KR20220097353A

KR20220097353A - Fabric Transferring Method and System Using Vision-based Fabric Gripping

Info

Publication number: KR20220097353A
Application number: KR1020210194429A
Authority: KR
Inventors: 박용래; 김호영; 구수병; 최현웅; 황성재; 이재원
Original assignee: 호전실업 주식회사; 서울대학교산학협력단
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-07-07
Also published as: KR102661330B1

Abstract

Disclosed are a method and a system for transferring a fabric by using vision-based gripping. A computing apparatus part recognizes the shape and position of a fabric through analysis on an image of the fabric photographed by a camera, and calculates positions of a plurality of gripping spots. A robot arm control part aligns a robot arm on a target fabric based on position information of the target fabric and/or position information of the plurality of gripping spots, and a gripper positioner control part controls the length and rotation of a plurality of length-variable arm units individually equipped with gripper modules based on the position information of the plurality of gripping spots, to align the plurality of gripper modules on a plurality of gripping spots of the target fabric. A gripping control part causes the plurality of gripper modules to grip the target fabric in accordance with a gripping operation signal. The robot arm part moves the gripper positioning part gripping the target fabric to a designated target position, and the plurality of gripper modules release the gripping to set the target fabric free. Therefore, the present invention is capable of improving a process speed and considerably lowering a defect rate.

Description

Fabric Transferring Method and System Using Vision-based Fabric Gripping

본 발명은 섬유나 그와 유사한 성질을 지닌 소프트한 원단을 파지하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 소프트한 원단이 쌓여있는 원단 스택에서 원단을 한 장씩 집어내어 원하는 곳으로 이송하는 작업을 수행하는 방법과 이를 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for gripping fibers or soft fabrics having similar properties, and more particularly, picking up fabrics one by one from a fabric stack in which a plurality of soft fabrics are stacked and transporting them to a desired place. It relates to a method for doing so and a system for doing so.

의류 제조용 원단을 이용하여 의류를 제조하는 과정은 여러 가지 제조 공정을 포함한다. 그 의류 제조 공정은 원단을 한 장씩 잡아 재단기나 재봉 기계 등에 옮기거나 정렬하는 과정을 비롯한 수많은 공정들을 포함한다. 의류제조에 사용되는 섬유 원단은 거의 대부분이 잘 접히거나 가해지는 힘에 따라 손쉽게 모양이 변형되는 소프트한 속성을 가진다. 이런 속성 때문에 섬유 원단을 다루는 작업이 쉽지 않다. 섬세하고 정교한 취급이나 작업이 필요한 경우가 많다. 게다가 의류 제조를 위해 의류 원단을 다루는 섬세한 작업을 할 수 있는 하드웨어 기술 개발이 충분히 뒷받침되지 못하고 있다. 이런 이유 때문에 의류 제조 공정의 상당 부분은 자동화 되지 못하고 여전히 작업자들의 수동 작업에 의존하고 있다.A process of manufacturing clothes using fabrics for manufacturing clothes includes various manufacturing processes. The garment manufacturing process includes numerous processes, including the process of grabbing fabric one by one and transferring or aligning it to a cutting machine or sewing machine. Most of the textile fabrics used in the manufacture of clothing have a soft property of being folded well or easily deformed in shape according to an applied force. Because of these properties, it is not easy to handle textile fabrics. In many cases, delicate and sophisticated handling or work is required. In addition, the development of hardware technology capable of handling delicate work on fabrics for garment manufacturing is not sufficiently supported. For this reason, a large part of the garment manufacturing process is not automated and still relies on the manual work of workers.

봉제 공정에 투입될 섬유 원단은 여러 장이 한 뭉치로 적층되어 있고, 한 장씩 집어내어 사용하는 것이 일반적이다. 소프트한 원단을 낱장으로 집어내는 공정은 뭉치로 쌓여있는 원단 중에서 한 장만을 집어내고 이를 다시 원하는 지점에서 내려놓을 수 있게 제어하는 것이 중요하다. 이 과정에서 원단이 손상 되거나 오염되는 가능성을 최소화 하는 것 또한 중요하다.Several sheets of textile fabric to be put into the sewing process are stacked in a bundle, and it is common to pick up one sheet and use it. In the process of picking up a piece of soft fabric, it is important to control so that only one piece of fabric stacked in a bundle can be picked up and put down again at a desired point. It is also important to minimize the possibility of damage or contamination of the fabric during this process.

섬유 원단을 낱장으로 집어내어 원하는 위치로 이송하는 작업은 아직 기계를 이용한 자동화가 실현되지 못하고 있다. 이 작업에는 여전히 많은 작업 인력이 투입되고 있다. 이러한 필수불가결한 인력 사용 때문에 봉제 공정 전반이 불완전하게 자동화되어 있는 실정이다. 이 작업은 의류 생산시스템의 유기적인 설계 및 최적화를 가로막는 장애들 중 하나이다. 미래 의류 산업의 핵심은 디자인, 생산, 물류, 유통을 모두 아우르는 자동화와 지능화에 있다. 하지만 이것은 섬유 원단의 낱장 파지와 이송의 비자동화로 인해 제약을 받고 있다. 뿐만 아니라 생산성 향상에 제한이 생기고 원가도 상승하게 되는 등 노동력과 인건비의 절감이 효율적으로 이루어지지 못하는 문제점을 야기한다.The operation of picking up the textile fabric into a single sheet and transporting it to a desired location has not yet been automated using machines. Many workers are still being put into this work. Due to this indispensable use of manpower, the entire sewing process is incompletely automated. This work is one of the obstacles blocking the organic design and optimization of the garment production system. The core of the future apparel industry lies in automation and intelligence that encompasses design, production, logistics, and distribution. However, this is limited by the non-automation of single-sheet gripping and transport of textile fabrics. In addition, there is a problem in that the reduction of labor and labor costs cannot be efficiently achieved, such as limiting the productivity improvement and increasing the cost.

이러한 문제점을 해결하기 위해 진공 펌프를 활용하여 압력 차이를 만들어 섬유 원단을 수직으로 빨아올리는 형태로 집어 올리는 기술이 제시된 바 있다. 이와 관련하여 독일 공개특허공보 DE3830701A1은 진공 펌프를 활용하여 원단을 집어내는 원단 집게를 개시한다. 많은 종류의 섬유 원단은 다공성 조직 구조를 갖는다. 그런 다공성 조직의 섬유 원단은 공기가 통과하기 때문에 진공을 이용하여 섬유 원단의 양쪽에 압력 차이를 만들어 주는 것이 거의 불가능하다. 그렇기 때문에 압력차를 이용한 섬유 원단 그리핑 방법은 많은 종류의 섬유 원단에 대해서는 적합하지 않다. 상기 방법을 이용하는 경우, 섬유 원단의 재질에 따라 여러 장씩 집히게 되거나 아예 집히지 않게 된다는 문제점이 있다. 상기 종래 기술은 의류 공정의 자동화와 지능화에 따라 다양한 원단에 대해 범용성을 갖춰야 하는 요구를 만족시키기에는 부족하다. In order to solve this problem, there has been proposed a technology that uses a vacuum pump to create a pressure difference to vertically suck up the textile fabric. In this regard, German Laid-Open Patent Publication DE3830701A1 discloses a fabric tongs for picking up a fabric using a vacuum pump. Many kinds of textile fabrics have a porous tissue structure. Since the porous textile fabric allows air to pass through, it is almost impossible to create a pressure difference on both sides of the textile fabric using a vacuum. Therefore, the textile fabric gripping method using the pressure difference is not suitable for many types of textile fabrics. In the case of using the above method, there is a problem that several sheets are picked up or not at all depending on the material of the textile fabric. The prior art is insufficient to satisfy the requirement to have versatility for various fabrics according to automation and intelligence of the clothing process.

한편 바늘을 활용하여 원단을 집어내는 기술도 제시된 바 있다. 해당 기술은 가이드를 따라 움직이게끔 설치된 바늘을 직접 제어함으로써 원단을 한 장씩 집어내는 방식을 활용하고 있다. 납작하고 단단한 접촉면 뒤로 설치되어 있는 바늘이 가이드를 따라 제어되어 접촉면과 원단을 순차적으로 관통하며 원단에 삽입되고, 다시 바늘이 회수되면서 원단을 분리하게 된다. 이 기술은 현재 신발 밑창 등을 집어 올리는 공정에 활용되고 있다. 하지만, 가이드에 설치된 제어가 용이한 바늘은 그 직경의 크기가 의류 원단에 활용되기에는 지나치게 커서 원단에 눈에 띄는 구멍을 내는 등 손상을 입힐 수 있다. 따라서 상기 기술은 의류 제조를 위한 섬유 원단 파지 및 이송 공정에 투입되기에는 무리가 있다.Meanwhile, a technique for picking up fabric using a needle has also been proposed. This technology utilizes the method of picking up the fabric one by one by directly controlling the needle installed so that it moves along the guide. The needle installed behind the flat and hard contact surface is controlled along the guide, passes through the contact surface and the fabric sequentially, is inserted into the fabric, and the needle is recovered again to separate the fabric. This technology is currently being used in the process of picking up shoe soles and the like. However, the easy-to-control needle installed in the guide has a diameter that is too large to be used in a garment fabric, and may cause damage such as making a conspicuous hole in the fabric. Therefore, it is difficult to apply the above technology to the process of gripping and transferring textile fabrics for manufacturing clothes.

그외에도 원단을 파지하는 다른 종래기술들도 많이 알려져 있다. 하지만, 그 기술들은 특정 재질의 원단 혹은 정해진 형상의 원단만 파지가 가능하여 다양한 재질과 형상을 취급하는 의류 제조 공정에서 폭넓게 활용되기에는 한계가 있다. 극히 일부만 자동화가 가능해 특정 조건에서만 원단 파지가 가능하거나 이송을 하되 원하는 위치에 배치하는 기술은 없다고 할 수 있다. 이를 보완하는 작업은 여전히 인력으로 운영되고 있어 의류 제조 공정의 전체적인 자동화율은 낮은 실정이다.In addition, many other prior art techniques for gripping the fabric are known. However, these technologies can hold only a fabric of a specific material or a fabric of a predetermined shape, so there is a limit to being widely used in a clothing manufacturing process that handles various materials and shapes. Because only a small part of it can be automated, it can be said that there is no technology to hold the fabric under certain conditions or to transfer it but place it in a desired location. The work to supplement this is still operated by manpower, so the overall automation rate of the garment manufacturing process is low.

본 발명의 실시예들은 겹쳐진 원단 스택에서 비전을 통해 파지할 원단의 형상을 인식하고 그리퍼가 이에 맞춰 모양을 변형한 후 원단을 1장씩 파지할 수 있는 비전 기반 원단 그리핑 장치를 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention are to provide a vision-based fabric gripping device capable of recognizing the shape of the fabric to be gripped through vision in an overlapping fabric stack, and then gripping the fabric one by one after the gripper deforms the shape accordingly.

본 발명의 실시예들은 위와 같이 원단을 파지한 상태에서 그 원단을 원하는 지점으로 이송할 수 있는 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 방법 및 시스템을 제공하기 위한 것이다.Embodiments of the present invention are to provide a fabric transport method and system using vision-based gripping capable of transporting the fabric to a desired point in a state of gripping the fabric as described above.

상기 본 발명의 일 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템은 카메라부, 컴퓨팅 장치부, 원단 그리핑부, 그리퍼 포지셔닝부, 그리고 로봇팔부를 포함한다. 상기 카메라부는 타겟 원단을 촬영하여 원단 이미지를 생성한다. 상기 컴퓨팅 장치부는 상기 원단 이미지를 분석하여 상기 타겟 원단의 형상 및 위치를 인식하고, 인식된 원단 형상에 적합한 복수의 그리핑 지점의 위치를 산출하고, 상기 타겟 원단의 그리핑과 이송을 제어한다. 상기 원단 그리핑부는 상기 컴퓨팅 장치부가 제공하는 그리핑 제어신호에 따라 복수의 그리퍼 모듈을 이용하여 상기 타겟 원단을 그리핑하는 동작과 상기 타겟 원단의 그리핑 상태를 해제하는 동작을 수행하도록 구성된다. 상기 그리퍼 포지셔닝부는 상기 컴퓨팅 장치부가 제공하는 상기 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 따라 상기 복수의 그리퍼 모듈을 상기 타겟 원단의 상기 복수의 그리핑 지점에 정렬시키도록 구성된다. 상기 로봇팔부는, 상기 그리퍼 포지셔닝부와 결합되어, 상기 컴퓨팅 장치부가 제공하는 위치이동 제어신호에 따라, 상기 그리퍼 포지셔닝부를 이동시켜 상기 타겟 원단과 정렬되도록 한 다음, 상기 그리퍼 포지셔닝부와 상기 복수의 그리퍼 모듈에 의해 그리핑된 상기 타겟 원단을 지정된 목표 위치까지 이동시키도록 구성된다. The far-end transport system using vision-based gripping according to embodiments for realizing the object of the present invention includes a camera unit, a computing device, a far-end gripping unit, a gripper positioning unit, and a robot arm. The camera unit creates a fabric image by photographing the target fabric. The computing device analyzes the far-end image to recognize the shape and position of the target far-end, calculates positions of a plurality of gripping points suitable for the recognized shape of the far-end, and controls gripping and transport of the target far-end. The far-end gripping unit is configured to grip the target far-end using a plurality of gripper modules and release the gripping state of the target far-end according to a gripping control signal provided by the computing device. The gripper positioning unit is configured to align the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points of the target distal end according to the position information of the plurality of gripping points provided by the computing device unit. The robot arm unit is coupled to the gripper positioning unit, moves the gripper positioning unit according to a position movement control signal provided by the computing device unit to align with the target end, then the gripper positioning unit and the plurality of grippers and move the target distal end gripped by the module to a designated target position.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 원단 그리핑부는, 형상의 찌그러짐을 통해 상기 타겟 원단을 그리핑하고, 형상의 원상회복을 통해 상기 타겟 원단의 그리핑을 해제하도록 구성된 복수의 그리퍼 모듈; 상기 복수의 그리퍼 모듈을 상기 그리퍼 포지셔닝부의 복수의 위치에 각각 하나씩 고정시켜주는 복수의 그리퍼 모듈 고정부; 상기 복수의 그리퍼 모듈의 형상 쪼그러짐과 원상회복을 야기하는 구동력을 생성하여 상기 복수의 그리퍼 모듈에 인가하도록 구성된 그리퍼 구동부; 및 상기 그리핑 제어신호에 따라 상기 그리퍼 구동부의 구동력 생성 및 해제를 제어하도록 구성된 그리핑 제어부를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the distal gripping unit comprises: a plurality of gripper modules configured to grip the target distal end through distortion of shape, and release gripping of the target distal end through shape restoration; a plurality of gripper module fixing parts for fixing the plurality of gripper modules one at a time to a plurality of positions of the gripper positioning part; a gripper driving unit configured to generate a driving force that causes shape deformation and restoration of the plurality of gripper modules to be applied to the plurality of gripper modules; and a gripping control unit configured to control generation and release of a driving force of the gripper driving unit according to the gripping control signal.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 그리퍼 구동부는, 상기 복수의 그리퍼 모듈 각각과 관을 통해 연통되게 결합되고 상기 그리핑 제어부의 제어에 따라 상기 복수의 그리퍼 모듈 각각의 내부에 진공분위기를 형성하거나 그 진공분위기를 해제할 수 있도록 구성되는 공압부를 포함하고, 상기 복수의 그리퍼 모듈은 내부의 진공분위기 형성 여부에 따라 상기 타겟 원단을 그리핑하거나 그리핑 해제를 하는 할 수 있다.In an exemplary embodiment, the gripper driving unit is coupled to each of the plurality of gripper modules in communication with each other through a tube, and forms a vacuum atmosphere inside each of the plurality of gripper modules or creates a vacuum therein according to the control of the gripping control unit. and a pneumatic unit configured to release the atmosphere, and the plurality of gripper modules may grip the target fabric or release gripping depending on whether an internal vacuum atmosphere is formed.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 그리퍼 포지셔닝부는, 상기 복수의 그리퍼 모듈이 각각 장착되고 회전 및/또는 길이가변을 통하여 상기 복수의 그리퍼 모듈 각각을 상기 복수의 그리핑 지점에 정렬시키도록 구성된 그리퍼 포지셔너; 및 상기 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 기초하여 상기 그리퍼 포지셔너의 회전 및/또는 길이가변을 제어하도록 구성된 그리퍼 포지셔너 제어부를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the gripper positioning unit includes: a gripper positioner on which the plurality of gripper modules are respectively mounted and configured to align each of the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points through rotation and/or length change; and a gripper positioner control unit configured to control rotation and/or length change of the gripper positioner based on the position information of the plurality of gripping points.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 그리퍼 포지셔너는 복수의 그리퍼 포지셔너 팔을 포함할 수 있다. 상기 복수의 그리퍼 포지셔너 팔 각각은, 상기 복수의 그리퍼 포지셔너 팔을 하나의 조립체가 되게 결합시켜주면서 상기 로봇팔과도 결합되는 연결부재; 상기 연결부재의 제1 복수의 지점에 장착되고 상기 그리퍼 포지셔너 제어부의 제어에 따라 회전력을 생성하는 제1 모터부; 상기 연결부재의 제2 복수의 지점에 장착되고 상기 그리퍼 포지셔너 제어부의 제어에 따라 동력을 생성하는 제2 모터부; 상기 제2 모터부와 결합되어 상기 제2 모터부의 동력에 의해 2차원 평면에서 회전할 수 있고, 상기 제1 모터부와 결합되어 상기 제1 모터부의 회전력에 의해 길이가 늘어나거나 줄어들 수 있도록 구성된 길이 가변형 팔기구(length-variable arm mechanism); 및 하나의 그리퍼 모듈을 상기 길이가변형 팔기구에 장착되게 해주는 그리퍼 모듈 고정부를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the gripper positioner may include a plurality of gripper positioner arms. Each of the plurality of gripper positioner arms may include: a connecting member coupled to the robot arm while coupling the plurality of gripper positioner arms to form one assembly; a first motor unit mounted on a plurality of first points of the connection member and generating a rotational force under the control of the gripper positioner control unit; a second motor unit mounted on a plurality of second points of the connection member and generating power under the control of the gripper positioner control unit; A length configured to be coupled to the second motor unit and rotate in a two-dimensional plane by the power of the second motor unit, and to be coupled to the first motor unit so that the length can be increased or decreased by the rotational force of the first motor unit length-variable arm mechanism; and a gripper module fixing part that allows one gripper module to be mounted on the variable length arm mechanism.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 길이가변형 팔기구는, 서로 활주 가능하게 결합되어 활주 운동을 통해 길이의 연장과 수축이 가능하도록 구성된 다단 팔부재; 상기 다단 팔부재들 간에 길이연장방향과 길이 수축방향 중 어느 한 방향으로 힘을 가하도록 배치된 복수의 탄성부재; 및 상기 제1 모터부의 회전력을 상기 다단 팔부재에 전달하는 것을 통해 상기 복수의 탄성부재의 힘을 극복하여 상기 다단 팔부재의 길이 연장과 수축을 조절하도록 구성된 힘전달부를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the variable length arm mechanism includes: multi-stage arm members that are slidably coupled to each other and configured to extend and contract the length through a sliding motion; a plurality of elastic members arranged to apply a force between the multi-stage arm members in any one of a longitudinal extension direction and a longitudinal contraction direction; and a force transmission unit configured to control length extension and contraction of the multi-stage arm member by overcoming the force of the plurality of elastic members by transmitting the rotational force of the first motor unit to the multi-stage arm member.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 로봇팔부는, 길이의 신축이 가능한 복수의 팔부재들이 다축 관절을 통해 서로 연결되고 일측 단부는 상기 그리퍼 포지셔너와 결합되고 타측 단부는 임의의 기부에 고정되어 상기 복수의 팔부재의 신축과 방향 전환을 통해 상기 그리퍼 포지셔너를 상기 타겟 원단의 위치와 상기 목표 위치 사이를 왕복 이동시키도록 구성된 로봇팔; 및 상기 컴퓨팅 장치가 제공하는 상기 위치이동 제어신호에 따라 상기 로봇팔을 구동하여 상기 왕복 이동을 가능하게 제어하는 로봇팔 제어부를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the robot arm part, a plurality of arm members capable of lengthening and contracting are connected to each other through a multiaxial joint, one end is coupled to the gripper positioner, and the other end is fixed to an arbitrary base, so that the plurality of a robot arm configured to reciprocate the gripper positioner between a position of the target distal end and the target position through expansion and contraction and direction change of the arm member; And it may include a robot arm control unit for controlling the reciprocating movement by driving the robot arm according to the position movement control signal provided by the computing device.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 컴퓨팅 장치부에서, 상기 복수의 그리핑 지점의 위치를 구하기 위해, 상기 타겟 원단에 외접하면서 면적이 가장 작은 직사각형을 구하고, 구해진 직사각형의 각 꼭지점으로부터 가장 가까운 상기 타겟 원단의 테두리선상의 점의 위치를 산출하며, 산출된 테두리선상의 점들을 대각선 방향으로 연결하고 각 테두리선상의 점으로부터 상기 타겟 원단의 내부로 상기 대각선 방향을 따라 소정 거리(오프셋) 떨어진 지점을 상기 복수의 그리핑 지점의 위치로 산출할 수 있다.In an exemplary embodiment, in the computing device unit, in order to obtain the positions of the plurality of gripping points, a rectangle with the smallest area while circumscribing the target distal end is obtained, and the target distal end closest to each vertex of the obtained rectangle. calculates the position of the point on the edge line of , connects the calculated points on the edge line in a diagonal direction, and sets a plurality of points separated by a predetermined distance (offset) from the point on each edge line to the inside of the target fabric in the diagonal direction It can be calculated as the position of the gripping point of

상기 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 방법은, 카메라가 타겟 원단을 촬영하여 원단 이미지를 생성하는 단계; 컴퓨팅 장치부가 상기 원단 이미지를 분석하여 상기 타겟 원단의 형상 및 위치를 인식하고, 인식된 원단 형상에 적합한 복수의 그리핑 지점의 위치를 산출하는 단계; 로봇팔 제어부가 상기 컴퓨팅 장치부로부터 제공되는 상기 타겟 원단의 위치 정보 및/또는 상기 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 기초하여 로봇팔을 상기 타겟 원단 위에 정렬시키는 단계; 그리퍼 포지셔너 제어부가 상기 컴퓨팅 장치부로부터 제공되는 상기 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 기초하여 복수의 그리퍼 모듈을 상기 타겟 원단의 상기 복수의 그리핑 지점에 정렬시키는 단계; 그리핑 제어부가 상기 컴퓨팅 장치부가 제공하는 그리핑 동작신호에 따라 상기 복수의 그리퍼 모듈이 상기 타겟 원단을 그리핑하게 하는 단계; 상기 로봇팔 제어부가, 상기 타겟 원단이 상기 복수의 그리퍼 모듈에 의해 그리핑된 상태에서, 상기 그리퍼 포지셔닝부를 지정된 목표 위치까지 이동시키도록 상기 로봇팔을 제어하는 단계; 및 상기 그리핑 제어부가 상기 컴퓨팅 장치부가 제공하는 그리핑 동작신호에 따라 상기 복수의 그리퍼 모듈이 그리핑을 해제하여 상기 타겟 원단을 놓아주도록 제어하는 하는 단계를 포함한다.A method for transferring a fabric using vision-based gripping according to embodiments for realizing another object of the present invention includes: generating, by a camera, a target fabric to create a fabric image; analyzing, by a computing device, the far-end image, recognizing the shape and position of the target far-end, and calculating positions of a plurality of gripping points suitable for the recognized shape of the far-end; aligning, by the robot arm control unit, the robot arm on the far end of the target based on the position information of the target far end and/or the position information of the plurality of gripping points provided from the computing device unit; aligning, by a gripper positioner control unit, a plurality of gripper modules to the plurality of gripping points of the target distal end based on position information of the plurality of gripping points provided from the computing device unit; causing the plurality of gripper modules to grip the target distal end according to the gripping operation signal provided by the computing device unit; controlling, by the robot arm control unit, the robot arm to move the gripper positioning unit to a designated target position in a state in which the target far end is gripped by the plurality of gripper modules; and controlling, by the gripping control unit, to release the gripping by the plurality of gripper modules according to the gripping operation signal provided by the computing device to release the target distal end.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 복수의 그리핑 지점의 위치를 산출하는 단계는, 상기 타겟 원단에 외접하면서 면적이 가장 작은 직사각형을 구하는 단계; 구해진 직사각형의 각 꼭지점으로부터 가장 가까운 상기 타겟 원단의 테두리선상의 점의 위치를 산출하는 단계; 산출된 테두리선상의 점들을 대각선 방향으로 연결하고 각 테두리선상의 점으로부터 상기 타겟 원단의 내부로 상기 대각선 방향을 따라 소정 거리(오프셋) 떨어진 지점을 상기 복수의 그리핑 지점의 위치로 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, calculating the positions of the plurality of gripping points includes: obtaining a rectangle having the smallest area while circumscribing the target distal end; calculating the position of a point on the edge line of the target far end closest to each vertex of the obtained rectangle; Connecting the calculated points on the edge line in a diagonal direction, and calculating a point separated by a predetermined distance (offset) from the point on each edge line to the inside of the target end in the diagonal direction as the location of the plurality of gripping points may include

예시적인 실시예에 있어서, 상기 복수의 그리퍼 모듈을 상기 타겟 원단의 상기 복수의 그리핑 지점에 정렬시키는 것은 상기 복수의 그리퍼 모듈이 장착된 그리퍼 포지셔너를 상기 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 기초하여 회전시키는 것 및/또는 길이를 가변시키는 것을 통해 이루어질 수 있다.In an exemplary embodiment, the aligning of the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points on the distal end of the target may include positioning the gripper positioner on which the plurality of gripper modules is mounted based on position information of the plurality of gripping points. This may be done through rotating and/or varying the length.

상기 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 실시예들에 따른 비전 기반 원단 그리핑 장치는, 타겟 원단을 촬영하여 원단 이미지를 생성하는 카메라부; 상기 원단 이미지를 분석하여 상기 타겟 원단의 형상 및 위치를 인식하고, 인식된 원단 형상에 적합한 복수의 그리핑 지점을 산출하고, 상기 타겟 원단의 그리핑 동작을 제어하는 컴퓨팅 장치부; 상기 컴퓨팅 장치부가 제공하는 그리핑 제어신호에 따라 복수의 그리퍼 모듈을 이용하여 상기 타겟 원단을 그리핑하는 동작과 상기 타겟 원단의 그리핑 상태를 해제하는 동작을 수행하도록 구성된 원단 그리핑부; 및 상기 컴퓨팅 장치부가 제공하는 상기 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 따라 상기 복수의 그리퍼 모듈을 상기 타겟 원단의 상기 복수의 그리핑 지점에 정렬시키도록 구성된 그리퍼 포지셔닝부를 포함한다.A vision-based far-end gripping apparatus according to embodiments for realizing another object of the present invention includes: a camera unit for generating a far-end image by photographing a target far-end; a computing device unit which analyzes the far-end image to recognize the shape and position of the target far-end, calculates a plurality of gripping points suitable for the recognized shape of the far-end, and controls the gripping operation of the target far-end; a distal end gripping unit configured to grip the target distal end and release the gripping state of the target distal end using a plurality of gripper modules according to the gripping control signal provided by the computing device unit; and a gripper positioning unit configured to align the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points of the target distal end according to the position information of the plurality of gripping points provided by the computing device unit.

예시적인 실시예에 있어서, 상기 그리퍼 포지셔너는 복수의 그리퍼 포지셔너 팔을 포함할 수 있다. 각 그리퍼 포지셔너 팔은, 상기 복수의 그리퍼 포지셔너 팔을 하나의 조립체가 되게 결합시켜주도록 구성된 연결부재; 상기 연결부재의 제1 복수의 지점에 장착되고 상기 그리퍼 포지셔너 제어부의 제어에 따라 회전력을 생성하는 제1 모터부; 상기 연결부재의 제2 복수의 지점에 장착되고 상기 그리퍼 포지셔너 제어부의 제어에 따라 동력을 생성하는 제2 모터부; 상기 제2 모터부와 결합되어 상기 제2 모터부의 동력에 의해 2차원 평면에서 회전할 수 있고, 상기 제1 모터부와 결합되어 상기 제1 모터부의 회전력에 의해 길이가 늘어나거나 줄어들 수 있도록 구성된 길이가변형 팔기구(length-variable arm mechanism); 및 하나의 그리퍼 모듈을 상기 길이가변형 팔기구에 장착되게 해주는 그리퍼 모듈 고정부를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the gripper positioner may include a plurality of gripper positioner arms. Each gripper positioner arm includes: a connecting member configured to couple the plurality of gripper positioner arms to form a single assembly; a first motor unit mounted on a plurality of first points of the connection member and generating a rotational force under the control of the gripper positioner control unit; a second motor unit mounted on a plurality of second points of the connection member and generating power under the control of the gripper positioner control unit; A length configured to be coupled to the second motor unit and rotate in a two-dimensional plane by the power of the second motor unit, and to be coupled to the first motor unit so that the length can be increased or decreased by the rotational force of the first motor unit length-variable arm mechanism; and a gripper module fixing part that allows one gripper module to be mounted on the variable length arm mechanism.

본 발명에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 방법과 시스템은 원단의 형상을 인식하고 그에 맞춰 그리퍼 모양을 변형해 원단을 파지하기 때문에 파지 자동화가 가능하다. 또한, 로봇 팔을 통해 파지된 원단을 원하는 위치에 배치할 수 있기 때문에 기존 인력이 원단을 특정 위치에 배치하는 작업을 대체할 수 있다. 원단의 파지와 이송은 단순 반복 작업으로서, 이를 자동으로 수행함으로써 의류 제조 공정 전체의 자동화율을 크게 상승시킬 뿐만이 아니라 공정 속도가 향상되고 불량률을 크게 저하시킬 수 있다. Since the fabric transport method and system using vision-based gripping according to the present invention recognizes the shape of the fabric and grips the fabric by changing the shape of the gripper accordingly, gripping automation is possible. In addition, since the fabric gripped by the robot arm can be placed at a desired position, it is possible to replace the task of placing the fabric in a specific position by an existing manpower. Gripping and transferring of fabric is a simple repetitive task, and by performing it automatically, not only can the automation rate of the entire garment manufacturing process be greatly increased, but also the process speed can be improved and the defect rate can be greatly reduced.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 그리퍼 포지셔너의 조립상태와 분해상태를 각각 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 길이가변형 그리퍼 포지셔너 팔의 구성을 보여주는 분해도이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 길이가변형 그리퍼 포지셔너 팔의 수축 상태와 신장 상태를 보여준다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 그리퍼 포지셔너의 길이가변형 그리퍼 포지셔너 팔들이 신장된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 그리퍼 포지셔너와 로봇팔이 결합된 상태를 보여준다.
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템으로 원단에 대한 이송 작업을 수행하는 상황을 예시한다.
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템으로 원단에 대한 이송 작업을 수행하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타겟 원단의 그리핑 지점을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타겟 원단의 그리핑 지점을 구하는 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a far-end conveying system using vision-based gripping according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 and 3 are perspective views respectively showing the assembled state and the disassembled state of the gripper positioner according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is an exploded view showing the configuration of a variable-length gripper positioner arm according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 shows a contracted state and an extended state of the variable length gripper positioner arm according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is a perspective view illustrating a state in which the variable length gripper positioner arms of the gripper positioner according to an exemplary embodiment of the present invention are extended.
7 shows a state in which a gripper positioner and a robot arm are combined according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 illustrates a situation in which a transfer operation for a far end is performed by a far-end transfer system using vision-based gripping according to an exemplary embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a procedure for performing a transfer operation on a far end in a far-end transfer system using vision-based gripping according to an exemplary embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a method of obtaining a gripping point of a target far end according to an exemplary embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating a method of obtaining a gripping point of a target far end according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템의 구성을 보여준다.1 shows the configuration of a far-end conveying system using vision-based gripping according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템(10)은 비전 기반 원단 그리핑 장치와 로봇팔부(100)를 포함할 수 있다. 비전 기반 원단 그리핑 장치는 카메라부(20), 컴퓨팅 장치(30), 원단 그리핑부(40), 그리퍼 포지셔닝부(70)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a far-end transport system 10 using vision-based gripping may include a vision-based far-end gripping device and a robot arm 100 . The vision-based far-end gripping device may include a camera unit 20 , a computing device 30 , a far-end gripping unit 40 , and a gripper positioning unit 70 .

카메라부(20)는 촬영각 내에 타겟 원단(12)이 들어오는 소정 위치에 고정되게 설치되어 타겟 원단을 촬영하여 원단 이미지를 생성할 수 있다. 카메라부(20)는 컴퓨팅 장치(30)와 통신 가능하게 연결되어, 촬영한 타겟 원단(12)의 이미지를 컴퓨팅 장치(30)에 제공할 수 있다.The camera unit 20 may be fixedly installed at a predetermined position at which the target fabric 12 enters within the shooting angle to photograph the target fabric to generate an image of the fabric. The camera unit 20 may be communicatively connected to the computing device 30 to provide the captured image of the target far-end 12 to the computing device 30 .

컴퓨팅 장치(30)는 카메라부(20)로부터 제공받은 원단 이미지를 컴퓨터 비전 기술을 이용하여 분석하여 타겟 원단(12)의 형상 및 위치를 인식하기 위한 처리를 수행할 수 있다. 또한, 인식된 원단(12)의 형상에 적합한 복수의 그리핑 지점(15-1 ~15-4)의 위치를 소정의 알고리즘을 통해 산출하고(후술할 도 10 및 도 11에 관한 설명 참조), 그 산출된 정보에 기초하여 타겟 원단(12)의 그리핑과 이송을 제어할 수 있다. The computing device 30 may analyze the far-end image provided from the camera unit 20 using computer vision technology to perform processing for recognizing the shape and location of the target far-end 12 . In addition, the positions of the plurality of gripping points 15-1 to 15-4 suitable for the shape of the recognized fabric 12 are calculated through a predetermined algorithm (refer to the description of FIGS. 10 and 11 to be described later), Based on the calculated information, it is possible to control the gripping and transport of the target fabric 12 .

원단 이미지로부터 형상 및 위치 인식과 그에 기초한 그리핑 지점의 위치 정보 산출, 산출된 위치 정보에 기초하여 타겟 원단(12)의 그리핑 및 이송 등의 전반적인 제어를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 작성될 수 있다. 그 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치(30)가 판독할 수 있는 저장매체(비도시)에 기록될 수 있다. 컴퓨팅 장치(30)는 그 저장매체로부터 상기 컴퓨터 프로그램을 읽어와서 실행함으로써 위와 같은 데이터 처리 및 제어를 수행할 수 있다.A computer program for performing general control such as shape and position recognition from the far-end image, calculation of position information of the gripping point based thereon, and gripping and transport of the target far-end 12 based on the calculated position information can be created. . The computer program may be recorded in a storage medium (not shown) readable by the computing device 30 . The computing device 30 reads and executes the computer program from the storage medium to perform data processing and control as described above.

원단 그리핑부(40)는 컴퓨팅 장치부(30)가 제공하는 그리핑 제어신호 즉, 그리핑 동작신호와 그리핑 해제신호에 따라 복수의 그리퍼 모듈(50)을 이용하여 타겟 원단(12)을 그리핑하는 동작과 타겟 원단(12)의 그리핑 상태를 해제하는 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 원단 그리핑부(40)는 복수의 그리퍼 모듈(50), 복수의 그리퍼 모듈 고정부(52), 그리퍼 구동부(65), 그리고 그리핑 제어부(60)을 포함할 수 있다.The far-end gripping unit 40 grips the target far-end 12 using a plurality of gripper modules 50 according to the gripping control signal, that is, the gripping operation signal and the gripping release signal provided by the computing device unit 30 . It may be configured to perform a gripping operation and an operation to release the gripping state of the target far end 12 . In an exemplary embodiment, the distal gripping unit 40 may include a plurality of gripper modules 50 , a plurality of gripper module fixing units 52 , a gripper driving unit 65 , and a gripping control unit 60 . have.

원단 그리퍼부는 도 2와 도 5에 도시된 것과 같이 원단을 직접 파지하는 여러 개의 그리퍼 모듈(50)을 포함할 수 있다. 각 그리퍼 모듈(50)은 신속한 파지를 위해 공압으로 원단을 핀칭(pinching) 방식으로 원단을 파지할 수 있다. 그리퍼 모듈(50)은 예컨대 공압으로 원단을 파지하는 데 사용될 수 있는 어떠한 모듈이라도 대체해서 적용될 수 있다. 그리퍼 모듈(50)을 제어하는 그리핑 제어부(60)는 예컨대 서보모터, DC모터, 그리핑 모듈 제어기(공압 사용 시 공압 펌프에 연결된 솔레노이드 밸브)를 제어함으로써 그리퍼의 형상을 바꿔 원단을 파지할 수 있다. 이에 관해서는 이미 공지된 기술들이 있으며, 대표적인 예로는 대한민국 등록특허 제10-1988219호(원단을 파지하는 방법과 장치)를 들 수 있다. 이 선행 특허에 개시된 기술은 이 참조에 의해 본 발명의 원단 그리핑부(40)의 일 실시예로서 포함하기로 한다. 다만 본 발명의 원단 그리핑부(40)에 관해서는 본 출원인이 후속 출원을 더 한 상태인 바, 그러한 후속 출원에 개시된 원단 그리핑 장치의 기술도 원단 그리핑부(40)의 다른 실시예로 포함할 수 있다.The distal gripper unit may include a plurality of gripper modules 50 directly gripping the distal end as shown in FIGS. 2 and 5 . Each gripper module 50 may grip the fabric by pneumatically pinching the fabric for quick gripping. The gripper module 50 can be applied in place of any module that can be used to grip the fabric, for example, pneumatically. The gripping control unit 60 that controls the gripper module 50 can grip the fabric by changing the shape of the gripper by, for example, controlling a servo motor, a DC motor, and a gripping module controller (a solenoid valve connected to a pneumatic pump when pneumatic is used). have. In this regard, there are already known techniques, and a representative example is Korean Patent Registration No. 10-1988219 (method and apparatus for holding fabric). The technology disclosed in this prior patent is included as an embodiment of the distal gripping part 40 of the present invention by this reference. However, as for the distal gripping part 40 of the present invention, the present applicant has filed a subsequent application, and the technique of the distal gripping device disclosed in such a subsequent application is another embodiment of the distal gripping part 40. may include

예시적인 실시예에서, 각 그리퍼 모듈(50)은 형상의 찌그러짐을 통해 타겟 원단(12-1)을 그리핑하고, 형상의 원상회복을 통해 타겟 원단(12-1)의 그리핑을 해제하도록 구성될 수 있다. 각 그리퍼 모듈 고정부(52)는 각 그리퍼 모듈(50)을 그리퍼 포지셔닝부(70)의 그리퍼 포지셔너(80)의 소정 위치에 고정시켜준다. 그리퍼 구동부(65)는 복수의 그리퍼 모듈(50)의 형상 쪼그러짐과 원상회복을 야기하는 구동력을 생성하여 그 복수의 그리퍼 모듈(50)에 인가하도록 구성될 수 있다. 그리핑 제어부(60)는 컴퓨터 장치부(30)가 제공하는 그리핑 동작신호에 따라 그리퍼 구동부(65)의 구동력 생성을 제어하도록 구성될 수 있다.In an exemplary embodiment, each gripper module 50 is configured to grip the target fabric 12-1 through shape distortion, and release gripping of the target fabric 12-1 through shape restoration. can be Each gripper module fixing unit 52 fixes each gripper module 50 to a predetermined position of the gripper positioner 80 of the gripper positioning unit 70 . The gripper driving unit 65 may be configured to generate a driving force that causes shape deformation and restoration of the plurality of gripper modules 50 to be applied to the plurality of gripper modules 50 . The gripping control unit 60 may be configured to control the generation of driving force of the gripper driving unit 65 according to a gripping operation signal provided by the computer device unit 30 .

예시적인 실시예에서, 그리퍼 구동부(65)는 복수의 그리퍼 모듈(50) 각각과 관을 통해 연통되게 결합되는 공압부(비도시)를 포함할 수 있다. 공압부는 그리핑 제어부(60)의 제어에 따라 복수의 그리퍼 모듈(50) 각각의 내부에 진공분위기를 형성하거나 그 진공분위기를 해제할 수 있도록 구성될 수 있다. 그 공압부는 예컨대 진공펌프로 구현될 수 있다. 공압부에 의한 공기압 조절에 의해, 복수의 그리퍼 모듈(50) 각각은 내부의 진공분위기 형성 여부에 따라 타겟 원단(12-1)을 그리핑하거나 그리핑 해제를 할 수 있다.In an exemplary embodiment, the gripper driving unit 65 may include a pneumatic unit (not shown) coupled to each of the plurality of gripper modules 50 in communication with each other through a tube. The pneumatic unit may be configured to form a vacuum atmosphere in each of the plurality of gripper modules 50 or release the vacuum atmosphere according to the control of the gripping controller 60 . The pneumatic unit may be implemented as, for example, a vacuum pump. By controlling the air pressure by the pneumatic unit, each of the plurality of gripper modules 50 may grip or release gripping of the target fabric 12 - 1 depending on whether an internal vacuum atmosphere is formed.

그리퍼 포지셔닝부(70)는 컴퓨팅 장치부(30)가 제공하는 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 따라 복수의 그리퍼 모듈(50)을 타겟 원단(12-1)의 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)에 정렬시키도록 구성될 수 있다. 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)의 위치는 타겟 원단의 형상과 크기에 따라 달라질 수 있다. 따라서 그리퍼 포지셔닝부(70)는 복수의 그리퍼 모듈(50)의 위치를 원하는 대로 변경할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 그리퍼 포지셔닝부(70)는 원단의 형상에 맞춰 각 그리퍼 모듈(50)을 가변형 팔에 매달아서 그 가변형 팔의 선형운동과 회전운동을 가능하게 하는 선형운동용 모터와 회전운동용 모터를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 서보모터는 그리핑 모듈의 회전운동이 가능하게 하도록 장착되고, 직류모터는 그리핑 모듈의 선형운동이 가능하게 하도록 장착될 수 있다. 서보모터와 직류모터의 구동을 제어함으로써 그리핑 모듈의 위치 변경할 수 있다. The gripper positioning unit 70 moves the plurality of gripper modules 50 according to the position information of the plurality of gripping points provided by the computing device 30 to the plurality of gripping points 15- of the target distal end 12-1. 1 to 15-4). The positions of the plurality of gripping points 15-1 to 15-4 may vary depending on the shape and size of the target fabric. Accordingly, the gripper positioning unit 70 may be configured to change the positions of the plurality of gripper modules 50 as desired. To this end, the gripper positioning unit 70 suspends each gripper module 50 on a variable arm according to the shape of the fabric to enable linear and rotational motion of the variable arm and a motor for rotary motion. may include more. For example, a servo motor may be mounted to enable rotational motion of the gripping module, and a DC motor may be mounted to enable linear motion of the gripping module. The position of the gripping module can be changed by controlling the driving of the servo motor and DC motor.

예시적인 실시예에서, 그리퍼 포지셔닝부(70)는 그리퍼 포지셔너(80)와 그리퍼 포지셔너 제어부(85)를 포함할 수 있다. 그리퍼 포지셔너(80)에는 복수의 그리퍼 모듈(50)이 각각 장착될 수 있다. 그리퍼 포지셔너(80) 각각은 회전 및/또는 길이가변을 통하여 복수의 그리퍼 모듈(50) 각각을 복수의 그리핑 지점에 정렬시키도록 구성될 수 있다. 그리핑 포지셔너 제어부(85)는 컴퓨팅 장치(30)로부터 제공받은 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 기초하여 복수의 그리퍼 포지셔너(80) 각각의 회전 및/또는 길이가변을 제어하도록 구성될 수 있다.In an exemplary embodiment, the gripper positioning unit 70 may include a gripper positioner 80 and a gripper positioner control unit 85 . A plurality of gripper modules 50 may be respectively mounted on the gripper positioner 80 . Each of the gripper positioners 80 may be configured to align each of the plurality of gripper modules 50 to a plurality of gripping points through rotation and/or length change. The gripping positioner control unit 85 may be configured to control rotation and/or length variation of each of the plurality of gripper positioners 80 based on position information of the plurality of gripping points provided from the computing device 30 .

컴퓨팅 장치부(30)와 카메라(20), 그리핑 제어부(60), 그리퍼 포지셔너 제어부(85), 그리고 로봇팔 제어부(95)에는 컴퓨터의 로봇 운영 체제(Robot Operating System: ROS)가 설치될 수 있다. 이들 구성요소들은 그 ROS를 통해 서로 데이터 통신이 가능하게 연결될 수 있어, 전체 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템(10)의 원단 파지 및 이송을 정확하고 신속히 수행할 수 있도록 한다.A computer robot operating system (ROS) may be installed in the computing device unit 30 , the camera 20 , the gripping control unit 60 , the gripper positioner control unit 85 , and the robot arm control unit 95 . have. These components can be connected to each other for data communication through the ROS, so that the far-end gripping and conveying of the far-end conveying system 10 using the full vision-based gripping can be accurately and quickly performed.

도 2와 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 그리퍼 포지셔너의 조립상태와 분해상태를 각각 보여준다. 2 and 3 show the assembled state and the disassembled state of the gripper positioner according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively.

도 2 및 도 3을 참조하면, 그리퍼 포지셔너(80)는 연결부재(110)와 복수의 그리퍼 포지셔너 팔을 포함할 수 있다. 그 복수의 그리퍼 포지셔너 팔 각각은 제1 모터부(120), 그리고 길이가변형 팔기구(length-variable arm mechanism)(140)를 포함할 수 있다.2 and 3 , the gripper positioner 80 may include a connecting member 110 and a plurality of gripper positioner arms. Each of the plurality of gripper positioner arms may include a first motor unit 120 and a length-variable arm mechanism 140 .

예시적인 실시예에서, 연결부재(110)는 복수의 길이가변형 팔기구(148)를 하나의 조립체가 되게 결합시킴과 동시에 로봇팔(90)에도 결합되어, 그리퍼 포지셔너(80)와 로봇팔(90)이 한 몸체로 움직일 수 있도록 연결시켜줄 수 있다. 연결부재(110)는 로봇팔(90)과 결합되는 결합부(114)와, 그 결합부(114)에서 방사상으로 연장되는 복수의 연결팔(110)을 포함할 수 있다. 그 복수의 연결팔(110)에 복수의 그리퍼 포지셔너 팔들이 각각 하나씩 결합될 수 있다.In the exemplary embodiment, the connecting member 110 is coupled to the robot arm 90 at the same time as combining the plurality of variable length arm mechanisms 148 into one assembly, the gripper positioner 80 and the robot arm 90 ) can be connected so that they can move as one body. The connection member 110 may include a coupling part 114 coupled to the robot arm 90 , and a plurality of connection arms 110 radially extending from the coupling part 114 . A plurality of gripper positioner arms may be coupled to each of the plurality of connecting arms 110 one by one.

제1 모터부(120)는 연결부재(110)의 제1 복수의 지점에 장착되고 그리퍼 포지셔너 제어부(85)의 제어에 따라 구동되어 회전력을 생성할 수 있다. 제1 모터부(120)가 생성하는 회전력은 길이 가변형 팔기구(140)의 길이를 수축하거나 신장하는 데 사용될 수 있다. 제1 모터부(120)는 예컨대 직류모터로 구현될 수 있다. The first motor unit 120 may be mounted on a plurality of first points of the connection member 110 and may be driven under the control of the gripper positioner control unit 85 to generate rotational force. The rotational force generated by the first motor unit 120 may be used to contract or extend the length of the variable-length arm mechanism 140 . The first motor unit 120 may be implemented as, for example, a DC motor.

제2 모터부(130)는 연결부재(110)의 제2 복수의 지점에 장착되고 그리퍼 포지셔너 제어부(85)의 제어에 따라 구동되어 동력을 생성할 수 있다. 제2 모터부(130)가 생성하는 동력은 길이가변형 팔기구(140)를 회전시키는 데 사용될 수 있다. 제2 모터부(130)는 예컨대 서보모터로 구현될 수 있다. 길이 가변형 팔기구(140)는 제2 모터부(130)를 통해 연결부재(110)에 회전가능하게 매달린 형태로 결합되므로, 제2 모터부(130)의 회전량에 따라 길이가변형 팔기구(140)는 연결부재(110)의 원주방향으로 회전할 수 있다.The second motor unit 130 may be mounted on a plurality of second points of the connection member 110 and may be driven under the control of the gripper positioner control unit 85 to generate power. The power generated by the second motor unit 130 may be used to rotate the variable length arm mechanism 140 . The second motor unit 130 may be implemented as, for example, a servo motor. Since the variable-length arm mechanism 140 is coupled in a rotatably suspended form to the connection member 110 through the second motor unit 130 , the length-variable arm mechanism 140 according to the rotation amount of the second motor unit 130 . ) may rotate in the circumferential direction of the connecting member 110 .

길이 가변형 팔기구(140)는 일측 단부가 제2 모터부(130)와 결합되어 그 제2 모터부(130)를 통해 연결부재(110)에 매달리는 형태로 결합될 수 있다. 이에 따라, 길이 가변형 팔기구(140)는 제2 모터부(130)의 동력에 의해 2차원 평면에서 회전할 수 있다. 또한, 길이 가변형 팔기구(140)는 제1 모터부(120)와도 동력을 전달받을 수 있도록 결합되어 그 제1 모터부(120)의 회전력에 의해 길이가 늘어나거나 줄어들 수 있도록 구성될 수 있다. The variable length arm mechanism 140 may be coupled such that one end thereof is coupled to the second motor unit 130 and is suspended from the connection member 110 through the second motor unit 130 . Accordingly, the variable-length arm mechanism 140 may be rotated in a two-dimensional plane by the power of the second motor unit 130 . In addition, the variable-length arm mechanism 140 may be coupled to receive power from the first motor unit 120 and may be configured to increase or decrease in length by the rotational force of the first motor unit 120 .

그리퍼 모듈 고정부(52)는 그리퍼 모듈(50)을 길이 가변형 팔기구(140)의 타측 단부에 고정시켜준다. 그리퍼 모듈(50)은 그 그리퍼 모듈 고정부(52)를 통해 길이 가변형 팔기구(140)의 말단에 고정되어 그 길이 가변형 팔기구(140)의 길이 수축 또는 신장에 따라 연결부재(110)의 반경방향으로의 위치가 변하게 된다. The gripper module fixing part 52 fixes the gripper module 50 to the other end of the variable-length arm mechanism 140 . The gripper module 50 is fixed to the distal end of the variable-length arm mechanism 140 through the gripper module fixing part 52 , and the radius of the connecting member 110 according to the length contraction or extension of the variable-length arm mechanism 140 . position in the direction is changed.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 그리퍼 포지셔너 팔의 구성을 좀 더 구체적으로 보여준다. 도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 길이가변형 그리퍼 포지셔너 팔의 수축 상태와 신장 상태를 보여준다.4 shows the configuration of a gripper positioner arm according to an exemplary embodiment of the present invention in more detail. 5 shows a contracted state and an extended state of the variable length gripper positioner arm according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4와 도 5를 참조하면, 길이 가변형 팔기구(140)는 다단 구조의 팔부재(142), 복수의 탄성부재(147-1, 147-2), 그리고 힘 전달부(122, 146-1~146-5, 150)를 포함할 수 있다.4 and 5 , the variable-length arm mechanism 140 includes an arm member 142 having a multi-stage structure, a plurality of elastic members 147-1 and 147-2, and force transmission units 122 and 146-1. 146-5, 150).

예시적인 실시예에서, 다단 구조의 팔부재(142)는 도 4에 도시된 것처럼 소정 길이로 연장된 복수 개의 ㄷ-형 팔부재(142-1, 142-2, 142-3)가 서로 활주 가능하게 결합되어 활주 운동을 통해 길이의 연장과 수축이 가능하도록 구성될 수 있다. 복수 개의 ㄷ-형 팔부재(142-1, 142-2, 142-3)는 다층 구조로 결합될 수 있다. 도시된 예에 따르면, 팔부재(142)는 총 3개의 층으로 이루어지며, 인접 층끼리는 리니어 가이드로 연결되어 최소한의 마찰로 기구부를 펼치고 줄일 수 있도록 연결될 수 있다. 또한, 각 층 사이에 용수철과 같은 탄성부재를 달아 그 용수철의 복원력을 통해 연결된 두 층의 팔부재의 길이는 자동으로 줄어들 수 있도록 구성될 수 있다.In the exemplary embodiment, the arm member 142 of the multi-stage structure is a plurality of C-shaped arm members (142-1, 142-2, 142-3) extending to a predetermined length as shown in FIG. 4 are slidable to each other It can be configured to be coupled to allow length extension and contraction through a sliding motion. The plurality of C-shaped arm members 142-1, 142-2, and 142-3 may be combined in a multi-layered structure. According to the illustrated example, the arm member 142 is made of a total of three layers, and adjacent layers may be connected to each other by a linear guide so that the mechanical part can be expanded and reduced with minimal friction. In addition, by attaching an elastic member such as a spring between each layer, the length of the arm members of the two layers connected through the restoring force of the spring may be configured to be automatically reduced.

제1 ㄷ-형 팔부재(142-1)는 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)를 내포하고, 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)는 제3 ㄷ-형 팔부재(142-3)를 내포할 수 있다. 제1 활주부재(145-1)는 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)의 외측벽에 고정되고, 제1 선형 활주 가이드부재(144-1)는 제1 ㄷ-형 팔부재(142-1)의 내측벽에 고정되어, 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)는 제1 ㄷ-형 팔부재(142-1)에 대하여 활주 운동을 할 수 있고, 그에 따라 제1 및 제2 ㄷ-형 팔부재(142-1, 142-2)의 연결 길이가 가변될 수 있다. 또한, 제2 활주부재(145-2)는 제3 ㄷ-형 팔부재(142-3)의 외측벽에 고정되고, 제2 선형 활주 가이드부재(144-2)는 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)의 내측벽에 고정되어, 제3 ㄷ-형 팔부재(142-3)는 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)에 대하여 활주 운동을 할 수 있고, 그에 따라 제2 및 제3 ㄷ-형 팔부재(142-2, 142-3)의 연결 길이가 가변될 수 있다.The first C-shaped arm member 142-1 contains the second C-shaped arm member 142-2, and the second C-shaped arm member 142-2 includes the third C-shaped arm member ( 142-3) may be implied. The first slide member 145-1 is fixed to the outer wall of the second C-shaped arm member 142-2, and the first linear slide guide member 144-1 is the first C-shaped arm member 142- 1) fixed to the inner wall, the second C-shaped arm member 142-2 can slide with respect to the first C-shaped arm member 142-1, and accordingly the first and second The connection length of the C-shaped arm members 142-1 and 142-2 may be variable. In addition, the second slide member 145-2 is fixed to the outer wall of the third C-shaped arm member 142-3, and the second linear slide guide member 144-2 is the second C-shaped arm member ( It is fixed to the inner wall of 142-2), the third C-shaped arm member 142-3 can slide with respect to the second C-shaped arm member 142-2, and accordingly, the second and The connection length of the third C-shaped arm members 142-2 and 142-3 may be varied.

예시적인 실시예에서, 복수의 탄성부재(147-1, 147-2)는 다단 팔부재들(142-1, 142-2, 142-3) 사이에 길이연장방향과 길이수축방향 중 어느 한 방향으로 힘을 가하도록 배치될 수 있다. 도 4에 따르면, 제1 탄성부재(147-1)는 제1 ㄷ-형 팔부재(142-1)와 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2) 사이에 배치되어 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)를 제1 ㄷ-형 팔부재(142-1) 안으로 끌어들이는 방향으로(즉, 길이수축방향으로) 힘을 가할 수 있다. 제2 탄성부재(147-2)는 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)와 제3 ㄷ-형 팔부재(142-3) 사이에 배치되어 제3 ㄷ-형 팔부재(142-3)를 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2) 안으로 끌어들이는 방향으로(즉, 길이수축방향으로) 힘을 가할 수 있다. 따라서 외력이 가해지지 않는 동안에는, 도 5의 (A)에 도시된 것처럼, 제1 및 제2 탄성부재(147-1, 147-2)의 탄성력에 의해 제2 및 제3 ㄷ-형 팔부재(142-2, 142-3)가 각각 제1 및 제2 ㄷ-형 팔부재(142-1, 142-2) 안으로 끌려들어가 있는 상태여서 다단 팔부재들(142-1, 142-2, 142-3)의 전체 길이는 최소가 된다. In the exemplary embodiment, the plurality of elastic members (147-1, 147-2) are disposed between the multi-stage arm members (142-1, 142-2, 142-3) in any one of the longitudinal extension direction and the longitudinal contraction direction. It can be arranged to apply a force. According to FIG. 4 , the first elastic member 147-1 is disposed between the first C-shaped arm member 142-1 and the second C-shaped arm member 142-2 to provide a second C-shaped arm. A force may be applied in a direction to draw the member 142-2 into the first C-shaped arm member 142-1 (that is, in the lengthwise contraction direction). The second elastic member 147-2 is disposed between the second C-shaped arm member 142-2 and the third C-shaped arm member 142-3 and the third C-shaped arm member 142-3. ) may be applied in the direction of drawing into the second C-shaped arm member 142-2 (ie, in the direction of length contraction). Therefore, while no external force is applied, as shown in FIG. 5A , the second and third C-shaped arm members ( 142-2 and 142-3 are in a state of being drawn into the first and second C-shaped arm members 142-1 and 142-2, respectively, so that the multi-stage arm members 142-1, 142-2, 142- The total length of 3) becomes the minimum.

힘 전달부(122, 146-1~146-5, 150)는 제1 모터부(120)의 회전력을 다단 팔부재(142)에 전달하는 것을 통해 복수의 탄성부재(147-1, 147-2)의 힘을 극복하여 그 다단 팔부재(142)의 길이 연장과 수축을 조절하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 힘 전달부는 보빈(122), 복수 개의 도르래(146-1 ~ 146-5), 그리고 스트링(150)을 포함할 수 있다. 보빈(122)은 제1 모터부(120)의 회전축에 고정되어 스트링(150)을 감거나 풀어줄 수 있다. 제1 및 제2 도르래(146-1, 146-2)는 제1 ㄷ-형 팔부재(142-1)의 외측선단과 내부에 각각 고정된다. 마찬가지로, 제3 및 제4 도르래(146-3, 146-4)는 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)의 외측선단과 내부에 각각 고정된다. 제5 도르래(146-5)는 제3 ㄷ-형 팔부재(142-3)의 외측선단에 고정된다. 스트링(150)은 그 일측 단부가 보빈(122)에 고정되고 제1 내지 제5 도르래(146-1 ~ 146-5)를 경유하여 타측 탄부가 그리퍼 모듈 고정부(52)에 고정될 수 있다.The force transmitting units 122 , 146 - 1 to 146 - 5 , 150 transmit the rotational force of the first motor unit 120 to the multi-stage arm member 142 , and the plurality of elastic members 147 - 1 and 147 - 2 ) by overcoming the force of the multi-stage arm member 142 can be configured to adjust the length extension and contraction. In an exemplary embodiment, the force transmitting unit may include a bobbin 122 , a plurality of pulleys 146 - 1 to 146 - 5 , and a string 150 . The bobbin 122 may be fixed to the rotation shaft of the first motor unit 120 to wind or unwind the string 150 . The first and second pulleys 146-1 and 146-2 are respectively fixed to the outer end and the inside of the first C-shaped arm member 142-1. Similarly, the third and fourth pulleys 146-3 and 146-4 are respectively fixed to the outer end and the inside of the second C-shaped arm member 142-2. The fifth pulley 146-5 is fixed to the outer end of the third C-shaped arm member 142-3. One end of the string 150 may be fixed to the bobbin 122 , and the other end of the string 150 may be fixed to the gripper module fixing unit 52 via the first to fifth pulleys 146 - 1 to 146 - 5 .

이러한 구성에 따르면, 제1 모터부(120)의 회전력(외력)에 의해 보빈(122)이 스트링(150)을 감아 스트링(150)의 길이가 짧아지면 도 5의 (B)에 도시된 것처럼, 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2)는 제1 ㄷ-형 팔부재(142-1) 바깥으로 끌려나오고 제3 ㄷ-형 팔부재(142-3)도 제2 ㄷ-형 팔부재(142-2) 바깥으로 끌려나오게 되어, 다단 팔부재들(142-1, 142-2, 142-3)의 전체 길이는 최대가 될 수 있다.According to this configuration, when the length of the string 150 is shortened by the bobbin 122 winding the string 150 by the rotational force (external force) of the first motor unit 120, as shown in FIG. The second C-shaped arm member 142-2 is pulled out of the first C-shaped arm member 142-1, and the third C-shaped arm member 142-3 is also the second C-shaped arm member ( 142-2) is pulled out, the overall length of the multi-stage arm members 142-1, 142-2, 142-3 can be maximized.

도 6에는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 그리퍼 포지셔너(80)의 길이가변형 그리퍼 포지셔너 팔기구들(140)이 최대 길이로 신장된 상태를 보여준다. 이에 대비되는 것이 도 2로서 길이가변형 그리퍼 포지셔너 팔기구들(140)이 최소 길이로 축소된 상태를 보여준다. 즉, 스트링(150)을 제1 모터부(120)에 연결하여, 제1 모터부(120)가 스트링(150)을 잡아당기면 다단 팔부재(142)가 펼쳐져서 길이가 늘어나고, 스트링(50)을 풀어주면 용수철(147-1, 147-2)의 복원력에 의해 다단 팔부재(142)가 접혀서 길이가 줄어들 수 있다.6 shows a state in which the variable length gripper positioner arm mechanisms 140 of the gripper positioner 80 according to an exemplary embodiment of the present invention are extended to a maximum length. In contrast to this, FIG. 2 shows a state in which the variable length gripper positioner arm mechanisms 140 are reduced to a minimum length. That is, the string 150 is connected to the first motor unit 120 , and when the first motor unit 120 pulls the string 150 , the multi-stage arm member 142 is unfolded to increase the length, and the string 50 . When released, the multi-stage arm member 142 is folded by the restoring force of the springs 147-1 and 147-2, so that the length can be reduced.

이상에서 설명한 것처럼 제1 모터부(120)의 회전량을 제어함으로써, 그리퍼 포지셔녀 팔기구들(140)의 길이 제어가 가능하고, 제2 모터부(130)의 회전량을 제어함으로써 그리퍼 포지셔녀 팔기구들(140)의 2차원 평면상의 수평방향 회전각 제어가 가능하다. 이러한 그리퍼 포지셔녀 팔기구들(140)의 길이 및 회전각 제어는 그리퍼 포지셔닝 제어부(85)가 컴퓨팅 장치부(30)로부터 제공받는 복수의 그리핑 지점의 위치 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 이 작동 방식을 통해 제1 및 제2 모터부(120, 130)를 제어하면 그에 연동된 한 개의 그리퍼 모듈(50)의 위치를 제어할 수 있다. As described above, by controlling the rotation amount of the first motor unit 120, the length of the gripper positioner arm mechanisms 140 can be controlled, and the gripper positioner arm mechanism 140 is controlled by controlling the rotation amount of the second motor unit 130. It is possible to control the horizontal rotation angle of the spheres 140 on a two-dimensional plane. The gripper positioner's control of the length and rotation angle of the arm mechanisms 140 may be performed based on location information of a plurality of gripping points provided by the gripper positioning control unit 85 from the computing device unit 30 . When the first and second motor units 120 and 130 are controlled through this operation method, the position of one gripper module 50 linked thereto can be controlled.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 그리퍼 포지셔너(80)가 로봇팔(90)에 결합된 상태를 보여준다.7 shows a state in which the gripper positioner 80 is coupled to the robot arm 90 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1과 도 7을 참조하면, 로봇팔부(100)는 그리퍼 포지셔닝부(70)의 그리퍼 포지셔너(80)와 결합될 수 있다. 로봇팔부(100)는 컴퓨팅 장치부(30)가 제공하는 위치이동 제어신호에 따라, 그리퍼 포지셔너(80)를 이동시켜 타겟 원단(12)과 정렬되도록 한 다음, 그 복수의 그리퍼 모듈(50)에 의해 그리핑된 타겟 원단(12-1)을 지정된 목표 위치까지 이동시키도록 구성될 수 있다.1 and 7 , the robot arm 100 may be coupled to the gripper positioner 80 of the gripper positioning unit 70 . The robot arm unit 100 moves the gripper positioner 80 according to the position movement control signal provided by the computing device unit 30 to align it with the target far end 12 , and then to the plurality of gripper modules 50 . It may be configured to move the gripped target distal end 12-1 to a designated target position.

예시적인 실시예에서, 로봇팔부(100)는 로봇팔(90)과 로봇팔 제어부(95)를 포함할 수 있다. 로봇팔(90)은 고정지지부(92), 연결부(94), 그리고 다관절 팔부재(96)를 포함할 수 있다. 다관절 팔부재(96)는 복수의 팔부재들이 다축 관절을 통해 길이의 신축과 회전이 가능하도록 연결될 수 있다. 고정지지부(92)는 복수의 팔부재(96)의 일측 단부와 결합되고 예컨대 작업대(17) 등과 같은 외부 기부에 고착되어 그 복수의 팔로봇팔(90)을 지지해줄 수 있다. 연결부(94)는 그리퍼 포지셔너(80)의 연결부재(114)와 일체로 결합될 수 있다. 이런 구조를 갖는 로봇팔(90)은 소정의 반경 범위의 공간 내에서 그리퍼 포지셔너(80)를 자유로이 이동시킬 수 있다. In an exemplary embodiment, the robot arm unit 100 may include a robot arm 90 and a robot arm control unit 95 . The robot arm 90 may include a fixed support part 92 , a connection part 94 , and a multi-joint arm member 96 . The multi-joint arm member 96 may be connected so that a plurality of arm members can be extended and rotated in length through a multi-axis joint. The fixed support part 92 may be coupled to one end of the plurality of arm members 96 and fixed to an external base such as the work table 17 to support the plurality of arm robot arms 90 . The connection part 94 may be integrally coupled with the connection member 114 of the gripper positioner 80 . The robot arm 90 having this structure can freely move the gripper positioner 80 within a space of a predetermined radius range.

로봇팔 제어부(95)는 컴퓨팅 장치(30)가 제공하는 위치이동 제어신호에 따라 로봇팔(90)을 구동하여 그리퍼 포지셔너(80)를 타겟 원단(12-1) 상의 정렬 위치와 소정의 목표 위치 사이를 왕복 이동시키도록 제어할 수 있다.도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템(10)으로 원단에 대한 이송 작업을 수행하는 상황을 예시한다.The robot arm control unit 95 drives the robot arm 90 according to the position movement control signal provided by the computing device 30 to move the gripper positioner 80 to the alignment position on the target far end 12-1 and the predetermined target position. It can be controlled to reciprocate between them. FIG. 8 exemplifies a situation in which a transfer operation to a far end is performed by the far-end transfer system 10 using vision-based gripping according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 제1 작업대(17) 위에 로봇팔(90)이 고정되어 있고, 그리퍼 모듈(50)들이 장착된 그리퍼 포지셔너(80)가 그 로봇팔(90)에 결합되어 있다. 제2 작업대(19) 위에는 이송 대상인 타겟 원단 스택(12)이 올려져 있다. 카메라(20)는 타겟 원단(12)을 촬영할 수 있는 각도로 작업대(19) 위에 설치되어 있다. (참고로 컴퓨팅 장치(30)와 각 제어부(60, 85, 95)는 도시하지 않았음) Referring to FIG. 8 , the robot arm 90 is fixed on the first workbench 17 , and the gripper positioner 80 on which the gripper modules 50 are mounted is coupled to the robot arm 90 . A target fabric stack 12 to be transferred is placed on the second workbench 19 . The camera 20 is installed on the workbench 19 at an angle capable of photographing the target fabric 12 . (For reference, the computing device 30 and each control unit 60, 85, 95 are not shown)

도 9의 흐름도는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 시스템(10)으로 원단의 이송 작업을 수행하는 절차를 나타낸다.The flowchart of FIG. 9 shows a procedure for performing a transfer operation of a fabric by the far-end transfer system 10 using vision-based gripping according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8과 도 9를 도 1과 함께 참조하면, 먼저 카메라(20)가 이송할 타겟 원단(12)을 촬영하여 원단 이미지를 생성할 수 있다(S10 단계). 생성된 원단 이미지는 컴퓨팅 장치부(30)로 전송될 수 있다(S20 단계).Referring to FIGS. 8 and 9 together with FIG. 1 , the camera 20 may first photograph the target fabric 12 to be transferred to generate a fabric image (step S10 ). The generated far-end image may be transmitted to the computing device unit 30 (step S20).

컴퓨팅 장치부(30)에서는 전송받은 그 원단 이미지를 분석하여 타겟 원단(12-1)의 형상 및 위치를 인식하는 처리를 수행할 수 있다. 그리고 인식된 원단 형상에 적합한 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)의 위치를 산출할 수 있다(S30 단계). The computing device unit 30 may analyze the received far-end image and perform a process of recognizing the shape and location of the target far-end 12 - 1 . In addition, positions of a plurality of gripping points 15-1 to 15-4 suitable for the recognized fabric shape may be calculated (step S30).

그리핑 지점의 위치 산출과 관련하여, 도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 임의의 형상을 갖는 타겟 원단(180)의 그리핑 지점을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타겟 원단의 그리핑 지점을 구하는 방법을 나타낸 흐름도이다.In relation to the calculation of the position of the gripping point, FIG. 10 is a view for explaining a method of obtaining the gripping point of the target original 180 having an arbitrary shape according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. It is a flowchart showing a method of obtaining the gripping point of the target distal end according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 10과 도 11을 참조하면, 카메라(20)가 제공하는 영상은 타겟 원단(180)을 모두 포함하는 더 큰 사이즈의 영상이다. 컴퓨팅 장치부(30)에서는 그런 원단 영상에 대해서 다음과 같은 처리를 통해 복수의 그리핑 지점(g₁~g₄)의 위치 정보를 구할 수 있다. 먼저 그 타겟 원단(180)에 외접하면서 면적이 가장 작은 직사각형(182)을 구한다(S110 단계). 그런 다음, 구해진 직사각형(182)의 네 꼭지점(P₁~P₄)으로부터 가장 가까운 타겟 원단(180)의 테두리선 상의 점들(P'₁~P'₄)의 위치를 산출한다(S120 단계). 이 때, 네 꼭지점(P₁~P₄)으로부터 테두리선상의 네 점들(P'₁~P'₄)까지의 거리들(R₁~R₄)은 서로 다를 수 있다. 그 산출된 테두리선상의 점들(P'₁~P'₄)을 서로 대각선 방향으로 연결하고 그 테두리선상의 네 점(P'₁~P'₄) 각각으로부터 타겟 원단(180)의 내부로 그 대각선 방향을 따라 소정 거리(오프셋) 떨어진 지점을 복수의 그리핑 지점(g₁~g₄)의 위치 정보로 산출할 수 있다(S130 단계). 도 10에 예시된 것과 다른 형상의 원단에 대해서도 위와 동일한 방법으로 그리핑 지점(15-1 ~15-4)의 위치를 구할 수 있다. 위와 같은 방법을 그리핑 지점을 구하면, 원단을 파지할 때 최대한 처지는 부분이 없어야 하고 이송 후 배치할 때 접히는 부분이 없도록 할 수 있다.10 and 11 , the image provided by the camera 20 is an image of a larger size including all of the target far-end 180 . The computing device unit 30 may obtain position information of the plurality of gripping points g ₁ to g ₄ through the following processing for such a far-end image. First, a rectangle 182 with the smallest area while circumscribing the target far-end 180 is obtained (step S110). Then, the positions of the points (P' ₁ ~ P' ₄ ) on the edge line of the target far-end 180 closest to the four vertices (P ₁ ~P ₄ ) of the obtained rectangle 182 are calculated (step S120 ). In this case, distances R ₁ to R ₄ from the four vertices P ₁ to P ₄ to the four points P' ₁ to P' ₄ on the edge line may be different from each other. The calculated points on the edge line (P' ₁ ~ P' ₄ ) are connected to each other in a diagonal direction, and the diagonal line from each of the four points on the edge line (P' ₁ ~ P' ₄ ) to the inside of the target fabric 180 . A point separated by a predetermined distance (offset) along the direction may be calculated as location information of a plurality of gripping points g ₁ to g ₄ (step S130). The positions of the gripping points 15-1 to 15-4 may be obtained in the same manner as above for a fabric having a shape different from that illustrated in FIG. 10 . If the gripping point is obtained in the same way as above, there should be no part that sags as much as possible when gripping the fabric, and there is no part that folds when arranging after transfer.

이와 같은 방법으로 구한 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)의 위치 정보는 원단 이미지 좌표계에서의 위치 정보이므로, 컴퓨팅 장치부(30)에서는 그 좌표를 로봇팔 기준 좌표계에서의 위치 정보로 변환한다. 그런 다음, 컴퓨팅 장치부(30)는 그 변환된 타겟 원단(12-1)의 위치 정보 및/또는 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)의 위치 정보를 로봇팔 제어부(95)로 제공할 수 있다. 컴퓨팅 장치부(30)는 또한 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)의 위치 정보를 그리퍼 포지셔너 제어부(85)에 제공할 수 있다(S40 단계).Since the position information of the plurality of gripping points 15-1 to 15-4 obtained in this way is position information in the far-end image coordinate system, the computing device unit 30 converts the coordinates to position information in the robot arm reference coordinate system. convert to Then, the computing device unit 30 converts the converted position information of the target far end 12-1 and/or the position information of the plurality of gripping points 15-1 to 15-4 to the robot arm control unit 95. can be provided as The computing device unit 30 may also provide location information of the plurality of gripping points 15 - 1 to 15 - 4 to the gripper positioner control unit 85 (step S40 ).

로봇팔 제어부(95)는 제공받은 그 타겟 원단(12-1)의 위치 정보 및/또는 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)의 위치 정보에 기초하여 로봇팔(90)을 타겟 원단(12-1) 위에 정렬시킬 수 있다. 예컨대 그리퍼 포지셔너(80)의 중심이 타겟 원단(12-1)의 중심에 정렬되도록 할 수 있다. 또한, 그리퍼 포지셔너 제어부(85)는 그 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)의 위치 정보에 기초하여 제1 모터부(120)와 제2 모터부(130)를 구동하여 길이 가변형 팔기구(140)의 길이 및 회전을 제어할 수 있다. 이를 통해 복수의 그리퍼 모듈(80)을 타겟 원단(12-1)의 복수의 그리핑 지점(15-1 ~ 15-4)에 정렬시킬 수 있다(S50 단계). 이와 같은 정렬이 완료되면, 로봇팔 제어부(95)와 그리퍼 포지셔너 제어부(85)는 컴퓨팅 장치부(30)에 정렬 완료 신호를 보낸다.The robot arm control unit 95 targets the robot arm 90 based on the received position information of the target far end 12-1 and/or the position information of the plurality of gripping points 15-1 to 15-4. It can be aligned on the fabric 12-1. For example, the center of the gripper positioner 80 may be aligned with the center of the target distal end 12-1. In addition, the gripper positioner control unit 85 drives the first motor unit 120 and the second motor unit 130 based on the position information of the plurality of gripping points 15 - 1 to 15 - 4 to drive the length variable type. The length and rotation of the arm mechanism 140 can be controlled. Through this, the plurality of gripper modules 80 may be aligned with the plurality of gripping points 15-1 to 15-4 of the target fabric 12-1 (step S50). When such alignment is completed, the robot arm control unit 95 and the gripper positioner control unit 85 transmit an alignment completion signal to the computing device unit 30 .

정렬 완료를 보고받은 컴퓨팅 장치부(30)는 그리핑 제어부(60)에 그리핑 동작신호를 전송할 수 있다(S60 단계).The computing device unit 30 receiving the alignment completion report may transmit a gripping operation signal to the gripping control unit 60 (step S60).

그리핑 동작신호를 수신한 그리핑 제어부(60)는 그 그리핑 동작신호에 따라 그리퍼 구동부(65)를 작동시켜 복수의 그리퍼 모듈(50)로 하여금 타겟 원단(12-1)을 그리핑하게 할 수 있다(S60 단계). 그리핑 제어부(60)는 그리퍼 모듈(50)들이 타겟 원단(12-1)을 성공적으로 그리핑한 것을 확인한 후, 그리핑 완료 신호를 컴퓨팅 장치부(30)에 보낸다(S70 단계).Upon receiving the gripping operation signal, the gripping control unit 60 operates the gripper driving unit 65 according to the gripping operation signal to cause the plurality of gripper modules 50 to grip the target distal end 12-1. can be (step S60). After confirming that the gripper modules 50 have successfully gripped the target distal end 12-1, the gripping control unit 60 sends a gripping completion signal to the computing device unit 30 (step S70).

타겟 원단(12-1)이 복수의 그리퍼 모듈(50)에 의해 그리핑된 상태임을 보고받게 되면, 컴퓨팅 장치부(30)는 로봇팔 제어부(95)에 이송 신호를 보낼 수 있다. 그에 따라, 로봇팔 제어부(95)는 로봇팔(90)을 작동시켜 타겟 원단(12-1)이 그리핑된 그리퍼 포지셔너(80)를 지정된 목표 위치까지 이동시키도록 제어할 수 있다(S80 단계). 타겟 원단(12-1)을 목표 위치까지 이송을 완료한 후, 로봇팔 제어부(95)는 이송 완료 신호를 컴퓨팅 장치부(30)에 보낼 수 있다.When receiving a report that the target far end 12 - 1 is gripped by the plurality of gripper modules 50 , the computing device 30 may send a transfer signal to the robot arm controller 95 . Accordingly, the robot arm control unit 95 may operate the robot arm 90 to control the gripper positioner 80 gripped by the target far end 12-1 to move to a designated target position (step S80). . After completing the transfer of the target far-end 12 - 1 to the target position, the robot arm control unit 95 may transmit a transfer completion signal to the computing device unit 30 .

이송 완료를 보고받은 컴퓨팅 장치부(30)는 그리핑 해제신호를 그리핑 제어부(60)에 전송할 수 있다. 그리핑 제어부(60)는 수신된 그리핑 해제신호에 따라 그리퍼 구동부(65)의 작동을 중지시킴으로써 복수의 그리퍼 모듈(50)이 타겟 원단(12-1)을 그리핑한 상태를 해제할 수 있다(S90 단계). 이에 의해, 타겟 원단(12-1)은 복수의 그리퍼 모듈(50)로부터 자유롭게 풀려나서 목표 위치에 안치될 수 있다. The computing device unit 30 receiving the transfer completion report may transmit a gripping release signal to the gripping control unit 60 . The gripping control unit 60 may release the state in which the plurality of gripper modules 50 grip the target distal end 12 - 1 by stopping the operation of the gripper driving unit 65 according to the received gripping release signal. (Step S90). Accordingly, the target distal end 12 - 1 may be freely released from the plurality of gripper modules 50 and placed at the target position.

위에서 설명한 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 방법과 시스템(10)은 의류 산업에서 사용되는 원단의 형상을 카메라 비전으로 인식한 후 로봇 팔(90)에 달린 그리퍼 모듈(50)로 타겟 원단(12)을 파지하여 특정 위치로 옮길 수 있다. 그리퍼 포지셔너(80)는 안정적이고 정확한 파지를 위해 원단의 형상에 맞춰 그리퍼 모듈(50)들의 위치변경이 가능하다. As described above, the method and system 10 for transferring fabric using vision-based gripping according to an embodiment of the present invention recognizes the shape of fabric used in the clothing industry with camera vision and then a gripper module mounted on the robot arm 90 By gripping the target fabric 12 at 50, it can be moved to a specific position. The gripper positioner 80 can change the positions of the gripper modules 50 according to the shape of the fabric for stable and accurate gripping.

의류 시장은 전 세계적으로 큰 시장을 유지하고 있으며 매출액 대비 인건비 비율이 굉장히 높은 시장이다. 업계 종사자가 점점 노화하고, 신규인력 수급이 어려워지기 때문에 미래에는 인력 의존도를 최소화하고 의류 생산 공정에 자동화 기술을 도입해야 한다. 본 발명의 시스템과 방법은 의류 시장의 제조 공정에서 원단의 파지 및 이송하는 작업을 자동으로 수행할 수 있다. 따라서 인력 대체 및 공정 일부 자동화가 가능하다. 본 발명은 의류 제조 공정에서 원단의 파지 및 이송하는 작업을 수행하여 공정 자동화 분야에 적용될 수 있다. The apparel market maintains a large global market and has a very high labor cost-to-sales ratio. As industry workers age and it becomes difficult to supply new workers, it is necessary to minimize dependence on manpower and introduce automation technology to the garment production process in the future. The system and method of the present invention can automatically perform the operation of gripping and transferring the fabric in the manufacturing process of the garment market. Therefore, it is possible to replace manpower and automate some of the process. The present invention can be applied to the field of process automation by performing the operation of gripping and transferring the fabric in the garment manufacturing process.

본 발명은 기본적으로 의류용 원단을 봉제 가공하는 의류 봉제 산업에 활용될 수 있다. 하지만, 이용가능한 분야는 이에 국한되지 않는다. 본 발명은 그리핑 모듈만 적절하게 대체하면 타 기술분야에서도 활용이 가능하다. 예를 들어 단순 물품 분류 공정이 들어간 분야에서도 활용이 가능하고 반도체 생성 공정에서 기판 혹은 디스플레이의 파지 및 이송이 가능하다.The present invention can be basically applied to the garment sewing industry that sews and processes fabrics for clothes. However, the available fields are not limited thereto. The present invention can be utilized in other technical fields if only the gripping module is appropriately replaced. For example, it can be used in a field with a simple article sorting process, and it is possible to hold and transport a substrate or display in a semiconductor production process.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the embodiments have been described with reference to the limited drawings as described above, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

10: 비전 기반 그리핑을 이용한 원단 이송 12: 타겟 원단 스택
20: 카메라부 30: 컴퓨팅 장치부
40: 원단 그리핑부 50: 그리퍼 모듈
70: 그리퍼 포지셔닝부 80: 그리퍼 포지셔너
100: 로봇팔부 140: 길이가변형 팔기구10: Fabric transport using vision-based gripping 12: Target fabric stack
20: camera unit 30: computing device unit
40: fabric gripping part 50: gripper module
70: gripper positioning unit 80: gripper positioner
100: robot arm 140: variable length arm mechanism

Claims

a camera unit for generating a fabric image by photographing a target fabric;
a computing device unit that analyzes the far-end image to recognize the shape and position of the target far-end, calculates positions of a plurality of gripping points suitable for the recognized shape of the far-end, and controls gripping and conveying of the target far-end;
a distal end gripping unit configured to grip the target distal end and release the gripping state of the target distal end using a plurality of gripper modules according to the gripping control signal provided by the computing device unit;
a gripper positioning unit configured to align the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points of the target distal end according to the position information of the plurality of gripping points provided by the computing device; and
It is coupled to the gripper positioning unit, moves the gripper positioning unit according to a position movement control signal provided by the computing device unit to align with the target distal end, and then grips the gripper positioning unit and the plurality of gripper modules Far-end conveying system using vision-based gripping, characterized in that it comprises a robot arm configured to move the target far-end to a specified target position.

According to claim 1, wherein the distal gripping unit comprises: a plurality of gripper modules configured to grip the target distal end through distortion of a shape, and release gripping of the target distal end through restoration of a shape; a plurality of gripper module fixing parts for fixing the plurality of gripper modules one at a time to a plurality of positions of the gripper positioning part; a gripper driving unit configured to generate a driving force that causes shape deformation and restoration of the plurality of gripper modules to be applied to the plurality of gripper modules; and a gripping control unit configured to control generation and release of a driving force of the gripper driving unit according to the gripping control signal.

The vacuum atmosphere according to claim 2, wherein the gripper driving unit is coupled to each of the plurality of gripper modules in communication with each other through a tube, and forms a vacuum atmosphere inside each of the plurality of gripper modules or creates a vacuum atmosphere in each of the plurality of gripper modules under the control of the gripping control unit. and a pneumatic unit configured to release system.

According to claim 1, wherein the gripper positioning unit comprises: a gripper positioner on which the plurality of gripper modules are respectively mounted and configured to align each of the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points through rotation and/or length change; and a gripper positioner control unit configured to control rotation and/or length change of the gripper positioner based on the position information of the plurality of gripping points.

5. The gripper positioner of claim 4, wherein the gripper positioner comprises a plurality of gripper positioner arms;
Each of the plurality of gripper positioner arms may include: a connecting member coupled to the robot arm while coupling the plurality of gripper positioner arms to form one assembly; a first motor unit mounted on a plurality of first points of the connection member and generating a rotational force under the control of the gripper positioner control unit; a second motor unit mounted on a plurality of second points of the connection member and generating power under the control of the gripper positioner control unit; A length configured to be coupled to the second motor unit and rotate in a two-dimensional plane by the power of the second motor unit, and to be coupled to the first motor unit so that the length can be increased or decreased by the rotational force of the first motor unit length-variable arm mechanism; and a gripper module fixing part that allows one gripper module to be mounted on the variable length arm mechanism.

According to claim 5, wherein the variable length arm mechanism comprises: multi-stage arm members slidably coupled to each other and configured to extend and contract the length through a sliding motion; a plurality of elastic members arranged to apply a force between the multi-stage arm members in any one of a longitudinal extension direction and a longitudinal contraction direction; and a force transmission unit configured to control length extension and contraction of the multi-stage arm member by overcoming the force of the plurality of elastic members by transmitting the rotational force of the first motor unit to the multi-stage arm member Fabric conveying system with base gripping.

According to claim 4, wherein the robot arm, a plurality of arm members capable of lengthening and contracting are connected to each other through a multi-axis joint, one end is coupled to the gripper positioner and the other end is fixed to an arbitrary base so that the plurality of arms a robot arm configured to reciprocally move the gripper positioner between a position of the target distal end and the target position through extension and direction change of a member; and a robot arm control unit for controlling the reciprocating movement by driving the robot arm according to the position movement control signal provided by the computing device.

The method of claim 1, wherein in the computing device unit, in order to obtain the positions of the plurality of gripping points, a rectangle with the smallest area while circumscribing the target distal end is obtained, and the target distal end closest to each vertex of the obtained rectangle. Calculate the position of the point on the edge line, connect the calculated points on the edge line in a diagonal direction, and place a point separated by a predetermined distance (offset) from the point on each edge line to the inside of the target end in the diagonal direction of the plurality of points A fabric transport system using vision-based gripping, characterized in that it is calculated by the position of the gripping point.

generating, by the camera, a target fabric image;
analyzing, by a computing device, the far-end image, recognizing the shape and position of the target far-end, and calculating positions of a plurality of gripping points suitable for the recognized shape of the far-end;
aligning, by the robot arm control unit, the robot arm on the far end of the target based on the position information of the target far end and/or the position information of the plurality of gripping points provided from the computing device unit;
aligning, by a gripper positioner control unit, a plurality of gripper modules to the plurality of gripping points of the target distal end based on position information of the plurality of gripping points provided from the computing device unit;
causing the plurality of gripper modules to grip the target distal end according to the gripping operation signal provided by the computing device unit;
controlling, by the robot arm control unit, the robot arm to move the gripper positioning unit to a designated target position in a state in which the target far end is gripped by the plurality of gripper modules; and
and controlling, by the gripping control unit, to release the gripping by the plurality of gripper modules according to the gripping operation signal provided by the computing device and release the target distal end. How to transport the fabric.

The method of claim 9, wherein calculating the positions of the plurality of gripping points comprises:
obtaining a rectangle having the smallest area while circumscribing the target far end; calculating the position of a point on the edge line of the target far end closest to each vertex of the obtained rectangle; Connecting the calculated points on the edge line in a diagonal direction and calculating a point separated by a predetermined distance (offset) from the point on each edge line to the inside of the target end in the diagonal direction as the location of the plurality of gripping points Fabric transport method using vision-based gripping, characterized in that it includes.

The method according to claim 10, wherein the aligning the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points of the target distal end rotates the gripper positioner on which the plurality of gripper modules is mounted based on position information of the plurality of gripping points. A fabric transport method using vision-based gripping, characterized in that it is made through the squeezing and/or changing the length.

a camera unit for generating a fabric image by photographing a target fabric;
a computing device unit which analyzes the far-end image to recognize the shape and position of the target far-end, calculates a plurality of gripping points suitable for the recognized shape of the far-end, and controls the gripping operation of the target far-end;
a distal end gripping unit configured to grip the target distal end and release the gripping state of the target distal end using a plurality of gripper modules according to the gripping control signal provided by the computing device unit; and
Vision-based far end comprising a gripper positioning unit configured to align the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points of the target far end according to the position information of the plurality of gripping points provided by the computing device unit gripping device.

The method according to claim 12, wherein the distal gripping unit comprises: a plurality of gripper modules configured to grip the target distal end through shape distortion and release gripping of the target distal end through shape restoration; a plurality of gripper module fixing parts for fixing the plurality of gripper modules one at a time to a plurality of positions of the gripper positioning part; a gripper driving unit configured to generate a driving force that causes shape deformation and restoration of the plurality of gripper modules to be applied to the plurality of gripper modules; and a gripping control unit configured to control generation and release of a driving force of the gripper driving unit according to the gripping control signal.

13. The method of claim 12, wherein the gripper positioning unit comprises: a gripper positioner on which the plurality of gripper modules are respectively mounted and configured to align each of the plurality of gripper modules to the plurality of gripping points through rotation and/or length change; and a gripper positioner control unit configured to control rotation and/or length change of the gripper positioner based on the position information of the plurality of gripping points.

15. The method of claim 14, wherein the gripper positioner comprises a plurality of gripper positioner arms;
Each gripper positioner arm includes: a connecting member configured to couple the plurality of gripper positioner arms to form a single assembly; a first motor unit mounted on a plurality of first points of the connection member and generating a rotational force under the control of the gripper positioner control unit; a second motor unit mounted on a plurality of second points of the connection member and generating power under the control of the gripper positioner control unit; A length configured to be coupled to the second motor unit and rotate in a two-dimensional plane by the power of the second motor unit, and to be coupled to the first motor unit so that the length can be increased or decreased by the rotational force of the first motor unit length-variable arm mechanism; and a gripper module fixing part that allows one gripper module to be mounted on the variable length arm mechanism.

The method of claim 12, wherein in the computing device unit, in order to obtain the positions of the plurality of gripping points, a rectangle with the smallest area while circumscribing the target distal end is obtained, and the target distal end closest to each vertex of the obtained rectangle. Calculate the position of the point on the edge line, connect the calculated points on the edge line in a diagonal direction, and place a point separated by a predetermined distance (offset) from the point on each edge line to the inside of the target end in the diagonal direction of the plurality of points Vision-based fabric gripping device, characterized in that calculated by the position of the gripping point.