KR20230075241A - A manufacturing system based on a virtual process model of a gantry-type operator-robot collaboration system and a method for updating robot control data using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템 및 이를 이용한 로봇 제어 데이터 업데이트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 빅데이터 기술과 가상 공정 모델 기술을 이용하여, 작업자와 협동 작업을 수행하는 로봇에 대한 제어 데이터의 실시간 업데이트를 수행하도록 하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing system based on a virtual process model of a gantry-type worker-robot cooperative work device and a method for updating robot control data using the same, and more particularly, by using big data technology and virtual process model technology, to cooperate with workers It relates to a technology that enables real-time updating of control data for robots performing tasks.
일반적으로 산업용 로봇은 대부분 고하중을 다루는 작업에 사용되며, 고출력의 엑츄에이터를 사용하고 있다. 이중에서, 협업로봇은 작업자와 근거리 작업을 하기 때문에 작업자의 안전에 대한 규정이 필요하다. 이에 따라 ISO 10218에는 로봇의 안전성에 대한 규정이 마련되어 있다. 상기 ISO 10218은 현재 개정작업이 진행 중이며, 로봇과 인간의 협동작업, 다중로봇 협동작업에 관한 규정 등이 신설되었다.In general, industrial robots are mostly used for handling heavy loads and use high-output actuators. Among them, because the collaborative robot works close to the operator, regulations on the safety of the operator are required. Accordingly, ISO 10218 has regulations on the safety of robots. The ISO 10218 is currently being revised, and new regulations have been established for cooperative work between robots and humans, and multi-robot cooperative work.
그런데, 상기와 같이 로봇과 협동하여 공정을 수행하는 현장에서, 산업 재해 예방을 위한 대책으로 안전모, 안전난간, 안전대 및 비상제어 기능부착, 추락 방호망 등 기본적인 조치 수단을 활용하였으나, 실제의 산업현장은 구조 변경이 자주 발생하며, 현장 작업 관리자가 안전관리를 공정효율관리와 겸임함에 따라 적극적 안전관리 및 신속한 안전시설의 도입/설치에 한계사항들이 존재한다.However, in the field where the process is performed in cooperation with the robot as described above, basic measures such as safety helmets, safety handrails, safety belts and emergency control functions, and fall protection nets were used as measures to prevent industrial accidents, but in actual industrial sites However, structural changes occur frequently, and there are limitations to active safety management and prompt introduction/installation of safety facilities as field work managers concurrently take on safety management and process efficiency management.
그리고, 기존의 협동로봇과 관계된 산업 재해 예방 기술로는 로봇에 설치된 초음파 센서 등이 사람의 접근 거리를 파악하여 동작 속도 임계 동작 속도를 변경하는 방식을 사용하였으나, 로봇의 관측 관점을 벗어나거나 사람이 임의의 거리에서 빠른 속도로 접근하는 경우 위험요소를 예지함에 한계사항이 존재한다.In addition, as an industrial accident prevention technology related to existing collaborative robots, an ultrasonic sensor installed on the robot grasps the approach distance of a person and changes the motion speed critical motion speed. In the case of approaching at a high speed from a certain distance, there are limitations in predicting the risk factors.
대한민국 공개특허 제10-2021-0105562호(발명의 명칭: 작업자의 안전을 위한 작업 로봇 제어 방법 및 장치)에서는, 깊이영상을 통해 작업자와 작업 로봇의 위치정보를 추출하는 단계; 상기 작업자와 상기 작업 로봇의 위치정보에 기반하여 상기 작업자의 위험상황을 분석하는 단계; 및 상기 위험상황에 기반하여 상기 작업 로봇의 작업 스케쥴 및 동작 중 어느 하나 이상을 제어하는 단계; 를 포함하는 작업자의 안전을 위한 작업 로봇 제어 방법이 개시되어 있다.In Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0105562 (Title of Invention: Work Robot Control Method and Device for Worker's Safety), extracting positional information of a worker and a work robot through a depth image; Analyzing a dangerous situation of the worker based on positional information of the worker and the robot; and controlling at least one of a work schedule and an operation of the work robot based on the dangerous situation. A work robot control method for the safety of a worker including a is disclosed.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 빅데이터 기술과 가상 공정 모델 기술을 이용하여, 작업자와 협동 작업을 수행하는 로봇에 대한 제어 데이터의 실시간 업데이트를 수행하도록 하는 것이다.An object of the present invention to solve the above problems is to perform real-time updating of control data for a robot that performs a cooperative task with a worker by using big data technology and virtual process model technology.
그리고, 본 발명의 목적은, 상기와 같은 로봇에 대한 제어 데이터의 실시간 업데이트에 의해, 로봇과 작업자 간 작업 및 안전 효율이 향상되도록 하는 것이다.And, an object of the present invention is to improve work and safety efficiency between a robot and a worker by real-time updating of control data for the robot as described above.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 소정의 제조 공정에서 협동 작업을 수행하는 로봇 및 작업자에 대한 감지정보를 생성하는 협동작업장치; 상기 협동작업장치에서 발생하는 데이터인 공정데이터를 수집하는 공정데이터 수집장치; 공정데이터 수집장치와 통신을 수행하고, 상기 공정데이터를 표준데이터로 변환시키는 에이전트를 구비하는 데이터 변환장치; 통신망을 통해 상기 데이터 변환장치로부터 수신되는 상기 표준데이터를 저장 및 처리하는 빅데이터 장치; 및 상기 빅데이터 장치로부터 상기 표준데이터를 수신하고 특정 협동작업장치의 공정데이터를 수신하고 분석하여 분석데이터를 생성하는 데이터 처리장치를 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a cooperative work device for generating sensing information for a robot and a worker performing a cooperative work in a predetermined manufacturing process; a process data collection device that collects process data, which is data generated by the cooperative work device; a data conversion device having an agent that communicates with the process data collection device and converts the process data into standard data; a big data device for storing and processing the standard data received from the data conversion device through a communication network; and a data processing device that receives the standard data from the big data device and receives and analyzes process data of a specific cooperative work device to generate analysis data.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 작업관리 장치로부터 상기 작업데이터를 수신하고 상기 작업데이터를 분석하여 상기 로봇의 제어에 이용되는 데이터인 로봇제어데이터를 생성하여 상기 협동작업장치로 송신하는 작업제어 장치를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a job control device that receives the job data from the job management device, analyzes the job data, generates robot control data, which is data used for controlling the robot, and transmits the data to the cooperative work device. may further include.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 협동작업장치에서 수행되는 공정에 이용되는 설계 및 작업에 대한 데이터인 작업데이터를 저장하고 상기 작업데이터를 상기 작업제어 장치로 송신하는 작업관리 장치; 및In an embodiment of the present invention, a work management device for storing work data that is data on design and work used in a process performed in the cooperative work device and transmitting the work data to the work control device; and
상기 작업제어 장치로부터 상기 로봇제어데이터를 수신하고, 상기 로봇제어데이터에 대한 시뮬레이션을 수행하여 상기 협동작업장치의 가상 공정에 대한 데이터인 가상데이터를 상기 작업관리 장치로 송신하는 시뮬레이션 장치를 더 포함할 수 있다.A simulation device that receives the robot control data from the job control device, performs a simulation on the robot control data, and transmits virtual data, which is data for a virtual process of the cooperative work device, to the work management device. can
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 데이터 처리장치의 상기 분석데이터는 상기 작업관리 장치로 송신되어 상기 작업데이터의 업데이트에 이용될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the analysis data of the data processing device may be transmitted to the work management device and used to update the work data.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 데이터 처리장치의 상기 분석데이터는 외부의 전자기기로 송신되어 상기 전자기기의 데이터 업데이트에 이용될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the analysis data of the data processing device may be transmitted to an external electronic device and used to update data of the electronic device.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 시뮬레이션 장치는, 시뮬레이션 수행 시 상기 로봇제어데이터를 이용한 머신러닝을 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the simulation device may perform machine learning using the robot control data during simulation.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 빅데이터 장치는, 상기 표준데이터를 수신하는 데이터수신부; 및 상기 표준데이터와 정형 데이터 및 비정형 데이터를 저장하고 각각의 데이터를 분산 처리하는 데이터처리부를 구비할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the big data device may include: a data receiving unit receiving the standard data; and a data processing unit that stores the standard data, structured data, and unstructured data and distributes and processes each data.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 공정데이터는, 상기 로봇의 자세에 대한 로봇자세정보, 상기 감지정보 및 상기 로봇과 상기 작업자의 충돌가능영역에 대한 데이터를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the process data may include robot posture information about the posture of the robot, the sensing information, and data on a possible collision area between the robot and the operator.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 협동작업장치는, xy평면상에 위치하는 가이드부; 상기 가이드부를 지지하도록 형성되는 갠트리부; 상기 가이드부를 따라 슬라이딩되도록 상기 가이드부와 연결되고 적어도 일부에 지면을 향하도록 로봇이 결합되는 이동부; 및 상기 가이드부의 하부를 향하도록 상기 가이드부와 결합되어 상기 가이드부의 하부영역에 위치하는 로봇 및 작업자를 감지하는 적어도 2개의 센서부를 포함하고, 상기 적어도 2개의 센서부는 상기 로봇 및 상기 작업자를 실시간으로 감지하여 상기 작업대상물과 상기 작업자가 충돌하는 것을 방지하기 위한 감지정보를 생성할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the cooperative work device may include: a guide unit positioned on an xy plane; a gantry portion formed to support the guide portion; a moving unit connected to the guide unit so as to slide along the guide unit and coupled to a robot so as to face at least a portion of the guide unit; and at least two sensor units coupled to the guide unit toward a lower portion of the guide unit and detecting a robot and an operator located in a lower area of the guide unit, wherein the at least two sensor units detect the robot and the operator in real time. It is possible to detect and generate sensing information for preventing a collision between the work object and the operator.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서부는 3D 라이다센서 및 비전센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sensor unit may include at least one of a 3D lidar sensor and a vision sensor.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 가이드부는, x축선상에 위치하고 제1 가이드레일이 형성되는 제1 가이드부재; 상기 제1 가이드부재와 수직하도록 연결되어 y축선상에 위치하고 제2 가이드레일이 형성되는 제2 가이드부재; 및 상기 제2 가이드부재와 수직하도록 연결되고 상기 제1 가이드부재와 평행하도록 x축선상에 위치하며 제3 가이드레일이 형성되는 제3 가이드부재를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the guide unit, a first guide member located on the x-axis line is formed a first guide rail; a second guide member connected perpendicularly to the first guide member, positioned on the y-axis, and forming a second guide rail; and a third guide member connected perpendicularly to the second guide member, positioned on an x-axis line parallel to the first guide member, and having a third guide rail formed thereon.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 상기 협동작업장치에서 발생한 상기 공정데이터가 상기 공정데이터 수집장치로 송신되어 수집되는 제1단계; 상기 데이터 변환장치가 공정데이터 수집장치와 통신을 수행하고, 상기 공정데이터를 표준데이터로 변환시키는 제2단계; 통신망을 통해 상기 데이터 변환장치로부터 수신되는 상기 표준데이터를 상기 빅데이터 장치에서 저장 및 처리하는 제3단계; 상기 데이터 처리장치가 상기 빅데이터 장치로부터 상기 표준데이터를 수신하고 특정 협동작업장치의 공정데이터를 수신하고 분석하여 분석데이터를 생성하는 제4단계; 및 상기 데이터 처리장치의 상기 분석데이터가 상기 작업관리 장치로 송신되어 상기 작업데이터의 업데이트에 이용되고, 업데이트된 상기 작업데이터를 이용하여 상기 작업제어 장치에서 상기 로봇제어데이터가 생성되는 제5단계를 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object is a first step of transmitting and collecting the process data generated in the cooperative work device to the process data collection device; a second step of the data conversion device communicating with the process data collection device and converting the process data into standard data; A third step of storing and processing the standard data received from the data conversion device through a communication network in the big data device; a fourth step in which the data processing device receives the standard data from the big data device and receives and analyzes process data of a specific cooperative work device to generate analysis data; and a fifth step in which the analysis data of the data processing device is transmitted to the work management device and used to update the work data, and the robot control data is generated in the work control device using the updated work data. include
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 현장에서 생성되는 데이터가 실시간으로 빅데이터화되고, 이와 같은 빅데이터를 이용하여 현장의 데이터에 대한 업데이트가 실시간으로 진행되어, 공정 및 안전 효율을 향상시킬 수 있다는 것이다.The effect of the present invention according to the configuration as described above is that the data generated in the field is converted into big data in real time, and the update of the field data is performed in real time using such big data, thereby improving process and safety efficiency. that it can
그리고, 본 발명의 효과는, 빅데이터의 형성 외에, 각각의 단위별 작업 로봇에 대한 가상 공정 모델을 생성하고 이를 이용하여 작업에 대한 데이터를 업데이트하므로, 공정 및 안전 효율을 향상시킴과 동시에, 단위별 작업 로봇에 적합한 제어 데이터를 생성할 수 있다는 것이다.In addition, the effect of the present invention, in addition to the formation of big data, creates a virtual process model for each unit-specific work robot and uses it to update work data, thereby improving process and safety efficiency and at the same time unit It means that control data suitable for each robot can be created.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 시스템의 구성에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 시스템의 일부 구성에 대한 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치의 구성에 대한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치의 작동에 대한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치에 구비된 정보처리부에서 감지정보와 로봇자세정보를 기반으로 도출한 충돌가능영역을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치, 작업자 및 충돌가능영역을 나타낸 사시도이다.1 is a schematic diagram of the configuration of a manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of some configurations of a manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a configuration of a cooperative work device according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a cooperative work device according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view of the operation of a cooperative work device according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing a possible collision area derived based on sensing information and robot posture information in an information processing unit provided in a cooperative work device according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a cooperative work device, a worker, and a collisionable area according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in many different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in between. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 시스템의 구성에 대한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제조 시스템의 일부 구성에 대한 개략도이다.1 is a schematic diagram of a configuration of a manufacturing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of some configurations of a manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 시스템은, 소정의 제조 공정에서 협동 작업을 수행하는 로봇(200) 및 작업자에 대한 감지정보를 생성하는 협동작업장치(100); 협동작업장치(100)에서 발생하는 데이터인 공정데이터를 수집하는 공정데이터 수집장치(310); 공정데이터 수집장치(310)와 통신을 수행하고, 공정데이터를 표준데이터로 변환시키는 에이전트를 구비하는 데이터 변환장치(320); 통신망(350)을 통해 데이터 변환장치(320)로부터 수신되는 표준데이터를 저장 및 처리하는 빅데이터 장치(330); 및 빅데이터 장치(330)로부터 표준데이터를 수신하고 특정 협동작업장치(100)의 공정데이터를 수신하고 분석하여 분석데이터를 생성하는 데이터 처리장치(340)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the manufacturing system of the present invention includes a
도 1에서 보는 바와 같이, 복수 개의 협동작업장치(100)가 형성될 수 있으며, 이에 대응되어 복수 개의 공정데이터 수집장치(310)가 형성될 수 있고, 또한, 복수 개의 데이터 변환장치(320)가 형성될 수 있다. 그리고, 하나의 협동작업장치(100)는 하나의 공정데이터 수집장치(310)로 공정데이터를 송신하고, 하나의 공정데이터 수집장치(310)는 하나의 데이터 변환장치(320)로 수집한 공정데이터를 송신할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 통신 연결이 수행될 수 있다.As shown in FIG. 1, a plurality of
협동작업장치(100)에서는, 로봇(200)과 작업자가 협동 작업을 수행하며, 이에 따라, 협동작업장치(100)에서 생성되는 공정데이터는, 로봇(200)의 자세에 대한 로봇자세정보, 감지정보 및 로봇(200)과 작업자의 충돌가능영역에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 이와 같은 공정데이터의 생성은, 하기의 협동작업장치(100)에 대한 설명에서 상세히 기재하도록 한다.In the
데이터 변환장치(320)에서는, 상기와 같은 공정데이터를 표준데이터로 변환시킴과 동시에, 협동작업장치(100)가 위치하는 작업장소, 작업시간 등을 추적하여, 협동작업장치(100)가 작업을 수행하는 공장 또는 공장 내 작업장, 공정 종류, 로봇(200) 종류 등을 추적할 수 있도록 다양한 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 데이터 변환장치(320)는, 상기와 같은 정보 등을 포함하는 표준데이터를 통신망(350)으로 송신할 수 있다.The
빅데이터 장치(330)는, 표준데이터를 수신하는 데이터수신부; 및 표준데이터와 정형 데이터 및 비정형 데이터를 저장하고 각각의 데이터를 분산 처리하는 데이터처리부(331)를 구비할 수 있다.The
빅데이터 장치(330)의 데이터수신부는 상기와 같은 통신망(350)을 이용하여 복수 개의 데이터 변환장치(320)로부터 실시간으로 표준데이터를 수신할 수 있으며, 이와 같이 수신된 표준데이터는 표준데이터 추출부로 전달되어, 표준데이터 추출부에서 정형 및 비정형 데이터, 그리고, 표준데이터가 추출되고, 이와 같이 추출된 데이터가 데이터처리부로 전달되어 저장된 다음, 데이터처리부에서 분산 파일 시스템으로 작업 데이터를 읽어서 검색을 수행할 수 있다.The data receiving unit of the
도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제조 시스템은, 작업관리 장치(410)로부터 작업데이터를 수신하고 작업데이터를 분석하여 로봇(200)의 제어에 이용되는 데이터인 로봇제어데이터를 생성하여 협동작업장치(100)로 송신하는 작업제어 장치(420)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the manufacturing system of the present invention receives work data from the
그리고, 본 발명의 제조 시스템은, 협동작업장치(100)에서 수행되는 공정에 이용되는 설계 및 작업에 대한 데이터인 작업데이터를 저장하고 작업데이터를 작업제어 장치(420)로 송신하는 작업관리 장치(410); 및 작업제어 장치(420)로부터 로봇제어데이터를 수신하고, 로봇제어데이터에 대한 시뮬레이션을 수행하여 협동작업장치(100)의 가상 공정에 대한 데이터인 가상데이터를 작업관리 장치(410)로 송신하는 시뮬레이션 장치(430)를 더 포함할 수 있다.In addition, the manufacturing system of the present invention is a work management device that stores work data, which is data on design and work used in the process performed by the
작업자 및 그 외 전문가 등의 인력은 작업관리 장치(410)에 공정분석 또는 안전진단 관련한 데이터를 입력할 수 있으며, 그 외, 외부에서 주기적으로 업데이트되는 공정 관련 데이터가 작업관리 장치(410)로 송신될 수 있다. Manpower such as workers and other experts may input data related to process analysis or safety diagnosis into the
또한, 다른 장치의 설계 프로그램에서 생성된 설계 데이터 등도 작업관리 장치(410)로 송신될 수 있으며, 이에 따라, 작업데이터가 생성될 수 있다. 이와 같은 작업데이터에는 작업자 정보, 로봇 정보, 협동작업장치(100)의 공간 또는 작업 관련한 데이터, 제조 제품 등에 대한 정보가 포함될 수 있다.In addition, design data generated by a design program of another device may also be transmitted to the
작업데이터는 작업제어 장치(420)로 송신되며, 작업제어 장치(420)에서는 작업데이터를 이용하여 협동작업장치(100)와 연결된 로봇(200)인 작업 로봇에 적합한 로봇제어데이터를 생성할 수 있다.The work data is transmitted to the
구체적으로, 작업제어 장치(420)에서는 작업데이터의 로봇(200) 정보와 작업 로봇의 정보를 비교하여, 작업데이터에서 작업 로봇에 적합한 데이터를 선별하고, 이를 이용하여 작업 로봇에 대한 로봇제어데이터를 생성하여 협동작업장치(100)로 송신할 수 있다.Specifically, the
시뮬레이션 장치(430)는, 시뮬레이션 수행 시 로봇제어데이터를 이용한 머신러닝을 수행할 수 있다. 여기서, 머신러닝(인공신경망, neural networks) 모델을 이용하여 로봇제어데이터를 이용한 작업 로봇과 협동작업장치(100)에 대한 학습데이터를 생성할 수 있다.The
그리고, 시뮬레이션장치는 이와 같은 학습데이터를 이용하여 작업 로봇과 작업자 등에 대한 가상 공정 모델에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있으며, 이를 통해 가상 공정에 대한 가상데이터를 생성할 수 있고, 가상데이터를 작업관리 장치(410)로 송신할 수 있다.In addition, the simulation device can perform a simulation of a virtual process model for a work robot and a worker using such learning data, and through this, it is possible to generate virtual data for a virtual process and convert the virtual data to a work management device. (410).
데이터 처리장치(340)의 분석데이터는 작업관리 장치(410)로 송신되어 작업데이터의 업데이트에 이용될 수 있다. 즉, 데이터 처리장치(340)는, 본 발명의 제조 시스템 내 포함되는 작업관리 장치(410)로 작업데이터를 송신할 수 있다.The analysis data of the
이와 같은 경우에는, 본 발명의 제조 시스템에 속한 하나의 협동작업장치(100)에서 빅데이터 분석에 의해 생성된 분석데이터를 이용할 수 있으며, 상기와 같은 하나의 협동작업장치(100)에 다른 협동작업장치(100)의 데이터 처리에 의한 분석데이터를 즉각적으로 이용할 수 있어, 하나의 협동작업장치(100)에 대한 작업데이터 업데이트 효율이 증대될 수 있다.In this case, the analysis data generated by big data analysis can be used in one
그리고, 데이터 처리장치(340)의 분석데이터는 외부의 전자기기로 송신되어 전자기기의 데이터 업데이트에 이용될 수 있다. 이와 같은 경우에는, 외부의 전자기기와 연결되고 로봇(200)을 이용하여 협동 작업을 수행하는 장치에서 분석데이터를 이용하게 되는 것이며, 해당 분석데이터를 이용하여 외부에 솔루션을 제공하는 것으로써, 분석데이터의 적용 범위가 확대되는 효과가 구현될 수 있다.In addition, the analysis data of the
상기와 같은 본 발명의 제조 시스템을 이용하는 경우, 현장에서 생성되는 데이터가 실시간으로 빅데이터화되고, 이와 같은 빅데이터를 이용하여 현장의 데이터에 대한 업데이트가 실시간으로 진행되어, 공정 및 안전 효율을 향상시킬 수 있다.In the case of using the manufacturing system of the present invention as described above, the data generated in the field is converted into big data in real time, and the data in the field is updated in real time using such big data, thereby improving process and safety efficiency. can
또한, 빅데이터의 형성 외에, 각각의 단위별 작업 로봇에 대한 가상 공정 모델을 생성하고 이를 이용하여 작업에 대한 데이터를 업데이트하므로, 공정 및 안전 효율을 향상시킴과 동시에, 단위별 작업 로봇에 적합한 제어 데이터를 생성할 수 있다.In addition, in addition to the formation of big data, a virtual process model for each unit of work robot is created and work data is updated using it, thereby improving process and safety efficiency and controlling suitable for each unit of work robot. data can be generated.
이하, 협동작업장치의 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the cooperative work device will be described in detail.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치의 구성에 대한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치의 작동에 대한 모식도이다.3 is a schematic diagram of a configuration of a cooperative work device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a perspective view of a cooperative work device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of the operation of the cooperative work device.
그리고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치에 구비된 정보처리부에서 감지정보와 로봇자세정보를 기반으로 도출한 충돌가능영역을 나타낸 모식도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 협동작업장치, 작업자 및 충돌가능영역을 나타낸 사시도이다.And, FIG. 6 is a schematic diagram showing a possible collision area derived from the information processing unit provided in the cooperative work device according to an embodiment of the present invention based on detection information and robot posture information, and FIG. 7 is an embodiment of the present invention. It is a perspective view showing a cooperative work device, a worker, and a possible collision area according to.
도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 협동작업장치는, xy평면상에 위치하는 가이드부(110); 가이드부를 지지하도록 형성되는 갠트리부(120); 가이드부(110)를 따라 슬라이딩되도록 가이드부(110)와 연결되고 적어도 일부에 지면을 향하도록 로봇이 결합되는 이동부(130); 및 가이드부(110)의 하부를 향하도록 가이드부(110)와 결합되어 가이드부(110)의 하부영역에 위치하는 로봇(200) 및 작업자(20)를 감지하는 적어도 2개의 센서부(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 적어도 2개의 센서부(140)는 로봇(200) 및 작업자(20)를 실시간으로 감지하여 작업대상물과 작업자(20)가 충돌하는 것을 방지하기 위한 감지정보를 생성할 수 있다.As shown in Figures 3 to 5, the cooperative work device, the
가이드부(110)는 지면으로부터 소정거리 이격되는 xy평면상에 위치할 수 있다. 상기한 가이드부(110)는 제1 가이드부재(111), 제2 가이드부재(112) 및 제3 가이드부재(113)를 포함할 수 있다.The
제1 가이드부재(111)는 도 4에 도시된 바와 같이 x축선상에 위치하고 제1 가이드레일이 형성되는 프레임일 수 있다. 제1 가이드레일은 제3 가이드부재(113)와 대향하는 제1 가이드부재(111)의 일면에 형성되고, 이러한 제1 가이드레일에는 제2 가이드부재(112)의 일측이 연결될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the
제2 가이드부재(112)는 제1 가이드부재(111)와 수직하도록 연결되어 y축선상에 위치하고 제2 가이드레일이 형성되는 프레임이다. 제2 가이드레일은 제2 가이드부재(112)의 일측면에 형성되고, 이러한 제2 가이드레일에는 후술되는 y축 이동부재(132)가 연결될 수 있다.The
또한, 제2 가이드부재(112)는 제3 가이드부재(111)와 수직하도록 연결될 수 있다. 구체적으로 제2 가이드부재(112)의 일측은 제1 가이드레일에 연결되고 제2 가이드부재(112)의 타측은 후술되는 제3 가이드레일에 연결될 수 있다. 상기한 구조를 가진 제2 가이드부재(112)는 후술되는 x축 이동부재(131)에 의해 제1, 3 가이드레일을 따라 x축 방향으로 슬라이딩될 수 있다.In addition, the
제3 가이드부재(113)는 제2 가이드부재(112)와 수직하도록 연결되고 제1 가이드부재(111)와 평행하도록 x축선상에 위치하며 제3 가이드레일이 형성되는 프레임이다. 제3 가이드레일에는 제2 가이드부재(112)의 타측이 연결될 수 있다.The
갠트리부(120)는 가이드부(110)를 지지하도록 형성된다. 상기한 갠트리부(120)는 제1 갠트리(121), 제2 갠트리(122), 제3 갠트리(123) 및 제4 갠트리(124)를 포함할 수 있다.The
제1 갠트리(121)는 제1 가이드부재(111)의 일측부로부터 하방으로 연장형성되고, 지면과 접하면서 제1 가이드부재(111)를 지지할 수 있다. 이를 위한 제1 갠트리(121)는 제1 가이드부재(111)의 하중을 견디기 위해 강성이 높은 재질로 이루어지고, 예시적으로 H빔일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
제2 갠트리(122)는 제1 갠트리(121)와 대향하면서 제1 가이드부재(111)의 타측부로부터 하방으로 연장형성되고, 지면과 접하면서 제1 갠트리(121)와 함께 제1 가이드부재(111)를 지지할 수 있다. 이를 위한 제2 갠트리(122)는 제1 가이드부재(111)의 하중을 견디기 위해 강성이 높은 재질로 이루어지고, 예시적으로 H빔일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
제3 갠트리(123)는 제1 갠트리(121)와 대향하면서 제3 가이드부재(113)의 일측부로부터 하방으로 연장형성되고, 지면과 접하면서 제3 가이드부재(113)를 지지할 수 있다. 이를 위한 제2 갠트리(122)는 제1 가이드부재(111)의 하중을 견디기 위해 강성이 높은 재질로 이루어지고, 예시적으로 H빔일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
제4 갠트리(124)는 제2 갠트리(122)와 대향하면서 제3 가이드부재(113)의 타측부로부터 하방으로 연장형성되고, 지면과 접하면서 제3 갠트리(123)와 함께 제3 가이드부재(113)를 지지할 수 있다. 이를 위한 제2 갠트리(122)는 제1 가이드부재(111)의 하중을 견디기 위해 강성이 높은 재질로 이루어지고, 예시적으로 H빔일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
전술한 제1 내지 제4 갠트리(121, 122, 123, 14)는 동일한 높이를 가짐에 따라 지면에 밀착되어 가이드부(110)를 견고하게 지지할 수 있다.As the above-described first to
도 5에서 보는 바와 같이, 이동부(130)는 가이드부(110)를 따라 슬라이딩되도록 가이드부(110)와 연결되고 적어도 일부에 지면을 향하도록 로봇(200)이 결합된다. 상기한 이동부(130)는 x축 이동부재(131), y축 이동부재(132) 및 z축 이동부재(133)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the moving
x축 이동부재(131)는 제3 가이드부재(113)와 연결되고 제2 가이드부재(113)와 결합될 수 있다. 예시적으로 x축 이동부재(131)는 직선왕복운동을 지원하는 리니어모터일 수 있다. 상기한 x축 이동부재(131)는 제3 가이드부재(113) 상에서 슬라이딩하여 x축 방향으로 이동하면서 제2 가이드부재(112)를 x축으로 이동시킬 수 있다. The
y축 이동부재(132)는 제2 가이드부재에 결합되는 보조 가이드부재에 연결되어 보조 가이드부재를 따라 이동할 수 있다. 또한, y축 이동부재(132)는 z축 이동부재(133)와 결합될 수 있다. 예시적으로 y축 이동부재(132)는 직선왕복운동을 지원하는 리니어모터일 수 있다. 상기한 구조를 가지는 y축 이동부재(132)는 보조 가이드부재를 따라 y축 방향으로 슬라이딩되면서 z축 이동부재(133)를 y축 방향으로 이동시킬 수 있다.The y-
z축 이동부재(133)는 y축 이동부재(132)와 결합됨에 따라 y축 이동부재(132)가 y축 방향으로 슬라이딩 시 함께 y축 방향으로 이동될 수 있다. 또한, z축 이동부재(133)의 하단에는 로봇(200)이 결합되어 있다. 예시적으로 z축 이동부재(133)는 직선왕복운동을 지원하는 리니어모터일 수 있다. 상기한 구조를 가지는 z축 이동부재(133)는 로봇(200)을 z축 방향으로 이동시킬 수 있다.As the z-
상기와 같은 이동부(130)는, 로봇(200)이 작업대상물(10)을 가공 시 원활하게 가공할 수 있도록 지원할 수 있다.The moving
센서부(140)는 가이드부(110)의 하부를 향하도록 가이드부(110)와 결합되어 가이드부(110)의 하부영역에 위치하는 로봇(200) 및 작업자(20)를 감지하고, 이를 위한 센서부는 적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)를 포함할 수 있다.The
적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)는 로봇(200) 및 작업자(20)를 실시간으로 감지하여 작업대상물(10)과 작업자(20)가 충돌하는 것을 방지하기 위한 감지정보를 생성할 수 있다.The at least two
구체적으로, 상기한 적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 가이드부재(111)의 일측부에 결합되는 제1 센서부(141), 제1 가이드부재(141)의 타측부에 결합되는 제2 센서부(142), 제1 센서부(141)와 대향하도록 제3 가이드부재(113)의 일측부에 결합되는 제3 센서부(143) 및 제2 센서부(142)와 대향하도록 제3 가이드부재(113)의 타측부와 결합되는 제4 센서부(144)일 수 있다.Specifically, the at least two
여기서, 센서부(140)는 비접촉식 센서일 수 있다. 구체적으로 센서부(140)는 3D 라이다센서 및 비전센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기한 센서부(140)는 제1 센서부(141), 제2 센서부(142) 및 제3 센서부(143)를 포함할 수 있다.Here, the
제1 센서부(141)는 제1 가이드부재(111)의 일측부에 결합되고 제4 갠트리(124)의 하부를 향하도록 배치될 수 있다. 제2 센서부(142)는 제1 가이드부재(141)의 타측부에 결합되고 제3 갠트리(123)의 하부를 향하도록 배치될 수 있다. 제3 센서부(143)는 제1 센서부(141)와 대향하도록 제3 가이드부재(113)의 일측부에 결합되고 제2 갠트리(122)의 하부를 향하도록 배치될 수 있다. 그리고, 제4 센서부(144)는 제2 센서부(142)와 대향하도록 제3 가이드부재(113)의 타측부와 결합되고 제1 갠트리(121)의 하부를 향하도록 배치될 수 있다.The
전술한 제1 내지 제4 센서부(141, 142, 143, 144)는 장착되는 위치에서 대각선 하방을 향하도록 배치됨에 따라 가이드부(110)의 하부영역에 위치하는 작업대상물(10), 작업자(20) 및 로봇(200)를 실시간으로 감지할 수 있다.As the above-described first to
데이터베이스부(150)는 로봇(200)으로부터 전송되는 로봇(200)에 대한 로봇자세정보 및 감지정보를 수신한 후 정보처리부(160)로 전송할 수 있다. 그리고, 정보처리부(160)는 데이터베이스부(150)로부터 전송되는 감지정보 및 로봇자세정보를 기반으로 충돌가능영역을 실시간으로 도출할 수 있다. 여기서, 로봇자세정보는 로봇(200)에 대한 관절각도정보, 관절회전속도정보 및 위치정보(x축, y축, z축)를 포함한다.The
또한, 충돌가능영역은 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이, 감지정보 및 로봇자세정보를 기반으로 갠트리부(120)의 하부영역을 긴급정지영역(S1), 감속운전영역(S2) 및 정상운전영역(S3)으로 구획된 영역일 수 있다. 이때, 충돌가능영역은 로봇(200)이 x축 방향, y축 방향 및 z축 방향으로 실시간으로 이동하기 때문에 지속적으로 변경됨은 물론이다.In addition, as shown in FIGS. 6 and 7, the collision potential area is the emergency stop area (S1), deceleration operation area (S2) and normal operation It may be an area divided into area S3. At this time, as the
구체적으로, 긴급정지영역(S1)은 로봇(200)을 둘러싸는 영역이고, 감속운전영역(S2)은 긴급정지영역(S1)을 둘러싸는 영역이며, 정상운전영역(S3)은 감속운전영역(S2)을 둘러싸는 영역일 수 있다.Specifically, the emergency stop area S1 is an area surrounding the
즉, 로봇(200)과의 거리가 짧을수록 로봇(200)과 작업자(20)가 충돌할 가능성이 높으므로 충돌가능영역은 긴급정지영역(S1), 감속운전영역(S2) 및 정상운전영역(S3)의 순서대로 구획될 수 있다.That is, the shorter the distance to the
정보처리부(160)는 작업자(20)에 대한 감지정보를 긴급정지영역(S1), 감속운전영역(S2) 및 정상운전영역(S3)에 매칭시켜 작업자(20)가 어느 영역에 위치하는지를 판단할 수 있다.The
구체적으로, 정보처리부(160)는 작업자(20)가 긴급정지영역(S1)에 위치하는 경우, 긴급정지신호를 생성하여 제어부(170)로 전송할 수 있다. 한편, 정보처리부(160)는 작업자(20)가 감속운전영역(S2)에 위치하는 경우, 감속운전신호를 생성하여 제어부(170)로 전송할 수 있다. 다른 한편, 정보처리부(160)는 작업자(20)가 정상운전영역(S3)에 위치하는 경우, 정상운전신호를 생성하여 제어부(170)로 전송할 수 있다.Specifically, the
제어부(170)는 정보처리부(160)로부터 전송되는 충돌가능영역에 따라 로봇(200)과 이동부(130)의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(170)는 작업자(20)가 긴급정지영역(S1)에 위치하는 경우, 정보처리부(160)로부터 전송되는 긴급정지신호를 수신하고, 이에 따른 제어부(170)는 긴급정지신호에 따라 로봇(200) 및 이동부(130)의 동작이 정지하도록 제어한다. 이때, 로봇(200) 및 이동부(130)의 동작을 긴급정지하기 위한 조건은 ISO 13482에 따른다.The
한편, 제어부(170)는 작업자(20)가 감속운전영역(S2)에 위치하는 경우, 정보처리부(160)로부터 전송되는 감속운전신호를 수신하고, 이에 따른 제어부(170)는 감속운전신호에 따라 로봇(200) 및 이동부(130)가 감속하여 동작하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, when the
다른 한편, 제어부(170)는 작업자(20)가 정상운전영역(S3)에 위치하는 경우, 정보처리부(160)로부터 전송되는 정상운전신호를 수신하고, 이에 따른 제어부(170)는 정상운전신호를 로봇(200) 및 이동부(130)로 전송하여 현재 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
로봇(200)은 작업대상물(10)을 가공, 결합, 접합 등의 공정을 수행하기 위한 것으로서, z축 이동부재(133)의 하단에 결합될 수 있다. 또한, 로봇(200)은 이동부(130)에 의해 x축 방향, y축 방향 및 z축 방향으로 이동하는 가이드부(110)를 따라 이동하면서 작업대상물(10)을 가공할 수 있다.The
이를 위한 로봇(200)은, 도 4, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 3개의 로봇암, 가공부, 3개의 로봇암 및 가공부를 연결하는 관절부, 로봇암과 관절부를 감지한 로봇자세정보를 생성하는 로봇자세 센서부(미도시) 및 데이터베이스부(150)로 로봇자세정보를 전송하는 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 4, 5 and 7, the
이하, 본 발명의 협동작업장치를 이용한 본 발명의 제어방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, the control method of the present invention using the cooperative work device of the present invention will be described.
본 발명의 제어방법은 적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)가 작업자 및 사물 중 적어도 어느 하나를 감지한 감지정보를 실시간으로 생성하는 a단계, 데이터베이스부(150)가 로봇(200)으로부터 전송되는 로봇자세정보 및 적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)로부터 전송되는 감지정보를 수신하는 b단계, 정보처리부(160)가 데이터베이스부(150)로부터 전송되는 감지정보 및 로봇자세정보를 기반으로 충돌가능영역을 실시간으로 도출하는 c단계 및 제어부(170)가 정보처리부(160)로부터 전송되는 충돌가능영역에 따라 로봇(200)과 이동부(130)의 동작을 제어하는 d단계를 포함한다.In the control method of the present invention, at least two
여기서, 충돌가능영역은 감지정보 및 로봇자세정보를 기반으로 가이드부(110)의 하부영역을 긴급정지영역(S1), 감속운전영역(S2) 및 정상운전영역(S3)으로 구획된 영역일 수 있다.Here, the collision potential area may be an area in which the lower area of the
구체적으로 a단계는, 적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)로 전원이 인가되는 a-1단계, 적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)가 작업대상물(10), 작업자(20) 및 로봇(200)을 감지한 감지정보를 생성하는 a-2단계, 및 적어도 2개의 센서부(141, 142, 143, 144)가 데이터베이스부(150)로 감지정보를 전송하는 a-3단계를 포함한다.Specifically, step a is step a-1 in which power is applied to at least two
다음, b단계는, 데이터베이스부(150)가 로봇(200)으로부터 전송되는 로봇자세정보를 수신하는 b-1단계, 데이터베이스부(150)가 적어도 2개의 센서부로부터 전송되는 감지정보를 수신하는 b-2단계 및 데이터베이스부(150)가 로봇자세정보 및 감지정보를 정보처리부(160)로 전송하는 b-3단계를 포함하고, 이때, 로봇자세정보는 로봇(200)에 대한 관절각도정보, 관절회전속도정보 및 위치정보(x축, y축, z축)를 포함할 수 있다.Next, step b is step b-1 in which the
다음, c단계는, 정보처리부(160)가 데이터베이스부(150)로부터 전송되는 로봇자세정보 및 감지정보를 수신하는 c-1단계, 정보처리부(160)가 로봇자세정보 및 감지정보를 기반으로 충돌가능영역을 실시간으로 도출하는 c-2단계, 정보처리부(160)가 긴급정지영역(S1), 감속운전영역(S2) 및 정상운전영역(S3) 중 어느 영역에 로봇(200)이 위치하는지를 매칭시키는 c-3단계 및 정보처리부(160)가 충돌가능영역과 로봇을 매칭시킨 결과를 제어부(170)로 전송하는 c-4단계를 포함한다.Next, step c is step c-1 in which the
여기서, 긴급정지영역(S1)은 로봇(200)을 둘러싸는 영역이고, 감속운전영역(S2)은 긴급정지영역(S1)을 둘러싸는 영역이며, 정상운전영역(S3)은 감속운전영역(S2)을 둘러싸는 영역일 수 있다.Here, the emergency stop area (S1) is an area surrounding the
또한, c-4단계는, 정보처리부(160)가 작업자(20)가 긴급정지영역(S1)에 위치하는 경우, 긴급정지신호를 생성하여 제어부(170)로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, step c-4 may include a step of generating an emergency stop signal by the
한편, c-4단계는, 정보처리부(160)가 작업자(20)가 감속운전영역(S2)에 위치하는 경우, 감속운전신호를 생성하여 제어부(170)로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, step c-4 may include a step in which the
다른 한편, c4단계는, 정보처리부(160)가 작업자(20)가 정상운전영역(S3)에 위치하는 경우, 정상운전신호를 생성하여 제어부(170)로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, step c4 may include a step in which the
다음, d단계는, 제어부(170)가 정보처리부(160)로부터 전송되는 긴급정지신호를 수신하는 d-1단계 및 제어부(170)가 긴급정지신호에 따라 로봇(200) 및 이동부(130)의 동작이 정지하도록 제어하는 d-2단계를 포함할 수 있다.Next, step d is step d-1 in which the
d-1단계 및 d-2단계는 로봇(200)과 작업자(20) 간의 사이가 매우 가까워 로봇(200)과 작업자(20) 간의 충돌 가능성이 매우 높으므로 로봇(200) 및 이동부(130)의 동작을 신속하게 정지시킬 수 있도록 제어함은 물론, 별도의 알림부(미도시)로 긴급경고신호를 전송하여 알림부가 경고음을 발생시킴에 따라 작업자(20)에게 충돌 위험성을 알릴 수 있다.Steps d-1 and d-2 are very close between the
한편, d단계는, 제어부(170)가 정보처리부(160)로부터 전송되는 감속운전신호를 수신하는 d-3단계 및 제어부(170)가 감속운전신호에 따라 로봇(200) 및 이동부(130)가 감속하여 동작하도록 제어하는 d-4단계를 포함한다.Meanwhile, step d is step d-3 in which the
상기된 d-3단계 및 d-4단계에서도 제어부(170)는 알림부로 경고신호를 전송하여 알림부가 경고음을 발생시킴에 따라 작업자(20)에게 충돌 위험성을 알릴 수 있도록 한다.Even in steps d-3 and d-4 described above, the
다른 한편, d단계는, 제어부(170)가 정보처리부(160)로부터 전송되는 정상운전신호를 수신하는 d-5단계 및 제어부(170)가 감속운전신호를 로봇(200) 및 이동부(130)로 전송하여 현재 상태를 유지하도록 제어하는 d-6단계를 포함할 수 있다.On the other hand, step d is step d-5 in which the
d-5단계 및 d-6단계에서는, 로봇(200)과 작업자(20) 간의 충돌 가능성이 낮거나 없다고 판단하므로 기설정된 가공공정에 따라 로봇(200)이 작업대상물(10)을 가공할 수 있도록 현재 상태를 유지시킬 수 있다.In steps d-5 and d-6, it is determined that the possibility of collision between the
상기와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제조 시스템을 포함하고, 외부로 현장 맞춤형 솔루션을 제공하는 제조 공정 빅데이터 플랫폼을 형성할 수 있다. 여기서는 상기와 같이, 데이터 처리장치(340)의 분석데이터가 외부의 전자기기로 송신되어 전자기기의 데이터 업데이트에 이용될 수 있다.By the configuration as described above, it is possible to form a manufacturing process big data platform that includes the manufacturing system of the present invention and provides a site-customized solution to the outside. Here, as described above, analysis data of the
이하, 본 발명의 제조 시스템을 이용한 로봇 제어 데이터 업데이트 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a robot control data update method using the manufacturing system of the present invention will be described.
제1단계에서, 협동작업장치(100)에서 발생한 공정데이터가 공정데이터 수집장치로 송신되어 수집될 수 있다. 그리고, 제2단계에서, 데이터 변환장치가 공정데이터 수집장치와 통신을 수행하고, 공정데이터를 표준데이터로 변환시킬 수 있다.In the first step, process data generated in the
다음으로, 제3단계에서, 통신망(350)을 통해 데이터 변환장치로부터 수신되는 표준데이터를 빅데이터 장치에서 저장 및 처리할 수 있다. 그리고, 제4단계에서, 데이터 처리장치가 빅데이터 장치로부터 표준데이터를 수신하고 특정 협동작업장치의 공정데이터를 수신하고 분석하여 분석데이터를 생성할 수 있다.Next, in the third step, the standard data received from the data conversion device through the
그 후, 제5단계에서, 데이터 처리장치의 분석데이터가 작업관리 장치로 송신되어 작업데이터의 업데이트에 이용되고, 업데이트된 작업데이터를 이용하여 작업제어 장치에서 로봇제어데이터가 생성될 수 있다.Then, in the fifth step, the analysis data of the data processing device is transmitted to the work management device and used to update the work data, and robot control data can be generated in the work control device using the updated work data.
본 발명의 로봇 제어 데이터 업데이트 방법에 대한 나머지 상세한 사항은, 상기된 본 발명의 제조 시스템에 대해 기재된 사항과 동일하다.The remaining details of the robot control data update method of the present invention are the same as those described for the manufacturing system of the present invention described above.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 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.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 작업대상물 20: 작업자
100: 협동작업장치 110: 가이드부
111: 제1 가이드부재 112: 제2 가이드부재
113: 제3 가이드부재 120: 갠트리부
121: 제1 갠트리 122: 제2 갠트리
123: 제3 갠트리 124: 제4 갠트리
130: 이동부 131: x축 이동부재
132: y축 이동부재 133: z축 이동부재
140: 센서부 141: 제1 센서부
142: 제2 센서부 143: 제3 센서부
144: 제4 센서부 150: 데이터베이스부
160: 정보처리부 170: 제어부
200: 로봇 310 : 공정데이터 수집장치
320 : 데이터 변환장치 330 : 빅데이터 장치
331 : 데이터처리부 340 : 데이터 처리장치
350 : 통신망 410 : 작업관리 장치
420 : 작업제어 장치 430 : 시뮬레이션 장치 10: work object 20: worker
100: cooperative work device 110: guide unit
111: first guide member 112: second guide member
113: third guide member 120: gantry unit
121: first gantry 122: second gantry
123: third gantry 124: fourth gantry
130: moving unit 131: x-axis moving member
132: y-axis moving member 133: z-axis moving member
140: sensor unit 141: first sensor unit
142: second sensor unit 143: third sensor unit
144: fourth sensor unit 150: database unit
160: information processing unit 170: control unit
200: robot 310: process data collection device
320: data converter 330: big data device
331: data processing unit 340: data processing unit
350: communication network 410: work management device
420: work control device 430: simulation device
Claims (13)
상기 협동작업장치에서 발생하는 데이터인 공정데이터를 수집하는 공정데이터 수집장치;
공정데이터 수집장치와 통신을 수행하고, 상기 공정데이터를 표준데이터로 변환시키는 에이전트를 구비하는 데이터 변환장치;
통신망을 통해 상기 데이터 변환장치로부터 수신되는 상기 표준데이터를 저장 및 처리하는 빅데이터 장치; 및
상기 빅데이터 장치로부터 상기 표준데이터를 수신하고 특정 협동작업장치의 공정데이터를 수신하고 분석하여 분석데이터를 생성하는 데이터 처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
A cooperative work device that generates sensing information for a robot and an operator performing cooperative work in a predetermined manufacturing process;
a process data collection device that collects process data, which is data generated by the cooperative work device;
a data conversion device having an agent that communicates with the process data collection device and converts the process data into standard data;
a big data device for storing and processing the standard data received from the data conversion device through a communication network; and
A virtual process model of a gantry-type worker-robot cooperative work device comprising a data processing device that receives the standard data from the big data device and receives and analyzes process data of a specific cooperative work device to generate analysis data based manufacturing system.
작업데이터를 수신하고 상기 작업데이터를 분석하여 상기 로봇의 제어에 이용되는 데이터인 로봇제어데이터를 생성하여 상기 협동작업장치로 송신하는 작업제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 1,
A gantry-type operator-robot cooperation comprising receiving work data, analyzing the work data, generating robot control data, which is data used for controlling the robot, and transmitting the data to the cooperative work device. Manufacturing system based on virtual process model of work tools.
상기 협동작업장치에서 수행되는 공정에 이용되는 설계 및 작업에 대한 데이터인 작업데이터를 저장하고 상기 작업데이터를 상기 작업제어 장치로 송신하는 작업관리 장치; 및
상기 작업제어 장치로부터 상기 로봇제어데이터를 수신하고, 상기 로봇제어데이터에 대한 시뮬레이션을 수행하여 상기 협동작업장치의 가상 공정에 대한 데이터인 가상데이터를 상기 작업관리 장치로 송신하는 시뮬레이션 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 2,
a work management device that stores work data, which is data on design and work used in a process performed by the cooperative work device, and transmits the work data to the work control device; and
Further comprising a simulation device for receiving the robot control data from the job control device, performing a simulation on the robot control data, and transmitting virtual data, which is data for a virtual process of the cooperative work device, to the work management device A virtual process model-based manufacturing system of a gantry-type worker-robot cooperative work device, characterized in that.
상기 데이터 처리장치의 상기 분석데이터는 상기 작업관리 장치로 송신되어 상기 작업데이터의 업데이트에 이용되는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 3,
The analysis data of the data processing device is transmitted to the work management device and used for updating the work data.
상기 데이터 처리장치의 상기 분석데이터는 외부의 전자기기로 송신되어 상기 전자기기의 데이터 업데이트에 이용되는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 3,
The analysis data of the data processing device is transmitted to an external electronic device and used for updating data of the electronic device.
상기 시뮬레이션 장치는, 시뮬레이션 수행 시 상기 로봇제어데이터를 이용한 머신러닝을 수행하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 3,
The simulation device is a virtual process model-based manufacturing system of a gantry-type worker-robot cooperative work device, characterized in that performing machine learning using the robot control data when performing simulation.
상기 빅데이터 장치는,
상기 표준데이터를 수신하는 데이터수신부; 및
상기 표준데이터와 정형 데이터 및 비정형 데이터를 저장하고 각각의 데이터를 분산 처리하는 데이터처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 1,
The big data device,
a data receiver for receiving the standard data; and
A virtual process model-based manufacturing system of a gantry-type worker-robot cooperative work device, characterized in that it comprises a data processing unit for storing the standard data, structured data, and unstructured data and distributively processing each data.
상기 공정데이터는, 상기 로봇의 자세에 대한 로봇자세정보, 상기 감지정보 및 상기 로봇과 상기 작업자의 충돌가능영역에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 1,
The process data includes robot posture information about the posture of the robot, the detection information, and data on a possible collision area between the robot and the operator Virtual process model of a gantry-type worker-robot cooperative work device based manufacturing system.
상기 협동작업장치는,
xy평면상에 위치하는 가이드부;
상기 가이드부를 지지하도록 형성되는 갠트리부;
상기 가이드부를 따라 슬라이딩되도록 상기 가이드부와 연결되고 적어도 일부에 지면을 향하도록 로봇이 결합되는 이동부; 및
상기 가이드부의 하부를 향하도록 상기 가이드부와 결합되어 상기 가이드부의 하부영역에 위치하는 로봇 및 작업자를 감지하는 적어도 2개의 센서부를 포함하고,
상기 적어도 2개의 센서부는 상기 로봇 및 상기 작업자를 실시간으로 감지하여 작업대상물과 상기 작업자가 충돌하는 것을 방지하기 위한 감지정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 1,
The cooperative work device,
a guide unit located on the xy plane;
a gantry portion formed to support the guide portion;
a moving unit connected to the guide unit so as to slide along the guide unit and coupled to a robot so as to face at least a portion of the guide unit; and
At least two sensor units coupled to the guide unit toward a lower portion of the guide unit and detecting a robot and an operator located in a lower area of the guide unit;
The at least two sensor units sense the robot and the operator in real time to generate sensing information for preventing a work object from colliding with the operator. Based on a virtual process model of a gantry-type worker-robot cooperative work device manufacturing system.
상기 센서부는 3D 라이다센서 및 비전센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 9,
The sensor unit comprises at least one of a 3D lidar sensor and a vision sensor.
상기 가이드부는,
x축선상에 위치하고 제1 가이드레일이 형성되는 제1 가이드부재;
상기 제1 가이드부재와 수직하도록 연결되어 y축선상에 위치하고 제2 가이드레일이 형성되는 제2 가이드부재; 및
상기 제2 가이드부재와 수직하도록 연결되고 상기 제1 가이드부재와 평행하도록 x축선상에 위치하며 제3 가이드레일이 형성되는 제3 가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 갠트리타입 작업자-로봇 협동작업장치의 가상 공정 모델 기반 제조 시스템.
The method of claim 9,
The guide part,
A first guide member located on the x-axis and having a first guide rail formed thereon;
a second guide member connected perpendicularly to the first guide member, positioned on the y-axis, and forming a second guide rail; and
A gantry-type operator-robot cooperative work device comprising a third guide member connected perpendicularly to the second guide member, positioned on the x-axis line parallel to the first guide member, and having a third guide rail formed therein of virtual process model-based manufacturing systems.
A manufacturing process big data platform comprising a manufacturing system based on a virtual process model of a gantry-type worker-robot cooperative work device according to any one of claims 1 to 11 and providing a site-customized solution to the outside .
상기 협동작업장치에서 발생한 상기 공정데이터가 상기 공정데이터 수집장치로 송신되어 수집되는 제1단계;
상기 데이터 변환장치가 공정데이터 수집장치와 통신을 수행하고, 상기 공정데이터를 표준데이터로 변환시키는 제2단계;
통신망을 통해 상기 데이터 변환장치로부터 수신되는 상기 표준데이터를 상기 빅데이터 장치에서 저장 및 처리하는 제3단계;
상기 데이터 처리장치가 상기 빅데이터 장치로부터 상기 표준데이터를 수신하고 특정 협동작업장치의 공정데이터를 수신하고 분석하여 분석데이터를 생성하는 제4단계; 및
상기 데이터 처리장치의 상기 분석데이터가 상기 작업관리 장치로 송신되어 상기 작업데이터의 업데이트에 이용되고, 업데이트된 상기 작업데이터를 이용하여 상기 작업제어 장치에서 상기 로봇제어데이터가 생성되는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 데이터 업데이트 방법. In the robot control data update method using the manufacturing system based on the virtual process model of the gantry-type worker-robot cooperative apparatus of claim 3,
a first step of transmitting and collecting the process data generated by the cooperative work device to the process data collection device;
a second step of the data conversion device communicating with the process data collection device and converting the process data into standard data;
A third step of storing and processing the standard data received from the data conversion device through a communication network in the big data device;
a fourth step in which the data processing device receives the standard data from the big data device and receives and analyzes process data of a specific cooperative work device to generate analysis data; and
A fifth step of transmitting the analysis data of the data processing device to the work management device and using the updated work data to generate the robot control data in the work control device using the updated work data. Robot control data update method, characterized in that for.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210161651A KR20230075241A (en) | 2021-11-22 | 2021-11-22 | A manufacturing system based on a virtual process model of a gantry-type operator-robot collaboration system and a method for updating robot control data using the same |
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Citations (1)
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KR20210105562A (en) | 2020-02-19 | 2021-08-27 | 한국전자통신연구원 | Method and apparatus of controlling work robot for worker safety |
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- 2021-11-22 KR KR1020210161651A patent/KR20230075241A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal |