KR20150116626A - 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템에 관한 것으로서, 디버링 로봇; 디버링 대상물에 대한 비전 정보를 획득하는 비전 센싱부; 상기 비전 센싱부에서 얻은 비전 정보를 이용하여 마스터 제품에 대한 보정값을 결정하는 보정값 결정부; 및 상기 보정값 결정부에서 얻은 보정값을 이용하여 상기 디버링 로봇의 구동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템 및 그 제어 방법{Deburring robot system using vision sensing and control method thereof}

본 발명은 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

사출, 주조, 절삭 등으로 금속을 가공할 때 생산된 제품의 흠이나 홀 등의 가장 자리에 생기는 절삭 잔여물을 버(burr)라고 하는데, 이러한 버를 제거하는 작업을 디버링(deburring)이라 한다.

디버링 작업은 대부분의 가공 분야의 후처리 작업으로 부품의 완성도를 높이기 위해 필수적으로 수행해야 한다.

주물,사출 작업으로 생산되는 모든 제품에 버가 존재하며, 자동차 엔진 부품, 변속기 부품, 타이어휠, 항공기엔진 부품, 휴대폰케이스 등의 주물, 사출물 에 필요한 필수 공정이다.

디버링은 버를 제거하는 과정에서 소음, 진동, 분진 등이 많이 발생하며 가공품의 재질에 따라 작업 공정과 공구가 다른 특성으로 인해 작업자들이 직접 줄 등을 이용하는 수작업에 의존하였다. 이로 인해 완제품에 들어가는 부품을 생산하는 중소기업 등에서는 산업재해의 발생율이 높은 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 최근 로봇기술의 발달로 로봇 디버링 방식이 등장하여 자동화되고 있다. 로봇 디버링 방식은 로봇 엔지니어가 컨트롤러에 일일이 좌표를 입력하여 디버링 할 부분을 지정하면 로봇 팔이 디버링을 수행하는 방식이다.

그러나, 기존의 로봇 디버링 방식은 티칭(작업할 위치의 좌표를 컨트롤러에 입력하는 작업)에 많은 시간이 소요되고(최소 10일), 전문 엔지니어가 필요하므로 중소기업에서 도입하는 것은 비용이나 시간 등을 고려하면 쉽게 받아들이는 것은 매우 어려운 점이 많다.

이러한 단점을 보완하기 위해 캐드(CAD)를 연동한 디버링 로봇이 등장하였다. 부품의 캐드 도면을 컨트롤러와 연동하여 티칭하고 이를 다관절 로봇과 연동시켜 디버링 작업을 수행하는 방법이다. 이는 티칭시간을 줄이고 디버링의 정확도를 높이는 장점이 있으나, 정확한 캐드 도면이 필요하고 부가적인 작업이 필수적으로 요구되며 고가의 비용으로 인해 중소기업이 쉽게 도입하기에는 많은 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하는 것에 목적이 있다.

본 발명에 따른 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템은, 디버링 로봇; 디버링 대상물에 대한 비전 정보를 획득하는 비전 센싱부; 상기 비전 센싱부에서 얻은 비전 정보를 이용하여 마스터 제품에 대한 보정값을 결정하는 보정값 결정부; 및 상기 보정값 결정부에서 얻은 보정값을 이용하여 상기 디버링 로봇의 구동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 비전 센싱부는 마스터 제품과 상기 디버링 대상물의 비전 정보를 비교할 수 있다.

상기 보정값 결정부는 상기 마스터 제품과 상기 디버링 대상물의 비전 정보가 일치하는지 여부에 따라 경로 보정값을 결정할 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 의하면, 본 발명은 상기한 디버링 로봇 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 디버링 대상물에 대한 비전 검사를 수행하는 단계; 상기 마스터 제품의 가공 경로에 대한 보정값 적용 여부를 결정하는 단계; 및 상기 보정값이 적용된 경로를 따라 상기 디버링 대상물에 대해 디버링 가공을 수행하는 단계;를 포함하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템의 제어 방법을 제공한다.

상기 디버링 대상물에 대한 비전 검사를 수행하는 단계에서는, 상기 마스터 제품과 상기 디버링 대상물을 비교하여 보정값을 결정할 수 있다.

상기 보정값이 적용된 경로를 따라 상기 디버링 대상물에 대해 디버링 가공을 수행하는 단계에서는, 상기 비전 검사를 수행하는 단계에서 획득한 상기 디버링 대상물에 대한 이미지를 저장하고 상기 마스터 제품과 비교하여 불필요한 버를 제거할 수 있다.

본 발명에 따른 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템 및 그 제어 방법은 정확한 캐드 도면이 필요 없으며 부가 작업을 생략할 수 있다.

본 발명에 따른 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템 및 그 제어 방법은 비전 센서 또는 카메라를 이용하여 작업 부위를 보면서 디버링 작업을 하기 때문에 디버링 작업의 오류가 발생하는 것을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템 및 그 제어 방법은 보정값이 적용된 경로를 따라 디버링 가공을 하기 때문에 균일한 디버링 품질을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 로봇 시스템을 사용한 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 도 1에 따른 로봇 시스템을 사용한 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템(100)은, 디버링 로봇(200); 디버링 대상물(300)에 대한 비전 정보를 획득하는 비전 센싱부(130); 상기 비전 센싱부에서 얻은 비전 정보를 이용하여 마스터 제품에 대한 보정값을 결정하는 보정값 결정부(120); 및 상기 보정값 결정부에서 얻은 보정값을 이용하여 상기 디버링 로봇의 구동을 제어하는 제어부(110);를 포함할 수 있다.

상기와 같이 비전 센싱부(130)를 이용하여 디버링 로봇의 구동을 제어함으로써 디버링 작업의 정확성을 높일 수 있고 디버링 로봇에 티칭을 적용해야 하는 과정을 생략할 수 있다.

상기 비전 센싱부(130)는 마스터 제품과 상기 디버링 대상물(300)의 비전 정보를 비교할 수 있다. 비전 센싱부(130)는 실제로 디버링이 필요한 사출물 또는 주물 등을 의미한다. 마스터 제품은 제품을 양산하기에 앞서 정확한 치수 등으로 제작된 제품으로써, 디버링 작업시 치수 또는 위치 등을 결정하기 위한 기준이 되는 제품이다.

상기 보정값 결정부(120)는 상기 마스터 제품과 상기 디버링 대상물(300)의 비전 정보가 일치하는지 여부에 따라 경로 보정값을 결정할 수 있다. 즉, 비전 센싱부(130)에서 얻은 디버링 대상물(300)의 이미지에서 추출된 좌표 정보와 마스터 제품의 좌표 정보 등을 비교하여 디버링 공구(230)가 위치할 정확한 좌표 정보를 얻을 수 있다. 이 과정에서 이미지의 좌표 정보와 마스터 제품의 좌표 정보가 다른 경우에는 보정값을 적용해 주어야 한다.

이와 같이 얻어진 디버링 대상물의 이미지 정보 및 보정값은 제어부(110)로 보내지고, 제어부(110)에서는 디버링 로봇(200)의 구동부(210)를 제어하여 정확한 디버링 가공을 진행할 수 있다.

디버링 로봇(200)의 구동부(210)에는 로봇팔(220)이 연결되고, 로봇팔(220)의 일단에는 디버링 공구(230)가 형성될 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 의하면, 본 발명은 상기한 디버링 로봇 시스템(100)의 제어 방법에 있어서, 상기 디버링 대상물에 대한 비전 검사를 수행하는 단계(1100); 상기 마스터 제품의 가공 경로에 대한 보정값 적용 여부를 결정하는 단계(1200); 및 상기 보정값이 적용된 경로를 따라 상기 디버링 대상물에 대해 디버링 가공을 수행하는 단계(1300);를 포함하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템의 제어 방법을 제공한다.

상기 디버링 대상물에 대한 비전 검사를 수행하는 단계(1100)에서는, 상기 마스터 제품과 상기 디버링 대상물을 비교하여 보정값을 결정할 수 있다.

상기 보정값이 적용된 경로를 따라 상기 디버링 대상물에 대해 디버링 가공을 수행하는 단계(1300)에서는, 상기 비전 검사를 수행하는 단계에서 획득한 상기 디버링 대상물에 대한 이미지를 저장하고 상기 마스터 제품과 비교하여 불필요한 버를 제거할 수 있다.

이와 같이, 보정값이 적용된 디버링 가공경로를 따라 디버링 가공을 진행함으로써 균일한 디버링 품질을 확보할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 구체적인 일 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 디버링 로봇 시스템
110 : 제어부
120 : 보정값 결정부
130 : 비전 센싱부
200 : 디버링 로봇
210 : 구동부
220 : 로봇 팔
230 : 디버링 공구
300 : 디버링 대상물

Claims (6)

1. 디버링 로봇;
   디버링 대상물에 대한 비전 정보를 획득하는 비전 센싱부;
   상기 비전 센싱부에서 얻은 비전 정보를 이용하여 마스터 제품에 대한 보정값을 결정하는 보정값 결정부; 및
   상기 보정값 결정부에서 얻은 보정값을 이용하여 상기 디버링 로봇의 구동을 제어하는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 비전 센싱부는 마스터 제품과 상기 디버링 대상물의 비전 정보를 비교하는 것을 특징으로 하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 보정값 결정부는 상기 마스터 제품과 상기 디버링 대상물의 비전 정보가 일치하는지 여부에 따라 경로 보정값을 결정하는 것을 특징으로 하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 디버링 로봇 시스템의 제어 방법에 있어서,
   상기 디버링 대상물에 대한 비전 검사를 수행하는 단계;
   상기 마스터 제품의 가공 경로에 대한 보정값 적용 여부를 결정하는 단계; 및
   상기 보정값이 적용된 경로를 따라 상기 디버링 대상물에 대해 디버링 가공을 수행하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템의 제어 방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 디버링 대상물에 대한 비전 검사를 수행하는 단계에서는,
   상기 마스터 제품과 상기 디버링 대상물을 비교하여 보정값을 결정하는 것을 특징으로 하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템의 제어 방법.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 보정값이 적용된 경로를 따라 상기 디버링 대상물에 대해 디버링 가공을 수행하는 단계에서는,
   상기 비전 검사를 수행하는 단계에서 획득한 상기 디버링 대상물에 대한 이미지를 저장하고 상기 마스터 제품과 비교하여 불필요한 버를 제거하는 것을 특징으로 하는 비전 센싱을 이용한 디버링 로봇 시스템의 제어 방법.

Images