KR20180073747A - 다기능 그리퍼 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다기능 그리퍼 제어 시스템에 관한 것으로서, 그립 동작을 수행하는 그리퍼, 그리퍼를 결합하는 로봇 본체에 위치하여 그리퍼의 그립 동작을 제어하는 본체 제어부, 및 그리퍼와 함께 로봇 본체에 결합되어 그리퍼의 상태를 감지하고 감지된 상태에 따라 그리퍼를 추가적으로 제어하는 그리퍼 제어부를 포함하며, 이를 통해 필요에 따라 다양한 기능을 수행하는 각종 그리퍼를 로봇 본체에 결합하여 이용하는 것이 가능하다.

Description

다기능 그리퍼 제어 시스템 {Multifunctional gripper control system}

본 발명은 로봇의 그리퍼를 제어하는 장치와 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇의 본체에 그리퍼를 결합할 때 해당 그리퍼의 제어부를 함께 결합하여 그리퍼의 다양한 기능을 제어할 수 있는 다기능 그리퍼 제어 시스템에 관한 것이다.

로봇팔의 끝단에 위치하여 그립 동작을 수행하는 그리퍼는 자동화 생산 설비에 널리 이용되고 있다. 그런데 기존 로봇은 그리퍼를 정해진 위치로 이동시키고 그립 동작을 이용해 물체를 집어 다른 위치로 이동시키는 단순 동작을 수행할 수 있을 뿐이어서, 전자 제품류의 조립 자동화 공정과 같이 정밀한 제조 공정에서는 이용하기 어렵다.

이러한 종래의 로봇을 정밀 공정에 이용하기 위해서는, 단순 그립 동작만을 수행할 수 있는 기존의 로봇을 정밀 동작이 가능한 다른 로봇으로 교체하여야 하는데, 로봇의 전체의 교체에 따른 과도한 비용이 발생하게 된다. 또한 로봇 전체를 교체하는 대신 그리퍼 부분만을 보다 정밀한 기능을 수행할 수 있는 그리퍼로 부분 교체하는 경우에는, 로봇 본체에 위치한 제어 장치가 새롭게 교체된 그리퍼의 제어 동작을 수행할 수 없게 되는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2014-0062218호(2014년 05월 23일 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 로봇의 본체와 그리퍼를 결합하는 경우 그리퍼 제어부를 함께 결합하고, 로봇 본체의 제어부에서 제어하지 못하는 그리퍼의 기능을 그리퍼 제어부를 이용해 제어할 수 있도록 하는 다기능 그리퍼 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다기능 그리퍼 제어 시스템은, 그립 동작을 수행하는 그리퍼, 상기 그리퍼를 결합하는 로봇 본체에 위치하여 상기 그리퍼의 그립 동작을 제어하는 본체 제어부, 및 상기 그리퍼와 함께 상기 로봇 본체에 결합되어 상기 그리퍼의 상태를 감지하고, 감지된 상태에 따라 상기 그리퍼를 추가적으로 제어하는 그리퍼 제어부를 포함한다.

본 발명의 다기능 그리퍼 제어 시스템에 있어서, 상기 그리퍼 제어부는, 상기 그리퍼의 그립 동작에 따른 강성을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 그리퍼의 그립 강성을 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다기능 그리퍼 제어 시스템에 있어서, 상기 그리퍼 제어부는, 상기 그리퍼의 자세를 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 그리퍼의 자세를 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다기능 그리퍼 제어 시스템에 있어서, 상기 그리퍼 제어부는, 상기 그리퍼의 제어 정보를 상기 본체 제어부로 전달하고, 상기 본체 제어부는, 상기 그리퍼 제어부로부터 전달받은 제어 정보를 반영하여 상기 그리퍼를 조정 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다기능 그리퍼 제어 시스템은, 그립 동작을 수행하는 그리퍼를 결합하는 로봇 본체에 위치하여 상기 그리퍼의 그립 동작을 제어하는 본체 제어부, 및 상기 그리퍼와 함께 상기 로봇 본체에 결합되어 상기 그리퍼의 상태를 감지하고, 감지된 상태에 따라 상기 그리퍼를 추가적으로 제어하는 그리퍼 제어부를 포함한다.

본 발명의 다기능 그리퍼 제어 시스템에 있어서, 상기 그리퍼 제어부는, 상기 그리퍼의 제어 정보를 상기 본체 제어부로 전달하고, 상기 본체 제어부는, 상기 그리퍼 제어부로부터 전달받은 제어 정보를 반영하여 상기 그리퍼를 조정 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다기능 그리퍼 제어 시스템에 따르면, 로봇에 그리퍼를 결합하는 경우, 해당 로봇 본체의 제어부와 인터페이스할 수 있는 그리퍼 제어부를 그리퍼와 함께 로봇 본체에 결합하여 제어 시스템을 구성하고, 그리퍼 제어부는 본체 제어부에서 제어하지 못하는 다양한 기능을 제어하도록 함으로써, 필요에 따라 다양한 기능을 수행하는 각종 그리퍼를 로봇 본체에 결합하여 이용하는 것이 가능하다.

이때 그리퍼와 함께 결합되는 그리퍼 제어부는 그리퍼의 상태를 감지하여 대응하는 제어 동작을 수행한 후, 해당 제어 결과를 로봇 본체의 제어부에 전달하여 본체 제어부의 제어 명령을 조정할 수 있도록 함으로서, 그리퍼의 상황에 맞게 적응적인 제어가 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 그리퍼 제어 시스템의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 그리퍼 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 그리퍼의 동작을 제어하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 실시예에 따라 그리퍼의 동작을 추가적으로 제어하는 모습을 나타낸 도면이다.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 로봇의 그리퍼를 제어하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 그리퍼 제어 시스템의 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 그리퍼 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 그리퍼의 동작을 제어하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 실시예에 따라 그리퍼의 동작을 추가적으로 제어하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 다기능 그리퍼 제어 시스템은 그리퍼(10), 본체 제어부(20) 및 그리퍼 제어부(30)를 포함하여 구성된다.

그리퍼(10)는 그립(grip) 동작을 이용해 물체를 집거나 내려놓는 동작을 수행한다. 그리퍼(10)는 로봇암(2)과 관절(3)을 이용해 로봇 본체(1)에 결합되어 그립 동작을 수행하며, 그 종류에 따라 단순 그립 동작 외에 그립 강성을 조정하거나 그립 자세를 변경하는 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.

본체 제어부(20)는 로봇 본체(1)에 위치하여 관절(3)을 이용한 그리퍼(10)의 위치 이동이나 그리퍼(10)의 그립 동작 등 기본적인 동작을 제어하는 역할을 한다.

그리퍼 제어부(30)는 센서 등을 이용해 감지한 그리퍼(10)의 상태에 따라 그리퍼(10)의 동작을 추가적으로 제어하는 역할을 한다. 그리퍼 제어부(30)는 그리퍼(10)와 함께 로봇암(2)과 관절(3)을 이용해 로봇 본체(1)에 결합되며, 그리퍼(10)의 종류나 기능에 따라 그리퍼 제어부(30)의 기능이 결정될 수 있다.

그리퍼 제어부(30)는 본체 제어부(20)와 통신하기 위한 인터페이스를 구비하는데, 본체 제어부(20)로부터의 제어 신호에 따라 그리퍼(20)의 위치 이동이나 단순 그립 동작을 제어하면서, 본체 제어부(20)가 제어 명령을 내릴 수 없는 그리퍼(10)의 정밀 동작을 자체 제어 명령을 이용해 제어할 수 있다.

이때 그리퍼 제어부(30)는 본체 제어부(20)의 제어 결과에 따른 그리퍼(10)의 상태를 각종 센서를 이용해 감지하고, 감지된 상태에 따라 그리퍼(10)의 정밀 동작을 추가적으로 제어할 수 있다.

예를 들어 그리퍼 제어부(30)는 본체 제어부(20)로부터 그리퍼(10)를 위치 이동하여 물체를 집으라는 제어 신호를 받으면, 해당 동작을 수행하도록 그리퍼(10)를 제어한다. 그리고 그리퍼 제어부(30)는 센서를 이용해 그리퍼(10)의 그립 동작에 따른 강성(rigidity)을 감지하고, 감지 결과에 따라 그리퍼(10)의 강성 조절을 위한 공압 모듈(pneumatic module) 등을 구동하여 그리퍼(10)의 강성을 변경하도록 제어할 수 있다.

또한 그리퍼 제어부(30)는 본체 제어부(20)의 제어 신호에 따라 그리퍼(10)를 제어한 후, 센서를 이용해 그리퍼(10)의 자세를 감지하고, 감지 결과에 따라 관절(3) 등을 구동하여 그리퍼(10)의 자세를 변경하도록 제어할 수 있다.

도 3을 참조하면, 로봇 제어부(20)의 제어에 따라 그리퍼(10)가 물체(4)를 집어 공간(5)에 끼워 넣으려는 경우, 물체(4)를 그립하는 그리퍼(10)의 강성이 부족하거나 그립 자세가 기울어져, 물체(4)가 공간(5)에 안착할 수 있도록 수직으로 위치하지 못하고 비스듬히 위치할 수 있다. 이 경우 그리퍼 제어부(30)는 센서를 이용해 그리퍼(10)의 그립 강성을 감지하여 강성이 부족함을 확인하면 그리퍼(10)의 그립 강성을 변경하도록 그리퍼(10)를 제어할 수 있고, 별개로 그리퍼(10)의 자세를 감지하여 기울어진 것을 감지하면 그리퍼(10)의 자세를 변경하도록 그리퍼(10)를 제어할 수 있다. 이러한 그리퍼 제어부(30)의 제어에 따라 그리퍼(10)의 강성이나 자세가 변경되면, 도 4에 도시된 바와 같이 물체(4)가 공간에 안착할 수 있도록 수직으로 위치하게 된다.

한편 그리퍼 제어부(30)가 그리퍼(10)의 동작을 제어한 후에는 그리퍼(10)의 제어 정보를 본체 제어부(20)로 전달할 수 있다. 이 경우 본체 제어부(20)는 그리퍼 제어부(20)로부터 전달받은 제어 정보를 반영하여 그리퍼(10)를 제어하기 위한 제어 신호를 조정할 수 있다.

예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은 상태에서, 그리퍼 제어부(30)가 센서의 감지 결과에 따라 그리퍼(10)의 강성이나 자세를 조정하여 도 5에 도시된 바와 같이 상태를 변경하는 경우 관절(3)의 회전 각도가 변경될 수 있고, 그리퍼 제어부(30)는 이러한 제어 정보를 본체 제어부(20)로 알린다. 이후 본체 제어부(20)는 그리퍼(10)의 위치 이동이나 그립 동작을 제어함에 있어, 변경된 관절(3)의 회전 각도에 대한 제어 정보를 반영하여 그리퍼(10)의 제어 신호를 조정함으로써, 그리퍼 제어부(30)의 제어 결과에 따라 상황에 맞게 제어 동작을 수행할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

1: 로봇 본체
2: 로봇암
3: 관절
10: 그리퍼
20: 본체 제어부
30: 그리퍼 제어부
100: 다기능 그리퍼 제어 시스템

Claims (6)

1. 그립 동작을 수행하는 그리퍼;
   상기 그리퍼를 결합하는 로봇 본체에 위치하여 상기 그리퍼의 그립 동작을 제어하는 본체 제어부; 및
   상기 그리퍼와 함께 상기 로봇 본체에 결합되어 상기 그리퍼의 상태를 감지하고, 감지된 상태에 따라 상기 그리퍼를 추가적으로 제어하는 그리퍼 제어부;
   를 포함하는 다기능 그리퍼 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼 제어부는, 상기 그리퍼의 그립 동작에 따른 강성을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 그리퍼의 그립 강성을 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 그리퍼 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼 제어부는,
   상기 그리퍼의 자세를 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 그리퍼의 자세를 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 그리퍼 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼 제어부는, 상기 그리퍼의 제어 정보를 상기 본체 제어부로 전달하고,
   상기 본체 제어부는, 상기 그리퍼 제어부로부터 전달받은 제어 정보를 반영하여 상기 그리퍼를 조정 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 그리퍼 제어 시스템.
5. 그립 동작을 수행하는 그리퍼를 결합하는 로봇 본체에 위치하여 상기 그리퍼의 그립 동작을 제어하는 본체 제어부; 및
   상기 그리퍼와 함께 상기 로봇 본체에 결합되어 상기 그리퍼의 상태를 감지하고, 감지된 상태에 따라 상기 그리퍼를 추가적으로 제어하는 그리퍼 제어부;
   를 포함하는 다기능 그리퍼 제어 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 그리퍼 제어부는, 상기 그리퍼의 제어 정보를 상기 본체 제어부로 전달하고,
   상기 본체 제어부는, 상기 그리퍼 제어부로부터 전달받은 제어 정보를 반영하여 상기 그리퍼를 조정 제어하는 것을 특징으로 하는 다기능 그리퍼 제어 시스템.

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