KR20240065806A

KR20240065806A - 로봇 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20240065806A
Application number: KR1020220146991A
Authority: KR
Inventors: 남대우; 김현준
Original assignee: 주식회사 제우스
Priority date: 2022-11-07
Filing date: 2022-11-07
Publication date: 2024-05-14

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 제어 장치는 암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 장치로서, 상기 로봇에 대한 서보제어 인에이블(Enable) 지령을 수신한 것에 응답하여 상기 로봇에 대한 서보제어를 개시하는 제어 모듈;을 포함하되, 상기 서보제어가 개시되는 시점과 상기 브레이크가 해제되는 시점 사이에는 제1 지연시간이 존재하는 것을 특징으로 한다.

Description

로봇 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ROBOT}

본 발명은 로봇 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

하나 이상의 암(Arm)을 갖는 암형 로봇(Arm-Type Robot)(예: 델타 로봇, 협동 로봇 등)은 산업계 전반에 적용되고 있으며, 이러한 암형 로봇은 제어기에 의해 서보(Servo) 제어되어 픽 앤 플레이스(Pick & Place) 방식에 따른 대상물의 이송, 대상물의 검사 및 포장 등 특정 기능을 수행하도록 구성된다. 로봇에는 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 모터가 구비되고, 모터에는 상대적으로 회전 가능하도록 상호 피벗 연결되는 암이 결합되며, 최하위 레벨의 암에는 그리퍼와 같은 엔드 이펙터가 결합된다. 이에 따라, 모터가 구동되고, 모터에 연결된 암이 이동되어 엔드 이펙터가 위치 이동되는 방식으로 로봇에 의해 전술한 특정 기능이 수행된다.

한편, 로봇에는 모터의 동작을 구속하는 브레이크가 구비된다. 모터로 전원이 인가되어 로봇이 서보 제어되는 서보 온 모드에서 브레이크는 해제되어 암의 동작이 가능하게 되고, 모터로의 전원이 차단되어 로봇의 서보 제어가 중지된 상태인 서보 오프 모드에서 브레이크는 체결되어 암의 동작을 구속한다(즉, 암을 정지 상태로 유지한다).

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0028846호(2018.03.19. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 목적은 로봇의 상태가 변화하는 경우(즉, 서보 오프 모드로부터 서보 온 모드로 전환되는 경우, 또는 서보 온 모드로부터 서보 오프 모드로 전환되는 경우), 로봇에 순간적으로 가해지는 충격을 제거하여 로봇을 구성하는 각 부품의 손상을 제거하기 위한 로봇 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 암의 자세를 센싱하는 센싱 모듈;을 더 포함하고, 상기 서보제어 인에이블 지령을 수신 시, 상기 제어 모듈은, 상기 서보제어가 개시된 시점으로부터, 상기 센싱 모듈에 의해 센싱된 상기 암의 자세를 토대로 결정되는 상기 제1 지연시간이 경과한 후 상기 브레이크를 해제하는 서보 온(Servo On) 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어 모듈은, 상기 암이, 상기 암의 전체 회동 영역 중 상기 암이 연직 방향으로 정렬되는 위치를 제외한 영역으로 정의되는 제어 영역에 위치하는 경우에만 상기 서보 온 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어 영역은, 상기 암의 구동축을 원점으로 하고 연직 방향과 수직인 선을 기준선으로 하는 상기 암의 회전 평면 상에서 조건 “° ≤ x ≤ 180°, x ≠90°”를 충족하는 제1 제어 영역과, 조건 “° < x < 360°, x ≠270°”를 충족하는 제2 제어 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다(상기 조건에서 x는 상기 암과 상기 기준선이 이루는 각도이다).

본 발명에 있어 상기 제1 지연시간은, 상기 암이 상기 제1 제어 영역에 위치한 경우, 및 상기 암이 상기 제2 제어 영역에 위치한 경우 각각 다른 값으로 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제1 지연시간은, 상기 암이 상기 제2 제어 영역에 위치한 경우 대비 상기 암이 상기 제1 제어 영역에 위치한 경우 더 큰 값으로 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 제어 장치는 암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 장치로서, 상기 로봇에 대한 서보제어 디스에이블(Disable) 지령을 수신한 것에 응답하여 상기 로봇에 대한 서보제어를 중지하도록 구성되는 제어 모듈;을 포함하되, 상기 브레이크가 체결되는 시점과 상기 서보제어가 중지되는 시점 사이에는 제2 지연시간이 존재하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 서보제어 디스에이블 지령을 수신 시, 상기 제어 모듈은, 상기 브레이크가 체결된 시점으로부터 상기 제2 지연시간이 경과한 후 상기 서보제어를 중지하는 서보 오프(Servo Off) 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어 상기 제어 모듈은, 상기 서보 오프 동작 수행 시, 미리 정의된 로직에 따라 상기 액추에이터의 구동력을 감소시킨 후 상기 브레이크를 체결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 제어 방법은 암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 방법으로서, 제어 모듈이, 상기 로봇에 대한 서보제어 인에이블(Enable) 지령을 수신하는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 서보제어 인에이블 지령의 수신에 응답하여 상기 로봇에 대한 서보제어를 개시하는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 서보제어가 개시된 시점으로부터 제1 지연시간이 경과하였는지 판단하는 단계; 및 상기 제어 모듈이, 상기 제1 지연시간이 경과한 것으로 판단된 경우 상기 브레이크를 해제하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 로봇 제어 방법은 암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 방법으로서, 제어 모듈이, 상기 로봇에 대한 서보제어 디스에이블(Disable) 지령을 수신하는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 서보제어 인에이블 지령의 수신에 응답하여 상기 브레이크를 체결시키는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 브레이크가 체결된 시점으로부터 제2 지연시간이 경과하였는지 판단하는 단계; 및 상기 제어 모듈이, 상기 제2 지연시간이 경과한 것으로 판단된 경우 상기 서보제어를 중지하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 ⅰ)서보제어가 개시된 시점으로부터, 암의 자세를 토대로 결정되는 제1 지연시간이 경과한 후 브레이크를 해제하는 서보 온(Servo On) 동작과, ⅱ)브레이크가 체결된 시점으로부터 제2 지연시간이 경과한 후 서보제어를 중지하는 서보 오프(Servo Off) 동작을 채용함으로써, 로봇의 상태가 변화하는 경우 로봇에 순간적으로 가해지는 충격을 제거하여 로봇을 구성하는 각 부품의 손상을 제거할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치의 제어 대상이 되는 로봇의 예시를 보인 예시도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치를 보인 블록구성도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치에서 암의 회전 평면을 보인 예시도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치에서 서보 온 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치에서 서보 오프 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 7 및 도 8은 본 실시예에 따른 로봇 제어 방법을 보인 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 로봇 제어 장치 및 방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치의 제어 대상이 되는 로봇의 예시를 보인 예시도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치를 보인 블록구성도이며, 도 4는 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치에서 암의 회전 평면을 보인 예시도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치에서 서보 온 동작을 설명하기 위한 타이밍도이며, 도 6은 본 실시예에 따른 로봇 제어 장치에서 서보 오프 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에서 제어 대상이 되는 로봇(1) 구조의 예시를 우선적으로 설명하면, 로봇(1)은 특정 기능을 수행하기 위한 암(Arm, 10)(미리 정의된 길이를 갖도록 구현될 수 있다)과, 암(10)을 구동시키기 위한 구동부(20)를 포함한다. 도 2에 도시된 것과 같이 구동부(20)는 액추에이터(21), 기어부(22) 및 브레이크(23)를 포함한다. 액추에이터(21)는 모터로 구현되어 제어 모듈(200)로부터 서보 전원을 인가받아 동작한다. 액추에이터(21)의 회전 속도는 기어부(22)에 의해 감속되고, 감속된 액추에이터(21)의 회전 속도에 따른 구동력은 암(10)으로 전달되며, 이에 따라 액추에이터(21)에 피벗 연결된 암(10)의 360˚회전 동작이 구현된다. 기어부(22)는 하모닉 감속기로 구현되어 액추에이터(21)의 토크를 증가시키는 기능을 수행하며, 액추에이터(21)의 동작은 브레이크(23)의 체결에 의해 정지되도록 구성된다. 서보 온 모드에서는 액추에이터(21)로 서보 전원이 인가되고 브레이크(23)가 해제되어 암(10)의 동작이 가능하게 되고, 액추에이터(21)로의 서보 전원 인가가 차단되어 로봇(1)의 서보 제어가 중지된 상태인 서보 오프 모드에서 브레이크(23)는 체결되어 암(10)의 동작을 구속한다. 본 실시예는 서보 오프 모드에서 서보 온 모드로 진입하는 과정에 해당하는 서보 온 동작(후술)과, 서보 온 모드에서 서보 오프 모드로 진입하는 과정에 해당하는 서보 오프 동작(후술)에 포커싱한다.

위와 같은 로봇(1)을 제어하기 위한 본 실시예의 로봇 제어 장치는 도 3에 도시된 것과 같이 센싱 모듈(100) 및 제어 모듈(200)을 포함한다.

센싱 모듈(100)은 암(10)에 구비되어 암(10)의 자세를 센싱하며, 그 센싱 결과는 제어 모듈(200)로 전달된다. 센싱 모듈(100)은 암(10)의 자세를 센싱하기 위한 센서로서 6축 가속도/자이로 센서와 같은 기울기 센서를 포함할 수 있다.

제어 모듈(200)은 로봇(1)의 동작 제반을 제어하는 주체로서, 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit) 또는 SoC(System on Chip)로 구현될 수 있으며, 운영 체제 또는 어플리케이션을 구동하여 제어 모듈(200)에 연결된 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어 모듈(200)은 메모리(미도시)에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행시키고, 그 실행 결과 데이터를 메모리에 저장하도록 구성될 수 있으며, 도 2에 도시된 것과 같이 로봇(1)의 구동부(20)에 포함되는 구조로 구성될 수 있다.

제어 모듈(200)은 로봇(1)에 대한 서보제어 인에이블(Enable) 지령을 수신한 것에 응답하여, 액추에이터(21)로 서보 전원을 인가하여 미리 정의된 서보제어 알고리즘에 따라 로봇(1)에 대한 서보제어를 개시하고, 로봇(1)에 대한 서보제어 디스에이블(Disable) 지령을 수신한 것에 응답하여, 액추에이터(21)로의 서보 전원 인가를 중지하여 로봇(1)에 대한 서보제어를 중지하도록 구성된다. 서보제어 인에이블 지령은 별도 마련된 서보 제어 스위치에 대한 사용자의 온 동작에 따른 서보 온 신호, 또는 외부 터미널(예: 사용자 단말)로부터 전송되는 서보 온 신호에 해당할 수 있다. 서보제어 디스에이블 지령은 서보 제어 스위치에 대한 사용자의 오프 동작에 따른 서보 오프 신호, 외부 터미널로부터 전송되는 서보 오프 신호, 별도 마련된 비상 정지 스위치에 대한 사용자의 온 동작에 따른 서보 오프 신호, 또는 내부 회로(예: 비상 정지 스위치 및 제어 모듈(200)의 신호 경로 상에 접속된 릴레이 등)의 고장에 따른 서보 오프 신호에 해당할 수 있다.

서보제어 인에이블 지령이 수신된 경우로서 서보제어가 개시되는 시점과 브레이크(23)가 해제되는 시점 사이, 그리고 서보제어 디스에이블 지령이 수신된 경우로서 브레이크(23)가 체결되는 시점과 서보제어가 중지되는 시점 사이에는 각각 지연시간이 존재하며, 이러한 지연시간은 로봇(1)의 상태 변화로 인해 로봇(1)에 가해지는 순간적인 충격(즉, 암(10)이 중력 방향으로 순간적으로 처짐으로 인해 로봇(1)에 가해지는 순간적인 충격)을 제거하는 구성으로 기능한다.

먼저, 서보 오프 모드의 상태에서 서보제어 인에이블 지령이 수신된 경우에 대하여 구체적으로 설명한다.

서보 오프 모드에서 서보제어 인에이블 지령(Servo On Command)이 수신된 경우, 제어 모듈(200)은 서보 온(Servo On) 동작을 수행하며, 본 실시예에서 서보 온 동작은 브레이크(23)가 체결된 상태에서 로봇(1)에 대한 서보제어를 개시하고, 서보제어가 개시된 시점으로부터, 센싱 모듈(100)에 의해 센싱된 암(10)의 자세를 토대로 결정되는 제1 지연시간이 경과한 후 브레이크(23)를 해제하는 것으로 정의된다.

서보 온 동작 시 서보제어가 개시되는 시점과 브레이크(23)가 해제되는 시점 사이의 제1 지연시간은, 전술한 센싱 모듈(100)에 의해 센싱되는, 암(10)의 회전 평면 상에서의 암(10)의 위치(즉, 암(10)의 자세)에 따라 가변적으로 결정된다. 도 4는 본 실시예에서 정의되는 암(10)의 회전 평면의 예시를 보이고 있다.

암(10)의 회전 평면은 암(10)의 구동축(즉, 회전 중심)을 원점으로 하고 연직 방향과 수직인 선을 기준으로 하는 원형 평면으로 정의된다. 회전 평면이 극좌표계(polar coordinate system)를 따르고 변수 x를 암(10)과 기준선 간의 각도로 정의할 때, 암(10)의 회전 평면은 하기 표 1과 같이 하위 영역으로 구분될 수 있다.

0° ≤ x ≤ 180°, x ≠90°	제1 제어 영역
180° < x < 360°, x ≠270°	제2 제어 영역
x = 90° or 270°	제3 제어 영역

제3 제어 영역은 암(10)이 연직 방향으로 정렬되는 위치에 해당하며, 이 경우 제어 모듈(200)은 도 5(a)와 같이 제1 지연시간을 0의 값으로 결정한다(즉, 서보제어의 개시와 브레이크(23)의 해제는 동시에 수행된다). 즉, 암(10)이 연직 방향으로 정렬되어 있을 경우에는 암(10)의 길이 방향과 중력 방향이 일치하게 되며, 이는 액추에이터(21)로 서보 전원이 공급되어 서보제어가 개시되는 시점과 브레이크(23)가 해제되는 시점 사이에 소정이 지연시간이 존재하지 않더라도 암(10)의 순간적인 처짐으로 인한 충격이 발생하지 않으므로, 이 경우 제어 모듈(200)은 서보제어를 개시함과 동시에 브레이크(23)를 해제한다.

반면, 암(10)이 제1 제어 영역 또는 제2 제어 영역에 위치한 경우, 제어 모듈(200)은 도 5(b)와 같이 서보제어의 개시 시점과 브레이크(23)의 해제 시점 사이에 0이 아닌 소정의 제1 지연시간(T1)을 부여한다. 암(10)이 제1 제어 영역 또는 제2 제어 영역에 위치한 경우, 암(10)은 그 길이 방향으로 중력의 영향을 받게 되며, 이에 따라 브레이크(23)의 해제 시 암(10)이 중력 방향으로 순간적으로 처짐으로 인해 로봇(1)에 순간적인 충격이 가해져 그 내부 부품의 손상을 야기할 수 있게 된다.

위와 같은 부품 소손을 방지하기 위해, 암(10)이 제1 제어 영역 또는 제2 제어 영역에 위치한 경우, 제어 모듈(200)은 브레이크(23)를 해제하기에 앞서, 먼저 액추에이터(21)로 서보 전원을 인가하여 서보제어를 개시하고, 서보제어의 개시 시점으로부터 제1 지연시간이 경과한 후 브레이크(23)를 해제한다. 브레이크(23) 해제 시점에는 이미 로봇(1)과 그 암(10)에 대한 서보제어가 개시된 상태이므로(즉, 브레이크(23) 체결로 인해 로봇 암(10)의 동작이 구속된 상태이나 액추에이터(21) 동작에 따른 서보제어는 이루어지고 있는 상태) 브레이크(23) 해제로 인한 암(10)의 중력 방향 처짐이 제거되어 로봇(1)에 가해지는 순간적인 충격이 제거될 수 있다.

이때, 제1 지연시간은 암(10)이 제1 제어 영역에 위치한 경우, 및 암(10)이 제2 제어 영역에 위치한 경우 각각 다른 값으로 결정될 수 있으며, 구체적으로는 암(10)이 제2 제어 영역에 위치한 경우 대비 암(10)이 제1 제어 영역에 위치한 경우 더 큰 값으로 결정될 수 있다. 즉, 제2 제어 영역 대비 연직 방향으로 더 높은 위치에 해당하는 제1 제어 영역에 암(10)이 위치한 경우에는 제2 제어 영역 대비 브레이크(23) 해제 시 암(10)에 형성되는 순간적인 가속도가 더 크므로, 제어 모듈(200)은 제1 지연시간을 더 큰 값으로 결정하여 브레이크(23) 해제로 인한 암(10)의 중력 방향 처짐을 보다 효과적으로 제거할 수 있다. 제1 지연시간은 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 수 ms 정도의 값을 갖도록 제어 모듈(200)에 미리 설정되어 있을 수 있다.

다음으로, 서보 온 모드의 상태에서 서보제어 디스에이블 지령이 수신된 경우에 대하여 구체적으로 설명한다.

서보 온 모드에서 서보제어 디스에이블 지령(Servo Off Command)이 수신된 경우, 제어 모듈(200)은 서보 오프(Servo Off) 동작을 수행하며, 본 실시예에서 서보 오프 동작은 로봇(1)에 대한 서보제어가 이루어지고 있는 상태에서 브레이크(23)를 체결하고, 브레이크(23)가 체결된 시점으로부터 제2 지연시간이 경과한 후 액추에이터(21)로의 서보 전원 인가를 차단하여 서보제어를 중지하는 것으로 정의된다.

즉, 서보 온 모드에서 서보제어 디스에이블 지령 수신 시, 액추에이터(21)로의 서보 전원 인가를 차단하여 서보제어를 우선적으로 중지할 경우 브레이크(23) 미체결로 인해 암(10)의 중력 방향 순간적인 처짐이 발생하여 로봇(1)에 순간적인 충격이 가해질 수 있으므로, 제어 모듈(200)은 우선적으로 브레이크(23)를 체결하고 제2 지연시간 경과 후 액추에이터(21)로의 서보 전원 인가를 차단하여 서보제어를 중지한다. 제2 지연시간 또한 설계자의 의도 및 실험적 결과에 기초하여 수 ms 정도의 값을 갖도록 제어 모듈(200)에 미리 설정되어 있을 수 있다. 한편, 브레이크(23) 체결 시 암(10)의 관성 동작에 의한 암(10)의 흔들림을 제거하기 위해, 제어 모듈(200)은 우선적으로 미리 정의된 로직에 따라 액추에이터(21)의 구동력을 감소시킨 후 브레이크(23)를 체결할 수도 있다. 액추에이터(21)의 구동력 감소는 액추에이터(21)의 회전 속도 감소를 의미할 수 있으며, 상기 로직은 일정 시간 내에서 액추에이터의 회전 속도를 0으로 감소시키는 로직에 해당할 수 있다. 도 6은 서보제어 디스에이블 지령(Servo Off Command) 수신 시, 제어 모듈(200)이 상기한 로직에 따라 액추에이터(21)의 회전 속도를 선형적으로 감소시켜 0에 수렴시키고, 액추에이터(21)의 회전 속도가 0이 된 시점에 브레이크(23)를 체결하며, 브레이크(23) 체결 시점으로부터 제2 지연시간(T2)이 경과한 후 서보 제어를 중지하는 실시예를 보이고 있다.

도 7은 본 실시예에 따른 로봇 제어 방법에서 서보 온 동작이 수행되는 시퀀스를 보인 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 먼저 제어 모듈(200)은 서보 오프 모드에서 로봇(1)에 대한 서보제어 인에이블 지령을 수신한다(S100).

이어서, 제어 모듈(200)은 센싱 모듈(100)을 통해 암(10)의 자세를 판단한다(S110).

이어서, 제어 모듈(200)은 S110 단계에서 판단된 암(10)의 자세에 따라 제1 지연시간을 결정한다(S120). S120 단계에서, 제어 모듈(200)은 암(10)이 제1 제어 영역 또는 제2 제어 영역에 위치한 경우 0이 아닌 양의 값을 갖도록 제1 지연시간을 결정하고, 암(10)이 제3 제어 영역에 위치한 경우 제1 지연시간을 0의 값으로 결정한다. 이때, 제1 지연시간은 암(10)이 제2 제어 영역에 위치한 경우 대비 암(10)이 제1 제어 영역에 위치한 경우 더 큰 값으로 결정될 수 있다.

이어서, 제어 모듈(200)은 S100 서보 전원을 액추에이터(21)로 인가하여 미리 정의된 서보제어 알고리즘에 따라 로봇(1)에 대한 서보제어를 개시한다(S130).

이어서, 제어 모듈(200)은 서보 제어가 개시된 시점으로부터 S120 단계에서 결정된 제1 지연시간이 경과하였는지 판단한다(S140).

이어서, 제어 모듈(200)은 제1 지연시간이 경과한 것으로 판단된 경우 브레이크(23)를 해제한다(S150).

도 8은 본 실시예에 따른 로봇 제어 방법에서 서보 오프 동작이 수행되는 시퀀스를 보인 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 먼저 서보 온 모드에서 로봇(1)에 대한 서보제어 디스에이블 지령을 수신한다(S200).

이어서, 제어 모듈(200)은 미리 정의된 로직에 따라 액추에이터(21)의 구동력을 감소시킨다(S210).

이어서, 제어 모듈(200)은 브레이크(23)를 체결시킨다(S220).

이어서, 제어 모듈(200)은 브레이크(23)가 체결된 시점으로부터 제2 지연시간이 경과하였는지 판단한다(S230).

이어서, 제어 모듈(200)은 제2 지연시간이 경과한 것으로 판단된 경우 액추에이터(21)로의 서버 전원 인가를 차단하여 서보제어를 중지한다(S240).

이와 같이 본 실시예는 ⅰ)서보제어가 개시된 시점으로부터, 암의 자세를 토대로 결정되는 제1 지연시간이 경과한 후 브레이크를 해제하는 서보 온(Servo On) 동작과, ⅱ)브레이크가 체결된 시점으로부터 제2 지연시간이 경과한 후 서보제어를 중지하는 서보 오프(Servo Off) 동작을 채용함으로써, 로봇의 상태가 변화하는 경우 로봇에 순간적으로 가해지는 충격을 제거하여 로봇을 구성하는 각 부품의 손상을 제거할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100: 센싱 모듈
200: 제어 모듈

Claims

암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 장치로서,
상기 로봇에 대한 서보제어 인에이블(Enable) 지령을 수신한 것에 응답하여 상기 로봇에 대한 서보제어를 개시하는 제어 모듈;을 포함하되,
상기 서보제어가 개시되는 시점과 상기 브레이크가 해제되는 시점 사이에는 제1 지연시간이 존재하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 암의 자세를 센싱하는 센싱 모듈;을 더 포함하고,
상기 서보제어 인에이블 지령을 수신 시, 상기 제어 모듈은, 상기 서보제어가 개시된 시점으로부터, 상기 센싱 모듈에 의해 센싱된 상기 암의 자세를 토대로 결정되는 상기 제1 지연시간이 경과한 후 상기 브레이크를 해제하는 서보 온(Servo On) 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 암이, 상기 암의 전체 회동 영역 중 상기 암이 연직 방향으로 정렬되는 위치를 제외한 영역으로 정의되는 제어 영역에 위치하는 경우에만 상기 서보 온 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어 영역은, 상기 암의 구동축을 원점으로 하고 연직 방향과 수직인 선을 기준선으로 하는 상기 암의 회전 평면 상에서 조건 “° ≤ x ≤ 180°, x ≠90°”를 충족하는 제1 제어 영역과, 조건 “° < x < 360°, x ≠270°”를 충족하는 제2 제어 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치(상기 조건에서 x는 상기 암과 상기 기준선이 이루는 각도이다).
제4항에 있어서,
상기 제1 지연시간은, 상기 암이 상기 제1 제어 영역에 위치한 경우, 및 상기 암이 상기 제2 제어 영역에 위치한 경우 각각 다른 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 지연시간은, 상기 암이 상기 제2 제어 영역에 위치한 경우 대비 상기 암이 상기 제1 제어 영역에 위치한 경우 더 큰 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 장치로서,
상기 로봇에 대한 서보제어 디스에이블(Disable) 지령을 수신한 것에 응답하여 상기 로봇에 대한 서보제어를 중지하도록 구성되는 제어 모듈;을 포함하되,
상기 브레이크가 체결되는 시점과 상기 서보제어가 중지되는 시점 사이에는 제2 지연시간이 존재하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
제7항에 있어서,
상기 서보제어 디스에이블 지령을 수신 시, 상기 제어 모듈은, 상기 브레이크가 체결된 시점으로부터 상기 제2 지연시간이 경과한 후 상기 서보제어를 중지하는 서보 오프(Servo Off) 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 서보 오프 동작 수행 시, 미리 정의된 로직에 따라 상기 액추에이터의 구동력을 감소시킨 후 상기 브레이크를 체결하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 방법으로서,
제어 모듈이, 상기 로봇에 대한 서보제어 인에이블(Enable) 지령을 수신하는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 서보제어 인에이블 지령의 수신에 응답하여 상기 로봇에 대한 서보제어를 개시하는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 서보제어가 개시된 시점으로부터 제1 지연시간이 경과하였는지 판단하는 단계; 및
상기 제어 모듈이, 상기 제1 지연시간이 경과한 것으로 판단된 경우 상기 브레이크를 해제하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 방법.
암(Arm)과, 상기 암의 동작을 위한 구동력을 공급하는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 동작을 구속하는 브레이크를 포함하는 로봇을 제어하기 위한 방법으로서,
제어 모듈이, 상기 로봇에 대한 서보제어 디스에이블(Disable) 지령을 수신하는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 서보제어 인에이블 지령의 수신에 응답하여 상기 브레이크를 체결시키는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 브레이크가 체결된 시점으로부터 제2 지연시간이 경과하였는지 판단하는 단계; 및
상기 제어 모듈이, 상기 제2 지연시간이 경과한 것으로 판단된 경우 상기 서보제어를 중지하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 방법.