KR102387294B1 - 컨트롤러 및 ui부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇에 관한 것으로서 사출 성형된 대상물을 취출하는 공정단계의 취출 수단의 이동 경로 및 각도 등을 용이하게 설정할 수 있는 수단을 포함하는 다관절 로봇에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 대상물을 성형하는 성형부, 상기 성형부에 근접하여 상기 대상물을 취출하는 작업부, 상기 작업부와 연결되고, 상기 작업부의 구동을 제어하는 제1제어부 및 상기 제1제어부와 연결되고, 상기 작업부의 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하는 학습부 및 상기 학습부 내부에 미리 저장되며 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하기위해 사용되는 UI부를 포함한다. 본 발명에 따르면 코딩을 생략하고 숙련도가 낮은 작업자도 용이하게 사출 현장에서 작업부의 접근 및 작업을 설정할 수 있어 업무 난이도를 낮추고 공정 효율을 극대화할 수 있고, 할 수 있고 도어 개방 여부에 따라 사출 진행여부를 제어할 수 있어서 안전을 도모할 수 있으며, 성형부의 환경 정보를 통해 품질 관리 및 취출 환경 제어를 할 수 있다.

Description

컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇 {Multi-joint robot for injection molding equipped with controller and UI}

본 발명은 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇에 관한 것이다. 보다 상세하게는 사출 성형된 대상물을 취출하는 공정 단계의 취출 수단의 이동 경로 및 각도 등을 용이하게 설정할 수 있는 수단을 포함하는 다관절 로봇에 관한 것이다.

세계적으로 제조용 로봇은 제품생산에서 출하까지의 공정 내 작업을 수행하는 주요 장비로서, 자동조정프로그램 등을 통해 사람보다 더 큰 공정 효율을 나타내어 폭넓은 기술분야에서 사용되고 있다.

특히, 제조용 로봇은 금속, 플라스틱 등의 재료를 가열한 후 금형에 주입 및 냉각, 경화시켜 성형된 대상물을 사출하는 공정에 있어 많은 비중으로 사용된다. 상세하게, 비교적 고온 및 고중량을 갖는 성형된 대상물을 작업자가 손으로 파지하거나 공구로 들어 옮기는 것은 안전사고를 야기하고 효율이 매우 낮기 때문에, 해당 산업 현장에서는 제조용 로봇을 채택하여 사용하고 있다. 여기서, 사출 성형에 따른 대상물의 취출에 사용되는 취출 로봇은 대상물의 파손을 최소화하면서도 정해진 경로를 따라 대상물을 거치 및 운반해야 하기 때문에, 취출 로봇 시장은 아직까지 직교 로봇이 대다수이다. 하지만, 사출기의 중량 및 크기가 증가할수록 대상물의 빠른 취출은 공정 효율과 필연적으로 연관되고 있으며, 취출 후 후가공 및 후공정으로의 2차 자동화 연계를 위한 접근 및 시행이 용이하도록 다관절 로봇이 대두되고 있다.

선행문헌 1(대한민국 등록특허 제10-0632957호)은 상기와 같은 사출성형용 다관절 로봇으로서 인서트의 삽입과 대상물의 취출을 자동으로 시행할 수 있어, 이물질의 투입을 방지하고 공정을 자동화하여 공정 효율을 극대화하는 효과를 갖는다. 하지만, 선행문헌 1에 따른 로봇의 구동을 위해서는 코딩을 통해 이동 경로를 설정해야 하는데 고난도의 작업이기 때문에 금형 교체가 잦을 경우 로봇 세팅 관련 엔지니어의 방문이 지속적으로 요구되며, 비 가동 시간이 증가하는 문제점이 있다.

선행문헌 1: 대한민국 등록특허 제10-0632957호 (2006.09.29. 등록)

본 발명의 기술적 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사출 현장에 용이하게 도입할 수 있고, 이동 경로의 설정 및 수정을 간편하게 할 수 있는 로봇을 제공하여 로봇 세팅 관련 엔지니어가 방문하는 단계를 생략 가능하게 하고, 비 가동 시간을 줄여서 시간 및 비용을 절감하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 목적은 전용 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기 전용 다관절로봇을 제공하여, 숙련도가 낮은 작업자도 쉽게 로봇의 이동 경로의 설정 및 수정을 간편하게 할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 목적은 사출 환경 정보를 수신하여 사출품의 품질 관리에 사용하고, 필요시 사출 환경을 제어하여 더 나은 품질의 사출품을 사출하기 위한 것이다.

본 발명은 대상물을 성형하는 성형부, 상기 성형부에 근접하여 상기 대상물을 취출하는 작업부, 상기 작업부와 연결되고, 상기 작업부의 구동을 제어하는 제 1 제어부, 상기 제 1 제어부와 연결되고, 상기 작업부의 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하고, 작업위치 지정을 위한 UI부를 제공하는 학습부 및 상기 학습부 내부에 미리 저장되며, 상기 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하기 위해 사용되는 UI부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 제공한다.

또한, 상기 UI부는, 작업위치 아이콘, 작업위치 명칭 아이콘, 설정 아이콘을 포함하며, 상기 작업위치 명칭 아이콘에 터치입력이 인가되면 해당하는 각각의 작업위치 아이콘이 디스플레이 되는 것을 특징으로 하는, 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 제공한다.

또한, 상기 설정 아이콘(513)에 터치입력이 인가되면 상기 이동정보 및 작업위치정보를 상기 학습부(400)에 저장하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 제공한다.

또한, 상기 제 1 제어부는, 다양한 공정 및 다양한 다관절 로봇에 대응되는 IO/Interface를 내장하는 전용 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 제공한다.

또한, 상기 제 1 제어부는, 상기 성형부에 구비된 도어의 개방 및 폐쇄 여부를 센싱하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 제공한다.

또한, 상기 성형부에 구비된 성형부 내부의 온도, 습도 등의 환경 정보를 센싱하는 제 2 센서부와 상기 환경 정보를 전달받아 상기 학습부로 전달하는 제 2 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 제공한다.

또한, 상기 제 2 제어부는, 상기 성형부와 연결되어 상기 학습부에서 입력받은 환경 정보에 따라 성형부의 취출시 환경 정보를 제어하는 것을 특징으로 하는, 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 제공한다.

본 발명에 따르면, 숙련도가 낮은 작업자도 용이하게 사출 현장에서 작업부의 작업을 설정할 수 있어, 업무 난이도를 낮추고 공정 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명은 작업부의 작업에 대한 설정 과정에서 제공되는 UI부를 활용하여 단계별 취출 과정의 각 단계의 작업위치에 대응되는 작업부의 위치를 조작 및 저장할 수 있어, 복잡한 과정의 코딩을 생략하고도 성형부를 작업부와 용이하게 연동하여 시간 절약 및 비용 절감이 가능하다.

또한, 본 발명은 성형부에서 센서로 측정한 온도 압력 등의 환경 정보를 얻어 품질 관리에 필요한 정보를 얻을 수 있어서 대상물의 품질 관리에 도움을 줄 수 있고, 필요시 대상물의 더 나은 품질을 위해 성형부의 취출시 환경을 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 컨트롤러 및 UI부를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습부가 포함하는 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 학습부의 출력수단 및 입력수단이 티칭 펜던트로 구비되었을 때, 티칭 펜던트의 형상 및 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 UI부가 배치되어 구성된 컨트롤화면을 나타내는 도면이다. 도 5a는 취출 대기 위치에 대응되는 컨트롤화면이고, 도 5b는 개방위치에 대응되는 컨트롤화면을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기 위치(도 6a), 취출 대기 위치(도 6b), 취출 위치 및 인서트 삽입 위치(도 6c)에 대응하는 작업부의 위치 및 구도를 표현하는 작업위치 아이콘을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상승 대기 위치(도 7a) 및 상승 위치(도 7b)에 대응하는 작업부의 위치 및 구도를 표현하는 작업위치 아이콘을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개방 위치(도 8a) 및 인서트 집기 위치(도 8b)에 대응하는 작업부의 위치 및 구도를 표현하는 작업위치 아이콘을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있어, 이하에서 기재되거나 도면에 도시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명 해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, “대상물”은 성형 장치 등으로 구비될 수 있는 성형부(100)에서 제조가 완료된 물품으로서, 후처리 혹은 패킹이 필요한 물품을 뜻하며 성형부(100)는 성형장치 뿐만 아니라, 다양한 제조장치로도 확장될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇의 연결관계를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습부(400)가 포함하는 구성을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 성형기용 다관절 로봇은 성형부(100), 작업부(200), 제 1 제어부(300), 학습부(400) 및 UI부(500)를 포함한다.

성형부(100)는 대상물을 제조하는 구성으로서, 본 발명의 일 실시예에서는 대상물을 사출하여 제조 및 형성하는 사출기에 해당된다. 하지만 성형부(100)는 이에 한정되지 않고 다양한 대상물의 제조 및 가공 장치로 확장되어 적용될 수 있다.

작업부(200)는 대상물을 취출하는 구성이다. 상세하게, 성형부(100)에 근접하여 대상물을 인출함으로써 성형부(100)로부터 대상물을 분리하기 위한 목적으로 구비된다. 이를 위해, 작업부(200)의 끝단에는 취출 헤드가 형성되고 복수 개의 관절이 서로 연결되어 구동하는 다관절 로봇으로 구비된다. 이와 같은 작업부(200)는 제 1 제어부(300)에 연결되어 제 1 제어부(300)에 의해 구동이 제어된다.

이와 같이 성형부(100)와 작업부(200)가 구성되면, 작업부(200)가 대상물을 취출하여, 성형 후 높은 온도의 대상물을 작업자가 직접 손 또는 공구로 들어 취출하는 과정을 생략할 수 있어서 작업자의 안전을 확보할 수 있으며, 더욱 정교하고 신속하게 대상물을 취출할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇의 연결관계를 나타내는 도면이다. 도 2를 참고하면, 제 1 제어부(300)는 작업부(200)의 구동을 제어하도록 구비된다. 상세하게, 제 1 제어부(300)는 작업부(200)와 연결되어 작업부(200)의 구동을 제어하되 후술할 학습부(400)를 통해 입력된 정보에 근거하여 작업부(200)를 구동 시킨다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇의 연결관계를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습부(400)가 포함하는 구성을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참고하면. 학습부(400)는 작업부(200)의 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하고, 저장된 정보를 제 1 제어부(300)에 송신하도록 구비된다. 상세하게, 학습부(400)는 제 1 제어부(300)와 연결되며, 작업부(200)의 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하고 이를 제 1 제어부(300)로 송신하게 되고, 제 1 제어부(300)는 학습부(400)를 통해 입력된 이동정보 및 작업위치정보를 기반으로 작업부(200)를 이동시켜 대상물을 취출하는 과정을 수행한다. 이를 위해 학습부(400)는 저장수단(410), 출력수단(420) 및 입력수단(430)이 포함된 제어 모듈 형태로 구비될 수 있다. 상세하게, 저장수단(410)은 UI부(500)를 미리 저장하고, 작업부(200)의 이동정보 및 작업위치정보를 저장하기 위해 구비되는 구성이다. 이때 작업위치는 다관절 로봇이 수행할 단계별로 구분된 작업에서 다관절 로봇이 작업을 수행하기 시작하는 위치이며 작업위치정보는 해당 작업위치를 기억하기 위한 좌표 값 등의 위치정보를 말한다. 또한, 이동정보는 단계별로 작업위치를 이동할 때 이전 작업위치에서 다음 작업위치로 이동하는 이동 경로, 속도 등의 정보를 말한다.

출력수단(420)은 저장수단(410)에 저장된 UI부(500)를 출력하여 컨트롤화면(510)을 나타내기 위한 구성이다. 상세하게, 출력수단(420)에는 저장수단(410)에 저장된 UI부(500)가 출력되는데, 작업부(200)의 작업위치 구도와 관련된 작업위치 아이콘(511)으로 구비되는 UI부(500), 작업부(200)의 작업위치 명칭 아이콘(512)으로 구비되는 UI부(500) 및 작업부(200)의 위치 조작을 위한 설정 아이콘(513)으로 구비되는 UI부(500) 등을 나타내어 컨트롤화면(510)을 구성할 수 있도록 구비된다. 위와 같이 출력수단(420)에 출력되는 UI부(500)로 구성된 컨트롤화면(510)을 통해 작업부(200)를 조작하여 작업부(200)의 이동 경로 및 작업위치를 설정 및 저장할 수 있게 된다. 한편, 출력수단(420)은 LED, LCD 등의 형식으로 구비될 수 있으며 터치스크린으로 구비될 수 있다. 상세하게, 성형부(100) 또는 작업부(200) 등의 외부에 부착되는 LED, LCD 등의 패널형식으로 구비되는 것도 가능하며, 티칭 펜던트(Teaching Pendant)(421)의 스크린으로 구비될 수도 있다.

입력수단(430)은 물리버튼으로 구비될 수 있고, 출력수단(420)이 터치스크린으로 구비되는 경우 터치스크린이 입력 및 출력수단(420)을 겸할 수 있으며, 터치스크린으로 입력 및 출력수단(420)을 겸하면서도 별도의 물리버튼과 같은 입력수단(430)이 동시에 구비될 수도 있다. 티칭 펜던트(Teaching Pendant)(421)는 산업용 장비나 산업용 로봇 조작에 많이 사용되며, 주로 모니터 및 마우스를 사용할 수 없는 산업 현장 및 특별한 조작이 필요로 하지 않는 자동화 장비에서 사용자의 편의를 위해 키 버튼과 화면을 나타내는 디스플레이만으로 작게 구성된다. 본 발명에서는 출력수단(420) 및 입력수단(430)이 티칭 펜던트(421)로 구비된 것을 기준으로 설명한다. 도 4는 학습부(400)의 출력수단(420) 및 입력수단(430)이 티칭 펜던트(421)로 구비되었을 때, 티칭 펜던트(421)의 형상 및 구성을 나타내는 도면이다. 도 4를 참고하면, 티칭 펜던트(421)로의 출력수단(420)인 터치스크린과 물리 버튼으로 추가적인 입력수단(430)이 구비될 수 있고, 별도의 물리버튼이 구비되어 있기 때문에 터치가 원활하지 않은 경우에도 물리버튼으로 입력하는 것이 가능하다. 본 발명에서는 이와 같이 터치스크린으로 출력수단(420)과 입력수단(430)을 겸하고, 별도의 물리버튼의 추가적 입력수단(430)이 동시에 구비된 경우를 기준으로 설명하나, 상술한 다른 방식들 또는 입력 및 출력을 가능하게 하는 다양한 방식으로 출력수단(420) 및 입력수단(430)이 구비될 수도 있다.

이와 같이 구성된 학습부(400)를 통해 다관절 로봇 및 사출기와의 연동 공정에서 필요한 각각의 작업부(200)의 위치정보를 시각화하여 용이하게 파악할 수 있으며, 작업부(200)의 작업위치 아이콘(511)에 각각 대응되는 작업부(200)의 작업위치도 용이하게 입력하여 설정할 수 있다.

UI부(500)는 이동 정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하기 용이 하도록 출력수단(420)에 출력되며 학습부(400)에 저장되는 사용자 인터페이스를 말한다. 도 5는 UI부(500)가 배치되어 구성된 컨트롤화면(510)을 나타내는 도면이다. 도 5a는 취출 대기 위치에 대응되는 컨트롤화면(510)이고, 도 5b는 개방위치에 대응되는 컨트롤화면(510)을 나타내는 도면이다. 도 5를 참고하면, UI부(500)는 크게 작업위치 아이콘(511), 작업위치 명칭 아이콘(512), 설정 아이콘(513)으로 나뉘며, 함께 출력수단(420)에 출력되어 컨트롤화면(510)을 구성한다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 작업위치에 대응하는 작업부(200)의 위치 및 구도를 표현하는 작업위치 아이콘(511)을 나타내는 도면이다. 상세하게, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대기 위치, 취출 대기 위치, 취출 위치 및 인서트 삽입 위치에 대응하는 작업부(200)의 위치 및 구도를 표현하는 작업위치 아이콘(511)을 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상승 대기 위치 및 상승 위치에 대응하는 작업부(200)의 위치 및 구도를 표현하는 작업위치 아이콘(511)을 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 개방 위치 및 인서트 집기 위치에 대응하는 작업부(200)의 위치 및 구도를 표현하는 작업위치 아이콘(511)을 나타내는 도면이다. 도 6 내지 8에 나타낸 작업위치 아이콘(511)들은 앞서 서술한 학습부(400) 내 저장수단(410)에 저장되고, 각각의 작업위치에 대한 이동정보 및 작업위치정보 또한 학습부(400) 내 저장수단(410)에 저장된다. 상세하게, 작업부(200)의 대기 위치, 취출 대기 위치, 취출 위치, 인서트 삽입 위치, 상승 대기 위치, 상승 위치, 개방 위치 및 인서트 집기 위치의 작업위치의 작업위치정보가 포함될 수 있다. 다만, 상술한 작업위치는 본발명의 일 실시예에 따른 것으로 취출시 인서트를 삽입하는 후공정이 있는 것을 기준으로 하며, 다른 별도로 필요한 다른 작업위치가 추가되거나 불필요한 작업위치가 삭제될 수 있고, 취출이 아닌 다른 작업을 하는 경우에는 해당 다른 작업에 대한 작업위치 UI부(500)를 저장하도록 구비될 수 있다.

도 6a는 작업부(200)의 대기 위치, 도 6b는 작업부(200)의 취출 대기 위치, 도 6c는 취출 위치 및 인서트 삽입 위치에 대한 학습부(400) 내 출력수단(420)으로 출력되는 작업위치 아이콘(511)이며, 도 7a는 작업부(200)의 상승 대기 위치, 도 7b는 작업부(200)의 상승위치를 의미하고, 도8a는 개방위치, 도 8b는 인서트 집기 위치를 의미한다.

상세하게, 대기 위치는 대상물의 취출 대기 단계 이전에, 작업부(200)가 정위치 하는지 파악하기 위해 설정하는 위치이다. 취출 대기 위치는 대상물의 취출을 위해 성형부(100)에 접근 및 정지하는 위치이고, 취출 위치는 작업부(200)가 대상물과 근접함으로써 성형부(100)의 외측 방향(성형부(100)의 내부를 향하는 방향의 반대 방향을 의미함)으로 인출하기 위한 작업위치다.

인서트 삽입 위치는 작업부(200)의 끝단에 형성된 헤드에 달린 인서트를 대상물에 접하도록 밀어 넣어 대상물과 연결 및 체결될 수 있도록 하는 위치로서, 보다 바람직하게는 취출 위치와 동일하거나 취출 위치로부터 성형부(100)를 향하도록 보다 접근한 위치일 수 있다. 따라서 거의 동일한 위치에서 이루어지기 때문에, 도 6c에서 나타낸 작업위치 아이콘(511)을 취출 위치 및 인서트 삽입 위치에 공통으로 사용한다.

상승 대기 위치는 대상물과 연결된 상태에서 작업부(200)의 끝단 및 대상물의 상승이 가능한 위치이고, 상승 위치는 대상물을 상승시켜 성형부(100)와 분리한 위치이다.

개방위치는 취출 및 인서트가 종료된 대상물을 작업부(200)에서 분리하기 위한 위치이고, 인서트 집기 위치는 대상물을 분리한 후 다음 대상물에 삽입하기 위한 인서트를 집기 위한 위치이다.

이와 같이 취출 로봇의 작업위치 아이콘(511)을 작업위치 아이콘(511)으로 출력수단(420)에 출력하면, 작업자는 각각의 작업위치를 직관적으로 확인할 수 있고, 이를 확인한 뒤 작업부(200)를 조작하여 해당 위치의 작업위치정보를 학습부(400)의 저장수단(410)에 저장할 수 있다.

도 4는 학습부(400)의 출력수단(420) 및 입력수단(430)이 티칭 펜던트(421)로 구비되었을 때, 티칭 펜던트(421)의 형상 및 구성을 나타내는 도면이고, 도 5는 UI부(500)가 배치되어 구성된 컨트롤화면(510)을 나타내는 도면이다. 도 5a는 취출 대기 위치에 대응되는 컨트롤화면(510)이고, 도 5b는 개방위치에 대응되는 컨트롤화면(510)을 나타내는 도면이다. 도 4 및 도 5를 참고하면, 작업자는 학습부(400)내 출력수단(420)에 출력되는 컨트롤화면(510)에 표시되는 버튼과 물리버튼을 활용하여 이동정보 및 작업위치정보를 저장하고 작업위치를 설정할 수 있다. 컨트롤화면(510)은 학습부(400)의 출력수단(420)에 표시되며, 학습부(400)에 저장된 UI부(500)를 표시하는 구성이며, 작업부(200)의 좌표정보(514)를 더 표시하도록 구비될 수 있다. 본 발명에서는 작업부(200)의 좌표정보(514)를 표시하는 것이 저장될 작업위치정보를 확인할 수 있기 때문에 바람직하므로 본 발명의 일 실시예에서는 작업부(200)의 좌표정보(514)가 컨트롤화면(510)에 함께 표시되는 것을 기준으로 설명하며 이 경우 좌표정보(514)를 나타내는 작업위치 아이콘(511)도 학습부(400)에 미리 저장될 수 있다.

도 5는 UI부(500)가 배치되어 구성된 컨트롤화면(510)을 나타내는 도면이다. 도 5a는 취출 대기 위치에 대응되는 컨트롤화면(510)이고, 도 5b는 개방위치에 대응되는 컨트롤화면(510)을 나타내는 도면이다. 도 5를 참고하면, 상기 UI부(500)는, 작업위치 아이콘(511), 작업위치 명칭 아이콘(512), 설정 아이콘(513)을 포함하며, 작업위치 명칭 아이콘(512)에 터치입력이 인가되면 해당하는 각각의 작업위치 아이콘(513)이 학습부(400)의 출력수단(420)에 표시된다. 상세하게, 도 5a와 같이 취출 대기 위치를 나타내는 작업위치 아이콘(513)이 표시된 상태에서 개방위치 명칭 아이콘에 터치입력이 인가되면 도 5b와 같이 개방위치를 나타내는 작업위치 아이콘(511)을 표시해주어 작업자의 이해를 도와 손쉽게 작업위치를 설정할 수 있도록 하며 현재 설정하고 있는 작업위치를 확인할 수 있도록 한다.

도 5는 UI부(500)가 배치되어 구성된 컨트롤화면(510)을 나타내는 도면이다. 도 5를 참고하면, 설정 아이콘(513)은 작업부(200)를 작업자가 설정하고자 하는 작업위치에 위치시키고, 작업위치를 학습부(400)의 저장수단(410)에 저장하기위해 사용되는 구성이다. 설정 아이콘(513)은 작업자가 이동정보 및 작업위치정보를 저장할 수 있도록 위치저장 버튼을 구비할 수 있고, 추가적으로 이동정보를 제어하기위한 속도, 지연시간 버튼이나 작업위치정보를 제어하기 위한 위치추가 등의 버튼을 더 구비할 수 있다. 상세하게, 작업자가 설정하고자 하는 작업위치에 작업부(200)를 위치시키고 나면 학습부(400)의 출력수단(420)에 표시된 설정 아이콘(513)의 위치저장 버튼을 눌러 현재까지의 이동정보 및 작업위치정보를 저장할 수 있고, 더 구비된 다른 버튼을 눌러 이동정보의 속도, 지연시간이나 새로운 위치 등을 추가하도록 구비될 수 있다.

이하 작업위치를 설정하는 과정을 상세하게 설명한다. 작업자가 설정하고자 하는 작업위치를 선정하고 선정한 작업위치의 명칭 아이콘 버튼에 터치입력이 인가되면 해당 작업위치의 작업부(200) 위치 및 구도에 관련된 UI부(500)를 출력수단(420)에 작업위치 아이콘(511)으로 표시해 주어 작업자의 이해를 돕고 작업위치를 설정할 준비를 완료하게 된다. 다음으로 작업부(200)를 이동시켜 작업위치를 설정하게 되는데, 작업부(200)를 이동시키는 방법으로는 도 4에 도시된 축 이동 버튼(431)을 누름으로써 작업부(200)의 X축, Y축, Z축, RX축, RY축, RZ축으로의 위치를 조정하여 작업부(200)를 이동시킬 수 있고, 작업부(200)가 이동하는 것을 보며 정확한 위치에 위치시켜 해당 작업위치를 설정 및 저장할 수 있다. 상세하게, 축방향이 표시되고 축 방향 양쪽으로 화살표 버튼이 구비된 축 이동 버튼(431)을 누름으로써 해당 축을 기준으로 시계방향 또는 반시계 방향으로 작업부(200)를 움직여서 작업위치에 위치하도록 할 수 있다. 각각의 작업위치에 해당하는 위치로 이동시킨 후 설정 아이콘(513) 중 위치저장 버튼을 눌러 작업위치를 저장할 수 있다. 즉, 작업자는 작업위치 명칭 아이콘(512)을 눌러서 설정하고자 하는 작업위치를 정하고, 축 이동 버튼(431)을 눌러 작업부(200)의 이동을 확인하면서 위치를 이동시켜 작업위치에 위치시키고 위치저장 버튼을 눌러 해당위치를 저장하게 된다. 이때, 각각의 작업위치에 취출 로봇을 상술한 방법이 아닌 다른 방법으로 작업위치에 위치시킨 후 저장하는 것도 가능하며, 작업자가 직접 물리적으로 이동시켜 작업위치에 위치시킨 후, 해당 작업위치를 저장하는 방법인 직접교시 방법으로도 작업위치를 설정 및 저장하도록 할 수 있으며, 각각의 축의 좌표를 직접 입력하여 작업위치를 설정 및 저장하는 방법도 가능하다.

한편, 취출 로봇이 각각의 작업위치에서 다음 작업위치로 이동하는 이동 경로는 취출 로봇의 작업위치를 작업이 진행되는 순서대로 설정하는 순차적 설정의 경우와 순서와 관계없이 각각의 작업위치를 설정하는 개별설정의 경우가 있을 수 있는데, 순차적 설정의 경우 각각의 작업위치에서 다음 작업위치를 설정하기 위해 작업부(200)를 이동시키는 경로 및 속도 등의 이동정보를 학습부(400)에 저장하여 작업부(200)의 이동 시 학습부(400)에 저장된 이동정보 제 1 제어부(300)에 송신하여 저장된 이동정보를 토대로 이동하도록 할 수 있으며, 각각의 작업위치에서 다음 작업위치로 움직이는 최적의 동선을 찾아가도록 할 수 있다. 개별설정의 경우에는 각각의 작업위치만을 저장하기 때문에 그에 따라 이전 작업위치에서 다음 작업위치로 움직이는 최적의 동선을 찾아가도록 하는 방식을 사용할 수 있고, 필요할 때 각각의 작업위치에서 다음 작업위치까지의 구간에서 이동하는 이동정보를 별도로 저장하는 것도 가능하다. 본 발명의 일 실시예에서는 작업위치를 작업 진행순서대로 설정하는 순차적 설정을 통해 이동하는 경로의 이동정보를 저장하는 방식을 기준으로 설명한다. 이와 같은 일련의 과정으로 작업위치의 수동 조작 및 이동정보 및 작업위치정보 저장을 할 수 있어서, 기존의 복잡한 다관절 로봇의 코딩이 없이도 용이한 조작이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇을 나타내는 도면이다. 도 1을 참고하면, 제 1 제어부(300)에는 전용 컨트롤러가 더 구비될 수 있다. 전용 컨트롤러는 다양한 공정 및 다양한 다관절 로봇에 대응되는 전용 인터록 IO 보드 및 Interface를 내장하여 표준화된 EUROMAP12, EUROMAP67의 인터페이스 연결이 손쉽고 용이하도록 하는 구성이며, 전용 컨트롤러가 구성됨으로써 사출성형기 및 로봇과 컨트롤러 간의 I/O 연결을 통한 I/O 매핑 및 각 구간별 I/O 프로그램 입력을 하거나 별도의 PLC(Programmable Logic Controller)를 통하는 번거로움을 해소할 수 있다. 따라서 제 1 제어부(300)에 전용 컨트롤러가 더 구비되면, 사출성형기 및 로봇과 컨트롤러 간의 인터페이스 연결이 손쉽고 용이하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전용 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇의 연결관계를 나타내는 도면이다. 도 2를 참고하면, 성형부(100)에는 제 1 센서부(110), 제 2 센서부(120) 및 제 2 제어부(310)가 더 구비될 수 있다.

성형부(100)는 대상물이 사출 되는 일 측면 방향으로 개구 되고 개구부에 별도의 도어부가 설치될 수 있으며, 도어부가 설치되는 경우 도어부의 개방 이후 대상물이 작업부(200)에 의해 취출된다. 이때, 제 1 센서부(110)는 도어부에 연결되어 도어의 개폐여부를 센싱하고, 제 1 제어부(300)는 성형부(100)의 제 1 센서부(110)에 연결되어 제 1 센서부(110)에서 센싱한 도어 개방 및 폐쇄에 관련된 센싱 정보를 전달받을 수 있으며, 해당 센싱 정보를 바탕으로 작업부(200)를 제어하도록 구비될 수 있다. 상세하게, 제 1 제어부(300)가 도어가 폐쇄되었다는 센싱 정보를 제 1 센서부(110)로부터 전달받았다면, 제 1 제어부(300)는 작업부(200)가 취출을 중단하고 대기하도록 구동을 제어할 수 있으며, 제 1 제어부(300)가 제 1 센서부(110)로부터 도어가 개방되었다는 센싱 정보를 받아 취출을 진행하는 경우에도 진행 도중 도어의 폐쇄가 감지되면 제 1 제어부(300)는 작업부(200)가 취출을 중단하고 대기하도록 작업부(200)의 구동을 제어할 수 있다.

이와 같이 제 1 센서부(110)가 구비되면, 도어의 개폐 여부를 감지하여 작업부(200)의 취출 진행여부를 제어할 수 있어서 작업부(200)와 도어부의 충돌 사고를 방지 할 수 있다.

또한, 성형부(100)에는 제 2 센서부(120)가 더 구비되어 성형부(100) 내부의 온도, 압력, 습도 등의 환경 정보를 센싱 하도록 여러 개의 센서로 구비될 수 있다. 이와 같은 제 2 센서부(120)는 제 2 제어부(310)와 통신 연결되어 환경 정보를 송수신할 수 있다. 제 2 제어부(310)는 제 2 센서부(120)와 연결되어 제 2 센서부(120)에서 센싱된 성형부(100) 내부의 온도, 압력, 습도 등의 환경 정보를 수신할 수 있고, 수신한 환경 정보를 바탕으로 성형부(100)에서의 취출이 일정한 환경에서 이루어지는지를 확인할 수 있으며, 학습부(400)와 연결되어 학습부(400)에 환경 정보를 전달하여 출력수단(420)을 통해 작업자가 해당 환경 정보를 확인할 수 있도록 하기 위해 구비된다. 더하여, 제 2 제어부(310)에서 수신한 환경 정보를 기준으로 판단하여 더 나은 품질의 대상물을 취출하기 위해 필요한 온도 압력 등의 수치를 학습부(400)의 입력수단(430)을 통해 입력하면, 제 2 제어부(310)에 전달되어 성형부(100)와 연결된 제 2 제어부(310)가 성형부(100)를 제어하여 온도, 압력 등 사출시 품질에 영향을 주는 수치들을 제어하여 사출을 진행하도록 할 수 있다. 본 발명에서는 제 2 제어부(310)가 구비되어 제 2 센서부(120)에서 환경 정보를 수신하고 성형부(100)를 제어하는 것으로 설명하지만, 제 2 제어부(310)가 하는 환경 정보 수신 또는 성형부(100) 제어 역할을 제 1 제어부(300)가 맡아서 하거나 별도의 제어부가 구비되어 성형부(100)의 제어를 하는 것 또한 가능하다.

이와 같이 제 2 제어부(310)가 구비되면 작업자는 환경 정보를 수신받아 센싱 정보 및 환경 정보를 종합하여 품질 관리에 필요한 정보를 제공하고, 품질 관리를 위한 모니터링을 할 수 있으며, 더 나은 품질을 위해 성형부(100)의 취출 환경을 제어할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 성형부 110: 제 1 센서부
120: 제 2 센서부
200: 작업부
300: 제1제어부 310: 제2제어부
400: 학습부 410: 저장수단
420: 출력수단 421: 티칭 펜던트
430: 입력수단 431: 축 이동 버튼
500: UI부 510: 컨트롤화면
511: 작업위치 아이콘 512: 작업위치 명칭 아이콘
513: 설정 아이콘 514: 좌표정보

Claims (7)

1. 대상물을 성형하는 성형부(100);
   상기 성형부(100)에 근접하여 상기 대상물을 취출하는 작업부(200);
   상기 작업부(200)와 연결되고, 상기 작업부(200)의 구동을 제어하는 제 1 제어부(300);
   상기 제 1 제어부(300)와 연결되고, 상기 작업부(200)의 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하는 학습부(400);및
   상기 학습부(400) 내부에 미리 저장되며, 상기 이동정보 및 작업위치정보를 설정 및 저장하기 위해 사용되는 UI부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하고,
   상기 UI부(500)는, 작업위치 아이콘(511), 작업위치 명칭 아이콘(512), 설정 아이콘(513)을 포함하며, 상기 작업위치 명칭 아이콘(512)에 터치입력이 인가되면 해당하는 각각의 작업위치 아이콘(511)이 디스플레이 되는 것을 특징으로 하며,
   상기 설정 아이콘(513)에 터치입력이 인가되면 상기 이동정보 및 작업위치정보를 상기 학습부(400)에 저장하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제 1 제어부(300)는, 다양한 공정 및 다양한 다관절 로봇에 대응되는 IO/Interface를 내장하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 제어부(300)는, 상기 성형부(100)에 구비된 도어의 개방 및 폐쇄에 관련된 센싱하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 성형부(100)에 구비된 성형부(100) 내부의 온도, 습도 등의 환경 정보를 센싱하는 제 2 센서부(120)와 상기 환경 정보를 전달받아 상기 학습부(400)로 전달하는 제 2 제어부(310)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 2 제어부(310)는,
   상기 성형부(100)와 연결되어 상기 학습부(400)에서 입력받은 환경 정보에 따라 성형부(100)의 취출시 환경 정보를 제어하는 것을 특징으로 하는, 컨트롤러 및 UI부(500)를 탑재한 사출 성형기용 다관절 로봇.
   

Images