KR20210057238A

KR20210057238A - 자율주행 제품검사 장치

Info

Publication number: KR20210057238A
Application number: KR1020190143188A
Authority: KR
Inventors: 조두희; 이경훈
Original assignee: 주식회사 미라콤아이앤씨
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2019-11-11
Publication date: 2021-05-21
Also published as: KR102407342B1

Abstract

생산된 제품을 자동으로 검사할 수 있는 자율주행 제품검사 장치, 이를 이용한 장치가 제공된다. 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 자율주행 제품검사 장치는 생산 설비에 의해 생산된 제품에 대한 검사를 지시하는 작업 이벤트에 따라 상기 제품으로 이동하는 운행부, 상기 운행부와 결합되고, 상기 작업 이벤트에 따라 상기 제품을 파지하여 상기 제품을 적재하는 로봇암, 상기 로봇암에 의해 적재된 상기 제품을 검사하는 측정부, 및 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 결정하고, 상기 제품을 적재하여 검사하도록 상기 운행부 및 로봇암의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 로봇암은, 상기 제품을 식별하고, 상기 제품이 배치된 상태와 상기 제품의 주변 공간을 탐지하는 적재 대상 탐지부를 포함할 수 있다.

Description

자율주행 제품검사 장치{Apparatus for Inspection of product combined with Autonomous Vehicle}

본 개시는 생산된 제품을 자동으로 검사할 수 있는 자율주행 제품검사 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 생산 설비에 의해 생산된 제품을 협업 검사로봇이 자동으로 검사하기 위해 제품이 위치한 곳으로 이동하여 제품을 파지할 수 있는 동작을 결정하고 제품을 용이하게 파지할 수 있는 동작으로 보정할 수 있는 자율주행 제품검사 장치에 관한 것이다.

종래 생산 설비에 의해 생산된 제품은 자주검사 및 반복도 확인을 위해 주기적인 검사가 필요하였다. 그러나, 종래 제품에 대한 검사는 작업자가 수동으로 수행하는 경우 검사의 번거로움에 의해 검사를 생략하는 경우가 빈번하였고, 검사를 수행하더라도 주관적인 기준과 판단에 의해 각 작업자는 검사 결과를 상이하게 판단하였다.

이를 해결하기 위해 종래에 자동 검사 장치가 개발되었으나, 이러한 자동 검사 장치를 생산 설비에 설치하기 위해 별도의 공간이 필요하게 되었으며, 별도의 공간 낭비를 막기 위해 이동식 자동 검사 장치가 개발되었으나, 복잡한 공장 설비 내부에서 작업자와 함께 효율적으로 이동 및 작업하지 못하여 오히려 공장 작업의 지체를 야기하였다.

또한, 종래의 자동 검사 장치는 로봇암이 결합되어 있으나, 생산(또는 가공) 작업이 완료된 제품을 픽업할 때 파지 동작이 획일적으로 이루어졌기 때문에 각 제품에 최적화된 동작을 수행하지 못하였다. 또한, 자동 검사 장치의 경우 정상 제품을 검사하는 경우도 있지만, 불량 제품을 검사하기 위해 픽업하는 경우도 있으므로, 로봇암이 불량 제품을 픽업할 당시에는 불량 제품인지 확인하지 못한 채로 제품의 파지를 수행하게 되는데, 이 경우 자동 검사 장치는 제품의 형태를 정확하게 인식하지 못하여 정확한 힘과 방향으로 제품을 파지하지 못하는 어려움이 있었다.

또한, 각각의 생산 설비는 생산 작업이 완료된 제품이 출하될 때 각각의 생산 설비에서 출하된 제품은 각각 서로 다른 높이에 배치되었다. 종래의 자동 검사 장치는 서로 다른 높이에 배치된 제품의 높이를 정확하게 판단하지 못하는 경우가 발생되어 출하된 제품을 상측에서 큰 힘으로 가압하여 정상 제품을 파손시키거나, 제품을 무게 중심의 하측에서 파지하지 못하고 상측에서 파지하여 힘없이 제품을 떨어뜨리는 경우도 발생되었다.

이에 따라, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 제품검사 장치에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.

등록특허공보 제10-0724618호(2002.02.01 공개)

본 개시의 몇몇 실시예를 통해 해결하고자 하는 기술적 과제는, 제품이 생산되면 생산된 제품으로 이동하여 제품의 검사를 자동으로 수행함에 따라 제품의 검사를 용이하고 정확하게 수행할 수 있는 자율주행 제품검사 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 자율주행 제품검사 장치는 제품의 배치상태와 제품의 주변 공간을 탐지함에 따라 로봇암의 동작에 대한 경로와 좌표를 정확하게 결정하고, 이를 보정할 수 있는 자율주행 제품검사 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 몇몇 실시예를 통해 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제품의 배치상태와 제품의 주변 공간을 보다 상세하고 다각도로 분석함에 따라 용이하게 제품을 파지할 수 있는 동작의 경로를 분석할 수 있는 자율주행 제품검사 장치를 제공하는 것이다.

본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 자율주행 제품검사 장치는 생산 설비에 의해 생산된 제품에 대한 검사를 지시하는 작업 이벤트에 따라 상기 제품으로 이동하는 운행부, 상기 운행부와 결합되고, 상기 작업 이벤트에 따라 상기 제품을 파지하여 상기 제품을 적재하는 로봇암, 상기 로봇암에 의해 적재된 상기 제품을 검사하는 측정부, 및 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 결정하고, 상기 제품을 적재하여 검사하도록 상기 운행부 및 로봇암의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 로봇암은, 상기 제품을 식별하고, 상기 제품이 배치된 상태와 상기 제품의 주변 공간을 탐지하는 적재 대상 탐지부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 적재 대상 탐지부는, 상기 제품을 촬영하여 상기 제품을 식별하고, 상기 제품의 배치 상태에 대한 이미지를 획득하는 카메라부, 및 레이저를 이용하여 상기 제품의 위치와 높이를 감지하는 변위 센서부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라부에 의해 식별된 상기 제품의 배치 상태에 대한 이지미와, 상기 변위 센서부에 의해 감지된 상기 제품의 위치와 높이를 기초로 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 보정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작을 수행하는 과정 중에, 상기 대상 탐지부에 의해 실시간으로 획득한 정보를 이용하여 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 실시간으로 재보정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 적재 대상 탐지부는, 상기 제품의 주변 공간을 탐지하도록 상기 카메라부 및 변위 센서부의 각도를 상기 로봇암의 파지부의 내외측으로 조절하는 반경 조절부, 및 상기 제품을 다각도에서 탐지하기 위해 상기 로봇암의 파지부를 기준으로 상기 카메라부 및 변위 센서부를 회전시키는 회전부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 반경 조절부 및 상기 회전부를 동작시켜 상기 로봇암의 동작의 경로를 보정할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 적재 대상 탐지부는, 상기 반경 조절부와 상기 회전부를 함께 작동시켜 상기 카메라부 및 변위 센서부의 탐지 반경을 조절하는 동작과 상기 카메라부 및 변위 센서부를 회전시키는 동작을 함께 수행할 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 개시의 다른 실시예에 따른 자율주행 제품검사 장치는 상기 자율주행 제품검사 장치는, 상기 측정부에 의해 검사가 완료된 제품을 운송하기 위한 공간이 형성된 적재부를 더 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 운행부는, 상기 작업 이벤트에 따라 상기 제품으로 이동하는 도중 발견되는 장애물을 인식하는 장애물 감지 유닛, 상기 운행부의 외측에 결합되어 상기 장애물이 부딛히는 경우 상기 장애물에 대한 충격을 감소시키는 댐퍼를 포함할 수 있다.

도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 자율주행 제품검사 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 자율주행 제품검사 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 자율주행 제품검사 장치를 제어하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 자율주행 제품검사 장치의 로봇암이 제품을 파지하기 전의 상태를 나타내는 예시도이다.
도 5는 자율주행 제품검사 장치의 로봇암의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 로봇암의 적재 대상 탐지부가 제품을 탐지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 적재 대상 탐지부가 각도를 내외측으로 조정하면서 주변 공간을 탐지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 적재 대상 탐지부가 회전하면서 주변 공간을 탐지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 13은 로봇암을 상측에서 바라볼 때 회전부에 의해 적재 대상 탐지부가 회전하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 14는 로봇암이 제품을 파지하기 위한 동작의 경로를 결정하고, 결정된 경로를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 자율주행 제품검사 장치가 제품을 검사하기 위한 시스템 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 개시에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 개시의 몇몇 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 자율주행 제품검사 장치(100)를 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면 본 개시에 따른 자율주행 제품검사 장치(100)는 생산 설비에 의해 생산된 제품으로 이동하여 제품을 검사하는 장치일 수 있다. 자율주행 제품검사 장치(100)는 운행부(10)의 이동수단을 통해 주행하며, 제품이 위치한 곳으로 이동하여 제품을 파지한 뒤 검사 장치를 이용하여 제품을 측정/검사하고 검사 결과를 공장을 관리하는 메인 서버로 송신할 수 있다.

일 실시예에서 이러한 자율주행 제품검사 장치(100)는 자율주행 차량(AGV, Automated Guided Vehicle)으로 구성된 운행부(10), 제품을 파지하여 들어올리는 로봇암(20) 및 제품을 검사하는 측정부(30)로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 로봇암(20)은 운행부(10)의 상측에 설치되고, 로봇암(20)이 제품을 파지하여 측정부(30)에 제품을 올려놓은 뒤 측정부(30)에서 제품을 검사할 수 있다.

여기서 생산 설비는 제품을 생산할 수 있는 공장 장치 또는 정밀 가공, 연마, 절삭하는 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 제품을 생산할 수 있는 다양한 공장 설비를 의미할 수 있다. 또한, 여기서 제품은 자동차 부품, 선박 부품, 전자제품, 제어장치, 반도체 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제품의 검사는 제품의 성능 검사를 받기 전 예비로 수행하는 자주 검사, 중간 검사 등을 의미할 수 있으며, 검사 종류가 한정되는 것은 아니다. 측정부(30)에 의해 검사된 결과는 비전검사, 생산수량, 소재수량, 재 가열, 적재수량, 스크랩 등을 분석할 수 있고, 계획대비 생산 현황 및 금형 수명 현황이 분석될 수 있다. 이러한 검사 결과는 디스플레이 수단을 통해 디스플레이될 수도 있다.

본 개시의 자율주행 제품검사 장치(100)는 생산된 제품으로 이동하여 제품의 검사를 자동으로 수행함에 따라 제품의 검사를 용이하고 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 자율주행 제품검사 장치(100)의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 자율주행 제품검사 장치(100)는 운행부(10), 로봇암(20), 측정부(30), 제어부(40), 적재부(50) 및 통신부(60)를 포함할 수 있다. 운행부(10)는, 생산 설비에 의해 생산된 제품에 대한 검사를 지시하는 작업 이벤트에 따라 제품으로 이동할 수 있다.

이러한 작업 이벤트는 자율주행 제품검사 장치(100)를 제어하는 정보로서, 자율주행 제품검사 장치(100)의 검사 대상, 동작 시기, 경로 등 각 구성의 제어 방법에 대한 상세한 내용을 포함할 수 있다. 작업 이벤트는 자율주행 제품검사 장치(100)로부터 생산 설비까지의 최단 경로, 및 도착시간과, 자율주행 제품검사 장치(100)의 남은 작업 시간을 고려하여 제품을 적절한 시기에 검사할 수 있도록 지시하는 제어 정보일 수 있다. 자율주행 제품검사 장치(100)는 이러한 작업 이벤트를 수신하면 운행부(10)는 작업 이벤트에 따른 생산 설비로 이동하고, 로봇암(20)은 작업 이벤트에 따른 제품을 파지한 뒤 측정부(30)에 안착시키고, 제품을 검사할 수 있다.

로봇암(20)은 운행부(10)와 결합되어 작업 이벤트에 따라 상기 제품을 파지하여 제품을 적재하는 장치로서, 로봇암(20)은 암부, 파지부 및 적재 대상 탐지부를 포함할 수 있다. 적재 대상 탐지부는 제품을 식별하고, 제품이 배치된 상태와 상기 제품의 주변 공간을 탐지할 수 있는데 이러한 로봇암(20)에 대한 상세한 설명은 도 5에서 설명하도록 한다.

적재부(50)는 제품을 보관하는 공간으로서, 측정부(30)에 의한 검사 전후에 보관되기 위해 로봇암(20)에 의해 하역되는 공간, 또는 제품을 운송하기 위한 공간일 수 있다.

측정부(30)는 제품의 크기, 중량, 부피, 형태를 측정하여 정상인지 불량인지 검사할 수 있는 장치로서, 2차원 측정장치, 3차원 측정장치 등으로 구성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 제품의 외형, 내구성, 탄성 등을 검사할 수 있는 다양한 검사 장치일 수 있다.

제어부(40)는 로봇암(20)이 제품을 파지하는 동작의 경로를 결정하고, 제품을 적재하여 검사하도록 상기 운행부(10) 및 로봇암(20)의 동작을 제어할 수 있다.

통신부(60)는 유무선 네트워크를 통해 자율주행 제품검사 장치(100)가 공장을 관리하는 메인 서버로부터 작업 이벤트를 수신하고 제품의 검사 결과를 송신할 수 있는 구성으로서, 종래의 네트워크 기술을 이용한 구성이므로 본 개시의 논지를 흐리지 않기 위해 설명을 생략하도록 한다.

도 3은 자율주행 제품검사 장치(100)를 제어하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면 자율주행 제품검사 장치(100)는 이동수단을 제어하는 제어부(40)는 MCS(41, Master Control Set)와 PLC(43, Programmable Logic Controller)로 구성될 수 있다. 자율주행 제품검사 장치(100)는 MCS(41)를 이용하여 작업 이벤트에 설정된 경로로 이동할 수 있고, PLC(43)를 통해 로봇암(20)과 측정부(30)의 동작을 제어할 수 있다. 자율주행 제품검사 장치(100)를 제어하는 수단은 이러한 실시예에 한정되지 않는다.

한편, 다른 실시예에서, 자율주행 제품검사 장치(100)는 작업 이벤트에 따라 제품으로 이동하는 도중 발견되는 장애물을 인식하는 장애물 감지 유닛과(미도시), 운행부의 외측에 결합되어 장애물이 부딛히는 경우 장애물에 대한 충격을 감소시키는 댐퍼(미도시)를 더 포함할 수 있다

도 4는 자율주행 제품검사 장치(100)의 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하기 전의 상태를 나타내는 예시도이다.

도 4를 참조하면, 자율주행 제품검사 장치(100)는 생산 설비에 의해 제품(p)이 생산되면 제품(p)에 인접한 위치로 이동할 수 있다. 자율주행 제품검사 장치(100)는 적재 대상 탐지부를 통해 제품(p)이 배치된 위치를 인식할 수 있고, 제품(p)이 위치한 방향으로 로봇암(20)이 향하도록 자율주행 제품검사 장치(100)의 방향을 전환하고, 로봇암(20)의 파지부를 제품(p)의 상측에 위치시킬 수 있다.

여기서 제품(p)은 도 4와 같이 작은 원판이 층층이 쌓인 형태의 부품으로 구성될 수 있고, 선반과 같은 테이블에 배치될 수 있는데 이는 일 예시를 설명하기 위한 것이다.

도 5는 자율주행 제품검사 장치(100)의 로봇암(20)의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 6은 로봇암(20)의 적재 대상 탐지부(23)가 제품(p)을 탐지하는 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 7 및 도 8은 적재 대상 탐지부(23)가 각도를 내외측으로 조정하면서 주변 공간을 탐지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 자율주행 제품검사 장치(100)는 관절이 형성된 암부(21), 암부(21)에 결합되어 제품(p)을 파지하거나 파지된 제품(p)을 하역할 수 있는 파지부(22) 및 적재 대상 탐지부(23)를 포함할 수 있다. 적재 대상 탐지부(23)는 변위 센서부(231), 카메라부(233)를 포함할 수 있다. 적재 대상 탐지부(23)는 로봇암(20)의 암부(21) 또는 파지부(22)에 결합되어 제품(p)의 형상 또는 주변 공간을 분석하여 제품(p)을 파지할 수 있는 동작의 경로 탐지할 수 있다.

변위 센서부(231)는 제품(p)에 레이저를 조사하여 제품(p)의 위치와 높이를 감지할 수 있다. 변위 센서부(231)는 레이저 이외에도 음파센서 등 거리와 높이를 측정할 수 있는 다양한 감지 수단으로 이루어질 수도 있다.

카메라부(233)는 제품(p)을 촬영하여 제품(p)을 식별하고, 제품(p)의 배치 상태에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 카메라부(233)는 도 4에서와 같이 로봇암(20)이 제품(p)의 인근에 위치할 때 제품(p)을 촬영하여 제품(p)의 형상을 획득할 수 있다. 이러한 카메라부(233)는 카메라, 이미지 프로세서 및 소프트웨어를 포함하는 비전 카메라(Vision camera)로 이루어질 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(40)는 카메라부(233)에 의해 식별된 제품(p)의 배치 상태에 대한 이미지와, 변위 센서부(231)에 의해 감지된 제품(p)의 위치와 높이에 대한 정보를 분석할 수 있다. 제어부(40)는 이러한 정보를 기초로 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하는 동작의 경로를 보정할 수 있다. 예를 들면, 자율주행 제품검사 장치(100)는 도 4와 같은 상태에서 로봇암(20)의 적재 대상 탐지부(23)가 제품(p)을 촬영하여 식별할 수 있다. 이때, 제어부(40)는 제품(p)의 위치를 파악하였으므로, 로봇암(20)이 제품(p)을 파지할 수 있는 동작의 경로를 결정할 수 있다.

제어부(40)는 제품(p)의 중량, 형태 등 작업 이벤트에 포함된 정보를와 카메라부(233)에 의해 촬영된 이미지를 통해 로봇암의 동작의 경로를 결정할 수 있다. 제어부(40)는 제품(p)의 크기, 질량, 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하기 까지의 경로, 속도, 압력, 파지 각도, 측면에서 파지해야 하는지 또는 상측에서 파지해야 하는지 등의 파지방법 등을 분석하여 동작의 경로를 결정할 수 있다.

이때, 제어부(40)는 제품(p)의 배치 상태에 대한 이미지를 통해 제품(p)이 정상적으로 배치되었는지, 뒤집어져 있는지, 본래의 위치에서 벗어난 위치에 배치되었는지 등을 분석할 수 있다. 이에 따라 제어부(40)는 이미 결정된 동작의 경로를 보정할 수 있다.

본 개시의 자율주행 제품검사 장치(100)는 적재 대상 탐지부(23)를 통해 제품(p)의 배치상태를 보다 정확하게 분석함에 따라 로봇암(20)이 제품(p)을 용이하게 파지할 수 있는 동작의 경로를 분석할 수 있다.

본 개시의 다른 실시예에서, 적재 대상 탐지부(23)는 반경 조절부(235) 및 회전부(237)를 더 포함할 수 있다.

도 7을 참조하면, 반경 조절부(235)는 제품(p)의 주변 공간을 탐지하도록 카메라부(233) 및 변위 센서부(231)의 각도를 로봇암(20)의 파지부(22)의 외측으로 조절할 수 있다. 반경 조절부(235)는 카메라부(233)와 변위 센서부(231)에 의해 획득된 정보를 통해 제품(p)과 제품(p)이 배치된 위치의 소정 반경의 정보를 모두 획득하기 위해 동작할 수 있다.

도 8을 참조하면, 반경 조절부(235)는 제품(p)의 주변 공간을 탐지하도록 카메라부(233) 및 변위 센서부(231)의 각도를 로봇암(20)의 파지부(22)의 내측으로 조절할 수 있다.

도 9는 적재 대상 탐지부(23)가 회전하면서 주변 공간을 탐지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하면, 회전부(237)는 제품(p)을 다각도에서 탐지하기 위해 상기 로봇암(20)의 파지부(22)를 기준으로 상기 카메라부(233) 및 변위 센서부(231)를 회전시킬 수 있다. 회전부(237)는 로봇암(20)의 카메라부(233)와 변위 센서부(231)가 파지부(22)를 기준으로 반대편에 위치하도록 회전시킬 수 있다. 반경 조절부(235)에 의해 획득되는 정보는 물리적으로 한계가 있기 때문에 회전부(237)의 회전에 의해 적재 대상 탐지부(23)는 보다 넓은 범위를 탐지할 수 있다.

도 10 내지 도 13은 로봇암(20)을 상측에서 바라볼 때 회전부(237)에 의해 적재 대상 탐지부(23)가 회전하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 10 내지 도 13의 경우 제품(p)을 상측에서 바라보았을 때 제품(p)이 직사각형 형태로 형성된 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

도 10을 참조하면, 적재 대상 탐지부(23)는 회전부(237)가 회전하지 않더라도 제품(p)의 상측에서 카메라 및 변위 센서부(231)를 이용하여 제품(p)을 식별하거나 감지할 수 있다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 적재 대상 탐지부(23)는 시계방향으로 점점 회전하고, 제품(p)의 상측에서 제품(p)의 주변 공간의 위치와 제품(p)이 배치된 형태를 명확하게 식별할 수 있게 된다.

도 13을 참조하면, 적재 대상 탐지부(23)는 최초의 위치에서 약 215도 회전된 상태에서 제품(p)을 탐지함에 따라 제품(p)을 다각도에서 탐지할 수 있다.

도 7 내지 도 13에서 설명한 반경 조절부(235) 및 회전부(237)의 동작에 의해 제어부(40)는 로봇암(20)의 동작의 경로를 로봇암(20)이 보다 용이하게 제품(p)을 파지할 수 있도록 보정할 수 있다. 즉, 적재 대상 탐지부(23)는 도 10 내지 도 13과 같이 제품(p)을 상측에서 바라보면 제품(p)은 2층으로 형성된 직사각형 탑 형태이고, 상하로 폭이 좁고 좌우로 폭이 넓은 것으로 탐지할 수 있다. 제어부(40)는 이러한 탐지 결과를 기초로 파지부(22)가 크게 벌려지지 않는 경우 제품(p)의 2층에 형성된 직사각형 탑 형태를 상하 방향으로 파지할 수 있다.

또한, 제어부(40)는 작업 이벤트를 통해서 제품(p)의 대략적인 중량을 확인할 수 있기 때문에 로봇암(20)이 제품(p)의 2층으로 형성된 직사각형 부분을 파지하는 경우에 제품(p)의 중량을 견디지 못하여 떨어뜨릴 것으로 판단하는 경우, 제품(p)의 1층으로 형성된 직사각형 부분을 파지할 수도 있다.

적재 대상 탐지부(23)는 반경 조절부(235)와 회전부(237)의 동작을 이용하여 제품(p)이 배치된 전체적인 형태를 정확하게 탐지할 수 있다. 또한, 본 개시의 자율주행 제품검사 장치(100)는 제품(p)의 배치상태와 제품(p)의 주변 공간을 보다 상세하고 다각도로 분석함에 따라 용이하게 제품(p)을 파지할 수 있는 동작의 경로를 분석할 수 있는 장점이 있다.

다른 실시예에서, 제어부(40)는 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하는 동작을 수행하는 과정 중에, 대상 탐지부에 의해 실시간으로 획득한 정보를 이용하여 상기 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하는 동작의 경로를 실시간으로 재보정할 수도 있다.

이 경우 본 개시의 자율주행 제품검사 장치(100)는 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하는 동작의 경로를 실시간으로 재보정함에 따라, 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하기 전에는 탐지하지 못하였던 형태까지 고려하여 파지하는 순간까지도 로봇암(20) 동작의 경로를 계속하여 최적의 경로로 보정할 수 있다.

도 14는 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하기 위한 동작의 경로를 결정하고, 결정된 경로를 보정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 14를 참조하면, 단계 S10 내지 S80은 하드웨어 적인 동작은 운행부(10), 로봇암(20) 및 측정부(30)에 의해 수행되고, 동작의 경로를 결정하거나 보정하는 동작은 제어부(40)에 의해 수행될 수 있다.

단계 S10에서, 운행부(10)가 작업 이벤트에 따라 동작하여 생산 설비에 의해 생산된 제품(p)으로 자율주행 제품검사 장치(100)가 이동될 수 있다. 단계 S20에서 로봇암(20)의 적재 대상 탐지부(23)에 의해 제품(p)이 식별될 수 있다. 이후, 단계 S30에서 식별된 제품(p)에 대하여 로봇암(20)이 제품(p)을 파지하는 동작의 경로가 결정될 수 있다.

이때 로봇암(20)의 동작이 수행되기 전에, 단계 S40에서 적재 대상 탐지부(23)에 의해 제품(p)이 배치된 상태와 제품(p)의 주변 공간이 탐지될 수 있고, 단계 S50에서 제품(p)이 배치된 상태와 제품(p)의 주변 공간을 기초로 로봇암(20)의 동작의 경로가 보정될 수 있다.

단계 S60에서 로봇암(20)은 단계 S50에서 보정된 동작의 경로에 따라 파지하는 동작이 수행되고, 이러한 동작이 수행되는 동안 단계 S70에서 적재 대상 탐지부(23)에 의해 가까워지는 제품(p)이 실시간으로 탐지될 수 있다. 일례로 단계 S70에서 카메라부(233)와 변위 센서부(231)에 의해 가까워지는 제품(p)이 보다 구체적으로 식별되고 감지될 수 있다. 또한, 카메라부(233)와 변위 센서부(231)에 의해 탐지되는 동안 반경 조절부(235)와 회전부(237)도 함께 동작하여 그 전에는 탐지되지 않았던 사각지대까지도 탐지될 수 있다.

상기 단계 S70에서 탐지된 결과를 통해 단계 S80에서 로봇암(20)의 동작의 경로가 실시간으로 보정될 수 있다. 즉, 동작의 경로는 제품(p)을 파지하기 위해 제품(p)에 가까워지는 과정에서 계속적으로 동작의 경로가 보정되어 단계 S30에서 결정된 로봇암(20)의 동작의 경로는 단계 S80에서 보정된 동작의 경로와 크게 상이할 수도 있다.

도 15는 자율주행 제품검사 장치(100)가 제품(p)을 검사하기 위한 시스템 구성도이다.

도 15를 참조하면, 본 개시의 자율주행 제품(p)검사 시스템은 공장의 생산 설비(300)에 의해 생산된 제품(p)을 검사하기 위해 공장을 관리하는 메인 서버(200)가 자율주행 제품검사 장치(100)로 작업 이벤트를 송신하고, 자율주행 제품검사 장치(100)가 상기 작업 이벤트에 따라 제품(p)의 검사를 진행하고, 자율주행 제품검사 장치(100)가 검사 결과를 메인 서버(200)로 송신할 수 있다.

또한, 본 개시의 다른 실시예에 따른 자율주행 제품검사 시스템은 제2 자율주행 제품검사 장치(100)와 협업을 통해 제품을 동시 또는 순차적으로 검사할 수 있고, 제2 자율주행 제품검사 장치(100)와 서로 고장 여부를 진단할 수도 있다.

지금까지 도 1 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들 및 그 실시예들에 따른 효과들을 언급하였다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims

생산 설비에 의해 생산된 제품에 대한 검사를 지시하는 작업 이벤트에 따라 상기 제품으로 이동하는 운행부;
상기 운행부와 결합되고, 상기 작업 이벤트에 따라 상기 제품을 파지하여 상기 제품을 적재하는 로봇암;
상기 로봇암에 의해 적재된 상기 제품을 검사하는 측정부; 및
상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 결정하고, 상기 제품을 적재하여 검사하도록 상기 운행부 및 로봇암의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 로봇암은,
상기 제품을 식별하고, 상기 제품이 배치된 상태와 상기 제품의 주변 공간을 탐지하는 적재 대상 탐지부를 포함하는,
자율주행 제품검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 적재 대상 탐지부는,
상기 제품을 촬영하여 상기 제품을 식별하고, 상기 제품의 배치 상태에 대한 이미지를 획득하는 카메라부; 및
레이저를 이용하여 상기 제품의 위치와 높이를 감지하는 변위 센서부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 카메라부에 의해 식별된 상기 제품의 배치 상태에 대한 이미지와, 상기 변위 센서부에 의해 감지된 상기 제품의 위치와 높이를 기초로 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 보정하는,
자율주행 제품검사 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작을 수행하는 과정 중에, 상기 대상 탐지부에 의해 실시간으로 획득한 정보를 이용하여 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 실시간으로 재보정하는,
자율주행 제품검사 장치.
제2항에 있어서,
상기 적재 대상 탐지부는,
상기 제품의 주변 공간을 탐지하도록 상기 카메라부 및 변위 센서부의 각도를 상기 로봇암의 파지부의 내외측으로 조절하는 반경 조절부; 및
상기 제품을 다각도에서 탐지하기 위해 상기 로봇암의 파지부를 기준으로 상기 카메라부 및 변위 센서부를 회전시키는 회전부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 반경 조절부 및 상기 회전부를 동작시켜 상기 로봇암의 동작의 경로를 보정하는,
자율주행 제품검사 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작을 수행하는 과정 중에, 상기 대상 탐지부에 의해 실시간으로 획득한 정보를 이용하여 상기 로봇암이 상기 제품을 파지하는 동작의 경로를 실시간으로 재보정하는,
자율주행 제품검사 장치.
제4항에 있어서,
상기 적재 대상 탐지부는,
상기 반경 조절부와 상기 회전부를 함께 작동시켜 상기 카메라부 및 변위 센서부의 탐지 반경을 조절하는 동작과 상기 카메라부 및 변위 센서부를 회전시키는 동작을 함께 수행하는,
자율주행 제품검사 장치
제1항에 있어서,
상기 자율주행 제품검사 장치는,
상기 측정부에 의해 검사가 완료된 제품을 운송하기 위한 공간이 형성된 적재부를 더 포함하는,
자율주행 제품검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 운행부는,
상기 작업 이벤트에 따라 상기 제품으로 이동하는 도중 발견되는 장애물을 인식하는 장애물 감지 유닛;
상기 운행부의 외측에 결합되어 상기 장애물이 부딛히는 경우 상기 장애물에 대한 충격을 감소시키는 댐퍼를 포함하는,
자율주행 제품검사 장치