KR20210052235A - 협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템은, 제1 협동 로봇을 제어하는 제1 로봇 제어부 및 제2 협동 로봇을 제어하는 제2 로봇 제어부를 포함하고, 상기 제1 로봇 제어부와 상기 제2 로봇 제어부는 통신 가능하게 연결되고, 상기 제1 로봇 제어부는 상기 제2 로봇 제어부로 제1 시그널을 전송하고, 상기 제2 로봇 제어부는 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 상기 제1 시그널에 기초하여 상기 제2 로봇 제어부에 저장된 복수의 프로그램들 중 상기 제1 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 기초하여 상기 제2 협동 로봇을 제어한다.

Description

협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법{Cooperative Robot Control System and Cooperative Robot Clustering Method}

본 발명은 협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 협동 로봇을 사용하는 공정 라인에서 사용되는 협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법에 관한 것이다.

최근 사람과 같은 공간에서 일할 수 있는 협동 로봇이 출현하였다. 협동 로봇은 사람과 근접한 곳에서 작동하는 로봇으로서, 사람의 안전을 위해 종래의 산업 로봇에 비해 소형이며 느린 스피드로 작동하도록 제작된다.

협동 로봇은 기존의 고가의 일반 산업용 로봇에 비해 안전을 위한 펜스가 요구되지 않으므로 협동 로봇을 위한 넓은 공간을 별도로 마련하기 않아도 되고, 직접 교시 기능을 갖추고 있어 기존 산업용 로봇에 비해 사용법이 간단하고 비전문가라도 비교적 적은 비용으로 유지 및 관리가 가능하다.

따라서, 중소기업의 협동 로봇에 대한 요구가 늘어나고 있다.

그러나 중소기업은 다품종 소량 생산을 하는 경우가 많아, 생산 수요에 따라 공정 라인을 변경하는 경우가 빈번하게 발생한다.

그러나 한번 공정 라인 내에 세팅된 협동 로봇의 위치를 변경하거나 보유하고 있는 협동 로봇들을 이용해 새로운 공정 라인을 구성하는 경우에는 각 협동 로봇을 다시 세팅해야 하는 번거로움이 발생한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복수의 협동 로봇 및 이들을 제어하는 복수의 로봇 제어부를 포함하는 공정 라인에서 적어도 일부의 협동 로봇 및 로봇 제어부를 교체하더라도 교체된 협동 로봇에 대한 개별적 세팅을 최소화하여 협동 로봇을 이용한 공정 라인을 보다 간편하게 관리할 수 있도록 하는 협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템은, 제1 협동 로봇을 제어하는 제1 로봇 제어부 및 제2 협동 로봇을 제어하는 제2 로봇 제어부를 포함하고, 상기 제1 로봇 제어부와 상기 제2 로봇 제어부는 통신 가능하게 연결되고, 상기 제1 로봇 제어부는 상기 제2 로봇 제어부로 제1 시그널을 전송하고, 상기 제2 로봇 제어부는 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 상기 제1 시그널에 기초하여 상기 제2 로봇 제어부에 저장된 복수의 프로그램들 중 상기 제1 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 기초하여 상기 제2 협동 로봇을 제어한다.

상기 제1 협동 로봇과 상기 제2 협동 로봇은 일련의 작업들을 수행되는 하나의 공정 라인에서 사용되고, 상기 제1 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 제1 작업을 수행하고, 상기 제2 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 상기 제1 작업에 후행하는 제2 작업을 수행할 수 있다.

제3 협동 로봇을 제어하는 제3 로봇 제어부;를 더 포함하고, 상기 제2 로봇 제어부와 상기 제3 로봇 제어부는 통신 가능하게 연결되고, 상기 제2 로봇 제어부는 상기 제3 로봇 제어부로 제2 시그널을 전송하고, 상기 제3 로봇 제어부는 상기 제2 로봇 제어부로부터 수신한 상기 제2 시그널에 기초하여 상기 제3 로봇 제어부에 저장된 복수의 프로그램들 중 상기 제2 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 기초하여 상기 제3 협동 로봇을 제어할 수 있다.

상기 제1 협동 로봇. 상기 제2 협동 로봇 및 제3 협동 로봇은 일련의 작업들을 수행되는 하나의 공정 라인에서 사용되고, 상기 제1 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 제1 작업을 수행하고, 상기 제2 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 상기 제1 작업에 후행하는 제2 작업을 수행하고, 상기 제3 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 상기 제2 작업에 후행하는 제3 작업을 수행할 수 있다.

상기 제2 시그널은 상기 제2 로봇 제어부가 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 상기 제1 시그널에 의해 결정될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템은, 제1 로봇 제어부; 및 상기 제1 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결되는 제2 로봇 제어부;를 포함하고, 상기 제2 로봇 제어부는 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어할 수 있는 복수의 프로그램을 포함하고, 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 시그널에 기초하여 상기 복수의 프로그램 중 로딩할 프로그램을 선택하고, 선택된 프로그램에 기초하여 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어한다.

상기 제2 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결되는 제3 로봇 제어부;를 더 포함하고, 상기 제2 로봇 제어부는 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 시그널에 기초하여 상기 제3 로봇 제어부로 전송할 시그널로 결정된 시그널을 상기 제3 로봇 제어부로 전송할 수 있다.

상기 제3 로봇 제어부는 상기 제3 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어할 수 있는 복수의 프로그램을 포함하고, 상기 제2 로봇 제어부로부터 수신한 시그널에 기초하여 상기 복수의 프로그램 중 로딩할 프로그램을 선택하고, 선택된 프로그램에 기초하여 상기 제3 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법은, 협동 로봇을 제어할 수 있는 복수의 프로그램이 각각 저장된 복수의 로봇 제어부를 포함하는 협동 로봇 클러스터링 방법이며, 상기 복수의 로봇 제어부 중 임의로 선택된 제1 로봇 제어부를 마스터 제어부로 설정하는 단계, 상기 복수의 로봇 제어부 중 임의로 선택된 제2 로봇 제어부를 상기 제1 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결하는 단계, 상기 제1 로봇 제어부와 상기 제2 로봇 제어부를 각각 협동 로봇과 연결하는 단계, 상기 제1 로봇 제어부를 통해 상기 제1 로봇 제어부 및 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 상기 협동 로봇들이 수행할 작업을 설정하는 단계, 상기 제1 로봇 제어부가 상기 복수의 프로그램 중 상기 설정된 작업에 대응하는 프로그램으로 상기 제1 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는 단계, 상기 제1 로봇 제어부가 상기 설정된 작업에 대응하는 제1 출력 시그널을 상기 제2 로봇 제어부로 전송하는 단계 및 상기 제2 로봇 제어부가 상기 복수의 프로그램 중 수신한 상기 제1 출력 시그널에 대응하는 프로그램으로 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는 단계를 포함한다.

상기 복수의 로봇 제어부 중 임의로 선택된 제3 로봇 제어부를 상기 제2 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결하는 단계, 상기 제3 로봇 제어부를 협동 로봇과 연결하는 단계, 상기 제2 로봇 제어부가 수신한 상기 제1 출력 시그널에 대응하는 제2 출력 시그널을 상기 제2 로봇 제어부로 전송하는 단계 및 상기 제3 로봇 제어부가 상기 복수의 프로그램 중 수신한 상기 제2 출력 시그널에 대응하는 프로그램으로 상기 제3 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

복수의 협동 로봇 및 이들을 제어하는 복수의 로봇 제어부를 포함하는 공정 라인에서 적어도 일부의 협동 로봇 및 로봇 제어부를 교체하더라도 교체된 협동 로봇에 대한 개별적 세팅을 최소화하여 협동 로봇을 이용한 공정 라인의 관리를 보다 간편하게 한다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 제어 로봇 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 로봇 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 제어 로봇 시스템이 적용된 서로 다른 2개의 공정 라인을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4의 제2 공정 라인의 일부 로봇 제어부와 협동 로봇을 제1 공정 라인에 설치한 상태를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 직접 티칭의 경우에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한, 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 제어 로봇 시스템과 이를 이용한 협동 로봇 클러스터링 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 제어 로봇 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1의 로봇 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 제어 로봇 시스템(1)은 로봇 제어부(11, 12, 13, 14), 협동 로봇(21, 22, 23, 24) 및 티칭 펜던트(30)를 포함한다.

협동 로봇(10)은, 펜스 등에 의해 작업자와 분리된 공간 내에서 작동하는 기존의 산업용 로봇과 달리, 작업자와 작업 공간을 공유하며 작동한다. 따라서, 협동 로봇(10)은 작업자와의 충돌 가능성에 대비하여 작동 중에 작업자와 충돌이 발생하더라도 작업자에게 상해가 가해지지 않을 속도로 작동하고, 작업자와의 충돌을 감지하여 즉시 동작을 정지하도록 설계된다.

도시되지는 않았지만, 협동 로봇(21, 22, 23, 24)은 복수의 암, 복수의 암을 연결하는 관절 및 복수의 암들 중 말단에 위치하는 암에 교체 가능하게 설치되는 엔드툴을 포함할 수 있다

각 관절에는 관절에 연결된 2개의 암을 상대적으로 움직이게(회전하게) 할 수 있는 모터가 구비된다.

엔드툴은 협동 로봇(21, 22, 23, 24)이 수행하는 작업에 따라 다양한 유형의 것이 말단 암에 교체 장착될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 제어 로봇 시스템(1)은 복수의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)와 복수의 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 포함한다.

복수의 협동 로봇(21, 22, 23, 24)은 일련의 작업들을 수행하는 하나의 공정 라인 내에 배치되고, 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들은 각각 협동 로봇(21, 22, 23, 24)과 일대일 대응되도록 연결될 수 있다.

로봇 제어부(11, 12, 13, 14)는 협동 로봇(21, 22, 23, 24)과 통신 가능하게 연결되어 연결된 협동 로봇(21, 22, 23, 24)이 공정 라인 내에서 요구되는 동작을 수행하도록 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 제어한다.

도 1에는 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)와 협동 로봇(21, 22, 23, 24)이 일대일 대응되도록 구성되는 예를 도시하였으나, 실시예에 따라 하나의 로봇 제어부가 2 이상의 협동 로봇을 제어하도록 구성될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)와 협동 로봇(21, 22, 23, 24)이 일대일 대응되도록 구성되는 예를 기준으로 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 로봇 제어부(12)는 복수의 프로그램(111, 112, 113)을 포함하고, 통신부(114) 및 연산부(115)를 포함한다. 도 2에는 복수의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들 중 하나인 제2 로봇 제어부(12)에 대해 도시하였으나, 복수의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들 모두 동일 또는 유사한 구성을 갖는다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 2에 대한 설명에서 제2 로봇 제어부(12)를 기준으로 설명한다.

로봇 제어부(12)에 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들은 협동 로봇(21, 22, 23, 24)의 특정 동작을 실행하기 위한 명령으로, 협동 로봇(21, 22, 23, 24)으로 수행 가능한 동작들에 따라 복수의 프로그램(111, 112, 113)이 미리 로봇 제어부(12)에 저장될 수 있다.

예를 들어, 제1 프로그램(111)은 협동 로봇(21, 22, 23, 24)이 픽앤플레이스(pick and place) 동작을 실행하도록 하는 프로그램이고, 제2 프로그램(112)은 협동 로봇(21, 22, 23, 24)이 볼트 체결 동작을 실행하는 프로그램일 수 있다. 그 밖에도 협동 로봇(21, 22, 23, 24)으로 구현 가능한 다양한 동작, 예를 들어, 용접, 폴리싱(polishing), 패키징, 조립, 몰딩, 검사, CNC(Computerized Numerical Control) 등의 동작들에 대한 프로그램들이 각각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)에 저장될 수 있다.

또한, 프로그램(111, 112, 113)들 중 일부는 작업자가 티칭 펜던트(30)를 이용해 티칭한 동작을 실행하기 위한 것일 수 있으며, 또 다른 일부는 작업자가 협동 로봇(21, 22, 23, 24)의 암 또는 엔드툴을 잡고 직접 티칭한 동작을 실행하기 위한 것일 수 있다.

통신부(114)는 로봇 제어부(12)와 협동 로봇(22) 사이의 통신과 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들 간의 통신을 관리한다.

즉, 통신부(114)는 프로그램(111, 112, 113)에 따른 제어 명령을 로봇 제어부(12)와 연결된 협동 로봇(22)으로 전달하고, 협동 로봇(22)으로부터 제어 명령에 따른 제어 결과 및 협동 로봇(22)의 상태 정보를 전달받을 수 있다.

또한, 통신부(114)는 로봇 제어부(12)와 통신 가능하게 연결된 다른 로봇 제어부(11)로부터 시그널을 수신하거나, 다른 로봇 제어부(13)로 시그널을 전송한다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술한다.

연산부(115)는 사용자의 입력 등에 기초하여 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 로봇 제어부(12)와 연결된 협동 로봇(22)의 동작을 실행할 프로그램(111, 112, 113)을 로딩하고, 로딩된 프로그램(111, 112, 113)의 실행 상태, 협동 로봇(22)의 제어 상태, 협동 로봇(22)에 충돌이 발생하였는지 여부 등을 확인할 수 있다.

또한, 연산부(115)는 통신부(114)를 통해 다른 로봇 제어부(11)로부터 수신된 시그널에 기초하여 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 로봇 제어부(12)와 연결된 협동 로봇(22)의 동작을 실행할 프로그램(111, 112, 113)을 로딩할 수 있다.

예를 들어, 제1 로봇 제어부(11)로부터 제1 시그널이 수신된 경우에는 제1 프로그램(111)을 로딩하여 협동 로봇(22)을 제어하고, 제1 로봇 제어부(11)로부터 제2 시그널이 수신된 경우에는 제2 프로그램(112)을 로딩하여 협동 로봇(22)을 제어할 수 있다.

또한, 연산부(115)는 통신부(114)를 통해 다른 로봇 제어부(11)로부터 수신된 시그널에 기초하여 또 다른 로봇 제어부(13)로 전송할 시그널을 특정하여 로봇 제어부(13)로 시그널을 전송할 수 있다.

예를 들어, 제1 로봇 제어부(11)로부터 제1 시그널이 수신된 경우에는 제3 로봇 제어부(13)로 제2 시그널을 전송하고, 제1 로봇 제어부(11)로부터 제2 시그널이 수신된 경우에는 제3 로봇 제어부(13)로 제3 시그널을 전송할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 로봇 제어부(11), 제2 로봇 제어부(12), 제3 로봇 제어부(13), …, 제N 로봇 제어부(14)가 하나의 공정 라인 내에서 순차적으로 연결된 경우, 사용자가 티칭 펜던트(30)를 이용하거나 마스터 제어부인 제1 로봇 제어부(11)를 직접 컨트롤하여 공정 라인 내에서 수행될 작업을 설정하면, 제1 로봇 제어부(11)는 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 제1 협동 로봇(21)이 수행할 작업의 프로그램을 로딩하여 제1 협동 로봇(21)을 제어하고 제2 로봇 제어부(12)로 특정 시그널을 전송한다.

제2 로봇 제어부(12)는 제1 로봇 제어부(11)로부터 전송된 시그널에 기초하여 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 전송된 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하여 제2 협동 로봇(22)을 제어한다. 제2 로봇 제어부(12)가 제1 로봇 제어부(11)로부터 수신한 시그널과 그에 대응하여 로딩되는 프로그램의 상관관계는 미리 설정되어 있으므로, 제2 로봇 제어부(12)는 제1 로봇 제어부(11)로부터 전송된 시그널의 종류에 따라 제2 협동 로봇(22)의 실행 동작이 달라지도록 제어하게 된다.

또한, 제2 로봇 제어부(12)는 제1 로봇 제어부(11)로부터 전송된 시그널에 기초하여 제3 로봇 제어부(13)로 특정 시그널을 전송한다. 제2 로봇 제어부(12)가 제1 로봇 제어부(11)로부터 수신한 시그널과 그에 대응하여 제3 로봇 제어부(13)로 전송할 시그널의 상관관계는 미리 설정되어 있으므로, 제1 로봇 제어부(11)로부터 전송된 시그널의 종류에 따라 제2 로봇 제어부(12)가 제3 로봇 제어부(13)로 전송할 시그널은 특정된다.

제3 로봇 제어부(13)는 제2 로봇 제어부(12)로부터 전송된 시그널에 기초하여 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 전송된 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하여 제3 협동 로봇(23)을 제어하고, 제2 로봇 제어부(12)로부터 전송된 시그널에 의해 특정된 시그널을 제4 로봇 제어부로 전송한다.

이러한 방식으로 제N 로봇 제어부(14)는 선행하는 로봇 제어부로부터 전송된 시그널에 기초하여 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 전송된 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하여 제N 협동 로봇(24)을 제어하게 된다.

그 결과, 사용자는 마스터 제어부가 되는 제1 로봇 제어부(11)를 이용해 공정 라인에서 수행될 작업을 선택하거나 세팅하는 것만으로, 제2 로봇 제어부(12), 제3 로봇 제어부(13), …, 제N 로봇 제어부(14)가 각각 연결된 협동 로봇(12, 13, 14)들을 제어할 프로그램(111, 112, 113)이 자동으로 로딩되어 각 협동 로봇(12, 13, 14)들을 제어한다.

따라서, 사용자는 공정을 구성하는 협동 로봇(21, 22, 23, 24)들을 제어하기 위해 각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)를 통해 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 구동할 프로그램 등을 개별적으로 세팅할 필요가 없어지므로, 더욱 쉽게 공정을 구성할 수 있다.

또한, 로봇 제어부와 협동 로봇 사이의 종속성이 해제되어, 공정 라인 내의 일부 협동 로봇을 교체하더라도, 교체된 협동 로봇에 대한 개별적 프로그램 세팅 등을 하지 않고, 교체된 협동 로봇이 요구되는 동작을 수행할 수 있다.

또한, 사용자는 하나의 티칭 펜던트(30)를 사용하여 하나의 공정 라인을 관리할 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템은 공정 라인 내의 복수의 협동 로봇에 대한 유연한 동적 클러스터링을 가능하게 한다.

이하에서는, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법은, 제1 로봇 제어부를 마스터 제어부로 설정하는 단계(S11), 로봇 제어부들을 통신 가능하게 연결하는 단계(S12), 로봇 제어부와 협동 로봇을 연결하는 단계(S13), 협동 로봇들이 수행할 작업을 설정하는 단계(S14), 제1 협동 로봇을 제어하는 단계(S15), 제1 출력 시그널을 전송하는 단계(S16), 제2 협동 로봇을 제어하는 단계(S17), 제2 출력 시그널을 전송하는 단계(S18), 제3 협동 로봇을 제어하는 단계(S19), 제3 출력 시그널을 전송하는 단계(S20) 및 제N 협동 로봇을 제어하는 단계(S21)를 포함한다.

제1 로봇 제어부를 마스터 제어부로 설정하는 단계(S11)에서 사용자는 복수의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들 중 임의로 선택된 어느 하나를 마스터 제어부로 설정할 수 있다. 마스터 제어부로 설정된 로봇 제어부는 제1 로봇 제어부(11)가 된다.

복수의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들은 모두 미리 협동 로봇(21, 22, 23, 24)들을 제어하기 위한 복수의 프로그램(111, 112, 113)들이 동일하게 저장된 것일 수 있으며, 수신하는 시그널의 종류에 따라 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 어느 하나의 프로그램을 로딩하여 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 제어하고, 수신하는 시그널의 종류에 따라 특정되는 시그널을 출력하도록 세팅된 것일 수 있다.

또는 실시예에 따라 마스터 제어부가 될 수 있는 제1 로봇 제어부(11)는 미리 정해져 있을 수 있다.

로봇 제어부들을 통신 가능하게 연결하는 단계(S12)에서는 하나의 공정 라인에 포함되는 복수의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들을 통신 가능하게 연결한다.

S12 단계에서, 사용자는 하나의 공정 라인에 요구되는 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 제어하기 위한 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들을 서로 통신 가능하게 연결할 수 있다. 예를 들어, 하나의 공정 라인에 요구되는 협동 로봇(21, 22, 23, 24)들을 제어하기 위해 5개의 로봇 제어부가 필요한 경우 5개의 로봇 제어부들을 통신 가능하게 연결할 수 있으며, 5개의 로봇 제어부들은 복수의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들 중에서 임의로 선택될 수 있다.

선택된 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들을, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 로봇 제어부(11)의 출력 시그널을 제2 로봇 제어부(12)가 수신하고, 제2 로봇 제어부(12)의 출력 시그널을 제3 로봇 제어부(13)가 수신할 수 있도록 직렬적으로 연결될 수 있으며, 유사한 방식으로 제N 로봇 제어부(14)까지 연결될 수 있다.

로봇 제어부와 협동 로봇을 연결하는 단계(S13)에서 각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들과 협동 로봇(21, 22, 23, 24)과 연결된다. 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)와 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 연결한다는 의미는 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)가 연결된 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 제어할 수 있도록 연결한다는 의미이다.

협동 로봇들이 수행할 작업을 설정하는 단계(S14)에서 사용자는 티칭 펜던트(30)를 이용하거나 마스터 제어부인 제1 로봇 제어부(11)를 직접 컨트롤하여 공정 라인 내에서 수행될 작업을 설정한다.

S14 단계에서 사용자는 티칭 펜던트(30)를 이용하거나 마스터 제어부인 제1 로봇 제어부(11)를 직접 컨트롤하여 각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들이 로딩할 프로그램을 설정할 수 있다.

제1 협동 로봇을 제어하는 단계(S15)에서 제1 로봇 제어부(11)는 S14 단계에서 사용자가 설정한 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 따라 제1 로봇 제어부(11)와 연결된 제1 협동 로봇(21)을 제어한다. 제1 로봇 제어부(11)는 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 S14 단계에서 설정된 작업에 대응하는 프로그램을 로딩하여 제1 협동 로봇(21)이 동작하도록 한다.

제1 출력 시그널을 전송하는 단계(S16)에서 제1 로봇 제어부(11)는 제2 로봇 제어부(12)로 제1 출력 시그널을 전송한다. 제1 출력 시그널의 종류는 S14 단계에서 설정된 작업에 의해 결정된다. 제1 출력 시그널은 제2 로봇 제어부(12)가 로딩할 프로그램을 결정하게 된다.

제2 협동 로봇을 제어하는 단계(S17)에서 제2 로봇 제어부(12)는 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 제1 로봇 제어부(11)로부터 수신된 제1 출력 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 따라 제2 로봇 제어부(12)와 연결된 제2 협동 로봇(22)을 제어한다.

제2 출력 시그널을 전송하는 단계(S18)에서 제2 로봇 제어부(12)는 제1 로봇 제어부(11)로부터 수신된 제1 출력 시그널에 대응하는 제2 출력 시그널을 제3 로봇 제어부(13)로 전송한다. 제2 출력 시그널의 종류는 제1 출력 시그널의 종류에 따라 결정된다. 제2 출력 시그널은 제3 로봇 제어부(13)가 로딩할 프로그램을 결정하게 된다.

제3 협동 로봇을 제어하는 단계(S19)에서 제3 로봇 제어부(13)는 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 제2 로봇 제어부(12)로부터 수신된 제2 출력 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 따라 제3 로봇 제어부(13)와 연결된 제3 협동 로봇(23)을 제어한다.

제3 출력 시그널을 전송하는 단계(S20)에서 제3 로봇 제어부(13)는 제2 로봇 제어부(12)로부터 수신된 제2 출력 시그널에 대응하는 제3 출력 시그널을 제4 로봇 제어부로 전송한다. 제3 출력 시그널의 종류는 제2 출력 시그널의 종류에 따라 결정된다. 제3 출력 시그널은 제4 로봇 제어부가 로딩할 프로그램을 결정하게 된다.

이러한 방식으로 제3 로봇 제어부(13) 이후의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들이 각각 수신된 시그널에 기초하여 연결된 협동 로봇(21, 22, 23, 24)들을 제어할 프로그램을 로딩하여 협동 로봇(21, 22, 23, 24)들을 제어하고, 다음 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)로 출력 시그널을 전송하게 된다.

제N 협동 로봇을 제어하는 단계(S21)에서 제N 로봇 제어부(14)는 저장된 복수의 프로그램(111, 112, 113)들 중 이전 로봇 제어부로부터 수신된 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 따라 제N 로봇 제어부(14)와 연결된 제N 협동 로봇(24)을 제어한다. 제N 협동 로봇(24)은 공정 라인에서 협동 로봇(21, 22, 23, 24)이 수행할 마지막 작업을 수행하게 된다.

따라서, 사용자는 하나의 공정 라인에 필요한 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들을 서로 통신 가능하게 연결하고, 협동 로봇(21, 22, 23, 24)들을 각각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들에 연결한 이후, 각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들을 개별적으로 세팅하지 않고, 마스터 제어부인 제1 로봇 제어부(11)를 통해 공정 라인에서 요구되는 설정을 완료하는 것만으로, 이후의 로봇 제어부(12, 13, 14)들은 상호 간에 전달되는 시그널을 통해 자동으로 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 제어할 프로그램을 로딩하여 각각 협동 로봇(21, 22, 23, 24)을 제어하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 제어 로봇 시스템이 적용된 서로 다른 2개의 공정 라인을 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 협동 로봇(21, 22, 23, 24, 51, 52, 53, 54)들이 사용되는 2개의 공정 라인(A, B)이 구성될 수 있다. 2개의 공정 라인(A, B)은 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법이 적용된 것이다.

따라서, 각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14, 41, 42, 43, 44)들은 모두 협동 로봇(21, 22, 23, 24, 51, 52, 53, 54)들에 대한 필수 정보(엔코더, 제어 게인 등)를 포함하고 있다.

그리고 각 로봇 제어부(11, 12, 13, 14, 41, 42, 43, 44)들은 협동 로봇(21, 22, 23, 24, 51, 52, 53, 54)들을 제어할 수 있는 복수의 프로그램(111, 112, 113)들을 저장하고 있을 수 있다.

또는 제1 공정 라인(A)의 로봇 제어부(11, 12, 13, 14)들은 제1 공정 라인(A)에서 협동 로봇(21, 22, 23, 24)의 작업에 필요한 프로그램을 저장하고, 제2 공정 라인(B)의 로봇 제어부(41, 42, 43, 44)들은 제2 공정 라인(B)에서 협동 로봇(51, 52, 53, 54)의 작업에 필요한 프로그램을 저장하고 있을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법에 따르면 로봇 제어부와 협동 로봇 사이의 종속성이 해제되므로, 어떠한 사유로 인해, 제1 공정 라인(A)의 일부 협동 로봇을 제2 공정 라인(B)의 협동 로봇으로 교체하더라도, 교체된 협동 로봇의 제어를 취해 교체된 협동 로봇을 제어하는 로봇 제어부를 다시 세팅할 필요가 없다.

이는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 제어 시스템 및 협동 로봇 클러스터링 방법에 따른 각 로봇 제어부가 선행하는 작업을 수행하는 협동 로봇을 제어하는 로봇 제어부로부터 전달되는 시그널에 기초하여 프로그램을 로딩하여 연결된 협동 로봇을 제어하기 때문이다.

도 5는 도 4의 제2 공정 라인의 일부 로봇 제어부와 협동 로봇을 제1 공정 라인에 설치한 상태를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 공정 라인(A)의 일부 협동 로봇(22, 23, 24)이 제2 공정 라인(B)의 협동 로봇(52, 53, 54)으로 교체될 뿐만 아니라, 제1 공정 라인(A)의 일부 로봇 제어부(11, 13)가 제2 공정 라인(B)의 로봇 제어부(41, 42)로 교체될 수도 있다.

교체된 로봇 제어부(41, 42)에 제1 공정 라인(A)에서 협동 로봇(21, 22, 23, 24)의 작업에 필요한 프로그램들이 저장되어 있는 경우에는, 마스터 제어부가 교체되었으므로, 사용자가 새로 마스터 제어부가 된 제2 로봇 제어부(42)에 대해 전술한 S14 단계를 수행한 이후, S15 단계 내지 S21 단계가 자동으로 진행되도록 하면 된다.

제1 공정 라인(A)에 대한 설정 정보들이 이미 저장된 티칭 펜던트(30)를 사용하는 경우에는, 새로 마스터 제어부가 제2 로봇 제어부(42)에 티칭 펜던트(30)를 연결하여 제1 공정 라인(A)에 대한 설정 정보들을 제2 로봇 제어부(42)에 업로드하는 것만으로 S14 단계가 완성된다.

한편, 교체된 로봇 제어부(41, 42)에 제1 공정 라인(A)에서 협동 로봇(21, 22, 23, 24)의 작업에 필요한 프로그램들이 저장되어 있지 않은 경우에는, 사용자가 티칭 펜던트(30)를 이용해 로봇 제어부(41, 42)로 제1 공정 라인(A)에 필요한 프로그램들을 업로드하는 작업이 추가로 요구된다.

도 6은 직접 티칭의 경우에 적용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 직접 티칭이 발생하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 로봇 클러스터링 방법은, 직접 티칭이 이루어지는 단계(S31), 신규 프로그램을 생성하는 단계(S32), 각 로봇 제어부로 신규 프로그램을 전송하는 단계(S33) 및 시그널과 신규 프로그램의 대응 관계를 설정하는 단계(S34)를 더 포함할 수 있다.

직접 티칭이 이루어지는 단계(S31)에서는 작업자가 협동 로봇의 암 또는 엔드툴을 잡고 직접 티칭을 진행한다.

신규 프로그램을 생성하는 단계(S32)에서 직접 티칭이 진행된 협동 로봇을 제어하는 로봇 제어부는 S31 단계에서 이루어진 직접 티칭에 대응하여 협동 로봇을 제어할 수 있는 신규 프로그램을 생성하여 저장한다.

각 로봇 제어부로 신규 프로그램을 전송하는 단계(S33)에서는 S32 단계에서 생성된 신규 프로그램을 같은 공정 라인에 포함된 다른 로봇 제어부로 전송한다.

이 경우, 사용자는 S31 단계 또는 S32 단계 또는 S32 단계 이후에 티칭 펜던트(30)를 직접 티칭이 진행된 협동 로봇을 제어하는 로봇 제어부에 연결하여 신규 프로그램을 티칭 펜던트(30)에 저장한 이후, 티칭 펜던트(30)를 이용해 다른 로봇 제어부로 신규 프로그램을 전송할 수 있다.

또는, 각 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결된 서버로 생성된 신규 프로그램을 업로드 한 이후, 다른 로봇 제어부로 신규 프로그램을 전송할 수 있다.

또는, 신규 프로그램이 생성된 경우, 공정 라인 내에 포함된 로봇 제어부들 사이에 동기화 작업이 이루어지도록 구성될 수도 있다.

시그널과 신규 프로그램의 대응 관계를 설정하는 단계(S34)에서는 직접 티칭이 진행된 협동 로봇을 제어하는 로봇 제어부에서는 선행하는 로봇 제어부로부터 시그널을 수신한 경우 수신된 시그널에 대응하는 프로그램이 아닌 S32 단계에서 생성된 신규 프로그램이 로딩되도록 시그널과 프로그램의 대응 관계를 재설정할 수 있다.

상술한 바와 같이, 공정 라인 내의 협동 로봇에 대한 직접 티칭이 발생한 경우, 직접 티칭에 대응하는 신규 프로그램을 생성하고 이를 공정 라인 내의 로봇 제어부 및 티칭 펜던트가 공유하도록 하여, 향후 로봇 제어부 중 적어도 일부가 교체되는 경우에 대비할 수 있다.

또한, 공정 라인 내의 협동 로봇에 대한 직접 티칭이 발생한 경우, 수신되는 시그널과 신규 프로그램의 대응 관계를 재설정하여, 직접 티칭이 진행된 협동 로봇을 제어하는 로봇 제어부로 기존과 동일한 시그널이 선행 로봇 제어부로부터 전달되더라도, 기존의 프로그램이 아닌 신규 프로그램이 로딩되어 협동 로봇을 제어하므로, 작업자가 의도한 바에 따라 협동 로봇이 작업을 진행하게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 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. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

1. 제1 협동 로봇을 제어하는 제1 로봇 제어부; 및
   제2 협동 로봇을 제어하는 제2 로봇 제어부;를 포함하고,
   상기 제1 로봇 제어부와 상기 제2 로봇 제어부는 통신 가능하게 연결되고,
   상기 제1 로봇 제어부는 상기 제2 로봇 제어부로 제1 시그널을 전송하고,
   상기 제2 로봇 제어부는 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 상기 제1 시그널에 기초하여 상기 제2 로봇 제어부에 저장된 복수의 프로그램들 중 상기 제1 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 기초하여 상기 제2 협동 로봇을 제어하는, 협동 로봇 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 협동 로봇과 상기 제2 협동 로봇은 일련의 작업들을 수행되는 하나의 공정 라인에서 사용되고,
   상기 제1 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 제1 작업을 수행하고,
   상기 제2 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 상기 제1 작업에 후행하는 제2 작업을 수행하는, 협동 로봇 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   제3 협동 로봇을 제어하는 제3 로봇 제어부;를 더 포함하고,
   상기 제2 로봇 제어부와 상기 제3 로봇 제어부는 통신 가능하게 연결되고,
   상기 제2 로봇 제어부는 상기 제3 로봇 제어부로 제2 시그널을 전송하고,
   상기 제3 로봇 제어부는 상기 제2 로봇 제어부로부터 수신한 상기 제2 시그널에 기초하여 상기 제3 로봇 제어부에 저장된 복수의 프로그램들 중 상기 제2 시그널에 대응하는 프로그램을 로딩하고, 로딩된 프로그램에 기초하여 상기 제3 협동 로봇을 제어하는, 협동 로봇 제어 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 협동 로봇. 상기 제2 협동 로봇 및 제3 협동 로봇은 일련의 작업들을 수행되는 하나의 공정 라인에서 사용되고,
   상기 제1 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 제1 작업을 수행하고,
   상기 제2 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 상기 제1 작업에 후행하는 제2 작업을 수행하고,
   상기 제3 협동 로봇은 상기 일련의 작업들 중 상기 제2 작업에 후행하는 제3 작업을 수행하는, 협동 로봇 제어 시스템.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제2 시그널은 상기 제2 로봇 제어부가 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 상기 제1 시그널에 의해 결정되는, 협동 로봇 제어 시스템.
6. 제1 로봇 제어부; 및
   상기 제1 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결되는 제2 로봇 제어부;를 포함하고,
   상기 제2 로봇 제어부는 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어할 수 있는 복수의 프로그램을 포함하고, 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 시그널에 기초하여 상기 복수의 프로그램 중 로딩할 프로그램을 선택하고, 선택된 프로그램에 기초하여 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는, 협동 로봇 제어 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결되는 제3 로봇 제어부;를 더 포함하고,
   상기 제2 로봇 제어부는 상기 제1 로봇 제어부로부터 수신한 시그널에 기초하여 상기 제3 로봇 제어부로 전송할 시그널로 결정된 시그널을 상기 제3 로봇 제어부로 전송하는, 협동 로봇 제어 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제3 로봇 제어부는 상기 제3 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어할 수 있는 복수의 프로그램을 포함하고, 상기 제2 로봇 제어부로부터 수신한 시그널에 기초하여 상기 복수의 프로그램 중 로딩할 프로그램을 선택하고, 선택된 프로그램에 기초하여 상기 제3 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는, 협동 로봇 제어 시스템.
9. 협동 로봇을 제어할 수 있는 복수의 프로그램이 각각 저장된 복수의 로봇 제어부를 포함하는 협동 로봇 클러스터링 방법에 있어서,
   상기 복수의 로봇 제어부 중 임의로 선택된 제1 로봇 제어부를 마스터 제어부로 설정하는 단계;
   상기 복수의 로봇 제어부 중 임의로 선택된 제2 로봇 제어부를 상기 제1 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결하는 단계;
   상기 제1 로봇 제어부와 상기 제2 로봇 제어부를 각각 협동 로봇과 연결하는 단계;
   상기 제1 로봇 제어부를 통해 상기 제1 로봇 제어부 및 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 상기 협동 로봇들이 수행할 작업을 설정하는 단계;
   상기 제1 로봇 제어부가 상기 복수의 프로그램 중 상기 설정된 작업에 대응하는 프로그램으로 상기 제1 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는 단계;
   상기 제1 로봇 제어부가 상기 설정된 작업에 대응하는 제1 출력 시그널을 상기 제2 로봇 제어부로 전송하는 단계; 및
   상기 제2 로봇 제어부가 상기 복수의 프로그램 중 수신한 상기 제1 출력 시그널에 대응하는 프로그램으로 상기 제2 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는 단계;를 포함하는 협동 로봇 클러스터링 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 로봇 제어부 중 임의로 선택된 제3 로봇 제어부를 상기 제2 로봇 제어부와 통신 가능하게 연결하는 단계;
    상기 제3 로봇 제어부를 협동 로봇과 연결하는 단계;
    상기 제2 로봇 제어부가 수신한 상기 제1 출력 시그널에 대응하는 제2 출력 시그널을 상기 제2 로봇 제어부로 전송하는 단계; 및
    상기 제3 로봇 제어부가 상기 복수의 프로그램 중 수신한 상기 제2 출력 시그널에 대응하는 프로그램으로 상기 제3 로봇 제어부와 연결된 협동 로봇을 제어하는 단계;를 더 포함하는 협동 로봇 클러스터링 방법.

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