KR20240076864A - 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 관한 것으로, 특히 진공 챔버 내에서 동작하는 로봇 조립체의 위치 오정렬을 판단하기 위하여 로봇 조립체의 핸드에 대한 이동 경로 변경 여부를 판단하고, 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터뿐만 아니라 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 고려하여 분석하도록 구성함으로써, 불필요한 데이터 분석 및 처리를 최소화하여 불필요한 자원 소모 및 처리 로드를 최소화하고, 실시간으로 로봇 조립체의 위치 오정렬을 정확하고 용이하게 분석하여 교시 필요성을 판단하고, 더 나아가 교정 보정값을 자동으로 산출하여 실시간으로 로봇 조립체의 자동 교정이 수행될 수 있도록 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 관한 것이다.
본 발명인 진공 챔버 내에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템을 이루는 구성수단은, 진공 챔버 내에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 있어서, 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로에 배치되어 이동 경로를 따라 이동하는 상기 로봇 조립체의 핸드에 대한 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 획득하는 핸드 경로 정보 획득 모듈, 상기 로봇 조립체의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 기준 마크의 영상을 획득하는 영상 획득 모듈, 상기 로봇 조립체의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 로봇 조립체와의 거리를 측정하는 변위 측정 모듈, 상기 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터와 상기 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 분석하여 실시간으로 상기 로봇 조립체의 교시 필요성을 판단하고 교시가 필요한 것으로 판단되면 교정 보정값을 산출하는 티칭 모듈, 상기 티칭 모듈로부터 교정 보정값을 전송받아 상기 로봇 조립체를 제어하여 교정을 수행하는 제어 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템{Monitoring system of robot assembly provided in vacuum chamber }

본 발명은 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 관한 것으로, 특히 진공 챔버 내에서 동작하는 로봇 조립체의 위치 오정렬을 판단하기 위하여 로봇 조립체의 핸드에 대한 이동 경로 변경 여부를 판단하고, 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터뿐만 아니라 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 고려하여 분석하도록 구성함으로써, 불필요한 데이터 분석 및 처리를 최소화하여 불필요한 자원 소모 및 처리 로드를 최소화하고, 실시간으로 로봇 조립체의 위치 오정렬을 정확하고 용이하게 분석하여 교시 필요성을 판단하고, 더 나아가 교정 보정값을 자동으로 산출하여 실시간으로 로봇 조립체의 자동 교정이 수행될 수 있도록 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 로봇은 티칭(Teaching)된 좌표를 따라 반복적으로 움직인다. 산업용 로봇은 주어진 작업을 충실히 수행하기 위해 항상 출발지나 목적지에 정확하게 도달해야만 한다. 동일한 목표 위치에 대해 이전 사이클과 다음 사이클에서 로봇이 실제 도착한 위치가 다르다면 작업에 영향을 미칠 수 있다.

로봇이 반복해서 동일한 위치로 이동할 때 로봇의 실제 위치 오차가 얼마나 될지 나타내는 사양이 반복 정밀도(Repeatability)이다. 로봇에 저장된 프로그램 상의 목표 위치는 동일하기 때문에 로봇은 항상 동일한 위치에 도달해야 하지만, 로봇의 물리적 한계로 인하여 어느 정도의 오차를 피할 수 없다.

종래 기술에 관련하여, 대한민국 특허등록 제10-1329322호(이하, "선행기술문헌"이라 함)는 비젼카메라를 플레이트에 설치하고 기준표시부를 지그웨이퍼에 스티커 형식으로 부착한 기판 이송 로봇의 자동 티칭 장치를 제안하고 있다.

그러나, 상기 선행기술문헌은 비젼 카메라를 통해 촬영된 2D 형태의 영상 데이터를 토대로 기판 이송 로봇 암(Arm)의 위치를 보정해야 함으로 기판 이송 로봇의 높낮이를 정확하게 판별할 수 없어 기판 이송 로봇 암이 이동하려는 좌표와 실제 이동 위치 사이에 이동 오차가 발생될 수 밖에 없다는 문제점이 발생한다.

즉, 상기 선행기술문헌은 비젼 카메라에 의해서만 로봇 암의 위치가 정해진 위치를 벗어난 상태에 있는지를 판단해야 하기 때문에, 상기 로봇 암의 위치 오정렬을 정확히 판단할 수 없고, 정확한 위치 보정을 수행할 수 없으며, 더 나아가 자동으로 정확한 로봇 암의 티팅이 수행될 수 없다는 단점을 가진다.

대한민국 특허등록 제10-1329322호(공고일자 : 2013.11.14., 발명의 명칭 : 기판 이송 로봇의 자동 티칭 장치)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 진공 챔버 내에서 동작하는 로봇 조립체의 위치 오정렬을 판단하기 위하여 로봇 조립체의 핸드에 대한 이동 경로 변경 여부를 판단하고, 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터뿐만 아니라 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 고려하여 분석하도록 구성함으로써, 불필요한 데이터 분석 및 처리를 최소화하여 불필요한 자원 소모 및 처리 로드를 최소화하고, 실시간으로 로봇 조립체의 위치 오정렬을 정확하고 용이하게 분석하여 교시 필요성을 판단하고, 더 나아가 교정 보정값을 자동으로 산출하여 실시간으로 로봇 조립체의 자동 교정이 수행될 수 있도록 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 진공 챔버 내에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템을 이루는 구성수단은, 진공 챔버 내에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 있어서, 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로에 배치되어 이동 경로를 따라 이동하는 상기 로봇 조립체의 핸드에 대한 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 획득하는 핸드 경로 정보 획득 모듈, 상기 로봇 조립체의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 기준 마크의 영상을 획득하는 영상 획득 모듈, 상기 로봇 조립체의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 로봇 조립체와의 거리를 측정하는 변위 측정 모듈, 상기 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터와 상기 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 분석하여 실시간으로 상기 로봇 조립체의 교시 필요성을 판단하고 교시가 필요한 것으로 판단되면 교정 보정값을 산출하는 티칭 모듈, 상기 티칭 모듈로부터 교정 보정값을 전송받아 상기 로봇 조립체를 제어하여 교정을 수행하는 제어 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈은 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로에 포함되는 측정 영역에 배치되되, 상기 측정 영역을 지나가는 상기 로봇 조립체의 핸드를 향해 측정용 광을 조사하는 발광부 및 상기 로봇 조립체의 핸드를 통과하거나 반사되는 입사광의 수광량에 대응하여 전기신호 측정값을 출력하는 수광부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 티칭 모듈은 상기 수광부로부터 출력되는 전기신호 측정값을 사전에 설정된 전기신호 기준값과 비교 분석하여 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 이동 경로 변경 여부 판단을 수행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 티칭 모듈은 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터를 사전에 설정된 영상 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제1 위치 정렬 여부 판단을 수행하고, 상기 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 사전에 설정된 거리 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 티칭 모듈은 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 및 상기 제2 위치 정렬 여부 판단 중, 어느 하나에서 상기 로봇 조립체의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 로봇 조립체의 위치 교정이 필요한 것으로 판단하여 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어 모듈은 상기 티칭 모듈로부터 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 전송받고, 상기 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 반영하여 상기 로봇 조립체에 대해 1차 교정을 수행한 후, 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값을 반영하여 상기 로봇 조립체에 대해 2차 교정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어 모듈은 로봇 조립체의 각도, 움직이는 속도, 힘, 원점 복귀, 파워 중 적어도 하나를 제어하여 상기 1차 교정 및 2차 교정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 의하면, 진공 챔버 내에서 동작하는 로봇 조립체의 위치 오정렬을 판단하기 위하여 로봇 조립체의 핸드에 대한 이동 경로 변경 여부를 판단하고, 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터뿐만 아니라 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 고려하여 분석하도록 구성하기 때문에, 불필요한 데이터 분석 및 처리를 최소화하여 불필요한 자원 소모 및 처리 로드를 최소화하고, 실시간으로 로봇 조립체의 위치 오정렬을 정확하고 용이하게 분석하여 교시 필요성을 판단하고, 더 나아가 교정 보정값을 자동으로 산출하여 실시간으로 로봇 조립체의 자동 교정이 수행될 수 있도록 하는 장점이 발생된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템을 구성하는 티칭 모듈의 구성 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템을 구성하는 티칭 모듈의 구성 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템(100)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로에 배치되어 이동 경로를 따라 이동하는 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)에 대한 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 획득하는 핸드 경로 정보 획득 모듈(60), 진공 챔버(10) 내의 로봇 조립체(30)가 기설정된 위치에 도착할 때 기준 마크의 영상을 획득하는 영상 획득 모듈(50), 진공 챔버(10) 내의 로봇 조립체(30)가 기설정된 위치에 도착할 때 로봇 조립체(30)와의 거리를 측정하는 변위 측정 모듈(70), 상기 진공 챔버(10) 내부 또는 외부에 배치되어 상기 로봇 조립체(30)의 교시 필요성을 판단하고 교정 보정값을 산출하는 티칭 모듈(90) 및 상기 진공 챔버(10) 내부 또는 외부에 배치되어 상기 티칭 모듈(90)로부터 전송받은 교정 보정값을 이용하여 상기 로봇 조립체(30)의 교정을 수행하는 제어 모듈(80)을 포함하여 구성된다.

상기 로봇 조립체(30)는 진공 챔버(10) 내에 구비되어 다양한 태스크를 수행한다. 예를 들어, 상기 로봇 조립체(30)는 공정받을 글라스를 컨베이어(1)에서 작업 스테이지(3)로 옮기는 동작을 수행하기 위하여 상기 진공 챔버(10)내에 구비될 수 있다.

상기 로봇 조립체(30)는 반도체용 웨이퍼를 이송하는 로봇, 자동차 조립 라인의 로봇, 물류 이송용 로봇, 검사용 로봇, 클린룸용 로봇, LCD 제조용 로봇 및 정밀 스테이지 등의 다양한 산업용 로봇에 해당될 수 있고, 일반적으로 장시간 동안 미리 입력된 경로를 통해 동일한 작업을 반복하도록 프로그램화되어 있다.

상기 로봇 조립체(30)는 이동 경로 및 작업 위치가 정확하게 이행되고 있는지를 모니터링될 필요가 있고, 이때 작업 위치에 오류가 있음을 발견하게 되면 상기 티칭 모듈(90)의 동작에 따라 교시 필요성이 판단되고, 교시가 필요하다고 판단된 경우 교정 보정값이 생성된다. 그러면, 상기 제어 모듈(80)이 상기 티칭 모듈(90)에서 산출된 교정 보정값을 이용하여 상기 로봇 조립체(30)를 교정하는 동작을 수행한다.

상기 로봇 조립체(30)는 상기 진공 챔버(10) 내에서 정해진 태스크 또는 동작을 반복적으로 수행할 수 있다면 다양한 형태로 구성될 수 있다. 다만, 상기 로봇 조립체(30)는 적어도 하나의 링크(31)와 상기 링크(31)의 끝단에 연결되는 핸드(33)를 포함하여 구성된다. 상기 링크(31)는 상기 로봇 조립체(30)과 다관절을 통해 다양한 위치로 이동할 수 있고 다양한 움직임을 가질 수 있도록 한다. 그리고, 상기 핸드(33)는 특정 대상체(글라스 등)를 집거나 지지하는 동작을 수행한다.

상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)는 상기 로봇 조립체(30)가 진공 챔버(10) 내에서 태스크를 수행하는 과정에서 정해진 이동 경로를 따라 이동한다. 결국, 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 최초 설정된 위치에서 벗어나거나 이동 경로가 변경되면, 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로도 변경된다.

상기 로봇 조립체(30)는 자동화 장비의 일부분으로 입력된 경로를 반복적으로 이동함에 따라 내ㆍ외부적 요인에 의해 경로 이탈 및 지정 위치에서 벗어날 수 있기 때문에, 이동 경로를 벗어나는지 또는 정해진 위치에서 벗어나는지 등에 대해 지속적으로 모니터링되어 분석될 필요가 있다. 더 나아가 상기 로봇 조립체(30)가 이동 경로를 벗어나가서 위치를 벗어나면 상기 핸드(33)의 이동 경로 역시 변경될 수 밖에 없기 때문에, 상기 핸드(33)의 이동 경로에 대한 모니터링을 수행하는 것이 더 효율적일 수 있다.

상기 로봇 조립체(30)에 대한 모니터링 및 분석은 상기 티칭 모듈(90)에 의해 수행되고, 교시 필요성이 있는지 등에 대해 판단되고, 교시 필요성이 있다고 판단되면 교정 보정값을 산출하여 교정될 수 있도록 한다.

상기 로봇 조립체(30)에 대한 모니터링 및 분석을 좀 더 효율적으로 수행하기 위하여, 즉, 불필요한 계산, 처리 동작을 최소화하기 위하여 상기 로봇 조립체(30)의 오정렬, 이동 경로 변경이 일어난 경우에 발생될 수밖에 없는 핸드(33)의 이동 경로 변경 여부를 판단하는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템(100)은 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)을 구비하고, 이 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로에 배치되어 이동 경로를 따라 이동하는 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)에 대한 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 획득하는 동작을 수행한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로에 포함되는 측정 영역에 배치되되, 상기 측정 영역을 지나가는 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)를 향해 측정용 광을 조사하는 발광부(61) 및 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)를 통과하거나 반사되는 입사광의 수광량에 대응하여 전기신호 측정값을 출력하는 수광부(63)를 포함하여 구성된다.

상기 발광부(61)와 수광부(63)는 상기 로봇 조립체(30) 및 핸드(33)의 이동에 간섭을 주지 않고, 항상 동일한 전기신호 측정값을 획득하기 위하여 상기 진공 챔버(10) 내에 고정 배치되는 것이 바람직하다.

상기 수광부(63)에서 출력되는 전기신호 측정값은 상기 티칭 모듈(90)로 실시간 또는 주기적으로 전송된다. 그러면, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 수광부(63)로부터 출력되는 전기신호 측정값을 사전에 설정된 전기신호 기준값과 비교 분석하여 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 이동 경로 변경 여부 판단을 수행한다.

상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 후술하는 제1 위치 정렬 여부 판단 및/또는 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행한다. 즉, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우에만, 제1 위치 정렬 여부 판단 및/또는 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행하는 동작을 진행하기 때문에, 불필요한 제1 위치 정렬 여부 판단 및/또는 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행하는 것을 방지할 수 있고, 이를 통해 불필요한 계산, 처리를 최소화시켜서 전력 소모 등 불필요한 자원 활용, 소모를 최소화시킬 수 있다.

상기 발광부(61)는 일정 파장범위의 측정용 광을 출력하여 조사하는 구성으로서, LED 등의 발광소자로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 발광부(61)는 상기 측정 영역을 지나가는 핸드(33)의 하부에서 상부 방향으로 측정용 광이 조사되도록 견고하게 고정 배치될 수 있다.

상기 발광부(61)를 상기 측정 영역을 지나가는 핸드(33)의 하부에 배치한 구성은 상기 발광부(61)로부터 출력된 광이 상기 핸드(33)에 놓여진 웨이퍼, 기판, 디스프레이 등의 상면에 형성된 패턴을 손상시킬 수 있어서, 이를 방지하기 위해 핸드(33)의 하부에서 상부 방향으로 측정용 광이 조사될 수 있도록 한다. 반면, 상기 웨이퍼 등의 배면은 패턴이 형성되지 않은 곳으로 측정용 광이 조사되어도 무방하다.

상기 수광부(63)는 상기 발광부(61)에서 출력된 측정용 광을 수광하고, 수광된 빛의 광량에 따라 가변된 출력값을 전기신호로 출력하는 구성으로서, 포토 다이오드, PDS 등의 광신호가 입력되면 전기신호로 변환하여 출력하는 수광소자로 이루어진다. 즉, 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동으로 인해 가려지는 측정용 광의 수광량에 따라 대응하는 전기 신호를 출력한다. 구체적으로, 상기 수광부(63)는 상기 발광부(61)에 의해 상기 측정 영역을 지나가는 상기 로봇 조립체의 핸드를 향해 측정용 광이 조사되면, 상기 수광부(63)는 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)를 통과하거나 반사되는 입사광의 수광량에 대응하여 전기신호 측정값을 출력하는 동작을 수행한다.

상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 로봇 조립체(30)의 위치 및 정렬 여부를 확인하여 교시 여부를 판단해야 한다. 즉 상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 로봇 조립체(30)에 대한 교정이 필요한지를 실시간으로 판단하기 위하여 정해진 위치에서 상기 로봇 조립체(30)의 위치 및 정렬 여부를 확인할 수 있는 데이터를 획득해야 한다. 이를 위하여, 본 발명에서는 영상 획득 모듈(50)과 변위 측정 모듈(70)을 구비한다. 즉, 본 발명에서 로봇 조립체(30)의 위치 오정렬 등이 발생되어 교시 필요성이 있는지를 판단하는 동작을 수행하기 위하여 단순히 영상 획득 모듈(50)에서 획득한 영상 데이터만을 고려하는 것이 아니라 상기 변위 측정 모듈(70)에서 측정한 로봇 조립체(30)와의 거리 데이터를 함께 고려한다.

상기 영상 획득 모듈(30)은 상기 로봇 조립체(30)의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 기준 마크의 영상을 획득하는 동작을 수행한다. 상기 기설정 위치는 적어도 하나인 것이 바람직하고, 예를 들어, 도 1에서 상기 로봇 조립체(30)는 상기 컨베이어(1)와 상기 작업 스테이지(3) 사이에서 움직이는 경로를 가지는데, 여기서 상기 적어도 하나의 기설정 위치는 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)가 상기 컨베이어(1) 상에 도착할 때 위치와 상기 작업 스테이지(3) 상에 도착할 때의 위치를 포함할 수 있다.

상기 로봇 조립체(30)는 상기 적어도 하나의 기설정 위치에서 지속적으로 움직일 수도 있지만, 상기 적어도 하나의 기설정 위치에서 순간 정지하는 동작을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 영상 획득 모듈(30)에 의해 기준 마트의 영상을 정확하게 획득하기 위하여 상기 로봇 조립체(30)는 순간 정지한 상태를 가지고, 이 때 상기 영상 획득 모듈(30)은 상기 기준 마크의 영상을 획득하는 것이 바람직하다.

상기 기준 마크는 상기 로봇 조립체(30)에 형성되거나 또는 상기 진공 챔버(10) 내부의 특정 지점에 배치된다. 상기 기준 마크는 2개 이상의 직선이 교차하는 형태이거나 다각형 형태로 이루어짐이 바람직하다.

상기 기준 마크가 상기 로봇 조립체(30)에 형성되는 경우에는 상기 기준 마크는 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33) 표면에 형성되는 것이 바람직하고, 상기 기준 마크가 상기 진공 챔버(10) 내부의 특정 지점에 배치되는 경우에는 상기 영상 획득 모듈(50)에 의해 기준 마크의 영상을 획득하는 위치에 해당하는 기설정 위치 근처의 구조물 표면, 구체적으로 상기 컨베이어(1)의 표면 및 상기 작업 스테이지(3)의 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 기준 마크가 상기 컨베이어(1)의 표면 및 작업 스테이지(3)의 표면에 형성되는 경우, 이동체(글라스 등) 등에 의해 손상되거나 가려지지 않는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 기준 마크가 어디에 형성되는냐에 따라 상기 영상 획득 모듈(50)의 배치 위치가 변경 또는 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 영상 획득 모듈(50)은 상기 로봇 조립체(30)에 장착되거나 또는 상기 진공 챔버(10)의 내부 또는 외부에 배치된다.

구체적으로, 상기 기준 마크가 상기 진공 챔버(10) 내부의 특정 지점에 배치되는 경우, 구체적으로 상기 기설정 위치 근처의 구조물 표면에 해당하는 상기 컨베이어(1)의 표면 및 상기 작업 스테이지(3)의 표면에 형성되는 경우, 상기 영상 획득 모듈(50)은 상기 로봇 조립체(30), 좀 더 구체적으로 상기 링크(31) 또는 핸드(33)에 배치될 수 있고, 상기 핸드(33)에 장착되는 것이 더 바람직하다.

이 경우, 상기 로봇 조립체(30)에 장착되는 상기 영상 획득 모듈(50)은 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 순간 정지하면, 상기 진공 챔버(10) 내부의 특정 지점, 구체적으로 상기 기설정 위치 근처의 구조물 표면에 해당하는 상기 컨베이어(1)의 표면 및 상기 작업 스테이지(3)의 표면에 형성되어 있는 기준 마크를 촬영하는 동작을 수행할 수 있다.

상기 영상 획득 모듈(50)이 상기 로봇 조립체(30)에 배치되는 경우, 상기 영상 획득 모듈(50)은 미세한 자세 변경이 발생하지 않도록 고정 배치되어, 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 순간 정지하면, 항상 동일한 방향 및 위치를 바라본 상태에서 상기 기준 마크의 영상을 획득한다. 따라서, 상기 로봇 조립체(30)의 이동 경로가 벗어나거나 오정렬 상태가 되면, 상기 영상 획득 모듈(50)에서 촬영한 기준 마크의 영상 데이터는 상기 로봇 조립체(30)가 정상 이동 경로에 있거나 정렬 상태에 있는 상태에서 촬영한 기준 마크의 기준 영상 데이터와 상이하게 되고, 이를 통해 상기 로봇 조립체(30)에 대한 교시 필요성을 판단하는 상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 오정렬 및 경로 이탈 등을 판단할 수 있고, 결론적으로 교시 필요성을 판단할 수 있고, 최종적으로 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행할 수 있다. 물론, 상기 티칭 모듈(90)은 이러한 판단 및 교시를 실시간 또는 주기적으로 하는 것이 아니라, 상기 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되는 경우에만 수행한다.

한편, 상기 기준 마크가 상기 로봇 조립체(30), 구체적으로 핸드(33)에 형성되는 경우, 상기 영상 획득 모듈(50)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)에 형성되는 상기 기준 마크의 영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득할 수 있다면, 상기 진공 챔버(10)의 내부 또는 외부의 다양한 위치에 배치될 수 있다.

구체적으로, 이 경우, 상기 영상 획득 모듈(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 진공 챔버(10)의 내부에 배치되되, 상기 로봇 조립체(30)의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치, 구체적으로 상기 로봇 조립체(30)가 순간 정지하는 위치 근처에 배치된다. 따라서, 상기 영상 획득 모듈(50)은 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 순간 정지하면, 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)에 형성되어 있는 기준 마크를 촬영하는 동작을 수행한다.

또한, 상기 영상 획득 모듈(50)은 상기 진공 챔버(10)의 외부에 배치될 수도 있다. 다만, 이 경우, 상기 진공 챔버(10)에는 외부에서 내부를 촬영할 수 있는 투명한 윈도우가 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 진공 챔버(10)의 외부에 배치되는 상기 영상 획득 모듈(50)은 외부에서 상기 윈도우를 통해 상기 진공 챔버(10)의 내부, 구체적으로 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 순간 정지한 상태에서 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)에 형성되어 있는 기준 마크를 촬영하여 영상 데이터를 획득할 수 있다.

결국, 상기 영상 획득 모듈(50)은 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 순간 정지하면, 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)에 형성되어 있는 기준 마크를 촬영하는 동작을 수행할 수 있다.

상기 영상 획득 모듈(50)이 상기 진공 챔버(10)의 내부 또는 외부에 배치되는 경우, 상기 영상 획득 모듈(50)은 미세한 자세 변경이 발생하지 않도록 고정 배치되어, 항상 동일한 방향 및 위치를 바라본 상태에서 상기 기준 마크의 영상을 획득한다. 따라서, 상기 로봇 조립체(30)의 이동 경로가 벗어나거나 오정렬 상태가 되면, 상기 영상 획득 모듈(50)에서 촬영한 기준 마크의 영상 데이터는 상기 로봇 조립체(30)가 정상 이동 경로에 있거나 정렬 상태에 있는 상태에서 촬영한 기준 마크의 기준 영상 데이터와 상이하게 되고, 이를 통해 상기 로봇 조립체(30)에 대한 교시 필요성을 판단하고 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행하는 상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 오정렬 및 경로 이탈 등을 판단할 수 있고, 이를 통해 교시 필요성을 판단하며, 최종적으로 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행할 수 있다. 물론, 상기 티칭 모듈(90)은 이러한 판단 및 교시를 실시간 또는 주기적으로 하는 것이 아니라, 상기 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되는 경우에만 수행한다.

상술한 영상 획득 모듈(50)과 별개로 변위 측정 모듈(70)을 구비하여 로봇 조립체(30)의 교시 필요성을 판단할 수 있는 데이터를 획득하는데, 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 로봇 조립체(30)의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 로봇 조립체(30)와의 거리를 측정하는 동작을 수행한다.

즉, 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에 순간 정지하면, 자신과 로봇 조립체(30) 사이의 거리를 측정하는 동작을 수행한다. 좀 더 구체적으로, 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 로봇 조립체(30)의 기설정 위치에서 자신과 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33) 사이의 거리를 측정하여 거리 데이터를 획득하는 동작을 수행한다.

상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 진공 챔버(10)의 내부 또는 외부에 배치된다. 즉, 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 진공 챔버(10)의 내부뿐만 아니라 외부에도 배치될 수 있다. 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에 순간 정지한 상태에서 상기 로봇 조립체(30)와의 거리를 측정할 수 있다면 다양한 변위 측정 센서를 채택 적용할 수 있다.

상기 변위 측정 모듈(70)은 레이저 변위 센서, 초음파 센서, 광센서, 전자빔 센서 등 다양한 변위 측정 센서 중 어느 하나를 선택하여 적용할 수 있지만, 상기 변위 측정 모듈(70)이 상기 진공 챔버(10) 내부에 배치되는 것이 바람직하고, 이를 고려하여 상기 변위 측정 모듈(70)은 레이저 변위 센서를 채택 적용하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 진공 챔버(10) 내부에 배치되는 변위 측정 모듈(70)은 레이저 변위 센서인 것이 바람직하다.

좀 더 구체적으로, 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 로봇 조립체(30)와의 거리를 더 정확하게 측정하기 위하여 상기 로봇 조립체(30)의 근처, 즉 진공 챔버(10) 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 그런데, 상기 진공 챔버(10)는 진공 상태에 있기 때문에 초음파 또는 광 등은 굴절 등으로 인해 정확한 거리 측정을 보장할 수 없는 반면, 레이저는 직진성이 좋기 때문에 진공 상태에서 굴절 등으로부터 자유로울 수 있다. 따라서, 본 발명에 적용되는 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 진공 챔버(10) 내부에 배치되는 레이저 변위 센서인 것이 바람직하고, 이 레이저 변위 센서는 상기 로봇 조립체(30)의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 로봇 조립체(30)와의 거리를 측정하는 동작을 수행한다.

결국, 상기 변위 측정 모듈(70), 구체적으로 레이저 변위 센서는 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 순간 정지하면, 상기 로봇 조립체(30), 구체적으로 핸드(33)까지의 거리를 측정하는 동작을 수행할 수 있다.

상기 변위 측정 모듈(70)이 상기 진공 챔버(10)의 내부 또는 외부에 배치되는 경우, 상기 변위 측정 모듈(70)은 미세한 자세 변경이 발생하지 않도록 고정 배치되어, 항상 동일한 방향 및 위치를 바라본 상태에서 상기 로봇 조립체(30)와의 거리를 측정하여 거리 데이터를 획득한다. 따라서, 상기 로봇 조립체(30)의 이동 경로가 벗어나거나 오정렬 상태가 되면, 상기 변의 측정 모듈(70)에서 촬영한 로봇 조립체(30)에 관련된 거리 데이터는 상기 로봇 조립체(30)가 정상 이동 경로에 있거나 정렬 상태에 있는 상태에서 측정한 기준 거리 데이터와 상이하게 되고, 이를 통해 상기 로봇 조립체(30)에 대한 교시 필요성을 판단하는 상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 오정렬 및 경로 이탈 등을 판단할 수 있고, 이를 통해 교시 필요성을 판단하며, 최종적으로 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행할 수 있다. 물론, 상기 티칭 모듈(90)은 이러한 판단 및 교시를 실시간 또는 주기적으로 하는 것이 아니라, 상기 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되는 경우에만 수행한다.

상기 영상 획득 모듈(50)과 상기 변위 측정 모듈(70)은 각각 통신부 또는 연결 인터페이스를 구비하고 있다. 따라서, 상기 영상 획득 모듈(50)과 상기 변위 측정 모듈(70)은 상기 진공 챔버(10) 내부 또는 외부에 배치되는 티칭 모듈(90)과 데이터 통신을 수행할 수 있다. 결국, 상기 영상 획득 모듈(50)은 기준 마크를 촬영하여 획득한 영상 데이터를 상기 티칭 모듈(90)에 전송할 수 있고, 상기 변위 측정 모듈(70) 역시 상기 로봇 조립체(30)와의 거리를 측정하여 획득한 거리 데이터를 상기 티칭 모듈(90)에 전송할 수 있다.

상기 티칭 모듈(90)은 상기 영상 데이터 및/또는 거리 데이터를 전송받을 때마다 바로 분석을 수행하여 로봇 조립체(30)가 경로를 벗어났는지, 교시가 필요한지 등에 대해 판단하는 것이 아니라, 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)로부터 전송된 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 분석하여 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우에만 상기 영상 데이터 및/또는 거리 데이터에 대한 분석을 수행한다.

상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)로부터 전송된 이동 경로 변경 여부 판단 정보는 상기 수광부(63)에서 획득하여 출력하는 정보, 즉, 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)를 통과하거나 반사되는 입사광의 수광량에 대응하여 전기신호 측정값에 해당한다.

상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)이 획득하여 출력하는 이동 경로 변경 여부 판단 정보는 상기 티칭 모듈(90)이 분석하여 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 쉬프트 여부와 틀어짐 여부를 확인하여 핸드(33)의 이동 경로가 변경되었는지를 판단할 수 있는 정보에 해당한다.

상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)의 수광부(63)는 상기 핸드(33)의 쉬프트에 대응하여 전기신호 기준값보다 높거나 낮은 전기신호 측정값을 출력하거나, 상기 핸드(33)의 틀어짐에 대응하여 시간축에 따라 전기신호 기준값보다 커지거나 또는 작아지는 전기신호 측정값을 출력한다.

상기 티칭 모듈(90), 좀 더 구체적으로 분석부(95)는 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)로부터 출력되는 전기신호 측정값을 사전에 설정된 전기신호 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 변동되었는지 여부를 판단하는 동작을 수행한다.

여기서, 상기 전기신호 기준값은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)가 정상적인 이동 경로를 따라 이동할 때, 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)에 의해 측정된 전기신호 측정값으로서, 사전에 측정되어 상기 티칭 모듈(90)의 저장부(99)에 저장 관리한다.

상기 티칭 모듈(90)은 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)로부터 출력되는 전기신호 측정값을 사전에 설정된 전기신호 기준값과 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 핸드(33)의 이동 경로가 변동되었는지 여부를 판단한다. 또한, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)로부터 출력되는 전기신호 측정값을 시간축에 따라 변화가 발생하는지 여부를 확인하여 핸드(33)의 이동 경로에 변동(또는 틀어짐)이 발생하였는지 여부를 판단한다.

상기 판단 결과, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 영상 데이터와 거리 데이터를 분석하여 로봇 조립체(30)의 상태를 정확하게 판단하는 동작을 수행한다.

구체적으로, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 영상 획득 모듈(50)에 의해 획득된 영상 데이터와 상기 변위 측정 모듈(70)에 의해 측정된 거리 데이터를 분석하여 실시간으로 상기 로봇 조립체(30)의 교시 필요성을 판단하고 교시가 필요한 것으로 판단되면 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행한다.

상기 티칭 모듈(90)은 상기 영상 데이터와 거리 데이터를 분석하여 상기 로봇 조립체(30)가 경로를 벗어났는지 또는 정렬 상태를 벗어났는지 또는 정위치에서 벗어났는지를 모니터링하고, 더 나아가 정위치에서 벗어난 정도, 정렬 상태를 벗어난 정도, 경로에서 벗어난 정도, 예들 들어 기준 좌표에서 x, y, z 방향으로 벗어난 정도 및 기준 각도에서 벗어난 회전 각도 등을 산출하여 교시(티칭)의 필요성을 판단한다.

구체적으로, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 영상 획득 모듈(50)에 의해 획득된 영상 데이터를 사전에 설정된 영상 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제1 위치 정렬 여부 판단을 수행하고, 상기 변위 측정 모듈(70)에 의해 측정된 거리 데이터를 사전에 설정된 거리 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행하는 동작을 수행한다.

상기 티칭 모듈(90)은 저장부(99)를 통해 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서의 로봇 조립체(30)의 특정 지점 또는 핸드의 특정 지점의 좌표, 회전 각도 등에 관련된 기준 데이터를 저장 관리하고 있다. 즉, 상기 로봇 조립체(30)의 정위치에서의 좌표값 및 회전 각도 등에 관련된 기준 데이터는 티칭 모듈(90)의 저장부(99)에 저장 관리된다.

상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 정위치(최초 티칭된 상태의 정렬된 위치, 정해진 위치, 경로상의 위치 등)에 있을 때, 상기 영상 획득 모듈(50)을 통해 획득된 기준 영상 데이터를 저장부(99)에 저장 관리하고, 이 기준 영상 데이터를 통해 상기 로봇 조립체(30)의 좌표값 및 회전 각도 등에 관한 기준 데이터를 함께 저장부(99)에 저장 관리한다.

또한, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 로봇 조립체(30)가 기설정 위치에서 정위치(최초 티칭된 상태의 정렬된 위치, 정해진 위치, 경로상의 위치 등)에 있을 때, 상기 변위 측정 모듈(70)을 통해 획득된 기준 거리 데이터를 저장부(99)에 저장 관리하고, 이 기준 거리 데이터를 통해 상기 로봇 조립체(30)의 좌표값 및 회전 각도 등에 관한 기준 데이터를 함께 저장부(99)에 저장 관리한다.

따라서, 상기 티칭 모듈(90)은 제어부(91)의 제어에 따라 분석부(95)를 통해 상기 영상 획득 모듈(50)이 획득하여 전송한 영상 데이터를 상기 저장부(99)에 저장 관리되는 사전에 설정된 영상 기준 데이터와 비교 분석하여, 좌표값 및 회전 각도의 차이값을 산출할 수 있고, 상기 좌표값 및 회전 각도의 차이값이 사전에 설정된 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제1 위치 정렬 여부 판단 과정을 수행할 수 있다. 상기 티칭 모듈(90)의 제어부(91)는 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 결과, 상기 좌표값 및 회전 각도의 차이값이 사전에 설정된 허용 오차 범위를 벗어난 경우, 상기 로봇 조립체(30)에 대한 교시 필요성이 있는 것으로 판단한다.

구체적으로, 상기 영상 기준 데이터에 관련된 기준 좌표값 및 기준 회전 각도는 저장부(99)에 저장 관리되고, 상기 전송된 영상 데이터를 분석하여 해당 관련된 좌표값 및 기준 회전 각도를 산출할 수 있으며, 상기 기준 좌표값 및 기준 회전 각도와 상기 상기 전송된 영상 데이터를 분석하여 산출된 해당 관련된 좌표값 및 기준 회전 각도의 차이값을 산출할 수 있다.

또한, 상기 티칭 모듈(90)은 로봇 조립체(30)의 위치에 대한 허용 오차 범위를 저장부(99)에 저장 관리하고 있다. 상기 허용 오차 범위는 상기 기준 좌표값 및 기준 회전 각도에서 벗어났지만 로봇 조립체(30)의 교시를 할 정도로 문제가 되지 않고 로봇 조립체(30)가 정상적인 태스크 및 동작을 지속적으로 수행할 수 있는 정도로 벗어난 범위를 의미한다.

따라서, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 상기 좌표값 및 회전 각도의 차이값이 상기 사전에 설정된 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제1 위치 정렬 여부 판단 과정을 수행한다. 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 과정을 통해 허용 오차 범위를 벗어난 경우로 판단되면 상기 로봇 조립체(30)에 관한 좌표값 및 회전 각도 등의 보정을 통해 교시가 필요한 것으로 판단한다. 즉, 상기 티칭 모듈(90)의 제어부(91)는 분석부(95)에 의해 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 과정을 통해 허용 오차 범위를 벗어난 경우로 판단되면 상기 로봇 조립체에 대한 교시 필요성이 있는 것으로 판단하고, 상기 분석부(95)를 제어하여 상기 로봇 조립체(30)의 교정을 위한 좌표값 및 회전 각도 등의 교정 보정값을 산출할 수 있도록 한다.

또한, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 변위 측정 모듈(70)이 획득하여 전송한 거리 데이터를 상기 저장부(99)에 저장 관리되는 사전에 설정된 거리 기준 데이터와 비교 분석하여, 좌표값 및 회전 각도의 차이값을 산출할 수 있고, 상기 좌표값 및 회전 각도의 차이값이 사전에 설정된 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제2 위치 정렬 여부 판단 과정을 수행할 수 있다. 상기 티칭 모듈(90)은 상기 분석부(95)에 의해 제2 위치 정렬 여부 판단 과정 결과에 따라 로봇 조립체의 교시 필요성이 있는지 판단한다.

구체적으로, 상기 거리 기준 데이터에 관련된 기준 좌표값 및 기준 회전 각도는 저장부(99)에 저장 관리되고, 상기 전송된 거리 데이터를 분석하여 해당 관련된 좌표값 및 기준 회전 각도를 산출할 수 있으며, 상기 기준 좌표값 및 기준 회전 각도와 상기 상기 전송된 거리 데이터를 분석하여 산출된 해당 관련된 좌표값 및 기준 회전 각도의 차이값을 산출할 수 있다.

또한, 상기 티칭 모듈(90)은 로봇 조립체의 위치에 대한 허용 오차 범위를 저장부(99)를 통해 저장 관리하고 있다. 상기 허용 오차 범위는 상기 기준 좌표값 및 기준 회전 각도에서 벗어났지만 로봇 조립체(30)의 교시를 할 정도로 문제가 되지 않고 로봇 조립체(30)가 정상적인 태스크 및 동작을 지속적으로 수행할 수 있는 정도로 벗어난 범위를 의미한다.

따라서, 상기 티칭 모듈(90)은 상기 상기 좌표값 및 회전 각도의 차이값이 상기 사전에 설정된 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제2 위치 정렬 여부 판단 과정을 수행한다. 상기 제2 위치 정렬 여부 판단 과정을 통해 허용 오차 범위를 벗어난 경우로 판단되면 상기 로봇 조립체(30)에 관한 좌표값 및 회전 각도 등의 보정을 통해 교시가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 즉, 상기 티칭 모듈(90)의 제어부(91)는 상기 분석부(95)에 의해 분석한 결과 상기 제2 위치 정렬 여부 판단 과정을 통해 허용 오차 범위를 벗어난 경우로 판단되면, 로봇 조립체에 대한 교시가 필요한 것으로 판단하고, 다시 상기 분석부(95)를 제어하여 상기 로봇 조립체(30)에 대한 교시를 수행하기 위한 교정 보정값에 해당하는 좌표값 및 회전 각도 등을 산출할 수 있도록 한다.

상기 티칭 모듈(90)은 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 및 상기 제2 위치 정렬 여부 판단 중, 어느 하나에서 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 로봇 조립체(30)의 위치 교정이 필요한 것으로 판단하여 위치 교정 보정값, 구체적으로 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행한다.

구체적으로, 상기 영상 획득 모듈(50)에서 획득된 영상 데이터를 기준 영상 데이터와 비교 분석하여 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되거나 또는 상기 변위 측정 모듈(70)에서 획득된 거리 데이터를 기준 거리 데이터와 비교 분석하여 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되거나 또는 둘 모두에서 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 티칭 모듈(90)은 로봇 조립체(30)가 오정렬 또는 정해진 경로를 벗어난 것으로 판단하여 위치 교정 보정값, 구체적으로, 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하여 교시가 진행될 수 있도록 한다.

이와 같은 동작을 수행하는 본 발명에 따른 티칭 모듈(90)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(91), 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상기 영상 획득 모듈(50)로부터 획득된 영상 데이터를 입력받고, 상기 변위 측정 모듈(70)로부터 획득된 거리 데이터를 입력받는 입력부(93), 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상술한 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어나는지 여부를 판단하고, 벗어난 것으로 판단된 경우, 상술한 제1 위치 정렬 여부 판단과 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행하는 분석부(95), 상기 제어부(91)에 의해 교시 필요성이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상기 로봇 조립체(30)의 위치 교정이 필요한 것으로 판단하여 교정 보정값, 구체적으로 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행하는 보정부(97) 및 상술한 기준값, 오차 허용 범위 등을 저장 관리하는 저장부(99)를 포함하여 구성된다.

상기 제어부(91)는 상기 티칭 모듈(90)의 전반적인 동작을 제어한다. 즉, 상기 제어부(91)는 상기 입력부(93), 분석부(95), 보정부(97) 및 저장부(99)의 동작을 제어한다.

상기 입력부(93)는 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상기 핸드 경로 정보 획득 모듈(60)로부터 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 유선 또는 무선을 통해 입력받고, 상기 영상 획득 모듈(50) 및 변위 측정 모듈(70)과 유선 또는 무선으로 연결되어 각각 획득된 영상 데이터와 거리 데이터를 입력받는다. 상기 제어부(91)는 상기 입력부(93)를 제어하여 실시간 또는 주기적으로으로 상기 이동 경로 변경 여부 판단 정보뿐만 아니라, 상기 획득된 영상 데이터와 거리 데이터가 입력될 수 있도록 한다.

상기 입력부(93)를 통해 입력되는 상기 이동 경로 변경 여부 판단 정보는 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상기 분석부(95)로 전달되어 분석되고, 상기 획득된 영상 데이터와 거리 데이터는 상기 분석부(95)에 전달되어 바로 분석되는 것이 아니라, 상기 분석부(95)가 상기 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 분석한 결과, 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단된 경우에만, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 분석부(95)에 의해 분석된다.

상기 분석부(95)는 상기 이동 경로 변경 여부 판단 정보에 해당하는 전기신호 측정값과 사전에 설정된 전기신호 기준값을 비교하여 상기 로봇 조립체(30)의 핸드(33)의 이동 경로가 정상적인 이동 경로에 해당하는 정상 이동 경로로부터 벗어난 정도를 산출하여 사전에 설정된 허용 오차 범위 내인지를 판단한다, 상기 분석부(95)는 상기 벗어난 정도가 허용 오차 범위를 벗어난 경우로 판단된 경우에 비로소 상기 영상 데이터 및 거리 데이터를 분석하는 동작을 수행한다.

구체적으로, 이와 같은 경우에, 상기 영상 데이터 및 거리 데이터는 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상기 분석부(95)로 전달되어 분석된다. 즉, 상기 분석부(95)는 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상기 영상 데이터 및 거리 데이터를 전달받아서 분석하는 동작을 수행한다. 상기 분석부(95)는 상술한 제1 위치 정렬 여부 판단 및 제2 위치 정렬 여부 판단에 대한 동작을 상기 제어부(91)의 제어에 따라 수행한다.

즉, 상기 분석부(95)는 상기 제어부(91)의 제어에 따라 상기 영상 획득 모듈(50)에 의해 획득된 영상 데이터를 사전에 설정된 영상 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제1 위치 정렬 여부 판단을 수행하고, 상기 변위 측정 모듈(70)에 의해 측정된 거리 데이터를 사전에 설정된 거리 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행하는 동작을 수행한다.

상기 분석부(95)의 판단 결과에 따라, 상기 제어부(91)는 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 및 상기 제2 위치 정렬 여부 판단 중, 어느 하나에서 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 로봇 조립체의 위치 교정이 필요하여 교시가 필요한 것으로 판단한다.

상기 제어부(91)는 상기 판단 결과, 상기 로봇 조립체에 대한 교시가 필요한 것으로 판단되면, 상기 보정부(97)를 제어하여 상기 로봇 조립체를 교정하기 위해 필요하는 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하도록 한다. 즉, 상기 보정부(97)는 상기 제어부(91)의 제어에 따라, 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하는 동작을 수행한다.

상기 보정부(97)에 의해 산출되는 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값은 로봇 조립체(30)의 기준값 대비 x, y, z 방향의 이동량, 기준값 대비 회전 각도 등을 포함한다.

상기 제어부(91)는 상기 보정부(97)에 의해 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값이 산출되면, 이를 상기 제어 모듈(80)로 전송하여 상기 제어 모듈(80)의 제어에 따라 상기 로봇 조립체(30)의 위치가 교정될 수 있도록 한다.

그러면, 상기 제어 모듈(80)은 상기 티칭 모듈(90)로부터 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 전송받고, 상기 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 반영하여 상기 로봇 조립체(30)에 대해 1차 교정을 수행한 후, 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값을 반영하여 상기 로봇 조립체(30)에 대해 2차 교정을 수행하는 동작을 수행한다.

구체적으로, 상기 제어 모듈(80)은 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 통해 상기 로봇 조립체의 z축의 위치가 영상 데이터에 관한 교정 보정값에 의한 정밀 교정이 가능한 범위 내에 위치하도록 교정(1차 교정)되고, 이후 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값을 통해 로봇 조립체의 x축, y축, z축의 정밀 조정 및, 비틀림, 평면상 회전각의 변위에 대한 위치가 정밀하게 교정(2차 교정)이 수행되도록 제어한다.

이와같이, 거리 데이터에 관한 교정 보정값에 의한 로봇 조립체의 위치 교정이 선행된 다음 영상 데이터에 관한 교정 보정값에 의한 로봇 조립체의 정밀한 위치 교정이 이루어지는 것은, 로봇 조립체가 정위치에서 z축으로 과도하게 이탈되었을 때 영상 획득 모듈(50)에 의하여 획득된 영상 데이터에 관한 교정 보정값으로는 z축의 위치 교정이 부정확하게 이루어질 수밖에 없고, 이 경우 다음으로 수행되는 정교한 위치 교정 역시 수행되기 어렵기 때문이다.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 티칭 모듈(90)의 제어부(91)는 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 및 상기 제2 위치 정렬 여부 판단 중, 어느 하나에서 상기 로봇 조립체의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 보정부(97)를 통해 상기 로봇 조립체의 위치 교정이 필요한 것으로 판단하여 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하도록 제어한다.

즉, 상기 제어부(91)는 거리 데이터 및 영상 데이터 중, 어느 하마만이 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단하면, 교시가 필요한 것으로 판단하고, 교정을 위해 영상 데이터에 관한 교정 보정값(거리 데이터에 관한 교정 보정값)뿐만 아니라 무조건 거리 데이터에 관한 교정 보정값(영상 데이터에 관한 교정 보정값)도 산출되도록 하고, 이 두개의 교정 보정값이 모두 반영되어 로봇 조립체가 교정될 수 있도록 하기 때문에, 로봇 조립체에 대한 정밀한 교정이 가능할 수 있다.

상기 제어 모듈(80)은 상기 1차 교정 및 2차 교정을 수행하는 과정에서, 로봇 조립체(30)의 다양한 요소를 제어한다. 구체적으로, 상기 제어 모듈(80)은 로봇 조립체(30)의 각도, 움직이는 속도, 힘, 원점 복귀, 파워 중 적어도 하나를 제어하여 상기 1차 교정 및 2차 교정을 수행한다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1 : 컨베이어 3 : 작업 스테이지
10 : 진공 챔버 30 : 로봇 조립체
31 : 링크 33 : 핸드
50 : 영상 획득 모듈 60 : 핸드 경로 정보 획득 모듈
61 : 발광부 63 : 수광부
70 : 변위 측정 모듈 80 : 제어 모듈
90 : 티칭 모듈 91 : 제어부
93 : 입력부 95 : 분석부
97 : 보정부 99 : 저장부
100 : 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템

Claims (7)

1. 진공 챔버 내에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템에 있어서,
   상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로에 배치되어 이동 경로를 따라 이동하는 상기 로봇 조립체의 핸드에 대한 이동 경로 변경 여부 판단 정보를 획득하는 핸드 경로 정보 획득 모듈;
   상기 로봇 조립체의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 기준 마크의 영상을 획득하는 영상 획득 모듈;
   상기 로봇 조립체의 이동 경로에 포함되는 적어도 하나의 기설정 위치에서 로봇 조립체와의 거리를 측정하는 변위 측정 모듈;
   상기 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터와 상기 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 분석하여 실시간으로 상기 로봇 조립체의 교시 필요성을 판단하고 교시가 필요한 것으로 판단되면 교정 보정값을 산출하는 티칭 모듈;
   상기 티칭 모듈로부터 교정 보정값을 전송받아 상기 로봇 조립체를 제어하여 교정을 수행하는 제어 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 핸드 경로 정보 획득 모듈은 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로에 포함되는 측정 영역에 배치되되, 상기 측정 영역을 지나가는 상기 로봇 조립체의 핸드를 향해 측정용 광을 조사하는 발광부 및 상기 로봇 조립체의 핸드를 통과하거나 반사되는 입사광의 수광량에 대응하여 전기신호 측정값을 출력하는 수광부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 티칭 모듈은 상기 수광부로부터 출력되는 전기신호 측정값을 사전에 설정된 전기신호 기준값과 비교 분석하여 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 이동 경로 변경 여부 판단을 수행하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 티칭 모듈은 상기 로봇 조립체의 핸드의 이동 경로가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 영상 획득 모듈에 의해 획득된 영상 데이터를 사전에 설정된 영상 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제1 위치 정렬 여부 판단을 수행하고, 상기 변위 측정 모듈에 의해 측정된 거리 데이터를 사전에 설정된 거리 기준 데이터와 비교 분석하여 상기 로봇 조립체의 위치가 허용 오차 범위를 벗어났는지를 판단하는 제2 위치 정렬 여부 판단을 수행하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 티칭 모듈은 상기 제1 위치 정렬 여부 판단 및 상기 제2 위치 정렬 여부 판단 중, 어느 하나에서 상기 로봇 조립체의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 로봇 조립체의 위치 교정이 필요한 것으로 판단하여 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어 모듈은 상기 티칭 모듈로부터 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값과 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 전송받고, 상기 거리 데이터에 관한 교정 보정값을 반영하여 상기 로봇 조립체에 대해 1차 교정을 수행한 후, 상기 영상 데이터에 관한 교정 보정값을 반영하여 상기 로봇 조립체에 대해 2차 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어 모듈은 로봇 조립체의 각도, 움직이는 속도, 힘, 원점 복귀, 파워 중 적어도 하나를 제어하여 상기 1차 교정 및 2차 교정을 수행하는 것을 특징으로 하는 진공 챔버에 구비되는 로봇 조립체의 티칭 시스템.