KR20210136572A - 툴이 이동할 위치를 티칭하는 로봇암 및 로봇암의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 개시는 로봇암에 부착된 툴을 목표한 위치에 위치할 수 있도록 설정하기 위한 로봇암 및 로봇암의 동작 방법에 관한 것으로써, 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 제어부가 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 1 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 1 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계, 영상의 중심 및 제 1 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 1 위치로써 저장하는 단계, 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 2 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 2 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계, 영상의 중심 및 제 2 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 2 위치로써 저장하는 단계, 제 1 위치 및 제 2 위치에 기초하여 제 1 벡터를 결정하는 단계 및 제 1 벡터에 기초하여 그리퍼가 목표 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

툴이 이동할 위치를 티칭하는 로봇암 및 로봇암의 동작 방법 {ROBOT ARM FOR TEACHING LOCATION WHERE TOOLS TO MOVE AND OPERATION METHOD THEREOF}

본 개시는 로봇암에 부착된 툴을 목표한 위치에 위치할 수 있도록 설정하기 위한 로봇암 및 로봇암의 동작 방법에 관한 것이다.

산업 혁명을 통해 분업 사회가 되면서 사람이 하기 어려운 일이나 위험한 일 등을 대신 처리하는 로봇이 산업분야 전반에 걸쳐 다양하게 이용되어 왔다. 또한, 근래에 들어선 용접 로봇 등과 같이 산업 현장에서 주로 이용되던 로봇이 이제는 청소 로봇, 안내 로봇, 의료용 로봇 등과 같이 다양한 분야에서 사람들의 실생활에 점점 더 가깝게 다가오고 있다.

산업용 로봇은 회전운동이나 직선운동을 하는 관절들이 연속적으로 연결된 링크들로 구성된 범용의 컴퓨터 제어 매니퓰레이터인데, 이러한 일반적인 다관절로 이루어진 로봇을 이용하여 원하는 작업을 하기 위해서는 로봇의 암(arms)들을 다양한 각도로 움직여 사용자가 원하는 임의의 위치에 정확하게 위치시킬 수 있어야 한다.

이와 관련하여, 로봇암에 부착되어 다양한 기능을 수행하는 툴이 정확하게 동작하기 위해서는 로봇암의 위치 뿐만 아니라 로봇암에 대한 툴의 정확한 위치를 측정할 필요가 있다. 따라서 로봇암에 대한 툴의 위치를 측정하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.

본 개시에 따른 로봇암의 동작 방법은 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 제어부가 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 1 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 1 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계, 영상의 중심 및 제 1 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 1 위치로써 저장하는 단계, 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 2 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 2 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계, 영상의 중심 및 제 2 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 2 위치로써 저장하는 단계, 제 1 위치 및 제 2 위치에 기초하여 제 1 벡터 또는 제 1 중심점 중 적어도 하나를 결정하는 단계, 및 제 1 벡터에 기초하여 그리퍼가 목표 위치에 위치할 때의 로봇암의 목표 자세를 결정하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 로봇암의 동작 방법은 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그를 임의의 위치에 내려놓도록 제어하는 단계, 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 제어부가 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계, 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 3 위치로써 저장하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계, 영상의 중심 및 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 4 위치로써 저장하는 단계, 및 제 3 위치 및 제 4 위치에 기초하여 제 2 벡터 또는 제 2 중심점 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 로봇암의 동작 방법은 제 1 벡터의 방향이 제 2 벡터의 방향과 일치하지 않는 경우, 로봇암을 움직여서 그리퍼가 제 2 티칭 지그를 잡도록 제어하는 단계, 제 2 벡터의 방향이 제 1 벡터와 일치하도록 로봇핸드를 회전축을 중심으로 회전한 후 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그를 수정된 위치에 내려놓도록 제어하는 단계, 및 수정된 위치에 있는 제 2 티칭 지그에 기초하여 수정된 제 2 벡터 및 수정된 제 2 중심점 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 로봇암의 동작 방법의 목표 자세를 결정하는 단계는, 제 1 벡터의 방향이 제 2 벡터의 방향과 일치하는 경우, 로봇핸드의 현재 회전각을 목표 자세의 목표 회전각으로써 결정하는 단계; 및 제 1 중심점의 좌표 및 제 2 중심점의 좌표의 차분에 기초하여 목표 자세의 목표 위치를 결정하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 로봇암의 동작 방법은 로봇핸드가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 임의의 위치에 있는 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 5 위치로 획득하는 단계, 로봇핸드가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 6 위치로 획득하는 단계, 로봇핸드가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 7 위치로 획득하는 단계, 및 제 5 위치 내지 제 7 위치에 기초하여, 회전축에 대한 촬영부의 위치의 오프셋을 획득하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 로봇암의 동작 방법은 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그를 임의의 위치에 내려놓는 단계, 로봇핸드가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 5 위치로 획득하는 단계, 로봇핸드가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 6 위치로 획득하는 단계, 로봇핸드가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 7 위치로 획득하는 단계, 제 5 위치 내지 제 7 위치에 기초하여, 회전축에 대한 그리퍼에 포함된 제 1 돌기의 위치의 오프셋을 획득하는 단계, 로봇핸드가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 4 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 8 위치로 획득하는 단계, 로봇핸드가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 4 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 9 위치로 획득하는 단계, 로봇핸드가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그의 제 4 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계, 촬영부를 이용하여 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 10 위치로 획득하는 단계, 및 제 8 위치 내지 제 10 위치에 기초하여, 회전축에 대한 그리퍼에 포함된 제 2 돌기의 위치의 오프셋을 획득하는 단계를 포함한다.

본 개시에 따른 로봇암의 동작 방법에 있어서, 제 1 돌기가 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역에 삽입되고, 제 2 돌기가 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역에 삽입되는 경우, 그리퍼가 제 2 티칭 지그 및 제 2 티칭 지그의 위에 놓인 시료를 집을 수 있다.

본 개시에 따른 로봇암은 로봇핸드 및 제어부를 포함하고, 로봇핸드는 그리퍼(gripper), 촬영부, 및 회전축을 포함하고, 제어부는 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 1 식별영역을 포함하는 영상을 획득하고, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 1 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키고, 영상의 중심 및 제 1 식별영역의 중심이 일치하는 경우 로봇핸드의 위치를 제 1 위치로써 저장하고, 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 2 식별영역을 포함하는 영상을 획득하고, 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 2 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키고, 영상의 중심 및 제 2 식별영역의 중심이 일치하는 경우 로봇핸드의 위치를 제 2 위치로써 저장하고, 제 1 위치 및 제 2 위치에 기초하여 제 1 벡터를 결정하고, 제 1 벡터에 기초하여 그리퍼가 목표 위치에 위치할 때의 로봇암의 목표 자세를 결정한다.

또한, 상술한 바와 같은 로봇암의 동작 방법을 구현하기 위한 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.

도 1은 본 개시일의 일 실시예에 따른 로봇암을 검사하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇암의 제어부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 일실시예에 따른 로봇핸드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇암의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 목표 위치를 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 목표 위치를 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 출력부에 출력된 영상을 나타낸다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 출력부에 출력된 영상을 나타낸다.
도 10은 본 개시의 일 실시예 따라 출력부에 출력된 영상을 나타낸다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 목표 위치를 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 1 벡터를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇암의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 촬영부의 중심의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 25는 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 촬영부의 중심의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 26은 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 그리퍼의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 27은 본 개시의 일 실시예에 따른 촬영부 및 그리퍼의 벡터를 나타낸 도면이다.
도 28은 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 촬영부의 중심의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.

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

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 명세서에서 어떤 구성요소와 "관련된 정보"는 어떤 구성요소에 기초하여 계산된 정보를 의미하거나, 어떤 구성요소와 대응되는 인덱스이거나, 어떤 구성요소를 포함하는 정보를 의미하거나, 어떤 구성요소와 선형적인 관계를 가진 정보를 의미하거나, 어떤 구성요소가 포함된 정보를 의미한다. 선형적인 관계는 정비례관계 또는 역비례관계를 의미할 수 있다. 정보는 수치 또는 텍스트를 포함할 수 있다.

또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면 "부"는 프로세서 및 메모리로 구현될 수 있다. 용어 "프로세서"는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치 (CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서는, "프로세서"는 주문형 반도체 (ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. 용어 "프로세서"는, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다.

용어 "메모리"는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 용어 메모리는 임의 액세스 메모리 (RAM), 판독-전용 메모리 (ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리 (NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리 (PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리 (EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM (EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 1은 본 개시일의 일 실시예에 따른 로봇암을 검사하기 위한 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

로봇암(100)은 적어도 한개의 관절(111, 112)을 포함할 수 있다. 로봇암(100)은 적어도 한개의 관절(111, 112)을 움직여서 로봇핸드(120)를 특정 위치로 이동시킬 수 있다. 로봇핸드(120)의 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다. 예를 들어 관절(112)에 대한 로봇핸드(120)의 좌표가 로봇핸드(120)의 위치일 수 있다.

본 개시에서 x축 및 y축은 지면과 평행인 축이다. x축 및 y축은 서로 직각일 수 있다. z축은 지면에 수직한 축일 수 있다. 로봇암은 x축, y축, 및 z축에 기초하여 로봇핸드(120)의 위치를 나타낼 수 있다.

로봇핸드(120)는 적어도 하나의 툴(tool) 이 부착될 수 있다. 적어도 하나의 툴은 회전축(130) 아래에 부착될 수 있다. 적어도 하나의 툴은 로봇암이 작업을 하기 위해 사용하는 다양한 장비를 의미할 수 있다. 적어도 하나의 툴은 그리퍼, 촬영부, 또는 스크루드라이버 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

로봇핸드(120)의 회전축(130)은 z축방향으로 움직일 수 있다. 즉, 로봇암(100)은 회전축의 움직임에 의하여 적어도 하나의 툴을 지면방향으로 움직이거나 지면반대방향으로 움직일 수 있다. 회전축(130)의 이동에 의한 로봇핸드(120)의 상하이동은 z축에 대한 좌표값으로 표현될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 z축의 좌표값을 포함할 수 있다.

로봇핸드(120)는 회전축(130)을 포함할 수 있다. 회전축(130)은 z축과 평행할 수 있다. 로봇핸드(120)는 회전축(130)을 중심으로 적어도 하나의 툴을 회전시킬 수 있다.

로봇암(100)의 자세는 로봇핸드(120)의 위치 및 로봇 핸드의 회전각 정보를 포함할 수 있다. 로봇핸드(120)의 위치는 이미 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다. 로봇핸드(120)의 회전각 정보는 회전축(130)이 미리 정해진 초기 각으로부터 회전한 각도를 의미할 수 있다. 회전축(130)이 회전하는 경우 적어도 하나의 툴 역시 회전하므로, 로봇암(100)은 다양한 각도에서 세밀한 작업을 수행할 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇암의 제어부의 구성을 나타낸 도면이다.

로봇암(100)은 제어부(200)를 포함할 수 있다. 제어부(200)는 프로세서(210) 및 메모리(220)를 포함할 수 있다. 프로세서(210)는 메모리(220)에 저장된 명령어에 기초하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어 제어부(200)는 로봇암(100)에 부착된 적어도 하나의 툴이 작업을 수행하도록 제어할 수 있다. 제어부(200)가 수행하는 동작에 대해서는 이하에서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 개시의 일실시예에 따른 로봇핸드를 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 지그를 설명하기 위한 도면이다.

도 3의 위 그림은 로봇핸드(120)의 사시도를 나타낸다. 또한 도 3의 아래 그림은 로봇핸드(120)의 평면도를 나타낸다.

로봇핸드(120)는 회전축(130), 그리퍼(310) 및 촬영부(320)를 포함할 수 있다. 그리퍼(310)는 검사할 시료를 올려 두는 팔레트, 검사할 시료를 올려 두는 지그 또는 검사할 시료 중 적어도 하나를 잡기 위한 도구일 수 있다. 로봇암(100)은 그리퍼(310)로 팔레트, 지그, 또는 시료 중 적어도 하나를 잡을 수 있으며, 다른 곳으로 이동시킬 수 있다.

이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)는 회전축(130)을 포함할 수 있다. 로봇암(100)은 로봇핸드(120)의 위치를 기준지점에 대한 로봇핸드(120)에 포함된 미리 정해진 지점의 위치로 나타낼 수 있다. 도 1과 함께 설명한 바와 같이, 기준지점은 관절(112)일 수 있다. 또한, 로봇핸드(120)에 포함된 미리 정해진 지점의 위치는 회전축(130)의 중심(135)일 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇암(100)의 자세는 로봇핸드(120)의 위치 및 로봇핸드(120)의 회전각 정보를 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 x축 및 y축만 설명하자면, 로봇핸드(120)의 위치는 기준지점에 대한 중심(135)의 x축값 및 y축값을 포함할 수 있다.

그리퍼(310)는 회전축(130)의 중심(135)로부터 제 1 오프셋(315)만큼 떨어져 있을 수 있다. 따라서 로봇암(100)이 그리퍼(310)를 목표위치까지 이동시키기 위해서 제 1 오프셋(315), 로봇핸드(120)에 대한 그리퍼(310)의 장착 방향, 로봇핸드(120)의 회전각, 및 그리퍼(310)의 방향 중 적어도 하나를 고려할 수 있다.

여기서 로봇핸드(120)에 대한 그리퍼(310)의 장착 방향은 회전축(130)에서 봤을 때, 그리퍼(310)가 장착된 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어 도 3의 아래 그림을 참조하면, 그리퍼(310) 중 하나는 회전축(130)에서 봤을 때, x축의 방향에 위치하고, 그리퍼(310) 중 다른 하나는 회전축(130)에서 봤을 때, x축의 반대방향에 위치할 수 있다.

또한, 그리퍼(310)의 방향은 그리퍼(310)의 길이방향을 의미할 수 있다. 도 3을 참조하면 그리퍼(310)의 길이 방향은 y축과 평행할 수 있다.

로봇암(100)은 메모리에 저장되어 있는 미리 결정된 값에 기초하여 제 1 오프셋(315), 로봇핸드(120)에 대한 그리퍼(310)의 장착 방향, 로봇핸드(120)의 회전각, 및 그리퍼(310)의 방향 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 하지만, 로봇암(100)에 그리퍼(310)를 장착하거나 그리퍼를 생산하는 과정에서 제 1 오프셋(315), 로봇핸드(120)에 대한 그리퍼(310)의 장착 방향, 로봇핸드(120)의 회전각, 및 그리퍼(310)의 방향 중 적어도 하나가 메모리에 저장되어 있는 값과 달라질 수 있다. 따라서 로봇암(100)은 제 1 오프셋(315), 로봇핸드(120)에 대한 그리퍼(310)의 장착 방향, 로봇핸드(120)의 회전각, 및 그리퍼(310)의 방향 중 적어도 하나를 보정하기 위하여 그리퍼의 적어도 두개의 점의 위치를 측정할 수 있다. 이에 대해서는 도 5와 함께 설명한다.

도 4를 참조하면, 지그(400)는 시료를 올려 두기 위한 적어도 하나의 홈(411, 412)을 포함할 수 있다. 또한 지그(400)는 제 1 식별영역(420) 및 제 2 식별영역(430)을 포함할 수 있다. 로봇암(100)은 지그(400)의 제 1 식별영역(420) 및 제 2 식별영역(430) 중 적어도 하나를 촬영부(320)로 촬영하여, 로봇암(100)의 기준지점에 대한 지그의 위치, 그리퍼의 위치, 촬영부(320)의 위치를 측정할 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 로봇핸드(120)는 촬영부(320)를 포함할 수 있다. 촬영부(320)는 지면을 향하고 있을 수 있다. 촬영부(320)는 영상을 촬영하여 출력부에 영상을 출력할 수 있다.

촬영부(320)는 회전축(130)의 중심(135)로부터 제 2 오프셋(325)만큼 떨어져 있을 수 있다. 따라서 로봇암(100)이 촬영부(320)를 목표 위치까지 이동시키기 위해서 제 2 오프셋(325), 로봇핸드(120)에 대한 촬영부(320)의 장착 방향, 및 로봇핸드(120)의 회전각 중 적어도 하나를 고려할 수 있다.

여기서 로봇핸드(120)에 대한 촬영부(320)의 장착 방향은 회전축(130)에서 봤을 때, 촬영부(320)가 장착된 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어 도 3의 아래 그림을 참조하면, 촬영부(320)는 회전축(130)에서 봤을 때, y축의 반대방향에 위치할 수 있다.

로봇암(100)은 메모리에 저장되어 있는 미리 결정된 값에 기초하여 제 2 오프셋(325), 로봇핸드(120)에 대한 그리퍼(310)의 장착 방향, 및 로봇핸드(120)의 회전각 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 하지만, 로봇암(100)에 촬영부(320)를 장착하거나 촬영부(320)를 생산하는 과정에서 제 2 오프셋(325), 로봇핸드(120)에 대한 촬영부(320)의 장착 방향, 및 로봇핸드(120)의 회전각 중 적어도 하나가 메모리에 저장되어 있는 값과 달라질 수 있다. 따라서 로봇암(100)은 제 2 오프셋(325), 로봇핸드(120)에 대한 촬영부(320)의 장착 방향, 및 로봇핸드(120)의 회전각 중 적어도 하나를 보정하기 위하여 미리 결정된 점의 위치를 측정할 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇암의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저 로봇암(100)은 그리퍼(310)가 목표 위치에 있는 지그를 잡거나, 목표 위치에 지그를 놓기 위하여 목표 위치의 위치를 측정할 수 있다. 도 3 및 도 4에 표시된 바와 같이, 본 개시에서 그리퍼(310)는 선형이므로 목표 위치를 측정하기 위해서는 적어도 2개의 지점을 측정해야 할 수 있다. 그리퍼(310)가 선형이라는 것은, 일렬로 배치된 복수의 시료들을 잡을 수 있다는 것을 의미한다.

하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 그리퍼(310)가 선형이 아니고 점형인 경우, 목표 위치를 측정하기 위해서는 하나의 지점을 측정할 수 있다. 그리퍼(310)가 점형이라는 것은 그리퍼(310)가 하나의 시료만 잡는 다는 것을 나타낼 수 있다. 또한 그리퍼(310)가 면형인 경우, 목표 위치를 측정하기 위해서는 적어도 3개의 지점을 측정할 수 있다. 그리퍼(310)까 면형이라는 것은 그리퍼(310)가 복수의 열로 배치된 시료를 잡을 수 있다는 것을 나타낼 수 있다.

이하에서는 복수의 도면과 함께, 도 5의 흐름도를 자세히 설명한다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 목표 위치를 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 6은 설명의 편의를 위하여 로봇핸드(120)를 간략하게 나타냈다. 도 6은 목표 위치 및 로봇핸드(120)의 평면도를 간략하게 나타낸 도면이다.

이미 설명한 바와 같이, 로봇암(100)은 제어부(200), 로봇핸드(120)를 포함할 수 있다. 또한 로봇핸드(120)는 그리퍼(gripper; 310), 촬영부(320), 및 회전축(130)을 포함할 수 있다.

로봇암(100)은 제 1 티칭 지그(610)에 기초하여 목표 위치를 측정할 수 있다. 제 1 티칭 지그(610)에는 제 1 식별영역(611) 및 제 2 식별영역(612) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 x좌표 및 y좌표를 포함할 수 있다. 로봇핸드(120)의 위치는 관절(112)로부터 회전축(130)의 중심까지의 좌표로 나타낼 수 있다. 예를 들어 로봇핸드(120)의 위치는 벡터(620)와 같이 나타날 수 있다.

제 1 티칭 지그(610)는 목표 위치에 위치할 수 있다. 로봇암(100)은 다양한 장치와 함께 동작할 수 있다. 예를 들어 로봇암(100)은 컨베이어밸트, 또는 시료검사장치 등과 함께 동작할 수 있다. 로봇암(100)이 다른 장치들과 함께 동작하기 위해서는, 다른 장치가 지그를 이동시키거나 검사할 수 있도록 로봇암(100)이 지그를 특정위치에 특정 방향으로 정렬하여 위치시킬 필요가 있다. 여기서 특정 위치가 목표 위치일 수 있다. 또한 특정 방향은 제 1 벡터일 수 있다. 제 1 벡터는 로봇암(100)의 목표 자세 중 목표 회전각에 관련될 수 있다. 또한 앞으로 설명할 제 1 벡터는 다른 장치와 협업하기 위한 지그의 정렬상태와 관련될 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 목표 위치를 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.

로봇핸드(120)가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 제어부(200)는 촬영부(320)를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그(610)에 포함된 제 1 식별영역(611)을 포함하는 영상을 획득하는 단계(510)를 수행할 수 있다.

제어부(200)는 로봇핸드(120)가 회전축(130)을 중심으로 미리 정해진 초기 각으로부터 기준 회전각으로 회전하도록 제어할 수 있다. 기준 회전각은 초기 각과 동일할 수 있다. 도 7을 참조하면, 로봇핸드(120)는 기준 회전각으로 회전한 상태일 수 있다.

제 1 티칭 지그(610)는 목표위치에 있을 수 있다. 목표 위치는 그리퍼(310)가 지그를 놓거나 잡기위한 위치일 수 있다. 목표 위치는 그리퍼(310)가 작업을 하기 위한 위치일 수 있다.

촬영부(320)가 제 1 티칭 지그(610)에 포함된 제 1 식별영역(611)을 촬영하기 위하여 로봇암(100)은 움직일 수 있다. 사용자는 촬영부(320)가 제 1 식별영역(611)을 찍을 수 있도록 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(200)는 메모리에 미리 저장되어 있는 정보에 기초하여 촬영부(320)가 제 1 식별영역(611)을 찍을 수 있도록 로봇암(100)을 자동으로 움직이도록 제어할 수 있다. 위와 같이 제어부(200)가 로봇암을 자동으로 움직일 수 있더라도 오차가 존재할 수 있으므로 아래와 같이 추가적인 보정을 수행할 필요가 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)가 촬영한 제 1 식별영역(611)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 제어부(200)는 영상을 출력부에서 출력하도록 제어할 수 있다. 사용자는 영상을 출력부로부터 확인할 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 출력부에 출력된 영상을 나타낸다.

영상(800)은 제 1 식별영역(611)의 영상(820)을 포함할 수 있다. 영상(800)은 영상의 중심(810)을 포함할 수 있다. 또한 영상(800)은 식별영역의 크기를 가늠하기 위한 원형(840)을 포함할 수 있다.

제 1 식별영역(611)의 영상(820)은 배경보다 어두운 색을 가질 수 있다. 제어부(200)는 영상처리를 이용하여 제 1 식별영역(611)의 영상(820)과 배경을 구별할 수 있다. 이하에서 설명할 제 2 식별영역 내지 제 4 식별영역도 배경보다 어두운 색을 가질 수 있다. 제어부(200는 영상처리를 이용하여 제 2 식별영역 내지 제 4 식별영역과 배경을 구별할 수 있다.

제어부(200)는 제 1 식별영역(611)의 영상(820)의 크기 및 원형(840)의 크기를 비교하여 현재 영상(800)에 포함된 식별영역이 제 1 식별영역(611)인지 또는 제 2 식별영역인지를 결정할 수 있다. 예를 들어 원형(840)보다 작은 경우 제 1 식별영역(611)이고 원형(840)보다 크거나 같은 경우 제 2 식별영역일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 원형(840)보다 크거나 같은 경우 제 1 식별영역(611)이고 원형(840)보다 작은 경우 제 2 식별영역일 수 있다.

도 8을 참조하면, 제 1 식별영역(611)의 중심과 영상(800)의 중심(810)은 일치하지 않을 수 있다. 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상(800)의 중심(810) 및 제 1 식별영역(611)의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계(520)를 수행할 수 있다. 제어부(200)는 로봇핸드(120)를 회전하거나 z축으로 움직이지 않을 수 있다. 제어부(200)는 x축 또는 y축으로 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 예를 들어 제어부(200)는 x축 벡터(830)와 같이 로봇암(100)을 이동시킬 수 있다. 여기서 로봇암이 이동한다는 것은 로봇핸드가 이동한다는 것과 동일한 의미이다.

제어부(200)는 어느 방향으로 움직여야 영상(800)의 중심(810) 및 제 1 식별영역(611)의 중심을 일치시킬 수 있는지 모를 수 있다. 즉 제어부(200)는 벡터의 방향을 모를 수 있다. 제어부(200)는 임의의 방향으로 로봇암(100)을 움직여볼 수 있다. 또한, 움직이기 직전에 원형(840)과 영상(820)의 교집합의 넓이와 움직인 후 원형(840)과 영상(820)의 교집합의 넓이를 비교할 수 있다. 제어부(200)는 움직인 후의 넓이가 작아졌다면 상기 임의의 방향의 반대 방향으로 x축 벡터(830)를 결정하여 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 또한 제어부(200)는 움직인 후의 넓이가 커졌다면 상기 임의의 방향으로 x축 벡터(830)를 결정하여 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 제어부(200)는 미리 결정된 크기로 벡터의 크기를 결정할 수 있다.

또한 제어부(200)는 다른 방식으로 영상(800)의 중심(810) 및 제 1 식별영역(611)의 중심을 일치시킬 수 있다. 제어부(200)는 임의의 방향으로 로봇암(100)을 움직여볼 수 있다. 또한, 제어부(200)는 영상(800)의 중심(810)을 알고 있을 수 있다. 또한 제어부(200)는 영상 처리를 하여 어두운 영상(820)의 중심을 계산할 수 있다. 중심을 계산하는 것은 다양한 알고리즘이 사용될 수 있다. 제어부(200)는 영상(800)의 중심(810) 및 영상(820)의 중심의 거리를 비교할 수 있다. 제어부(200)는 움직인 후 거리가 늘어났다면 상기 임의의 방향의 반대 방향으로 x축 벡터(830)를 결정하여 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 또한 제어부(200)는 움직인 후 거리가 줄어들었다면 상기 임의의 방향으로 x축 벡터(830)를 결정하여 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 제어부(200)는 미리 결정된 크기로 벡터의 크기를 결정할 수 있다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 출력부에 출력된 영상을 나타낸다.

도 9의 영상(900)을 참조하면, 제어부(200)가 x축 벡터(830)만큼 로봇암(100)을 움직였음에도 제 1 식별영역(611)의 영상(920)의 중심과 영상(900)의 중심(810)은 일치하지 않을 수 있다. 제어부(200)는 x 축 벡터(830)와 수직한 y축 벡터(930)와 같이 로봇암(100)을 이동시킬 수 있다. y축 벡터(930)의 크기 및 방향을 결정하는 방법은 x축 벡터(830)의 크기 및 방향을 결정하는 방법과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

위에서는 x축 벡터에서 y축 벡터 순으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제어부(200)는 y축 벡터를 이용하여 먼저 이동하고 x축 벡터를 이용하여 이동할 수 있다. 또한 제어부(200)는 도 8 및 도 9에서 설명한 방법을 반복적으로 이용하여 영상(800, 900)의 중심(810) 및 제 1 식별영역(611)의 중심을 일치시킬 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시예 따라 출력부에 출력된 영상을 나타낸다.

제어부(200)는 영상(1000)의 중심(810) 및 제 1 식별영역(611)의 중심을 일치시킬 수 있다. 제어부(200)는 이 때의 로봇암(100)의 자세에 대한 정보를 메모리에 저장할 수 있다. 로봇암(100)의 자세에 대한 정보는 로봇핸드(120)의 위치 및 로봇핸드(120)의 회전각 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(200)는 영상의 중심(810) 및 제 1 식별영역(611)의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드(120)의 위치를 제 1 위치로써 저장하는 단계(530)를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 1 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다.

또한 도 7 내지 도 10에서 설명한 바와 같이, 로봇핸드(120)는 기준 회전각을 유지한 상태에서 움직이고 있으므로, 제어부(200)는 기준 회전각을 따로 저장하지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제어부(200)는 기준 회전각을 로봇핸드(120)의 회전각 정보로써 저장할 수 있다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 목표 위치를 측정하는 과정을 나타내는 도면이다.

제어부(200)는 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 2 식별영역(612)을 포함하는 영상을 획득하는 단계(540)를 수행할 수 있다. 제 2 식별영역(612)의 크기는 제 1 식별영역(611)과 다를 수 있다. 제 1 식별영역(611) 및 제 2 식별영역(612)은 제 1 티칭 지그에 포함된 홈일 수 있다. 그리퍼(310)는 제 1 돌기 및 제 2 돌기를 포함할 수 있다. 제 1 돌기가 제 1 식별영역(611)에 삽입되고 제 2 돌기가 제 2 식별영역(612)에 삽입되어야 그리퍼(310)가 지그를 잡을 수 있다. 만약 제 1 돌기가 제 2 식별영역(612)에 있고 제 2 돌기가 제 1 식별영역(611)에 있는 경우, 돌기와 홈의 크기가 맞지 않아서 그리퍼(310)는 지그를 잡지 못할 수 있다. 즉, 그리퍼(310)는 지그를 특정방향으로만 잡을 수 있도록 설계되어 있을 수 있다.

촬영부(320)가 제 1 티칭 지그(610)에 포함된 제 2 식별영역(612)을 촬영하기 위하여 로봇암(100)은 움직일 수 있다. 사용자는 촬영부(320)가 제 2 식별영역(612)을 찍을 수 있도록 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(200)는 메모리에 미리 저장되어 있는 정보에 기초하여 촬영부(320)가 제 2 식별영역(612)을 찍을 수 있도록 로봇암(100)을 자동으로 움직이도록 제어할 수 있다.

제어부(200)는 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 2 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계(550)를 수행할 수 있다. 단계(550)는 단계(520)와 유사할 수 있다. 단계(520)에 대해서는 도 8 내지 도 9에서 설명하였으므로, 단계(550)에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 영상의 중심 및 제 2 식별영역(612)의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 2 위치로써 저장하는 단계(560)를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 2 위치는, 영상의 중심 및 제 2 식별영역(612)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다.

로봇핸드(120)는 기준 회전각을 유지한 상태에서 움직이고 있으므로, 제어부(200)는 기준 회전각을 따로 저장하지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제어부(200)는 기준 회전각을 로봇핸드(120)의 회전각 정보로써 저장할 수 있다.

단계(560)는 단계(530)와 유사할 수 있다. 단계(530)에 대해서는 도 10에서 설명하였으므로, 단계(560)에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 제 1 벡터를 설명하기 위한 도면이다.

제어부(200)는 제 1 식별영역(611)에 대한 제 1 위치 및 제 2 식별영역(612)에 대한 제 2 위치에 기초하여 제 1 벡터(1220)를 결정하는 단계(570)를 수행할 수 있다. 제어부(200)는 제 1 위치(611) 좌표에서 제 2 위치(612) 좌표를 차감하여 제 1 벡터(1220)를 결정할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 제 2 위치 좌표에서 제 1 위치 좌표를 차감하여 제 1 벡터(1220)를 결정할 수 있다. 로봇암(100)이 다른 장치들과 협업하기 위해서는 지그를 목표 위치에 특정한 정렬상태로 두어야할 수 있다. 또한 로봇암(100)이 지그를 잡기 위해서는 다른 장치가 특정 정렬상태로 지그를 목표 위치에 둘 수 있다. 제 1 벡터(1220)는 지그의 정렬 상태와 관련될 수 있다. 또한, 제 1 벡터(1220)는 로봇암(100)의 목표 자세에 포함된 목표 회전각과 관련될 수 있다. 도 12를 참조하여 설명하면 제 1 티칭 지그(610)는 길이방향이 y축과 평행할 수 있다.

제어부(200)는 제 1 식별영역(611)에 대한 제 1 위치 및 제 2 식별영역(612)에 대한 제 2 위치에 기초하여 목표 위치의 좌표(1210)를 결정할 수 있다. 예를 들어 제 1 위치 및 제 2 위치의 평균을 목표 위치의 좌표(1210)로써 결정할 수 있다. 본 개시에서 목표 위치의 좌표(1210)를 제 1 중심점의 좌표로 표현할 수 있다. 목표 위치는 그리퍼(310)가 작업을 하는 중에 지그를 놓거나 잡아야 하는 위치일 수 있다. 도 12에 도시된 제 1 티칭 지그(610)와 같이 지그가 놓여 있어야 로봇암(100), 컨베이어밸트 등을 이용하는 조립 및 검사 절차가 수행될 수 있다. 목표 위치의 좌표(1210)는 목표 위치를 대표하기 위한 좌표값으로써, 제 1 중심점의 좌표일 수 있다.

제어부(200)는 목표 위치의 좌표(1210)에 기초하여 지그 또는 검사시료를 어느 위치에 놓아야 하는지 알 수 있다. 또한 제어부(200)는 제 1 벡터(1220)에 기초하여 지그 또는 검사시료를 어느 방향으로 놓아야 하는지 알 수 있다. 또한, 제어부(200)는 목표 위치의 좌표(1210) 및 제 1 벡터(1220)에 기초하여 지그 또는 검사시료를 어느 위치에 어느 방향으로 잡아야 하는지 결정할 수 있다.

제어부(200)는 로봇핸드(120)의 위치를 벡터(620)로 나타낼 수 있다. 또한 제어부(200)는 미리 저장되어 있는 회전축(130)으로부터 촬영부(320)의 중심까지의 촬영부 벡터(1230)를 획득할 수 있다. 제어부(200)는, 촬영부(320)가 촬영한 영상의 중심과 제 1 식별영역 또는 제 2 식별영역의 중심이 일치할 때, 로봇핸드(120)의 위치 벡터(620)와 촬영부 벡터(1230)를 더하여 제 1 식별영역 또는 제 2 식별영역의 기준지점으로부터의 좌표를 획득할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 기준지점은 예를 들어 관절(112)일 수 있다.

또한 제어부(200)는 기준지점에 대한 제 1 식별영역의 좌표 또는 제 2 식별영역에 대한 좌표에 기초하여 기준지점으로부터의 목표 위치의 좌표(1210)를 획득할 수 있다.

제어부(200)는 제 1 벡터에 기초하여 그리퍼가 목표 위치에 위치할 때의 로봇암의 목표 자세를 결정하는 단계(580)를 수행할 수 있다. 단계(580)에 대해서는 이하에서 보다 자세히 설명한다. 목표 자세는 목표 위치 또는 목표 회전각을 포함할 수 있다.

도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 로봇암의 동작방법을 나타낸 흐름도이다.

도 13의 각 단계에 대해서는 도 14 내지 도 16과 함께 자세히 설명한다.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

로봇핸드에 포함된 툴들은 설계자의 설계에 의하여 회전축(130)으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 있을 수 있다. 또한, 툴들은 설계자의 설계에 의하여 특정 방향으로 정렬되어 있을 수 있다. 예를 들어 그리퍼(310)의 길이방향은 y축과 평행하게 배열되도록 설계되었을 수 있다. 하지만, 그리퍼의 조립과정 또는 그리퍼의 동작과정에서 그리퍼의 위치 및 정렬은 틀어질 수 있다.

예를 들어 그리퍼(310)는 설계된 그리퍼의 위치와 정렬상태를 보여준다. 하지만 그리퍼(310)를 조립하는 과정 중에 또는 그리퍼(310)를 사용하는 중에 그리퍼(310)의 정렬은 틀어질 수 있다. 그리퍼(1410)는 정렬이 틀어진 그리퍼의 위치와 정렬상태를 보여준다. 로봇암(100)은 그리퍼(1410)와 같이 정렬 및 위치가 달라지더라도 로봇암(100)의 자세를 변경하여 목표 위치의 지그(610)를 잡거나 목표 위치에 지그(610)를 둘 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 그리퍼(310) 대신 그리퍼(1410)를 기준으로 설명한다.

도 15는 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(200)는 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 그리퍼(1410)에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그(1510)를 임의의 위치에 내려놓도록 제어하는 단계(1310)를 수행할 수 있다. 여기서 기준 회전각은 도 7에서 설명한 바와 같은 기준 회전각과 동일할 수 있다.

제어부(200)는 로봇핸드(120)가 회전축(130)을 중심으로 미리 정해진 초기 각으로부터 기준 회전각으로 회전하도록 제어할 수 있다. 기준 회전각은 초기 각과 동일할 수 있다. 도 7을 참조하면, 로봇핸드(120)는 기준 회전각으로 회전한 상태일 수 있다.

제 1 티칭 지그(610)는 제 2 티칭 지그(1510)와 동일할 수 있다. 사용자는 그리퍼(1410)에 미리 제 2 티칭 지그(1510)를 장착해둘 수 있다. 로봇암(100)은 제 2 티칭 지그(1510)를 임의의 위치에 내려놓을 수 있다. 제 2 티칭 지그(1510)는 내려놓아진 상태를 유지할 것이므로, 임의의 위치에 있는 제 2 티칭 지그(1510)의 형태는 로봇핸드(120)가 기준 회전각으로 회전한 상태에의 그리퍼(1410)의 형태와 동일할 수 있다. 즉, 임의의 위치에 놓여 있는 제 2 티칭 지그(1510)는 그리퍼(1410)의 정렬상태를 반영하고 있을 수 있다.

로봇핸드(120)가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 제어부(200)는 촬영부(320)가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계(1320)를 수행할 수 있다. 로봇핸드(120)가 기준 회전각으로 회전한 상태를 유지해야 하므로, 로봇암(100)은 단계(1310)에서 로봇핸드(120)를 회전하지 않은 채로 x축 또는 y 축으로만 이동할 수 있다. 로봇암(100)은, 촬영부(320)가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득할 수 있도록, 미리 저장되어 있는 그리퍼(1410)의 위치에 기초하여 자동으로 이동할 수 있다. 또는 사용자는 촬영부(320)가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암(100)을 이동시킬 수 있다.

제어부(200)가 촬영부(320)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 3 식별영역(1511)을 포함하는 영상을 획득하는 단계(1330)를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계(1340)를 수행할 수 있다. 단계(1340)는 단계(520) 또는 단계(550)와 유사할 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 단계(520)에 대하여 설명하였으므로, 단계(1340)에 대해 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드의 위치를 제 3 위치로써 저장하는 단계(1350)를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 3 위치는, 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다.

로봇핸드(120)는 기준 회전각을 유지한 상태에서 움직이고 있으므로, 제어부(200)는 기준 회전각을 따로 저장하지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제어부(200)는 기준 회전각을 로봇핸드(120)의 회전각 정보로써 저장할 수 있다.

단계(1350)는 단계(530) 또는 단계(560)에 대응할 수 있다. 단계(530)에 대해서는 도 10에서 설명하였으므로, 단계(1350)에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

도 16은 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(200)는 촬영부(340)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 4 식별영역(1512)을 포함하는 영상을 획득하는 단계(1360)를 수행할 수 있다. 제 4 식별영역(1512)의 크기는 제 3 식별영역(1511)과 다를 수 있다. 제 3 식별영역(1511) 및 제 4 식별영역(1512)은 제 2 티칭 지그(1500)에 포함된 홈일 수 있다. 그리퍼(1410)는 제 1 돌기 및 제 2 돌기를 포함할 수 있다. 제 1 돌기가 제 3 식별영역(1511)에 삽입되고 제 2 돌기가 제 4 식별영역(1512)에 삽입되어야 그리퍼(1410)가 지그를 잡을 수 있다. 또한, 그리퍼(1410)는 지그 상에 있는 세밀한 시료를 잡기 위한 집게를 포함할 수 있다. 위와 같은 조건을 만족하는 경우, 그리퍼(1410)는 제 2 티칭 지그 위에 놓인 시료를 집을 수 있다. 여기서 시료는 조립을 위한 미세 부품 또는 검사의 대상 중 하나일 수 있다.

만약 제 1 돌기가 제 2 지그의 제 4 식별영역(1512)에 있고 제 2 돌기가 제 2 지그의 제 3 식별영역(1511)에 있는 경우, 돌기와 홈의 크기가 맞지 않아서 그리퍼(1410)는 지그를 잡지 못할 수 있다. 즉, 그리퍼(1410)는 지그를 특정방향으로만 잡을 수 있도록 설계되어 있을 수 있다.

또한, 제 1 식별영역(611)은 제 3 식별영역(1511)과 대응될 수 있다. 즉, 제 1 식별영역(611)의 크기는 제 3 식별영역(1511)의 크기와 동일할 수 있다. 또한, 제 1 티칭 지그(610) 상에 대한 제 1 식별영역(611)의 위치는 제 2 티칭 지그(1510)에 대한 제 3 식별영역(1511)의 위치와 동일할 수 있다.

또한, 제 2 식별영역(612)은 제 4 식별영역(1512)과 대응될 수 있다. 즉, 제 2 식별영역(612)의 크기는 제 4 식별영역(1512)의 크기와 동일할 수 있다. 또한, 제 1 티칭 지그(610) 상에 대한 제 2 식별영역(612)의 위치는 제 2 티칭 지그(1510)에 대한 제 4 식별영역(1512)의 위치와 동일할 수 있다.

촬영부(320)가 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 4 식별영역(1512)을 촬영하기 위하여 로봇암(100)은 움직일 수 있다. 사용자는 촬영부(320)가 제 4 식별영역(1512)을 찍을 수 있도록 로봇암(100)을 움직일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(200)는 메모리에 미리 저장되어 있는 정보에 기초하여 촬영부(320)가 제 4 식별영역(1512)을 찍을 수 있도록 로봇암(100)을 자동으로 움직이도록 제어할 수 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계(1370)를 수행할 수 있다. 단계(1370)는 단계(520)와 유사할 수 있다. 단계(520)에 대해서는 도 8 내지 도 9에서 설명하였으므로, 단계(1370)에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하는 경우, 로봇핸드(120)의 위치를 제 4 위치로써 저장하는 단계(1380)를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 4 위치는, 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다.

로봇핸드(120)는 기준 회전각을 유지한 상태에서 움직이고 있으므로, 제어부(200)는 기준 회전각을 따로 저장하지 않을 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제어부(200)는 기준 회전각을 로봇핸드(120)의 회전각 정보로써 저장할 수 있다.

도 17은 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼와 지그의 정렬 상태를 맞추는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

제 2 티칭 지그(1510)는 임의의 위치에 놓여 있는 상태를 의미할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 제 2 티칭 지그(1510)는 그리퍼(1410)의 정렬상태를 반영하고 있을 수 있다.

제어부(200)는 제 3 식별영역(1511)에 대응되는 제 3 위치 및 제 4 식별영역(1512)에 대응되는 제 4 위치에 기초하여 제 2 벡터(1720)를 결정하는 단계(1390)를 수행할 수 있다. 제어부(200)는 제 3 위치(1511) 좌표에서 제 4 위치(1512) 좌표를 차감하여 제 2 벡터(1720)를 결정할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 제 4 위치(1512) 좌표에서 제 3 위치(1511) 좌표를 차감하여 제 2 벡터(1720)를 결정할 수 있다. 제 2 벡터(1720)의 방향은 그리퍼(1410)의 정렬상태를 반영하고 있을 수 있다.

제어부(200)는 제 3 위치(1511) 및 제 4 위치(1512)에 기초하여 제 2 티칭 지그(1510) 위치의 좌표(1710)를 결정할 수 있다. 본 개시에서 제 2 티칭 지그(1510) 위치는 제 2 중심점으로 표현될 수 있다. 또한 제 2 티칭 지그(1510) 위치의 좌표는 제 2 중심점의 위치로 표현될 수 있다. 예를 들어 제 3 위치(1511) 및 제 4 위치(1512)의 평균을 제 2 티칭 지그(1510)의 위치의 좌표(1710)로써 결정할 수 있다. 제 2 티칭 지그(1510)의 위치의 좌표(1710)는 제 2 티칭 지그(1510)의 위치를 대표하기 위한 좌표값으로써, 제 2 중심점의 좌표일 수 있다.

도 17에서 나타난 바와 같이 제 1 벡터(1220)는 제 2 벡터(1720)와 평행하지 않을 수 있다. 즉 그리퍼(1410)의 정렬상태는 목표위치에 있는 제 1 티칭 지그(610)를 집거나 목표위치에 제 1 티칭 지그(610)를 놓는데 적합하지 않을 수 있다. 따라서 로봇암(100)은 로봇핸드(120)를 회전하여 그리퍼(1410)의 정렬방향이 목표위치의 제 1 티칭 지그(610)의 정렬방향과 동일하게 만들 수 있다. 여기서 제 1 티칭 지그(610)의 정렬방향은 제 1 벡터(1220)의 방향을 의미할 수 있다. 또한 그리퍼(1410)의 정렬 방향은 제 2 벡터(1720)의 방향을 의미할 수 있다. 이에 대해서는 도 18과 함께 설명한다.

도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 17과 같이, 제 1 벡터(1220)의 방향이 제 2 벡터(1720)의 방향과 일치하지 않는 경우, 제어부(200)는 로봇암(100)을 움직여서 그리퍼(1410)가 제 2 티칭 지그(1510)를 잡도록 제어하는 단계(1810)를 수행할 수 있다. 도 14에서 그리퍼(1410)는 제 2 티칭 지그(1510)를 잡고 있다가 놓았고, 도 15에서 로봇암(100)은 제 3 식별영역(1511)을 촬영하기 위하여 이동하였다. 따라서 도 15의 로봇암(100)의 위치에서 도 14의 로봇암(100)의 위치로 움직이는 경우, 로봇암(100)은 제 2 티칭 지그(1510)를 잡을 수 있는 위치로 이동할 수 있다.

도 19는 본 개시의 일 실시예에 따라 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(200)는 제 2 벡터(1720)의 방향이 제 1 벡터(1220)와 일치하도록 로봇핸드(120)를 회전축(130)을 중심으로 회전한 후 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그(1510)를 수정된 위치에 내려놓도록 제어하는 단계(1820)를 수행할 수 있다.

제어부(200)는 제 2 벡터(1720)가 제 1 벡터(1220)와 일치하기 위해 로봇핸드(120)가 회전해야 하는 각도를 계산할 수 있다. 로봇핸드(120)가 회전해야 하는 각도는 제 2 벡터(1720) 및 제 1 벡터(1220)에 기초하여 계산될 수 있다. 제어부(200)는 제 2 티칭 지그(1510)를 잡은 채로 로봇핸드(120)가 회전하도록 제어할 수 있다. 제어부(200)는 로봇핸드(120)를 회전시킨 후 제 2 티칭 지그(1510)를 임의의 지점에 내려놓을 수 있다.

도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 20은 수정된 위치 또는 각도의 제 2 티칭 지그(1510)의 제 3 식별영역(1511)의 위치를 측정하기 위한 과정을 설명한다. 제 2 티칭 지그(1510)의 각도 또는 위치가 다를 뿐, 도 20에 대한 설명은 도 15에 대한 설명과 중복되므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 20은 수정된 위치 또는 각도의 제 2 티칭 지그(1510)의 제 4 식별영역(1512)의 위치를 측정하기 위한 과정을 설명한다. 제 2 티칭 지그(1510)의 각도 또는 위치가 다를 뿐, 도 21에 대한 설명은 도 16에 대한 설명과 중복되므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

제어부(200)는 수정된 위치에 있는 제 2 티칭 지그(1510)에 기초하여 수정된 제 2 벡터(2220) 또는 수정된 제 2 중심점 중 적어도 하나를 획득하는 단계(1830)를 수행할 수 있다. 제어부(200)는 제 3 위치(1511) 좌표에서 제 4 위치(1512) 좌표를 차감하여 제 2 벡터(2220)를 결정할 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 제 4 위치(1512) 좌표에서 제 3 위치(1511) 좌표를 차감하여 제 2 벡터(2220)를 결정할 수 있다.

제어부(200)는 제 3 위치(1511) 및 제 4 위치(1512)에 기초하여 제 2 티칭 지그(1510) 위치의 좌표(2210)를 결정할 수 있다. 제 2 티칭 지그(1510) 위치의 좌표(2210)는 수정된 제 2 중심점의 좌표일 수 있다. 예를 들어 제 3 위치(1511) 및 제 4 위치(1512)의 평균을 제 2 티칭 지그(1510)의 위치의 좌표(2210)로써 결정할 수 있다. 제 2 티칭 지그(1510)의 위치의 좌표(2210)는 제 2 티칭 지그(1510)의 위치를 대표하기 위한 좌표값일 수 있다.

제어부(200)는 수정된 제 2 벡터의 방향이 제 1 벡터의 방향과 일치할 때까지 도 18내지 도 22에서 설명한 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.

도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 그리퍼의 정렬방향을 수정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 로봇암(100)의 목표 자세를 결정하는 단계(580)는 다음과 같은 과정을 통할 수 있다. 다시 도 23을 참조하면, 제 1 벡터(1220)의 방향이 제 2 벡터(2220)의 방향과 일치하는 경우, 제어부(200)는 로봇핸드(120)의 현재 회전각을 로봇암(100)의 목표 자세에 포함된 로봇핸드(120)의 목표 회전각으로써 결정하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어 로봇핸드(120)의 목표 회전각은 로봇핸드(120)가 도 23에서와 같이 회전한 상태를 의미할 수 있다.

제어부(200)는 로봇암(100)의 목표 자세에 포함된 로봇핸드(120)의 목표 위치를 이동 벡터(2310)에 기초하여 획득할 수 있다. 이동 벡터(2310)는 목표 위치(1210)의 좌표로부터 제 2 티칭 지그(1510)의 수정된 위치의 좌표(2210)를 차감하여 획득될 수 있다. 즉, 제어부(200)는 제 1 중심점의 좌표 및 제 2 중심점의 좌표의 차분에 기초하여 목표 자세를 결정하기 위한 이동 벡터(2310)를 획득할 수 있다.

도 23을 참조하면 로봇암(100)은 이동 벡터(2310)만큼 x축 및 y축으로 이동함으로써, 그리퍼(1410)가 제 1 티칭 지그(610)의 바로 위에 가도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 로봇암(100)은 제 2 티칭 지그(1510)를 수정된 위치에 두었을 때의 로봇핸드(120)의 위치로부터 이동 벡터(2310)만큼 이동함으로써, 그리퍼(1410)가 제 1 티칭 지그(610)의 바로 위에 가도록 제어할 수 있다. 이 때, 그리퍼(1410)는 제 1 티칭 지그(610)를 잡을 수 있다. 또한 로봇암(100)은 다른 장치들과 협업하여 조립공정 또는 검사공정을 수행할 수 있다.

또한 로봇암(100)은 그리퍼(1410)가 제 1 티칭 지그(610)의 바로 위에 있을 때, 로봇핸드(120)의 위치를 최종 목표 위치로써 저장할 수 있다. 최종 목표 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 회전축(130)의 중심의 위치로 나타날 수 있다.

도 24는 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 촬영부의 중심의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 24의 그림(2410)을 참조하면, 제어부(200)는 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그를 임의의 위치에 내려놓는 단계를 수행할 수 있다. 본 개시에서는 제 2 티칭 지그(1510)를 내려 놓는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 로봇암(100)은 제 1 티칭 지그를 이용할 수도 있다. 또한 제 1 티칭 지그는 제 2 티칭 지그(1510)와 동일할 수 있다. 제 2 티칭 지그를 임의의 위치에 내려놓는 단계는 그리퍼(310)의 위치를 측정하기 위해서는 필수적인 과정이지만, 촬영부(320)의 중심의 위치를 측정하기 위해서는 필수적인 과정이 아닐 수 있다. 촬영부(320)의 중심의 위치를 측정하기 위해서는 제 2 티칭 지그를 임의의 위치에 내려놓는 과정을 생략할 수 있다.

제어부(200)는 로봇핸드(120)를 3개 이상의 각도로 회전시키면서, 한 개의 임의의 지점을 촬영부(320)로 촬영하여, 촬영부(320)의 중심의 위치를 측정할 수 있다. 3개의 각도는 서로 다른 임의의 각도일 수 있다. 예를 들어, 3개의 각도는 서로 직각일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 3개의 각도는 서로 120도씩 차이 날 수 있다. 도 24는 촬영부(320)가 3개의 각도로 회전하면서 제 3 식별영역(1511)을 촬영하는 과정을 설명한다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(200)는 로봇핸드(120)를 4개 이상의 각도로 회전하면서 한개의 임의의 지점을 촬영부(320)로 촬영하여, 촬영부(320)의 중심의 위치를 측정할 수 있다.

제어부(200)는 로봇핸드(120)가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부(320)가 임의의 위치의 제 2 티칭 지그(1510)의 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계를 수행할 수 있다. 도 24의 그림(2410)은 로봇핸드(120)가 제 1 회전각으로 회전한 상태를 나타낸다. 예를 들어, 촬영부(320)의 중심이 로봇핸드(120)의 회전축(130)의 중심으로부터 x축의 방향에 위치하는 것이 제 1 회전각으로 회전한 상태일 수 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 3 식별영역(1511)을 포함하는 영상을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계를 수행할 수 있다. 본 개시에서는 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득하는 것을 예시로 들었으나, 촬영부(320)의 중심을 측정하기 위해서 꼭 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득할 필요는 없을 수 있다. 제어부(200)는 임의의 지점에 기초하여 아래와 같은 과정을 수행할 수 있으며, 회전축의 중심으로부터 촬영부의 중심의 위치를 측정할 수 있다. 다만, 그리퍼(310)의 위치를 측정하기 위해서는 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 3 식별영역(1511)을 포함하는 영상을 획득할 필요가 있다.

영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하도록 로봇암을 이동시키는 단계는 단계(520) 또는 단계(550)와 유사할 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 단계(520)에 대하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 5 위치로써 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 5 위치는, 로봇핸드(120)가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 회전축(130)의 중심의 위치를 의미할 수 있다.

도 24의 그림(2420)을 참조하면, 제어부(200)는 로봇핸드(120)가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부(320)가 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계를 수행할 수 있다. 도 24의 그림(2420)은 로봇핸드(120)가 제 2 회전각으로 회전한 상태를 나타낸다. 예를 들어, 촬영부(320)의 중심이 로봇핸드(120)의 회전축(130)의 중심으로부터 y축의 방향의 반대에 위치하는 것이 제 2 회전각으로 회전한 상태일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 제 2 회전각은 제 1 회전각과 다른 임의의 회전각일 수 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 3 식별영역(1511)을 포함하는 영상을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계를 수행할 수 있다. 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계는 단계(520) 또는 단계(550)와 유사할 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 단계(520)에 대하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드(120)의 위치를 제 6 위치로 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 6 위치는, 로봇핸드(120)가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 회전축(130)의 중심의 위치를 의미할 수 있다.

도 24의 그림(2430)을 참조하면, 제어부(200)는 로봇핸드(120)가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그(1510)의 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계를 수행할 수 있다. 도 24의 그림(2430)은 로봇핸드(120)가 제 3 회전각으로 회전한 상태를 나타낸다. 예를 들어, 촬영부(320)의 중심이 로봇핸드(120)의 회전축(130)의 중심으로부터 x축의 방향의 반대에 위치하는 것이 제 3 회전각으로 회전한 상태일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 제 3 회전각은 제 1 회전각 및 제 2 회전각과 다른 임의의 회전각일 수 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 3 식별영역(1511)을 포함하는 영상을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계를 수행할 수 있다. 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계는 단계(520) 또는 단계(550)와 유사할 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 단계(520)에 대하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드(120)의 위치를 제 7 위치로 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 7 위치는, 로봇핸드(120)가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 영상의 중심 및 제 3 식별영역(1511)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 회전축(130)의 중심의 위치를 의미할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 제 5 위치 내지 제 7 위치에 기초하여, 회전축(130)에 대한 촬영부(320)의 위치의 오프셋을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 이에 대해서는 도 25와 함께 자세히 설명한다.

도 25는 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 촬영부의 중심의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 25는 제 5 위치(2510)는 제 6 위치(2520) 및 제 7 위치(2530)를 나타낸다. 제어부(200)는 제 5 위치(2510)는 제 6 위치(2520) 및 제 7 위치(2530)에 기초하여 삼각형(2540)을 만들 수 있다. 또한 제어부(200)는 삼각형(2540)에 외접하는 원(2550)을 획득할 수 있다.

원(2550)은 촬영부(320)가 제 3 식별영역(1511)을 촬영하기 위한 로봇핸드(120)의 위치일 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 회전축(130)의 위치일 수 있다. 또한, 로봇암(100)은 촬영부(320)가 원(2550)의 중심을 향하도록 로봇핸드(120)의 회전각을 설정함으로써, 촬영부(320)까 제 3 식별영역(1511)을 촬영하도록 제어할 수 있다. 이는 제어부(200)가 회전축(130)으로부터 촬영부(320)까지의 벡터를 구한 것과 동일할 수 있다. 구체적으로 회전축(130)이 원(2550) 상의 임의의 위치에 있을 때, 대상체인 제 3 식별영역(1511)을 촬영하기 위한 촬영부(320)의 위치는 회전축(130)의 위치로부터 원의 중심으로 향하는 벡터로 나타날 수 있다.

예를 들어, 로봇암(100)이 로봇핸드(120)를 임의의 위치(2560)에 위치시키고, 로봇핸드(120)의 회전각을 촬영부(320)가 회전축으로부터 x축 방향의 반대방향을 향하도록 위치(2561)시키는 경우, 촬영부(320)는 제 3 식별영역(1511)을 촬영할 수 있다.

또한, 도 25와 다른 방식으로 회전축의 중심을 결정할 수 있다. 이에 대해서는 도 28과 함께 설명한다.

도 28은 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 촬영부의 중심의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.

도 28은 도 24의 측정 이후에 이루어질 수 있다. 또한 도 28와 관련된 구성은 도 24와 관련된 구성 이후에 선택적으로 수행될 수 있다. 제어부(200)는 제 1 회전각, 제 2 회전각 또는 제 3 회전각으로 회전되어 있는 로봇핸드(120)를 기준 회전각으로 회전시킬 수 있다. 기준 회전각은 미리 정해진 회전각일 수 있으며, 예를 들어, 제 1 회전각, 제 2 회전각 또는 제 3 회전각 중 하나와 동일할 수 있다. 도 28에서는 설명의 편의를 위하여 기준 회전각이 제 2 회전각과 동일한 경우를 기준으로 설명한다. 로봇핸드(120)를 기준 회전각으로 회전 때, 제어부(200)는 촬영부(320)가 촬영대상(2840)을 영상의 중심에 두는 것을 유지하도록 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(200)는 제 1 회전각으로 회전되어 있는 로봇핸드(120)를, 촬영부(320)가 촬영대상(2840)을 영상의 중심에 두도록 유지하면서, 제 2 회전각으로 회전시킬 수 있다. 여기서 촬영 대상(2840)은 제 3 식별영역(1511)일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

제 1 회전각에서 제 2 회전각으로 회전한 후 로봇핸드(120)는 제 1 회전 후 위치(2810)에 위치할 수 있다. 제 3 회전각에서 제 2 회전각으로 회전한 후 로봇핸드(120)는 제 3 회전 후 위치(2830)에 위치할 수 있다. 제어부(200)는 제 1 회전 후 위치(2810) 및 제 3 회전 후 위치(2830)를 획득할 수 있다. 또한, 기준 회전각이 제 2 회전각이므로, 제어부(200)는 제 2 회전각으로 회전되어 있던 로봇핸드(120)를 별도로 회전시킬 필요 없이, 제 2 회전각으로 회전되어 있는 로봇핸드(120)의 위치를 제 2 회전 후 위치(2820)로써 획득할 수 있다.

제 1 회전 후 위치(2810) 내지 제 3 회전 후 위치(2830)는 로봇암(100)의 움직임 상의 오차, 측정 오차, 촬영부(320)의 오차 또는 제어부(200)의 계산 오차 중 하나에 의하여 서로 다를 수 있다. 제어부(200)는 제 1 회전 후 위치(2810) 내지 제 3 회전 후 위치(2830)의 좌표의 평균을 계산할 수 있다. 제어부(200)는 도 25의 원의 중심이 좌표에서 평균 좌표를 차감하여 회전축(130)으로부터 촬영부(320)의 중심까지의 벡터(2710)를 결정할 수 있다. 벡터(2710)에 대해서는 도 27에서 보다 자세히 설명한다.

도 27은 본 개시의 일 실시예에 따른 촬영부 및 그리퍼의 벡터를 나타낸 도면이다.

상술한 바와 같이 제어부(200)는 촬영부(320)의 위치를 회전축(130)으로부터 촬영부(320) 중심까지의 벡터(2710)로써 획득할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇암(100)의 기준지점으로부터 회전축(130)까지의 벡터가 구해질 수 있으므로, 벡터(2710)에 기초하여 제어부(200)는 로봇암(100)의 기준지점으로부터 촬영부(320)까지의 벡터도 획득할 수 있다. 따라서 제어부(200)는 로봇핸드(120)의 위치 및 로봇핸드(120)의 회전각에 기초하여 촬영부(320)의 중심이 어디에 있을지 결정할 수 있다.

다시 도 25를 참조하면, 본 개시에서는 제 3 식별영역(1511)을 기준으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 원(2550)의 중심은 촬영부(320)가 촬영하고자 하는 대상이 위치할 수 있다. 제어부(200)는 미리 정해진 정보 또는 사용자의 입력에 기초하여 로봇암(100)의 기준지점으로부터의 대상까지의 좌표를 획득할 수 있다. 제어부(200)는 대상의 좌표를 원의 중심에 위치시킬 수 있다. 또한 로봇핸드(120)가 원 위의 어느 지점에 위치하는지에 따라 로봇핸드(120)의 회전각을 계산할 수 있다. 따라서 제어부(200)는 로봇핸드(120)를 임의의 각도로 회전한 상태에서도 촬영부(320)가 대상에 대한 영상을 찍도록 할 수 있다.

도 24에서 설명한 바와 같이 제어부(200)는 그리퍼의 위치 및 정렬방향을 측정하기 위하여, 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그(1510)를 임의의 위치에 내려놓는 단계를 수행할 수 있다.제 2 티칭 지그(1510)가 바닥에 놓여 있는 위치는 로봇핸드(120)가 제 2 티칭 지그(1510)를 바닥에 내려 놓기 전의 그리퍼의 위치와 동일할 수 있다. 또한, 제 2 티칭 지그(1510)의 방향은 제 2 티칭 지그(1510)를 바닥에 내려 놓기 전의 그리퍼의 방향과 동일할 수 있다. 따라서 제어부(200)는 제 2 티칭 지그(1510)가 놓여 있는 위치를 측정함으로써, 그리퍼(310)의 위치 및 방향을 간접적으로 측정할 수 있다. 그리퍼(310)의 위치는 제 1 돌기의 위치 및 제 2 돌기의 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 제 1 돌기는 제 1 티칭 지그(610)의 제 1 식별영역(611) 또는 제 2 티칭 지그(1510)의 제 3 식별영역(1511)에 결합되기 위한 구성일 수 있다. 또한 제 2 돌기는 제 1 티칭 지그(610)의 제 2 식별영역(612) 또는 제 2 티칭 지그(1510)의 제 4 식별영역(1512)에 결합되기 위한 구성일 수 있다.

제어부(200)는 제 2 티칭 지그(1510)를 바닥에 내려 놓기 전의 로봇암(100)의 자세를 제 1 자세로써, 저장할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇암(100)의 자세는 로봇핸드(120)의 위치 및 로봇핸드(120)의 회전각을 포함할 수 있다. 또한 로봇암(100)은 제 2 티칭 지그(1510)를 바닥에 내려놓은 후, 제 3 식별영역(1511)을 촬영하기 위하여, 로봇핸드(120)를 회전시키거나 이동시킬 수 있다. 제어부(200)는, 촬영부(320)가 제 2 티칭 지그(1510) 에 포함된 적어도 두개의 식별영역의 위치를 획득함으로써, 로봇암(100)이 제 1 자세일 때의 그리퍼(310)의 위치를 획득할 수 있다.

도 24를 다시 참조하면, 제어부(200)는 그림(2410) 내지 그림(2430)과 같이 적어도 3개의 각도에서 제 3 식별영역(1511)을 촬영할 수 있다. 적어도 3 개의 각도에서 제 3 식별영역(1511)을 촬영하기 위하여 로봇암(100)은 제 1 자세와 다른 자세가 될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 제어부(200)는 이미 촬영부(320)의 위치에 관련된 벡터(2710)를 획득하였고, 동일한 방식으로 3 개의 각도로 제 3 식별영역(1511)을 촬영하여, 3 개의 로봇핸드(120)의 위치 및 로봇핸드(120)의 회전각을 획득할 수 있다. 예를 들어 3 개의 로봇핸드(120)의 위치는 제 5 위치, 제 6 위치 및 제 7 위치일 수 있다. 또한 3 개의 로봇핸드(120)의 회전각은 제 1 회전각, 제 2 회전각 및 제 3 회전각일 수 있다. 제 5 위치는 제 1 회전각에 대응될 수 있다. 제 6 위치는 제 2 회전각에 대응될 수 있다. 제 7 위치는 제 3 회전각에 대응될 수 있다.

제어부(200)는 제 5 위치 내지 제 7 위치에 기초하여 제 1 돌기의 위치를 결정할 수 있다.

제어부(200)는 제 5 위치 내지 제 7 위치에 기초하여 도 28과 같은 방식으로 촬영부(320)의 중심이 제 3 식별영역(1511)의 중심과 일치하도록 할 수 있다. 제어부(200)는 이 때의 로봇암(100)의 자세를 제 2 자세라고 할 수 있다. 제어부(200)는 제 2 자세를 저장할 수 있다. 제어부(100)는 제 2 자세일 때 촬영부(320)의 위치를 제 1 자세일 때의 제 1 돌기의 위치로써 결정할 수 있다.

또한 제어부(200)는 벡터(2710)에 기초하여 제 3 식별영역(1511)의 로봇암(100)의 기준지점으로부터의 위치를 획득할 수 있다. 또한 제 3 식별영역(1511)은 제 1 돌기에 대응되므로, 로봇암(100)이 제 1 자세일 때의 그리퍼(310)의 제 1 돌기의 위치는 제 3 식별영역(1511)의 로봇암(100)의 기준지점으로부터의 위치에 대응할 수 있다.

도 27을 참조하면 위와 같은 과정에 의하여 회전축(130)에 대한 제 1 돌기의 위치를 벡터(2720)로써 획득할 수 있다.

제어부(200)는 로봇암(100)이 제 1 자세일 때의 그리퍼(310)의 위치를 획득하기 위하여, 아래와 같은 과정을 더 수행할 수 있다.

도 26은 본 개시의 일 실시예에 따라 회전축의 중심으로부터 그리퍼의 위치를 측정하는 과정을 설명하는 도면이다.

이미 설명한 바와 같이 제어부(200)는 그리퍼(310)의 위치를 측정하기 위하여 도 24 내지 도 25에서 설명한 과정에 더하여 아래와 같은 과정을 더 수행할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 그리퍼(310)의 위치를 측정하기 위하여, 제 2 티칭 지그(1510)를 임의의 지점에 놓는 단계를 필수적으로 수행할 수 있다. 도 24의 그림(2410)과 같이 로봇핸드(120)가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부(320)가 제 3 식별영역(1511)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계를 수행하기 전에 제어부(200)는 제 2 티칭 지그(1510)를 임의의 지점에 놓는 단계를 수행할 수 있다.도 26의 그림(2610)을 참조하면, 제어부(200)는 로봇핸드(120)가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부(320)가 제 2 티칭 지그(1510)의 제 4 식별영역(1512)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암을 이동하는 단계를 수행할 수 있다. 도 26의 그림(2610)은 로봇핸드(120)가 제 1 회전각으로 회전한 상태를 나타낸다. 예를 들어, 촬영부(320)의 중심이 로봇핸드(120)의 회전축(130)의 중심으로부터 x축의 방향에 위치하는 것이 제 1 회전각으로 회전한 상태일 수 있다. 로봇암(100)의 이동은 자동으로 이루어지거나 사용자의 입력에 기초하여 이루어질 수 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 4 식별영역(1512)을 포함하는 영상을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계를 수행할 수 있다. 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계는 단계(520) 또는 단계(550)와 유사할 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 단계(520)에 대하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드의 위치를 제 8 위치로써 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 8 위치는, 로봇핸드(120)가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 회전축(130)의 중심의 위치를 의미할 수 있다.

도 26의 그림(2620)을 참조하면, 제어부(200)는 로봇핸드(120)가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부(320)가 제 2 티칭 지그(1510)의 제 4 식별영역(1512)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암(100)을 이동하는 단계를 수행할 수 있다. 도 26의 그림(2620)은 로봇핸드(120)가 제 2 회전각으로 회전한 상태를 나타낸다. 예를 들어, 촬영부(320)의 중심이 로봇핸드(120)의 회전축(130)의 중심으로부터 y축의 방향의 반대에 위치하는 것이 제 2 회전각으로 회전한 상태일 수 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 4 식별영역(1512)을 포함하는 영상을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계를 수행할 수 있다. 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계는 단계(520) 또는 단계(550)와 유사할 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 단계(520)에 대하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드(120)의 위치를 제 9 위치로 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 9 위치는, 로봇핸드(120)가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 회전축(130)의 중심의 위치를 의미할 수 있다.

도 26의 그림(2630)을 참조하면, 제어부(200)는 로봇핸드(120)가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 촬영부가 제 2 티칭 지그(1510)의 제 4 식별영역(1512)의 영상을 획득할 수 있도록 로봇암(100)을 이동하는 단계를 수행할 수 있다. 도 26의 그림(2630)은 로봇핸드(120)가 제 3 회전각으로 회전한 상태를 나타낸다. 예를 들어, 촬영부(320)의 중심이 로봇핸드(120)의 회전축(130)의 중심으로부터 x축의 방향의 반대에 위치하는 것이 제 3 회전각으로 회전한 상태일 수 있다.

제어부(200)는 촬영부(320)를 이용하여 제 2 티칭 지그(1510)에 포함된 제 4 식별영역(1512)을 포함하는 영상을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계를 수행할 수 있다. 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하도록 로봇암(100)을 이동시키는 단계는 단계(520) 또는 단계(550)와 유사할 수 있다. 도 8 내지 도 10에서 단계(520)에 대하여 설명하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

제어부(200)는 촬영부(320)가 획득한 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하는 경우의 로봇핸드(120)의 위치를 제 10 위치로 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 로봇핸드(120)의 제 10 위치는, 로봇핸드(120)가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 영상의 중심 및 제 4 식별영역(1512)의 중심이 일치하는 경우, 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 로봇핸드(120)의 위치를 의미할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 로봇핸드(120)의 위치는 로봇암(100)의 고정된 기준지점에 대한 회전축(130)의 중심의 위치를 의미할 수 있다.

제어부(200)는 제 5 위치 내지 제 10 위치에 기초하여, 회전축에 대한 그리퍼(310)에 포함된 제 1 돌기 및 제 2 돌기의 위치의 오프셋을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(200)는 제 5 위치 내지 제 7 위치에 기초하여 그리퍼(310)에 포함된 제 1 돌기의 위치의 오프셋을 획득할 수 있다. 또한 제어부(200)는 제 8 위치 내지 제 10 위치에 기초하여 그리퍼(310)에 포함된 제 2 돌기의 위치의 오프셋을 획득할 수 있다. 여기서 오프셋은 회전축(130)으로부터 제 1 돌기 또는 제 2 돌기까지의 벡터를 의미할 수 있다. 제 2 돌기의 위치는 제 1 돌기의 위치와 유사하게 획득될 수 있다. 제 1 돌기의 위치를 획득하는 방법에 대해서는 이미 설명한바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.

도 23 내지 도 26에서 설명한 바와 같이 로봇암(100)은 제 1 자세에 있을 때 그리퍼의 제 1 돌기 및 제 2 돌기의 위치를 획득할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 제 1 자세는 로봇암(100)이 제 2 티칭 지그(1510)를 내려 놓기 전의 로봇핸드의 위치 및 로봇핸드의 회전각을 나타낼 수 있다. 또한, 도 25에서 설명한 바와 같은 원의 중심에 기초하여 제어부(200)는 제 2 티칭 지그(1510)의 제 3 식별영역(1511)의 위치를 획득할 수 있다. 또한 동일한 방식으로 제어부(200)는 제 2 티칭 지그(1510)의 제 4 식별영역(1512)의 위치를 획득할 수 있다. 또한 제 3 식별영역(1511)은 그리퍼(310)의 제 1 돌기의 위치에 대응되고 제 4 식별영역(1512)은 제 2 돌기의 위치에 대응된다. 따라서 제어부(200)는 제 5 위치 내지 제 10 위치에 기초하여, 회전축에 대한 그리퍼(310)에 포함된 제 1 돌기 및 제 2 돌기의 위치의 오프셋을 획득할 수 있다.

제어부(200)는 그림(2610) 내지 그림(2630)과 같이 적어도 3개의 각도에서 제 4 식별영역(1512)을 촬영할 수 있다. 적어도 3 개의 각도에서 제 4 식별영역(1512)을 촬영하기 위하여 로봇암(100)은 제 1 자세와 다른 자세가 될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 제어부(200)는 이미 촬영부(320)의 위치에 관련된 벡터(2710)를 획득하였으므로, 3 개의 각도로 제 3 식별영역(1511)을 촬영할 때에 대한 3 개의 로봇핸드(120)의 위치 및 로봇핸드(120)의 회전각을 획득할 수 있다. 또한 제어부(200)는 벡터(2710)에 기초하여 제 4 식별영역(1512)의 로봇암(100)의 기준지점으로부터의 위치를 획득할 수 있다. 또한 제 4 식별영역(1512)은 제 2 돌기에 대응되므로, 로봇암(100)이 제 1 자세일 때의 그리퍼(310)의 제 2 돌기의 위치는 제 4 식별영역(1512)의 로봇암(100)의 기준지점으로부터의 위치에 대응할 수 있다.

도 27을 참조하면 위와 같은 과정에 의하여 회전축(130)에 대한 제 2 돌기의 위치를 벡터(2730)로써 획득할 수 있다. 제어부(200)는 벡터(2720) 및 벡터(2730)에 기초하여 그리퍼의 위치 및 방향을 획득할 수 있다. 예를 들어 제어부(200)는 벡터(2720) 및 벡터(2730)의 차분벡터를 그리퍼의 방향으로써 획득할 수 있다. 또한 벡터(2720) 및 벡터(2730)의 평균을 그리퍼의 위치로써 획득할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

이제까지 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 로봇핸드 및 제어부를 포함하는 로봇암의 동작 방법에 있어서,
   상기 로봇핸드는 그리퍼(gripper), 촬영부, 및 회전축을 포함하고,
   상기 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 제어부가 상기 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 1 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 1 식별영역의 중심이 일치하도록 상기 로봇암을 이동시키는 단계;
   상기 영상의 중심 및 상기 제 1 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 상기 로봇핸드의 위치를 제 1 위치로써 저장하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 목표 위치에 있는 상기 제 1 티칭 지그에 포함된 제 2 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 2 식별영역의 중심이 일치하도록 상기 로봇암을 이동시키는 단계;
   상기 영상의 중심 및 상기 제 2 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 상기 로봇핸드의 위치를 제 2 위치로써 저장하는 단계;
   상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치에 기초하여 제 1 벡터 또는 제 1 중심점 중 적어도 하나를 결정하는 단계; 및
   상기 제 1 벡터에 기초하여 상기 그리퍼가 상기 목표 위치에 위치할 때의 로봇암의 목표 자세를 결정하는 단계를 포함하는 로봇암의 동작 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그를 임의의 위치에 내려놓도록 제어하는 단계;
   상기 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 제어부가 상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하도록 상기 로봇암을 이동시키는 단계;
   상기 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 상기 로봇핸드의 위치를 제 3 위치로써 저장하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 4 식별영역의 중심이 일치하도록 상기 로봇암을 이동시키는 단계;
   상기 영상의 중심 및 상기 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우, 상기 로봇핸드의 위치를 제 4 위치로써 저장하는 단계; 및
   상기 제 3 위치 및 상기 제 4 위치에 기초하여 제 2 벡터 또는 제 2 중심점 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 포함하는 로봇암의 동작 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 벡터의 방향이 상기 제 2 벡터의 방향과 일치하지 않는 경우, 상기 로봇암을 움직여서 상기 그리퍼가 상기 제 2 티칭 지그를 잡도록 제어하는 단계;
   상기 제 2 벡터의 방향이 상기 제 1 벡터와 일치하도록 상기 로봇핸드를 상기 회전축을 중심으로 회전한 후 상기 그리퍼에 결합되어 있는 상기 제 2 티칭 지그를 수정된 위치에 내려놓도록 제어하는 단계; 및
   상기 수정된 위치에 있는 제 2 티칭 지그에 기초하여 수정된 제 2 벡터 및 수정된 제 2 중심점 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 포함하는 로봇암의 동작 방법.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 목표 자세를 결정하는 단계는,
   상기 제 1 벡터의 방향이 상기 제 2 벡터의 방향과 일치하는 경우, 상기 로봇핸드의 현재 회전각을 상기 목표 자세의 목표 회전각으로써 결정하는 단계; 및
   상기 제 1 중심점의 좌표 및 상기 제 2 중심점의 좌표의 차분에 기초하여 상기 목표 자세의 목표 위치를 결정하는 단계를 포함하는 로봇암의 동작 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 로봇핸드가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 임의의 위치에 있는 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 5 위치로 획득하는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 상기 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 6 위치로 획득하는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 상기 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 7 위치로 획득하는 단계; 및
   상기 제 5 위치 내지 상기 제 7 위치에 기초하여, 상기 회전축에 대한 상기 촬영부의 위치의 오프셋을 획득하는 단계를 포함하는 로봇암의 동작 방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 그리퍼에 결합되어 있는 제 2 티칭 지그를 임의의 위치에 내려놓는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 5 위치로 획득하는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 상기 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 6 위치로 획득하는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 상기 제 3 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 3 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 7 위치로 획득하는 단계;
   상기 제 5 위치 내지 상기 제 7 위치에 기초하여, 상기 회전축에 대한 상기 그리퍼에 포함된 제 1 돌기의 위치의 오프셋을 획득하는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 1 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 제 4 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 8 위치로 획득하는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 2 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 상기 제 4 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 9 위치로 획득하는 단계;
   상기 로봇핸드가 제 3 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부가 상기 제 2 티칭 지그의 상기 제 4 식별영역의 영상을 획득할 수 있도록 상기 로봇암을 이동하는 단계;
   상기 촬영부를 이용하여 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역을 포함하는 영상을 획득하는 단계;
   상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 4 식별영역의 중심이 일치하는 경우의 상기 로봇핸드의 위치를 제 10 위치로 획득하는 단계; 및
   상기 제 8 위치 내지 상기 제 10 위치에 기초하여, 상기 회전축에 대한 상기 그리퍼에 포함된 제 2 돌기의 위치의 오프셋을 획득하는 단계를 포함하는 로봇암의 동작 방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 돌기가 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 3 식별영역에 삽입되고, 상기 제 2 돌기가 상기 제 2 티칭 지그에 포함된 제 4 식별영역에 삽입되는 경우, 상기 그리퍼가 상기 제 2 티칭 지그 또는 상기 제 2 티칭 지그의 위에 놓인 시료를 집을 수 있는 로봇암의 동작 방법.
   
8. 로봇핸드 및 제어부를 포함하는 로봇암에 있어서,
   상기 로봇핸드는 그리퍼(gripper), 촬영부, 및 회전축을 포함하고,
   상기 제어부는 상기 로봇핸드가 기준 회전각으로 회전한 상태에서, 상기 촬영부를 이용하여 목표 위치에 있는 제 1 티칭 지그에 포함된 제 1 식별영역을 포함하는 영상을 획득하고, 상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 1 식별영역의 중심이 일치하도록 상기 로봇암을 이동시키고, 상기 영상의 중심 및 상기 제 1 식별영역의 중심이 일치하는 경우 상기 로봇핸드의 위치를 제 1 위치로써 저장하고, 상기 촬영부를 이용하여 상기 목표 위치에 있는 상기 제 1 티칭 지그에 포함된 제 2 식별영역을 포함하는 영상을 획득하고, 상기 촬영부가 획득한 영상의 중심 및 상기 제 2 식별영역의 중심이 일치하도록 상기 로봇암을 이동시키고, 상기 영상의 중심 및 상기 제 2 식별영역의 중심이 일치하는 경우 상기 로봇핸드의 위치를 제 2 위치로써 저장하고, 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치에 기초하여 제 1 벡터를 결정하고, 상기 제 1 벡터에 기초하여 상기 그리퍼가 상기 목표 위치에 위치할 때의 로봇암의 목표 자세를 결정하는 로봇암.
   

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