KR20160089805A - 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템 - Google Patents

3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템 Download PDF

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Abstract

병렬 로봇을 이용한 복합 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템은, 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템으로서, 다자유도를 가지는 병렬 로봇; 상기 병렬 로봇에 결합되고 3차원 촬상 장치 또는 분사 노즐이 장착될 수 있는 복합 어셈블리로서, 상기 3차원 촬상 장치는 피사체를 촬상하여 RGB 정보 및 3차원 깊이 정보의 출력이 가능하거나, RGB 정보, 3차원 깊이 정보 및 3차원 강도 정보의 출력이 가능한 것이고, 상기 분사 노즐은 3차원 프린터용 원료를 분사하는 것인, 복합 어셈블리; 및 회전 가능한 회전판으로서, 상기 회전판 상에 위치하는 상기 피사체를 회전시키는 것인, 회전판을 포함하고, 상기 병렬 로봇은, 3차원 스캐닝 모드에서의 작동 위치와 3차원 프린팅 모드에서의 작동 위치가 상이하다.

Description

3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템{COMPLEX SYSTEM WITH 3D SCANNING MODE AND 3D PRINTING MODE USING A PARALLEL ROBOT}
본 발명은 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 쉽게 제어할 수 있고 제조 비용을 절감할 수 있는 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템에 관한 것이다.
3차원 스캐닝 기술을 이용하면 입체적이고 현실에 가까운 피사체에 대한 3차원 이미지를 획득할 수 있다. 그리고 3차원 스캐닝 기술을 통해 획득하는 3차원 이미지는 의료업계 및 의류업계뿐만 아니라, 다양한 산업분야에서 적극적으로 활용될 수 있다.
한편, 3차원 프린팅 기술을 이용하는 경우, 입체적으로 만들어진 설계도만 있으면 종이에 인쇄하는 것처럼 3차원 공간 안에 실제 사물을 만들어낼 수 있다. 특히, 3차원 프린팅 기술을 통해 제작되는 제품은 여러 조각이 하나로 합쳐져서 만들어지는 것이 아니라, 한 번의 인쇄를 통해 완제품으로 만들어질 수 있다. 따라서, 3차원 스캐닝 기술을 이용하면 복잡한 형상의 제품도 오차없이 제작할 수 있다.
공개특허공보 제10-2006-0061070호
다만, 종래의 3차원 스캐너의 경우, 라인 레이저가 각각 설치된 3개의 스탠드 사이에 피사체를 위치시키고 3개의 레이저 각각이 스탠드 상에서 수직 이동하면서 피사체를 스캐닝하도록 구성하고 있기 때문에, 높은 구입 비용으로 인해 3차원 스캐너를 이용할 수 있는 이용자가 극히 제한될 수 있다.
그리고, 3차원 프린터 역시 높은 구입 비용으로 인해 3차원 프린터를 이용할 수 있는 이용자가 극히 제한될 수 있으며, 보급형 3차원 프린터의 경우에는 구현 대상이 제한될 수 있다.
더욱이, 종래에는 3차원 스캐닝과 3차원 프린팅을 동시에 이용하려면, 3차원 스캐너와 3차원 프린터를 각각 구비해야 하므로, 구입 비용 및 설치 공간으로 인한 제약이 문제가 될 수 있다.
위와 같은 문제점으로부터 안출된 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 병렬 로봇을 이용하여 제어의 편의성을 높이고 제조 비용을 절감시킬 수 있는 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 3차원 스캐너와 3차원 프린터를 통합시킴으로써 사용자 편의성을 극대화할 수 있는 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 복합 시스템이 3차원 스캐닝 모드로 작동할 때와 3차원 프린팅 모드로 작동할 때의 병렬 로봇의 작동 위치가 달라지도록 하여, 3차원 스캐닝과 3차원 프린팅이 최적의 위치에서 수행될 수 있도록 하는 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 언급된 기술적 과제들을 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템은, 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템으로서, 다자유도를 가지는 병렬 로봇; 상기 병렬 로봇에 결합되고 3차원 촬상 장치 또는 분사 노즐이 장착될 수 있는 복합 어셈블리로서, 상기 3차원 촬상 장치는 피사체를 촬상하여 RGB 정보 및 3차원 깊이 정보의 출력이 가능하거나, RGB 정보, 3차원 깊이 정보 및 3차원 강도 정보의 출력이 가능한 것이고, 상기 분사 노즐은 3차원 프린터용 원료를 분사하는 것인, 복합 어셈블리; 및 회전 가능한 회전판으로서, 상기 회전판 상에 위치하는 상기 피사체를 회전시키는 것인 회전판을 포함하고, 병렬 로봇은, 3차원 스캐닝 모드에서의 작동 위치와 3차원 프린팅 모드에서의 작동 위치가 상이하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 다자유도를 갖는 병렬 로봇을 이용함으로써 제어의 편의성을 높이고 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 3차원 스캐너와 3차원 프린터를 통합시킴으로써 3차원 스캐닝 및 3차원 프린팅을 연속하여 수행할 수 있기 때문에, 사용자 편의성을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복합 시스템이 3차원 스캐닝 모드로 작동할 때와 3차원 프린팅 모드로 작동할 때의 병렬 로봇의 작동 위치가 달라지도록 하여, 3차원 스캐닝과 3차원 프린팅이 최적의 위치에서 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 3차원 스캐닝 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 3차원 프린팅 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제7 실시예에 따른 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 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.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서, "부"는 하드웨어적 구성을 가지거나, 소프트웨어적으로 구현된 모드부일 수도 있지만, 이에 제한되지 않고, 하드웨어적 구성 및 소프트웨어적 구성을 동시에 가질 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에 대해 설명하기로 한다.
우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시되고, 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 3차원 스캐닝 모드를 설명하기 위한 도면이 개시되고, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 3차원 프린팅 모드를 설명하기 위한 도면이 개시된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 이용하면, 병렬 로봇(20)에 결합된 복합 어셈블리(30)에 장착될 수 있는 3차원 촬상 장치(32)를 이용하여 회전판(40) 상에 위치하는 피사체(S)를 스캐닝하거나, 병렬 로봇(20)에 결합된 복합 어셈블리(30)에 장착될 수 있는 분사 노즐(31)을 이용하여 프레임(10)의 바닥 플레이트(15) 상에 3차원 형상의 사물을 프린팅(인쇄)할 수 있다.
구체적으로, 도 1을 참조하면, 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은, 프레임(10), 병렬 로봇(20), 복합 어셈블리(30) 및 회전판(40)을 포함할 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 구성요소가 모두 필수적인 것은 아닐 수도 있기 때문에, 그보다 많은 수의 구성요소를 가지거나 그보다 적은 수의 구성요소를 갖는 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 구현할 수도 있다.
프레임(10)은 바닥 플레이트(15)를 포함할 수 있으며, 바닥 플레이트(15)는 프레임(10)의 하부에 위치할 수 있다. 프레임(10)에는 병렬 로봇 고정판(70) 이 장착될 수 있으며, 일종의 하우징(housing)일 수 있다. 그리고, 바닥 플레이트(15)는 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템이 3차원 프린팅 모드를 하는 경우, 분사 노즐(31)로부터 3차원 프린터용 원료가 분사되어 3차원 형상의 프린팅 결과물이 형성되는 장소일 수 있다.
예컨대, 도 1을 참조하면, 프레임(10)은 고정부(11)와 연결부(12)를 포함할 수 있다. 연결부(12)는 프레임(10)의 뼈대로서 봉 형상일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 한편, 고정부(11)는 복수의 연결부(12)의 접점 또는 연결부(12)와 바닥 플레이트(15)의 교점에 형성되어 연결부(12)의 위치를 고정시킬 수 있다. 다만, 프레임(10)의 구성이나 바닥 플레이트(15)의 형상은 도 1에 도시된 것에 의해 제한되지 않는다.
프레임(10)에는 병렬 로봇 고정판(19)이 장착될 수 있으며, 병렬 로봇 고정판(19)에는 병렬 로봇(20)의 일단이 장착될 수 있다. 병렬 로봇 고정판(19)은 회동 가능한 구성을 가지며, 구체적으로 도 2 및 도 3을 참조하면, 병렬 로봇 고정판(19)의 일부가 연결부(12)에 고정되어 일종의 회전축(또는 힌지) 역할을 할 수 있으므로, 고정된 영역을 중심으로 병렬 로봇 고정판(19)이 회동할 수 있다.
예컨대, 병렬 로봇 고정판(19)은 3차원 스캐닝 모드와 3차원 프린팅 모드 사이의 변경에 따라 예컨대 대략 90도 회전할 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 병렬 로봇 고정판(19)의 회동 범위는 더 넓어지거나 좁아질 수 있다.다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에서, 병렬 로봇 고정판(19)의 회동에 따라, 병렬 로봇 고정판(19)에 일단이 결합된 병렬 로봇(20)의 작동 위치가 변할 수 있다. 따라서, 병렬 로봇(20)이, 3차원 스캐닝 모드에서의 작동 위치와 3차원 프린팅 모드에서의 작동 위치가 상이하며, 3차원 스캐닝 모드에서의 작동 반경과 3차원 프린팅 모드에서의 작동 반경이 상이할 수도 있다. 자세한 사항은 후술한다.
병렬 로봇(20)의 일단이 회동 가능한 병렬 로봇 고정판(19)에 장착되고 다자유도를 가질 수 있으며, 예컨대, 병렬 로봇(20)은 x축, y축 및 z축의 3자유도를 가지고 작동할 수 있다. 그리고, 병렬 로봇(20)은 병렬 로봇 고정판(19)에 장착된 채로 이동할 수 있으며, 예컨대 도 1을 참조하면, 복수의 제2 링크(23)의 일단은 모두 병렬 로봇 고정판(19)에 고정될 수 있다. 그리고, 각 제2 링크(23)의 타단은 대응되는 한 쌍의 제1 링크(22)에 연결될 수 있으며, 구체적으로 조인트에 의해 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에서, 제2 링크(23)와 한 쌍의 제1 링크(22)가 이루는 각도를 변경시킴에 따라서 제1 링크(22)와 연결된 복합 어셈블리(30)의 위치가 변경될 수 있다. 여기서, 병렬 로봇(20)은 예컨대 링크의 개수에 따라 구분되는 델타(delta) 로봇 또는 쿼트로(quattro) 로봇일 수 있으며, 본 명세서에서는 병렬 로봇(20)이 델타 로봇인 경우를 예로 들어 설명하지만, 병렬 로봇(20)은 이에 제한되지 않는다. 그리고, 병렬 로봇(20)에 대한 기술은 공지 기술이며, 예컨대 델타 로봇과 관련된 내용은 미국 등록특허공보 US 4,976,582에 기술되어 있다.
병렬 로봇(20)이 델타 로봇인 경우, 총 3쌍의 제1 링크(22)가 병렬 로봇(20)에 포함될 수 있다. 각 쌍의 제1 링크(22)의 일단은 해당 쌍의 제1 링크(22)에 대응되는 제2 링크(23)에 연결될 수 있고, 각 쌍의 제1 링크(22)의 타단은 모두 복합 어셈블리(30) 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 링크(23)와 한 쌍의 제1 링크(22)가 이루는 각도의 변경을 통해 복합 어셈블리(30)에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 예컨대 3개의 제2 링크(23)와 한 쌍의 제1 링크(22)가 이루는 각도의 변경에 따라 복합 어셈블리(30)의 위치가 결정될 수 있다.
다만, 병렬 로봇(20)의 형상은 도 1에 의해 제한되지 않으며, 다양한 변형이 가능할 수 있다.복합 어셈블리(30)는 타단이 병렬 로봇(20)에 결합될 수 있고, 3차원 촬상 장치(32) 또는 분사 노즐(31)이 복합 어셈블리(30)에 장착될 수 있다. 이를 위해, 복합 어셈블리(30)는 3차원 촬상 장치(32) 또는 분사 노즐(31)이 장착될 수 있는 장착부(미도시)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
전술한 바와 같이, 복합 어셈블리(30)에는 각 쌍의 제1 링크(22)의 타단이 연결되어 있기 때문에, 제2 링크(23)와 한 쌍의 제1 링크(22)가 이루는 각도의 변경이 제1 링크(22)를 통해 복합 어셈블리(30)에 전달될 수 있다. 따라서, 제2 링크(23)와 한 쌍의 제1 링크(22)가 이루는 각도의 변경을 통해, 복합 어셈블리(30)의 3차원 상의 위치가 결정될 수 있으며, 이에 따라 복합 어셈블리(30)에 포함된 3차원 촬상 장치(32)의 스캐닝 위치 또는 복합 어셈블리(30)에 포함된 분사 노즐(31)의 분사 위치(프린팅 위치)가 결정될 수 있다.
다만, 병렬 로봇 고정판(19)의 회동에 의해 병렬 로봇(20)의 위치가 변경될 수 있으므로, 스캐닝 위치 또는 분사 위치는 전술한 병렬 로봇(20)에 의한 영향 이외에, 병렬 로봇 고정판(19)의 회동 각도에 의해 영향을 받을 수도 있다.
그리고, 복합 어셈블리(30)에서 3차월 촬상 장치 및 분사 노즐(31)은 각각 정밀한 촬상 및 분사를 위해 틸팅될 수 있다. 이에 따라, 3차원 촬상 장치(32)의 촬상 각도 또는 분사 노즐(31)의 분사 각도가 변경될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
또한, 전술한 바와 같이, 3차원 촬상 장치(32)의 장착 또는 분사 노즐(31)의 장착을 위해, 복합 어셈블리(30)에 장착부(미도시) 가 형성될 수 있다. 따라서, 복합 어셈블리(30)에 3차원 촬상 장치(32) 또는 분사 노즐(31)의 탈착이 가능할 수 있기 때문에, 원하는 종류의 3차원 촬상 장치(32) 또는 분사 노즐(31)을 복합 어셈블리(30)에 장착할 수 있다.
3차원 촬상 장치(32)는 다양한 종류의 3차원 이미징 장치일 수 있으며, 예컨대 3차원 촬상 장치(32)는 스테레오 카메라(stereo camera) 방식, ToF(Time-of-Flight) 방식 및 구조형 광(structured light) 방식 중 어느 하나를 이용한 3차원 이미징 장치일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
그리고, 3차원 촬상 장치(32)는 피사체(S)를 촬상하여 RGB 정보 및 3차원 깊이 정보의 출력이 가능하거나, RGB 정보, 3차원 깊이 정보 및 3차원 강도 정보의 출력이 가능할 수 있다. 즉, 3차원 촬상 장치(32)는 3차원 출력에 표준화된 RGB 정보-3차원 깊이 정보의 출력이 가능한 촬상장치일 수 있으며, 또는 3차원 출력에 표준화된 RGB 정보-3차원 깊이 정보-3차원 강도 정보의 출력이 가능한 촬상장치일 수 있다. 여기서, RGB 정보는 2차원 이미지 정보일 수 있으며, 3차원 깊이 정보는 3차원 거리 정보를 나타내는 정보일 수 있고, 3차원 강도 정보는 IR 강도 정보일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
분사 노즐(31)은 프레임(10)의 바닥 플레이트(15) 상에 3차원 프린터용 원료를 분사할 수 있다. 분사 노즐(31)에 의해 분사되는 3차원 프린터용 원료는 플라스틱 재료를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
회전판(40)은 회전 가능하며, 회전판(40) 상에 위치하는 피사체(S)를 회전시킬 수 있다. 도 1을 참조하면, 회전판(40)은 프레임(10)으로부터 이격하여 위치할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 회전판(40)의 회전속도 및 회전방향은 후술하는 제어부(110)에 의해 결정될 수 있으며, 회전판(40)은 결정된 회전속도 및 회전방향에 따라 후술하는 구동부(100)에 의해 회전할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에 따르면, 피사체(S)를 고정시키고 3차원 촬상 장치(32)를 복수개 배치하는 종래기술과 달리, 피사체(S)를 회전판(40) 상에 위치시켜 회전시키면서 하나의 3차원 촬상 장치(32)를 이용해 스캐닝을 수행하기 때문에, 간단한 구성으로 우수한 스캐닝 효과를 얻을 수 있다. 이와 함께, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에 따르면, 3차원 스캐닝을 위해 필요한 3차원 촬상 장치(32)의 수를 감소시킬 수 있기 때문에, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
구동부(100)는 복합 어셈블리(30)의 위치를 변경시키기 위해 병렬 로봇(20)을 작동시키고, 피사체(S)를 회전시키기 위해 회전판(40)을 회전시킬 수 있다. 다만, 구동부(100)의 작동은 이에 제한되지 않고 구동부(100)는 3차원 촬상 장치(32) 및 분사 노즐(31)이 각각 원하는 촬상 각도 또는 분사 각도를 유지할 수 있도록 작동할 수도 있으며, 병렬 로봇 고정판(19)이 회동하도록 작동할 수도 있다.
구체적으로, 구동부(100)는 예컨대 모터로 구성될 수 있으며, 병렬 로봇(20)의 제1 및 제2 링크(22, 23)를 이동시키기 위한 모터, 회전판(40)의 회전을 위한 모터, 3차원 촬상 장치(32) 및 분사 노즐(31)을 틸팅시키기 위한 모터, 병렬 로봇 고정판(19)을 회동시키기 위한 모터 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제어부(110)는 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 전반적인 구성을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(110)는 도 2를 참조하여 3차원 촬상 장치(32)를 이용하여 회전판(40) 상에 위치하는 피사체(S)를 스캐닝하거나, 도 3을 참조하여 분사 노즐(31)을 이용하여 바닥 플레이트(15) 상에 스캐닝된 데이터 또는 입력된 데이터에 대응되는 3차원 형상을 프린팅하도록 구동부(100)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(110)의 제어에 따라, 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 3차원 스캐닝 모드 또는 3차원 프린팅 모드로 작동할 수 있다.
우선, 도 2를 참조하여, 제어부(110)가 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템이 3차원 스캐닝 모드로 작동하도록 제어하는 것, 즉 3차원 촬상 장치(32)를 이용하여 회전판(40) 상에 위치하는 피사체(S)를 스캐닝하도록 구동부(100)를 제어하는 것을 설명한다.
제어부(110)는 자동 스캐닝 모드일 경우, 피사체(S)에 따라 스캐닝을 위한 설정 사항을 자동으로 결정할 수 있으며, 결정된 설정 사항에 기초하여 구동부(100)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 피사체(S)의 대략적인 볼륨 정보를 얻기 위해, 제어부(110)는 피사체(S)를 제1 촬상하도록 3차원 촬상 장치(32)를 제어할 수 있다.
여기서, 제1 촬상은 피사체(S)의 대략적인 볼륨 정보를 얻기 위한 목적을 가진 단계일 수 있다. 제1 촬상이 진행되는 동안, 피사체(S)는 회전판(40) 상에 위치하여 회전할 수 있으며, 3차원 촬상 장치(32)를 포함하는 복합 어셈블리(30)는 x 방향, y 방향 또는 z 방향을 따라 이동할 수 있다. 즉, 3차원 촬상 장치(32)의 x 방향, y 방향 또는 z 방향의 간단한 움직임을 통해 피사체(S)의 대략적인 볼륨 정보를 빠른 시간 내에 추출할 수 있다. 그리고, 제1 촬상의 결과로 제1 촬상 정보가 생성될 수 있다.
이어서, 제어부(110)는 3차원 촬상 장치(32)로부터 피사체(S)에 대한 제1 촬상 정보를 전송받고, 제1 촬상 정보에 기초하여 피사체(S)를 스캐닝하기 위한 3차원 촬상 장치(32)의 이동범위를 결정할 수 있다.
구체적으로, 제어부(110)는 제1 촬상 정보에 기초하여 피사체(S)의 대략적인 볼륨(volume) 정보를 산출할 수 있다. 예컨대, 피사체(S)에 대응되는 크기의 볼륨 박스가 피사체(S)의 대략적인 볼륨 정보로서 산출될 수 있으며, 대략적인 볼륨 정보는 볼륨 박스의 형태로 회전판(40) 상의 가상의 3차원 공간 상에 자동으로 생성될 수 있다.
그리고, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 피사체(S)를 스캐닝하기 위한 3차원 촬상 장치(32)의 이동범위를 결정할 수 있다. 예컨대, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 z 방향에 따른 피사체(S)의 대략적인 높이를 도출할 수 있으며, 피사체(S)의 z 방향을 스캔할 수 있도록 z 방향에 따른 3차원 촬상 장치(32)의 이동범위를 결정할 수 있다.
그리고, 이와 유사한 방식으로, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 x 방향에 따른 피사체(S)의 대략적인 폭을 도출할 수 있으며, 3차원 촬상 장치(32)와 피사체(S) 사이의 거리가 미리 정해진 거리 이상이 되어 원하는 해상도를 확보할 수 있도록 x 방향에 따른 3차원 촬상 장치(32)의 이동범위를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 y 방향에 따른 피사체(S)의 대략적인 너비를 도출할 수 있으며, 피사체(S)의 y 방향을 스캔할 수 있도록 y 방향에 따른 3차원 촬상 장치(32)의 이동범위를 결정할 수 있다.
그리고, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 회전판(40)의 회전속도를 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 3차원 촬상 장치(32)의 시야각 등을 자동으로 결정할 수 있다.
이어서, 제어부(110)는 제2 촬상이 진행되는 동안 결정된 이동범위 내에서 3차원 촬상 장치(32)를 포함하는 복합 어셈블리(30)가 이동하도록 구동부(100)를 제어할 수 있다. 제2 촬상은 피사체(S)의 3차원 이미지를 획득하기 위한 스캐닝일 수 있으며, 제1 촬상이 제1 시간 동안 수행되는 것에 비해, 제2 촬상은 제1 시간보다 긴 제2 시간동안 수행될 수 있다. 구동부(100)는 제어부(110)의 제어에 따라 3차원 촬상 장치(32)를 포함하는 복합 어셈블리(30)를 x 방향, y 방향 또는 z 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 구동부(100)의 제어에 의해 병렬 로봇(20)이 움직임으로써 3차원 촬상 장치(32)를 포함하는 복합 어셈블리(30)가 x 방향, y 방향 또는 z 방향을 따라 이동할 수 있다. 이 밖에, 구동부(100)의 제어에 의해 결정된 3차원 촬상 장치(32)의 시야각을 확보할 수 있도록 3차원 촬상 장치(32)가 틸팅될 수도 있다.
또한, 제어부(110)는 제2 촬상이 진행되는 동안 결정된 회전속도로 회전판(40)이 회전하도록 구동부(100)를 제어할 수 있다. 그리고, 구동부(100)는 제어부(110)의 제어에 따라 결정된 회전속도로 회전판(40)을 회전시킬 수 있다.
이어서, 제어부(110)는 제2 촬상의 결과로 생성된 제2 촬상 정보에 기초하여 피사체(S)의 3차원 이미지를 합성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 피사체(S)의 볼륨에 따라 제1 촬상을 통해 스캐닝을 위한 설정 사항이 자동으로 결정될 수 있으므로, 사용자가 일일이 설정 사항을 입력하는 번거로움을 해소할 수 있으며, 스캐닝에 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다.
다만, 제어부(110)는 자동 스캐닝 모드가 아닌 정밀 스캐닝 모드인 경우에는, 피사체(S)에 따라 스캐닝을 위한 설정 사항을 자동으로 결정하지 않는다. 즉, 정밀 스캐닝 모드인 경우, 사용자는 GUI(Graphic User Interface; 미도시)를 통해 설정 사항을 입력함으로써, 스캐닝을 정밀하게 진행할 수 있으며, 예컨대 회전판(40)의 회전속도를 줄임으로써 피사체(S)에 대한 3차원 이미지의 정밀도를 향상시킬 수도 있다.
한편, 제어부(110)는 제2 촬상에서 피사체(S) 중 스캐닝되지 않은 영역이 있는지를 확인하고, 확인된 영역을 소프트웨어적으로 보정하여 처리하는 것이 아니라 확인된 영역에 대하여 추가적으로 스캐닝을 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어부(110)는 3차원 촬상 장치(32)로부터 피사체(S)에 대한 제2 촬상 정보를 전송받고, 제2 촬상 정보에 기초하여 피사체(S) 중 스캐닝되지 않은 영역을 확인할 수 있다.
그리고, 제어부(110)는 피사체(S) 중 스캐닝되지 않은 영역에 대하여 추가적으로 스캐닝을 진행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(110)는 제3 촬상이 진행되는 동안 피사체(S) 중 스캐닝되지 않은 영역을 스캐닝하기 위해 구동부(100)를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(110)는 피사체(S) 중 스캐닝되지 않은 영역이 스캐닝되도록 회전판(40)의 회전속도 및 회전방향을 제어하기 위해 구동부(100)를 제어할 수 있고, 이와 함께 3차원 촬상 장치(32)의 위치를 제어하기 위해 구동부(100)를 제어할 수 있으며, 3차원 촬상 장치(32)를 틸팅시킴으로써 3차원 촬상 장치(32)가 스캐닝되지 않은 영역을 향하도록 구동부(100)를 제어할 수 있다. 이어서, 제2 및 제3 촬상 정보에 기초하여 피사체(S)의 3차원 이미지를 합성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 피사체(S) 중 스캐닝되지 않은 영역에 대하여 추가적으로 스캐닝을 진행할 수 있으며, 추가적으로 진행된 스캐닝 자료를 포함하여 피사체(S)의 3차원 이미지를 합성하기 때문에, 피사체(S)에 대한 완전한 3차원 이미지를 얻을 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하여, 제어부(110)가 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템이 3차원 프린팅 모드로 작동하도록 제어하는 것, 즉 분사 노즐(31)을 이용하여 바닥 플레이트(15) 상에 스캐닝된 데이터 또는 입력된 데이터에 대응되는 3차원 형상을 프린팅하도록 구동부(100)를 제어하는 것을 설명한다.
전술한 바와 같이, 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템이 3차원 스캐닝을 수행함으로써 얻어지는 스캐닝된 데이터는 저장부(120)에 저장될 수 있으며, 외부로부터 3차원 프린팅을 위해 입력된 데이터 역시 저장부(120)에 저장될 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 저장부(120)에 저장된 스캐닝된 데이터 또는 입력된 데이터에 대응되는 3차원 형상을 분사 노즐(31)을 이용하여 바닥 플레이트(15) 상에 프린팅하도록 구동부(100)를 제어할 수 있다.
다만, 병렬 로봇 고정판(19)의 회동에 따라 3차원 스캐닝 모드에서의 병렬 로봇(20)의 작동 위치와 3차원 프린팅 모드에서의 병렬 로봇(20)의 작동 위치가 달라질 수 있으며, 구체적으로 3차원 스캐닝 모드에서 3차원 프린팅 모드로 변경될 경우, 병렬 로봇 고정판(19)은 대략 90도 회전할 수 있다. 예컨대, 3차원 스캐닝 모드에서 병렬 로봇 고정판(19)은 바닥 플레이트(15)와 수직인 Z 방향과 평행할 수 있으며, 3차원 프린팅 모드에서 병렬 로봇 고정판(19)은 바닥 플레이트(15)와 평행인 X 방향과 평행일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
따라서, 병렬 로봇(20)은, 복합 어셈블리(30)에 3차원 촬상 장치(32)가 장착되는 3차원 스캐닝 모드에서, 복합 어셈블리(30)가 회전판(40) 상의 피사체(S)와 대면하도록 배치된 상태에서 작동할 수 있다. 이를 통해, 본 실시예에 따른 병렬 로봇(20)은 피사체(S)의 스캐닝을 위해 작동 위치가 최적화될 수 있다.
그리고, 병렬 로봇(20)은, 복합 어셈블리(30)에 분사 노즐(31)이 장착되는 3차원 프린팅 모드에서, 복합 어셈블리(30)가 연직 하방의 바닥 즉, 바닥 플레이트(15)와 대면하도록 배치된 상태에서 작동할 수 있다. 따라서, 분사 노즐(31)을 통해 바닥 플레이트(15)에 프린팅하기 유리할 수 있다.
전술한 병렬 로봇 고정판(19)은 후술하는 제어부(110)의 제어에 따라 구동부(100)에 의해 움직일 수 있다. 예컨대, 3차원 스캐닝 모드가 종료하면, 자동적으로 병렬 로봇 고정판(19)이 회동하여 3차원 프린팅 모드가 수행될 수 있도록 할 수 있다.
저장부(120)는 3차원 촬상 장치(32)에 의해 촬상되는 이미지(스캐닝된 데이터)를 저장하거나, 외부로부티 입력된 데이터(예컨대, 이미지 데이터)를 저장할 수 있으며, 이 밖에 제어부(110)에 의해 합성되는 피사체(S)의 3차원 이미지를 저장할 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다.
통신부(130)는 외부와의 통신을 위한 송·수신 모듈을 포함할 수 있으며, 예컨대 Wi-Fi 또는 블루투스 등의 통신 방식이 이용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 도 1을 참조하면, 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 통신부(130)를 통해 3차원 촬상 장치(32)에 의한 촬상 정보 또는 피사체(S)에 대한 3차원 이미지 정보가 외부 단말(60)로 전송될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 통신부(130)는 외부 단말(60)로부터 제어 신호를 수신하여 이를 제어부(110)에 전달함으로써 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 작동이 원격 제어될 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 다양한 산업분야에서 널리 활용될 수 있다. 예컨대 백화점을 포함하여 의류매장에서 피팅(fitting)을 위해 이용될 수 있으며, 병원이나 휘트니스 센터 등에서 고객의 체형을 분석하기 위해 이용될 수도 있다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 필요에 따라 스캐닝된 데이터를 바로 출력할 수 있기 때문에 더욱 다양한 분야에서 활용될 수 있다.
그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은, 3차원 촬상 장치(32) 및 분사 노즐(31)의 위치를 제어하는 수단으로 병렬 로봇(20)을 이용하고 있기 때문에, 3차원 촬상 장치(32) 및 분사 노즐(31)을 신속하게 움직일 수 있으므로, 사용자의 편의성을 높일 수 있다. 이 밖에, 병렬 로봇(20)을 이용함으로써 제조 비용을 절감시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에 따르면, 복합 시스템이 3차원 스캐닝 모드로 작동할 때와 3차원 프린팅 모드로 작동할 때의 병렬 로봇(20)의 작동 위치가 달라지도록 하여, 3차원 스캐닝과 3차원 프린팅이 최적의 위치에서 수행될 수 있다.
다만, 몇몇 실시예에서 병렬 로봇(20)의 일단이 장착된 병렬 로봇 고정판(19)은 프레임(10)이 아닌 영역, 예컨대 벽면 등에도 부착될 수 있으며, 병렬 로봇 고정판(19)의 일부가 벽면 등에 고정되어 일종의 회전축(또는 힌지) 역할을 할 수 있으며, 고정된 영역을 중심으로 병렬 로봇 고정판(19)이 회동할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에서, 병렬 로봇 고정판(19)은 회동 가능할 뿐만 아니라, 수직 방향(Z 방향)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 병렬 로봇(20)의 작동 범위가 더 넓어질 수 있으므로, 정밀한 3차원 스캐닝 및 3차원 프린팅이 가능할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 센서부(140)를 더 포함할 수 있으며, 센서부(140)는 회전판(40) 상의 피사체(S)의 존부를 감지할 수 있다. 센서부(140)는 예컨대 로드셀(load cell) 또는 하중 센서를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 따라서, 센서부(140)는 회전판(40)에 가해지는 하중의 정도를 감지함으로써, 회전판(40) 상에 피사체(S)가 위치하는지 여부를 결정할 수 있다.
그리고, 센서부(140)에 의해 피사체(S)의 존재가 감지되는 경우, 제어부(110)는 3차원 촬상 장치(32)를 이용하여 회전판(40) 상에 위치하는 피사체(S)를 스캐닝하도록 구동부(100)를 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에 따르면, 피사체(S)를 자동 감지함으로써 3차원 스캐닝이 수행될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.f
도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에서 프레임(10)은 프레임(10)의 하부에는 부착된 이동용 바퀴(17)를 더 포함할 수 있다. 프레임(10)의 이동용 바퀴(17)는 구동부(100)에 의해 움직일 수 있으며, 제어부(110)는 프레임(10)이 이동용 바퀴(17)에 의해 이동할 수 있도록 구동부(100)를 제어할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에 따르면, 3차원 촬상 장치(32)가 장착된 프레임(10)이 이동 가능하므로, 회전판(40)이 회전하지 않더라도 프레임(10)이 이동용 바퀴(17)에 의해 이동하면서 피사체(S)를 3차원 스캐닝할 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 회전판(40)의 회전속도를 결정하는 대신 프레임(10)의 이동범위를 결정하고, 제2 촬상이 진행되는 동안 프레임(10)의 이동용 바퀴(17)를 이용하여 프레임(10)을 이동시킬 수 있다.
이와 달리, 회전판(40)의 회전에는 변함이 없는 몇몇 실시예에서, 3차원 촬상 장치(32)가 장착된 프레임(10)이 이동 가능하므로, 프레임(10)의 이동을 통해 3차원 촬상 장치(32)와 피사체(S) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 예컨대, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 x 방향에 따른 피사체(S)의 대략적인 폭을 도출할 수 있으며, 3차원 촬상 장치(32)와 피사체(S) 사이의 거리가 미리 정해진 거리 이상이 되어 원하는 해상도를 확보할 수 있도록 x 방향에 따른 3차원 촬상 장치(32)의 이동범위와 함께 프레임(10)의 이동범위를 결정할 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 제2 촬상이 진행되는 동안 결정된 이동범위 내에서 3차원 촬상 장치(32)를 포함하는 복합 어셈블리(30) 또는 프레임(10)이 이동하도록 구동부(100)를 제어할 수 있으므로, 효과적으로 3차원 촬상 장치(32)와 피사체(S) 사이의 거리를 제어할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 회전판(40)을 x 방향을 따라 이동시킬 수 있는 수평이동부(50)를 더 포함할 수 있다. 수평이동부(50)는 예컨대 홈 또는 레일일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에 따르면, 회전판(40)이 이동 가능하므로, 회전판(40)의 이동을 통해 3차원 촬상 장치(32)와 피사체(S) 사이의 거리를 조정할 수 있다. 예컨대, 제어부(110)는 산출된 볼륨 정보에 기초하여 x 방향에 따른 피사체(S)의 대략적인 폭을 도출할 수 있으며, 3차원 촬상 장치(32)와 피사체(S) 사이의 거리가 미리 정해진 거리 이상이 되어 원하는 해상도를 확보할 수 있도록 x 방향에 따른 3차원 촬상 장치(32)의 이동범위와 함께 회전판(40)의 이동범위를 결정할 수 있다. 따라서, 제어부(110)는 제2 촬상이 진행되는 동안 결정된 이동범위 내에서 3차원 촬상 장치(32)를 포함하는 복합 어셈블리(30) 또는 회전판(40)이 이동하도록 구동부(100)를 제어할 수 있으므로, 효과적으로 3차원 촬상 장치(32)와 피사체(S) 사이의 거리를 제어할 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에서는, 예컨대 별도의 회전판(40)을 사용하지 않고, 바닥 플레이트(15) 상에 피사체(S)를 위치시킨 후 3차원 스캐닝이 진행될 수 있으며, 이후에 피사체(S)를 바닥 플레이트(15) 밖으로 이동시키고, 바닥 플레이트(15) 상에 3차원 프린팅이 수행될 수 있다.
이 밖에 도 8을 참조하면, 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 병렬 로봇(20)이 결합된 병렬 로봇 고정판(19)도 포함되지 않는다. 구체적으로, 병렬 로봇(20)은 프레임(10)에 장착된 채로 이동할 수 있으며, 예컨대 도 1을 참조하면, z축 상으로 연장된 연결부(12)에 병렬 로봇(20)의 단부가 연결될 수 있고, 병렬 로봇(20)의 단부가 z축 상에서 이동함에 따라 병렬 로봇(20)이 위치를 변경할 수 있다.
예컨대, 도 1을 참조하면, 병렬 로봇(20)은 링크 고정부(21)와 제1 링크(22)를 포함할 수 있다. 링크 고정부(21)는 z축 상으로 연장된 연결부(12)에 결합되어, 연결부(12)를 따라 z축 방향으로 이동할 수 있다. 링크 고정부(21)의 수직 방향의 이동을 위해 예컨대 z축 상으로 연장된 연결부(12)에 레일이 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 그리고, 링크 고정부(21)에는 예컨대 1쌍의 제1 링크(22)가 연결될 수 있으며, 링크 고정부(21)의 이동에 따라 해당 링크 고정부(21)와 연결된 제1 링크(22)의 위치가 변경될 수 있다.
병렬 로봇(20)이 델타 로봇인 경우, 총 3쌍의 제1 링크(22)가 병렬 로봇(20)에 포함될 수 있다. 각 쌍의 제1 링크(22)의 일단은 해당 쌍의 제1 링크(22)에 대응되는 링크 고정부(21)에 연결될 수 있고, 각 쌍의 제1 링크(22)의 타단은 모두 복합 어셈블리(30) 연결될 수 있다. 이에 따라, 링크 고정부(21)의 이동이 제1 링크(22)를 통해 복합 어셈블리(30)에 전달될 수 있기 때문에, 예컨대 3개의 링크 고정부(21)의 이동에 따라 복합 어셈블리(30)의 위치가 결정될 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 회동 가능한 병렬 로봇 고정판(19)을 포함하지 않기 때문에, 병렬 로봇(20)이 3차원 스캐닝 모드에서 작동할 때와 3차원 프린팅 모드에서 작동할 때의 작동 위치 또는 작동 반경이 동일할 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템을 설명한다. 다만, 본 발명의 제6 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템과의 차이점을 위주로 설명한다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이 개시된다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템과 본 발명의 제6 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템은 병렬 로봇(20)의 구성 또는 형상에서 차이가 있다.본 발명의 제7 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에서, 프레임(10)은 상면 플레이트(16)를 더 포함할 수 있다. 도 9를 참조하면, 병렬 로봇(20)은 프레임(10)에 장착된 채로 이동할 수 있으며, 병렬 로봇(20)의 단부가 상면 플레이트(16)에 연결될 수 있다.
다만, 여기서 상면 플레이트(16)는 고정되어 있으므로, 병렬 로봇 고정판(19)과 차이가 있을 수 있으며, 이에 따라, 병렬 로봇(20)의 단부가 연결된 상면 플레이트(16)가 고정된 채로, 병렬 로봇(20)이 3차원 스캐닝 모드에서 작동할 때와 3차원 프린팅 모드에서 작동할 때의 작동 위치 또는 작동 반경이 동일하다. 즉, 도 9를 참조하면, 병렬 로봇(20)은 단부가 상면 플레이트(16)에 고정된 채로 작동하며, 제1 및 제2 링크(22, 23)는 전반적으로 수직방향(Z 방향)을 향한다. 구체적으로, 복수의 제2 링크(23)의 일단은 모두 프레임(10)의 상면 플레이트(16)에 고정될 수 있다. 그리고, 각 제2 링크(23)의 타단은 대응되는 한 쌍의 제1 링크(22)에 연결될 수 있으며, 구체적으로 조인트에 의해 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제7 실시예에 따른 병렬 로봇(20)을 이용한 복합 시스템에서, 제2 링크(23)와 한 쌍의 제1 링크(22)가 이루는 각도를 변경시킴에 따라서 복합 어셈블리(30)의 위치가 변경될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 프레임 11: 고정부
12: 연결부 15: 바닥 플레이트
16: 상면 플레이트 17: 이동용 바퀴
19: 병렬 로봇 고정판 20: 병렬 로봇
21: 링크 고정부 22: 제1 링크
23: 제2 링크 30: 복합 어셈블리
31: 분사 노즐 32: 3차원 촬상 장치
40: 회전판 50: 수평이동부
60: 외부 단말 100: 구동부
110: 제어부 120: 저장부
130: 통신부 140: 센서부
S: 피사체

Claims (10)

  1. 3차원 스캐닝 모드 및 3차원 프린팅 모드를 갖는 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템으로서,
    다자유도를 가지는 병렬 로봇;
    상기 병렬 로봇에 결합되고 3차원 촬상 장치 또는 분사 노즐이 장착될 수 있는 복합 어셈블리로서, 상기 3차원 촬상 장치는 피사체를 촬상하여 RGB 정보 및 3차원 깊이 정보의 출력이 가능하거나, RGB 정보, 3차원 깊이 정보 및 3차원 강도 정보의 출력이 가능한 것이고, 상기 분사 노즐은 3차원 프린터용 원료를 분사하는 것인, 복합 어셈블리; 및
    회전 가능한 회전판으로서, 상기 회전판 상에 위치하는 상기 피사체를 회전시키는 것인, 회전판
    을 포함하고,
    상기 병렬 로봇은, 3차원 스캐닝 모드에서의 작동 위치와 3차원 프린팅 모드에서의 작동 위치가 상이한 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 병렬 로봇은,
    상기 복합 어셈블리에 상기 3차원 촬상 장치가 장착되는 3차원 스캐닝 모드에서, 상기 복합 어셈블리가 상기 회전판 상의 상기 피사체와 대면하도록 배치된 상태에서 작동하고,
    상기 복합 어셈블리에 상기 분사 노즐이 장착되는 3차원 프린팅 모드에서, 상기 복합 어셈블리가 연직 하방의 바닥과 대면하도록 배치된 상태에서 작동하는 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 병렬 로봇의 일단이 장착되는 회동 가능한 병렬 로봇 고정판
    을 더 포함하고,
    상기 병렬 로봇 고정판의 회동에 따라 3차원 스캐닝 모드에서의 상기 병렬 로봇의 작동 위치와 3차원 프린팅 모드에서의 상기 병렬 로봇의 작동 위치가 달라지는 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    3차원 스캐닝 모드에서 3차원 프린팅 모드로 변경될 경우, 상기 병렬 로봇 고정판은 90도 회전하는 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    바닥 플레이트를 포함하는 프레임을 더 포함하고,
    상기 병렬 로봇 고정판은 상기 병렬 로봇 고정판의 일부가 상기 프레임에 결합된 채로 회동 가능하고,
    상기 병렬 로봇의 일단이 상기 병렬 로봇 고정판에 장착되고, 상기 병렬 로봇의 타단은 상기 복합 어셈블리에 결합된 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 프레임의 하부에는 부착된 이동용 바퀴를 포함하는 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복합 어셈블리의 위치를 변경시키기 위해 상기 병렬 로봇을 작동시키고, 상기 피사체를 회전시키기 위해 상기 회전판을 회전시키는 구동부와,
    상기 3차원 촬상 장치를 이용하여 상기 회전판 상에 위치하는 상기 피사체를 스캐닝하거나, 상기 분사 노즐을 이용하여 스캐닝된 데이터 또는 입력된 데이터에 대응되는 3차원 형상을 프린팅하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회전판 상의 상기 피사체의 존부를 감지하기 위한 센서부를 더 포함하고,
    상기 센서부에 의해 상기 피사체의 존재가 감지되는 경우, 상기 제어부는 상기 3차원 촬상 장치를 이용하여 상기 회전판 상에 위치하는 상기 피사체를 스캐닝하도록 상기 구동부를 제어하는 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 3차원 촬상 장치를 이용하여 상기 회전판 상에 위치하는 상기 피사체를 스캐닝하도록 상기 구동부를 제어하는 것은,
    상기 3차원 촬상 장치로부터 상기 피사체에 대한 제1 촬상 정보를 전송받고, 상기 제1 촬상 정보에 기초하여 상기 피사체를 스캐닝하기 위한 상기 3차원 촬상 장치의 이동범위를 결정하고, 제2 촬상이 진행되는 동안 결정된 이동범위 내에서 상기 복합 어셈블리가 이동하도록 상기 구동부를 제어하는 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 병렬 로봇은 델타(delta) 로봇인 것인, 병렬 로봇을 이용한 복합 시스템.
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