KR20180132186A

KR20180132186A - 로봇의 통합 제어 방법, 이를 위한 통합 제어 장치, 서브 제어 장치 및 통합 제어 시스템

Info

Publication number: KR20180132186A
Application number: KR1020170068185A
Authority: KR
Inventors: 임선; 송인설; 정일균
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2018-12-12

Abstract

본 발명은 복수의 로봇을 동기화시켜 서로 협업 운용하기 위한 로봇의 통합 제어 방법, 이를 위한 통합 제어 장치, 서브 제어 장치 및 통합 제어 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 방법은 복수의 로봇 유닛 각각을 독립 제어하는 복수의 서브 제어 장치에 대기 신호를 송신하는 단계, 서브 제어 장치 각각에 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 대기 신호에 의해 대기하도록 하는 단계, 서부 제어 장치 각각에 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키는 단계, 시간 동기화가 완료되면, 서브 제어 장치 각각에 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛을 동작시키는 단계를 포함한다.

Description

로봇의 통합 제어 방법, 이를 위한 통합 제어 장치, 서브 제어 장치 및 통합 제어 시스템{Integrated control method of robot, integrated control device for the same, sub control device and integrated control system}

본 발명은 로봇의 통합 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 로봇을 동기화시켜 서로 협업 운용하기 위한 로봇의 통합 제어 방법, 이를 위한 통합 제어 장치, 서브 제어 장치 및 통합 제어 시스템에 관한 것이다.

지능형 로봇을 제어하기 위한 제어기는 PC기반과 임베디드 시스템 기반으로 나뉠 수 있다.

이 중, PC 기반의 제어기는 기존의 DSP 나 ASIC으로 구현된 하드웨어와 펌웨어(Firm ware)기반 제어기의 형태를 소프트웨어로 프로그램화하여 PC로 옮겨온 소프트웨어 기반 제어기를 말한다.

로봇 제어기 구조에 PC 시스템의 적용이 요구된 주요 이유는 생산라인의 복잡도가 증가함에 따라 로봇 제어기가 로봇을 구동하면서 동시에 다른 여러 작업을 수행할 필요성이 증가했기 때문이다.

이러한 PC 기반의 제어기는 윈도우 RTX와 같이 실시간 운영 시스템이 포함된 형태와 일반 윈도우 운용체제를 갖는 제어기로 구분될 수 있다.

윈도우 RTX와 같이 실시간 커널이 포함된 형태의 제어기와 대비하여, 일반 윈도우 운용체제는 실시간 커널이 포함되어 있지 않기 때문에, 로봇 제어용으로는 부족하여 실시간 커널이 보장되도록 별도의 PCI 카드를 장착하여 사용되고 있다.

여기서 PCI 카드는 과거 버스의 표준이었던 ISA, EISA, MCA, VESA 버스의 경우 CPU 에의 과중한 부담과 64비트 PC 분야에서 확정된 데이터 버스 사양이 없다는 문제점을 해결하기 위해 인텔사를 중심으로 제기된 데이터 버스 표준 규격이다. PCI 버스는 64비트 위주여서 펜티엄 PC 등에 채택하기 쉽고, CPU와 버스가 독립적으로 작동하도록 되어 있어서 처리 속도가 빠르며, 슬롯의 크기가 작고, 호환성이 VESA 버스보다 뛰어나다는 장점이 있다.

한편 하나의 PCI 카드를 이용하여 복수의 로봇이나, 다축 로봇을 구동하는 경우, 외부 인터페이스, 실시간 커널 태스크 운용, 로봇 운용 등을 수행하기 위하여 고속의 연산량이 필요하게 된다. 이에 따라 하나의 PCI 카드 내부에 물리적으로 분리된 듀얼 코어 또는 별도의 외부 DSP 등을 추가로 탑재하여 제작 및 운용하고 있다. 그러나 이와 같이 운용할 경우, 고성능 PCI 카드를 제작하기 위한 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 하나의 PCI 카드가 하나의 축 또는 하나의 로봇을 독립적으로 제어하도록 구성하여, 필요한 수만큼 추가로 PCI 카드를 장착하는 방식이 제안되고 있다.

그러나 하나의 PCI 카드로 하나의 축 또는 하나의 로봇을 독립적으로 제어하도록 구성하고, 복수의 로봇을 협업 운용하도록 할 경우, 각 축 또는 각 로봇 사이에 동기화가 이루어지지 않기 때문에 서로 간섭이 발생하는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제2010-0078921호(2010.07.08.)

따라서 본 발명의 목적은 하나의 PCI 카드로 하나의 축 또는 하나의 로봇을 독립적으로 제어하도록 구성하고, 복수의 로봇을 협업 운용하도록 할 경우, 각 축 또는 각 로봇 사이에 동기화가 이루어지도록 한 상태에서 서로 협업 운용할 수 있는 로봇의 통합 제어 방법, 이를 위한 통합 제어 장치, 서브 제어 장치 및 통합 제어 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 방법은 복수의 로봇 유닛 각각을 독립 제어하는 복수의 서브 제어 장치에 대기 신호를 송신하는 단계, 상기 서브 제어 장치 각각에 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하도록 하는 단계, 상기 서부제어부 각각에 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키는 단계, 상기 시간 동기화가 완료되면, 상기 서브 제어 장치 각각에 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛을 동작시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 방법에 있어서, 상기 대기 신호를 송신하는 단계와 상기 대기하도록 하는 단계 사이에, 상기 서브 제어 장치로부터 상기 대기 신호의 수신을 확인하는 제1 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 방법에 있어서, 상기 대기하도록 하는 단계와 상기 시간 동기화를 시키는 단계 사이에, 상기 서브 제어 장치로부터 상기 제어 명령 신호 수신을 확인하는 제2 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 방법에 있어서, 상기 시간 동기화를 시키는 단계와 상기 로봇 유닛을 동작시키는 단계 사이에, 상기 서브 제어 장치로부터 상기 시간 동기화의 완료를 확인하는 제3 피드백 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 시스템은 복수의 로봇 유닛, 상기 복수의 로봇 유닛을 각각 독립 제어하는 복수의 서브 제어 장치, 상기 서브 제어 장치 각각에 대기 신호를 송신하고, 상기 서브 제어 장치 각각 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하도록 하고, 상기 서브 제어 장치에 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키고, 시간 동기화가 완료되면 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛을 동작시키도록 하는 통합 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 시스템에 있어서, 상기 서브 제어 장치는 PCI카드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 시스템에 있어서, 상기 PCI 카드는 상기 대기 신호 및 상기 제어 명령 신호를 수신하는 제1 단자 및 상기 동기 신호 및 상기 동작 신호를 수신하는 제2 단자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 시스템에 있어서, 상기 동기 신호 및 상기 동작 신호는 복수의 서브 제어 장치에 제공되는 통일된 클럭 신호인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 통합 제어 장치는 복수의 로봇 유닛을 각각 독립 제어하는 서브 제어 장치가 결합되는 통합 접속부, 상기 서브 제어 장치 각각에 대기 신호를 송신하고, 상기 서브 제어 장치 각각 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하도록 하고, 상기 서브 제어 장치에 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키고, 시간 동기화가 완료되면 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛을 동작시키도록 하는 통합 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 서브 제어 장치는 통합 제어 장치에 결합되는 서브 접속부, 복수의 로봇 유닛을 각각 독립 제어하며, 상기 통합 제어 장치로부터 대기 신호를 수신하고, 상기 통합 제어 장치로부터 제어 명령 신호를 수신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하고, 상기 통합 제어 장치로부터 동기 신호를 수신하여 시간 동기화를 수행하고, 시간 동기화가 완료되면 상기 통합 제어 장치로부터 동작 신호를 수신하여 상기 로봇 유닛을 동작시키는 서브 제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 로봇의 통합 제어 시스템은 통합 제어 장치가 복수의 로봇 유닛을 각각 독립 제어하는 복수의 서브 제어 장치에 대기 신호를 송신 후 제어 명령 신호를 송신하여 대기 신호에 의해 대기하도록 하고, 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키고, 시간 동기화가 완료되면 동작 신호를 송신하여 서브 제어 장치로 하여금 로봇 유닛을 동작시키도록 함으로써, 동기화가 이루어지도록 하여 복수의 로봇 유닛이 서로 간섭받지 않은 상태로 서로 협업 운용하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 통합 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서브 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 통합 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

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 아니 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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 통합 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 통합 제어 시스템(400)은 로봇 유닛(300), 서브 제어 장치(200) 및 통합 제어 장치(100)를 포함한다.

로봇 유닛(300)은 복수의 로봇으로 구성되거나, 다축 로봇이 될 수 있다. 예컨데 로봇 유닛(300)은 병렬 로봇, 직렬 로봇, 갠트리 로봇 등 다양한 기능을 하는 로봇이 포함될 수 있다. 여기서 로봇 유닛(300)은 회전 운동 또는 직선 운동을 하는 로봇에 한정된 것이 아니라, 다양한 센서 또는 구동부들이 포함될 수 있다. 예컨데 로봇 유닛(300)은 산업용 고속통신지원 구동부, 서보 드라이버 구동부, Laser interface 구동부, 산업용 고속카메라 구동부, 엔코더 구동부 등이 될 수 있다. 센서로는 위치 감지 센서, 레이저 센서 등이 포함될 수 있다.

로봇 유닛(300)은 복수의 로봇으로 구성될 경우, 각각의 로봇이 복수의 서브 제어 장치(200) 각각에 1:1로 결합되어 하나의 서브 제어 장치에 의해 하나의 로봇이 제어될 수 있다. 로봇 유닛(300)은 다축 로봇으로 구성될 경우, 각각의 축이 복수의 서브 제어 장치(200) 각각에 1:1로 결합되어 하나의 서브 제어 장치에 의해 하나의 축이 제어될 수 있다. 즉 제1 서브 제어 장치(200+1)가 제1 로봇 유닛(300+1)을 제어하고 제2 서브 제어 장치(200+2)가 제2 로봇 유닛(300+2)을 제어하는 형태로 구성될 수 있다.

서브 제어 장치(200)는 복수로 구비되어, 복수의 로봇 유닛(300)을 각각 제어할 수 있다. 즉 서브 제어 장치(200)는 하나의 서브 제어 장치(200)가 하나의 로봇 유닛(300)을 제어할 수 있다.

이러한 서브 제어 장치(200)는 PCI 카드가 될 수 있다. 여기서 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)의 복수의 슬롯에 결합되어 통합 제어 장치(100)와 데이터 교환을 수행할 수 있다. 즉 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)에 의해 통합적으로 될 수 있다.

서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)의 복수의 슬롯에 서로 개별적으로 결합되어 있기 때문에, 통합 제어 장치(100)를 거치지 않고서는 서로 간의 데이터 교환을 수행할 수 없다.

이에 따라 서브 제어 장치(200)는 로봇 유닛(300)을 구동시키기 위하여 동기화 과정을 수행하게 된다.

먼저 서브 제어 장치(200)는 로봇 유닛(300)을 동작시키기 위하여 통합 제어 장치(100)로부터 대기 신호를 수신한다. 서브 제어 장치(200)는 대기 신호를 수신을 확인할 수 있는 제1 피드백 신호를 통합 제어 장치(100)로 송신한다.

여기서 대기 신호는 통합 제어 장치(100)가 제어 명령 신호를 송신하더라도, 로봇 유닛(300)을 동작시키지 않고 대기하도록 하는 신호이다.

또한 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)로부터 제어 명령 신호를 수신하고, 제어 명령 신호 수신을 확인할 수 있는 제2 피드백 신호를 통합 제어 장치(100)로 송신할 수 있다.

또한 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)로부터 동기 신호를 수신하여 동기화를 수행할 수 있다. 여기서 동기 신호는 서브 제어 장치(200) 각각에 동일하게 제공되는 클럭 신호가 될 수 있다. 서브 제어 장치(200)는 동일한 시점에서 로봇 유닛(300)의 제어를 수행하기 위하여 통합 제어 장치(100)로부터 통일된 신호를 수신하여 시간 동기화를 수행할 수 있다. 즉 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)로부터 수신한 동기 신호를 통해 내부 타이머 캘리브레이션(Calibration)을 수행할 수 있다.

또한 서브 제어 장치(200)는 시간 동기화 완료를 확인하는 신호를 통합 제어 장치(100)로 송신할 수 있다.

그리고 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)로부터 동작 신호를 전달받고, 로봇 유닛(300)을 구동시킬 수 있다. 여기서 동작 신호는 동기 신호와 동일한 클럭 신호가 될 수 있다.

한편 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)의 슬롯에 포함된 복수의 핀에 전기적으로 연결될 수 있는 복수의 단자를 포함할 수 있다. 서브 제어 장치(200)는 복수의 단자 중 일부를 통해 통합 제어 장치(100)로부터 대기 신호 및 제어 명령 신호를 수신할 수 있다. 여기서 대기 신호 및 제어 명령 신호를 수신하는 단자를 제외한 나머지 단자 중 하나를 통해 동기 신호 및 동작 신호를 수신할 수 있다. 즉 서브 제어 장치(200)는 대기 신호 및 제어 명령 신호를 수신하기 위한 제1 단자와, 동기 신호 및 동작 신호를 수신할 수 있는 제2 단자를 포함할 수 있다.

통합 제어 장치(100)는 복수로 구비된 로봇 유닛(300)에 각각 연결된 서브 제어 장치(200)를 통합제어 하여, 로봇 유닛(300)을 협업 운용하도록 할 수 있다.

이러한 통합 제어 장치(100)는 복수의 슬롯을 구비하고, 복수의 슬롯에 서브 제어 장치(200)가 결합되어, 복수의 서브 제어 장치(200)를 제어할 수 있다.

여기서 통합 제어 장치(100)는 로봇 유닛(300)을 협업 운용시키기 위하여 서브 제어 장치(200)의 동기화를 수행하게 된다. 이때 통합 제어 장치(100)는 각 슬롯에 포함된 서브 제어 장치(200)의 복수의 단자와 대응되는 복수의 핀을 포함할 수 있다. 통합 제어 장치(100)는 복수의 핀 중 하나를 통해 동기 신호 및 동작 신호를 서브 제어 장치(200)로 송신할 수 있다. 즉 통합 제어 장치(100)는 대기 신호 및 제어 명령 신호를 송신하는 단자를 제외한 나머지 단자 중 하나를 통해 동기 신호 및 동작신호를 송신할 수 있다. 즉 통합 제어 장치(100)는 서브 제어 장치(200)의 제1 단자와 대응하는 제1 핀을 통해 대기 신호 및 제어 명령 신호를 송신하고, 제2 단자와 대응하는 제2 핀을 통해 동기 신호 및 동작 신호를 송신할 수 있다.

통합 제어 장치(100)는 동기화를 위하여 먼저 서브 제어 장치(200)로 대기 신호를 송신한다. 즉 통합 제어 장치(100)는 서브 제어 장치(200)가 제어 명령 신호를 송신하더라도, 로봇 유닛(300)을 동작시키지 않고 대기하도록 하는 신호를 서브 제어 장치(200)로 송신할 수 있다. 다음으로 통합 제어 장치(100)는 서브 제어 장치(200)로부터 대기 신호 수신을 확인할 수 있는 제1 피드백 신호를 수신할 수 있다.

또한 통합 제어 장치(100)는 로봇 유닛(300)을 각각 제어하기 위한 제어 명령 신호를 서브 제어 장치(200)로 송신하고, 서브 제어 장치(200)로부터 제어 명령 신호 수신을 확인할 수 있는 제2 피드백 신호를 수신할 수 있다.

또한 통합 제어 장치(100)는 서브 제어 장치(200)를 동기화 시키기 위한 동기 신호를 서브 제어 장치(200)로 송신할 수 있다. 즉 통합 제어 장치(100)는 각 슬롯에 구비된 제2 핀을 통일된 클럭 신호를 송신할 수 있다. 또한 통합 제어 장치(200)는 서브 제어 장치(200)로부터 시간 동기화 완료를 확인하는 제3 피드백 신호를 수신할 수 있다.

그리고 통합 제어 장치(100)는 동작 신호를 서브 제어 장치(200)로 송신하여, 서브 제어 장치(200)가 각 로봇 유닛(300)을 동작시키도록 할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 통합 제어 장치(100)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 제어 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합 제어 장치(100)는 통합 접속부(110), 입력부(120), 표시부(130), 통합 저장부(140) 및 통합 제어부(150)를 포함한다.

통합 접속부(110)는 서브 제어 장치(200)가 각각 접속되는 부분이다. 이러한 통합 접속부(110)는 복수의 슬롯을 포함하여 서브 제어 장치(200)가 각각 끼움 결합되도록 구성될 수 있다. 여기서 통합 접속부(110)는 PCI 카드를 수용할 수 있는 슬롯이 될 수 있다. 예컨데 서브 제어 장치(200)는 3.3v 32bit PCI slot, 3.3v 64bit PCI slot, 5v 32bit PCI slot 및 5v 64bit PCI slot 등이 포함될 수 있다.

입력부(120)는 숫자 및 문자 정보 등의 다양한 정보를 입력받고, 각종 기능을 설정 및 통합 제어 장치(100)의 기능 제어와 관련하여 입력되는 신호를 통합 제어부(150)로 전달한다. 또한 입력부(120)는 사용자의 터치 또는 조작에 따른 입력 신호를 발생하게 하는 키패드와 터치 패드 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 입력부(120)는 표시부(130)와 함께 하나의 터치 패널의 형태로 구성되어 입력과 표시 기능을 동시에 수행할 수 있다. 또한, 입력부(120)는 키도브, 키패드, 마우스, 조이스틱 등과 같은 입력 장치 외에도 향후 개발될 수 있는 모든 형태의 입력 수단이 사용될 수 있다. 이러한 입력부(120)는 서브 제어 장치(200) 각각의 제어 알고리즘의 조합을 선택할 수 있다. 여기서 입력부(120)는 서브 제어 장치(200)의 운용 시간, 운용 순서 등에 대한 정보도 입력할 수 있다.

표시부(130)는 통합 제어 장치(100)의 기능 수행 중에 발생되는 일련의 동작 상태 및 동작 결과 등에 대한 정보를 표시한다. 또한 표시부(130)는 통합 제어 장치(100)의 메뉴 및 사용자가 입력한 사용자 데이터 등을 표시할 수 있다. 여기서 표시부(130)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 초박막 액정표시장치(TFT-LCD, Thin Film Transistor LCD), 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광다이오드(OLED, Organic LED), 능동형 유기발광다이오드(AMOLED, Active Matrix OLED), 레티나 디스플레이(Retina Display), 플렉시블 디스플레이(Flexible display) 및 3차원(3 Dimension) 디스플레이 등으로 구성될 수 있다. 이러한 표시부(130)는 서브 제어 장치(200)의 제어 알고리즘에 대한 선택 목록을 출력할 수 있다. 또한 표시부(130)는 선택된 제어 알고리즘에 대한 결과 화면을 출력할 수 있다.

통합 저장부(140)는 통합 제어 장치(100)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장할 수 있다. 이러한 통합 저장부(140)는 서브 제어 장치(200)를 제어하기 위한 통합 알고리즘을 생성하기 위한 프로그램을 포함할 수 있다.

통합 제어부(150)는 접속부(110)를 통해 각각의 서브 제어 장치(200)와 접속되어 각각의 서브 제어 장치(200)에 포함된 제어 알고리즘을 전달받게 되면, 표시부(130)를 통해 제어 알고리즘에 대한 선택 목록을 출력하도록 하고, 입력부(120)를 통해 제어 알고리즘의 조합을 입력받아, 서브 제어 장치(200)를 통합 제어하는 통합 알고리즘을 생성하여 각각의 서브 제어 장치(200)에 해당하는 제어 명령 신호를 각각 생성하여 해당하는 서브 제어 장치(200)로 전달할 수 있다.

또한 통합 제어부(150)는 제어 명령 신호를 송신하는 과정에서 서브 제어 장치(200)의 동기화를 수행할 수 있다.

통합 제어부(150)는 서브 제어 장치(200) 각각에 대기 신호를 송신하고, 각각 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 대기 신호에 의해 대기하도록 하고, 동기 신호를 송신하여 서브 제어 장치(200)로 하여금 시간 동기화를 수행하도록 하고, 시간 동기화가 완료되면 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛(300)을 동작시키도록 할 수 있다.

즉 통합 제어부(150)는 제어 명령 신호를 각 서브 제어 장치(200)로 전달하되, 동기 신호를 통해 서로 동일한 시점에서 동기화를 수행한 후에 동작하도록 하여 각 로봇 유닛(300) 간의 간섭 없이 서로 협업 운용하도록 할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 서브 제어 장치(200)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서브 제어 장치를 나타낸 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 서브 제어 장치(200)는 서브 접속부(210), 서브 저장부(220) 및 서브 제어부(230)를 포함한다.

서브 접속부(210)는 통합 제어 장치(100)의 통합 접속부(110)에 접속되어 데이터를 송수신하는 부분이다. 이러한 서브 접속부(210)는 PCI 슬롯과 대응되는 잭이 될 수 있다. 이러한 서브 접속부(210)는 3.3v 32bit PCI Card, 5v 32bit PCI Card, 3.3v 64bit PCI Card, 5v 64bit PCI Card, Universal 32bit PCI Card, Universal 64bit PCI Card 등이 포함될 수 있다.

서브 저장부(210)는 서브 제어 장치(200)의 기능 동작에 필요한 응용 프로그램을 저장할 수 있다. 즉 서브 저장부(210)는 로봇 유닛(300)을 구동하기 위한 제어 알고리즘을 포함할 수 있다. 제어 알고리즘은 기구학, 역기구학, 모션 제어 알고리즘 또는 동기화 알고리즘을 포함할 수 있다.

서브 제어부(230)는 서브 접속부(210)가 통합 제어 장치(100)의 슬롯에 접속되고, 슬롯을 통해 로봇 유닛(300)과 연결되면, 서브 저장부(210)에 저장되어 있는 제어 알고리즘 중 접속된 로봇 유닛(300)과 매칭되는 제어 알고리즘을 추출한다. 즉 서브 제어부(230)는 다양한 로봇 유닛(300)을 제어하기 위한 제어 알고리즘이 저장되어 있는 서브 저장부(210)로 접속된 로봇 유닛(300)에 대한 제어 알고리즘을 요청하고, 요청한 제어 알고리즘을 전달받을 수 있다.

그리고 서브 제어부(230)는 로봇 유닛(300)과 매칭되는 제어 알고리즘을 서브 저장부(210)로부터 전달받게 되면, 통합 제어 장치(100)의 입력부(120)를 통해 로봇 유닛(300)에 대한 파라미터 정보를 입력받을 수 있다. 그리고 서브 제어부(230)는 추출된 제어 알고리즘과, 파라미터 정보를 통해 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 예컨데 동일한 모션을 수행하는 로봇 유닛(300)이더라도 제조사에 따라 고유의 파라미터 정보들이 달라질 수 있다. 이에 따라 서브 제어부(230)는 캘리브레이션을 수행하여 로봇 유닛(300)이 정상적인 동작을 수행하도록 할 수 있다. 서브 제어부(230)는 제조사에 따라 지능형 로봇이 가지고 있는 기구학적 정보 밀 툴의 기구학적 정보에 차이가 존재하기 때문에, 접속된 로봇 유닛(300)이 가지고 있는 파라미터 정보를 입력함으로써, 실제 로봇, 툴 및 작업 기준 좌표계에 대한 기구학적 정보를 계산하여 제어 알고리즘에 반영함으로써 오작동을 최소화할 수 있다.

또한 서브 제어부(230)는 제어 알고리즘을 통합 제어 장치로 송신하고, 다른 서브 제어 장치(200)와의 협업 운용을 위한 제어 명령 신호를 수신할 수 있다. 여기서 서브 제어부(230)는 다른 서브 제어 장치(200)와의 동기화를 통합 제어 장치(100)를 통해 수행할 수 있다.

즉 서브 제어부(230)는 통합 제어 장치(100)로부터 대기 신호를 수신한 후, 제어 명령 신호를 수신하여, 제어 명령 신호를 수신하더라도 대기 신호에 의해 대기한다. 또한 서브 제어부(230)는 통합 제어 장치(100)로부터 동기 신호를 수신하여 시간 동기화를 수행하고, 시간 동기화 수행이 완료되면, 통합 제어 장치(100)로부터 동작 신호를 수신하여 로봇 유닛(300)을 동작시킬 수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 통합 제어 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 통합 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

도 4를 참조하면, 먼저 S10 단계에서 통합 제어 장치(100)는 대기 신호를 서브 제어 장치(200)로 송신한다. 여기서 서브 제어 장치(200)는 대기 상태로 진입하게 된다(S20).

다음으로 S30 단계에서 서브 제어 장치(200)는 대기 신호 수신을 확인하는 제1 피드백 신호를 통합 제어 장치(100)로 송신한다. 여기서 통합 제어 장치(100)는 제1 피드백 신호를 확인한다(S40). 즉 복수로 구비되는 서브 제어 장치(200)가 모두 대기 신호를 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다.

다음으로 S50 단계에서 통합 제어 장치(100)는 모든 서브 제어 장치(200)로부터 제1 피드백 신호를 수신하게 되면, 각각의 제어 명령 신호를 서브 제어 장치(200)로 전달한다. 여기서 서브 제어 장치(200)는 제어 명령 신호를 수신하더라도 대기 상태를 유지한다.

다음으로 S70 단계에서 서브 제어 장치(200)는 제어 명령 신호 수신을 확인하는 제2 피드백 신호를 통합 제어 장치(100)로 송신한다. 여기서 통합 제어 장치(100)는 제2 피드백 신호를 확인한다(S80). 즉 복수로 구비되는 서브 제어 장치(200)가 모두 제어 명령 신호를 수신하였는지 여부를 확인할 수 있다.

다음으로 S90 단계에서 통합 제어 장치(100)는 서브 제어 장치(200)로 동기 신호를 송신한다. 여기서 동기 신호는 각 서브 제어 장치(200)에 제공되는 통일된 신호가 될 수 있다.

다음으로 S100 단계에서 서브 제어 장치(200)는 통합 제어 장치(100)로부터 수신한 동기 신호를 통해 시간 동기화를 수행할 수 있다. 즉 서브 제어 장치(200)는 통일된 신호를 통해 내부 타이머 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

다음으로 S110 단계에서 서브 제어 장치(200)는 동기화 수행 완료를 확인하는 제3 피드백 신호를 통합 제어 장치(100)로 송신할 수 있다.

다음으로 S120 단계에서 통합 제어 장치(100)는 모든 서브 제어 장치(200)로부터 제3 피드백 신호가 확인되면, 동작 신호를 송신(S130)한다.

그리고 서브 제어 장치(200)는 제어 신호를 각 로봇 유닛(300)으로 전달하여 해당 로봇 유닛(300)이 동작하도록 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 통합 제어 방법은 통합 제어 장치(100)가 복수의 로봇 유닛(300)을 각각 독립 제어하는 복수의 서브 제어 장치(200)에 대기 신호를 송신 후 제어 명령 신호를 송신하여 대기 신호에 의해 대기하도록 하고, 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키고, 시간 동기화가 완료되면 동작 신호를 송신하여 서브 제어 장치(200)로 하여금 로봇 유닛을 동작시키도록 함으로써, 별도의 로봇 유닛(300)의 상태 정보를 피드백 받지 않고도 동기화가 이루어지도록 하여 서로 협업 운용하도록 할 수 있다.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

100 : 통합 제어 장치 110 : 통합 접속부
120 : 입력부 130 : 표시부
140 : 통합 저장부 150 : 통합 제어부
200 : 서브 제어 장치 210 : 서브 접속부
220 : 서브 저장부 230 : 서브 제어부
300 : 로봇 유닛 400 : 통합 제어 시스템

Claims

통합 제어 장치가 복수의 로봇 유닛 각각을 독립 제어하는 복수의 서브 제어 장치에 대기 신호를 송신하는 단계;
상기 통합 제어 장치가 상기 서브 제어 장치 각각에 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하도록 하는 단계;
상기 통합 제어 장치가 상기 서부 제어 장치 각각에 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키는 단계;
상기 통합 제어 장치가 상기 시간 동기화가 완료되면, 상기 서브 제어 장치 각각에 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛을 동작시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 대기 신호를 송신하는 단계와 상기 대기하도록 하는 단계 사이에,
상기 서브 제어 장치로부터 상기 대기 신호의 수신을 확인하는 제1 피드백 신호를 수신하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 대기하도록 하는 단계와 상기 시간 동기화를 시키는 단계 사이에,
상기 서브 제어 장치로부터 상기 제어 명령 신호 수신을 확인하는 제2 피드백 신호를 수신하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 시간 동기화를 시키는 단계와 상기 로봇 유닛을 동작시키는 단계 사이에,
상기 서브 제어 장치로부터 상기 시간 동기화의 완료를 확인하는 제3 피드백 신호를 수신하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 방법.
복수의 로봇 유닛;
상기 복수의 로봇 유닛을 각각 독립 제어하는 복수의 서브 제어 장치;
상기 서브 제어 장치 각각에 대기 신호를 송신하고, 상기 서브 제어 장치 각각 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하도록 하고, 상기 서브 제어 장치에 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키고, 시간 동기화가 완료되면 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛을 동작시키도록 하는 통합 제어 장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 서브 제어 장치는 PCI카드인 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 PCI 카드는 상기 대기 신호 및 상기 제어 명령 신호를 수신하는 제1 단자 및 상기 동기 신호 및 상기 동작 신호를 수신하는 제2 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 동기 신호 및 상기 동작 신호는 복수의 서브 제어 장치에 제공되는 통일된 클럭 신호인 것을 특징으로 하는 로봇의 통합 제어 시스템.
복수의 로봇 유닛을 각각 독립 제어하는 서브 제어 장치가 결합되는 통합 접속부;
상기 서브 제어 장치 각각에 대기 신호를 송신하고, 상기 서브 제어 장치 각각 해당하는 제어 명령 신호를 송신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하도록 하고, 상기 서브 제어 장치에 동기 신호를 송신하여 시간 동기화를 시키고, 시간 동기화가 완료되면 동작 신호를 송신하여 로봇 유닛을 동작시키도록 하는 통합 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 제어 장치.
통합 제어 장치에 결합되는 서브 접속부;
복수의 로봇 유닛을 각각 독립 제어하며, 상기 통합 제어 장치로부터 대기 신호를 수신하고, 상기 통합 제어 장치로부터 제어 명령 신호를 수신하여 상기 대기 신호에 의해 대기하고, 상기 통합 제어 장치로부터 동기 신호를 수신하여 시간 동기화를 수행하고, 시간 동기화가 완료되면 상기 통합 제어 장치로부터 동작 신호를 수신하여 상기 로봇 유닛을 동작시키는 서브 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 제어 장치.