KR19990030482A - 로봇용 표시조작기 - Google Patents

Abstract

개시된 로봇용 표시조작기는 로봇의 움직임을 조작하기 위한 로봇 조작기와 로봇의 동작 상태를 표시하기 위한 로봇 표시기를 하나의 대형칼라액정기로 일체화시켜서 다양한 방식의 로봇티칭박스에 사용할 수 있는 것이다.

사용자가 액정표시부에 표시된 메뉴를 터치하면, 신호검출부에 의해 선택된 메뉴에 해당되는 신호가 발생되고, 중앙처리장치는 신호검출부로부터의 신호에 대응되는 로봇 제어동작을 수행하며, 로봇의 동작상태는 액정표시부를 통해 사용자에게 디스플레이된다. 사용자가 조작하고자하는 로봇이 변경되면 프로토콜 변환부가 주앙처리장치로부터의 제어신호에 따라 프로토콜을 변화시키므로써 다양한 기종의 로봇의 제어가 가능하고, 사용자는 음성제어부를 통해 음성으로 로봇의 동작을 제어하고, 로봇의 동작상태는 음성제어부를 통해 사용자에게 음성으로서 사용자에게 전달된다. 따라서, 사용자는 로봇의 동작을 용이하게 제어할 수 있고, 문맹자도 손쉽게 로봇의 동작을 제어할 수 있으며, 로봇이 변경될 때마다 로봇 표시조작기를 추가 구입하는데 따른 비용을 절감할 수 있다.

Description

로봇용 표시조작기

본 발명은 로봇용 표시조작기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 로봇의 움직임을 조작하기 위한 로봇 조작기와 로봇의 동작 상태를 표시하기 위한 로봇 표시기를 하나의 대형칼라액정기(터치패널)로 일체화시켜서 다양한 방식의 로봇티칭박스에 사용할 수 있는 로봇용 표시조작기에 관한 것이다.

종래에 사용된 각종 “로봇 티칭 박스”나 “로봇 프로그램 유니트”는 범용성을 고려하지 않아 여러 종류의 로봇에 사용할 수 없다. 따라서, 로봇의 기종이 바뀜에 따라 각 로봇에 대응되는 별도의 조작기가 필요하다. 또한, 종래의 제품들은 로봇 조작부와 로봇 상태 표시부가 별도로 구성되어 있어 사용상에 많은 불편이 따랐다.

표시 방법에 있어서도 종래 제품들은 세븐 세그멘트나 단색의 소형액정표시기를 채용하였기 때문에 로봇 시스템의 운영상태를 상세하고 정확하게 표시하는데 문제점이 많았다. 또한, 종래 제품들은 그래픽 표시가 불가능했으며, 해당 로봇 전용으로 조작 및 표시기가 설정되어 있어 사용자가 설정 내용등을 자유롭게 변경 할 수가 없었다. 더구나 종래“로봇용 조작기”는 음성인식 및 음성출력 기능을 갖고 있지 않아서 문맹자는 사용할 수 없었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은, 로봇의 움직임을 조작하기 위한 로봇 조작기와 로봇의 동작 상태를 표시하기 위한 로봇 표시기를 하나의 대형칼라액정기로 일체화시켜서 다양한 방식의 로봇티칭박스에 사용할 수 있는 로봇용 표시조작기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 로봇 조작기 및 표시기의 설정 내용을 사용자가 임의로 변경할 수 있는 로봇용 표시조작기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 로봇 표시조작기에 음성기능을 추가하여 사용상의 편의를 증대시킬 수 있는 로봇용 표시조작기를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇용 표시조작기의 외관도;

도 2는 도 1에 도시된 로봇용 표시조작기의 내부 구성을 보이기 위한 블록도;

도 3은 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 수동조작시의 그래픽 배치도;

도 4는 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 티치모드에서의 그래픽 배치도;

도 5는 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 재생모드에서의 그래픽 배치도; 및

도 6은 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 확인모드에서의 그래픽 배치도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 : 외관 케이스102 : 칼라액정표시기

103 : 데드맨 스위치104 : 마이크로폰

105 : 스피커301 : 수동조작 선택 터치스위치

302 : 티치모드 선택 터치스위치303 : 재생모드 선택 터치스위치

304 : 확인모드 선택 터치스위치409 : 프로그램 작성 상황 표시창

410 : 로봇 보조기능 선택 터치스위치

505 : 프로그램 번호 선택 및 확인창

506 : 스텝 번호 선택 및 확인창508 : 로봇 축 움직임 표시창

509 : 진행상태 표시창513 : 재생속도 증가 터치스위치

514 : 재생속도 감소 터치스위치605 : 프로그램 상태 표시창

606 : 로봇 보조기능 확인창

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로봇용 표시조작기는, 로봇의 동작상태 및 사용자용 메뉴화면을 표시하기 위한 표시부와, 메뉴화면의 메뉴가 사용자에 의해서 접촉되는지를 검출하여 접촉된 메뉴에 해당되는 검출신호를 출력하기 위한 신호검출부와, 외부로부터의 상태신호에 응답하여 로봇의 동작상태가 사용자에게 표시되도록 표시부로 로봇상태정보신호를 제공하기 위한 상태출력부와, 외부로부터의 제어신호에 응하여 프로토콜을 변환하기 위한 프로토콜변환부와, 사용자로부터의 음성을 인식하여 음성신호를 출력하고, 외부로부터의 음성출력신호에 응답하여 사용자에게 음성메시지를 출력하기 위한 음성제어부와, 그리고 검출신호에 응답하여 로봇의 동작을 제어하고, 로봇의 동작 상태를 나타내는 상태신호를 상태출력부로 제공하고, 다수의 로봇의 동작을 제어하기 위하여 프로토콜을 변환하기 위한 제어신호를 프로토콜변환부로 제공하며, 음성제어부로부터의 음성신호에 해당하는 제어동작을 수행하고 음성제어부로 음성출력신호를 제공하기 위한 제어부를 포함한다.

상술한 바와 같은 로봇용 표시조작기에 따르면, 사용자는 대형칼라액정기를 이용하여 손가락의 접촉을 이용하는 터치스크린 방식으로 명령정보를 입력하여 로봇의 동작을 제어한다. 또한, 로봇의 동작상태는 조작기와 동일한 대형칼라액정기를 통해 자유롭게 그래픽 및 문자로 표시할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부 도면 도 1 내지 도 6에 의거해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 로봇용 표시조작기의 외관도이다.

도 1을 참조하면, 로봇용 표시조작기는 외관케이스(101), 대형칼라액정표시기(102), 데드맨 스위치(103), 마이크로폰(104) 그리고 스피커(105)로 구성된다.

외관 케이스(101)는 견고한 플라스틱으로 제조된다. 대형칼라액정표시기(102)는 손가락 접촉을 인식하는 터치패널 기능을 수행하거나 로봇의 동작 상태를 그래픽 혹은 문자로써 사용자에게 표시한다. 이때, 상기 대형칼라액정표시기(102)의 가로길이는 적어도 6인치의 길이를 갖도록 형성되고, 상기 가로길이보다 상대적으로 긴 세로길이는 적어도 8인치의 길이를 갖도록 형성된다.

데드맨 스위치(103)는 로봇을 수동으로 조작할 때 로봇 서보모타에 전원을 공급하기 위한 기능을 수행하는데, 2단계의 스위치로 동작한다. 즉, 사용자가 데드맨 스위치(103)를 누르지 않거나(미사용) 꽉 누를 경우(2단계)에는 상기 로봇의 서보모타에 전원이 공급되지 않고, 적당히(1단계) 눌렸을 때에는 상기 서보모타에 전원이 공급된다.

마이크로폰(104)은 사용자의 음성을 인식하여 로봇를 비상정지 시켜준다. 예를 들어, 사용자가 로봇을 조작하다가 비상사태가 발생되어 사용자가 비상!”하고 외치면, 마이크로폰(104)으로 입력된 사용자로부터의 음성신호가 전기적인 신호로 바뀌어 상기 로봇용 표시조작기의 내부제어시스템에 입력되므로써 상기 로봇의 동작이 정지된다. 스피커(105)는 로봇의 상태를 음성으로 사용자에게 알려 준다.

도 2는 도 1에 도시된 로봇용 표시조작기의 내부 구성을 보이기 위한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 상기 로봇용 표시조작기는 CPU(201), ROM(202), RAM(204), 인터페이스부(204), 프로토콜 변환기(205), RS422(206), 디지털↔아날로그변환기(207), 음성인식장치(208), 스피커드라이버(209), 손가락접촉인식부(102-1) 그리고 로봇상태출력부(102-2)로 구성된다.

CPU(201)는 상기 로봇용 표시조작기의 내부를 구성하는 상술한 구성요소들을 제어하여서 각종 정보를 연산 처리한다. ROM(202)은 CPU(201)의 프로그램이 내장되고, RAM(203)은 CPU(201)가 연산을 수행하기 위한 작업용 RAM이다. 인터페이스부(204)는 CPU(201)와 손가락접촉인식부(102-1), 로봇상태출력부(102-2) 사이의 정보를 인터페이싱한다.

손가락접촉인식부(102-1)는 사용자의 손가락이 접촉되는 것을 감지하여 상기 인터페이스부(204)로 접촉된 메뉴에 해당되는 정보를 전송한다. 로봇상태표시부(102-2)는 로봇의 동작에 관련된 각종 정보를 상기 인터페이스부(204)로부터 입력받고, 입력된 정보를 상기 대형칼라액정표시기 즉, 액정디스플레이부(102)로 전달하여 그래픽 혹은 문자로 표시되도록 한다.

프로토콜 변환기(205)는 상기 CPU(201)로부터의 제어신호에 응하여 세계 각국에서 사용되고 있는 여러 기종의 로봇에 적용되도록 프로토콜을 변환한다. RS422(206)는 로봇용 표시조작기와 로봇용 제어반 사이의 정보를 전달한다. 디지털↔아날로그 변환기(207)는 음성인식장치(208)로부터 입력되는 아날로그 신호의 사용자 음성을 CPU(201)가 인식할 수 있는 디지털 신호로 변환하거나, 상기 CPU(201)로부터 입력되는 디지털 신호를 사용자가 인식할 수 있는 아날로그로 변환하여 스피커드라이버(209)로 제공한다. 음성인식장치(208)는 마이크로폰(104)에서 들어오는 신호를 증폭하고, 스피커드라이버(209)는 스피커(105)가 소리를 낼 수 있도록 디지털↔아날로그 변환기(207)로부터의 전기신호를 증폭한다.

도 3은 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 수동조작시의 그래픽 배치도이다. 이 메뉴는 로봇를 수동으로 조작할 때 사용되는 화면 그래픽이다.

도 3을 참조하면, 수동조작모드(301)는 로봇를 수동으로 조작하는 모드로써 손가락으로 대형칼라액정표시기(102)에 표시된 메뉴를 접촉하므로써 도 3과 같은 화면을 선택할 수 있다. 티치모드(302)는 로봇의 프로그램을 작성하는 모드로써 손가락으로 대형칼라액정표시기(102)에 표시된 메뉴를 접촉하므로써 도 4와 같은 화면을 선택할 수 있다. 재생모드(303)는 로봇을 재생동작시키는 모드로써 손가락으로 대형칼라액정표시기(102)에 표시된 메뉴를 접촉하므로써 도 5와 같은 화면을 선택할 수 있다. 확인모드(304)는 로봇의 상태를 확인하는 모드로써 손가락으로 대형칼라액정표시기(102)에 표시된 메뉴를 접촉하므로써 도 6과 같은 화면을 선택할 수 있다.

사용자는 축조작 터치스위치(305)를 손가락으로 접촉하므로써 로봇의 각축을 수동으로 움직일 수 있다. 제1 좌우 로봇 이동스위치(305-1)는 로봇의 좌우 이동용 스위치고, 제1 전후 로봇 이동스위치(305-2)는 로봇의 전후 이동용 스위치이고, 제1 상하 로봇 이동스위치(305-3)는 로봇의 상하 이동용 스위치이다.

또한, 제1 손목축 회전 스위치(305-4)는 로봇의 제1 손목축을 회전시키기 위한 스위치이고, 제2 손목축 회전스위치(305-5)는 로봇의 제2 손목축을 어느 일 방향으로 꺽기 위한 스위치이며 제3 손목축 회전스위치(305-6)는 로봇의 제3 손목축을 회전시키기 위한 스위치이다.

속도상태 표시창(306)은 수동으로 로봇를 조작할 때 로봇이 움직이는 속도를 표시하고, 인칭속도 표시창(307)은 로봇이 아크용접과 같은 작업을 수행할 때 와이어가 나오는 속도를 표시한다.

S터치스위치(308)는 속도상태와 인칭속도를 조절할 때 역순으로 조절할 수 있도록 한다. 각축보간 선택 터치스위치(309)는 로봇의 축을 각각 개별적으로 움직일 때 사용된다.

좌표계각축 선택 터치스위치(310)는 로봇의 축들이 어느 선택된 부분을 중심으로 직각좌표로 움직일 때 사용된다. 외부축 선택 터치스위치(311)는 로봇의 기본 여섯 개축 이외의 축을 움직일 때 사용된다.

도 4는 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 티치모드에서의 그래픽 배치도이다. 이 메뉴는 로봇의 프로그램을 작성할 때 사용되는 화면 그래픽이다.

도 4에 도시된 표시메뉴들 중에서 수동조작모드(401), 티치모드(402), 재생모드(403) 그리고 확인모드(404)는 도 3에서 설명한 모드들과 동일한 동작을 수행하는 모드스위치들이다.

도 4에 있어서, 프로그램 번호 선택 및 확인창(405)에는 사용자가 조작하고자 하는 로봇에 사용되는 프로그램과 그 번호가 표시된다. 스텝 번호 선택 및 확인창(406)에는 상기 프로그램의 현재 수행되고 있는 스텝과 그 번호가 표시된다. 사용자는 상기 티치모드(402)에서도 대형칼라액정표시기(102)상에 디스플레이된 축조작 터치 스위치(407)를 손가락으로 터치하므로써 로봇의 각 축을 수동으로 움직일 수 있다.

상기 축조작 터치 스위치(407)를 구성하고 있는 제2 좌우 로봇 이동스위치(407-1), 제2 전후 로봇 이동스위치(407-2), 제2 상하 로봇 이동스위치(407-3)는 도 3에서 설명된 제1 좌우 로봇 이동스위치(305-1), 제1 전후 로봇 이동스위치(305-2), 그리고 제1 상하 로봇 이동스위치(305-3)와 각각 동일한 기능을 수행하는 스위치들이다.

또한, 제4 손목축 회전스위치(407-4), 제5 손목축 회전스위치(407-5) 그리고 제6 손목축 회전스위치(407-6)는 도 3에서 설명된 제1 손목축 회전 스위치(305-4), 제2 손목축 회전스위치(305-5) 그리고 제3 손목축 회전스위치(305-6)와 각각 동일한 기능을 수행하는 스위치들이다.

프로그램 작성 상황 표시창(409)은 로봇 프로그램을 작성하고 있는 상황을 표시해 준다. 로봇 보조기능 선택 터치스위치(410)들은 로봇의 프로그램을 작성할 때 필요한 각종 보조기능의 데이터를 선택할 수 있도록 다수개로 구현되어 있다.

도 5는 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 재생모드에서의 그래픽 배치도이다. 이 메뉴는 로봇의 프로그램을 재생시킬 때 사용되는 화면 그래픽이다.

도 5에 도시된 표시메뉴들 중에서 수동조작모드(401), 티치모드(402), 재생모드(403) 그리고 확인모드(404)는 도 3에서 설명한 모드들과 동일한 동작을 수행하는 모드스위치들이다.

도 5에 있어서, 프로그램 번호 선택 및 확인창(505)에는 사용자가 조작하고자 하는 로봇에 사용되는 프로그램과 그 번호가 표시된다. 스텝 번호 선택 및 확인창(506)에는 상기 프로그램의 현재 수행되고 있는 스텝과 그 번호가 표시된다.

재생속도 상태 표시창(507)에는 로봇이 자동으로 재생동작을 수행할 때의 로봇의 동작 속도량이 표시된다. 로봇 축 움직임 표시창(508)에는 로봇의 각축의 움직임이 그래픽으로서 표시된다. 진행상태 표시창(509)은 로봇이 수행하고 있는 동작의 진행상황이 문자로서 표시된다.

연속 선택 터치스위치(510)는 로봇의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 연속으로 동작시키고자 할 때 사용되고, 1회 선택 터치스위치(511)는 로봇의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 1회만 동작시키고자 할 때 사용되며, 스텝 선택 터치스위치(512)는 로봇의 동작을 제어하기 위한 프로그램을 각 스텝으로 동작시키고자 할 때 사용된다.

로봇의 재생 동작 속도를 가변하기 위한 스위치인 재생속도 변환 터치스위치는 재생속도 증가 터치스위치(513)과 재생속도 감소 터치스위치(514)로 구성된다. 도 5에서 설명된 상술한 스위치들의 기능은 사용자가 대형칼라액정표시기(102)의 해당 메뉴 부분을 손가락으로 가볍게 터치하는 것에 의해 수행가능하다.

도 6은 도 1에 도시된 칼라 액정표시부의 확인모드에서의 그래픽 배치도이다. 이메뉴는 로봇의 프로그램을 확인할 때 사용되는 화면 그래픽이다.

도 6에 도시된 표시메뉴들 중에서 수동조작모드(601), 티치모드(602), 재생모드(603) 그리고 확인모드(604)는 도 3에서 설명한 모드들과 동일한 동작을 수행하는 모드스위치들이다.

프로그램 상태 표시창(605)은 로봇의 동작을 제어하기 위한 프로그램의 진행상태를 문자로서 표시해 준다. 로봇 보조기능 확인창(606)에는 로봇의 보조기능을 확인하기 위한 스위치들이 표시된다. 입력신호 표시창(607)은 로봇으로 입력되는 입력상태를 그래픽의 색깔로 표시하고, 출력신호 표시창(608)은 로봇으로부터 출력되는 출력상태를 그래픽의 색깔로 표시한다.

상술한 바와 같은 로봇 표시조작기에 따르면, 사용자는 대형칼라액정기를 이용하여 손가락의 접촉을 이용하는 터치스크린 방식으로 명령정보를 입력하여 로봇의 동작을 제어한다. 또한, 로봇의 동작상태는 조작기와 동일한 대형칼라액정기를 통해 자유롭게 그래픽 및 문자로 표시되고, 음성제어장치를 통해 음성으로서 로봇의 동작을 제어하고 로봇의 상태를 확인할 수 있다.

따라서, 사용자는 로봇의 동작을 용이하게 제어할 수 있고, 문맹자도 손쉽게 로봇의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상술한 로봇 표시조작기는 다양한 기종의 로봇에 전용하여 사용할 수 있기 때문에 로봇 표시조작기를 매번 추가 구입하는데 따른 비용을 절감할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 로봇의 동작상태 및 사용자용 메뉴화면을 표시하기 위한 표시부;

   상기 메뉴화면의 메뉴가 사용자에 의해서 접촉되는지를 검출하여 접촉된 메뉴에 해당되는 검출신호를 출력하기 위한 신호검출부;

   외부로부터의 상태신호에 응답하여 로봇의 동작상태가 사용자에게 표시되도록 상기 표시부로 로봇상태정보신호를 제공하기 위한 상태출력부;

   외부로부터의 제어신호에 응하여 프로토콜을 변환하기 위한 프로토콜변환부;

   상기 사용자로부터의 음성을 인식하여 음성신호를 출력하고, 외부로부터의 음성출력신호에 응답하여 상기 사용자에게 음성메시지를 출력하기 위한 음성제어부; 및

   상기 검출신호에 응답하여 상기 로봇의 동작을 제어하고, 상기 로봇의 동작 상태를 나타내는 상태신호를 상기 상태출력부로 제공하고, 다수의 로봇의 동작을 제어하기 위하여 프로토콜을 변환하기 위한 제어신호를 상기 프로토콜변환부로 제공하며, 상기 음성제어부로부터의 음성신호에 해당하는 제어동작을 수행하고 상기 음성제어부로 상기 음성출력신호를 제공하기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 표시조작기.
2. 제1항에 있어서, 상기 음성제어부는, 사용자로부터의 음성을 전기적인 음성 신호로 변환하여 상기 음성신호를 출력하기 위한 마이크로폰;

   상기 마이크로폰으로부터의 음성신호를 증폭하여서 출력하기 위한 제1 증폭부;

   상기 증폭부로부터의 음성신호를 디지털신호로 변환하여 상기 제어부로 제공하기 위한 아날로그/디지털 변환부;

   상기 제어부로부터의 음성출력신호를 아날로그신호로 변환하여 출력하기 위한 디지털/아날로그 변환부;

   상기 디지털/아날로그 변환부에 의해 변환된 상기 제어부로부터의 음성출력신호를 증폭하여 출력하기 위한 제2 증폭부; 및

   상기 제2 증폭부로부터의 음성출력신호를 상기 사용자에게 음성메시지로서 출력하기 위한 스피커 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇용 표시조작기.
3. 제1항에 있어서, 상기 표시부는 로봇의 동작상태를 나타내는 속도상태 표시창, 프로그램 작성상황 표시창 그리고 재생속도 표시창을 포함하는 그래픽 표시화면을 갖는 것을 특징으로 하는 로봇용 표시조작기.
4. 제1항 내지 제3항 중, 어느 한 항에 있어서, 상기 표시부의 제1 방향의 길이는 적어도 6인치의 길이를 갖고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향의 길이는 적어도 8인치의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 로봇용 표시조작기.