 각위치, 각속도, 토크)를 수집 및 분석하여 각 상태 정보의 제 2 확률분포를 획득할 수 있고, 평균값 m, 표준편차 σ, 각 위치에서의 확률값 p 등을 결정할 수 있다. 또한, 알람 출력 장치(100)는 제 1 확률분포와 제 2 확률분포를 비교하여 제 2 확률분포가 제 1 확률분포에 대응되는지 여부에 따라 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 기설정 차이값을 이용하여 제 1 기간 이전의 제 1 확률분포을 중심으로 상한값 및 하한값의 바운더리를 설정할 수 있고, 제 1 기간 동안의 제 2 확률분포가 해당 바운더리 내에 있으면 해당 수준 이상의 정규성을 갖는 것으로 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 복수개의 모터의 움직임이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖지 않으면 로봇(130)이 이상 상태인 것으로 결정할 수 있고, 해당 이상 상태에 관한 정보(예: 알람 코드)를 포함하는 알람을 이상 상태 출력 장치(200)에 전송할 수 있다. 또한, 알람 출력 장치(100)는 이상 상태에 관한 상세 정보(예: 이상 상태 코드, 내용, 대응조치 등)를 포함하는 메시지를 디스플레이하여 알람 메시지를 출력하거나, 결정된 이상 상태에 대응되는 경고 사운드를 출력하거나, 이상 상태에 관한 상세 정보를 포함하는 메시지를 해당 로봇(130)과 연관된 관리자 단말기에 전송할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 기설정된 복수의 수준에 따라 모터의 움직임이 정규성을 갖는지 여부를 결정할 수 있고, 이에 따라, 로봇(130)이 복수의 단계들 중 하나의 이상 상태를 가지는지 결정할 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 모터의 상태 분석을 위한 상이한 정규성의 수준들을 복수개 결정하고, 복수개의 관절(예: 6개)에 대응되는 복수개의 모터의 토크, 각속도, 각위치에 대해서 각각의 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 모터 각각을 복수개의 단계(예: A~E단계) 중 하나의 상태로 결정하고, 이러한 결정 결과에 따라 로봇(130)이 이상 상태에 있는지 여부를 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 각 축 별로 모터별 상태정보(예: 각위치, 각속도, 토크)에 대한 통계데이터를 이용하여 분포 적합도를 평가하여 해당 움직임이 정규성을 따르는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 앤더슨-달링(Anderson-Darling) 검정을 통해 제 1 기간 동안 수집된 모터의 각위치의 확률분포가 기설정된 각위치에 대한 특정 확률분포 또는 제 1 기간 이전에 수집된 모터의 각위치에 대한 확률분포를 잘 따르는지 여부를 결정할 수 있다.

도 6(a)를 참조하면, 일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 제 1 기간 동안 수집된 각 모터별 각위치, 각속도 또는 토크를 이용하여 도 6에 도시된 것처럼, 표준편차를 기준으로 한 분포 곡선을 생성할 수 있고, 표준편차값(σ)에 따른 확률값(p)을 산출하고 확률분포가 정규성을 따르는지 여부를 검정할 수 있다.

일 실시 예에서, 알람 출력 장치(100)는 0을 기준으로 마주보는 표준편차 구간(예: [0~0.5]와 [-0.5~0])에서 확률값 합의 차이가 기설정값보다 작으면 좌우 대칭의 조건을 충족하는 것으로 결정하고, 각 표준편차 구간 별로 확률값의 합과 기설정값보다 작으면 모터의 움직임이 정규성을 갖는 것으로 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 기설정 표준편차값(σ)에서의 확률값(p)을 기초로 정규성을 갖는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 로봇(130)의 기설정 특정 표준편차값(σ)에서의 확률값(p)이 기설정값(예: 5%)보다 크면, 각 축의 위치값은 정규성을 갖는 것으로 결정하고, 그렇지 않으면, 정규성을 갖지 않는 것으로 결정하여 이상 상태로 결정하고 알람을 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 하기의 수학식 1 내지 수학식 2를 기초로 각 축 별로 모터별 상태정보(예: 각위치, 각속도, 토크)에 대한 통계데이터를 분석하고 분포 적합도를 평가하여 해당 움직임이 정규성을 따르는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 정규성을 갖는지 여부를 결정하기 위한 양적 측도로서 확률값(p)을 이용할 수 있으며, 분포 곡선(예: 함수)를 통해 획득된 A²를 이용하여 확률값(p)을 산출할 수 있고, 기설정 값보다 작은 확률값(p)이 산출되면 정규성을 갖지 않는 것으로 결정하여 이상 상태로 결정하고 알람을 출력할 수 있다.

[수학식 1]

(여기에서, N은 표본수(예: 제 1 기간 동안 수집된 관련 샘플수)를 나타내고, i는 해당 데이터 번호를 나타내며, Yi는 순서가 있는 데이터를 의미하며, F(Yi)는

표준 정규 분포의 누적 분포 함수를 나타냄)

상기 실시 예에서, A²는 선택된 분포에 근거한 적합선과 표시점에 근거한 비모수적 계단 함수 사이의 영역을 측정하며, 해당 통계량은 분포의 끝 부분에 더 많은 가중치를 부여한 거리 제곱으로 표현될 수 있고, 상술한 A²의 값이 작을수록 분포가 데이터를 보다 잘 적합시키는 것으로 간주될 수 있다.

상기 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 A'²에 따라 하기 수학식 2를 이용하여 확률값(p)을 산출할 수 있다.

[수학식 2]

만일 13 > A'² > 0.600이면, p = exp(1.2937 - 5.709 * A'² + 0.0186(A'²)²)

만일 0.600 > A'² > 0.340이면, p = exp(0.9177 - 4.279 * A'² - 1.38(A'²)²)

만일 0.340 > A'² > 0.200이면, p = 1 - exp(8.318 + 42.796 * A'² - 59.938(A'²)²)

만일 A'² < 0.200이면, p = 1 - exp(-13.436 + 101.14 * A'² - 223.73(A'²)²)

예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 설정된 기간 동안 수집된 각 모터별 각위치, 각속도 또는 토크를 표본으로 이용하여 도 6(b)와 같이 표본수, 표준편차 및 평균값 등을 획득할 수 고, 상기 수학식 1에 따라 A²를 산출하여 데이터셋이 정규분포를 얼마나 잘 따르는지 여부를 계산할 수 있으며, 이때, A²은 상대적으로 낮을수록 잘 따르는 것으로 결정할 수 있다. 또한, 알람 출력 장치(100)는 상기 수학식 1을 이용하여 표본수를 이용하여 A²를 보정한 A'²를 산출할 수 있고, 상기 수학식 2에 A'²를 적용하여 p를 산출할 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 산출된 p가 기설정값 0.05보다 크면 데이터가 정규분포를 따르는 것으로 결정하고, 그렇지 않으면 데이터가 정규분포를 따르는 것으로 결정하여 이상 상태로 결정하고 알람을 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 복수개의 모터의 움직임을 단위 움직임 별로 구별할 수 있다. 일 실시 예에서, 로봇(130)의 움직임은 복수의 모터의 움직임들로 구성되고, 각 모터의 움직임은 각 모터의 복수의 단위 움직임들로 구성될 수 있으며, 로봇(130)의 움직임, 모터의 움직임 및 모터의 단위 움직임 각각은 코드 정보와 대응되어 관리될 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 동일한 종류의 단위 움직임에 대해서 각위치, 각속도 및 토크를 획득할 수 있고, 획득된 각위치, 각속도 및 토크 각각이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부를 결정할 수 있으며, 각위치, 각속도 및 토크 각각이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 로봇(130)이 이상 상태인지 여부를 결정할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)이 이상 상태라고 결정된 경우, 제 1 기간 동안 모니터링된 복수개의 모터의 움직임을 나타내는 정보를 장기 메모리(미도시)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)의 각각의 축별로 생성된 알람 코드를 데이터베이스에 저장하여 장기적으로 관리함으로써 이상 상태 출력 장치(200) 또는 관리자 단말기에 의한 정보 제공 요청이 수신되면 저장된 정보를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)의 이상 상태가 여러 종류의 이상 상태 중 어느 이상 상태에 포함되는지 결정하고, 로봇의 이상 상태의 종류에 따라서 결정된 종류의 알람을 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따른 알람 출력 장치(100)는 로봇(130)에 대해 복수의 이상 상태 중 하나 이상이 결정되면, 각 상태 별로 대응되는 대응조치를 결정할 수 있고, 알람 코드 및 대응조치를 포함하는 알람을 이상 상태 출력 장치(200)에 전송하여 관리자가 해당 로봇(130)에 필요한 정비 작업을 수행하도록 요청할 수 있다.

도 7은 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)가 로봇(130)의 이상 상태를 출력하는 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 사용자의 머리에 착용될 수 있는 웨어러블 디바이스로 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 알람 출력 장치(100)로부터 복수개의 알람이 수신되면, 수신된 복수개의 알람에 각각 대응되는 복수개의 코드로부터 로봇(130)의 이상 상태의 내용, 원인 및 조치 방법을 포함하는 텍스트 메시지, 로봇 시리얼 번호, 로봇 이미지 및 QR 코드를 획득할 수 있고, 로봇 이미지, 로봇 시리얼 번호 및 이상 상태의 종류를 포함하는 이상 상태 리스트를 시각화하여 사용자에게 개략적으로 알릴 수 있다. 이에 따라, 사용자는 이상 상태인 것으로 결정된 여러 개의 로봇(130)에 관한 개략적인 정보를 간편하게 확인할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 디스플레이된 복수개의 코드 중 어느 하나에 대한 사용자의 입력을 수신할 수 있고, 예를 들면, 모션 센서를 기반으로 사용자의 손 동작을 센싱하여 복수개의 코드들 중 어느 하나에 대한 사용자의 선택 입력을 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따른 이상 상태 출력 장치(200)는 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 로봇(130)의 이상 상태의 원인 및 조치 방법에 관한 정보를 시각화할 수 있다. 또한, 이상 상태 출력 장치(200)는 결정된 코드에 대응되는 로봇(130)의 움직임을 재현하는 영상으로 구현된 혼합 현실 이미지를 디스플레이할 수 있다.

전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 개시의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 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.

100 : 알람 출력 장치
130 : 로봇
200 : 이상 상태 출력 장치
210: 리시버
220: 프로세서
230: 디스플레이
300: 로봇 콘트롤러

Claims

로봇의 이상 상태를 출력하는 방법에 있어서,
로봇의 이상 상태를 나타내는 하나 이상의 알람을 수신하는 단계;
상기 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드를 출력하는 단계; 및
상기 하나 이상의 코드 중 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계는 상기 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력하는 단계;를 포함하고,
복수개의 기간 동안 상기 로봇에 포함된 복수개의 관절에 대응되는 복수개의 모터의 움직임을 모니터링하는 단계;를 더 포함하고,
상기 혼합 현실 이미지를 출력하는 단계는
상기 복수개의 기간 중 상기 알람에 대응하는 기간 동안 모니터링된 정보를 이용하여, 상기 알람에 대응하는 기간 동안 상기 로봇의 움직임을 재현하는 혼합 현실 이미지를 출력하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 코드를 출력하는 단계는
상기 하나 이상의 코드를 QR 코드 또는 로봇 시리얼 번호로 출력하는 단계;를 포함하고,
상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 단계는
상기 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태의 원인 및 조치 방법을 나타내는 문자를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 알람은 예측(Prediction) 알람, 비상(Emergency) 알람 및 예방(Prevention) 알람 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 하나 이상의 코드를 출력하는 단계는
상기 예측 알람에 대응하는 코드, 상기 비상 알람에 대응하는 코드 및 상기 예방 알람에 대응하는 코드의 순서로 상기 하나 이상의 코드를 디스플레이하는, 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 예측 알람은 상기 복수개의 모터의 움직임이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 획득되는 알람이고,
상기 비상 알람은 상기 로봇이 제공하는 상기 로봇의 이상 상태를 나타내는 알람이고,
상기 예방 알람은 상기 로봇에 포함된 복수개의 소모품의 사용 기간이 기설정 기간을 경과한 경우 획득되는 알람인, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 알람은 상기 복수개의 모터의 움직임이 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는지 여부에 따라 획득되는 예측 알람을 포함하고,
상기 혼합 현실 이미지를 출력하는 단계는
상기 기설정 수준 이상의 정규성을 갖는 상기 로봇의 움직임을 재현하는 제 1 혼합 현실 이미지와 상기 기설정 수준 미만의 정규성을 갖는 상기 로봇의 움직임을 재현하는 제 2 혼합 현실 이미지를 중첩하여 디스플레이하는, 방법.
로봇의 이상 상태를 출력하는 장치에 있어서,
로봇의 이상 상태를 나타내는 하나 이상의 알람을 수신하는 리시버; 및
상기 하나 이상의 알람에 각각 대응하는 하나 이상의 코드를 출력하고, 상기 하나 이상의 코드 중 사용자의 입력에 따라 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 출력하는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 결정된 코드에 대응하는 상기 로봇의 이상 상태를 나타내는 혼합 현실 이미지를 출력하고,
복수개의 기간 동안 상기 로봇에 포함된 복수개의 관절에 대응되는 복수개의 모터의 움직임을 모니터링하고,
상기 복수개의 기간 중 상기 알람에 대응하는 기간 동안 모니터링된 정보를 이용하여, 상기 알람에 대응하는 기간 동안 상기 로봇의 움직임을 재현하는 혼합 현실 이미지를 출력하는, 장치.