KR20180033846A - 드로잉 로봇 - Google Patents

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KR20180033846A
KR20180033846A KR1020160123312A KR20160123312A KR20180033846A KR 20180033846 A KR20180033846 A KR 20180033846A KR 1020160123312 A KR1020160123312 A KR 1020160123312A KR 20160123312 A KR20160123312 A KR 20160123312A KR 20180033846 A KR20180033846 A KR 20180033846A
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장윤재
김호재
전경호
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선문대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 드로잉 로봇은 가공물에 선을 드로잉하는 드로잉부; 선 데이터에 기초하여 상기 드로잉부를 움직이는 제어부; 지면을 따라 움직이는 바퀴가 마련되고, 상기 드로잉부를 탑재한 상태로 이동하는 이동부;를 포함할 수 있다.

Description

드로잉 로봇{DRAWING ROBOT}
본 발명은 가공물에 선을 드로잉하는 로봇에 관한 것이다.
최근 로봇 산업이 급성장함에 따라 전문 서비스 로봇 분야의 로보틱 아트 분야가 빠르게 성장하고 있어 휴머노이드 로봇이 로봇 암 제어를 통해 그림을 그리는 연구들이 활발하게 진행되고 있다. Canny Edge Detector, S.Calinon의 Haar-like feature 등의 방법으로 특정 사물을 인식하고, 인식된 사물 이미지의 윤곽선 및 외곽선을 추출하여 로봇이 드로잉을 할 수 있는 기법이 연구되었다. 또한, C. Lin 등은 이미 휴머노이드 로봇 Pica를 사용하여 초상화를 그리는 연구를 진행하였다. 그리고 F. Yao 와 G.Shao가 제작한 Chinese Painting Robot은 실제 붓을 드로잉 재료로 사용하여 수묵화를 그릴 수가 있다.
그러나, 드로잉 대상물인 가공물이 여기저기 널려 있는 작업 환경에 적합하지 못한 문제가 있다.
한국등록특허공보 제1317838호에는 휴머노이드 로봇 암을 이용해서 선을 드로잉하는 장치가 개시되고 있으나, 다양한 위치의 가공물에 선을 드로잉하는 방안은 나타나지 않고 있다.
한국등록특허공보 제1317838호
본 발명은 다양한 위치에 배치된 복수의 가공물에 대한 드로잉 작업이 가능한 드로잉 로봇을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 드로잉 로봇은 가공물에 선을 드로잉하는 드로잉부; 선 데이터에 기초하여 상기 드로잉부를 움직이는 제어부; 지면을 따라 움직이는 바퀴가 마련되고, 상기 드로잉부를 탑재한 상태로 이동하는 이동부;를 포함할 수 있다.
상기 드로잉부는 상기 이동부에 고정된 고정점을 기준으로 회동하는 제1 암, 상기 제1 암의 단부를 기준으로 회동하는 제2 암, 상기 제2 암의 단부에 형성된 드로잉 부재를 포함하고, 상기 이동부에는 상기 가공물을 받치는 받침판이 마련되고, 상기 드로잉 부재는 상기 제1 암 및 상기 제2 암에 의해 평면상으로 상기 받침판으로부터 도피 가능하게 형성되며, 상기 드로잉 부재는 상기 받침판에 놓인 가공물에 선을 드로잉하거나, 상기 받침판으로부터 도피된 후 상기 지면에 놓인 가공물에 선을 드로잉할 수 있다.
본 발명의 드로잉 로봇은 지면을 따라 움직이는 바퀴가 마련된 이동부에 의해 가공물에 선을 드로잉하는 드로잉부가 움직이므로, 다양한 위치에 배치된 가공물에 대한 드로잉 작업이 가능하다.
현 위치에서 다른 위치로 드로잉부를 이송하는 이동부로 인해 새로운 문제가 발생될 수 있으며, 본 발명은 이동부로 인해 파생된 새로운 문제에 대한 해결책을 함께 제시한다.
예를 들어, 드로잉 부재를 이용하기 위해서는 가공물을 드로잉 부재의 동작 영역에 배치시켜야 하는 불편함이 발생될 수 있다. 가공물이 큰 경우 동작 영역으로 옮기고, 드로잉 작업 완료 후 동작 영역으로부터 빼내는 과정이 어려울 수 있다. 또한, 동작 영역보다 큰 가공물에 선을 드로잉하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 드로잉 로봇은 이동부를 이용함으로써, 가공물을 옮기는 과정을 배제하고, 드로잉 부재의 동작 영역보다 큰 가공물에 선을 드로잉할 수 있다.
도 1은 본 발명의 드로잉 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 2는 제어부에서 생성된 드로잉부의 목표 궤적을 나타낸 그래프이다.
도 3은 드로잉부를 구성하는 제1 암과 제2 암의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 4는 드로잉부 제어의 수학적 기반을 나타낸 개략도이다.
도 5는 이동부의 동작을 나타낸 개략도이다.
도 6은 드로잉 작업을 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 드로잉 로봇의 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 드로잉 로봇을 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 드로잉 로봇은 드로잉부(110), 제어부(150) 및 이동부(130)를 포함할 수 있다.
드로잉부(110)는 각종 판재 등의 가공물에 선을 드로잉할 수 있다.
드로잉부(110)는 가공물에 선을 드로잉하는 드로잉 부재(113)를 포함할 수 있다. 드로잉 부재(113)는 가공물의 표면에 선을 그리는 각종 펜, 가공물의 표면 일부를 깎아서 음각의 선을 형성하는 드릴을 포함할 수 있다.
드로잉 부재(113)에는 가공물을 향해 펜 또는 드릴을 가압하는 스프링, 공압 실린더 등의 가압 수단이 마련될 수 있다.
제어부(150)는 선 데이터에 기초하여 드로잉부(110)를 움직일 수 있다. 선 데이터는 작업 단말기 등에서 가공물에 매칭되게 생성될 수 있으며, 예를 들어, 캐드(CAD) 도면이 선 데이터에 해당할 수 있다. 제어부(150)는 작업 단말기로부터 선 데이터를 수신해서 드로잉부(110)의 제어 신호로 변환할 수 있다.
드로잉 부재(113) 및 제어부(150)에 따르면, 가공물에 기설계된 선을 드로잉할 수 있다. 가공물에 드로잉된 선은 후공정에 해당하는 가공물의 절단 공정 등의 밑선이 될 수 있다.
그런데, 드로잉 부재(113)를 이용하기 위해서는 가공물을 드로잉 부재(113)의 동작 영역에 배치시켜야 하는 불편함이 발생될 수 있다. 가공물이 큰 경우 동작 영역으로 옮기고, 드로잉 작업 완료 후 동작 영역으로부터 빼내는 과정이 어려울 수 있다. 또한, 동작 영역보다 큰 가공물에 선을 드로잉하기 어려운 문제가 있다.
가공물을 옮기는 과정을 배제하고, 드로잉 부재(113)의 동작 영역보다 큰 가공물에 선을 드로잉하기 위해 본 발명의 드로잉 로봇은 이동부(130)를 이용할 수 있다.
이동부(130)는 지면을 따라 움직이는 바퀴를 포함할 수 있다. 이때, 이동부(130)는 드로잉부(110)를 탑재한 상태로 이동할 수 있다. 제어부(150) 또한 이동부(130)에 탑재될 수 있다.
바퀴는 지면에 구름 접촉되는 원 형상으로 형성되거나, 무한궤도로 형성될 수 있다. 이동부(130)는 드로잉부(110)의 작업 대상이 되는 가공물이 여기저기에 널려는 작업 현장의 지면을 따라 이동하도록 형성될 수 있다.
이동부(130)에 따르면, 드로잉부(110)는 제1 위치에 놓인 가공물을 가공한 후, 제1 위치로부터 이격된 제2 위치로 이동해서 제2 위치에 놓인 가공물을 가공할 수 있다.
제1 위치로부터 제2 위치까지 연장되는 가공물이 마련되고, 제1 위치로부터 제2 위치까지의 거리가 드로잉부(110)의 동작 영역보다 큰 경우가 존재할 수 있다. 이때, 이동부(130)에 따르면 제1 위치에 대한 드로잉 작업이 완료된 후 드로잉부(110)를 제2 위치로 이동시킬 수 있으므로, 제1 위치로부터 제2 위치까지 연장되는 가공물에 대한 드로잉 작업도 정상적으로 이루어질 수 있다.
가공물에 선을 드로잉하기 위해 가공물을 받치는 받침대가 마련되어야 한다.
일 예로, 이동부(130)에는 가공물을 받치는 받침판(170)이 마련될 수 있다. 받침판(170)은 지면으로부터 이격된 위치에 마련될 수 있다. 받침판(170)에 가공물이 놓여지면 드로잉부(110)는 가공물에 선을 드로잉할 수 있다.
가공물의 크기가 받침판(170)에 올려놓기 어렵거나, 지면에 놓인 가공물을 들어서 받침판(170)에 옮기기 어려운 경우를 대비해서, 드로잉부(110)는 지면에 놓인 가공물에 선을 드로잉하도록 형성될 수 있다.
일 예로, 드로잉부(110)는 이동부(130)에 고정된 고정점 P0를 기준으로 회동하는 제1 암(111), 제1 암(111)의 단부를 기준으로 회동 가능하게 제1 암(111)의 단부에 설치된 제2 암(112), 제2 암(112)의 단부에 형성된 드로잉 부재(113)를 포함할 수 있다.
이동부(130)에 가공물을 받치는 받침판(170)이 마련될 때, 드로잉 부재(113)는 평면 상으로 받침판(170) 상에서 움직이도록 형성될 수 있다. 또한, 드로잉 부재(113)는 제1 암(111) 및 제2 암(112)에 의해 평면상으로 받침판(170)으로부터 도피 가능하게 형성될 수 있다. 드로잉 부재(113)의 동작 영역이 받침판(170) 및 받침판(170) 주변의 지면을 모두 포함하도록, 고정점 P0는 받침판(170)의 일측에 치우치게 형성되는 것이 좋다. 고정점 P0를 기준으로 회동하는 제1 암(111), 제2 암(112), 받침판(170)의 일측에 치우치게 형성된 고정점 P0를 통해 드로잉 부재(113)는 받침판(170)에 놓인 가공물에 선을 드로잉하거나, 받침판(170)으로부터 도피된 후 지면에 놓인 가공물에 선을 드로잉할 수 있다.
드로잉부(110)는 이동부(130)에 고정된 고정점 P0를 기준으로 설정 범위 내에서 연속된 작업이 가능하게 형성될 수 있다. 일 예로, 드로잉부(110)가 제1 암(111) 및 제2 암(112)을 포함하는 경우, 드로잉부(110)의 설정 범위는 제1 암(111)의 길이와 제2 암(112)의 길이의 합을 반지름으로 하는 원주일 수 있다. 설정 범위를 증가시키기 위해 제1 암(111) 또는 제2 암(112)은 길이가 가변되게 형성될 수 있다.
제어부(150)는 가공물에 드로잉될 선이 설정 범위를 벗어나면, 드로잉부(110)가 설정 범위를 벗어난 선을 드로잉 가능하게 이동부(130)를 이동시킬 수 있다. 이동부(130)에 따르면, 일정 위치에 고정된 가공물에 대해 고정점 P0가 변경될 수 있으므로, 가공물의 크기에 상관없이 가공물의 전 영역에 선이 드로잉될 수 있다.
제어부(150)는 현 가공물에 대한 드로잉 작업이 완료되면, 다음 가공물이 배치된 위치로 이동부(130)를 이동시킬 수 있다. 제어부(150)는 현재 위치로부터 다음 가공물의 배치 위치까지 이동부(130)가 이동하는 동안 드로잉부(110)를 기설정된 이송 위치에 대기시킬 수 있다.
고정점에 대해서 움직이는 드로잉부(110)에 따르면, 드로잉부(110)가 탑재된 이동부(130)의 무게 중심이 수시로 변화될 수 있다. 이동부(130)는 장애물에 해당하는 각종 부산물이 바닥에 널려지는 작업 현장의 지면을 따라 움직이므로, 일측에 무게 중심이 쏠린 상태로 이동하면 쉽게 넘어지고, 드로잉 작업이 지연될 수 있다.
이동부(130)가 넘어지는 현상을 방지하기 위해 이동부(130)의 이동 구간 동안 드로잉부(110)가 대기되는 이송 위치는 평면상으로 드로잉 로봇 전체의 무게 중심이 이동부(130)의 중앙을 추종하도록 하는 드로잉부(110)의 위치로 설정될 수 있다. 이 구성에 따르면, 드로잉부(110)가 탑재된 이동부(130)의 무게 중심이 이동 중 이동부(130)의 중앙에 형성되므로, 이동부(130)가 넘어지는 현상이 최대한 방지될 수 있다.
이동부(130)가 이동할 위치는 사전에 작업 단말기로부터 제어부(150)로 제공될 수 있다. 다시 말해, 제어부(150)는 작업 현장에 놓인 각 가공물의 위치를 사전에 입수할 수 있다. 제어부(150)는 각 가공물의 위치에 맞춰 이동부(130)를 이동시킬 수 있다.
그런데, 각 가공물의 위치는 작업자 등에 의해 일부 달라질 수 있다. 일 예로, 작업 현장에서 일하는 작업자가 가공물을 툭 치고 지나갈 수 있다. 이에 따르면, 해당 가공물의 위치는 제어부(150)가 알고 있는 위치가 아닌 다른 위치로 틀어진 상태일 수 있다. 이 상태로 드로잉부(110)의 작업이 진행되면 해당 가공물에는 정상적으로 선이 드로잉될 수 없다.
가공물의 위치 변화에 따라 드로잉부(110)의 작업 위치를 보정하기 위해 본 발명의 드로잉 로봇은 감지부를 더 포함할 수 있다.
감지부는 가공물을 감지하는 카메라, 거리 측정기 등을 포함할 수 있다.
제어부(150)는 이동부(130)에 의해 드로잉부(110)가 다음 가공물의 위치로 이동하면, 감지부를 통해 감지된 가공물의 위치를 기준으로 드로잉부(110)의 초기 작업 위치를 보정할 수 있다. 감지부 및 제어부(150)에 의해 드로잉부(110)의 초기 작업 위치가 보정되므로, 가공물의 위치가 초기 입력값과 다르게 변경되더라도, 드로잉부(110)는 가공물에 대해 정확하게 선을 드로잉할 수 있다.
도 2는 제어부(150)에서 생성된 드로잉부(110)의 목표 궤적을 나타낸 그래프이다.
제어부(150)는 작업 단말기 등으로부터 선 데이터를 입력받고, 선 데이터에 기초하여 선을 구성하는 좌표의 순서를 분석하여 드로잉부(110)의 목표 궤적을 산출할 수 있다.
목표 궤적은 스플라인 보간법에 의해 각 좌표 간의 연결 부위가 곡선으로 처리된 것일 수 있다.
도 2의 (a)는 선 데이터로부터 추출된 좌표를 직선으로 연결하는 선형 보간법을 나타낸다. 선형 보간법에 의해 생성된 목표 궤적을 따라 드로잉부(110)가 움직이면, 가공물에 형성된 선에는 단차를 갖는 계단 현상이 나타날 수 있다.
계단 현상을 없애면서 선 데이터를 정확하게 구현하기 위해 각 좌표 간의 연결 부위는 도 2의 (b)와 같이 곡선으로 처리되는 것이 좋다.
도 2의 (b)는 아래의 수학적 사상에 따른 3차 스플라인 보간법에 의해 형성된 것이다.
3차 스플라인 보간법은 서로 떨어져 있는 2개의 좌표를 연결할 때, 연결선을 3차 다항식으로 만드는 것일 수 있다.
(a) Sj(xj) = f(xj) and Sj(xj+1) = f(xj+1) for each j = 0, 1, ...n-1;
(b) Sj+1(xj+1) = Sj(xj+1) for each j = 0, 1, ...n-2;
(c) S'j+1(xj+1) = S'j(xj+1) for each j = 0, 1, ...n-2;
(d) S''j+1(xj+1) = S''j(xj+1) for each j = 0, 1, ...n-2;
(i) S''(x0) = S''(xn) = 0
(ii) S'(x0) = f'(x0) and S'(xn) = f'(xn)
1. 각 좌표에서 원래의 데이터의 값 xj를 곡선이 지나간다.
2. 각 좌표에서 두 곡선이 만나야 한다. 즉, 각 좌표 xj에서 두 곡선의 함수값을 같게 한다.
3. 각 좌표에서 두 곡선의 굴곡, 매끄럽기를 같게 한다. 즉, 각 좌표 xj에서 두 곡선의 미분값을 같게 한다.
4. 두 곡선이 '더욱' 매끄럽게 만나도록, 각 좌표 xj에서 두 곡선의 이차미분값을 같게 한다.
도 3은 드로잉부(110)를 구성하는 제1 암(111)과 제2 암(112)의 동작을 나타낸 개략도이고, 도 4는 드로잉부(110) 제어의 수학적 기반을 나타낸 개략도이다.
드로잉부(110)는 고정점 P0를 기준으로 회전하는 제1 암(111), 제1 암(111)의 단부를 기준으로 회전하는 제2 암(112)을 이용해서 직선을 포함한 각종 선을 드로잉할 수 있다. 즉, 드로잉부(110)는 임의의 가상선 x축에 대한 제1 암(111)의 회전 각도 θ1 및 제1 암(111)의 연장선에 대한 제2 암(112)의 회전 각도 θ2의 제어를 통해 모든 선을 드로잉할 수 있다.
제1 암(111)과 제2 암(112)을 포함하는 드로잉부(110)는 역기구학(Inverse Kinematics) 모델에 기반해서 제어될 수 있다.
제1 암(111)의 길이가 L1이고, 제2 암(112)의 길이가 L2일 때, 드로잉부(110)의 좌표 (x,y)는 k1, k2, θ1에 의해 결정될 수 있다.
이때, k1 = L1 + L2cosθ2이고,
k2 = L2sinθ2이며,
θ1 = atan2(y,x) - atan2(k2,k1)이다.
도 5는 이동부(130)의 동작을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이동부(130)는 다양하게 이동되도록 구성될 수 있다. 일 예로, 이동부(130)는 전진(Forward), 후진(Reverse), 일반 좌회전(Turn Left), 일반 우회전(Turn Right)이 가능하게 형성될 수 있다. 또한, 이동부(130)는 제자리 좌회전(Rotate counter clockwise), 제자리 우회전(Rotate clockwise), 좌측 슬라이딩(Left slide), 우측 슬라이딩(Right slide) 가능하게 형성될 수 있다.
이동부(130)에는 드로잉부(110)가 지지되는 받침판(170)이 마련될 수 있다. 이때의 받침판(170)은 가공물을 받치는 용도로도 이용될 수 있다.
바퀴는 받침판(170)의 일측과 타측에 각각 마련될 수 있다. 다양한 이동 기능이 제공되도록, 받침판(170)의 일측에 배치된 바퀴와 받침판(170)의 타측에 배치된 바퀴는 제어부(150)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.
특히, 좌측 슬라이딩과 우측 슬라이딩이 가능하게 이동부(130)는 적어도 4개의 바퀴를 포함할 수 있다.
받침판(170)의 좌측 앞뒤에 각각 바퀴가 1개씩 마련되고, 받침판(170)의 우측 앞뒤에 각각 바퀴가 1개씩 마련될 수 있다. 이때, 각 바퀴의 회전축은 모두 평행할 수 있다.
지면에 접촉되는 각 바퀴의 접촉면에는 회전축에 기울어진 사선 형상의 주름이 형성될 수 있다.
이때, 주름의 방향은 대각선 위치에 배치된 바퀴끼리 동일하고, 회전축에 수평하게 배치되거나 수직하게 배치된 바퀴끼리는 서로 다를 수 있다.
이때, 받침판(170)의 좌측 앞뒤의 바퀴가 서로 반대 방향으로 회전하거나, 우측 앞뒤의 바퀴가 서로 반대 방향으로 회전하면, 받침판(170)을 포함한 이동부(130)는 회전없이 좌측으로 슬라이딩되거나 우측으로 슬라이딩될 수 있다.
일 예로, 도 5에서는 좌측 앞바퀴와 우측 뒷바퀴의 주름 방향이 '/'로 형성되고, 좌측 뒷바퀴와 우측 앞바퀴의 주름 방향이 '＼'로 형성되고 있다.
이 상태에서, 도 5의 (b) 'Right slide'와 같이 좌측 앞바퀴가 앞으로 회전하고, 좌측 뒷바퀴가 뒤로 회전하면 나사산의 원리에 따라 이동부(130)는 우측으로 슬라이딩될 수 있다. 우측 앞바퀴가 뒤로 회전하고, 우측 뒷바퀴가 앞으로 회전해도 마찬가지로 이동부(130)는 우측으로 슬라이딩될 수 있다.
각 바퀴의 회전 방향이 도 5의 (b) 'Left slide'와 같이 반대가 되면, 이동부(130)는 좌측으로 슬라이딩될 수 있다.
좌우측 슬라이딩 기능까지 겸비한 이동부(130)에 따르면, 드로잉 로봇은 작업 현장에 존재하는 어떠한 장애물이더라도 통과해서 목표 지점에 도달할 수 있다.
도 6은 드로잉 작업을 나타낸 사진이다.
도 6에는 드릴을 이용해서 목재 가공물에 음각의 선을 드로잉하는 모습이 나타난다.
본 발명의 드로잉 로봇은 드로잉부(110)에 의해 드로잉 작업이 수행되며, 필요한 경우 드릴이 가공물에 접촉된 상태에서 이동부(130)가 이동하는 것에 의해서도 선이 드로잉될 수 있다. 물론, 이동부(130)가 이동하는 구간 동안 드릴이 가공물로부터 이격되고, 이동부(130)의 이동이 완료된 후 다시 가공물에 드릴을 접촉시켜 드로잉 작업을 속행해도 무방하다. 따라서, 본 발명에 따르면, 대규모의 가공물에 대한 가공이 가능하다. 또한, 드로잉부(110)가 가공물에 접촉한 상태를 유지하면서 이루어지는 이동부(130)에 의하면, 러프한 선이 요구되는 예술 작업 등에 활용이 가능하다.
도 7은 본 발명의 드로잉 로봇의 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.
제어부(150)는 드로잉 정보가 포함된 이미지(Image) 파일을 획득할 수 있다.
제어부(150)는 이미지 파일을 그레이(gray) 스케일로 변환하고, 이미지 파일에 포함된 사이즈 정보를 이용해서 가공물에 드로잉할 선의 크기(두께, 길이)를 리사이즈(resize)할 수 있다. 이미지 파일에는 가공물에 대한 선 데이터가 포함될 수 있다.
제어부(150)는 리사이즈된 선 정보를 이용해서 드로잉부(110)의 암(robot arm)을 제어해서 드로잉 작업을 진행시킬 수 있다. 결과적으로 제어부(150)는 리사이즈된 선에 따라 드로잉부(110)를 움직일 수 있다.
만약, 이미지 파일의 획득, 그레이 스케일 변환, 리사이즈가 작업 단말기에서 이루어진다면, 작업 단말기는 UART 통신 등을 통해 리사이즈 정보를 드로잉 로봇(Due)로 전달할 수 있다. 해당 리사이즈 정보는 제어부(150)에 의해 드로잉부(110)의 제어에 이용될 수 있다.
제어부(150)는 현 위치에서 드로잉부(110)의 작업이 완료되면 이동부(130)를 구동시켜 드로잉부(110)를 다른 장소로 이동시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
110...드로잉부 111...제1 암
112...제2 암 113...드로잉 부재
130...이동부 150...제어부
170...받침판

Claims (9)

  1. 가공물에 선을 드로잉하는 드로잉부;
    선 데이터에 기초하여 상기 드로잉부를 움직이는 제어부;
    지면을 따라 움직이는 바퀴가 마련되고, 상기 드로잉부를 탑재한 상태로 이동하는 이동부;
    를 포함하는 드로잉 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드로잉부는 상기 이동부에 고정된 고정점을 기준으로 회동하는 제1 암, 상기 제1 암의 단부를 기준으로 회동하는 제2 암, 상기 제2 암의 단부에 형성된 드로잉 부재를 포함하고,
    상기 이동부에는 상기 가공물을 받치는 받침판이 마련되고,
    상기 드로잉 부재는 상기 제1 암 및 상기 제2 암에 의해 평면상으로 상기 받침판으로부터 도피 가능하게 형성되며,
    상기 드로잉 부재는 상기 받침판에 놓인 가공물에 선을 드로잉하거나, 상기 받침판으로부터 도피된 후 상기 지면에 놓인 가공물에 선을 드로잉하는 드로잉 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동부에는 상기 드로잉부가 지지되는 받침판이 마련되고,
    상기 바퀴는 상기 받침판의 일측과 타측에 각각 마련되며,
    상기 받침판의 일측에 배치된 바퀴와 상기 받침판의 타측에 배치된 바퀴는 상기 제어부에 의해 독립적으로 제어되는 드로잉 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동부에는 상기 드로잉부가 지지되는 받침판이 마련되고,
    상기 받침판의 좌측 앞뒤에 상기 바퀴가 각각 1개씩 마련되고, 상기 받침판의 우측 앞뒤에 상기 바퀴가 각각 1개씩 마련되며,
    각 바퀴의 회전축은 모두 평행하고,
    상기 지면에 접촉되는 각 바퀴의 접촉면에는 상기 바퀴의 회전축에 기울어진 사선 형상의 주름이 형성되며,
    상기 주름의 방향은 평면상으로 대각선 위치에 배치된 바퀴끼리 동일하고, 상기 회전축에 수평하게 배치되거나 수직하게 배치된 바퀴끼리는 서로 다르게 형성되고,
    상기 제어부에 의해 상기 받침판의 좌측 앞뒤의 바퀴가 서로 반대 방향으로 회전하거나, 우측 앞뒤의 바퀴가 서로 반대 방향으로 회전하면, 상기 이동부는 좌측으로 슬라이딩되거나 우측으로 슬라이딩되는 드로잉 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드로잉부는 상기 이동부에 고정된 고정점을 기준으로 설정 범위 내에서 연속된 작업이 가능하게 형성되고,
    상기 제어부는 상기 가공물에 드로잉될 선이 상기 설정 범위를 벗어나면, 상기 드로잉부가 상기 설정 범위를 벗어난 선을 드로잉 가능하게 상기 이동부를 이동시키는 드로잉 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 현 가공물에 대한 드로잉 작업이 완료되면, 다음 가공물이 배치된 위치로 상기 이동부를 이동시키며, 현재 위치로부터 상기 다음 가공물의 배치 위치까지 상기 이동부가 이동하는 동안 상기 드로잉부를 기설정된 이송 위치에 대기시키고,
    상기 이송 위치는 평면상으로 전체 무게 중심이 상기 이동부의 중앙을 추종하도록 하는 상기 드로잉부의 위치인 드로잉 로봇.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가공물을 감지하는 감지부;를 포함하고,
    상기 제어부는 현 가공물에 대한 드로잉 작업이 완료되면, 다음 가공물이 배치된 위치로 상기 이동부를 이동시키며,
    상기 제어부는 상기 이동부에 의해 상기 드로잉부가 상기 다음 가공물의 위치로 이동하면, 상기 감지부를 통해 감지된 상기 가공물의 위치를 기준으로 상기 드로잉부의 초기 작업 위치를 보정하는 드로잉 로봇.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 드로잉 정보가 포함된 이미지 파일을 획득하고,
    상기 이미지 파일을 그레이(gray) 스케일로 변환하며,
    상기 이미지 파일에 포함된 사이즈 정보를 이용해서 상기 가공물에 드로잉할 선을 리사이즈하고,
    리사이즈된 선에 따라 상기 드로잉부를 움직이는 드로잉 로봇.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 선 데이터를 입력받고, 선 데이터에 기초하여 선을 구성하는 좌표의 순서를 분석하여 상기 드로잉부의 목표 궤적을 산출하며,
    상기 목표 궤적은 스플라인 보간법에 의해 각 좌표 간의 연결 부위가 곡선으로 처리된 것인 드로잉 로봇.
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