KR20240028821A - 고소도장 로봇 - Google Patents

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KR20240028821A
KR20240028821A KR1020220107052A KR20220107052A KR20240028821A KR 20240028821 A KR20240028821 A KR 20240028821A KR 1020220107052 A KR1020220107052 A KR 1020220107052A KR 20220107052 A KR20220107052 A KR 20220107052A KR 20240028821 A KR20240028821 A KR 20240028821A
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KR
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robot
painting
pattern
trajectory
posture
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KR1020220107052A
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Inventor
신주성
박상현
김무림
고대권
김종걸
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한국로봇융합연구원
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Abstract

다양한 도장 형상과 대응하는 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 자동으로 추출 및 생성하여 도장 작업을 수행하는 고소도장 로봇이 개시된다.
개시된 고소도장 로봇은,
로봇 말단이 도장하고자 하는 도장면의 형상을 인식하는 비전 센서부; 복수개의 상이한 도장 형상과 대응하는 복수개의 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 상기 비전 센서부에 의해 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 생성하는 말단궤적 패턴 생성부;를 포함한다.

Description

고소도장 로봇 {High-altitude painting robot}
본 발명은 건물의 실내외 벽체 또는 천장 등에 도장을 수행하는 고소도장로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다양한 도장 형상과 대응하는 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 자동으로 추출 및 생성하여 도장 작업을 수행하는 고소도장 로봇에 관한 것이다.
고소도장 로봇은 사람을 대신하여 건물의 실내외 벽체 또는 천장 등에 도장을 수행한다. 고소도장 로봇은 도장용 로봇아암, 높이조절 리프트, 이동 플랫폼으로 구성될 수 있다.
이동 플랫폼이 도장할 위치로 고소도장 로봇을 이동시키면, 높이조절 리프트가 도장 대상인 벽면, 천장에 맞게 리프트의 높이를 조절한 후, 로봇아암을 이용해 도장 작업을 하게 된다.
한편, 건물의 실내외 벽체 또는 천장에는 평평한 면 이외에 보, 기둥 등의 조합으로 다양한 형상이 존재할 수 있다. 획일화된 프로그래밍으로는 다양한 형상의 도장 작업에 능동적으로 대응하기 어렵다. 또한, 고르지 못한 도장, 도료의 뭉침 및 흘러내림 등 도장 품질 저하도 발생할 수 있다.
기존의 도장 형상에 대응할 수 있는 방법으로는 도장 로봇 스프레이건에 장착된 분사 노즐의 각도와 속도를 도장면에 따라 제어하는 방법이 있다. 이 방법은 분사 거리를 일정하게 유지하며 등속 이동하고 모서리 구간에서 스프레이의 회전 각속도와 접근 속도, 이탈 속도 등을 설정하여 도장하는 방법으로, 평평한 면 및 모서리 구간에서의 균일한 도장이 가능하나 스프레이건의 분사 노즐의 운동만을 고려한 방법으로 다양한 형상에는 대응하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 분사 노즐의 분사 범위에 따른 농도의 변화, 도료의 변화에 따른 분사 거리의 변화 그리고 중첩(Overlap) 구간 등을 고려하지 않으므로, 도장 작업시 해당 부분을 고려하여 보정해야 하는 번거로움을 수반하는 문제가 있다.
한국등록특허 10-1991053호
본 발명은 다양한 도장 형상과 대응하는 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 자동으로 추출 및 생성하여 도장 작업을 수행하는 고소도장 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇은,
로봇 말단이 도장하고자 하는 도장면의 형상을 인식하는 비전 센서부; 복수개의 상이한 도장 형상과 대응하는 복수개의 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 상기 비전 센서부에 의해 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 생성하는 말단궤적 패턴 생성부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇에 있어서, 상기 말단궤적 패턴 라이브러리는 상기 복수개의 상이한 도장 형상과 대응하는 기본 패턴들을 구비하며, 상기 말단궤적 패턴은 상기 기본 패턴들을 조합하여 생성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇에 있어서, 상기 기본 패턴들은, 수평면 패턴, 수평면과 보의 접촉면 패턴, 반구 형상 패턴, 사다리꼴 형상 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇에 있어서, 상기 말단궤적 패턴은, 상기 로봇 말단에 장착된 분사건의 분사 각도가 도장 작업면에 대해 수직인 자세를 유지하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇에 있어서, 상기 로봇 말단의 자세 변경 여부를 판단하고 자세가 변경된 것으로 판단되면, 상기 로봇 말단의 궤적을 수정하는 말단궤적 수정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇에 있어서, 상기 말단궤적 수정부는, 한 쌍의 비전 센서부가 촬영한 이미지에서의 깊이값을 비교하여 상기 로봇 말단의 자세 변경 여부를 판단하고, 자세가 변경된 것으로 판단되면, 상기 깊이값이 동일해지도록 상기 로봇 말단의 궤적을 수정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇에 있어서, 상기 말단궤적 수정부는, 상기 말단궤적 패턴을 따라 도장 작업 수행시, 상기 로봇 말단의 도장 작업 진행 방향에 장애물의 존재 여부를 판단하고, 장애물이 존재하면 상기 장애물을 회피하도록 상기 로봇 말단의 궤적을 수정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇에 있어서, 상기 말단궤적 수정부는, 한 쌍의 비전 센서부가 촬영한 이미지에서의 깊이값을 비교하여 두 이미지에서의 깊이값 차이가 기설정된 기준치 이상일 경우, 상기 장애물이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면,
다양한 도장 형상과 대응하는 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 자동으로 추출 및 생성하여 도장 작업을 수행할 수 있다.
또한, 이동 플랫폼의 이동이나 외부의 알 수 없는 충격 등에 의해 고소도장 로봇 또는 도장용 로봇아암의 자세가 변경되는 경우에도, 로봇 말단의 자세를 수정하여 균일한 도장 작업을 수행할 수 있다.
또한, 도장 작업을 수행하는 중에 의도치 않은 장애물과 충돌할 우려가 있는 경우, 장애물을 회피하도록 로봇 말단의 자세를 수정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고소도장 로봇이 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고소도장 로봇의 도장 작업 상태가 예시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고소도장 로봇의 도장용 로봇아암이 도시된 블록도이다.
도 4는 도장면 인식부에 의해 인식되는 도장면 형상들의 종류가 예시된 도면이다.
도 5는 도장면 형상들이 도시된 도면이다.
도 6은 도장면 형상에 따른 말단궤적 패턴을 생성하는 과정이 도시된 도면이다.
도 7은 도장용 로봇아암의 자세 변경 여부를 판단하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도장 작업을 수행하는 중 장애물을 회피하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치가 도시된 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '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. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고소도장 로봇을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고소도장 로봇이 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고소도장 로봇의 도장 작업 상태가 예시된 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고소도장 로봇의 도장용 로봇아암이 도시된 블록도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고소도장 로봇은, 이동 플랫폼(100), 높이조절 리프트(200), 도장용 로봇아암(300)을 포함한다.
이동 플랫폼(100)은 도장할 위치로 고소도장 로봇을 이동시킨다. 이동 플랫폼(100)은 플랫폼 베이스(110)와 이동 수단(120)을 구비한다. 플랫폼 베이스(110)의 상면에는 높이조절 리프트(200)가 장착되고, 하면에는 이동 수단(120)이 장착된다. 이동 수단(120)은 롤러일 수 있다.
높이조절 리프트(200)는 도장용 로봇아암(300)의 높이를 조절하여, 도장용 로봇아암(300)이 도장 대상인 벽면, 천장 등을 도장할 수 있는 위치가 될 수 있도록 한다. 높이조절 리프트(200)는 리프트 지지대(210), 다단 리프트 부재(220), 리프트 상단 플레이트(230)를 포함한다.
리프트 지지대(210)는 플랫폼 베이스(110)의 상면에 고정될 수 있고, 상방향으로 소정 길이 연장된 형상으로 형성된다. 리프트 지지대(210) 내부에는 다단 리프트 부재(220)가 삽입될 수 있다.
다단 리프트 부재(220)는 리프트 지지대(210) 내에 삽입 장착되며, 상하 슬라이딩 방식으로 높이가 조절되는 복수개의 리프트 부재로 이루어질 수 있다.
리프트 상단 플레이트(230)는 소정 형상, 예를 들어 직사각형/정사각형 형상의 판 부재로, 다단 리프트(220)의 상부에 형성된다.
도장용 로봇아암(300)은 리프트 상단 플레이트(230)의 상면에 형성된다. 도장용 로봇아암(300)은 제1축 이동부재(310), 제2축 이동부재(320), 링크관절부(330), 엔드이펙터(340), 비전 센서부(350), 말단궤적 패턴 생성부(360), 말단궤적 수정부(370)를 포함한다.
제1축 이동부재(310)는 리프트 상단 플레이트(230)의 상면에 제1축 방향(예를 들어, x축 방향)으로 형성되어 링크관절부(330) 및 엔드이펙터(340)를 제1축 방향으로 이동시킨다.
제2축 이동부재(320)는 제1축 이동부재(310)의 상면에 제2축 방향(예를 들어, y축 방향)으로 형성되어 링크관절부(330) 및 엔드이펙터(340)를 제2축 방향으로 이동시킨다. 제1축 이동부재(310)와 제2축 이동부재(320)는 리니어 액츄에이터, 볼스크류 모터 등의 이동 수단을 포함한다.
제1축 이동부재(310)와 제2축 이동부재(320)가 조합하여 작동함으로써, xy 평면 상에서 링크관절부(330) 및 엔드이펙터(340)를 원하는 위치로 이동시킬 수 있게 된다. 그리고, 링크관절부(330) 및 엔드이펙터(340)가 조합하여 작동함으로써, 원하는 z축 방향으로 작업용 툴을 이동시킬 수 있게 된다.
링크관절부(330)는 복수개의 링크와 이들 링크를 연결하는 적어도 하나의 관절을 포함한다. 관절에는 가동을 위한 구동모터(미도시)가 배치된다.
엔드이펙터(340)는 도장용 로봇아암(300)의 말단에 형성되며 작업용 툴을 장착할 수 있다. 작업용 툴은 작업 내용에 따라 다양한 툴이 될 수 있으며, 예를 들어, 도장 작업을 위한 분사건이 될 수 있다. 로봇 말단의 궤적은 엔드이펙터(340)의 궤적, 또는 엔드이펙터(340)에 장착된 작업용 툴(예를 들어, 분사건)의 궤적일 수 있다. 본 발명에서 로봇 말단의 궤적은 기 구축된 말단궤적 패턴 라이브러리로부터 자동으로 추출되어, 건물의 실내외 벽체 또는 천장 등에 도장 작업을 수행할 수 있다.
비전 센서부(350)는 비전 카메라와 비전 카메라에 의해 촬영된 이미지를 딥러닝 방식으로 분석하는 머신 비전 알고리즘을 포함한다. 비전 센서부(350)는 로봇 말단이 도장하고자 하는 도장면의 형상을 촬영하여 인식한다. 비전 센서부(350)는 리프트 상단 플레이트(230)의 상면에서 이격되어 한 쌍으로 구비될 수 있다.
말단궤적 패턴 생성부(360)는 복수개의 상이한 도장 형상과 대응하는 복수개의 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 비전 센서부(350)에 의해 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 추출한다. 말단궤적 패턴 생성부(360)는 고소도장 로봇 또는 도장용 로봇아암(300)의 내부에 일체화되어 구현되거나, 별도로 외부에 마련된 컴퓨팅 수단에 프로그램 형식으로 탑재될 수 있다.
먼저, 도 4 내지 도 6를 참조하여 말단궤적 패턴 생성부(360)에 미리 구비되는 말단궤적 패턴 라이브러리에 대해 설명한다. 도 4은 도장면 인식부에 의해 인식되는 도장면 형상들의 종류가 예시된 도면이고, 도 5는 도장면 형상들이 도시된 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 도장면 형상은 벽면, 천장, 보 그리고 기둥들의 조합으로 다양하게 구성될 수 있다. 말단궤적 패턴 생성부는 다양한 도장면 형상들의 대표적인 형상을 추출하여 기본 패턴들을 생성한다. 그리고, 말단궤적 패턴 생성부는 비전 센서부(350)에 의해 인식된 도장면 형상과 대응하도록 기본 패턴들을 조합하여 말단궤적 패턴을 생성한다.
도 4에 도시된 다양한 도장면 형상들은, 크게 도 5와 같이 3가지 형상으로 대표될 수 있다. 즉, 도 5의 (a)과 같이 천장과 기둥(또는 보)이 수직을 이루는 경우, 도 5의 (b)와 같이 보가 천장면에 반구 형상으로 형성되는 경우, 도 5의 (c)와 같이 보가 천장면에 사다리꼴 형상으로 형성되는 경우로 대표될 수 있다. 물론, 도 5의 3개의 형상은 단지 예시일 뿐, 도장면 형상이 이 3개의 형상에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 도 5는 설명의 편의를 위해 3차원 형상의 단면을 도시한 것일 뿐, 실제 기본 패턴들은 3차원 패턴으로 생성될 수 있다.
도 5에서 기본 패턴들은 "case #1 ~ #5"로 기재되어 있으며, 예시적으로 기본 패턴들"case #1 ~ #5"은 다음과 같이 정의될 수 있다.
case #1 : 수평면과 보(또는 기둥)의 접촉면 패턴으로, 보의 좌측에서 접촉되는 패턴
case #2 : 수평면 패턴
case #3 : 수평면과 보(또는 기둥)의 접촉면 패턴으로, 보의 우측에서 접촉되는 패턴
case #4 : 반구 형상 패턴
case #5 : 사다리꼴 형상 패턴 (3차원 사각뿔대 형상 패턴)
도 5에 예시된 5개의 기본 패턴들은 단지 예시일 뿐, 기본 패턴들의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6는 도장면 형상에 따른 말단궤적 패턴을 생성하는 과정이 도시된 도면이다. 도 6의 (a)는 도 5의 (a)와 대응하는 말단궤적 패턴이고, 도 6의 (b)는 도 5의 (b)와 대응하는 말단궤적 패턴이며, 도 6의 (c)는 도 5의 (c)와 대응하는 말단궤적 패턴이다. 도 6의 말단궤적 패턴들은 엔드이펙터(340)에 장착된 분사건의 분사 각도가 항상 작업면에 대해 수직인 자세를 유지하도록 하는 말단궤적 패턴들이다. 기본적으로 말단궤적 패턴들은 좌우방향(또는 상하방향)으로 수회 반복되도록 하여 도장면을 도장하도록 한다.
도 6의 (a)에서 A 영역에 도시된 사선 방향 패턴은 보(또는 기둥)의 옆면을 도장하는 패턴으로 설명의 편의상 하나의 평면으로 도시하였을 뿐, 실제로는 수평면 영역인 B 영역과는 수직하게 형성되는 패턴이다.
한편, 도 6의 (a)에서 A 영역인 보의 옆면 도장시에, 옆면의 끝부분(보의 수직면과 수평면이 만나는 부분)은 도장시에 도장액이 분산됨에 따라 연하게 도장되어 도장 불균일이 발생한다. 따라서, 보의 옆면 끝부분에 대한 도장은, 보의 수평면 도장시에 중첩(Overlap)되도록 하여 도장이 균일하게 될 수 있도록 한다.
도 6의 (a)는 기본 패턴 case #1 ~ #3의 조합으로 말단궤적 패턴이 생성되어 Job #1으로 말단궤적 패턴 라이브러리에 저장되며, 도 6의 (b)는 기본 패턴 case #2, case #4의 조합으로 말단궤적 패턴이 생성되어 Job #2로 말단궤적 패턴 라이브러리에 저장되며, 도 6의 (c)는 기본 패턴 case #2, case #5의 조합으로 말단궤적 패턴이 생성되어 Job #3으로 말단궤적 패턴 라이브러리에 저장될 수 있다.
한편, 말단궤적 패턴 생성부에 의해 생성된 말단궤적 패턴을 따라 도장 작업을 수행하는 중에, 이동 플랫폼(100)의 이동이나 외부의 알 수 없는 충격 등에 의해 고소도장 로봇 또는 도장용 로봇아암(300)의 자세가 변경될 수 있다. 이 경우, 기존의 말단궤적 패턴을 따라 계속 도장 작업을 수행하면, 도장 불량이 발생하게 된다.
이에, 말단궤적 수정부(370)는 여러 이유로 고소도장 로봇 또는 도장용 로봇아암(300)의 자세가 변경될 경우에도 균일한 도장 작업을 수행할 수 있도록 로봇아암(300)의 말단궤적을 수정한다.
말단궤적 수정부(370)는 한 쌍의 비전 센서부(350)가 촬영한 이미지에서의 깊이값을 비교하여 도장용 로봇아암(300)의 자세 변경 여부를 판단하고, 자세가 변경된 것으로 판단되면, 깊이값이 동일해지도록 로봇 말단의 궤적을 수정한다. 이러한 말단궤적 수정부(370)는 자세변경 판단모듈(371)과 자세 수정모듈(372)을 포함한다. 말단궤적 수정부(370)는 고소도장 로봇 또는 도장용 로봇아암(300)의 내부에 일체화되어 구현되거나, 별도로 외부에 마련된 컴퓨팅 수단에 프로그램 형식으로 탑재될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 이격된 비전 센서부(350)가 도장면을 촬영한다. 비전 센서부(350)를 이루는 비전 카메라는 3차원 깊이를 측정할 수 있는 스테레오 비전 카메라일 수 있다. 자세변경 판단모듈(371)은 한 쌍의 이격된 비전 센서부(350)로부터 한 쌍의 촬영 이미지를 수신하고, 한 쌍의 촬영 이미지 각각의 깊이값을 산출한다.
자세변경 판단모듈(371)은 한 쌍의 촬영 이미지 각각의 깊이값이 동일하면, 자세가 변경되지 않은 것으로 판단하고, 한 쌍의 촬영 이미지 각각의 깊이값이 상이하면, 자세가 변경된 것으로 판단한다. 이때의 자세는, 고소도장 로봇의 자세 또는 도장용 로봇아암(300)의 자세 또는 로봇 말단(엔드이펙터(340))의 자세 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 자세가 변경된 것으로 판단된 경우, 자세변경 판단모듈(371)은 이를 자세 수정모듈(372)로 전달한다.
자세가 변경된 것으로 판단되면, 자세 수정모듈(372)은 한 쌍의 이격된 비전 센서부(350)에 의해 촬영 획득된 촬영 이미지 각각의 깊이값이 동일해지도록 하는 로봇 말단의 궤적을 수정하는 제어 명령을 생성한다. 즉, 로봇 말단(엔드이펙터(340))의 위치를 조절하는 제1축 이동부재(310), 제2축 이동부재(320), 링크관절부(330)에 대한 제어 명령을 생성한다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 도장 작업을 수행하는 중에 의도치 않은 장애물(말단궤적 패턴에 반영되지 않은 보/기둥 등)에 직면할 수 있다. 장애물이 있음에도 말단궤적 패턴을 따라 계속 도장 작업을 수행하면, 도장용 로봇아암(300)이 장애물과 충돌하여 훼손될 수 있다.
이를 방지하기 위해, 자세변경 판단모듈(371)은 자세 변경 여부와 함께 추가적으로 장애물 출현 여부를 판단할 수 있다. 자세변경 판단모듈(371)은 한 쌍의 비전 센서부(350)가 촬영한 이미지에서의 깊이값을 비교하여 두 이미지에서의 깊이값 차이가 기설정된 기준치 이상일 경우, 장애물이 출현한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 자세변경 판단모듈(371)은 두 이미지의 깊이값 차이가 기준치 미만일 경우, 로봇 말단 등의 자세가 변경된 것으로 판단하고, 두 이미지의 깊이값 차이가 기준치 이상일 경우에는, 장애물이 출현한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 기준치는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
자세변경 판단모듈(371)에 의해 장애물이 출현한 것으로 판단된 경우, 말단궤적 수정부(370)는 제1축 이동부재(310), 제2축 이동부재(320), 링크관절부(330)에 대한 제어 명령을 생성하여 장애물을 회피하도록 로봇 말단의 자세를 수정할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다양한 도장 형상과 대응하는 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 자동으로 추출 및 생성하여 도장 작업을 수행할 수 있다. 또한, 이동 플랫폼의 이동이나 외부의 알 수 없는 충격 등에 의해 고소도장 로봇 또는 도장용 로봇아암의 자세가 변경되는 경우에도, 로봇 말단의 자세를 수정하여 균일한 도장 작업을 수행할 수 있다. 또한, 도장 작업을 수행하는 중에 의도치 않은 장애물과 충돌할 우려가 있는 경우, 장애물을 회피하도록 로봇 말단의 자세를 수정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 9의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 고소도장 로봇, 특히, 말단궤적 패턴 생성부(360), 말단궤적 수정부(370)의 하드웨어적인 구성일 수 있다.
도 9의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 본 발명은 하드웨어와 결합되어, 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다.
이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 이동 플랫폼
200 : 높이조절 리프트
210 : 리프트 지지대 220 : 다단 리프트
230 : 리프트 상단 플레이트
300 : 도장용 로봇아암
310 : 제1축 이동부재 320 : 제2축 이동부재
330 : 링크관절부 340 : 엔드이펙터
350 : 비전 센서부 360 : 말단궤적 패턴 생성부
370 : 말단궤적 수정부

Claims (8)

  1. 로봇 말단이 도장하고자 하는 도장면의 형상을 인식하는 비전 센서부;
    복수개의 상이한 도장 형상과 대응하는 복수개의 말단궤적 패턴들이 저장된 말단궤적 패턴 라이브러리를 구비하며, 상기 비전 센서부에 의해 인식된 도장면 형상과 대응하는 말단궤적 패턴을 생성하는 말단궤적 패턴 생성부;
    를 포함하는, 고소도장 로봇.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 말단궤적 패턴 라이브러리는 상기 복수개의 상이한 도장 형상과 대응하는 기본 패턴들을 구비하며, 상기 말단궤적 패턴은 상기 기본 패턴들을 조합하여 생성되는, 고소도장 로봇.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기본 패턴들은, 수평면 패턴, 수평면과 보의 접촉면 패턴, 반구 형상 패턴, 사다리꼴 형상 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는, 고소도장 로봇.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 말단궤적 패턴은, 상기 로봇 말단에 장착된 분사건의 분사 각도가 도장 작업면에 대해 수직인 자세를 유지하도록 하는, 고소도장 로봇.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 로봇 말단의 자세 변경 여부를 판단하고 자세가 변경된 것으로 판단되면, 상기 로봇 말단의 궤적을 수정하는 말단궤적 수정부를 더 포함하는, 고소도장 로봇.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 말단궤적 수정부는,
    한 쌍의 비전 센서부가 촬영한 이미지에서의 깊이값을 비교하여 상기 로봇 말단의 자세 변경 여부를 판단하고, 자세가 변경된 것으로 판단되면, 상기 깊이값이 동일해지도록 상기 로봇 말단의 궤적을 수정하는, 고소도장 로봇.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 말단궤적 수정부는,
    상기 말단궤적 패턴을 따라 도장 작업 수행시, 상기 로봇 말단의 도장 작업 진행 방향에 장애물의 존재 여부를 판단하고, 장애물이 존재하면 상기 장애물을 회피하도록 상기 로봇 말단의 궤적을 수정하는, 고소도장 로봇.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 말단궤적 수정부는,
    한 쌍의 비전 센서부가 촬영한 이미지에서의 깊이값을 비교하여 두 이미지에서의 깊이값 차이가 기설정된 기준치 이상일 경우, 상기 장애물이 존재하는 것으로 판단하는, 고소도장 로봇.
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