KR100621223B1 - Calibration jig for offsetting position between a robot tool and a laser vision sensor - Google Patents

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KR100621223B1 KR1020050058105A KR20050058105A KR100621223B1 KR 100621223 B1 KR100621223 B1 KR 100621223B1 KR 1020050058105 A KR1020050058105 A KR 1020050058105A KR 20050058105 A KR20050058105 A KR 20050058105A KR 100621223 B1 KR100621223 B1 KR 100621223B1
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은종호
허종행
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Abstract

본 발명은 레이저 비전 센서를 갖는 로봇에 관한 것으로, 로봇 툴의 진행 방향의 앞쪽에 레이저 비전 센서가 설치된 로봇의 위치 보정 지그로서, 상기 로봇 툴의 작업점과 상기 레이저 비전 센서의 측정점을 포함하는 길이를 가지며 상기 로봇 툴과 레이저 비전 센서 아래에 설치되어 상기 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정을 안내하는 보정대와; 상기 보정대의 일단과 연결되어 상기 레이저 비전 센서에 고정되는 고정대;를 포함하며, 상기 보정대는, 상기 로봇 툴의 작업점과 상기 레이저 비전 센서의 측정점을 포함하는 길이를 갖는 베이스와; 상기 로봇 툴의 작업점에 대응되는 상기 베이스 상에 설치되며, 상기 로봇 툴의 중심을 맞출 수 있도록 형성된 정렬 마크와; 상기 레이저 비전 센서의 측정점에 대응되는 상기 베이스 상에 설치되며, 상기 레이저 비전 센서의 측정점의 공간 상의 위치를 읽어 상기 로봇 툴과 상기 레이저 비전 센서 간의 위치 오차값을 산출할 수 있는 V자형 눈금표가 형성된 눈금 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그를 제공한다.The present invention relates to a robot having a laser vision sensor, wherein the position correction jig of a robot provided with a laser vision sensor in front of a moving direction of the robot tool, the length including a working point of the robot tool and a measuring point of the laser vision sensor A correction table having a robot and installed under the robot tool and the laser vision sensor to guide position correction between the robot tool and the laser vision sensor; A base fixed to the laser vision sensor connected to one end of the calibrator, wherein the base includes a base having a length including a work point of the robot tool and a measurement point of the laser vision sensor; An alignment mark installed on the base corresponding to the work point of the robot tool and formed to center the robot tool; The V-shaped grid is installed on the base corresponding to the measuring point of the laser vision sensor and reads the position of the measuring point of the laser vision sensor in space to calculate a position error value between the robot tool and the laser vision sensor. It provides a position correction jig between the robot tool and the laser vision sensor, characterized in that it comprises a graduation block formed.

로봇 툴, 레이저 비전 센서, 오차, 보정, 지그 Robot Tools, Laser Vision Sensors, Errors, Calibration, Jig

Description

로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그{Calibration jig for offsetting position between a robot tool and a laser vision sensor}Calibration jig for offsetting position between a robot tool and a laser vision sensor}

도 1은 레이저 비전 센서가 설치된 로봇 툴을 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a robot tool in which a laser vision sensor is installed.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view showing an embodiment of a position correction jig between a robot tool and a laser vision sensor according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 로봇 12 : 로봇 툴10: robot 12: robot tool

14 : 레이저 비전 센서 15 : 체결구14 laser vision sensor 15 fastener

16 : 작업점 17 : 측정점16 working point 17 measuring point

20 : 작업 대상물 30 : 위치 보정 지그20: Work object 30: Position correction jig

31 : 보정대 32 : 베이스31: correction table 32: base

33 : 정렬 마크 34 : V자형 눈금33: alignment mark 34: V-shaped scale

35 : 눈금 블록 36 : V자형 홈35: graduation block 36: V-shaped groove

37 : 고정대 38 : 고정구37: fixture 38: fixture

본 발명은 레이저 비전 센서를 갖는 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로봇 툴과 레이저 비전 센서 사이의 거리(오차)를 쉽게 산출하여 필요에 따라서 보정할 수 있는 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그에 관한 것이다.The present invention relates to a robot having a laser vision sensor, and more particularly, to a position correction jig between a robot tool and a laser vision sensor that can easily calculate and correct the distance (error) between the robot tool and the laser vision sensor as needed. It is about.

최근 산업 현장에서 작업자를 대신하여 작업을 진행하는 로봇의 사용이 확대되고 있다. 로봇을 산업 현장에 이용하는 경우 다양한 작업에 따라 작업 품질의 향상과 생산성 향상을 위하여 그 작업 대상물에 대한 측정이 가능한 피드백(feedback) 제어가 요구된다. 즉 로봇(robot)을 이용하여 작업 대상물에 작업을 진행하기 전에 작업을 진행할 부분에 대한 정보를 먼저 파악한 이후에 공정을 진행할 수 있도록 한다.Recently, the use of robots that work on behalf of workers in industrial sites is expanding. When the robot is used in an industrial site, feedback control capable of measuring the workpiece is required to improve work quality and productivity according to various tasks. In other words, before proceeding to the work using the robot (robot) to find out the information on the part to proceed to work first, so that the process can proceed.

이와 같은 로봇(10)의 피드백 제어는, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 비전 센서(14; Laser Vision Sensor; LVS)에 의해 이루어진다. 여기서 로봇(10)은 자동 용접 공정을 진행하는 용접 장치로서, 용접 공정을 진행하는 토치(13; torch)를 갖는 로봇 툴(12; robot tool)과, 로봇 툴(12)을 작동시키는 로봇 암(11; robot arm)을 포함한다. 그리고 레이저 비전 센서(14)가 로봇 툴(12)의 진행 방향의 앞쪽에 설치되어 용접선(21)의 시각 정보를 파악하고 용접의 시작점과 끝점을 검출하여 그 정보를 로봇(10)의 제어기로 피드백하여 용접 공정이 진행될 수 있도록 한다. 도면부호 15는 로봇 툴(12)에 레이저 비전 센서(14)를 체결하는 체결구를 나타낸다.Such feedback control of the robot 10 is performed by a laser vision sensor (LVS) 14, as shown in FIG. 1. Here, the robot 10 is a welding device that performs an automatic welding process, and includes a robot tool 12 having a torch 13 that performs the welding process, and a robot arm for operating the robot tool 12 ( 11; robot arm). Then, the laser vision sensor 14 is installed in front of the moving direction of the robot tool 12 to grasp the visual information of the welding line 21, detect the start point and the end point of the welding, and feed the information back to the controller of the robot 10. To allow the welding process to proceed. Reference numeral 15 denotes a fastener for fastening the laser vision sensor 14 to the robot tool 12.

한편 로봇 툴(12)의 앞쪽에 레이저 비전 센서(14)가 설치되기 때문에, 로봇 툴(12)에 의해 용접이 이루어지는 작업점(16)과 레이저 비전 센서(14)가 측정하는 측정점(17) 사이에는 오차(d)가 존재한다. 하지만 그 오차(d)값과 로봇 툴(12)의 진행 방향의 속도를 안다면 비록 측정점(17)과 작업점(16) 사이에 오차(d)가 존재하더라도 공정 진행이 가능하다.On the other hand, since the laser vision sensor 14 is installed in front of the robot tool 12, between the work point 16 where welding is performed by the robot tool 12 and the measurement point 17 measured by the laser vision sensor 14. There is an error d. However, if the error (d) value and the speed of the moving direction of the robot tool 12 are known, the process is possible even if the error (d) exists between the measuring point 17 and the working point 16.

그리고 로봇(10)은 반복적인 사용으로 인하여 기계적으로 결합된 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 사이에 유격이 발생되거나 회전하는 등 오차값이 달라질 수 있기 때문에, 주기적으로 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 사이의 위치를 확인하고 필요에 따라 보정하는 작업을 진행해 주어야 한다.In addition, the robot 10 periodically changes the robot tool 12 because the error value may vary, such as play or rotation, between the mechanically coupled robot tool 12 and the laser vision sensor 14 due to repeated use. ) And the position between the laser vision sensor 14 and the correction as necessary.

그런데 종래에는 로봇 툴(12)에 의해 용접이 이루어 지는 작업점(16)과 레이저 비전 센서(14)가 측정하는 측정점(17) 사이의 오차(d) 보정이 작업자에 의해 수작업으로 이루어졌기 때문에, 작업자의 숙련도에 따라서 오차 측정값과 그에 따른 오차 보정의 정확도가 달라 정확하게 오차를 보정하는 데는 한계가 있었다.By the way, since the error (d) correction between the work point 16 welded by the robot tool 12 and the measurement point 17 measured by the laser vision sensor 14 has been manually performed by an operator, According to the skill of the operator, the error measurement value and the accuracy of the error correction are different, and there was a limit to correct the error accurately.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명은 작업자의 숙련도에 크게 상관없이 로봇 툴과 레이저 비전 센서 사이의 위치 오차값을 쉽게 측정할 수 있고, 산출된 오차값에 따라서 오차 보정을 정확하게 실시할 수 있는 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.In order to solve the above problems, the present invention can easily measure the position error value between the robot tool and the laser vision sensor irrespective of the skill of the operator, and can accurately perform the error correction according to the calculated error value. The technical challenge is to provide a position correction jig between the robot tool and the laser vision sensor.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 로봇 툴의 진행 방향의 앞쪽에 레이저 비전 센서가 설치된 로봇의 위치 보정 지그로서, 상기 로봇 툴의 작업점과 상기 레이저 비전 센서의 측정점을 포함하는 길이를 가지며 상기 로봇 툴과 레이저 비전 센서 아래에 설치되어 상기 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정을 안내하는 보정대와; 상기 보정대의 일단과 연결되어 상기 레이저 비전 센서에 고정되는 고정대;를 포함하며,In order to solve the above technical problem, the present invention provides a position correction jig of a robot having a laser vision sensor installed in a forward direction of a robot tool, and includes a length including a work point of the robot tool and a measuring point of the laser vision sensor. A correction table installed under the robot tool and the laser vision sensor to guide position correction between the robot tool and the laser vision sensor; It is connected to one end of the correction stand fixed to the laser vision sensor; includes;

상기 보정대는, 상기 로봇 툴의 작업점과 상기 레이저 비전 센서의 측정점을 포함하는 길이를 갖는 베이스와; 상기 로봇 툴의 작업점에 대응되는 상기 베이스 상에 설치되며, 상기 로봇 툴의 중심을 맞출 수 있도록 형성된 정렬 마크와; 상기 레이저 비전 센서의 측정점에 대응되는 상기 베이스 상에 설치되며, 상기 레이저 비전 센서의 측정점의 공간 상의 위치를 읽어 상기 로봇 툴과 상기 레이저 비전 센서 간의 위치 오차값을 산출할 수 있는 V자형 눈금표가 형성된 눈금 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그를 제공한다.The base includes a base having a length including a working point of the robot tool and a measuring point of the laser vision sensor; An alignment mark installed on the base corresponding to the work point of the robot tool and formed to center the robot tool; The V-shaped grid is installed on the base corresponding to the measuring point of the laser vision sensor and reads the position of the measuring point of the laser vision sensor in space to calculate a position error value between the robot tool and the laser vision sensor. It provides a position correction jig between the robot tool and the laser vision sensor, characterized in that it comprises a graduation block formed.

본 발명에 따른 위치 보정 지그에 있어서, 정렬 마크는 십자형의 마크이며, 정렬 마크의 중심에 로봇 툴의 끝단이 위치할 수 있도록 로봇 툴의 위치를 보정할 수 있다. 그리고 눈금 블록에 조사된 측정점의 V자형 눈금을 읽어 로봇 툴과 레이저 비전 센서 사이의 오차값을 산출할 수 있다.In the position correction jig according to the present invention, the alignment mark is a cross mark, and the position of the robot tool can be corrected so that the end of the robot tool can be positioned at the center of the alignment mark. The V-shaped scale of the measurement point irradiated to the scale block may be read to calculate an error value between the robot tool and the laser vision sensor.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 간의 위치 보정 지그(30)의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.2 is a perspective view showing one embodiment of the position correction jig 30 between the robot tool 12 and the laser vision sensor 14 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서 (14) 간의 위치 보정 지그(30; 이하 '위치 보정 지그'라 한다)는 로봇 툴(12)의 작업점과 레이저 비전 센서(14)의 측정점을 포함하는 길이를 가지며 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 아래에 설치되어 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 간의 위치 보정을 안내하는 보정대(31)와, 보정대(31)의 일단과 연결되어 레이저 비전 센서(14)에 고정되는 고정대(37)를 포함한다. 이 때 레이저 비전 센서(14)의 고정대(37)는 고정구(38)에 의해 고정된다.Referring to FIG. 2, a position correction jig 30 (hereinafter referred to as a “position correction jig”) between the robot tool 12 and the laser vision sensor 14 according to an embodiment of the present invention is a working point of the robot tool 12. And a length including a measuring point of the laser vision sensor 14 and installed below the robot tool 12 and the laser vision sensor 14 to guide the position correction between the robot tool 12 and the laser vision sensor 14. And a stand 37 connected to one end of the correcting table 31 and fixed to the laser vision sensor 14. At this time, the fixture 37 of the laser vision sensor 14 is fixed by the fixture 38.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 위치 보정 지그(30)를 이용함으로써, 오차(d)를 산출하고 작업자의 숙련도에 크게 상관없이 로봇 툴(12)의 위치를 정렬할 수 있고, 오차(d)값을 산출하여 검증하고 필요에 따라서 위치를 보정할 수 있다.Therefore, by using the position correction jig 30 according to the embodiment of the present invention, the error d can be calculated and the position of the robot tool 12 can be aligned regardless of the skill of the operator. Can be calculated and verified, and the position can be corrected as necessary.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 위치 보정 지그(30)는 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 간의 위치 보정이 필요한 경우에, 레이저 비전 센서에 임시적으로 고정하여 위치 보정을 한 후 레이저 비전 센서에서 탈착하게 된다.When the position correction jig 30 according to the embodiment of the present invention needs to correct the position between the robot tool 12 and the laser vision sensor 14, the laser beam is temporarily fixed to the laser vision sensor to correct the position and then the laser vision. Detach from the sensor.

본 발명의 실시예에 따른 위치 보정 지그(30)에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The position correction jig 30 according to the embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

보정대(31)는 로봇 툴(12)의 작업점과 레이저 비전 센서(14)의 측정점을 포함하는 길이를 갖는 베이스(32)를 포함한다. 로봇 툴(12)의 중심을 맞출 수 있도록 안내하는 정렬 마크(33)가 로봇 툴(12)의 작업점에 대응되는 베이스(32) 상부에 설치된다. 그리고 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 사이의 오차(d)값을 측정할 수 있도록 안내하는 눈금 블록(35)이 레이저 비전 센서(12)의 측정점에 대응되는 베이스(32) 상부에 설치된다.The calibration table 31 includes a base 32 having a length including a working point of the robot tool 12 and a measuring point of the laser vision sensor 14. An alignment mark 33 for guiding the center of the robot tool 12 is provided on the base 32 corresponding to the work point of the robot tool 12. And the graduation block 35 for guiding the measurement of the error (d) value between the robot tool 12 and the laser vision sensor 14 is on the base 32 corresponding to the measuring point of the laser vision sensor 12 Is installed.

이때 정렬 마크(33)는 십자형의 마크 형태로 구현될 수 있으며, 정렬 마크(33)의 중심에 로봇 툴(12)의 끝단이 위치할 수 있도록 로봇 툴(12)의 위치를 보정한다. 정렬 마크(33)는 보정대(31)에 부착하거나 보정대(31)에 직접 형성될 수도 있다. 이때 로봇 툴(12)의 위치 보정은 레이저 비전 센서(14)가 고정대(37)에 의해 위치가 고정된 상태에서 체결구(15)를 조절하여 로봇 툴(12)의 끝단의 위치를 정렬 마크(33)의 중심에 맞추면 된다.In this case, the alignment mark 33 may be implemented in the form of a cross mark, and corrects the position of the robot tool 12 so that the end of the robot tool 12 may be positioned at the center of the alignment mark 33. The alignment mark 33 may be attached to the correction table 31 or formed directly on the correction table 31. At this time, the position correction of the robot tool 12 adjusts the fastener 15 in a state where the position of the laser vision sensor 14 is fixed by the holder 37 to adjust the position of the end of the robot tool 12 to the alignment mark ( In the center of 33).

그리고 눈금 블록(35)은 레이저 비전 센서(14)가 측정점의 공간 상의 위치를 읽어 오차값을 산출할 수 있도록 V자형 홈(36)을 따라서 눈금(34; 이하 'V자형 눈금'이라 한다)이 형성되어 있다. 즉 오차(d)값을 표현하려면 공간 상의 위치, XYZ축 상의 거리값으로 표현하여야 로봇(10)이 유용하게 활용할 수 있다. 따라서 눈금 블록(35)에 조사된 레이저 비전 센서(14)의 측정점의 V자형 눈금(34)을 읽어 레이저 비전 센서(14)와 로봇 툴(12) 사이의 오차값과, 좌우 오차값을 산출할 수 있다.In addition, the graduation block 35 has a graduation 34 (hereinafter referred to as a 'V-shaped graduation') along the V-shaped groove 36 so that the laser vision sensor 14 reads the position in the space of the measurement point to calculate an error value. Formed. That is, in order to express the error (d) value, the robot 10 may be usefully used to express it as a position in space and a distance value on the XYZ axis. Therefore, by reading the V-shaped scale 34 of the measurement point of the laser vision sensor 14 irradiated to the scale block 35, the error value between the laser vision sensor 14 and the robot tool 12 and the left and right error values can be calculated. Can be.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 위치 보정 지그(30)를 이용하여 로봇 툴(12)의 위치 정렬과 함께 오차 검증 및 보정을 통하여 로봇 툴(12)과 레이저 비전 센서(14) 사이의 교정(calibration)을 쉽게 진행할 수 있다.Therefore, the calibration between the robot tool 12 and the laser vision sensor 14 through the error verification and correction along with the position alignment of the robot tool 12 using the position correction jig 30 according to the embodiment of the present invention. Can easily proceed.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition to the embodiments disclosed herein, it is apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented.

본 발명의 구조를 따르면 레이저 비전 센서에 고정 설치한 위치 보정 지그를 이용하여, 작업자의 숙련도에 크게 상관없이 로봇 툴의 위치를 정렬 마크를 이용하여 정렬할 수 있고, 눈금 블록을 사용하여 오차값 산출을 검증하고 필요에 따라서 위치를 보정할 수 있다.According to the structure of the present invention, by using the position correction jig fixedly installed on the laser vision sensor, the position of the robot tool can be aligned using the alignment mark regardless of the operator's skill level, and the error value is calculated using the scale block. Can be verified and the position corrected as needed.

Claims (2)

로봇 툴의 진행 방향의 앞쪽에 레이저 비전 센서가 설치된 로봇의 위치 보정 지그로서,As a position correction jig of a robot in which a laser vision sensor is installed in front of the moving direction of the robot tool, 상기 로봇 툴의 작업점과 상기 레이저 비전 센서의 측정점을 포함하는 길이를 가지며 상기 로봇 툴과 레이저 비전 센서 아래에 설치되어 상기 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정을 안내하는 보정대와;A calibration table having a length including a working point of the robot tool and a measuring point of the laser vision sensor and installed under the robot tool and the laser vision sensor to guide position correction between the robot tool and the laser vision sensor; 상기 보정대의 일단과 연결되어 상기 레이저 비전 센서에 고정되는 고정대;를 포함하며,It is connected to one end of the correction stand fixed to the laser vision sensor; includes; 상기 보정대는,The correction table, 상기 로봇 툴의 작업점과 상기 레이저 비전 센서의 측정점을 포함하는 길이를 갖는 베이스와;A base having a length including a working point of the robot tool and a measuring point of the laser vision sensor; 상기 로봇 툴의 작업점에 대응되는 상기 베이스 상에 설치되며, 상기 로봇 툴의 중심을 맞출 수 있도록 형성된 정렬 마크와;An alignment mark installed on the base corresponding to the work point of the robot tool and formed to center the robot tool; 상기 레이저 비전 센서의 측정점에 대응되는 상기 베이스 상에 설치되며, 상기 레이저 비전 센서의 측정점의 공간 상의 위치를 읽어 상기 로봇 툴과 상기 레이저 비전 센서 간의 위치 오차값을 산출할 수 있는 V자형 눈금표가 형성된 눈금 블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그.The V-shaped grid is installed on the base corresponding to the measuring point of the laser vision sensor and reads the position of the measuring point of the laser vision sensor in space to calculate a position error value between the robot tool and the laser vision sensor. Position correction jig between the robot tool and the laser vision sensor comprising a; graduation block formed. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 정렬 마크는 십자형의 마크인 것을 특징으로 하는 로봇 툴과 레이저 비전 센서 간의 위치 보정 지그.The alignment mark is a cross mark mark, characterized in that the position correction jig between the robot tool and the laser vision sensor.
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KR1020050058105A KR100621223B1 (en) 2005-06-30 2005-06-30 Calibration jig for offsetting position between a robot tool and a laser vision sensor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101122257B1 (en) * 2009-09-14 2012-03-20 삼성중공업 주식회사 Apparatus for Calibrating a Laser Vision System and Method for Calibrating a Laser Vision System Using the Same
KR101129643B1 (en) 2010-04-22 2012-03-28 삼성중공업 주식회사 Movement tracking method of marking apparatus
KR102034991B1 (en) 2019-05-23 2019-10-21 (주)휴엔텍 Center alignment device of Image sensor
KR102065879B1 (en) 2019-05-23 2020-01-13 (주)휴엔텍 Center alignment device of Image sensor
KR102558923B1 (en) 2022-09-06 2023-07-24 주식회사 에스티이파트너 Robot Position Correction System

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