KR20220052695A - Threshold value tuning system and method for collision detection of multi-degree-of-freerdom robot and graphic user interface - Google Patents

Threshold value tuning system and method for collision detection of multi-degree-of-freerdom robot and graphic user interface Download PDF

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KR20220052695A
KR20220052695A KR1020200136930A KR20200136930A KR20220052695A KR 20220052695 A KR20220052695 A KR 20220052695A KR 1020200136930 A KR1020200136930 A KR 1020200136930A KR 20200136930 A KR20200136930 A KR 20200136930A KR 20220052695 A KR20220052695 A KR 20220052695A
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박종훈
허영진
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주식회사 뉴로메카
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a threshold value tuning system for collision detection of a multi-degree-of-freedom robot comprises: a robot control unit for inputting a drive control current value to a joint shaft; a detection sensor unit for detecting the drive state information value of the joint shaft; a collision calculation unit having therein an algorithm for determining whether is a collision based on a predetermined threshold value and calculating a control stop input to the robot control unit; and an interface control unit for displaying a collision signal according to the algorithm of the collision calculation unit on a screen, and displaying a button capable of inputting a false positive signal on one side of the screen. The collision calculation unit further includes an algorithm for adjusting the threshold value when a false positive signal is input from the interface control unit. Therefore, convenience of tuning the threshold value in the multi-degree-of-freedom robot and work safety using the same can be significantly improved.

Description

다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템, 방법 및 그래픽 사용자 인터페이스{THRESHOLD VALUE TUNING SYSTEM AND METHOD FOR COLLISION DETECTION OF MULTI-DEGREE-OF-FREERDOM ROBOT AND GRAPHIC USER INTERFACE}THRESHOLD VALUE TUNING SYSTEM AND METHOD FOR COLLISION DETECTION OF MULTI-DEGREE-OF-FREERDOM ROBOT AND GRAPHIC USER INTERFACE

본 발명은 충돌감지 경계값 튜닝 시스템, 방법 및 인터페이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다자유도 로봇에 있어서 인터페이스를 통해 반자동 형태로 충돌감지 경계값을 튜닝하는 시스템, 방법 및 인터페이스에 관한 것이다.The present invention relates to a collision detection boundary value tuning system, method, and interface, and more particularly, to a system, method and interface for semi-automatically tuning collision detection boundary value through an interface in a multi-DOF robot.

협동로봇(Collaborative Robot, COBOT)은 인간과 함께 작업하는 로봇으로 주로 생산현장에서 인간과 상호작용하도록 설계된 로봇을 의미한다. 종전 생산현장에서 사용되었던 산업용 로봇이 인간을 대체하는 역할로 인간과 분리된 작업공간에서 사용되었다면, 협동로봇은 인간을 보완하는 역할로 인간과 함께 일하며 작업의 효율을 높일 수 있다.A Collaborative Robot (COBOT) is a robot that works with humans and is mainly designed to interact with humans in production sites. If industrial robots previously used in production sites were used in a work space separated from humans as a replacement for humans, collaborative robots complement humans and work together with humans to increase work efficiency.

사람 작업자와 작업공간을 공유하는 협동로봇은 작업자의 안전을 보장하기 위해 안전기능이 포함되어야 한다. 이 중 협동로봇의 충돌감지 기능은, 로봇이 동작 중 사람 또는 주변 사물과의 물리적 충돌이 발생하였을 때, 이를 감지하고 동작 중인 모션을 중지하도록 하는 기능이다. A collaborative robot that shares a work space with a human worker must include a safety function to ensure worker safety. Among them, the collision detection function of the cooperative robot is a function to detect a physical collision with a person or a nearby object while the robot is in motion, and to stop the motion in operation.

이러한 충돌감지 알고리즘은 관찰신호를 정하고 이 관찰신호와 경계값의 비교를 통해 감지유무를 판단한다. 이 때 경계값이 낮으면 충돌을 민감하게 감지할 수 있지만 충돌감지 허위긍정이 발생할 수 있고, 반대로 충돌감지 경계값이 높으면 충돌 감지 민감도가 둔감해질 수 있다. 따라서 적절한 경계값을 설정하는 것이 중요하다.This collision detection algorithm determines the observed signal and judges the presence or absence of detection by comparing the observed signal with the boundary value. In this case, if the boundary value is low, collision detection can be sensitively detected, but false positives in collision detection may occur. Conversely, if the collision detection threshold value is high, collision detection sensitivity may become insensitive. Therefore, it is important to set an appropriate boundary value.

충돌감지 경계값을 적절히 튜닝하면 로봇은 모션 중 민감하게 충돌을 감지할 수 있으며, 충돌감지 허위긍정 발생을 막을 수 있다. 하지만 충돌감지 알고리즘과 경계값에 대한 사전 지식이 없는 비전문가는 이러한 경계값 튜닝에 익숙하지 않다. If the collision detection threshold is properly tuned, the robot can detect collisions sensitively during motion and prevent the occurrence of false positives in collision detection. However, non-experts without prior knowledge of collision detection algorithms and boundary values are not familiar with such boundary value tuning.

일례로 6자유도를 갖는 로봇의 경우에는 각 관절별 경계값을 각각 조절해야 해서 조절해야 할 경계값의 수도 많다. 또한, 협동로봇을 통한 자동화 공정이 적용된 제조공장의 현장 작업자는 로봇공학 비전문가인 경우가 많다. 더불어, 수동 튜닝을 하게 되면 전문가라 할지라도 6축 로봇에 대한 충돌감지 경계값 튜닝 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.For example, in the case of a robot with 6 degrees of freedom, the boundary values for each joint must be adjusted individually, so the number of boundary values to be adjusted is large. In addition, field workers in manufacturing plants to which automated processes through collaborative robots are applied are often non-professionals in robotics. In addition, when manual tuning is performed, even an expert has a problem in that it takes a lot of time to tune the collision detection threshold for the 6-axis robot.

위와 같은 문제를 해결하기 위해, 충돌감지 알고리즘과 경계값에 대한 지식이 없는 일반 사용자가 쉽게 충돌감지 경계값을 최적으로 맞출 수 있게 하는 사용자 인터페이스 기술이 요구된다.In order to solve the above problem, a user interface technology that allows a general user without knowledge of the collision detection algorithm and boundary value to easily optimally match the collision detection boundary value is required.

대한민국 공개특허공보 제 10-2020-0034206호 (2020.3.31)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0034206 (2020.3.31)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다자유도 로봇에 있어서 반자동 형태로 쉽게 충돌감지 경계값을 최적으로 맞출 수 있게 하는 인터페이스 및 알고리즘이 구현된 충돌감지 경계값을 튜닝하는 시스템, 방법 및 인터페이스를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a system, method and interface for tuning a collision detection boundary value in which an interface and algorithm that can easily optimally match a collision detection boundary value in a semi-automatic form in a multi-DOF robot are implemented will do

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템은, 관절 축에 구동제어 전류값을 입력하는 로봇 제어부; 관절 축의 구동상태 정보값을 감지하는 검출 센서부; 기설정된 충돌감지 경계값을 기준으로 충돌 여부를 판단하고, 상기 로봇 제어부에 대한 제어정지신호를 산출하는 알고리즘이 내장되는 충돌 연산부; 및 상기 충돌 연산부의 알고리즘에 의한 충돌 신호가 화면 상에 표시되도록 하되, 상기 화면의 일측에 오탐(false positive)신호를 입력할 수 있는 버튼이 표시되도록 하는 인터페이스 제어부를 포함하며, 상기 충돌 연산부는, 상기 인터페이스 제어부로부터 오탐 신호가 입력되면 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 알고리즘이 더 내장되는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템일 수 있다.A collision detection boundary value tuning system of a multi-DOF robot according to an embodiment of the present invention for solving the above problems, a robot control unit for inputting a driving control current value to a joint axis; a detection sensor unit for detecting the driving state information value of the joint axis; a collision calculation unit having a built-in algorithm for determining whether a collision exists based on a preset collision detection boundary value and calculating a control stop signal for the robot control unit; and an interface control unit configured to display a collision signal by an algorithm of the collision operation unit on a screen, and display a button for inputting a false positive signal on one side of the screen, wherein the collision operation unit comprises: When a false positive signal is input from the interface control unit, an algorithm for adjusting the collision detection boundary value may be further built-in, it may be a collision detection boundary value tuning system for a multi-DOF robot.

일 실시예에 있어서, 상기 충돌 연산부는, 상기 인터페이스 제어부로부터 오탐 신호가 입력되는 경우 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 알고리즘이 상기 충돌감지 경계값을 낮추도록 설정되는 것일 수 있다.In an embodiment, the collision calculator may be configured such that, when a false positive signal is input from the interface controller, an algorithm for adjusting the collision detection boundary value is set to lower the collision detection boundary value.

일 실시예에 있어서, 상기 충돌 연산부는, 상기 인터페이스 제어부로부터 오탐 신호가 입력되는 경우 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 알고리즘이 상기 충돌감지 경계값을 높이도록 설정되는 것일 수 있다.In an embodiment, the collision calculation unit may be configured such that an algorithm for adjusting the collision detection boundary value increases the collision detection boundary value when a false positive signal is input from the interface control unit.

일 실시예에 있어서, 상기 충돌 연산부는, 다자유도 로봇의 각 관절에 대한 충돌 발생 유무 판단을 위한 데이터 획득을 요청하는 개시신호를 상기 검출 센서부에 상시로 송출하는 것일 수 있다.In one embodiment, the collision calculating unit may always transmit a start signal requesting data acquisition for determining whether a collision has occurred for each joint of the multi-DOF robot to the detection sensor unit.

일 실시예에 있어서, 상기 충돌 연산부는, 상기 검출 센서부로부터 관절 축의 속도 값을 획득하고, 상기 획득한 속도 값을 변수로 하여 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 알고리즘이 더 내장되는 것일 수 있다.In an embodiment, the collision calculator may further include an algorithm for obtaining the speed value of the joint axis from the detection sensor unit and adjusting the collision detection boundary value using the obtained speed value as a variable.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 방법은, 관절 축에 대한 구동 데이터를 획득하는 단계; 로봇의 충돌 여부를 판단하는 단계; 로봇의 작업을 정지시키는 단계; 충돌 신호를 표시하는 단계; 충돌 여부에 따른 오탐 여부를 입력하는 단계; 및 충돌감지 경계값을 조정하는 단계를 포함하되, 상기 충돌 신호를 표시하는 단계는, 오탐 신호를 입력할 수 있는 버튼이 함께 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 방법일 수 있다.A collision detection boundary value tuning method of a multi-DOF robot according to another embodiment of the present invention for solving the above problems includes: acquiring drive data for joint axes; determining whether the robot collides; stopping the operation of the robot; displaying a collision signal; inputting false positives according to collisions; and adjusting the collision detection boundary value, wherein the displaying of the collision signal includes displaying a button for inputting a false positive signal together. could be a way

일 실시예에 있어서, 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 단계는, 오탐 신호가 입력되면 상기 충돌감지 경계값을 낮추도록 설정되는 것일 수 있다.In an embodiment, the adjusting of the collision detection threshold may include setting to lower the collision detection threshold when a false positive signal is input.

일 실시예에 있어서, 관절 축에 대한 구동 데이터를 획득하는 단계는, 다자유도 로봇의 각 관절에 대한 충돌 발생 유무 판단을 위한 데이터 획득을 요청하기 위해 상시로 송출되는 개시신호에 의해 개시되는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of acquiring the driving data for the joint axis is to be initiated by a start signal that is always transmitted to request data acquisition for determining whether a collision has occurred for each joint of the multi-DOF robot. can

일 실시예에 있어서, 상기 관절 축에 대한 구동 데이터를 획득하는 단계는 관절 축의 속도 값을 획득하고, 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 단계는, 상기 획득한 속도 값을 변수로 하여 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 것일 수 있다.In one embodiment, the step of obtaining the driving data for the joint axis includes obtaining the speed value of the joint axis, and the step of adjusting the collision detection boundary value includes the obtained speed value as a variable and the collision detection boundary It may be to adjust the value.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다자유도 로봇에 적용가능한 그래픽 사용자 인터페이스는, 다자유도 로봇의 운용 상태에 대한 정보가 표시되는 디스플레이 영역; 기설정된 프로그램에 의하여 상기 디스플레이 영역의 일측에 생성되어, 충돌 신호 및 소정의 입력 버튼을 표시할 수 있는 팝업 영역을 포함하며, 상기 입력 버튼은, 오탐(false positive)신호를 입력할 수 있는 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇에 적용가능한 그래픽 사용자 인터페이스일 수 있다.A graphic user interface applicable to a multiple degree of freedom robot according to another embodiment of the present invention for solving the above problems includes: a display area in which information on an operating state of the multiple degree of freedom is displayed; It is generated on one side of the display area by a preset program and includes a pop-up area capable of displaying a collision signal and a predetermined input button, wherein the input button includes a button for inputting a false positive signal. It may be a graphic user interface applicable to a multi-DOF robot, characterized in that it includes.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, there are at least the following effects.

본 발명의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템, 방법 및 인터페이스가 적용된 다자유도 로봇에 대한 충돌감지 경계값 튜닝의 편의성 및 이를 이용한 작업상 안전성이 현저하게 향상될 것이다.Convenience of collision detection boundary value tuning for a multi-DOF robot to which the collision detection boundary value tuning system, method and interface of the present invention are applied, and operational safety using the same will be remarkably improved.

또한 이를 포함하는 협동로봇의 양산단계에 적용되어 일관되고 개선된 충돌감지 경계값 튜닝 기능을 제공할 수 있다.In addition, it can be applied to the mass production stage of collaborative robots including this to provide a consistent and improved collision detection boundary value tuning function.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌감지 경계값 튜닝 시스템이 사용되는 시스템을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1의 일 실시예에 따른 충돌감지 경계값 튜닝 시스템을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템에 의한 충돌감지 경계값 튜닝을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 인터페이스 제어부에 따라 표시되는 디스플레이를 나타내는 사용상태도이다.
도 5는 도 4의 디스플레이에 대해 사용자가 신호를 입력하는 방식을 나타내는 사용상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면을 갖는 전자 장치에서 수행되는 방법의 일부를 설명하기 위한 순서도이다.1 is a schematic diagram schematically showing a system in which a collision detection boundary value tuning system according to an embodiment of the present invention is used.
FIG. 2 is a block diagram conceptually illustrating a collision detection boundary value tuning system according to the embodiment of FIG. 1 .
3 is a block diagram conceptually illustrating collision detection boundary value tuning by the collision detection boundary value tuning system of FIG. 2 .
4 is a use state diagram illustrating a display displayed according to an interface controller according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a usage state diagram illustrating a method in which a user inputs a signal to the display of FIG. 4 .
6 is a flowchart illustrating a part of a method performed in an electronic device having a screen according to an embodiment of the present invention.

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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

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. Further, the embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or schematic diagrams that are ideal illustrative views of the present invention. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. In addition, in each of the drawings shown in the present invention, each component may be enlarged or reduced to some extent in consideration of convenience of description.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 의한 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템, 방법 및 그래픽 인터페이스의 구체적인 실시예를 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of a collision detection boundary value tuning system, a method, and a graphic interface of a multi-DOF robot according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명에 의한 충돌감지 경계값 튜닝 시스템, 방법 및 그래픽 인터페이스가 적용되는 다자유도 로봇(A)은 로봇이 동작 중 사람 및/또는 주변 사물과의 물리적 충돌이 발생하였을 때, 이를 감지하고 동작 중인 모션을 중지하도록 하는 충돌감지 기능을 갖는다. 이때, 충돌감지를 위한 알고리즘은 후술하는 충돌관찰신호 값과 충돌 신호 경계값의 비교를 통해 감지유무를 판단하는 것일 수 있다.The multi-degree-of-freedom robot (A) to which the collision detection boundary value tuning system, method, and graphic interface according to the present invention is applied detects and detects a physical collision with people and/or surrounding objects while the robot is in motion. It has a collision detection function to stop motion. In this case, the algorithm for collision detection may be to determine the presence or absence of detection by comparing the collision observation signal value and the collision signal boundary value, which will be described later.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)을 우선 설명한다.Hereinafter, a collision detection boundary value tuning system 10 of a multi-DOF robot according to an embodiment of the present invention will be first described with reference to FIGS. 1 to 5 .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)이 사용되는 시스템을 개략적으로 나타낸 모식도를, 도 2는 도 1의 일 실시예에 따른 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)을 개념적으로 나타낸 블록도를 각각 도시한다.1 is a schematic diagram schematically showing a system in which a collision detection boundary value tuning system 10 according to an embodiment of the present invention is used, and FIG. 2 is a collision detection boundary value tuning system 10 according to an embodiment of FIG. ) is shown conceptually in a block diagram, respectively.

도시된 바와 같이, 본 발명의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)을 포함하는 다자유도 로봇(A)은 입력장치(21)와 디스플레이(22) 장치를 갖는 단말 기기(B) (또는 단말기(20))와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 상기 단말 기기(B)는 데스크탑, 노트북, 태블릿, 스마트폰 등의 전자 장치일 수 있으며, 또는 소정의 디스플레이 화면을 가진 채로 본 발명의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)이 적용된 다자유도 로봇(A)의 일측에 장착되는 것일 수 있다.As shown, the multi-DOF robot A including the collision detection boundary value tuning system 10 of the present invention is a terminal device B (or a terminal device) having an input device 21 and a display 22 device. 20)) and can be communicatively connected. The terminal device B may be an electronic device such as a desktop, notebook, tablet, or smart phone, or a multi-DOF robot to which the collision detection boundary value tuning system 10 of the present invention is applied while having a predetermined display screen ( It may be mounted on one side of A).

충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)은 단말기(20)에 대해 원격지에 존재하고 단말기(20)와 유무선의 원격 통신망을 통해 통신 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)은 클라우드 방식으로 단말기(20)와 연결되어 서비스를 제공할 수 있다.The collision detection threshold tuning system 10 may exist at a remote location with respect to the terminal 20 and may be communicatively connected to the terminal 20 through a wired or wireless remote communication network. For example, the collision detection boundary value tuning system 10 may be connected to the terminal 20 in a cloud manner to provide a service.

또는, 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)의 일부 구성은 단말기(20)에 설치되는 소프트웨어로 제공되고, 다른 일부 구성은 원격지에 구비되어 단말기(20)와 유무선의 원격 통신망을 통해 통신 가능하게 연결될 수 있다.Alternatively, some components of the collision detection threshold tuning system 10 are provided as software installed in the terminal 20, and other components are provided at a remote location to be communicatively connected with the terminal 20 through a wired or wireless remote communication network. can

도 2를 통해 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 충돌감지 경계값 튜닝시스템은 로봇 제어부(100), 검출 센서부(200), 충돌 연산부(300) 및 인터페이스 제어부(400)를 시스템을 이루는 구성으로 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the collision detection threshold tuning system according to an embodiment of the present invention includes a robot control unit 100, a detection sensor unit 200, a collision operation unit 300, and an interface control unit 400. It can be included in the configuration that makes up.

본 발명의 로봇 제어부(100)는 다자유도 로봇(A)의 각 관절 축에 대해 각각 설치되어 구동력을 제공하는 모터(미도시) 등을 제어하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 모터 등에 대한 전원 공급, 회전력 등에 대한 제어 명령을 생성하여 전달하는 방식으로, 상기 다자유도 로봇(A)의 각 관절축의 구동을 제어할 수 있다.The robot control unit 100 of the present invention may be to control a motor (not shown) that is installed for each joint axis of the multiple degree of freedom robot A and provides a driving force. More specifically, in a manner to generate and transmit control commands for power supply, rotational force, etc. to the motor, it is possible to control the driving of each joint axis of the multiple degree of freedom robot (A).

본 발명의 검출 센서부(200)는 다자유도 로봇(A) 각각의 관절 축에 발생하는 동역학적인 상태 정보를 측정할 수 있도록 설치되는 별도의 센서 장치(미도시)를 구비하거나, 또는 독립적인 센서 장치로부터 통신 연결되는 것일 수 있다. 일례로 상기 센서 장치는 다자유도 로봇(A)의 관절에 각각 부착되는 관절토크센서일 수 있으며, 이외에도 적용 가능한 다양한 형태의 센서 장치일 수 있다.The detection sensor unit 200 of the present invention is provided with a separate sensor device (not shown) installed to measure the dynamic state information generated on each joint axis of the multi-DOF robot (A), or an independent It may be a communication connection from the sensor device. For example, the sensor device may be a joint torque sensor attached to each joint of the multi-DOF robot (A), and may be a sensor device of various types applicable in addition.

이때, 검출 센서부(200)에서 획득하는 관절 축에 대한 동역학적 상태 정보 값은, 후술하는 충돌 연산부(300)에 전달되어 충돌 여부를 감지하는 알고리즘이 충돌관찰신호 값의 변수가 된다.At this time, the dynamic state information value for the joint axis obtained by the detection sensor unit 200 is transmitted to the collision operation unit 300 to be described later, and an algorithm for detecting whether a collision occurs becomes a variable of the collision observation signal value.

본 발명의 충돌 연산부(300)는, 다자유도 로봇(A)의 충돌 여부를 판단하여 로봇 제어부(100)에 대한 제어정지 입력을 산출하는 알고리즘이 내장되는 것일 수 있다. The collision calculating unit 300 of the present invention may have a built-in algorithm for calculating a control stop input to the robot control unit 100 by determining whether the multi-DOF robot A collides.

본 발명의 일 실시예에 의한 충돌 연산부(300)는 충돌 여부의 판단을 위한 데이터 획득을 요청하는 개시신호를 검출 센서부(200) 및/또는 로봇 제어부(100)에 송신하여 검출 센서부(200) 및/또는 로봇 제어부(100)가 획득한 데이터를 수신하고, 충돌 여부 판단에 따른 충돌 신호 및 작업정지신호를 산출하여 인터페이스 제어부(400) 및/또는 로봇 제어부(100)에 전달하는 것일 수 있다.The collision calculation unit 300 according to an embodiment of the present invention transmits a start signal requesting data acquisition for determining whether a collision exists to the detection sensor unit 200 and/or the robot control unit 100 and transmits the detection sensor unit 200 ) and/or the robot control unit 100 receives the acquired data, calculates a collision signal and a work stop signal according to the collision determination, and transmits it to the interface control unit 400 and/or the robot control unit 100 .

즉, 충돌 연산부(300)는 다자유도 로봇(A)의 작업 중 발생하는 충돌을 감지하는 기능을 하며, 로봇에 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우 즉각적으로 작업이 중단되도록 제어한다. 이는 충돌 발생시 로봇의 움직임을 즉각 정지하지 않으면, 로봇이 계속해서 작업을 수행하여 작업자에게 부상을 입힐 수 있기 때문이다.That is, the collision calculator 300 functions to detect a collision that occurs during the operation of the multi-degree of freedom robot A, and controls the operation to be immediately stopped when it is determined that the collision has occurred in the robot. This is because, if the robot's movement is not stopped immediately in the event of a collision, the robot may continue to perform work and injure the operator.

본 발명의 일 실시예에 의한 충돌 연산부(300)는 충돌 여부의 판단을 위한 데이터 획득을 요청하는 개시신호를 검출 센서부(200)에 상시로 송출하는 것일 수 있다. 즉, 상기 충돌 연산부(300)는 상시로 상기 검출 센서부(200)에 상태 데이터 검출을 요청하여 다자유도 로봇(A)의 충돌 여부를 상시로 확인하는 것일 수 있다.The collision calculation unit 300 according to an embodiment of the present invention may always transmit a start signal requesting data acquisition for determining whether a collision exists to the detection sensor unit 200 . That is, the collision calculation unit 300 may always request the detection sensor unit 200 to detect state data to constantly check whether the multi-DOF robot A collides.

본 발명의 일 실시예에 의한 충돌 연산부(100)의 충돌감지 알고리즘은 기설정된 특정 경계값(threshold value)을 충돌감지 경계값(SR)으로 하는 것일 수 있다. 이때, 상기 충돌감지 알고리즘은 발생된 다자유도 로봇(A) 관절의 제어위치오차 또는 제어속도오차, 센서나 동역학으로부터 계산된 외력 등의 상태 데이터를 연산한 충돌관찰신호 값을 충돌변수값(R)으로 하여, 상기 충돌변수값(R)이 기설정된 상기 충돌감지 경계값(SR)를 초과할 경우에 다자유도 로봇(A)에 충돌이 발생한 것으로 판단하는 것일 수 있다. The collision detection algorithm of the collision calculation unit 100 according to an embodiment of the present invention may be such that a predetermined specific threshold value is used as the collision detection threshold value SR. At this time, the collision detection algorithm calculates the collision observation signal value obtained by calculating the state data such as the control position error or control speed error of the joint of the multi-DOF robot (A), and external force calculated from the sensor or dynamics, as the collision variable value (R). ), when the collision variable value R exceeds the preset collision detection boundary value SR, it may be determined that a collision has occurred in the multi-DOF robot A.

상술한 제어위치차이 또는 제어속도차이로서의 충돌변수값(R)은, 검출 센서부(200)가 획득한 동역학적인 구동상태 정보 값 또는 그로부터 계산(또는 추정)된 외력을 제1변수값으로 하고, 로봇 제어부(100)에서의 구동제어 전류 값 또는 그로부터 계산(또는 추정)된 외력을 제2변수값으로 하여, 상기 제1변수값와 상기 제2변수값 간의 차이를 연산하여 산출된 것일 수 있다.The collision variable value R as the control position difference or the control speed difference described above is a dynamic driving state information value obtained by the detection sensor unit 200 or an external force calculated (or estimated) therefrom as a first variable value, It may be calculated by calculating the difference between the first variable value and the second variable value by using the driving control current value in the robot control unit 100 or an external force calculated (or estimated) therefrom as the second variable value.

일례로 본 발명의 충돌감지 경계값 튜닝시스템이 적용된 다자유도 로봇(A)의 n번 관절의 충돌로 인한 충돌변수값을 Rn으로, 충돌감지 경계값을 SRn라고 하였을 때, 상기 다자유도 로봇(A)의 충돌여부를 감지하는 알고리즘은 아래의 식 1과 같이 표현할 수 있다.For example, when the collision variable value due to the collision of the nth joint of the multi-DOF robot (A) to which the collision detection boundary value tuning system of the present invention is applied is R n and the collision detection boundary value is SR n , the multiple freedom The algorithm for detecting whether the robot (A) collides can be expressed as Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

y = True, if Rn > SRn y = True, if R n > SR n

여기서, y는 충돌 발생 여부를 나타내는 신호 값이며, 충돌 연산부(300)는 충돌의 발생 여부를 True 신호 또는 False 신호로 표현한다. 즉, 충돌이 발생한 것으로 판단되는 경우에는 True 신호를, 충돌이 발생하지 않은 것으로 판단되는 경우에는 False 신호를 나타낼 수 있다.Here, y is a signal value indicating whether a collision has occurred, and the collision calculating unit 300 expresses whether a collision has occurred as a True signal or a False signal. That is, when it is determined that a collision has occurred, a True signal may be displayed, and when it is determined that a collision does not occur, a False signal may be displayed.

충돌 연산부(300)의 충돌감지 알고리즘이 충돌이 발생했다고 판단했을 경우, 이러한 판단은 정탐(또는 긍정)(true positive)이거나 오탐(또는 허위긍정)(false positive)일 수 있다. 이때 다자유도 로봇(A)에 추가적인 실제 충돌 발생을 감지하기 위한 별도의 센서를 장착하지 않는 이상은, 다자유도 로봇(A) 자체적으로는 충돌 발생이 정탐인지 오탐인지 여부를 판단할 수 없다. 다만, 이 경우에도 충돌 연산부(300)는 발생한 충돌이 어떠한 경계조건을 위배한 것인지는 알 수 있다.When the collision detection algorithm of the collision operation unit 300 determines that a collision has occurred, such determination may be either a true positive (or a true positive) or a false positive (or a false positive). At this time, unless a separate sensor for detecting an additional actual collision is installed in the multi-DOF robot (A), the multi-DOF robot (A) itself cannot determine whether the collision is a false positive or a false positive. . However, even in this case, the collision calculating unit 300 can know which boundary condition the collision occurred violates.

일반적으로 이러한 충돌감지 알고리즘은 충돌감지 경계값(SR)이 낮으면 충돌을 민감하게 감지할 수 있지만 충돌감지 허위긍정이 발생하기 쉽고, 반대로 충돌감지 경계값(SR)이 높으면 충돌 감지 민감도가 둔감해질 수 있다. 따라서 충돌감지 경계값(SR)을 적절히 튜닝하면 로봇은 모션 중 민감하게 충돌을 감지할 수 있으며, 충돌감지 허위긍정 발생을 막을 수 있다.In general, these collision detection algorithms can detect collisions sensitively when the collision detection threshold (SR) is low, but false positives in collision detection are easy to occur. can Therefore, if the collision detection threshold (SR) is properly tuned, the robot can detect collisions sensitively during motion and prevent the occurrence of false positives in collision detection.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 충돌 연산부(300)는 기설정된 튜닝 시스템에 의하여 충돌감지 경계값(SR)을 적절하게 설정 및 조정할 수 있으며, 이러한 충돌감지 경계값 튜닝 시스템은 후술하는 인터페이스 제어부(400)와 함께 이루어진다.To this end, the collision calculation unit 300 according to an embodiment of the present invention can appropriately set and adjust the collision detection threshold value SR by a preset tuning system, and this collision detection boundary value tuning system is an interface control unit to be described later. It is done with 400.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 다자유도 로봇(A)의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)의 인터페이스 제어부(400)와 이를 이용한 그래픽 사용자 인터페이스를 함께 설명한다.Hereinafter, the interface control unit 400 of the collision detection boundary value tuning system 10 of the multi-DOF robot A according to an embodiment of the present invention and a graphic user interface using the same will be described together.

도 3은 도 2의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)에 의한 충돌감지 경계값 튜닝을 개념적으로 나타낸 블록도를, 도 4는 본 발명의 일 실시예 의한 인터페이스 제어부(400)에 따라 표시되는 디스플레이(22)를 나타내는 사용상태도를, 도 5는 도 4의 디스플레이(22)에 대해 사용자가 신호를 입력하는 방식을 나타내는 사용상태도를 각각 도시한다.3 is a block diagram conceptually illustrating collision detection boundary value tuning by the collision detection boundary value tuning system 10 of FIG. 2, and FIG. 4 is a display displayed according to the interface controller 400 according to an embodiment of the present invention. Fig. 5 shows a usage state diagram showing a method in which a user inputs a signal to the display 22 of Fig. 4, respectively.

도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 인터페이스 제어부(400)는, 충돌 연산부(300)의 알고리즘에 의한 충돌 신호가 화면 상에 표시되도록 하되, 상기 화면의 일측에 오탐(false positive) 신호를 입력할 수 있는 버튼 신호가 함께 표시되도록 하는 것일 수 있다.As shown in FIG. 4 , the interface control unit 400 according to an embodiment of the present invention displays a collision signal by an algorithm of the collision operation unit 300 on the screen, but on one side of the screen, a false positive (false positive) ) may be such that a button signal capable of inputting a signal is displayed together.

보다 상세히 설명하면, 인터페이스 제어부(400)는, 단말기(20)의 디스플레이(22) 상에 표시되는 그래픽 사용자 인터페이스를 생성할 수 있다. 상기 인터페이스 제어부(400)는 그래픽 사용자 인터페이스에 대한 정보를 단말기(20)로 전송하여 단말기(20)의 디스플레이(22) 상에 그래픽 사용자 인터페이스가 시각적으로 표시되도록 한다. 또한, 단말기(20)의 입력장치(21)를 통한 사용자의 입력에 대응하여 디스플레이(22) 상에 표시된 그래픽 사용자 인터페이스를 변화시킨다.In more detail, the interface controller 400 may generate a graphical user interface displayed on the display 22 of the terminal 20 . The interface controller 400 transmits information on the graphical user interface to the terminal 20 so that the graphical user interface is visually displayed on the display 22 of the terminal 20 . In addition, the graphic user interface displayed on the display 22 is changed in response to a user input through the input device 21 of the terminal 20 .

인터페이스 제어부(400)는 디스플레이(22) 상에 다자유도 로봇(A)의 모션 정지를 알려주는 팝업 창(22a)을 띄울 수 있다. 다자유도 로봇(A)은 사전에 정의된 프로그램을 수행하던 도중 충돌로 인해 정지하였기 때문에 로봇 운용자가 향후 대응에 대해 선택할 수 있도록 상기 팝업 창(22a)에 ‘프로그램 종료’, ‘프로그램 재개'의 버튼이나, 로봇이 충돌로 비상 정지가 될 경우 ‘로봇 리셋’ 등과 같은 버튼이 상기 팝업 창(22a)에 선택적으로 더 포함될 수 있다.The interface controller 400 may display a pop-up window 22a on the display 22 notifying the stop of the motion of the multi-DOF robot A. Since the multi-DOF robot A stopped due to a collision while performing a predefined program, the pop-up window 22a displays the 'Program End' and 'Program Resume' options so that the robot operator can select for future responses. A button or a button such as 'robot reset' when the robot is brought to an emergency stop due to a collision may be optionally further included in the pop-up window 22a.

본 발명의 일 실시예에 의한 그래픽 인터페이스는 충돌알림 팝업창(22a)에 오탐(false positive 또는 허위긍정) 버튼(22b)이 포함되게 함으로써, 운용자가 상기 오탐 버튼(22b)을 누를 경우 충돌감지 경계값을 자동으로 조절하여 이후의 동일 모션에서는 오탐이 발생하지 않도록 하는 편의 기능을 구현할 수 있다.The graphic interface according to an embodiment of the present invention includes a false positive or false positive button 22b in the collision notification pop-up window 22a, so that when the operator presses the false positive button 22b, the collision detection boundary value It is possible to implement a convenient function that automatically adjusts to prevent false positives from occurring in the same motion in the future.

도 5에 나타난 바와 같이, 로봇 운용자(사용자)가 입력장치(21)를 사용하여 디스플레이(22)상에 팝업 창(22a)의 ‘오탐’ 버튼(22b)을 누름으로써, 본 발명의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템이 적용된 다자유도 로봇(A)은 충돌 여부에 대한 판단이 오탐임을 인지할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the robot operator (user) presses the 'false false positive' button 22b of the pop-up window 22a on the display 22 using the input device 21, so that the collision detection boundary of the present invention The multi-DOF robot A to which the value tuning system is applied can recognize that the determination as to whether a collision is a false positive.

이때, 본 발명의 일 실시예에 의한 입력장치(21)는 마우스일 수 있으며, 사용자는 마우스 포인터를 디스플레이(22)상의 오탐 버튼(22b)에 위치시킨 후 클릭 동작을 함으로써 오탐 신호를 입력할 수 있다. 또한, 상기 입력장치(21)는 터치 펜의 단부 또는 사용자의 손가락일 수 있으며, 이 경우에도 마찬가지로 포인터를 디스플레이(22)상의 오탐 버튼(22b)에 위치시킨 후에 터치 동작을 함으로써 오탐 신호를 입력할 수 있다.At this time, the input device 21 according to an embodiment of the present invention may be a mouse, and the user may input a false positive signal by positioning the mouse pointer on the false positive button 22b on the display 22 and then clicking on it. there is. In addition, the input device 21 may be the end of the touch pen or the user's finger, and in this case, similarly, a false positive signal can be input by placing the pointer on the false positive button 22b on the display 22 and then performing a touch operation. can

도 3에 나타난 바와 같이, 단말기(20)로 입력된 오탐 신호는 인터페이스 제어부(400)를 통해 충돌 연산부(300)에 전달된다. 이때, 상기 충돌 연산부(300)는 전술한 방식으로 내장된 충돌감지 알고리즘 상에서 위배된 충돌감지 경계값(SR)을 조절하여 이후의 오탐 확률을 낮출 수 있다.As shown in FIG. 3 , the false positive signal input to the terminal 20 is transmitted to the collision calculator 300 through the interface controller 400 . In this case, the collision calculation unit 300 may adjust the collision detection boundary value SR that violates the collision detection algorithm built-in in the above-described manner to reduce the probability of a subsequent false positive.

일례로 충돌 연산부(300)는 오탐 신호가 입력되는 경우, 충돌감지 알고리즘 상에서 충돌감지 경계값을 알고리즘이나 변수의 설정에 따라 낮추거나 또는 높이는 방식으로 조절하여, 충돌 감지 민감도를 높일 수 있다. 더불어 필요에 따라 같은 방식으로 충돌 감지 민감도를 낮추도록 시스템화될 수 있다.For example, when a false positive signal is input, the collision calculation unit 300 may increase the collision detection sensitivity by adjusting the collision detection boundary value on the collision detection algorithm by lowering or increasing the collision detection boundary value according to the setting of the algorithm or variable. In addition, if necessary, it can be systematized to lower the collision detection sensitivity in the same way.

이에 따라, 본 발명이 적용된 다자유도 로봇(A)의 운용자는 충돌감지 알고리즘과 충돌감지 경계값에 대한 상세한 지식이 없어도 로봇 운용 중 손쉽게 다자유도 로봇(A)의 충돌감지 경계값을 튜닝할 수 있게 된다. 일례로 6자유도 협동로봇 실시예의 경우에는 60개의 경계값 중 오탐을 유발시킨 경계값만을 수정함으로써 충돌감지 민감도에 미치는 영향을 최소화하면서 오탐이 발생하지 않게 할 수 있다.Accordingly, the operator of the multi-DOF robot (A) to which the present invention is applied can easily tune the collision detection boundary value of the multi-DOF robot (A) while operating the robot without detailed knowledge of the collision detection algorithm and the collision detection boundary value. be able to For example, in the case of the 6-DOF cooperative robot embodiment, by modifying only the boundary value that caused the false positive among 60 boundary values, it is possible to minimize the effect on the collision detection sensitivity and prevent the false positive from occurring.

한편, 상술한 충돌관찰신호 값은 다자유도 로봇(A)의 동작을 결정하는 말단부의 위치, 속도, 가속도에 따라 신호의 패턴이 달라질 수 있다. 이로 인해 특정 모션에 대해 충돌감지 경계값이 과적합(over-fit)될 경우, 모션이 변경되면 오탐 또는 미탐이 발생하는 문제가 생길 수 있다.On the other hand, the above-described collision observation signal value may have a different signal pattern according to the position, speed, and acceleration of the distal end that determines the operation of the multi-DOF robot (A). Due to this, when the collision detection boundary value is over-fitted for a specific motion, when the motion is changed, a problem in which false positives or false positives occur may occur.

이를 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 충돌 연산부(300)는, 충돌감지 알고리즘이 검출 센서부(200)로부터 다자유도 로봇(A)의 각 관절 축의 속도 값을 획득하고, 상기 획득한 속도 값을 변수로 하여 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 것일 수 있다. In order to prevent this, the collision calculation unit 300 according to an embodiment of the present invention obtains the velocity value of each joint axis of the multi-DOF robot A from the detection sensor unit 200 by the collision detection algorithm, and the obtained The collision detection boundary value may be adjusted by using the velocity value as a variable.

일례로 아래의 식 2와 같이, 다자유도 로봇(A)의 각 관절 축의 속도 변수 v_n을 충돌감지 경계값 설정에 활용할 수 있다. 이는 속도가 높을 경우 충돌감지 경계값이 더 높아지는 원리를 이용한 것이다.As an example, as shown in Equation 2 below, the velocity variable v_n of each joint axis of the multi-DOF robot A can be used to set the collision detection boundary value. This is based on the principle that the collision detection boundary value becomes higher when the speed is high.

[식 2] [Equation 2]

y = True, if Rn

Figure pat00001
> "SRn×v_n"y = True, if R n
Figure pat00001
>"SR n ×v_n"

앞서 식 1과 동일하게, 여기서 y는 충돌 발생 여부를 나타내는 신호 값이며, 충돌 연산부(300)는 충돌의 발생 여부를 True 신호 또는 False 신호로써 표현한다.As in Equation 1 above, where y is a signal value indicating whether a collision has occurred, the collision operation unit 300 expresses whether a collision has occurred as a True signal or a False signal.

이를 통해, 본 발명이 적용된 다자유도 로봇(A)은 충돌관찰신호가 로봇의 동작을 결정하는 말단부의 위치, 속도, 가속도에 따라 신호의 패턴이 달라지더라도, 충돌감지 경계값의 과적합을 방지할 수 잇다.Through this, the multi-degree-of-freedom robot (A) to which the present invention is applied can overfit the collision detection boundary value even if the pattern of the signal changes depending on the position, speed, and acceleration of the distal end where the collision observation signal determines the robot's motion. can be prevented

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 다자유도 로봇(A)의 충돌감지 경계값 튜닝 방법을 설명한다. 후술하는 본 발명의 다자유도 로봇(A)의 충돌감지 경계값 튜닝 방법의 다양한 실시예는, 전술한 다자유도 로봇(A)의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)의 일 실시예가 적절히 대응되어 적용되는 것일 수 있다.Hereinafter, a collision detection boundary value tuning method of the multi-DOF robot A according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 . Various embodiments of the collision detection boundary value tuning method of the multi-DOF robot (A) of the present invention to be described later correspond appropriately to one embodiment of the collision detection boundary value tuning system 10 of the multi-DOF robot (A) described above may be applied.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면을 갖는 전자 장치에서 수행되는 방법의 일부를 설명하기 위한 순서도를 도시한다.6 is a flowchart illustrating a part of a method performed in an electronic device having a screen according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 다자유도 로봇(A)의 충돌감지 경계값 튜닝 방법은, 관절 축에 대한 구동 데이터를 획득하는 단계(S10); 로봇의 충돌 여부를 판단하는 단계(S20); 제어정지신호를 발생하여 로봇의 움직임을 중지시키는 단계(S30); 충돌 신호를 표시하는 단계(S40); 상기 충돌 신호가 오탐인 경우에 충돌감지 알고리즘을 조정하는 단계(S51,52)를 방법의 기본 구성을 이루는 단계로 포함할 수 있다. As shown, the collision detection boundary value tuning method of the multi-DOF robot (A) according to an embodiment of the present invention includes: acquiring drive data for joint axes (S10); determining whether the robot collides (S20); generating a control stop signal to stop the movement of the robot (S30); displaying a collision signal (S40); When the collision signal is a false positive, the step of adjusting the collision detection algorithm ( S51 and 52 ) may be included as a step of forming a basic configuration of the method.

본 발명의 데이터 값 획득단계(S10)는, 다자유도 로봇(A)의 각 관절 축에 대해 입력되는 구동 전류값과, 각 관절 축에 대해 검출되는 구동 상태 데이터를 획득할 수 있다. 즉, 다자유도 로봇(A)의 각 관절 축에 대해 설치된 제어장치와 센서장치로부터 구동 상태 데이터 값을 획득하게 된다. In the data value acquisition step (S10) of the present invention, a driving current value input to each joint axis of the multi-DOF robot A and driving state data detected for each joint axis may be acquired. That is, the driving state data value is acquired from the control device and the sensor device installed for each joint axis of the multi-DOF robot (A).

본 발명의 일 실시예에 의한 구동 데이터 획득단계(S10)는, 다자유도 로봇의 각 관절에 대한 충돌 발생 유무 판단을 위한 데이터 획득을 요청하기 위해 상시로 송출되는 개시신호에 의해 개시되는 것일 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 따라 로봇의 각 관절에 대하여 충돌 발생유무를 판단하기 위해 관찰을 개시하는 신호가 상시로 송출되어 구동 상태 데이터의 획득을 요청하는 것일 수 있다.The driving data acquisition step (S10) according to an embodiment of the present invention may be initiated by a start signal that is constantly transmitted to request data acquisition for determining whether a collision has occurred for each joint of the multi-DOF robot. there is. In other words, according to the present invention, a signal for starting observation in order to determine whether a collision occurs with respect to each joint of the robot may be transmitted at all times to request the acquisition of driving state data.

본 발명의 충돌 여부 판단 단계(S20)는, 충돌감지 알고리즘에 의해 앞서 획득한 구동 데이터로부터 연산한 충돌관찰신호 값을 기설정된 충돌감지 경계값과 비교하여, 다자유도 로봇(A)에 충돌이 발생하였는지 여부를 판단한다. 이후, 본 발명에 의한 충돌 신호 표시 단계(S40)는 충돌이 발생한 것이라고 판단되는 경우에 다자유도 로봇(A)의 충돌을 알리는 신호를 표시한다. 충돌감지 알고리즘 및 충돌 신호 표시와 관련된 기술적 특징은 전술한 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)에 의해 상세히 설명되었으며, 본 실시예에서도 적절히 대응어 적용될 수 있다.In the collision determination step (S20) of the present invention, the collision detection signal value calculated from the previously acquired driving data by the collision detection algorithm is compared with a preset collision detection boundary value, and the collision occurs to the multi-DOF robot (A). determine whether or not it has occurred. Thereafter, in the collision signal display step S40 according to the present invention, when it is determined that a collision has occurred, a signal notifying the collision of the multi-DOF robot A is displayed. The technical features related to the collision detection algorithm and the collision signal display have been described in detail by the above-described collision detection boundary value tuning system 10, and may be appropriately applied correspondingly in this embodiment as well.

본 발명의 로봇 작업 정지 단계(S30)와 충돌 신호 표시 단계(S40)는, 충돌 여부 판단 이후 일단 제어정지신호를 발생하여 로봇의 작업을 정지시키고, 이후 또는 동시에 화면을 통해 충돌 신호를 표시하는 단계이다. 이때, 상기 충돌 신호를 표시하는 단계(S40)는 오탐(false positive)신호를 입력할 수 있는 버튼이 함께 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.The robot operation stop step (S30) and the collision signal display step (S40) of the present invention are the steps of generating a control stop signal once after determining whether a collision exists to stop the operation of the robot, and displaying the collision signal through the screen afterwards or at the same time am. In this case, the step of displaying the collision signal (S40) is characterized in that a button for inputting a false positive signal is displayed together.

본 발명에 의한 충돌감지 알고리즘을 조정하는 단계(S51,52)는 충돌 여부에 따른 오탐 여부를 입력하는 단계(S51); 및 충돌감지 경계값을 조정하는 단계(S52)를 포함한다.Adjusting the collision detection algorithm according to the present invention (S51, 52) includes the steps of inputting a false positive according to whether the collision (S51); and adjusting the collision detection boundary value (S52).

상술한 바와 같이, 다자유도 로봇(A)의 충돌 신호가 나타나는 경우, 이를 인지한 로봇의 운용자는 로봇의 실제 충돌 여부를 확인하게 된다. 오탐 여부를 입력하는 단계(S51)에 있어, 실제로 충돌이 발생하지 않아 상기 충돌 신호가 오탐인 경우에 로봇의 운용자는 상기 충돌 신호가 오탐임을 알리는 입력을 할 수 있다. 오탐 신호가 입력되면, 충돌감지 경계값을 조정하는 단계(S52)에서 충돌감지 알고리즘은 충돌 여부를 판단하기 위한 기준이 되는 충돌감지 경계값을 조정하게 된다. As described above, when the collision signal of the multi-DOF robot A appears, the robot operator who recognizes this will check whether the robot actually collides. In the step (S51) of inputting whether or not a false positive is detected, when the collision signal is a false positive because no collision actually occurs, the robot operator may input an input indicating that the collision signal is a false positive. When a false positive signal is input, in the step of adjusting the collision detection boundary value ( S52 ), the collision detection algorithm adjusts the collision detection boundary value, which is a standard for determining whether a collision exists.

이때, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 단계(S52)는, 오탐 신호가 입력되는 경우 알고리즘의 변수의 설정에 따라 상기 충돌감지 경계값을 낮추거나 또는 높이는 방식으로 조정하여, 충돌 감지 민감도를 높일 수 있다. 더불어 필요에 따라 같은 방식으로 충돌 감지 민감도를 낮추도록 시스템화될 수 있다.In this case, the step (S52) of adjusting the collision detection boundary value according to an embodiment of the present invention is adjusted in such a way that, when a false positive signal is input, the collision detection boundary value is lowered or increased according to the setting of an algorithm variable. Thus, it is possible to increase the collision detection sensitivity. In addition, if necessary, it can be systematized to lower the collision detection sensitivity in the same way.

한편, 충돌관찰신호가 다자유도 로봇(A)의 동작을 결정하는 말단부의 위치, 속도, 가속도에 따라 신호의 패턴이 달라질 수 있다. 이로 인해 특정 모션에 대해 충돌감지 경계값이 과적합(over-fit) 될 경우, 모션이 변경되면 오탐 또는 미탐이 발생할 수 있다.On the other hand, the pattern of the signal may vary according to the position, speed, and acceleration of the distal end of the collision observation signal that determines the operation of the multi-DOF robot (A). Due to this, when the collision detection boundary value is over-fitted for a specific motion, false or false positives may occur when the motion is changed.

이를 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 구동 데이터를 획득하는 단계(S20)는 관절 축의 속도 값을 획득하고, 충돌감지 경계값을 조정하는 단계(S52)는, 상기 획득한 속도 값을 변수로 하여 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 것일 수 있다. 상기 획득한 속도 값을 변수로 하여 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 기술적 특징은 전술한 충돌감지 경계값 튜닝 시스템(10)에 의해 상세히 설명되었는바, 본 실시예에서도 적절히 대응되어 적용될 수 있다.In order to prevent this, the step (S20) of obtaining the driving data according to an embodiment of the present invention obtains the speed value of the joint axis, and the step (S52) of adjusting the collision detection boundary value is the obtained speed value as a variable to adjust the collision detection boundary value. The technical feature of adjusting the collision detection boundary value using the obtained speed value as a variable has been described in detail by the above-described collision detection boundary value tuning system 10, and may be appropriately applied in this embodiment as well.

따라서 상술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 충돌감지 경계값 튜닝 시스템, 방법 및 인터페이스를 통해, 이를 포함한 다자유도 로봇(A)에 대한 충돌감지 경계값 튜닝의 편의성 및 이를 이용한 작업상 안정성이 현저하게 향상될 것이다.Therefore, through the collision detection boundary value tuning system, method and interface according to various embodiments of the present invention described above, the convenience of collision detection boundary value tuning for the multi-DOF robot (A) including the same and operational stability using the same are remarkable will be improved

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 한정적이지 않은 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.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

A: 다자유도 로봇
B: 단말 기기
10: 충돌감지 경계값 튜닝 시스템
20: 단말기
21: 입력장치
22: 디스플레이 장치
22a: 팝업 창
22b: 오탐 버튼
100: 로봇 제어부
200: 검출 센서부
300: 충돌 연산부
400: 인터페이스 제어부A: Multi-DOF robot
B: terminal device
10: Collision detection boundary value tuning system
20: terminal
21: input device
22: display device
22a: popup window
22b: false positive button
100: robot control unit
200: detection sensor unit
300: collision operator
400: interface control

Claims (9)

다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템에 있어서,
관절 축에 구동제어 전류값을 입력하는 로봇 제어부;
관절 축의 구동상태 정보값을 감지하는 검출 센서부;
기설정된 충돌감지 경계값을 기준으로 충돌 여부를 판단하고, 상기 로봇 제어부에 대한 제어정지신호를 산출하는 알고리즘이 내장되는 충돌 연산부; 및
상기 충돌 연산부의 알고리즘에 의한 충돌 신호가 화면 상에 표시되도록 하되, 상기 화면의 일측에 오탐(false positive)신호를 입력할 수 있는 버튼이 표시되도록 하는 인터페이스 제어부를 포함하며,
상기 충돌 연산부는, 상기 인터페이스 제어부로부터 오탐 신호가 입력되면 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 알고리즘이 더 내장되는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템.In the collision detection boundary value tuning system of a multi-DOF robot,
A robot control unit that inputs a drive control current value to the joint axis;
a detection sensor unit for detecting the driving state information value of the joint axis;
a collision calculation unit having a built-in algorithm for determining whether a collision exists based on a preset collision detection boundary value and calculating a control stop signal for the robot control unit; and
and an interface control unit for displaying a collision signal by an algorithm of the collision calculating unit on a screen, and displaying a button for inputting a false positive signal on one side of the screen,
The collision calculation unit, when a false positive signal is input from the interface controller, an algorithm for adjusting the collision detection boundary value is further built-in, a collision detection boundary value tuning system for a multi-DOF robot. 제1항에 있어서,
상기 충돌 연산부는, 상기 인터페이스 제어부로부터 오탐 신호가 입력되는 경우 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 알고리즘이 상기 충돌감지 경계값을 낮추도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템.According to claim 1,
The collision calculation unit, when a false positive signal is input from the interface controller, an algorithm for adjusting the collision detection boundary value is set to lower the collision detection boundary value, collision detection boundary value tuning of the multi-DOF robot system. 제1항에 있어서,
상기 충돌 연산부는, 다자유도 로봇의 각 관절에 대한 충돌 발생 유무 판단을 위한 데이터 획득을 요청하는 개시신호를 상기 검출 센서부에 상시로 송출하는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템.According to claim 1,
The collision calculation unit, characterized in that it always transmits a start signal requesting data acquisition for determining whether a collision has occurred for each joint of the multiple degree of freedom robot to the detection sensor unit, the collision detection boundary of the multiple degree of freedom robot value tuning system. 제1항에 있어서,
상기 충돌 연산부는,
상기 검출 센서부로부터 관절 축의 속도 값을 획득하고, 상기 획득한 속도 값을 변수로 하여 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 알고리즘이 더 내장되는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 시스템.According to claim 1,
The collision calculation unit,
Acquiring the speed value of the joint axis from the detection sensor unit, and using the obtained speed value as a variable to adjust the collision detection boundary value, characterized in that the algorithm is further built-in, collision detection boundary value tuning of the multi-DOF robot system. 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 방법에 있어서,
관절 축에 대한 구동 데이터를 획득하는 단계;
로봇의 충돌 여부를 판단하는 단계;
로봇의 작업을 정지시키는 단계;
충돌 신호를 표시하는 단계;
충돌 여부에 따른 오탐 여부를 입력하는 단계; 및
충돌감지 경계값을 조정하는 단계를 포함하되,
상기 충돌 신호를 표시하는 단계는, 오탐 신호를 입력할 수 있는 버튼이 함께 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 방법.In the collision detection boundary value tuning method of a multi-DOF robot,
acquiring drive data for a joint axis;
determining whether the robot collides;
stopping the operation of the robot;
displaying a collision signal;
inputting false positives according to collisions; and
adjusting the collision detection threshold,
The displaying of the collision signal comprises displaying a button for inputting a false positive signal together. 제5항에 있어서,
상기 충돌감지 경계값을 조정하는 단계는, 오탐 신호가 입력되면 상기 충돌감지 경계값을 낮추도록 설정되는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 방법.6. The method of claim 5,
The adjusting of the collision detection boundary value comprises setting the collision detection boundary value to be lowered when a false positive signal is input. 제5항에 있어서,
관절 축에 대한 구동 데이터를 획득하는 단계는, 다자유도 로봇의 각 관절에 대한 충돌 발생 유무 판단을 위한 데이터 획득을 요청하기 위해 상시로 송출되는 개시신호에 의해 개시되는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 방법.6. The method of claim 5,
The step of acquiring the driving data for the joint axis is initiated by a start signal that is constantly transmitted to request data acquisition for determining whether collision occurs for each joint of the multiple freedom robot. How to tune the collision detection boundary value of the robot. 제5항에 있어서,
상기 관절 축에 대한 구동 데이터를 획득하는 단계는 관절 축의 속도 값을 획득하고,
상기 충돌감지 경계값을 조정하는 단계는, 상기 획득한 속도 값을 변수로 하여 상기 충돌감지 경계값을 조정하는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇의 충돌감지 경계값 튜닝 방법.6. The method of claim 5,
The step of obtaining the driving data for the joint axis is to obtain the speed value of the joint axis,
The adjusting of the collision detection boundary value comprises adjusting the collision detection boundary value using the obtained speed value as a variable. 다자유도 로봇에 적용가능한 그래픽 사용자 인터페이스로서,
다자유도 로봇의 운용 상태에 대한 정보가 표시되는 디스플레이 영역;
기설정된 프로그램에 의하여 상기 디스플레이 영역의 일측에 생성되어, 충돌 신호 및 소정의 입력 버튼을 표시할 수 있는 팝업 영역을 포함하며,
상기 입력 버튼은, 오탐(false positive)신호를 입력할 수 있는 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다자유도 로봇에 적용가능한 그래픽 사용자 인터페이스.A graphical user interface applicable to a multi-degree-of-freedom robot, comprising:
a display area in which information on the operating state of the multi-DOF robot is displayed;
a pop-up area that is generated on one side of the display area by a preset program and can display a collision signal and a predetermined input button;
The input button, a graphical user interface applicable to a multi-DOF robot, characterized in that it comprises a button for inputting a false positive signal.
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