KR0183689B1 - 원점 결정방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

원점 결정방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 로보트를 조립한 후에 다수의 관절을 가진 로보트팔의 원점결정을 단시간내에 정확하고 효과적으로 수행하기 위한 원점 결정방법 및 장치에 관한 내용이 개시되어 있다. 상기 엔코더 모터를 장착한 다관절 로보트는, 이 로보트가 조립되면 작업장에 투입하기 전에 원점을 결정하는 원점결정작업을 한다. 이러한 원점결정작업을 센터라인에 상기 엔코더모터의 축 중심을 일치시키고 확인하는 확인수단을 이용하여 원점을 맞추고, 상기 엔코더모터의 위치값을 0로 세팅하여, 단시간에 로보트팔을 정확하게 원점결정할 수 있다.

Description

원점 결정방법 및 장치

제1도 종래에 따른 원점 결정방법 및 장치를 설명하기 위한 사시도.

제2도 본 발명에 따른 원점 결정방법 및 장치를 이용하여 로보트팔을 원점결정 하는 상태를 도시한 사시도.

제3도 제2도의 a-a선 단면도.

제4도 본 발명에 따른 원점 결정방법을 순차적으로 도시한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 조정지그 20 : 고정쇠

21 : 지지대 22 : 센터라인레일

23 : 레일이동기구 24 : 센터라인

25 : 추 26 : 선줄

30 : 로보트팔 40 : 2축엔코더모터

41 : 3축엔코더모터 42 : 4축엔코더모터

43 : 로보트손 44 : 모터중심

45 : 엔코더모터축 60 : 메인바디

61 : 고정틀

본 발명은 원점 결정방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 로보트를 조립한 후에 다수의 관절을 가진 로보트팔의 원점결정을 단시간 내에 정확하고 효과적으로 수행하기 위한 원점 결정방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 파레트(pallet) 및 디파레트(depallet)의 작업을 목적으로 하는 다관절 로보트는 관절을 회전시키는 모터로 시리얼 엡솔루트 엔코더(serial absolute encoder)타입의 모터를 사용한다. 상기 시리얼 엡솔루트 엔코더(이하 엔코더)모터는 항상 모터 축의 회전위치를 기억하고 있음으로서 제로리턴(zero return)이 필요치 않는다.

그리고 상기 엔코더 모터를 장착한 다관절 로보트는, 이 로보트가 조립되면 작업장에 투입하기 전에 원점을 결정하는 원점결정 작업을 한다. 이러한 원점결정작업은 로보트가 관절을 회전시키는 상기 엔코더모터를 로보트의 센터라인 상을 기준으로 잡고 오른팔운동 또는 왼팔운동을 하여 상기 엔코더 모터가 그 값을 기억하여 상기 로보트의 센터라인에 정확히 돌아올 수 있을 때, 원점결정이 되었다고 할 수 있다.

제1도는 종래에 따른 원점 결정방법 및 장치를 설명하기 위한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 조정지그(10)를 로보트의 센터라인(24)에 정확히 위치하고, 로보트를 조정하는 로보트제어기(50)로써 로보트팔(30)의 각 엔코더모터(40,41,42)에 교시하여 센터라인(24)에 어느 정도 엔코더모터의 축(45)을 일치시키고 각축의 엔코더모터를 리세트(reset)시킨다. 이때 메인바디(60)(main body)는 고정틀(61)과 직각을 이루고 있다.

계속해서 원점을 결정하기 위한 원점결정 작업을 하기 위하여 상기 리세트 시킨 엔코더모터를 조정하여 왼팔자세의 운동으로 상기 센터라인(24)에 설치된 조정지그(10)의 구멍에 상기 엔코더모터의 축(45)을 삽입시키고, 다시 오른팔자세의 운동으로 상기 조정지그의 구멍에 엔코더모터의 축을 삽입시키는 과정과 그 반대의 과정 즉 오른팔자세에서 왼팔자세로 엔코더모터의 축을 조정지그에 삽입하는 과정의 되풀이하여 진행한다. 상기 되풀이하는 과정에서 삽입이 안되면 왼팔과 오른팔 형태의 자세편차 등을 고려하여 로보트제어기(50)로써 미세 조정을 하여 왼팔운동 및 오른팔운동에서 상기 지그에 삽입된 후에 오른팔운동 및 왼팔운동으로 상기 조정지그(10)의 구멍에 엔코더모터의 축(45)이 삽입되면 원점결정이 되었다고 볼 수 있다.

상술한 종래의 조정지그를 이용하여 원점결정을 할 경우에는 상술한 바와 같이, 원점결정작업이 무척 까다롭고, 삽입과정을 반복함으로서 최소 2인이 5시간정도의 시간을 소모하여 작업이 진행되고, 각축 엔코더모터를 리세트 후에 원점 값을 원점결정데이타로 별도 입력을 해야 하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 단시간에 정확한 로보트팔의 원점결정을 할 수 있는 장치를 제공함과, 상기 장치를 이용하여 제어하는 로보트제어기에서 소프트웨어로써 원점결정데이타를 처리하는 원점 결정방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원점 결정방법 복수의 관절부와 이 관절부가 굴곡되도록 각기 동력을 제공하는 복수의 엔코더모터를 가지는 다관절 로보트 아암의 초기위치를 설정하기 위한 원점 결정방법에 있어서, 상기 엔코더모터를 상기 관절부의 중심이 소정의 센터라인에 일치되도록 구동하는 단계와, 상기 복수의 엔코더모터의 각 회전량을 검출하는 단계와, 상기 관절부의 중심이 소정의 센터라인에 일치된 상태에서 상기 검출된 각 회전량이 1회전 이상의 값이면 해당 엔코더모터를 리세트하여 전단계를 반복하고 1회전 이내의 값일 때 그 값을 초기값으로 설정하는 단계로 행하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원점결정장치는 엔코더모터를 장착한 다관절 로보트와, 상기 다관절 로보트의 관절에 설치된 각 엔코더모터의 축을 센터라인에 맞추어 원점결정을 행하기 위한 확인수단이 구비된 원점결정장치에 있어서, 상기 확인수단이 상기 다관절 로보트에 부착하기 위한 고정부재와, 상기 고정쇠로부터 상기 로보트의 센터라인을 따라 설치된 센터라인레일과, 상기 고정쇠에 고정 설치되어 센터라인 축을 지지하는 지지대와, 상기 센터라인레일에 설치되어 이 센터라인축을 따라 움직일 수 있게 하는 이동부재와, 상기 이동부재에 연결되는 유연한 線부재와, 상기 선부재 단부에 설치되어 중력에 의하여 지구중심을 향하는 추를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 원점 결정방법 및 장치를 이용하여 로보트팔을 원점결정 하는 상태를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 고정틀(61)에 로보트의 메인바디(60)가 직각으로 설치되어 있고, 메인바디(60)를 따라 승강하는 4축을 가진 로보트팔(30)이 메인바디(60)에 설치되어 있다. 로보트팔(30)에는 로보트팔(30)의 각 관절을 작동시키기 위한 엔코더모터(40,41,42)가 설치되어 있다. 그리고 각 엔코더모터(40,41,42)의 축(45)을 센터라인(24)에 맞추는 것을 확인하기 위한 확인수단이 로보트팔의 상측에 설치되어 있다.

상기 확인수단은 상기 메인바디(60)에 고정시키기 위한 고정쇠(20)에 센터라인레일(22)이 센터라인(24) 상에 설치되고, 센터라인레일(22)을 지지하는 지지대(21)가 고정쇠(20)에 고정되어 있다. 그리고 센터라인레일(22)에는 추(25)를 매달아 놓은 線(26)이 레일이동부재(23)에 설치되어 센터라인레일(22)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다.

이하 본 발명에 따른 원점 결정방법의 원점을 결정하는 원점결정과정을 상세히 설명한다.

로보트를 조립한 후 로보트제어기(50)를 이용하여 엔코더모터(40,41,42)를 제어하여 모터중심(44)이 센터라인(24)에 위치되도록 대략적으로 맞추어 놓는다. 아직 원점결정이 된 상태가 아니므로, 확인수단의 고정쇠(20)를 로보트팔(30) 위의 메인바디(60)에 설치하고, 각각의 추(25)를 각각 엔코더모터(40,41,42)의 모터중심(44)위에 위치되도록 조정한다.

로보트팔(30)의 길이는 불변이고, 각각의 추(25)는 센터라인(24)상에 위치됨을 고려하여, 다시 한번 엔코더모터(40,41,42)를 제어하여 엔코더모터(40,41,42)의 모터중심(44)이 센터라인(24)상에 정확히 위치되도록 추(25)를 보아가면서 조정한다. 즉, 엔코더모터(40,41,42)의 모터중심(44)이 센터라인(24)상에만 정확히 위치되면 바로 그 위치가 원점이 된다. 그 다음, 엔코더모터(40,41,42)의 파워스위치를 차단시킨 다음 상기 2축 3축 4축을 리세트 시킨다.

이때 엔코더모터(40,41,42)의 1회전내의 값이 리세트 되지 않아 정확한 초기 조정이 될 수 없다. 따라서, 제4도에 도시된 흐름도에 따라 정확히 제로 펄스( zero plus)가 되도록 한다. 즉, 로보트제어기(50)에서 리세트된 상기 엔코더모터(40,41,42)의 위치값을 읽어보았을때, 1바퀴 이내의 펄스 값보다 크지 않다면, 상기 리세트 된 엔코더모터(40,41,42)의 위치값이라고 판단하고 이 값에 0을 곱한다. 그러면 모두 제로펄스 값을 나타내고 조작자의 원점결정 확인에 의해 원점결정데이타가 선정되고 원점이 결정되는 원점결정이 완료된다. 그결과, 상기 로보트의 각 관절을 움직이는 엔코더모터(40,41,42)는 원점을 지속적으로 기억하면서 작업을 수행할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 원점 결정방법 및 장치를 이용하여 정확하고 짧은 시간에 로보트팔의 원점결정을 할 수 있다.

Claims (2)

1. 복수의 관절부와 상기 관절부가 굴곡되도록 각기 동력을 제공하는 복수의 엔코더모터를 가지는 다관절 로보트 아암의 초기위치를 설정하기 위한 원점 결정방법에 있어서, 상기 엔코더모터를 상기 관절부의 중심이 소정의 센터라인에 일치되도록 구동하는 단계와, 상기 복수의 엔코더모터의 각 회전량을 검출하는 단계와, 상기 관절부의 중심이 소정의 센터라인에 일치된 상태에서 상기 검출된 각 회전량이 1회전 이상의 값이면 해당 엔코더모터를 리세트하여 전단계를 반복하고 1회전 이내의 값일 때 그 값을 초기값으로 설정하는 단계로 행하는 것을 특징으로 하는 원점 결정방법.
2. 엔코더모터를 장착한 다관절 로보트와, 상기 다관절 로보트의 관절에 설치된 각 엔코더모터의 축을 센터라인에 맞추어 원점결정을 행하기 위한 확인수단이 구비된 원점결정장치에 있어서, 상기 확인수단이 상기 다관절 로보트에 부착하기 위한 고정부재와, 상기 고정부재로부터 상기 로보트의 센터라인을 따라 설치된 센터라인레일과, 상기 고정부재에 고정 설치되어 상기 센터라인레일을 지지하는 지지대와, 상기 센터라인레일에 설치되어 상기 센터라인축을 따라 움직이는 이동부재와, 상기 이동부재에 연결되는 유연한 線부재와, 상기 선부재 단부에 설치되어 중력에 의하여 지구중심을 향하는 추를 구비하는 것을 특징으로 하는 원점결정장치.