KR20180062602A - 산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법 - Google Patents

산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법 Download PDF

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KR20180062602A
KR20180062602A KR1020160162452A KR20160162452A KR20180062602A KR 20180062602 A KR20180062602 A KR 20180062602A KR 1020160162452 A KR1020160162452 A KR 1020160162452A KR 20160162452 A KR20160162452 A KR 20160162452A KR 20180062602 A KR20180062602 A KR 20180062602A
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정주노
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Abstract

본 발명은 산업용 다수의 회전 암을 가지는 작업용 산업용 로봇을 이용함에 있어서, 산업용 로봇의 작업 중 산업용 로봇과 주변의 장비 및 작업자와의 충돌을 방지할 수 있고, 산업 로봇의 특정 동작 범위를 용이하게 교육할 수 있는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치는 서로 결합되어 각각이 개별적으로 이동하는 다수의 암부, 상기 암부에 설치되어 접근하는 물체와의 거리를 감지하는 센싱부 및 상기 센싱부에서 감지하는 암부와 물체와의 거리에 따라 암부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법{Apparatus of industrial robot for preventing collision, preventing collision and teaching method for industrial robot using thereof}
본 발명은 산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법에 관한 것으로 보다 상세히는 다수의 회전 암을 가지는 작업용 산업용 로봇을 이용함에 있어서, 산업용 로봇의 작업 중 산업용 로봇과 주변의 장비 및 작업자와의 충돌을 방지할 수 있고, 산업 로봇의 특정 동작 범위를 용이하게 교육할 수 있는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법에 관한 것이다.
산업용 로봇은 산업현장의 특성에 맞게 다양하게 사용되고 있다. 그 중, 다수의 암이 결합된 산업용 로봇은 그 특성상 작업 범위가 매우 넓고, 산업분야에 따라 다양하게 적용 가능하기 때문에 산업 현장에서 널리 사용되고 있다.
이러한 산업용 로봇에 관해서는, 한국등록특허 제10-1395140호("산업용 로봇", 공개일 2014.05.27., 이하 선행기술 1)에 개시되어 있다. 도 1은 선행기술 1의 대표도면을 도시한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 산업용 로봇은 서로 다른 축으로 회전 가능한 다수의 암이 서로 결합되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 다른 축으로 회전 가능한 다수의 암은 그 동작 범위가 매우 넓기 때문에, 산업용 현장에서 적용하기 유용한 측면이 있지만, 산업용 로봇과 작업자가 함께 일하는 경우 작업자가 산업용 로봇과 충돌하여 작업자가 부상을 입는 경우가 발생할 수 있다. 이는 작업자에 국한된 문제가 아니며, 산업용 로봇이 다른 장비와 충돌하여 산업용 로봇 또는 다른 장비가 손상되는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-1395140호("산업용 로봇", 공개일 2014.05.27.)
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법은 산업용 로봇의 동작범위에 예상치 못한 작업자 또는 장비가 나타나더라도 충돌을 방지할 수 있고, 산업용 로봇의 회전 범위를 티칭할 수 있는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치는, 서로 결합되어 각각이 개별적으로 이동하는 다수의 암부, 상기 암부에 설치되어 접근하는 물체와의 거리를 감지하는 센싱부 및 상기 센싱부에서 감지하는 암부와 물체와의 거리에 따라 암부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센싱부는 자력센서(200), 광학센서 또는 초음파센서이며, 상기 센싱부가 자력센서(200)일 경우 상기 산업용 로봇의 충돌 방지 장치는 충돌을 방지하고자 하는 대상에 결합되는 자석(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자석(300)은 부착식인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자석(300)은 전자석인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 자력센서(200)에서 감지한 자기장의 세기가
Figure pat00001
이상
Figure pat00002
이하면 상기 암부의 동작의 속도를 늦추고,
Figure pat00003
이상
Figure pat00004
이하이면 상기 암부의 동작을 정지하며,
Figure pat00005
을 초과하면 상기 암부를 자기장의 세기가 멀어지는 방향으로 동작시키는 것을 특징으로 한다.
산업용 로봇의 충돌 방지 방법은, 산업용 로봇의 암부에 결합된 센싱부에서 접근하는 물체와의 거리를 측정하는 감지단계(S1) 및 상기 감지단계에서 측정한 암부와 접근하는 물체간의 거리에 따라 암부의 동작을 제어하는 암부 제어단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지단계(S1)는 센싱부가 물체에 부착된 자석에서 발산하는 자기장의 세기 및 방향을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 암부 제어단계(S2)는 상기 감지단계(S1)에서 감지된 자기장의 세기가
Figure pat00006
이상
Figure pat00007
이하면 상기 암부의 동작의 속도를 늦추고,
Figure pat00008
이상
Figure pat00009
이하이면 상기 암부의 동작을 정지하며,
Figure pat00010
을 초과하면 상기 암부를 자기장의 세기가 약해지는 방향으로 동작시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법은, 산업용 로봇의 암부 중 티칭 하고자 하는 암부를 제외한 나머지 암부를 고정시키는 고정단계 및 상기 고정단계에서 고정되지 않은 암부에 부착된 센싱부에 물체를 접근시키고, 이에 따라 암부를 이동시켜 암부의 이동 범위를 티칭하는 티칭단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치, 산업용 로봇의 충돌 방지 방법 및 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법에 의하면, 산업용 로봇의 회전범위에 작업자 또는 장비가 접근하더라도 산업용 로봇에 결합된 자력센서가 작업자 또는 장비에 결합된 자석을 감지하여 충돌을 방지해 작업자의 부상을 방지하거나 산업용 로봇과 장비의 손상을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 충돌방지를 하고자 하는 작업자 또는 장비에 자석이 부착식으로 형성되기 때문에, 충돌 방지를 하고자 하는 작업자 또는 장비를 쉽게 변경 가능한 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 작업자 또는 장비에 부착되는 자석이 전자석 형태이기 때문에 전자석의 전원의 공급유무에 따라 충돌방지 여부를 결정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 특정 회전 암을 제외한 다른 회전 암을 고정한 후 자석을 이용하여 특정 회전 암의 동작 범위를 교육할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 산업용 로봇의 개략도.
도 2는 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치의 사시도.
도 3은 도 2의 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 제어부의 동작을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 산업용 로봇의 충돌 방지 방법의 순서도.
[산업용 로봇의 충돌 방지 장치]
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 장치는 암부, 센싱부 및 제어부를 포함하여 형성된다.
상기 암부는 다수개가 서로 결합되어, 각각이 개별적으로 이동하는 구성으로, 도 2에서 상기 암부는 상하 방향을 축으로 회전하는 제1암부(110) 및 제2암부(120)와, 상하 방향으로 이동 가능한 제3암부(130)로 구성된다.
도 2에 도시된 본 발명의 일실시예는 일반적인 산업용 로봇 중 하나를 나타낸 것으로, 도 2에서 상기 암부의 일부는 상하 방향을 축으로 회전하고, 일부는 상하 방향으로 이동이 가능하도록 서로 결합되어 있지만 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 3차원 공간을 X축, Y축 및 Z축으로 구분했을 때 각각의 축으로 회전하는 다수의 암이 결합된 형태와 같은 다른 형태의 산업용 로봇에도 적용 가능하다.
상기 센싱부는 상기 암부에 설치되어 접근하는 물체와의 거리를 감지하는 구성성으로, 상기 센싱부는 자기장의 세기 및 방향을 측정하는 자력센서(200)가 될 수 도 있고, 이와는 다른 방식의 광학센서 또는 초음파센서가 될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 자력센서(200)는 상기 암부에 설치되어 자기장의 세기 및 방향을 감지한다. 상기 자력센서(200)는 상기 암부의 어디든 설치 가능하지만, 일반적으로 상기 암부의 이동반경의 가장 외곽쪽에 결합된다. 이의 실시예로써 제1자력센서(210) 및 제2자력센서(220)는 각각 상하 방향을 축으로 회전하는 상기 제1암(110) 및 제2암(120)의 끝단에 결합되어 있다. 이는 회전축을 기준으로 먼 위치일수록 각운동량이 높아져 해당 부분이 다른 물체와 충돌할 경우 충격량이 가장 크기 때문에, 회전축을 기준으로 가장 먼 위치에 자력센서(200)를 설치하여, 해당 부분의 충돌을 방지하기 위해서이다. 그러나 이는 본 발명의 일실시예일 뿐이며, 작업 현장의 특수성 및 사용자의 의도에 따라 상기 자력센서는 상기 암부의 어느 위치에도 설치 가능하다.
상기 자력센서(200)는 상기 암부의 이동 방향의 표면에 설치될 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 제1자력센서(210)는 상기 제1암(110) 끝단 중 회전하는 방향의 표면에 설치되어 있다. 이는 상기 제1암(110)의 회전하는 방향의 표면이 상기 제1암(110)의 회전시 작업자 또는 장비와 충돌할 가능성이 가장 높기 때문에, 해당 부분에 상기 제1자력센서(210)를 설치하여 자기장을 보다 용이하게 감지할 수 있게 하여 충돌을 방지하기 위함이다.
상기 센싱부가 광학센서인 경우, 다양한 방식의 센서가 사용될 수 있으며 대표적으로는 적외선센서가 사용될 수 있다. 상기 적외선센서와 초음파센서는 센서와 측정대상간의 거리를 측정하는 방식은 유사한데, 이를 간략히 설명하면 적외선 또는 초음파를 발산하고, 물체에 반사되어 나오는 신호를 수신하여 발신 및 수신에 걸리는 시간을 측정해 센서와 물체와의 거리를 측정하는 방식이다.
상기 센싱부에서 측정한 암부와 충돌을 방지하고자 하는 대상간의 거리는 상기 제어부에서 암부를 제어하는 피드백 신호로 사용된다.
상기 센싱부가 자력센서(200)일 경우, 충돌을 방지하고자 하는 물체에서 자기장을 발산해야 한다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 자석(300)이 충돌을 방지하고자 하는 대상에 결합되는데, 본 발명의 일실시예에서는 상기 자석(300)은 작업자의 안전모에 결합된다.
상기 자석(300)은 스스로를 중심으로 3차원공간상에 일정한 범위의 자기장을 형성하는데, 자기장의 세기는 상기 자석(300)과의 거리에 반비례한다. 즉, 상기 자력센서(200)에서 측정되는 상기 자석(300)의 자기장의 세기는 상기 자력센서(200)와 자석(300)간의 거리가 가까워질수록 강해지며, 이를 이용하여 상기 자력센서(200)와 자석(300)간의 거리를 측정할 수 있다.
상기 자석(300)은 부착식으로 형성되어, 사용자가 원하는 부분에 부착가능하다. 예를 들어, 도 2에서는 작업자의 안전모의 전면에 상기 자석(300)이 부착되어 작업자의 안전모의 전면과 상기 암부간의 충돌을 방지했지만, 작업자의 안전모의 전면이 아닌 다른 면에도 부착할 수 있고, 안전모가 아닌 충돌을 방지하고자 하는 다른 장비에 상기 자석(300)을 부착하는 방식으로 충돌을 방지할 수 있다.
상기 자석(300)은 전자석으로 형성되어 전자석의 ON/OFF에 따라 자기장을 발산하거나 발산하지 않을 수 있다. 이는 필요에 따라 상기 자석(300)을 사용하지 않고 상기 암부에 근접하는 경우가 있을 수 있기 때문이다.
상기 제어부는 상기 센싱부에서 감지하는 암부와 충돌을 방지하고자 하는 대상간의 거리에 따라 상기 암부의 동작을 제어한다. 도 2에 도시된 본 발명의 일실시예에서 상기 센싱부는 자력센서(200)이기 때문에, 상기 자력센서(200)에서 감지하는 자기장의 세기에 따라 상기 암부의 동작을 제어한다. 상술했듯, 상기 자력센서(200)에서 감지하는 자기장의 세기에 따라 상기 자력센서(200)와 자석(300)간의 거리를 측정할 수 있다. 따라서 상기 제어부는 상기 자력센서(200)와 자석(300)간의 거리에 따라 상기 암부의 동작을 결정하는 자기장의 기준세기
Figure pat00011
,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
을 결정하고, 이를 기준으로 암부의 동작 방향 및 동작 유무를 결정한다.
상기 제어부에 대해서 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.
도 4는 상기 제어부가 상기 자력센서(200)에서 감지한 상기 자석(300)의 자기장의 세기에 따라 상기 제2암부(120)의 동작을 제어하는 과정을 도시한 것이다. 도 4a에서 상기 제2암부(120)는 시계 반대방향으로 회전하는 중이며, 자석(300)이 부착된 안전모를 쓴 작업자는 좌측으로 걸어가는 중이다. 도 4a 상황에서 상기 제2암부(120)의 끝단에 설치된 제2자력센서(미도시)에서 자기장은 감지되지 않는다.
도 4b에서는 상기 제2암부(120)와 작업자가 근접하였다. 이때, 상기 제2암부(120)의 끝단에 설치된 제2자력센서는 작업자의 안전모에 부착된 자석(300)에서 발산하는 자기장의 세기를 감지하고, 이 신호를 상기 제어부로 보낸다. 상기 제어부는 이 신호, 즉 자기장의 세기가
Figure pat00014
을 초과하는지 여부를 판단하고,
Figure pat00015
을 초과하면 상기 제2암부(120)의 회전 속도를 줄이도록 한다. 이때, 상기 제어부는 작업자에게 위험을 경고하기 위해 별도의 경보수단을 통해 경보음을 출력하여 작업자 스스로가 충돌을 방지할 수 있도록 할 수 있다.
상기 경보수단은 상기 암부가 포함된 산업용 로봇의 어느 부분에도 설치될 수 있으나, 가장 바람직하게는 상기 제2자력센서와 인접한 부분에 설치될 수 있다. 상기 경보수단은 상기 제2자력센서에 국한된 것은 아니며, 복수의 자력센서가 설치된 위치에 인접한 부분에 각각 경보수단이 결합되어, 각각의 자력센서와 연동되어 인접하여 설치된 경보수단이 동작할 수 있다.
도 4b의 상황에서 작업자가 상기 제2암부(120)에 보다 근접하면, 상기 제2자력센서에서 감지하는 상기 자석(300)의 자기장의 세기는 보다 강해진다. 상기 제2자력센서에서 감지하는 상기 자석(300)의 자기장의 세기가 기준치인
Figure pat00016
을 초과하게 되면, 상기 제어부는 상기 제2암부(120)의 동작을 정지시킨다.
상기 제어부가 상기 제2암부(120)의 동작을 정지시킨 이후에도 작업자가 상기 제2암부(120)에 보다 근접하면, 상기 제2자력센서에서 감지하는 상기 자석(300)의 자기장의 세기는 보다 강해진다. 상기 제2자력센서에서 감지하는 상기 자석(300)의 자기장의 세기가 기준치인
Figure pat00017
을 초과하면, 상기 제어부는 상기 제2암부(120)를 반대방향, 즉 시계방향으로 회전시켜 상기 제2암부(120)와 작업자를 서로 멀어지게 하여, 상기 제2암부(120)와 작업자의 충돌을 방지한다.
상기한 바와 같은 상기 제어부의 실시예를 통해, 상기
Figure pat00018
,
Figure pat00019
및
Figure pat00020
는 다음과 같은 식을 만족하는 것을 알 수 있다. (
Figure pat00021
<
Figure pat00022
<
Figure pat00023
)
상기
Figure pat00024
,
Figure pat00025
및
Figure pat00026
의 세기는 상기 자력센서(200) 및 자석(300)의 설계 사항이나 사용자의 설정으로 변동될 수 있으며, 이를 실험적으로 도출해 내는 것 또한 가능하다.
도 4에 도시된 실시예는 작업자 및 암부가 서로 근접하도록 이동하는 경우를 설명하고 있으나, 이 외에도 작업자는 정지해 있고, 암부가 이동하며 작업자에 근접하는 경우가 있을 수 있다. 통상 이런 경우에는 산업용 로봇의 암부가 작업자의 뒤쪽에서 접근하여 접근자체를 인식하지 못하는 경우가 많으므로, 이를 방지하기 위해 도 4에 도시된 것과는 달리 자석(300)이 작업자의 안전모 후측에 결합되어, 이동하는 산업용 로봇의 암부와 작업자와의 충돌을 방지하는 경우가 있을 수 있다.
도 4를 참고하여 설명한 실시예는 자력센서(200)에서 측정한 자석(300)의 자기장의 세기에 따라 제어부가 암부를 제어하는 경우이고, 이외에도 상기 자력센서(200)가 상술한 적외선센서 또는 초음파센서일 경우에도 적용 가능하다.
[산업용 로봇의 충돌 방지 방법]
본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 방법은 기설명한 상기 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 사용하는 것으로써, 이하 상기 산업용 로봇의 충돌 방지 장치와 동일한 명칭의 구성 또는 도번을 사용할 경우 동일한 구성으로 간주한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 방법에 관하여 상세히 설명하다.
본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 방법은 감지단계(S1) 및 암부 제어단계(S2)를 포함한다.
상기 감지단계(S1)는 산업용 로봇의 암부에 결합된 센싱부에서 접근하는 물체와의 거리를 측정하는 단계이다. 도 5는 상기 센싱부가 자력센서(200)이고, 상기 물체에 자력센서(300)가 포함된 경우의 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 방법의 순서도를 도시한 것이다.
상기 감지단계(S1)는 본 발명에 의한 산업용 로봇의 충돌 방지 방법이 적용되는 동안 지속적으로 수행될 수 있다.
상기 자력센서(200)에서 감지하는 자기장은 충돌을 방지하고자 하는 작업자 또는 장비에 부착된 자석에서 발생하는 자기장으로, 대표적으로는 도 2에 도시된 바와 같이 작업자의 안전모에 부착된 자석(300)에서 발생하는 자기장일 수 있다.
상기 암부 제어단계(S2)는 상기 감지단계에서 측정한 암부와 접근하는 물체간의 거리에 따라 암부의 동작을 제어하는 단계로, 도 5의 실시예에서는 상기 감지단계(S1)에서 자기장이 감지되면, 제어부에서 감지된 자기장의 세기에 따라 로봇의 암부의 동작을 제어한다. 상기 암부 제어단계(S2)에서 상기 암부의 동작을 어떻게 제어하느냐는 감지된 자기장의 세기에 따라 다르다.
도 5에는 본 발명의 상기 암부 제어단계(S2)에서는 감지된 자기장의 세기 F를 기준 자기장의 세기인
Figure pat00027
,
Figure pat00028
및
Figure pat00029
와 비교하여, F의 크기에 따라 암부를 각각 다르게 제어하는 구성을 도시되었으며, 도 5를 참고했을 때 기준 자기장의 세기의 비교는 다음과 같다. (
Figure pat00030
<
Figure pat00031
< )
도 5를 참고하여 상기 암부 제어단계(S2)를 설명하면, 상기 암부 제어단계(S2)에서 감지된 자기장의 세기 F가 기준 자기장의 세기인
Figure pat00033
이상
Figure pat00034
이하면, 상기 제어부는 상기 자석(300)이 부착된, 즉 충돌을 방지하고자 하는 장비 또는 작업자가 상기 암부와 일정 거리로 접근했다고 판단하고 상기 암부의 이동속도를 늦춘다. 이때, 상기 제어부는 상기 암부에 별도로 설치된 경보수단을 통해 작업자에게 충돌에 대한 경보를 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 자기장의 세기 F가 기준 자기장의 세기인
Figure pat00035
이상
Figure pat00036
이하면 상기 제어부는 충돌을 방지하고자 하는 장비 또는 작업자가 상기 암부와 더 접근했다고 판단하고, 상기 암부의 이동을 정지한다.
이후, 상기 충돌을 방지하고자 하는 장비 또는 작업자가 상기 암부와 더 접근하여 상기 자력센서에서 측정되는 자기장의 세기 F가 기준 자기장의 세기인
Figure pat00037
보다 더 커지면, 상기 제어부는 충돌을 방지하기 위해 상기 암부를 자기장의 세기가 약해지는 방향, 즉 상기 자석이 결합되어 있는 작업자 또는 장비와 멀어지는 방향으로 이동시켜 상기 암부와 작업자 또는 장비와의 충돌을 방지한다.
[산업용 로봇의 티칭 방법]
이하 산업용 로봇의 티칭 방법에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 산업용 로봇의 티칭 방법은 기설명한 상기 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 사용하는 것으로써, 이하 상기 산업용 로봇의 충돌 방지 장치와 동일한 명칭의 구성 또는 도번을 사용할 경우 동일한 구성으로 간주한다.
먼저 본 발명에 의한 산업용 로봇의 티칭 방법을 수행하기 위해, 티칭을 위한 상황인 것을 상기 제어부가 판단할 필요가 있다. 따라서 사용자는 별도의 설정 또는 프로그래밍을 통해 현 상황이 기설명한 산업용 로봇의 충돌 방지 방법을 수행하는 상황인지, 아니면 산업용 로봇의 티칭 방법을 수행하는 상황인지를 판단할 수 있는 별도의 스위치 역할을 할 수 있도록 한다.
본 발명에 의한 산업용 로봇의 티칭 방법은 고정단계 및 티칭단계를 포함한다.
상기 고정단계는 산업용 로봇의 암부 중 티칭 하고자 하는 암부를 제외한 나머지 암부를 고정시키는 단계이다. 본 발명에 의한 산업용 로봇의 티칭 방법은 한 번에 여러개의 암부의 동작 범위를 티칭할 수 있으나, 다수의 암부가 결합되어 있고, 각각의 암부의 움직임이 다른 암부의 움직임에 영향을 주기 때문에 본 발명의 일실시예에서는 한 번에 단일개의 암부만을 티칭 한다.
상기 티칭단계는 상기 고정단계에서 고정되지 않은 암부의 일측단에 부착된 자력센서에 자석을 접근시켜 상기 암부를 동작시켜 해당 암부의 회전 범위를 티칭하는 단계이다. 이는 상기 자력센서와 자석 간의 거리가 매우 가까워지면, 상기 자력센서에서 감지하는 자기장의 세기 F가
Figure pat00038
보다 강해지게 되고, 이에 따라 상기 제어부가 해당 자력센서가 결합되어 있는 암부를 자기장의 세기가 약해지는 방향, 즉 상기 자석과 멀어지는 방향으로 동작시키는 것을 활용한 것이다. 이때 상기 자석의 경우 특정 위치에 부착되어 있을 수 있으나, 부착되지 않고 작업자가 파지하고 있을 수 있다.
상기 제어부는 상기 티칭단계에서 이동된 암부의 동작을 별도의 설정값으로 저장하여, 추후에 작업시 활용할 수 있다.
상술한 산업용 로봇의 티칭 방법의 일실시예는 상기 암부에 자력센서가 설치되고, 충돌을 방지하고자 하는 물체에 자석이 결합된 경우를 설명한 것이나, 이 외에도 암부에 광학센서(대표적으로 적외선센서) 또는 초음파센서가 결합되어, 티칭하고자 하는 암부(고정되지 않은 암부)에 작업자의 손이나, 기타 물체를 접근시켜 해당 암부의 이동 범위를 티칭할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
110 : 제1암부
120 : 제2암부
130 : 제3암부
200 : 자력센서
210 : 제1자력센서
220 : 제2자력센서
230 : 제3자력센서
300 : 자석
S1 : 감지단계
S2 : 암부 제어단계

Claims (9)

  1. 서로 결합되어 각각이 개별적으로 이동하는 다수의 암부;
    상기 암부에 설치되어 접근하는 물체와의 거리를 감지하는 센싱부; 및
    상기 센싱부에서 감지하는 암부와 물체와의 거리에 따라 암부의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 센싱부는
    자력센서(200), 광학센서 또는 초음파센서이며,
    상기 센싱부가 자력센서(200)일 경우 상기 산업용 로봇의 충돌 방지 장치는 충돌을 방지하고자 하는 대상에 결합되는 자석(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 자석(300)은
    부착식인 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 자석(300)은
    전자석인 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 자력센서(200)에서 감지한 자기장의 세기가
    Figure pat00039
    이상
    Figure pat00040
    이하면 상기 암부의 동작의 속도를 늦추고,
    Figure pat00041
    이상
    Figure pat00042
    이하이면 상기 암부의 동작을 정지하며,
    Figure pat00043
    을 초과하면 상기 암부를 자기장의 세기가 멀어지는 방향으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 장치.
  6. 산업용 로봇의 암부에 결합된 센싱부에서 접근하는 물체와의 거리를 측정하는 감지단계(S1); 및
    상기 감지단계에서 측정한 암부와 접근하는 물체간의 거리에 따라 암부의 동작을 제어하는 암부 제어단계(S2);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 감지단계(S1)는
    센싱부가 물체에 부착된 자석에서 발산하는 자기장의 세기 및 방향을 측정하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 암부 제어단계(S2)는
    상기 감지단계(S1)에서 감지된 자기장의 세기가
    Figure pat00044
    이상
    Figure pat00045
    이하면 상기 암부의 동작의 속도를 늦추고,
    Figure pat00046
    이상
    Figure pat00047
    이하이면 상기 암부의 동작을 정지하며,
    Figure pat00048
    을 초과하면 상기 암부를 자기장의 세기가 약해지는 방향으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 충돌 방지 방법.
  9. 제 1항의 산업용 로봇의 충돌 방지 장치를 이용한 산업용 로봇의 티칭 방법에 있어서,
    산업용 로봇의 암부 중 티칭 하고자 하는 암부를 제외한 나머지 암부를 고정시키는 고정단계; 및
    상기 고정단계에서 고정되지 않은 암부에 부착된 센싱부에 물체를 접근시키고, 이에 따라 암부를 이동시켜 암부의 이동 범위를 티칭하는 티칭단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 티칭 방법.
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