WO2023249266A1 - 협동 로봇을 위한 티칭 방법 및 기기 - Google Patents

협동 로봇을 위한 티칭 방법 및 기기 Download PDF

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WO2023249266A1
WO2023249266A1 PCT/KR2023/006921 KR2023006921W WO2023249266A1 WO 2023249266 A1 WO2023249266 A1 WO 2023249266A1 KR 2023006921 W KR2023006921 W KR 2023006921W WO 2023249266 A1 WO2023249266 A1 WO 2023249266A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
teaching
axis robot
point
end effector
robot
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/006921
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안기탁
Original Assignee
주식회사 씨디알시스템
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of WO2023249266A1 publication Critical patent/WO2023249266A1/ko

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls

Definitions

  • This specification relates to robot teaching, and more specifically, to a teaching method for collaborative robots and devices using the same.
  • Collaborative robots generally refer to robots that work alongside humans and are designed and used to interact with humans. Industrial robots perform tasks on behalf of humans in a separate workspace, but collaborative robots complement humans and work together with them to increase work efficiency.
  • the user In order to use a robot, the user must use various means to implement the user's work intention in a form that the robot can understand, and this is called the robot's teaching task.
  • the direct teaching method which is often used recently, is a method in which the user directly moves the robot and stores the teaching point by holding the end of the robot and pushing or pulling instead of the teaching pendant, and is a method especially suitable for collaborative robots.
  • Robots in use may be replaced for various reasons, such as maintenance or breakdown. Every time a robot is replaced, a new teaching task must be performed, and it generally consumes a lot of money and time to re-enter hundreds of teaching points one by one.
  • This specification provides a teaching method and device for a 6-axis collaborative robot.
  • a teaching method for a collaborative robot is installed fixedly at a reference installation position, the end effector acquires a first reference teaching point from a first 6-axis robot located at a reference point, and is replaced with the first 6-axis robot. is fixed and installed at a position substantially the same as the reference installation position, the end effector obtains a second reference teaching point from a second 6-axis robot located at the reference point, and the first 6-axis robot performs one or more tasks.
  • a teaching device for a collaborative robot includes a communication unit that communicates with a controller of a first 6-axis robot or a second 6-axis robot, a processor connected to the communication unit, and a teaching device connected to the processor, when executed by the processor. It includes a memory containing instructions that allow the teaching device to perform functions. The function is fixed and installed at a reference installation position, the end effector acquires a first reference teaching point from the first 6-axis robot located at the reference point, and is replaced with the first 6-axis robot to substantially match the reference installation position.
  • the end effector acquires a second reference teaching point from the second 6-axis robot located at the reference point, and acquires a plurality of first teaching points for the first 6-axis robot, and and calculating a plurality of second teaching points for the second 6-axis robot from the plurality of first teaching points based on the difference between the first reference teaching point and the second reference teaching point.
  • a computer-readable medium storing computer-executable instructions, wherein the instructions, when executed by a processor, cause a teaching device to perform a function.
  • the function is fixed and installed at the reference installation position, the end effector acquires the first reference teaching point from the first 6-axis robot located at the reference point, and is replaced with the first 6-axis robot to be substantially the same as the reference installation position.
  • the end effector acquires a second reference teaching point from a second 6-axis robot located at the reference point, acquires a plurality of first teaching points for the first 6-axis robot, and the first It includes calculating a plurality of second teaching points for the second 6-axis robot from the plurality of first teaching points based on the difference between the first reference teaching point and the second reference teaching point.
  • FIG. 1 shows a robot system according to an embodiment of the present specification.
  • Figure 2 shows an end effector according to an embodiment of the present specification.
  • Figure 3 shows a fixed coupling module according to an embodiment of the present specification.
  • Figure 4 shows the interaction between the end effector and the fixed coupling module.
  • Figure 5 shows a teaching method according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 1 shows a robot system according to an embodiment of the present specification.
  • the collaborative robot 110 includes a collaborative robot 110, a robot controller 120, and a teaching device 130.
  • the collaborative robot 110 may include a 6-axis robot arm. There is no limitation on the number of axes or robot type of the collaborative robot 110.
  • the collaborative robot 110 includes a body 111 that provides the shape of a robot, a robot base 112 for fixing the body 111 to the standard installation position of the frame, and an end mounting portion 113 on which the end effector 200 is mounted. Includes.
  • the end effector 200 is a device designed to enable the collaborative robot 110 to interact with its surroundings to perform tasks.
  • the robot controller 120 is responsible for controlling the motion of the collaborative robot 110.
  • the robot controller 120 can store teaching points and control the 6-axis collaborative robot 110 to move along the teaching points for one or more tasks.
  • the teaching device 130 is connected to the robot controller 120 by wire and/or wirelessly and can perform a teaching task according to the proposed embodiment.
  • the teaching device 130 includes a processor 131, a memory 132, a communication unit 133, and a user interface unit 134.
  • the processor 131 implements functions related to the teaching method according to the proposed embodiment.
  • the memory 132 stores instructions executed by the processor 131 and various information.
  • Memory 132 may include any type of computer-readable medium that operates to store information.
  • the memory 132 may include read only memory (ROM), random access memory (RAM), digital video disc (DVD), optical disc, flash memory, solid state drive (SSD), and hard drive ( hard drive) and combinations thereof.
  • the communication unit 133 provides a wired communication protocol and/or a wireless communication protocol for communication with the robot controller 120.
  • the processor 131 can exchange information with the robot controller 120 through the communication unit 133.
  • the user interface unit 134 may provide various interfaces to the user for teaching tasks.
  • An end effector 200 is mounted on the end mounting portion 113 of the collaborative robot 110.
  • the end effector 200 may include a coupling device for setting a reference teaching point.
  • a fixed coupling module 300 is installed at a specific position of the frame disposed around the collaborative robot 110. The end effector 200 is inserted and fixed in the fixed coupling module 300 so that the collaborative robot 110 is positioned at the reference point.
  • the end effector 200 and the fixed coupling module 300 together can be referred to as a reference point setting module.
  • Collaborative robot 110 may be a 6 degrees of freedom robot arm with 6 axes of rotation (also referred to as 6 joints). If the position of the end of a 6-degree-of-freedom collaborative robot is restricted, all other joints are restricted and cannot move. In the case of a six-degree-of-freedom collaborative robot, once the longitudinal six-axis positions (X, Y, Z, u(roll), v(pitch), w(yaw)) (i.e., three orthogonal coordinates and their orientations) are determined, , six joint angles ( ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4, ⁇ 5, ⁇ 6) are determined. One teaching point can include 6 joint angles. When the 6-axis collaborative robot 110 is located at a reference point, that position becomes a reference teaching point (also called a master teaching point or reference calibration point).
  • a reference teaching point also called a master teaching point or reference calibration point.
  • Figure 2 shows an end effector according to an embodiment of the present specification.
  • the end effector 200 includes a flange portion 210 and a male coupling portion 220.
  • the flange portion 210 is connected to the end mounting portion 113 of the collaborative robot 110 and is used to fix the end effector 200 to the collaborative robot 110.
  • the male coupling unit 220 is a unit coupled to the fixed coupling module 300 and has a triangular shape.
  • the shape of the male coupling portion 220 is only an example, and may have at least a two-sided shape.
  • Figure 3 shows a fixed coupling module according to an embodiment of the present specification.
  • the fixed coupling module 300 includes a fixing part 310, a female coupling part 320, and a fixing clamp 330.
  • the fixing part 210 is fixed to the frame and fixes the fixed coupling module 300.
  • the male coupling portion 220 of the end effector 200 is inserted into the female coupling portion 320.
  • the fixing clamp 330 is used to firmly fix the male coupling portion 220 after the male coupling portion 220 enters the female coupling portion 320.
  • Figure 4 shows the interaction between the end effector and the fixed coupling module.
  • the collaborative robot is moved to bring the male coupling portion 220 into close contact with the female coupling portion 320.
  • the two surfaces of the male coupling portion 220 are brought into close contact with the inside of the female coupling portion 320.
  • the user operates the lever of the fixing clamp 330 to push the remaining surface of the male coupling portion 220 so that the male coupling portion 220 is completely fixed to the female coupling portion 320.
  • the end effector may be fixed to the fixed coupling module in an automated manner.
  • Figure 5 shows a teaching method according to an embodiment of the present specification. This method can be performed by a teaching device.
  • both the first 6-axis robot and the second 6-axis robot may be collaborative robots.
  • step S510 the teaching device acquires a first reference teaching point from the first 6-axis robot.
  • the first 6-axis robot is fixedly installed at the standard installation position.
  • the teaching device is connected to the controller of the first 6-axis robot by wire or wirelessly.
  • An end effector is installed in the first 6-axis robot to set a reference point.
  • the teaching device directly converts the first 6-axis robot into teaching mode.
  • direct teaching mode the user can directly move the 6-axis robot to the desired point.
  • direct teaching mode the 6-axis robot is in a gravity compensation control state and the user can directly manipulate the 6-axis robot and move it to a specific location.
  • the user fixes the end effector of the first 6-axis robot to the reference point and then saves the reference point as the first reference teaching point.
  • the user can then exchange end effectors and teach teaching points for one or more tasks.
  • the set of teaching points of the first 6-axis robot is called the first teaching point set.
  • step S520 the first 6-axis robot is replaced with a second 6-axis robot.
  • the 6-axis robot may be replaced for reasons such as periodic inspection or maintenance.
  • 'replacement' means replacing the first 6-axis robot with a new 6-axis robot, or repairing and reinstalling the broken first 6-axis robot (the first 6-axis robot and the second 6-axis robot are the same), etc. This refers to cases where teaching work is necessary.
  • the replaced second 6-axis robot performs the same tasks as the existing first 6-axis robot, so it is installed in the same location. That is, the second 6-axis robot is installed at substantially the same position as the reference installation position of the first 6-axis robot. “Substantially the same location” means the same location taking into account installation errors of the robot.
  • step S530 the teaching device acquires a second reference teaching point from the second 6-axis robot.
  • the second 6-axis robot is fixedly installed at the same reference installation position.
  • the teaching device is connected to the controller of the second 6-axis robot by wire or wirelessly.
  • An end effector is installed in the second 6-axis robot to set the reference point.
  • the user fixes the end effector of the second 6-axis robot to the reference point and then saves the reference point as the second reference teaching point.
  • step S540 the teaching device acquires a plurality of first teaching points for the first 6-axis robot.
  • a plurality of first teaching points may be stored in advance in the teaching device. In general, even if the robot is replaced, the controller is the same, so the teaching device can download a plurality of first teaching points from the current robot controller.
  • the teaching device calculates a plurality of second teaching points for the second 6-axis robot.
  • the teaching device may calculate a plurality of second teaching points for the second 6-axis robot from the plurality of first teaching points based on the difference between the first reference teaching point and the second reference teaching point.
  • 6-axis joint angle of the 2nd standard teaching point - 6-axis joint angle of the 1st standard teaching point is (-4.539805010328468e-05, 4.5398050104950016e-05, 4.5398050104950016e-05, -5.438776299504511e-05 , 5.438776300081827e-05, -0.00010877552597321483).
  • this difference value or offset
  • 2nd teaching point 1st teaching point + difference value.
  • step S560 the teaching device uploads the calculated plurality of second teaching points to the controller of the second 6-axis robot. Accordingly, the second 6-axis robot can perform work based on the second teaching points without the need for additional teaching work.
  • the embodiments of the present specification illustrate a single reference point, but multiple reference points may be set.
  • a plurality of reference points can be obtained by arranging a plurality of fixed coupling modules at a plurality of positions.
  • Multiple reference teaching points can be obtained based on multiple reference points, and when the robot is replaced, multiple reference teaching point differences can be obtained and new teaching points can be calculated based on this.
  • a new teaching point can be calculated by applying the average value of the differences between a plurality of reference teaching points to the existing teaching point.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

협동 로봇을 위한 티칭 방법 및 티칭 기기가 제공된다. 상기 티칭 기기는 기준 설치 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 기준점에 위치한 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득한다. 상기 티칭 기기는 상기 제1 6축 로봇과 교체되어 상기 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 상기 기준점에 위치한 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득한다. 상기 티칭 기기는 상기 제1 기준 티칭점과 상기 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산한다.

Description

협동 로봇을 위한 티칭 방법 및 기기
본 명세서는 로봇 티칭에 관한 것으로 보다 자세하게는 협동 로봇을 위한 티칭 방법 및 이를 이용한 기기에 관한 것이다.
협동 로봇은 일반적으로 인간과 함께 작업하는 로봇으로 인간과 상호 작용하도록 설계 및 사용하는 로봇을 의미한다. 산업용 로봇은 인간과 분리된 작업 공간에서 인간을 대신하여 작업을 수행하지만, 협동 로봇은 인간을 보완하여 인간과 함께 일하며 작업 효율을 높인다.
로봇을 활용하기 위해서는 사용자가 여러 가지 수단을 동원하여 사용자의 작업 의도를 로봇이 이해할 수 있는 형태로 구현하여야 하며 이를 로봇의 티칭 작업이라 한다. 전통적인 티칭 작업으로 사용자가 직접 프로그램을 작성하는 방법과 티칭 팬던트를 사용하여 티칭점을 입력하는 방법의 2가지 방식이 있었다. 최근에 종종 사용되는 직접 티칭(direct teaching) 방법은 티칭 팬던트 대신 로봇의 말단을 잡고 밀거나 당기는 동작을 통하여 사용자가 로봇을 직접 움직이고 티칭점을 저장하는 방법으로 특히 협동 로봇에 적합한 방법이다.
시용 중인 로봇은 유지 보수나 고장 등의 여러가지 사유로 교체될 수 있다. 로봇이 교체될 때 마다 새로운 티칭 작업이 수행되어야 하며, 일반적으로 수백개의 티칭점을 일일이 새로 입력하는데 커다란 비용과 시간이 소모된다.
본 명세서는 6축 협동 로봇을 위한 티칭 방법 및 기기를 제공한다.
일 양태에 있어서, 협동 로봇을 위한 티칭 방법은 기준 설치 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 기준점에 위치한 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득하고, 상기 제1 6축 로봇과 교체되어 상기 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 상기 기준점에 위치한 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득하고, 상기 제1 6축 로봇이 하나 또는 그 이상의 작업을 수행하기 위한 복수의 제1 티칭점들을 획득하고, 및 상기 제1 기준 티칭점과 상기 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 상기 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산하는 것을 포함한다.
다른 양태에서, 협동 로봇을 위한 티칭 기기는 제1 6축 로봇 또는 제2 6축 로봇의 제어기와 통신하는 통신부, 상기 통신부와 연결되는 프로세서, 및 상기 프로세서와 연결되어, 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 티칭 기기가 기능을 수행하도록 하는 명령어를 포함하는 메모리를 포함한다. 상기 기능은 기준 설치 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 기준점에 위치한 상기 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득하고, 상기 제1 6축 로봇과 교체되어 상기 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 상기 기준점에 위치한 상기 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득하고, 상기 제1 6축 로봇을 위한 복수의 제1 티칭점들을 획득하고, 및 상기 제1 기준 티칭점과 상기 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 상기 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산하는 것을 포함한다.
또 다른 양태에서, 컴퓨터로 실행가능한 명령어를 저장하는 컴퓨터 읽기 가능한 매체에 있어서, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행될 때 티칭 기기가 기능을 수행하도록 한다. 상기 기능은 기준 설치 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 기준점에 위치한 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득하고, 상기 제1 6축 로봇과 교체되어 상기 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 상기 기준점에 위치한 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득하고, 상기 제1 6축 로봇을 위한 복수의 제1 티칭점들을 획득하고, 및 상기 제1 기준 티칭점과 상기 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 상기 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산하는 것을 포함한다.
사용 중인 협동 로봇이 새로운 협동 로봇으로 교체되더라도 새로운 티칭 작업을 수행하기 위한 시간을 대폭 줄일 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 보여준다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 엔드 이펙터를 보여준다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 고정 결합 모듈을 보여준다.
도 4는 엔드 이펙터와 고정 결합 모듈간의 상호 작용을 보여준다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 티칭 방법을 보여준다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 로봇 시스템을 보여준다.
협동 로봇(110), 로봇 제어기(120) 및 티칭 기기(130)를 포함한다. 협동 로봇(110)은 6축 로봇 암을 포함할 수 있다. 협동 로봇(110)의 축 수나 로봇 타입에 제한이 있는 것은 아니다.
협동 로봇(110)은 로봇의 형태를 제공하는 몸체(111), 몸체(111)를 프레임의 기준 설치 위치에 고정하기 위한 로봇 베이스(112) 및 엔드이펙터(200)가 장착되는 엔드 장착부(113)를 포함한다. 엔드이펙터(200)는 협동 로봇(110)이 작업을 수행하기 위해 주변과 상호작용하도록 설계된 장치이다.
로봇 제어기(120)는 협동 로봇(110)의 동작 제어를 담당한다. 로봇 제어기(120)는 티칭점들을 저장하고, 하나 또는 그 이상의 작업을 위한 티칭점들을 따라 6축 협동 로봇(110)이 움직이도록 제어할 수 있다.
티칭 기기(130)는 로봇 제어기(120)와 유선 및/또는 무선으로 연결되어 제안된 실시예에 따른 티칭 작업을 수행할 수 있다.
티칭 기기(130)는 프로세서(131), 메모리(132), 통신부(133) 및 사용자 인터페이스부(134)를 포함한다. 프로세서(131)는 제안된 실시예에 따른 티칭 방법에 관한 기능을 구현한다. 메모리(132)는 프로세서(131)에 의해 실행되는 명령어 및 다양한 정보를 저장한다. 메모리(132)는 정보를 저장하도록 동작하는 어떤 형태의 컴퓨터 읽기 가능한 매체(computer-readable medium)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(132)는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), DVD(digital video disc), 옵티칼 디스크(optical disc), 플래쉬 메모리, SSD(Solid State Drive), 하드 드라이브(hard drive) 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 통신부(133)는 로봇 제어기(120)와 통신을 위한 유선 통신 프로토콜 및/또는 무선 통신 프로토콜을 제공한다. 프로세서(131)은 통신부(133)를 통해 로봇 제어기(120)와 정보를 교환할 수 있다. 사용자 인터페이스부(134)는 티칭 작업을 위해 사용자에게 다양한 인터페이스를 제공할 수 있다.
협동 로봇(110)의 엔드 장착부(113)에는 엔드 이펙터(200)가 장착된다. 티칭 작업에 있어서, 엔드 이펙터(200)는 기준 티칭점을 설정하기 위한 결합 장치를 포함할 수 있다. 협동 로봇(110) 주변에 배치되는 프레임의 특정 위치에는 고정 결합 모듈(300)이 설치된다. 고정 결합 모듈(300)에는 엔드 이펙터(200)가 삽입되어 고정됨으로써 협동 로봇(110)이 기준점에 위치하도록 한다. 엔드 이펙터(200)와 고정 결합 모듈(300)을 함께 기준점 설정 모듈이라 할 수 있다.
협동 로봇(110)은 6개의 회전축(또는 6개의 조인트라고 함)를 갖는 6 자유도(degrees of freedom) 로봇 암일 수 있다. 6 자유도 협동 로봇은 종단의 위치가 구속되면, 다른 관절 모두 구속되어 움직이지 못한다. 6 자유도 협동 로봇의 경우, 종단의 6축 위치 (X, Y, Z, u(roll), v(pitch), w(yaw)) (즉, 3개 직교좌표 및 이들의 오리엔테이션)이 정해지면, 6개의 조인트 각도 (θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, θ6)가 정해진다. 하나의 티칭점은 6개의 조인트 각도를 포함할 수 있다. 6축 협동 로봇(110)이 기준점에 위치하면, 해당 위치가 기준 티칭점(또는 마스터 티칭점 또는 기준 캘리브레이션 포인트라고도 함)이 된다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 엔드 이펙터를 보여준다.
엔드 이펙터(200)는 플랜지부(210) 및 수(male) 결합부(220)을 포함한다. 플랜지부(210)는 협동 로봇(110)의 엔드 장착부(113)에 연결되어 엔드 이펙터(200)를 협동 로봇(110)에 고정하는 데 사용된다. 수 결합부(220)는 고정 결합 모듈(300)에 결합되는 유닛으로, 삼각형 형태를 가진다. 수 결합부(220)의 형태는 예시에 불과하며, 적어도 2면 형태를 가질 수 있다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 고정 결합 모듈을 보여준다.
고정 결합 모듈(300)는 고정부(310), 암(female) 결합부(320) 및 고정 클램프(330)를 포함한다. 고정부(210)는 프레임에 고정되어 고정 결합 모듈(300)을 고정시킨다. 암 결합부(320)는 엔드 이펙터(200)의 수 결합부(220)가 삽입된다. 고정 클램프(330)는 수 결합부(220)가 암 결합부(320) 내로 진입한 후 수 결합부(220)를 단단히 고정하는데 사용된다.
도 4는 엔드 이펙터와 고정 결합 모듈간의 상호 작용을 보여준다.
협동 로봇을 움직여, 수 결합부(220)를 암 결합부(320)에 밀착시킨다. 수 결합부(220)의 2면이 암 결합부(320) 내측에 밀착되도록 한다. 그리고, 사용자가 고정 클램프(330)의 레버를 조작하여, 수 결합부(220)의 나머지 1면을 밀어, 수 결합부(220)가 암 결합부(320)에 완전히 고정되도록 한다.
엔드 이펙터(200)가 고정 결합 모듈(300)에 단단히 고정될 때, 해당 위치가 기준점이 되고, 기준점에서 획득한 티칭점이 기준 티칭점이 된다.
여기서는, 사용자가 수동으로 엔드 이펙터를 고정 결합 모듈에 고정하는 것을 예시하고 있지만, 자동화된 방법으로 엔드 이펙터가 고정 결합 모듈에 고정될 수도 있다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 티칭 방법을 보여준다. 이 방법은 티칭 기기에 의해 수행될 수 있다. 여기서, 제1 6축 로봇과 제2 6축 로봇은 모두 협동 로봇일 수 있다.
단계 S510에서, 티칭 기기는 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득한다. 제1 6축 로봇이 기준 설치 위치에 고정되어 설치된다. 티칭 기기가 제1 6축 로봇의 제어기와 유선 또는 무선으로 연결된다. 제1 6축 로봇에는 기준점을 설정하기 위한 엔드 이펙터가 설치된다.
티칭 기기는 제1 6축 로봇을 직접 티칭 모드로 변환한다. 직접 티칭 모드에서 사용자는 직접 6축 로봇을 움직여 원하는 지점으로 이동시킬 수 있다. 직접 티칭 모드에서 6축 로봇은 중력 보상 제어 상태로 사용자가 직접 해당 6축 로봇을 조작하여 특정 위치로 이동시킬 수 있다.
사용자는 직접 티칭 모드에서 제1 6축 로봇의 엔드 이펙터를 기준점에 고정시킨 후 해당 기준점을 제1 기준 티칭점으로 저장한다.
이후 사용자는 엔드 이펙터를 교환하고, 하나 또는 그 이상의 작업들에 대한 티칭점들을 티칭할 수 있다. 제1 6축 로봇의 티칭점들의 집합을 제1 티칭점 집합이라 한다.
단계 S520에서, 제1 6축 로봇이 제2 6축 로봇으로 교체된다. 주기적인 점검이나 유지 보수 등의 이유로 6축 로봇이 교체될 수 있다. 여기서, '교체'는 제1 6축 로봇이 새로운 6축 로봇으로 교환되거나, 고장난 제1 6축 로봇이 수리되어 다시 설치되는(제1 6축 로봇과 제2 6축 로봇이 동일함) 등 새로운 티칭 작업이 필요한 경우를 말한다.
교체된 제2 6축 로봇은 기존 제1 6축 로봇과 동일한 작업을 수행하므로 동일한 위치에 설치된다. 즉, 제2 6출 로봇은 제1 6축 로봇의 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 설치된다. "실질적으로 동일한 위치"는 로봇의 설치 오차를 고려한 동일한 위치를 의미한다.
단계 S530에서, 티칭 기기는 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득한다. 제2 6축 로봇이 동일한 기준 설치 위치에 고정되어 설치된다. 티칭 기기가 제2 6축 로봇의 제어기와 유선 또는 무선으로 연결된다. 제2 6축 로봇에는 기준점을 설정하기 위한 엔드 이펙터가 설치된다. 사용자는 직접 티칭 모드에서 제2 6축 로봇의 엔드 이펙터를 기준점에 고정시킨 후 해당 기준점을 제2 기준 티칭점으로 저장한다.
단계 S540에서, 티칭 기기는 제1 6축 로봇을 위한 복수의 제1 티칭점들을 획득한다. 복수의 제1 티칭점들은 미리 티칭 기기에 저장될 수 있다. 일반적으로 로봇이 교체되더라도 제어기는 동일하므로, 티칭기기는 현재 로봇 제어기로부터 복수의 제1 티칭점들을 다운로드할 수 있다.
단계 S550에서, 티칭 기기는 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산한다. 티칭 기기는 제1 기준 티칭점과 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 상기 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산할 수 있다.
예를 들어, 제1 기준 티칭점의 6축 절대 위치 (X, Y, Z, u, v, w) = (0.5949998757013094, -0.1970000102274096, 0.19999900481931313, 86.64625586020759, -88.64989631276185, 91.54368898903233)이고, 이 때 6축 조인트 각도는 (-0.5213966054365012, -56.30225315567262, -123.93522404442965, 1.287630288907882, 90.31664555616312, 178.65760123376796) 이라고 하자.
제2 기존 티칭점의 6축 절대 위치 (X, Y, Z, u, v, w) = (0.5949998757013094, -0.1970000102274096, 0.19999900481931313, 86.64625586020759, -88.64989631276185, 91.54368898903233) 이고, 이 때 6축 조인트 각도는 (-0.521351207386398, -56.30229855372272, -123.93526944247975, 1.287684676670877, 90.31659116840012, 178.65771000929394) 이라고 하자.
제2 기준 티칭점의 6축 조인트 각도 - 제1 기준 티칭점의 6축 조인트 각도는 (-4.539805010328468e-05, 4.5398050104950016e-05, 4.5398050104950016e-05, -5.438776299504511e-05, 5.438776300081827e-05, -0.00010877552597321483) 이다. 이 차이값(또는 오프셋이라 함)을 복수의 제1 티칭점들에 적용하면, 복수의 제2 티칭점들을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제2 티칭점 = 제1 티칭점 + 차이값 가 된다.
단계 S560에서, 티칭 기기는 계산된 복수의 제2 티칭점들을 제2 6축 로봇의 제어기로 업로드한다. 이에 따라, 제2 6축 로봇은 추가적인 티칭 작업이 필요없이 제2 티칭점들을 기반으로 작업을 수행할 수 있다.
일반적으로 로봇이 교체되면 다양한 설치 오차(예, 기준 설치 위치의 오차, 로봇의 조립 오차, 엔드 이펙터 조립 오차 등)로 인해 전반적으로 티칭을 다시 할 수 밖에 없다. 협동 로봇의 경우 절대적인 위치 정밀도보다는 미리 지정된 위치를 반복하는 반복 정밀도가 작업을 수행하는 데 더 중요하다. 따라서, 새로운 기준 티칭점과 기존 기준 티칭점을 기반으로 티칭점들을 업데이트하더라도 새로운 협동 로봇이 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
추가적으로 본 명세서의 실시예는 하나의 기준점을 예시하고 있으나, 복수의 기준점을 설정할 수도 있다. 복수의 기준점은 복수의 고정 결합 모듈을 복수의 위치에 배치함으로써 획득할 수 있다. 복수의 기준점을 기반으로 복수의 기준 티칭점을 획득하고, 로봇이 교체되면 복수의 기준 티칭점 차이를 획득하고 이를 기반으로 새로운 티칭점을 계산할 수 있다. 예를 들어, 복수의 기준 티칭점 차이의 평균값을 기존 티칭점에 적용하여 새로운 티칭점을 계산할 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 명세서는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 명세서의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 협동 로봇을 위한 티칭 방법에 있어서,
    기준 설치 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 기준점에 위치한 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득하고;
    상기 제1 6축 로봇과 교체되어 상기 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 상기 기준점에 위치한 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득하고;
    상기 제1 6축 로봇이 하나 또는 그 이상의 작업을 수행하기 위한 복수의 제1 티칭점들을 획득하고; 및
    상기 제1 기준 티칭점과 상기 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 상기 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산하는 것을 포함하는 티칭 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 6축 로봇의 엔드 이펙터 또는 상기 제2 6축 로봇의 엔드 이펙터가 상기 기준점으로 이동할 때, 상기 제1 6축 로봇 또는 상기 제2 6축 로봇은 중력 보상 제어 상태로 사용자가 직접 해당 6축 로봇을 조작하여 상기 기준점으로 이동시키는 직접 티칭 모드에서 이동하는 것을 특징으로 하는 티칭 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 기준 티칭점, 제2 기준 티칭점 및 상기 복수의 제1 티칭점들 각각은 해당 6축 로봇의 6개의 조인트 각도에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 티칭 방법.
  4. 협동 로봇을 위한 티칭 기기에 있어서,
    제1 6축 로봇 또는 제2 6축 로봇의 제어기와 통신하는 통신부;
    상기 통신부와 연결되는 프로세서; 및
    상기 프로세서와 연결되어, 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 티칭 기기가 기능을 수행하도록 하는 명령어를 포함하는 메모리를 포함하되, 상기 기능은:
    기준 설치 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 기준점에 위치한 상기 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득하고;
    상기 제1 6축 로봇과 교체되어 상기 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 상기 기준점에 위치한 상기 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득하고;
    상기 제1 6축 로봇을 위한 복수의 제1 티칭점들을 획득하고; 및
    상기 제1 기준 티칭점과 상기 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 상기 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산하는 것을 포함하는 티칭 기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 6축 로봇의 엔드 이펙터 또는 상기 제2 6축 로봇의 엔드 이펙터가 상기 기준점으로 이동할 때, 상기 제1 6축 로봇 또는 상기 제2 6축 로봇은 중력 보상 제어 상태로 사용자가 직접 해당 6축 로봇을 조작하여 상기 기준점으로 이동시키는 직접 티칭 모드에서 이동하는 것을 특징으로 하는 티칭 기기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    제1 기준 티칭점, 제2 기준 티칭점 및 상기 복수의 제1 티칭점들 각각은 해당 6축 로봇의 6개의 조인트 각도에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 티칭 기기.
  7. 컴퓨터로 실행가능한 명령어를 저장하는 컴퓨터 읽기 가능한 매체에 있어서, 상기 명령어는 프로세서에 의해 실행될 때 티칭 기기가 기능을 수행하도록 하며, 상기 기능은:
    기준 설치 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 기준점에 위치한 제1 6축 로봇으로부터 제1 기준 티칭점을 획득하고;
    상기 제1 6축 로봇과 교체되어 상기 기준 설치 위치와 실질적으로 동일한 위치에 고정되어 설치되고, 엔드 이펙터가 상기 기준점에 위치한 제2 6축 로봇으로부터 제2 기준 티칭점을 획득하고;
    상기 제1 6축 로봇을 위한 복수의 제1 티칭점들을 획득하고; 및
    상기 제1 기준 티칭점과 상기 제2 기준 티칭점의 차이를 기반으로 상기 복수의 제1 티칭점들로부터 상기 제2 6축 로봇을 위한 복수의 제2 티칭점들을 계산하는 것을 포함하는 컴퓨터 읽기 가능한 매체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 6축 로봇의 엔드 이펙터 또는 상기 제2 6축 로봇의 엔드 이펙터가 상기 기준점으로 이동할 때, 상기 제1 6축 로봇 또는 상기 제2 6축 로봇은 중력 보상 제어 상태로 사용자가 직접 해당 6축 로봇을 조작하여 상기 기준점으로 이동시키는 직접 티칭 모드에서 이동하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 읽기 가능한 매체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    제1 기준 티칭점, 제2 기준 티칭점 및 상기 복수의 제1 티칭점들 각각은 해당 6축 로봇의 6개의 조인트 각도에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 읽기 가능한 매체.
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