KR200293712Y1 - 갠트리형용접로봇의위치검출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 갠트리형 용접로봇의 지지각부분에 포토센서를 구비함에 의해 용접로봇의 이동위치를 정밀하게 검출제어할 수 있는 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치에 관한 것으로, 레일의 측부에 취부된 랙기어와, 로봇의 지지각에 구비된 구동모터에 축설된 피니언기어를 구동시켜 레일상을 주행하는 갠트리형 용접로봇에 있어서, 상기 레일선단 인접부위에 배설된 반사경을 구비하고, 상기 반사경에 반사되어 돌아온 레이저를 검출하여 로봇의 현위치를 감지하는 포토센서; 및 상기 포토센서로부터 입력된 현재위치신호를 갖고 이동하고자 하는 목적위치와 비교하여 상기 구동모터를 제어구동하는 제어기를 포함하며, 이에 의해 본 고안의 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치는 로봇의 현위치를 검출하기 위해서 랙과 피니언기어의 설치정밀도를 요하지 않으므로 시설비를 절감할 수 있을 뿐만아니라, 기설치된 크레인용 레일을 이용할 수 있어 레이아웃 변경비용 및 레일재설치비용을 줄일 수 있다. 더욱이, 본 고안은 포토센서를 이용하여 랙/피니언기어와 무관한 위치검출이 이루어지므로 로봇주행시 높은 절대위치를 얻어 정확한 작업위치로의 제어가 가능하다.

Description

갠트리형 용접로봇의 위치검출장치{Positioning detectors for articulated welding robot}

본 고안은 갠트리형 용접로봇의 이동위치를 파악하기 위한 위치검출장치에 관한 것으로, 특히 로봇의 지지각부분에 포토센서를 구비함에 의해 용접로봇의 이동위치를 정밀하게 검출제어할 수 있는 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 갠트리형 용접로봇은 그 양지지각이 평행한 한쌍의 레일상에 안착되어 레일을 따라 주행하게 된다. 이와 같은 이동은 레일에 설치된 랙과 구동모터의 구동축에 축설된 피니언기어의 상호작용에 의해 구동하게 되는 방식과, 레일과 볼스크류를 이용한 방식이 있다. 이중 전자의 랙/피니언구동방식은 도 1에 도시한 바와 같이 레일(10)측면에 랙(11)을 취부하고, 그와 치합되도록 피니언(20)을 구동모터(21)의 축(22)단에 축설한다. 그리고, 드라이버(30)를 통해 제어기(40)로 이 구동모터(21)를 제어구동하여 작업하고자 하는 위치로 레일(10)을 따라 갠트리로봇(미도시)을 이동시키게 된다. 이때, 작업하고자 하는 정확한 위치로 갠트리형 용접로봇을 이동시키기 위해서는 그 위치를 검출하는 장치가 필요하게 되는 데, 이 용접로봇의 위치검출은 구동모터(21)의 구동축(22)에 검출기(50)를 직결하여 구동모터(21)의 회전량을 이동량으로 변환하여 위치검출을 행하게 된다. 하지만, 이러한 로봇의 이동거리가 수백M에 이를 경우 랙과 피니언의 백래쉬(Backlash)나 피치에러(Pitch Error)에 의한 누적오차로 인하여 정밀한 절대위치를 파악할 수 없어 정확한 작업위치로 용접로봇을 이동제어할 수 없는 폐단이 있었다. 이를 해소하기 위해서는 레일과 랙/피니언기어의 설치정밀도를 높여야 하는 데, 이로 인해 가공비 및 설치비가 높아져 경제적인 부담이 되는 결점이 있었다.

따라서, 본 고안의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 로봇의 지지각부분에 포토센서를 구비함에 의해 용접로봇의 이동위치를 정밀하게 검출제어할 수 있는 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 용접로봇의 위치검출방법을 설명하기 위한 검출장치의 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 용접로봇의 위치검출장치를 나타낸 구성도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명

10 : 레일 11 : 랙

20 : 피니언 21 : 구동모터

22 : 축 30 : 드라이브

40 : 제어기 60 : 몸체

61a,61b : 지지각 62 : 수평프레임

63 : 롤러 70 : 횡행부

80 : 용접장치 90 : 포토센서

91 : 반사경

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치는 레일의 측부에 취부된 랙기어와, 로봇의 지지각에 구비된 구동모터에 축설된 피니언기어를 구동시켜 레일상을 주행하는 갠트리형 용접로봇에 있어서, 상기 레일선단 인접부위에 배설된 반사경을 구비하고, 상기 반사경에 반사되어 돌아온 레이저를 검출하여 로봇의 현위치를 감지하는 상기 지지각에 취부된 포토센서, 및 상기 포토센서로부터 입력된 현재위치신호를 갖고 이동하고자 하는 목적위치와 비교하여 상기 포토센서로부터 입력된 현재위치신호를 갖고 이동하고자 하는 목적위치와 비교하여 상기 로봇의 현위치를 판단하고, 로봇이 목적위치로 주행이동되도록 상기 구동모터를 제어구동하는 제어기를 포함한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 용접로봇의 위치검출장치를 나타낸 구성도이다.

도시한 바와 같이, 갠트리형 용접로봇은 평행한 한쌍의 레일(10a,10b)상에 안착되어 주행하는 한쌍의 지지각들(61a,61b)을 갖는 몸체(60)와, 이 몸체(60)의 수평프레임(62)에 설치되어 수평프레임(62)상을 횡행하는 횡행부(70) 및,횡행부(70)의 저부에 고정되어 다수의 절곡된 관절을 갖고 피용접물을 용접하는 용접장치(80)로 구성되어 있다.

이러한 용접로봇은 몸체(60)의 이동위치를 파악하기 위해서 지지각(10a)에 포토센서(90)를 구비하고 있다. 이 포토센서(90)로는 일반적으로 레이저센서가 사용된다. 또한, 레이저센서와 대향하도록 갠트리로봇이 주행하는 레일(10a)선단의 인접부위에는 반사경(91)이 설치되어 있다. 따라서, 포토센서(90)에서 발사한 레이저가 반사경(91)에 반사되어 돌아오는 것을 검출하여 로봇의 현재위치를 파악하게 된다. 이때, 반사경(91)의 위치는 절대기준위치로 설정된다. 이에 대해 상세히 부연설명하면 다음과 같다.

본 검출장치는 포토센서(90)에서 검출한 신호를 입력받아 로봇의 현재위치를 파악하여 목적하고자 하는 위치로 구동모터(21)를 드라이버(30)를 통해 구동제어하는 제어기(40)를 구비하고 있다. 이 제어기(40)의 제어신호는 드라이버(30)를 통해 구동모터(21)를 제어하여 구동모터(21)에 축설된 피니언기어(20)를 구동시키므로 레일(10a)의 측부에 취부된 랙(11)기어를 따라 지지각(61a,61b)이 주행이동하도록 한다. 이때, 지지각들(61a,61b)의 저부에 구비된 롤러(63)가 로봇의 몸체(60)를 지지하며 레일(10a,10b)상을 회전주행하게 된다.

이하부터는 본 고안의 동작에 대해 상세히 설명한다.

갠트리로봇의 지지각들(61a,61b)이 레일(10a,10b)상을 주행하면 지지각(61a)에 취부된 포토센서(90)가 레이저를 반사경(91)을 향하여 끊임없이 발사하면서 반사되어 돌아온 레이저를 분석하여 로봇의 현위치를 감지하게 된다. 이 신호는 제어기(40)로 전송되며 제어기(40)는 로봇의 현위치와 작업하고자 하는 위치를 비교판단하여 작업하고자 하는 위치로 드라이브(30)를 통해 구동모터(21)를 구동하여 로봇을 주행이동시키게 된다. 이와 같은 로봇의 주행은 구동모터(21)가 회전구동함에 따라 그에 축설된 피니언기어(20)가 레일(10a)측부에 취부된 랙기어(11)를 따라 이동함에 따라 수행된다.

이상 서술한 바와 같이, 본 고안의 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치는 로봇의 지지각부분에 포토센서를 구비함에 의해 용접로봇의 이동위치를 정밀하게 검출제어할 수 있는 잇점이 있다. 또한, 로봇의 현위치를 검출하기 위해서 랙과 피니언기어의 설치정밀도를 요하지 않으므로 시설비를 절감할 수 있을 뿐만아니라, 기설치된 크레인용 레일을 이용할 수 있어 레이아웃 변경비용 및 레일재설치비용을 줄일 수 있다. 더욱이, 본 고안은 포토센서를 이용하여 랙/피니언기어와 무관한 위치검출이 이루어지므로 로봇주행시 높은 절대위치를 얻어 정확한 작업위치로의 제어가 가능하다. 이로 인해, 본 고안이 적용된 용접로봇은 정밀작업이 가능하다.

Claims (2)

1. 레일의 측부에 취부된 랙기어와, 로봇의 지지각에 구비된 구동모터에 축설된 피니언기어를 구동시켜 레일상을 주행하는 갠트리형 용접로봇에 있어서,

   상기 레일선단 인접부위에 배설된 반사경을 구비하고, 상기 반사경에 광을 발사하여 반사되어 돌아온 광신호를 검출하여 로봇의 현위치를 감지하는 상기 지지각에 취부된 포토센서; 및

   상기 포토센서로부터 입력된 현재위치신호를 갖고 이동하고자 하는 목적위치와 비교하여 상기 로봇의 현위치를 판단하고, 로봇이 목적위치로 주행이동되도록 상기 구동모터를 제어구동하는 제어기를 포함하는 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 포토센서는 레이저를 발사하는 레이저센서인 것을 특징으로 하는 갠트리형 용접로봇의 위치검출장치.