KR101091265B1 - Hands position inspection apparatus and method of articulated robot - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 다관절 로봇은, 다관절 로봇의 핸드의 위치 변화를 점검하기 위한 장치로서, 상기 핸드의 핑거 중 어느 하나 이상의 핑거 단부의 측면, 그리고 상면 또는 하면, 그리고 전면에 각각 형성되는 X-축 타깃부, Y-축 타깃부 및 Z-축 타깃부; 상기 X-축 타깃부와의 거리를 센싱하여 상기 핑거 단부의 좌우방향 거리를 검출하는 X-축 거리감지센서; 상기 Y-축 타깃부와의 거리를 센싱하여 상기 핑거 단부의 전후방향 거리를 검출하는 Y-축 거리감지센서; 상기 Z-축 타깃부와의 거리를 센싱하여 상기 핑거 단부의 상하방향 거리를 검출하는 Z-축 거리감지센서; 핸드 점검신호 발생 시 상기 프레임에 대해 로봇 암을 승강시키는 승강 모터 및 로봇 암을 신축시켜 상기 핸드를 진퇴시키는 진퇴 모터를 제어하여 핸드 위치 점검 신호 발생 시 상기 핸드를 점검위치로 이동시키며, 상기 X-축 거리감지센서, Y-축 거리감지센서 및 Z-축 거리감지센서와 일련의 전기·신호 연결관계를 형성하여, 상기 각각의 거리감지센서로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하여 상기 핸드의 각 타깃부의 현재좌표값을 산출하고, 산출된 현재좌표값을 사전에 설정된 기준좌표값과 비교하여 상기 핸드의 각 타깃부에 대한 위치변화값 및 보정요구값을 산출하는 핸드 위치 점검 제어모듈; 및 상기 핸드 위치 점검 제어모듈의 제어하에, 상기 핸드의 각 타깃부의 위치 변화값 및 보정요구값을 출력하는 모니터, 또는 프린터, 또는 모니터 및 프린터로 이루어지는 출력단말을 포함한다.
이와 같은 본 발명은, 핑거의 선단 3면에 형성된 타깃부들을 거리 감지센서 로 감지하여 그 위치 변화값을 산출하여 모니터나 프린터로 출력하도록 구성되어, 다관절 로봇의 운용 중에 점진적으로 서서히 진행되는 핑거의 위치 변화값을 정기 또는 비정기적으로 측정하여 관리자에게 인지하도록 함으로써, 워크 취급상의 사고를 미연에 방지하고 정기적인 유지보수 시 핸드를 보정하기 위한 지표로 삼을 수 있으며, 해당 측정값 및 결과값들을 데이터 베이스화 하여 자료로 축적함으로써 다관절 로봇의 설계나 유지보수에 참고 자료로 활용할 수 있다.
다관절, 로봇, 핸드, 위치, 변형, 변화, 측정, 보정, 암, 핑거
Articulated robot according to the present invention is a device for checking the position change of the hand of the articulated robot, X- is respectively formed on the side, and the top or bottom, and the front of the finger end of any one of the fingers of the hand. An axis target portion, a Y-axis target portion and a Z-axis target portion; An X-axis distance sensor for sensing a distance from the X-axis target part and detecting a left and right distance of the finger end; A Y-axis distance sensor which senses a distance from the Y-axis target part and detects a front-rear distance of the finger end; A Z-axis distance sensor for sensing a distance from the Z-axis target part and detecting a vertical distance of the finger end; When the hand check signal is generated, the lift motor for lifting and lowering the robot arm with respect to the frame and the robot arm are stretched and controlled so as to move the hand to the check position when the hand position check signal is generated. Form a series of electrical and signal connections with the axial distance sensor, the Y-axis distance sensor, and the Z-axis distance sensor, and computerize the sensing signal output from each distance sensor to target each target of the hand. A hand position checking control module for calculating a negative current coordinate value and calculating a position change value and a correction request value for each target unit of the hand by comparing the calculated current coordinate value with a preset reference coordinate value; And an output terminal comprising a monitor or a printer or a monitor and a printer for outputting a position change value and a correction request value of each target portion of the hand under the control of the hand position checking control module.
As described above, the present invention is configured to detect targets formed on three front end faces of a finger with a distance sensor, calculate a position change value, and output the same to a monitor or a printer, and the finger gradually progresses during operation of the articulated robot. By regularly or irregularly measuring the change in the position of the position, the manager can be recognized as an indicator to prevent accidents in the handling of the work and to correct the hand during regular maintenance. These data can be used as a reference for the design and maintenance of articulated robots by accumulating them as data.
Articulated, robot, hand, position, deformation, change, measurement, correction, arm, finger
Description
본 발명은 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 워크를 취급하는 핸드의 위치를 정기적으로 검출하여 그 변화된 정도를 관리자가 인지하도록 함으로써 워크 취급상의 사고를 미연에 방지하고 유지보수시 로봇 보정의 지표로 삼을 수 있도록 하는 다관절 로봇의 핸드 위치 점검 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an articulated robot, and more particularly, by detecting a position of a hand that handles a work periodically and allowing the manager to recognize the changed degree, to prevent accidents in the work handling and to correct the robot during maintenance. The present invention relates to an apparatus and method for checking hand position of an articulated robot.
액정 패널용 유리 기판이나 반도체 웨이퍼와 같은 워크(work)의 반송 공정에서 많이 사용되는 다관절 로봇은, 관절부의 구동에 의해 복수의 암(arm)을 신축 및 확장시켜 복수의 지점에 놓인 적재부(예; 카세트) 간에 워크를 옮겨놓는 동작을 수행한다. The articulated robot, which is frequently used in a conveyance process of a work such as a glass substrate for a liquid crystal panel or a semiconductor wafer, has a stacking part placed at a plurality of points by stretching and expanding a plurality of arms by driving a joint part ( Ex: the cassette is moved between the workpieces.
도 1에 도시된 바와 같이, 다관절 로봇은, 통상적으로 프레임(10)에 승강대(20)를 상하방향으로 직선운동하도록 설치하고, 승강대(20)에 기초대(30)를 장착하고, 상기 기초대(30)에 하나 이상의 암(40, 50)을 선회가능하게 관절연결하고, 최종 암(50)의 선단부에 단부 장착대(60)를 관절 연결하며, 단부 장착대(60)에는 워크 취급용 핸드(hand)(70)를 장착한 형태로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the articulated robot is typically installed on the
상기 승강대(20)는 승강 모터(도시하지 않음)에 의해 상기 프레임(10)을 따라 상하로 이동하고, 상기 관절부(41, 51, 61)는 핸드 진퇴 모터(도시하지 않음)와 타이밍 벨트(도시하지 않음)를 이용한 동력전달기구에 의해 동력 연결되어 관절부(41, 51, 61)의 회전에 따라 암(40, 50)이 접혀지거나 펼쳐져서 말단의 핸드(70)가 직선으로 전, 후진하게 된다. The
이러한 다관절 로봇에 있어서는, 핸드(70)가 언제나 정확한 위치에 있어야만 워크를 정확하게 취급할 수 있다. 예를 들어, 핸드(70)는 카세트의 수납 홈 사이로 진입해서 워크를 파지하여 나온 후 다시 다른 카세트의 수납 홈 사이로 진입하여 워크를 내려놓아야 하는데, 핸드(70)의 높낮이가 잘못되거나 틀어지게 되면 워크와 카세트 간에 간섭이 발생하여 워크가 카세트에 부딪혀 파손되게 된다. In such articulated robots, the
그런데 다관절 로봇은 암, 핸드, 및 워크의 무게에 의해 핸드의 단부가 아래로 처지는 변형 이외에도, 다관절 로봇이 가지는 구조적인 특성에 의해 점진적이면서 서서히 진행하는 변형(또는 위치 변화)처럼, 쉽게 예견할 수 없고 그 변화의 정도를 가늠하기 어려운 변형이 있다. By the way, the articulated robot is easily predicted like the progressive and slow progression (or change of position) due to the structural characteristics of the articulated robot, in addition to the deformation of the end of the hand by the weight of the arm, the hand, and the workpiece. There are variations that cannot be done and that are difficult to measure.
예를 들어, 암 연결 관절부에 설치되는 감속기에 유격이 발생하거나, 암 조립부가 시간이 지나면서 이완되거나, 반복되는 하중 부담에 의해 프레임이 휘어지거나, 승강대와 그를 구동하는 볼 스크루 사이의 체결이 불완전하거나, 로봇이 설치되어 있는 바닥부가 로봇의 무게에 의해 시간의 경과에 따라 서서히 가라앉아 핸드의 위치가 아래로 내려오거나, 핸드가 주변 시설에 부딪힘에 따라 미세하게 틀어지는 등과 같은 매우 다양한 원인에 의해 핸드가 처지거나 틀어지는 변화가 발생하 게 된다. For example, play may occur in the reducer installed in the arm joint, the arm assembly may relax over time, the frame may be bent due to repeated loads, or the engagement between the platform and the ball screw driving it may be incomplete. Or the floor where the robot is installed gradually sinks over time due to the weight of the robot, and the position of the hand falls down, or the hand is caused by a variety of reasons, such as a slight twist as the hand hits the surrounding facilities. A drooping or distorting change occurs.
그런데, 이러한 변화를 감지하지 못하고 기존의 프로그램대로 작업을 수행한다면 워크의 적재나 반송 정밀도가 떨어져서 제품에 대한 품질을 보장하기 어렵게 될 뿐만 아니라 카세트 등의 주변 장치에 워크가 부딪혀 파손되는 문제를 발생한다. However, if this change is not detected and the work is performed according to the existing program, the work load or conveying accuracy is low, which makes it difficult to guarantee the quality of the product, and the work is hit by a peripheral device such as a cassette. .
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 다관절 로봇의 운용 중에 필요에 따라 워크를 취급하는 핸드의 위치를 검출하여 관리자에게 그 변화 정도를 수치로써 알려줌으로써 워크 취급상의 사고를 미연에 방지하고 정기적인 유지보수 시 보정의 지표로 삼을 수 있도록 하는 다관절 로봇의 핸드 위치 점검 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다. The present invention was developed to solve the above conventional problems, the first object of the present invention is to detect the position of the hand handling the workpiece as needed during the operation of the articulated robot, the numerical value of the change to the manager The present invention provides an apparatus and method for checking the hand position of an articulated robot that can prevent accidents in the handling of workpieces and use it as an index for correction during regular maintenance.
본 발명이 두 번째 목적은 상기한 점검 장치가 간단한 구조이면서 다관절 로봇의 실제 사용 환경에 쉽게 적용할 수 있는 구조로 구현함으로써 적은 비용으로도 큰 효과를 볼 수 있도록 하는 것에 있다. The second object of the present invention is to provide a large effect at a low cost by implementing the above-described inspection device in a simple structure and a structure that can be easily applied to the actual use environment of the articulated robot.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 다관절 로봇의 핸드 위치 점검 장치는, 프레임에 승강대를 상하방향으로 직선운동하도록 설치하고, 승강대에 기초대를 장착하며, 상기 기초대에 하나 이상의 암을 선회가능하게 관절연결하고, 최종 암의 선단부에 단부 장착대를 관절 연결하며, 단부 장착대에는 워크 취급용 핸드를 장착한 다관절 로봇에서, 상기 핸드의 위치 변화를 점검하기 위한 장치로서, 상기 핸드의 핑거 중 어느 하나 이상의 핑거 단부의 측면, 그리고 상면 또는 하면, 그리고 전면에 각각 형성되는 X-축 타깃부, Y-축 타깃부 및 Z-축 타깃부; 상기 X-축 타깃부와의 거리를 센싱하여 상기 핑거 단부의 좌우방향 거리를 검출하는 X-축 거리감지센서; 상기 Y-축 타깃부와의 거리를 센싱하여 상기 핑거 단부의 전후 방향 거리를 검출하는 Y-축 거리감지센서; 상기 Z-축 타깃부와의 거리를 센싱하여 상기 핑거 단부의 상하방향 거리를 검출하는 Z-축 거리감지센서; 핸드 점검신호 발생 시 상기 프레임에 대해 로봇 암을 승강시키는 승강 모터 및 상기 암을 신축시켜 상기 핸드를 진퇴시키는 진퇴 모터를 제어하여 핸드 위치 점검 신호 발생 시 상기 핸드를 점검위치로 이동시키며, 상기 X-축 거리감지센서, Y-축 거리감지센서 및 Z-축 거리감지센서와 일련의 전기·신호 연결관계를 형성하여, 상기 각각의 거리감지센서로부터 출력되는 센싱 시그널을 전산처리하여 상기 핸드의 각 타깃부의 현재좌표값을 산출하고, 산출된 현재좌표값을 사전에 설정된 기준좌표값과 비교하여 상기 핸드의 각 타깃부에 대한 위치변화값 및 보정요구값을 산출하는 핸드 위치 점검 제어모듈; 및 상기 핸드 위치 점검 제어모듈의 제어하에, 상기 핸드의 각 타깃부의 위치 변화값 및 보정요구값을 출력하는 모니터, 또는 프린터, 또는 모니터 및 프린터로 이루어지는 출력단말을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the hand position checking device of the articulated robot according to the present invention is installed in the frame to linearly move the platform in the vertical direction, the platform is mounted on the platform, one or more arms on the base In the articulated robot which articulates pivotally, articulates the end mount to the distal end of the final arm, and attaches the work handling hand to the end mount, the apparatus for checking the position change of the hand, An X-axis target portion, a Y-axis target portion and a Z-axis target portion respectively formed on the side, and the upper or lower surface, and the front side of at least one finger end of the finger of the hand; An X-axis distance sensor for sensing a distance from the X-axis target part and detecting a left and right distance of the finger end; A Y-axis distance sensor which senses a distance from the Y-axis target part and detects a front-rear distance of the finger end; A Z-axis distance sensor for sensing a distance from the Z-axis target part and detecting a vertical distance of the finger end; When a hand check signal is generated, a lift motor for lifting and lowering the robot arm with respect to the frame and a retractor motor for stretching and retracting the arm are moved to move the hand to the check position when a hand position check signal is generated. Form a series of electrical and signal connections with the axial distance sensor, the Y-axis distance sensor, and the Z-axis distance sensor, and computerize the sensing signal output from each distance sensor to target each target of the hand. A hand position checking control module for calculating a negative current coordinate value and calculating a position change value and a correction request value for each target unit of the hand by comparing the calculated current coordinate value with a preset reference coordinate value; And an output terminal comprising a monitor, a printer, or a monitor and a printer for outputting a position change value and a correction request value of each target portion of the hand under the control of the hand position checking control module.
여기서, 상기 다관절 로봇의 둘레에는 보호 펜스가 설치되고, 상기 X-축 거리감지센서, Y-축 거리감지센서 및 Z-축 거리감지센서는, 상기 보호 펜스의 프레임에 설치되는 것이 바람직하다. Here, a protective fence is installed around the articulated robot, and the X-axis distance sensor, the Y-axis distance sensor, and the Z-axis distance sensor are preferably installed in the frame of the protective fence.
본 발명에 따른 다관절 로봇의 핸드 위치 점검 방법은, 핸드 점검 개시 신호가 발생하면 상기 승강 모터와 진퇴 모터를 구동하여 상기 핸드를 점검 위치까지 이송시키는 핸드 이송 단계(S11); X-축 거리감지센서, Y-축 거리감지센서 및 Z-축 거리감지센서에 X-축 타깃부, Y-축 타깃부 및 Z-축 타깃부에 대한 센싱 명령을 하달하고, X-축 거리감지센서, Y-축 거리감지센서 및 Z-축 거리감지센서로부터 센싱 시그널을 수취하는 센싱 시그널 수취 단계(S12); 상기 X-축 거리감지센서로부터 수취한 센싱 시그널을 전산 처리하여 상기 X-축 타깃부의 현재좌표를 산출하는 X-축 타깃부 현재좌표 산출단계(S13); 상기 Y-축 거리감지센서로부터 수취한 센싱 시그널을 전산 처리하여 상기 Y-축 타깃부에 대한 현재좌표를 산출하는 Y-축 타깃부 현재좌표 산출단계(S14); 상기 Z-축 거리감지센서로부터 수취한 센싱 시그널을 전산 처리하여 상기 Z-축 타깃부에 대한 현재좌표를 산출하는 Z-축 타깃부 현재좌표 산출단계(S15); 상기 X-축, Y-축 및 Z-축 타깃부 현재좌표를 사전에 입력되어 있는 핸드 기준좌표와 비교·연산하여 상기 X-축, Y-축 및 Z-축 타깃부의 위치 변화값을 산출하고 그에 따른 보정 요구값을 산출하는 결과값 산출단계(S16); 상기 결과값 데이터를 저장하고, 모니터 또는 프린터 중 하나 이상의 출력단말에 출력하는 저장 및 출력단계(S17)(S18); 및 상기 승강 모터와 진퇴 모터를 구동하여 상기 핸드를 본래의 작업 위치로 복귀시키는 핸드 복귀단계(S19)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The hand position checking method of an articulated robot according to the present invention includes a hand transfer step (S11) for driving the lift motor and the retraction motor to transfer the hand to a check position when a hand check start signal is generated; The sensing command for the X-axis target, Y-axis target and Z-axis target is given to the X-axis distance sensor, the Y-axis distance sensor and the Z-axis distance sensor, and the X-axis distance A sensing signal receiving step (S12) of receiving a sensing signal from a sensing sensor, a Y-axis distance sensor, and a Z-axis distance sensor; An X-axis target unit current coordinate calculation step (S13) of calculating a current coordinate of the X-axis target unit by computing a sensing signal received from the X-axis distance sensor; Calculating current coordinates of the Y-axis target unit by calculating the current coordinates of the Y-axis target unit by computing the sensing signal received from the Y-axis distance detecting sensor (S14); Calculating a present coordinate of the Z-axis target unit by calculating a current coordinate of the Z-axis target unit by computing a sensing signal received from the Z-axis distance detecting sensor (S15); Comparing and calculating the current coordinates of the X-axis, Y-axis and Z-axis target portion with the hand reference coordinates input in advance to calculate the position change value of the X-axis, Y-axis and Z-axis target portion. A result value calculating step (S16) of calculating a correction request value accordingly; A storage and output step (S17) (S18) of storing the result value data and outputting the result value data to at least one output terminal of a monitor or a printer; And a hand return step (S19) for driving the lift motor and the retraction motor to return the hand to the original working position.
여기서, 상기 저장 및 출력단계(S17)(S18)에서의 결과값은, 각 타깃부의 현재좌표값,위치 변화값 및 보정 요구값을 포함하는 것이 바람직하다. Here, the resultant values in the storing and outputting steps (S17) and (S18) preferably include the current coordinate value, the position change value, and the correction request value of each target portion.
본 발명에 따른 핸드 위치 점검 장치에 의하면, 핑거의 선단 3면에 타깃부를 형성하고, 해당 타깃부들을 거리 감지센서로 감지하여 그 위치 변화값을 산출하여 모니터나 프린터로 출력하도록 구성되어, 다관절 로봇의 운용 중에 점진적으로 서서히 진행되는 핑거의 위치 변화값을 정기 또는 비정기적으로 측정하여 관리자에게 인지하도록 함으로써, 워크 취급상의 사고를 미연에 방지하고 정기적인 유지보수 시 핸드를 보정하기 위한 지표로 삼을 수 있으며, 해당 측정값 및 결과값들을 데이터 베이스화 하여 자료로 축적함으로써 다관절 로봇의 설계나 유지보수에 참고 자료로 활용할 수 있다. According to the hand position checking apparatus according to the present invention, a target portion is formed on three front ends of the finger, and the target portions are detected by a distance sensor to calculate the position change value and output to a monitor or a printer. By regularly or irregularly measuring the change in the position of the finger which gradually progresses during the operation of the robot, it is recognized by the manager to prevent accidents in the handling of the work and use it as an index to correct the hand during regular maintenance. It can be used as a reference for the design and maintenance of the articulated robot by accumulating the measured and result values as a database.
또한, 본 발명은 점검 장치가 타깃부와 간단한 기능의 거리 감지 센서로 구성되는 간단한 구조로 이루어지고 센싱 데이터의 처리도 비교적 간단하게 구성할 수 있어 설치와 운용이 간단하고 비용이 적게 드는 장점이 있다. In addition, the present invention has an advantage that the inspection device is made of a simple structure consisting of the target portion and a simple function of the distance sensor, and the processing of the sensing data can be configured relatively simply, so the installation and operation is simple and the cost is low. .
또한, 거리 감지 센서가 로봇의 보호 펜스에 항시 설치된 상태로 있기 때문에, 핸드 점검시마다 별도의 측정 기구를 가져와야 한다거나, 측정 기구가 구비된 별도의 장비를 옮겨와야 한다거나, 로봇 전체를 이동시키지 않고, 작업 반경 내에서 간단하게 점검할 수 있다는 장점이 있다. In addition, since the distance sensor is always installed in the protective fence of the robot, it is necessary to bring a separate measuring instrument every time the hand is inspected, to move a separate equipment equipped with the measuring instrument, or to move the entire robot without moving the robot. The advantage is a simple check within the radius.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 핸드 위치 점검 장치를 개략적으로 나타낸다. 2 schematically shows a hand position checking apparatus according to the present invention.
도 2에서는 핸드(70)의 양측, 즉 좌측 핑거(71a)와 우측 핑거(71b) 모두의 위치를 측정하여 비교할 수 있도록 한 도면이 도시되어 있다. 그러나, 좌측 핑거(71a)와 우측 핑거(71b) 중 어느 한쪽의 위치만 측정하여도 좋다. 이하에서는, 좌측 핑거(71a)와 우측 핑거(71b)의 위치를 모두 측정하는 구성에 기초하여 설명하고, 이를 한쪽 핑거의 위치만 측정하는 실시예에 대한 설명에 대신한다. In FIG. 2, a view is shown in which the positions of both sides of the
도 2에 도시된 바와 같이, 좌측 핑거(71a)의 선단부 3면(面)에는 제1 X-축 방향 타깃부(110a), 제1 Y-축 방향 타깃부(120a) 및 제1 Z-축 방향 타깃부(130a)가 형성된다. As shown in FIG. 2, the first X-axis
마찬가지로, 우측 핑거(71a)의 선단부 3면에는 제2 X-축 방향 타깃부(110b), 제2 Y-축 방향 타깃부(120b) 및 제2 Z-축 방향 타깃부(130b)가 형성된다. Similarly, a second X-axis
상기 좌측 핑거(71a)의 선단부에 인접하여서는, 제1 X-축 거리감지센서(210a), 제1 Y-축 거리감지센서(220a) 및 제1 Z-축 거리감지센서(230a)가 구비된다. Adjacent to the tip of the
마찬가지로, 우측 핑거(71a)의 선단부에 인접하여서는, 제2 X-축 거리감지센서(210b), 제2 Y-축 거리감지센서(220b) 및 제2 Z-축 거리감지센서(230b)가 구비된다. Similarly, near the distal end of the
상기 타깃부(110a, 110b, 120a, 120b, 130a, 130b)의 형태에는 어떠한 제한이 없다. 예를 들어, 상기 핑거(71a, 71b)의 표면을 평탄하게 다듬은 절삭면의 형태, 표면으로부터 함몰된 형태, 또는 표면으로부터 돌출된 형태로 형성할 수 있다. 또는 핑거(71a, 71b)의 표면에 별도의 타깃용 조각을 부착한 형태여도 좋다. There is no limitation in the form of the target portion (110a, 110b, 120a, 120b, 130a, 130b). For example, the surface of the
상기 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)는, 상기 타깃부(110a, 110b, 120a, 120b, 130a, 130b)의 위치에 대해 사전에 설정된 거리(기준 거리 또는 기준좌표)만큼 떨어진 지점에 설치된다. 따라서 상기 타깃부(110a, 110b, 120a, 120b, 130a, 130b)와의 거리를 센싱함으로써 타깃부(110a, 110b, 120a, 120b, 130a, 130b)의 현재위치(현재좌표)를 검출하게 된다. The
상기 제1, 2 X-축 타깃부(110a, 110b)의 현재위치를 검출하여 기준값과 비교하면, X-축 방향에 대한 각 핑거(71a, 71b)의 위치 변화량을 알 수 있다. 이렇게 되면, 두 핑거(71a, 71b) 간의 위치 변화량의 차이를 알 수 있다. When the current position of the first and second
또한, 제1, 2 Y-축 타깃부(120a, 120b)의 현재위치를 검출하여 기준값과 비교하면, Y-축 방향에 대한 각 핑거(71a, 71b)의 위치 변화량을 알 수 있다. Y-축 방향에 대한 핑거(71a, 71b)의 위치 변화량은 곧 진입위치의 변화량을 말한다. In addition, when the current positions of the first and second Y-
또한, 제1, 2 Z-축 타깃부(130a, 130b)의 현재위치를 검출하여 기준값과 비교하면, Z-축 방향에 대한 두 핑거(71a, 71b)의 위치 변화량을 알 수 있다. Z-축 방향에 대한 핑거(71a, 71b)의 위치 변화량은 곧 높낮이의 변화량을 말한다. In addition, when the current positions of the first and second Z-
이와 같이, X-축, Y-축, Z-축 방향의 위치 변화량은, 두 핑거(71a, 71b)의 비틀림 량을 산출하는 한가지 중요한 데이터로도 활용된다. In this way, the position change amount in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is also used as one important data for calculating the amount of twist of the two
도 3은 상기한 점검 장치에서 X-축, Y-축, Z-축 거리감지센서의 설치 위치에 대한 바람직한 실시예를 나타낸다. Figure 3 shows a preferred embodiment of the installation position of the X-axis, Y-axis, Z-axis distance sensor in the above inspection device.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)는 로봇의 보호 펜스(fence)(400)에 설치된다. As shown in FIG. 3, the
클린룸 내의 로봇들은 모두 보호 펜스 내에 설치된다. 따라서, 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)를 로봇 둘레의 보호 펜스(400)에 장착해 두면, 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)의 설치를 위해 별도의 구조물을 구축할 필요가 없고, 핸드 점검시마다 별도의 측정 기구를 가져올 필요도 없으며, 측정 기구가 구비된 별도의 장비를 옮겨올 필요도 없고, 로봇 전체를 이동시킬 필요도 없이, 정해진 작업 공간 내에서 간단하게 점검할 수 있다. The robots in the cleanroom are all installed in protective fences. Therefore, when the distance sensor (210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b) is mounted on the
구체적으로, 제1, 2 X-축 거리감지센서(210a, 210b)는, 설치 블록(241a, 241b)을 통해 보호 펜스(400)의 골격 구조물(410) 내측에 장착된다. Specifically, the first and second X-axis
또한, 제1, 2 Y-축 거리감지센서(220a, 220b)는, 설치 블록(242a, 242b)을 통해 보호 펜스(400)의 골격 구조물(410) 내측에 장착된다. In addition, the first and second Y-
마찬가지로, 제1, 2 Z-축 거리감지센서(230a, 230b)는, 설치 블록(243a, 243b)에 의해 보호 펜스(400)의 골격 구조물(410) 내측에 장착된다. Similarly, the first and second Z-axis
상기한 제1, 2 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)까지 로봇의 핸드(70)를 상승시키면, 좌측 핑거(71a)는 제1 X,Y,Z-축 거리감지센서(210a, 220a, 230a) 사이에 위치하게 되고, 우측 핑거(71b)는 제2 X,Y,Z-축 거리감지센서(210b, 220b, 230b) 사이에 위치된다. When the
도 4에는 본 발명에 따른 점검 장치의 제어 계통도가 도시되어 있다. 4 is a control system diagram of the inspection apparatus according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)는, 핸드 위치 점검 제어모듈(300)과 인터페이스(301)를 통해 전기·신호적인 연결관계를 형성하고 있다. As shown in FIG. 4, the first and second
또한, 암 승강 모터(80)와 핸드 진퇴 모터(90)도, 상기 핸드 위치 점검 제어모듈(300)과 전기·신호적인 연결관계를 형성한다. 핸드 위치 점검 공정이 개시되면, 암 승강 모터(80)와 핸드 진퇴 모터(90)는, 핸드 위치 점검 제어모듈(300)에 제어하에 구동되어, 핸드를 점검 위치로 이송한다. The
핸드 위치 점검 제어모듈(300)은, 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)에서 입력되는 센싱 시그널을 전산처리하고, 그 결과를 출력단말(360)에 출력함으로써, 관리자로 하여금 핸드의 위치 변화 정도를 파악할 수 있도록 한 다. 출력단말(360)은, 모니터(361)와 프린터(362)를 단독으로 또는 병행하여 활용할 수 있다. The hand position
다른 한편으로, 상기 핸드 위치 점검 제어모듈(300)은, 전술한 측정 데이터와 전산처리 결과 데이터를 프로세싱 버퍼(350)에 저장하여, 필요시 핸드의 위치변화 진행과정 전체 이력을 출력해 볼 수 있도록 한다. 이러한 자료는 추후 유사한 로봇 설계시 참고자료로 활용할 수 있다. On the other hand, the hand position
상기 핸드 위치 점검 제어모듈(300)은, 구체적으로, 핸드 위치 점검 컨트롤러(305), 센서 신호처리모듈(310), 구동실행모듈(320)을 포함한다. 더 나아가서는, 거리감지센서 신호처리 기준정보 저장부(341), 핸드 타깃부 기준좌표 정보 저장부(342) 및 타깃부 위치 변화값 및 보정요구값 연산부(343)를 더 포함할 수 있다. The hand position
상기 핸드 위치 점검 컨트롤러(305)는, 타이머(351)를 통해 핸드 위치 점검 시간이 도래하였다는 상황을 파악하여 핸드 위치 점검 개시 시그널을 발생한다. 이와 함께, 상기 센서 신호처리모듈(310)을 전산제어하여, 센서 신호처리모듈(310)에 의해 수취된 센싱 시그널을 수취하고, 그 값을 거리감지센서 신호처리 기준정보 저장부(341)의 제어를 통해 각 타깃부의 현재좌표를 추출한다. 또한, 추출된 현재좌표에 대한 정보와 타깃부의 기준좌표에 대한 정보를, 상기 타깃부 위치 변화값 및 보정 요구값 연산부(343)에 제공하여 연산을 수행하도록 한다. 연산에 의해 얻어진 현재좌표값 또는/및 연산 결과값(위치 변화값 및 보정 요구값을 포함)은 상기 출력단말(360)에 출력한다. The hand
여기서, 상기한 핸드 위치 점검 프로세스 개시 주기는, 프로그래밍 과정에서 정기 점검에 알맞은 시간 주기로 또는 워크 반송 횟수에 따른 로봇 사용 시간 주기 등으로 설정해 둘 수도 있고, 또는 필요시마다 키보드(370) 등의 입력장치를 통해 직접 입력하여 조정될 수 있다. Herein, the hand position checking process start period may be set to a time period suitable for regular inspection in a programming process, or to a robot use time period according to the number of work transfers, or an input device such as a
상기 센서 신호처리모듈(310)은, 상기 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)와 일련의 전기·신호적 연결관계를 형성하면서 그들로부터 인가되는 센싱 시그널을 수취하여 처리한다. 이러한 센서 신호처리모듈(310)은, 제1, 2 X-축 센서신호처리부(311, 312), 제1,2 Y-축 센서 신호처리부(313, 314) 및 제1,2 Y-축 센서 신호처리부(315, 316)를 포함한다. The sensor
상기 구동실행모듈(320)은, 상기 핸드 위치 점검 컨트롤러(305)에 의한 전산통제하에, 핸드 위치 점검 컨트롤러(305)에 의한 제어신호를 따르는 구동 시그널을 생성한다. The
상기 구동실행모듈(320)은, 승강모터 구동부(321) 및 진퇴모터 구동부(322)를 포함한다. 승강모터 구동부(321) 및 진퇴모터 구동부(322)는, 핸드 위치 점검 공정 개시 시점과 종료 시점에, 암 및 핸드를 구동하기 위한 구동시그널을 생성하여 승강모터(80)와 진퇴모터(90)로 출력한다. 또한 표시구동부(323)를 더 포함하는데, 이 표시구동부(323)는, 핸드 위치에 대한 연산이 종료하면, 그에 따른 구동 시그널을 생성하여 모니터(361) 및 프린터(362)로 출력한다. The driving
한편, 상기 거리감지센서 신호처리 기준정보 저장부(341)는, 상기 센서 신호처리모듈(310)의 신호처리에 필요한 각종의 기준정보를 체계적으로 저장 및 관리함으로써 센싱 시그널 처리 및 연산이 본 발명의 목적에 따라 별다른 문제없이 원활 하게 진행될 수 있도록 가이드 하게 된다. 예를 들어, 각각의 X-축, Y-축, Z-축 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)들에 따른 센싱 신호를 그들에 대응하는 좌표값으로 환산하는 요령, 좌표값 환산 테이블 등의 정보를 체계적으로 저장 및 관리한다. On the other hand, the distance sensor signal processing reference
상기 타깃부 기준좌표 정보저장부(342)는, 각 타깃부(110a, 110b, 120a, 120b, 130a, 130b)의 기준좌표에 대한 정보를 저장 및 관리한다. The target unit reference coordinate
또한, 상기 타깃부 위치 변화값 및 보정요구값 연산부(343)는, 상기 핸드 위치 점검 컨트롤러(305)의 전상 통제하에, 전술한 현재좌표와 기준좌표를 비교하여 기준좌표에 대한 현재좌표의 변화값(차이값)을 산출하고, 그에 기초하여 타깃부(110a, 110b, 120a, 120b, 130a, 130b) 즉, 핸드(7)를 어느 방향으로 얼마의 거리만큼 보정해야 하는지에 대한 보정 요구값을 산출한다. In addition, the target position change value and the correction
도 5에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 핸드 위치 점검 장치를 이용하여 핸드의 위치를 점검하는 프로세스에 대한 순서도가 도시되어 있다. Figure 5 shows a flow chart for the process of checking the position of the hand using the hand position checking apparatus of the present invention made as described above.
타이머(351) 등에 의해 핸드 점검 개시 신호가 발생하면(S10), 미리 짜여진 프로그램 대로 승강 모터(80)와 진퇴 모터(90)를 구동하여 로봇 암을 점검 위치까지 이송시킨다(S11). When a hand check start signal is generated by the
점검 위치에 위치한 핸드(70)의 핑거(71a, 71b)는 각 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)에 대향하여 자리를 잡게 된다.
이어서, X-축 거리감지센서(210a, 210b), Y-축 거리감지센서(220a, 220b) 및 Z-축 거리감지센서(230a, 230b)에 센싱 명령을 하달하여, 상기 X-축 타깃부(110a, 110b), Y-축 타깃부(120a, 120b) 및 Z-축 타깃부(130a, 130b)의 위치를 센싱하도록 하고, 이어서 각각의 거리감지센서(210a, 210b, 220a, 220b, 230a, 230b)로부터 센싱 시그널을 수취한다(S12). Subsequently, a sensing command is issued to the X-axis
상기 X-축 거리감지센서(210a, 210b)로부터 수취한 센싱 시그널, Y-축 거리감지센서(220a, 220b)로부터 수취한 센싱 시그널 및 Z-축 거리감지센서(230a, 230b)로부터 수취한 센싱 시그널을 전산 처리하여, X-축 타깃부(110a, 110b), Y-축 타깃부(120a, 120b) 및 Z-축 타깃부(130a, 130b)에 대한 현재좌표를 산출한다(S13)(S14)(S15). Sensing signal received from the X-axis distance sensor (210a, 210b), sensing signal received from the Y-axis distance sensor (220a, 220b) and sensing received from the Z-axis distance sensor (230a, 230b) The computerized signal is used to calculate the current coordinates for the
이와 같이 현재좌표를 산출한 이후에는, 산출된 현재좌표값을, 사전에 입력되어 있는 기준좌표값과 비교·연산하여, X-축 타깃부(110a, 110b), Y-축 타깃부(120a, 120b) 및 Z-축 타깃부(130a, 130b)에 대한 현재의 위치 변화값을 산출하고, 그의 위치 변화값에 대응하는 보정 요구값을 산출한다(S16). After calculating the present coordinates in this way, the calculated present coordinate values are compared and calculated with the reference coordinate values input in advance, and the
상기에서 비교·연산한 결과값은 프로세싱 버퍼(350)에 저장하여 두는 한편(S17), 상기 현재좌표, 위치 변화값 및 보정 요구값을 포함하는 결과값을 모니터(361) 또는 프린터(362) 중 하나 이상의 출력단말에 출력하여 관리자가 인지할 수 있도록 한다(S18). The result values compared and calculated in the above are stored in the processing buffer 350 (S17), and the result values including the current coordinates, the position change value, and the correction request value are stored in the
이와 같이 결과값의 출력까지 마친 이후에는, 다시 승강 모터(80)와 진퇴 모터(90)를 구동하여 핸드(70)를 본래의 작업 위치로 복귀시킨다(S19). After finishing the output of the result value in this way, the lifting
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 핸드 위치 점검 장치 및 방법은, 핑 거의 선단 3면에 타깃부를 형성하고, 해당 타깃부들을 거리감지센서로 감지하고 위치 변화값을 산출하여 모니터나 프린터로 출력하도록 구성되어, 다관절 로봇의 운용 중에 점진적으로 서서히 진행되는 핑거의 위치 변화값을 정기적으로 또는 비정기적으로 측정하여 관리자에게 인지하도록 한다. As described above, the hand position checking apparatus and method according to the present invention, to form a target portion on almost three ends of the ping, to detect the target portion with a distance sensor and calculate the position change value to output to the monitor or printer It is configured to measure the position change value of the finger gradually progressing gradually during the operation of the articulated robot to the administrator by periodically or irregularly measured.
따라서, 핸드의 위치 변화에 따른 워크 취급상의 사고를 미연에 방지하고 정기적인 유지보수 시 핸드를 보정하기 위한 지표로 삼을 수 있으며, 해당 측정값 및 결과값들을 데이터 베이스화 하여 자료로 축적함으로써 향후의 유사한 다관절 로봇의 설계나 유지보수에 대한 참고 자료로 활용할 수 있다. Therefore, it is possible to prevent accidents in handling of the work due to the change of the position of the hand in advance and to use it as an indicator for correcting the hand during regular maintenance. It can be used as a reference for the design or maintenance of similar articulated robots.
또한, 본 발명은 점검 장치가 타깃부 및 단순한 거리감지센서로 구성되는 간단한 구조로 이루어지고 센싱 데이터의 처리도 비교적 간단하게 구성할 수 있어 설치와 운용이 간단하고 비용이 적게 든다. In addition, the present invention is made of a simple structure consisting of a target unit and a simple distance sensor and the processing of the sensing data can be configured relatively simply, the installation and operation is simple and low cost.
또한, 거리 감지 센서가 로봇의 보호 펜스에 항시 설치된 상태로 있기 때문에, 핸드 점검시마다 별도의 측정 기구를 가져와야 한다거나, 측정 기구가 구비된 별도의 장비를 옮겨와야 한다거나, 로봇 전체를 이동시키지 않고, 작업 반경 내에서 간단하게 점검할 수 있다.In addition, since the distance sensor is always installed in the protective fence of the robot, it is necessary to bring a separate measuring instrument every time the hand is inspected, to move a separate equipment equipped with the measuring instrument, or to move the entire robot without moving the robot. It is simple to check within the radius.
따라서, 이러한 본 발명의 핸드 점검 장치와 방법을 평면 패널류(예; LCD, PDP, FED, ELD)나 반도체 웨이퍼류 제조 공정 라인의 반송 시스템, 로딩/언로딩 시스템과 같이 특히 정밀도와 정확도를 요하고 생산성 경쟁이 심한 공정에 적용하면 다관절 로봇의 안정적인 운용을 보장할 수 있어 제품 품질과 생산성 향상 및 비용 절감을 기대할 수 있다. Therefore, the hand inspection apparatus and method of the present invention require particularly high precision and accuracy, such as flat panel (eg LCD, PDP, FED, ELD), semiconductor wafer manufacturing process line, loading / unloading system. In addition, it can guarantee stable operation of the articulated robot when applied to a process with high productivity competition, which can improve product quality, productivity, and cost reduction.
이상에서는 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예들은 당연히 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다. In the above, specific embodiments of the present invention shown in the accompanying drawings have been described in detail, but these are merely illustrative of the preferred embodiments of the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited thereto. In addition, the embodiments of the present invention as described above can be variously modified and equivalent other embodiments by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention, such modifications and equivalent other embodiments are naturally It belongs to the appended claims of the present invention.
도 1은 일반적인 다관절 로봇의 사시도이다. 1 is a perspective view of a general articulated robot.
도 2는 본 발명에 따른 핸드 위치 점검 장치의 주요부 개략 사시도이다. 2 is a schematic perspective view of a main part of a hand position checking apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 핸드 위치 점검 장치에서 X-축, Y-축, Z-축 거리감지센서의 설치 위치에 대한 바람직한 실시예를 보여주는 사시도이다. Figure 3 is a perspective view showing a preferred embodiment of the installation position of the X-axis, Y-axis, Z-axis distance sensor in the hand position checking apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 핸드 위치 점검 장치의 제어 계통도이다. 4 is a control system diagram of a hand position checking apparatus according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 점검 프로세스를 보여주는 흐름도이다. 5 is a flowchart showing an inspection process according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명> Description of the main parts of the drawing
10: 프레임 20: 승강대 10: frame 20: platform
30: 기초대 40, 50: 암 30:
41, 51, 61: 관절부 60: 단부 장착대 41, 51, 61: articulation 60: end mount
70: 핸드 71a, 71b: 핑거 70:
80: 승강모터 90: 진퇴모터 80: lifting motor 90: forward and backward motor
110a: 제1 X-축 타깃부 110b: 제2 X-축 타깃부110a: first
120a: 제1 Y-축 타깃부 120b: 제2 Y-축 타깃부 120a: first Y-
130a: 제1 Z-축 타깃부 130b: 제2 Z-축 타깃부 130a: first Z-
210a: 제1 X-축 거리감지센서 210b: 제2 X-축 거리감지센서 210a: first
220a: 제1 Y-축 거리감지센서 220b: 제2 Y-축 거리감지센서 220a: first Y-
230a: 제1 Z-축 거리감지센서 230b: 제2 Z-축 거리감지센서 230a: first Z-
300: 핸드 위치 점검 제어모듈 305: 핸드 위치 점검 콘트롤러 300: hand position check control module 305: hand position check controller
310: 센서 신호처리모듈 320: 구동실행모듈 310: sensor signal processing module 320: drive execution module
360: 출력단말 360: output terminal
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