KR102557727B1 - 누들음식 조리용 다관절 협동로봇과 이를 이용하는 누들음식 조리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수 개의 다관절 암을 구비하는 바디부; 누들음식 조리를 위한 동작을 수행하도록 상기 바디부에 설치되는 그리퍼부; 및 상기 바디부 및 상기 그리퍼부에 대해 조리 공정을 위한 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부은, 상기 그리퍼부가 조리도구의 일측을 파지하는 그리핑 동작(Gripping), 조리도구를 승강시키는 리프팅 동작(Lifting), 조리도구를 운반하는 시프팅 동작(Shifting), 조리도구를 기울이는 틸팅 동작(Tiliting) 및 조리도구로부터 파지를 해제하는 릴리징 동작(Releasing)을 포함하는 동작을 소정의 시계열적인 순서에 따라 수행하도록 제어명령을 생성한다.

Description

누들음식 조리용 다관절 협동로봇과 이를 이용하는 누들음식 조리 시스템 및 방법{MULTI-JOINT COOPERATIVE ROBOT FOR COOKING NODDLES FOOD, SYSTEM AND METOD FOR COOKING NOODLE FOOD USING THE COOPERATIVE ROBOT}

본 발명은 다관절 협동로봇과 이를 이용하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 툴 체인지 없이 누들음식 조리의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있는 다관절 협동로봇과 이를 이용하는 누들음식 조리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

협동로봇(Collaborative Robot, COBOT)은 인간과 함께 작업하는 로봇으로 주로 생산현장에서 인간과 상호작용하도록 설계된 로봇을 의미한다. 종전 생산현장에서 사용되었던 산업용 로봇이 인간을 대체하는 역할로 인간과 분리된 작업공간에서 사용되었다면, 협동로봇은 인간을 보완하는 역할로 인간과 함께 일하며 작업의 효율을 높일 수 있다.

최근에는 비대면 서비스를 위한 로봇 관련된 기술 개발이 활발히 이루어지 고 있으며, 특히 단순·반복·위험한 업무는 로봇이 진행하고 사람은 서비스에 집중할 수 있는 외식업 분야에서 협동로봇 도입에 대한 관심이 점점 높아지고 있다.

음식의 요리 과정은 공장의 제조 과정과 유사하다. 공장의 제조 과정에 단순 방법만을 입력하게 되면 로봇이 일련의 작업이 반복적으로 수행되는 공장처럼, 요리 또한 요리 방법만 입력될 수 있으면 반복적으로 수행될 수 있다. 그러므로 준비된 음식 재료의 운반, 담기, 털기 등의 작업을 미리 정해진 요리 방법대로 로봇이 수행할 수 있게 할 수 있다.

다만, 면 요리(Noodle)와 같은 음식은 조리 과정에서 다양한 재료, 도구 및 공정 등이 이루어지기 때문에, 위와 같은 단순 반복 작업을 넘어서 외식업 현장에서 직접 적용될 수 있는 고도화된 협동 로봇의 기술의 적용이 요구된다. 특히, 서로 다른 도구 또는 공정에 대해서 소정의 시계열적인 조리 공정의 적용과 이를 위한 그리퍼가 제시되지 않는 이상, 협동로봇을 통해 조리의 전 공정이 수행되기에 많은 어려움이 따른다.

대한민국 등록특허공보 제10-1204418호 (2012.11.19.)

본 발명의 목적은 서로 다른 방식의 그리퍼를 구비함으로써 각각의 조리 도구에 대해 정해진 동작을 시계열적으로 수행할 수 있음과 동시에, 별도의 툴 체인지 없이 누들음식 조리의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있는 다관절 협동로봇과 이를 이용하는 누들음식 조리 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 누들음식 조리용 다관절 협동로봇은, 복수 개의 다관절 암을 구비하는 바디부; 누들음식 조리를 위한 동작을 수행하도록 상기 바디부에 설치되는 그리퍼부; 및 상기 바디부 및 상기 그리퍼부에 대해 조리 공정을 위한 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 그리퍼부가 조리도구의 일측을 파지하는 그리핑 동작(Gripping), 조리도구를 승강시키는 리프팅 동작(Lifting), 조리도구를 운반하는 시프팅 동작(Shifting), 조리도구를 기울이는 틸팅 동작(Tiliting) 및 조리도구로부터 파지를 해제하는 릴리징 동작(Releasing)을 포함하는 동작을 소정의 시계열적인 순서에 따라 수행하도록 제어명령을 생성한다.

일 실시예에 있어서, 상기 그리퍼부는, 조리도구 일측의 양면을 가압하여 파지하는 제1그리퍼와, 조리도구 일측의 일면을 진공 흡착하여 파지하는 제2그리퍼를 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 누들을 해면기에 투입하는 공정, 그릇을 기설정된 위치에 운반하는 공정, 누들을 풀어내는 공정, 및 육수를 포함하는 다른 재료를 그릇에 투입하는 공정을 포함하는 조리 공정을 소정의 시계열적 순서에 따라 수행하도록 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 그리퍼부와 조리도구의 거리를 인식하는 센서부를 더 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2그리퍼가 조리도구의 뚜껑을 제거하는 리무빙 동작(Removing)을 더 수행하도록 하는 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 센서부가 조리도구가 상기 그리퍼부의 파지 가능한 영역 범위 내에 위치한 것으로 인식하는 경우, 상기 그리퍼부에 그리핑 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 그리퍼부가 등속도로 승강하는 제1시기와 소정의 감속도로 승강을 정지하는 제2시기를 반복하여, 파지한 조리도구를 털어내는 쉐이킹 동작(Shaking)을 더 수행하도록 하는 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 쉐이킹 동작은, 상기 승강 감속도 절대값이 상기 승강 등속도 절대값의 5 배수 이상인 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 다관절 협동로봇을 이용하는 누들음식 조리 시스템은 복수 개의 다관절 암과 그리퍼를 구비하는 다관절 협동로봇; 하나 이상의 재료가 보관되는 제1보관스테이션; 그릇이 보관되는 제2보관스테이션; 조리가 이루어지는 키친스테이션; 및 조리된 누들음식이 제공될 수 있는 서빙스테이션을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 서빙스테이션은, 소정의 주행방향을 따라 연속적인 수송면이 형성되고, 상기 수송면의 반대편에 아래면이 형성된 컨베이어벨트부; 및 조리된 누들음식이 놓여지는 일면을 갖되, 상기 수송면 상에서 이동되도록 설치되는 트레이부를 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다절 협동로봇을 이용하는 누들음식 조리 방법은 누들을 해면기에 투입하는 단계; 그릇을 기설정된 위치에 운반하는 단계; 누들을 풀어내는 단계; 해면기로부터 누들을 반출하여 그릇에 덤핑하는 단계; 및 육수 및 다른 재료를 누들이 수용된 그릇에 붓는 단계를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 누들음식 조리용 다관절 협동로봇과 이를 이용하는 누들음식 조리 시스템 및 방법은 별도의 툴 체인지 없이 누들음식 조리의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있다.

이에 따라, 주점이나 식당과 같은 외식업의 사업자는 면 음식 등의 조리에 신속성 및 신뢰성을 확보할 수 있으며, 더욱이 종업원 등 별도의 인력을 채용하지 않고도 고객에게 면 음식을 제공할 수 있어 사업 경제성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 누들음식 조리용 다관절 협동로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 그리퍼부를 분리하여 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제1그리퍼의 다양한 사용상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 제2그리퍼의 다양한 사용상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다관절 협동로봇을 이용한 누들음식 조리 시스템의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 다관절 협동로봇을 이용한 누들음식 조리 방법의 방법흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 구체적인 실시예를 설명한다.

본 발명은 누들음식 조리용 다관절 협동로봇, 이를 이용하는 누들음식 조리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이하에서 설명하는 조리도구는 재료가 수용된 밧드 등의 용기, 국자나 뜰채 등의 조리도구 또는 조리된 누들음식이 담길 접시 등을 포함하여 면(Noodle) 요리의 조리를 위해 필요한 모든 기구를 포괄하여 지칭하는 것으로 한다.

우선적으로 본 발명의 일 실시예에 의한 누들음식 조리용 다관절 협동로봇을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 누들음식 조리용 다관절 협동로봇의 사시도를 도시한다.

도 1를 통해 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 누들음식 조리용 다관절 협동로봇은 복수 개의 다관절 암을 구비하는 바디부(10); 누들음식 조리를 위한 동작을 수행하도록 상기 바디부(10)에 설치되는 그리퍼부(20); 및 상기 바디부(10) 및 상기 그리퍼부(20)에 대해 조리 공정을 위한 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 제어부(30)를 기본 구조를 이루는 구성으로 포함할 수 있다.

바디부(10)는 협동로봇의 몸체를 이루는 구성으로, 다자유도의 움직임을 실현하기 위해 복수 개의 다관절 암을 구비한다. 상기 바디부(10)의 각 관절에는 관전을 회동 구동시키는 액츄에이터가 각각 구비되어, 후술하는 바와 같이 제어부(30)가 생성하는 제어 명령에 따라 다양한 움직임 또는 기울임 등의 동작을 수행할 수 있다.

그리퍼부(20)는 일단이 바디부(10)와 체결되어 상기 바디부(10)와 일체의 움직임, 기울임 등의 동작을 갖는 한편, 타단은 누들음식의 조리도구를 파지하여 필요한 조리 동작을 수행한다. 즉, 상기 그리퍼부(20)는 대상 조리도구를 파지한 상태에서 상기 바디부(10)의 움직임에 따라 조리도구를 운반할 수 있으며, 또한 상기 바디부(10)의 기울임에 따라 조리도구를 기울여 재료를 덜어내는 등의 다양한 조리 동작을 수행할 수 있다.

제어부(30, 미도시)는 바디부(10) 및 그리퍼부(20)의 동작을 제어하는 구성으로, 누들음식 조리 공정을 위한 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 알고리즘이 내장된 소프트웨어를 포함한다. 일례로 상기 제어부(30)는 상기 바디부(10) 자체에 내장된 소프트웨어이거나, 전술한 소프트웨어를 포함하는 독립적인 모듈로서 상기 바디부(10)에 내장 설치되거나 또는 상기 바디부(10)와 통신 연결되는 별도의 단말장치나 컴퓨터 등에 설치되는 것일 수 있다.

제어부(30)가 생성하는 제어명령에 의해, 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼부(20)는 누들음식 조리 동작을 소정의 시계열적인 순서에 따라 수행한다. 이때, 상기 그리퍼부(20)가 수행하는 조리 동작은 조리도구의 일측을 파지하는 그리핑 동작(Gripping), 조리도구를 승강시키는 리프팅 동작(Lifting), 조리도구를 운반하는 시프팅 동작(Shifting), 조리도구를 기울이는 틸팅 동작(Tiliting) 및 조리도구로부터 파지를 해제하는 릴리징 동작(Releasing)을 포함하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(30)는 누들을 해면기에 투입하는 공정, 그릇을 기설정된 위치에 운반하는 공정, 누들을 풀어내는 공정 및 육수를 포함하는 다른 재료를 그릇에 투입하는 공정을 포함하는 조리 공정을 소정의 시계열적 순서에 따라 수행하도록 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

이외에도 누들을 제외한 재료들에 대해서, 튀김을 튀김기기로 투입하는 공정, 투입된 튀김을 공기에 노출시키는 공정, 튀김의 기름을 제거하는 공정, 튀김을 그릇에 덤핑하는 공정, 토핑 또는 야채를 덤핑하는 공정 등을 소정의 시계열적 순서에 따라 더 수행하도록 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

이때, 제어부(30)가 조절하는 조리 공정 및 동작의 시계열적 순서는 조리 공정이 이루어지기 전에 사용자에 의해 입력되거나 교시되는 것일 수 있다. 이를 위해 상기 제어부(30)가 내장되는 바디부(10), 단말장치 또는 컴퓨터 등에는 사용자의 입력을 위한 별도 장치 또는 디스플레이가 포함되도록 설계되는 것일 수 있다.

또한, 제어부(30)는 그리퍼부(20)가 전술한 시계열적인 순서의 조리 공정을 수행한 이후에 조리 공정을 개시 이전의 원 위치로 복귀하도록 제어 명령을 더 생성하는 것일 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 누들공정용 다관절 협동로봇은 누들음식 조리 공정의 한 사이클(cycle)을 수행하여 누들음식 조리가 완성된 이후에, 다시금 누들음식 조리 공정을 반복 수행하도록 자동 세팅되는 것일 수 있다.

도 2는 도 1의 그리퍼부(20)를 분리하여 나타낸 측면도를 도시한다.

도 2를 통해 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼부(20)는 서로 다른 형상 및 파지 방식을 갖되, 독립적으로 제어되는 제1그리퍼(21) 및 제2그리퍼(22)를 더 포함하는 것일 수 있다.

제1그리퍼(21)는 조리도구의 일측의 양 방향에서 가압하여 조리 도구를 파지하는 방식으로 조리 동작을 수행한다. 보다 구체적으로 상기 제1그리퍼(21)는 서로 마주 보는 방향을 향해 돌출부위(21a)를 하나 이상으로 갖되, 상호 대칭되어 서로 마주 보는 방향을 향해 전후진 이동이 가능하게 형성된 한 쌍의 지그를 포함하는 것일 수 있다.

즉, 제1그리퍼(21)는 한 쌍의 지그가 이격된 상태에서 사이 공간에 조리도구의 일측이 배치되면, 상기 한 쌍의 지그는 서로 가까워지는 방향을 향해 이동하고, 서로 마주 보는 한 쌍의 돌출부위(21a) 끝단이 조리도구의 일측을 양 방항으로 가압하는 파지부위(21a)를 형성하는 것일 수 있다.

한편, 도 2를 통해 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1그리퍼(21)는 한 쌍의 지그에 서로 마주 보는 방향을 향해 돌출부위(21a)가 각각 복수 개 형성되어, 상기 복수 개의 돌출부위(21a) 사이에 각각 하나 이상의 홈 부위(21b)가 형성되는 것일 수 있다. 즉, 상기 한 쌍의 지그에 서로 마주 보는 방향을 향해 대칭되는 홈 부위(21b)가 형성되어, 서로 가까워지는 방향으로 이동하고 한 쌍의 돌출부위(21a)가 접촉하게 되면, 서로 마주 보는 한 쌍의 홈 부위(21b)가 하나의 관통된 파지 홀(21b)을 형성하는 것일 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1그리퍼(21)는 한 쌍의 돌출부위(21a)가 이루는 파지부위(21a)과, 한 쌍의 홈 부위(21b)가 이루는 파지 홀(21b)을 각각 하나 이상으로 구비하여, 서로 다른 조리 도구에 대한 별도의 툴(tool) 체인지 없이 다양한 조리도구를 파지하여 조리동작을 수행할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 제1그리퍼(21)의 다양한 사용상태를 나타낸 도면을 도시한다. 전술한 바에 따른 다양한 조리 도구에 대한 파지 형태는 도 3을 통해 자세히 나타난다.

도 3의 (a) 내지 (d)를 통해 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1그리퍼(21)는 누들 재료가 수용되는 밧드 용기, 육수 국자, 해면기 뜰채, 튀김 바스켓, 볶음 팬 등의 다양한 조리도구의 일측을 각각 한 쌍의 돌출부위(21a)가 이루는 파지부위(21a) 및 한 쌍의 홈 부위(21b)가 이루는 파지 홀(21b)을 선택적으로 이용하여 파지할 수 있다.

제2그리퍼(22)는 조리도구 일측의 일면을 진공 흡착하여 조리 도구를 파지하는 방식으로 조리 동작을 수행한다. 보다 구체적으로, 상기 제2그리퍼(22)는 조리도구의 일면을 진공 흡입하는 흡착패드부(22a)와, 상기 흡착패드부(22a)의 수직 이동을 가이드하는 슬라이더부(22b)를 포함하는 것일 수 있다.

흡착패드부(22a)는 하부면에 진공 흡입 방식으로 조리도구의 일면을 흡착하거나 또는 진공 배출 방식으로 흡착된 조리도구의 일면을 탈착시키기 위한 패드면을 갖는다. 상기 흡착패드부(22a)는 슬라이더부(22b)를 이루는 레일에 장착되어, 상기 슬라이더부(22b)의 가이드에 따라 수직 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

이때, 슬라이더부(22b)는 흡착패드부(22a)의 이동 경로가 제1그리퍼(21)와 상호 간섭되지 않도록 설치됨이 바람직하다. 일례로, 상기 슬라이더부(22b)는 상기 제1그리퍼(21)와 반대 방향을 향해 바라보며 이동 경로를 형성하도록 레일이 설치되는 것일 수 있다.

제2그리퍼(22)는 바디부(10)의 움직임으로 흡착패드부(22a)의 패드면이 대상 조리도구의 상부면의 위에 위치하도록 이동된다. 상기 흡착패드부(22a)가 상기 슬라이더부(22b)의 가이드에 따라 수직 방향으로 하강 이동하게 되면, 상기 흡착패드부(22a)의 패드면이 조리도구의 상부면과 접촉한다. 이후, 상기 흡착패드부(22a)는 패드면이 조리도구의 상부면을 진공 흡입하여 조리도구를 진공 흡착 방식으로 파지한다. 상기 슬라이더부(22b)의 안내에 따라 승강 이동하게 되어, 상기 제2그리퍼(22)는 조리도구를 파지하여 조리동작을 수행할 수 있게 된다.

도 2를 통해 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 그리퍼부(20)는 센서부(23)를 더 포함하는 것일 수 있다.

센서부(23)는 그리퍼부(20)와 근접하는 조리도구의 거리를 인식하는 센서장치로 구성되며, 일례로 제2그리퍼(22) 상의 일측에 형성되어 흡착패드부(22a)의 패드면과 대상 조리도구와의 거리를 인식하는 것일 수 있다. 상기 센서부(23)는 제어부(30)와 통신 연결되어, 인식하는 근접하는 조리도구의 존재 및 거리에 대한 정보를 상기 제어부(30)에 송신하는 것일 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(30)는 센서부(23)가 조리도구가 상기 그리퍼부(20)의 파지 가능한 영역 범위 내에 위치한 것으로 인식하는 경우, 상기 그리퍼부(20)에 그리핑 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

특히, 제어부(30)는 센서부(23)의 감지 데이터 정보를 기반으로, 흡착패드부(22a)의 하강 이동 범위를 정하고, 진동 흡착을 개시시키는 제어명령을 정확하게 생성할 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 제어부(30)는 제2그리퍼(22)에 대하여 불필요하거나 부정확한 제어명령을 생성하는 것을 방지할 수 있어, 상기 제2그리퍼(22)의 조리 동작 수행에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 제2그리퍼(22)의 다양한 사용상태를 나타낸 도면을 도시한다.

도 4의 (a) 및 (b)를 통해 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1그리퍼(21)는 누들음식이 수용되는 그릇, 밧드 커더 등의 조리도구의 일면을 흡착패드부(22a)를 이용하여 파지할 수 있다.

한편, 도 4의 (a)를 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(30)는 제2그리퍼(22)가 조리도구의 뚜껑을 제거하는 리무빙 동작(Removing)을 더 수행하도록 하는 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

제어부(30)는 그리퍼부(20)가 누들 재료가 담기 밧드 용기 등에 대한 조리동작을 수행함에 있어, 먼저 제2그리퍼(22)가 밧드 용기의 커버의 상부면을 진공 흡입 방식으로 흡착하여 들어올린 이후, 다른 위치에서 진공 배출 방식으로 밧드 용기의 커버를 탈착하여 분리시키도록 한다. 즉, 상기 제2그리퍼(22)에 의해 밧드 용기로부터 커버를 제거한 이후에, 상기 제어부(30)는 제1그리퍼(21)를 통해 밧드 용기의 일측을 파지하도록 제어 명령을 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 제어부(30)는 그리퍼부(20)가 조리도구를 파지한 채로 등속도로 승강하되, 일정 시점이 이후 승강 속도가 소정의 감속도를 갖도록 하여 정지키는 행위를 반복하는 쉐이킹 동작(Shaking)을 더 수행하도록 하는 제어명령을 생성하는 것일 수 있다.

제어부(30)는 상기 그리퍼부(20)가 등속도로 승강하는 제1시기와 소정의 감속도로 승강을 정지하는 제2시기가 반복되어, 파지한 조리도구를 털어내는 동작을 수행하도록 하는 것일 수 있다. 일례로 해면기에 투입된 누들에 대한 탈수 또는 튀김기기에 투입되었던 튀김에 대한 기름 제거 등을 위해, 누들을 수용한 뜰채나 튀김을 수용한 바스켓을 털어내도록 하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 쉐이킹 동작은 그리퍼부(20)의 승강 감속도 절대값이 승강 등속도 절대값의 5 배수 이상인 것일 수 있다. 일례로 제1시기에 상기 그리퍼부(20)가 0.8m/s의 등속도로 승강을 하는 경우, 누들의 탈수작용나 튀김의 기름 제거 작용이 적절히 이루어지기 위해서는, 상기 그리퍼부(20)의 승강 감속도가 4.0m/s² 이상일 것을 요한다.

전술한 다양한 실시예에 따라 본 발명에 의한 누들조리용 다관절 협동로봇은, 다양한 조리도구에 대한 별도의 툴 체인지 없이 동작을 수행할 수 있고, 기입력된 누들음식 조리 공정의 시계열적 순서에 따라 자동으로 누들음식을 조리할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 의한 다관절 협동로봇(100)을 이용한 누들조리 시스템을 상세히 설명한다. 후술하는 본 발명에 의한 다관절협 협동로봇을 이용한 누들조리 시스템은, 전술한 다양한 실시예에 의한 누들조리용 다관절 협동로봇(100)이 대응되어 적용되는 것으로 이해되어야 할 것인바, 이하에서 중복된 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다관절 협동로봇(100)을 이용한 누들음식 조리 시스템의 구성도를 도시한다.

도 5를 통해 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 실시예에 의한 다관절 협동로봇(100)을 이용한 누들조리 시스템은, 복수 개의 다관절 암과 그리퍼를 구비하는 다관절 협동로봇(100); 하나 이상의 재료가 보관되는 제1보관스테이션(200); 그릇이 보관되는 제2보관스테이션(300); 조리가 이루어지는 키친스테이션; 및 조리된 누들음식이 제공될 수 있는 서빙스테이션(500)을 시스템의 기본구조를 이루는 구성으로 포함할 수 있다.

제1보관스테이션(200)은 누들을 포함하여 누들음식 조리를 위해 필요한 하나 이상의 서로 다른 재료가 보관되는 구역이다. 일례로 누들을 포함하여 토핑, 튀김 등의 기타 재료가 냉장 보관되는 것일 수 있다. 이때, 각각의 재료는 밧드 등의 용기를 통해 보관되며, 전술한 바와 같이 다관절 협동로봇(100)은 제2그리퍼(22)를 이용해 밧드 커버 등을 제거한 이후에, 제1그리퍼(21)를 이용하여 밧드의 일측을 파지한 채로 조리동작을 수행할 수 있다.

제2보관스테이션(300)은 조리된 누들음식을 수용하기 위한 복수 개의 그릇이 보관되는 구역이다. 복수 개의 그릇은 동일한 형상의 그릇이 수직 방향으로 쌓여져서 보관될 수 있으며, 이때 전술한 바와 같이 다관절 협동로봇(100)은 제2그리퍼(22)를 이용하여 그릇의 일면을 흡착하여, 그릇을 서빙스테이션(500)의 기설정된 위치로 운반할 수 있다.

키친스케이션은 해면기, 튀김기 등의 누들음식의 조리를 위해 필요한 기기 등이 배치되어, 조리가 이루어지는 구역이다. 이때, 다관절 협동로봇(100)은 상기 키친스테이션에서 누들, 튀김 등의 재료에 대한 조리 공정을 동시에 수행할 수 있다. 일례로 다관절 협동로봇(100)은 먼저 누들을 풀기 위해 해면기에 투입하고, 누들이 풀어지는 동안 튀김 재료를 튀김기기에 투입할 수 있다. 또한, 튀김 재료가 조리되고 있는 동안 누들이 수용된 해면기 뜰채를 터는 동작을 수행할 수 있으며, 이와 반대로 누들이 해면기에서 조리되고 있는 동안 튀김 재료가 수용된 튀김기기의 바스켓을 터는 동작을 수행할 수 있다.

서빙스테이션(500)은 조리된 음식이 세팅 및 제공되는 구역이다. 보다 구체적으로, 다관절 협동로봇(100)은 제2스테이션이 보관된 그릇을 상기 서빙스테이션(500)의 정해진 위치에 운반한 이후에 조리스테이션(400)에서 조리 공정을 수행한다. 이후, 누들을 포함한 기타 재료의 조리가 완성되면 상기 다관절 협동로봇(100)은 상기 조리스테이션(400)으로부터 조리된 재료를 운반하여, 상기 서빙스테이션(500) 상에 위치하는 그릇에 덤핑한다.

도시되어 있지는 않으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 서빙스테이션(500)은 소정의 주행방향을 따라 연속적인 수송면이 형성되고, 상기 수송면의 반대편에 아래면이 형성된 컨베이어벨트부(510); 및 조리된 누들음식이 놓여지는 일면을 갖되, 상기 수송면 상에서 이동되도록 설치되는 트레이부(520)를 더 포함하는 것일 수 있다.

트레이부(520)는 그릇이 운반되며 조리된 누들음식이 세팅되는 일면을 갖고, 세팅된 누들음식은 상기 트레이부(520)와 일체로 컨베이어벨트부(510)의 수송면을 따라 운반된다. 이때, 상기 컨베이어벨트부(510)는 필요에 따라 상기 컨베이어벨트부(510)가 형성하는 수송 범위 내에서 고객 등이 세팅된 누들음식을 가져갈 수 있도록 설치됨이 바람직할 것이다.

이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 다관절 협동로봇(100)을 이용한 누들조리 방법을 상세히 설명한다. 후술하는 본 발명에 의한 다관절협 협동로봇을 이용한 누들조리 방법은, 전술한 다양한 실시예에 의한 누들조리용 다관절 협동로봇(100)이 대응되어 적용되는 것으로 이해되어야 할 것인바, 이하 중복된 설명은 생략한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 다관절 협동로봇(100)을 이용한 누들음식 조리 방법의 방법흐름도이다.

도 6을 통해 도시된 바와 같이, 누들을 해면기에 투입하는 단계(S100); 그릇을 기설정된 위치에 운반하는 단계(S200); 누들을 풀어내는 단계(S300); 해면기로부터 누들을 반출하여 그릇에 덤핑하는 단계(S400); 및 육수 및 다른 재료를 누들이 수용된 그릇에 붓는 단계를 방법의 기본 단계(S500)를 이루는 구성으로 포함할 수 있다.

더불어, 기본적인 조리 공정 단계로서 전술한 바와 같이 누들을 조리하는 공정 이외에도 튀김 등을 포함하는 기타 재료를 조리하는 공정을 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로는 튀김을 튀김기기에 투입하는 단계; 투입된 튀김을 공기에 노출시키는 단계; 튀김에 기름을 제거하는 단계; 및 튀김기기로부터 튀김을 반출하여 그릇에 덤핑하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한편, 전술한 본 발명의 다관절 협동로봇(100)의 다양한 실시예에 따라, 위와 같은 튀김 재료를 조리하는 공정은 앞선 누들을 조리하는 공정과 동시에도 이루어질 수 있다.

전술한 다양한 실시예에 따라, 본 발명에 의한 누들조리용 다관절 협동로봇과 이를 이용하는 조리 시스템 및 방법은, 별도의 툴 체인지 없이 누들음식 조리의 전 공정을 자동으로 수행할 수 있으며, 이에 따라 주점이나 식당과 같은 외식업의 사업자는 면 음식 등의 조리에 신속성 및 신뢰성을 확보할 수 있으며, 더욱이 종업원 등 별도의 인력을 채용하지 않고도 고객에게 면 음식을 제공할 수 있어 사업 경제성을 향상시킬 수 있을 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이지 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 바디부
20: 그리퍼부
21: 제1그리퍼
21a: 파지부위 (돌출 부위)
21b: 파지 홀(21b) (홈 부위(21b))
22: 제2그리퍼
22a: 흡착패드부
22b: 슬라이더부
23: 센서부
30: 제어부
100: 다관절 협동로봇
200: 제1보관스테이션
300: 제2보관스테이션
400: 조리스테이션
500: 서빙스테이션
510: 컨베이어벨트부
520: 트레이부

Claims (11)

1. 누들음식 조리용 다관절 협동로봇에 있어서,
   복수 개의 다관절 암을 구비하는 바디부;
   누들음식 조리를 위한 동작을 수행하도록 상기 바디부에 설치되는 그리퍼부; 및
   상기 바디부 및 상기 그리퍼부에 대해 조리 공정을 위한 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 제어부;를 포함하되,
   상기 제어부는, 상기 그리퍼부가 조리도구의 일측을 파지하는 그리핑 동작(Gripping), 조리도구를 승강시키는 리프팅 동작(Lifting), 조리도구를 운반하는 시프팅 동작(Shifting), 조리도구를 기울이는 틸팅 동작(Tiliting) 및 조리도구로부터 파지를 해제하는 릴리징 동작(Releasing)을 포함하는 동작을 소정의 시계열적인 순서에 따라 수행하도록 제어명령을 생성하고,
   상기 제어부는, 상기 그리퍼부가 승강하는 제1시기와 소정의 감속도로 승강을 정지하는 제2시기를 반복하여, 파지한 조리도구를 털어내는 쉐이킹 동작(Shaking)을 수행하도록 하는 제어명령을 더 생성하는 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼부는,
   조리도구 일측의 양면을 가압하여 파지하는 제1그리퍼와, 조리도구 일측의 일면을 진공 흡착하여 파지하는 제2그리퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어부는,
   누들을 해면기에 투입하는 공정, 그릇을 기설정된 위치에 운반하는 공정, 누들을 풀어내는 공정, 및 육수를 포함하는 다른 재료를 그릇에 투입하는 공정을 포함하는 조리 공정을 소정의 시계열적 순서에 따라 수행하도록 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
4. 제2항에 있어서,
   상기 그리퍼부와 조리도구의 거리를 인식하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제2그리퍼가 조리도구의 뚜껑을 제거하는 리무빙 동작(Removing)을 더 수행하도록 하는 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 센서부가 조리도구가 상기 그리퍼부의 파지 가능한 영역 범위 내에 위치한 것으로 인식하는 경우, 상기 그리퍼부에 그리핑 동작을 수행하도록 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 제1시기에 상기 그리퍼부가 등속도로 승강하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
8. 제7항에 있어서,
   상기 쉐이킹 동작은, 승강 감속도 절대값이 상기 승강 등속도 절대값의 5 배수 이상인 것을 특징으로 하는, 누들음식 조리용 다관절 협동로봇.
9. 다관절 협동로봇을 이용하는 누들음식 조리 시스템에 있어서,
   복수 개의 다관절 암과 그리퍼를 구비하는 다관절 협동로봇;
   하나 이상의 재료가 보관되는 제1보관스테이션;
   그릇이 보관되는 제2보관스테이션;
   조리가 이루어지는 키친스테이션; 및
   조리된 누들음식이 제공될 수 있는 서빙스테이션을 포함하되,
   상기 다관절 협동로봇은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 누들음식 조리용 다관절 협동로봇인 것을 특징으로 하는, 다관절 협동로봇을 이용하는 누들음식 조리 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 서빙스테이션은,
    소정의 주행방향을 따라 연속적인 수송면이 형성되고, 상기 수송면의 반대편에 아래면이 형성된 컨베이어벨트부; 및
    조리된 누들음식이 놓여지는 일면을 갖되, 상기 수송면 상에서 이동되도록 설치되는 트레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 관절 협동로봇을 이용하는 누들음식 조리 시스템.
11. 다관절 협동로봇을 이용하는 누들음식 조리 방법에 있어서,
    누들을 해면기에 투입하는 단계;
    그릇을 기설정된 위치에 운반하는 단계;
    누들을 풀어내는 단계;
    해면기로부터 누들을 반출하여 그릇에 덤핑하는 단계; 및
    육수 및 다른 재료를 누들이 수용된 그릇에 붓는 단계를 포함하되,
    상기 다관절 협동로봇은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 누들음식 조리용 다관절 협동로봇인 것을 특징으로 하는, 다관절 협동로봇을 이용하는 누들음식 조리 방법.

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