KR0183689B1

KR0183689B1 - Method and apparatus to decide origin point

Info

Publication number: KR0183689B1
Application number: KR1019940000877A
Authority: KR
Inventors: 김용원
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR950023488A

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.The present invention relates to a method and apparatus for determining the origin, and more particularly, a method and apparatus for determining the origin for precisely and efficiently performing the origin determination of a robot arm having a large number of joints after assembling the robot are disclosed. The articulated robot equipped with the encoder motor, when the robot is assembled, performs the origin determination operation to determine the origin before entering the work place. The origin determination operation is performed by using the identification means for matching and confirming the axis center of the encoder motor to the center line, and setting the position value of the encoder motor to 0, thereby accurately determining the robot arm in a short time. .

Description

Origin determination method and device

제1도 종래에 따른 원점 결정방법 및 장치를 설명하기 위한 사시도.1 is a perspective view for explaining the origin determination method and apparatus according to the prior art.

제2도 본 발명에 따른 원점 결정방법 및 장치를 이용하여 로보트팔을 원점결정 하는 상태를 도시한 사시도.2 is a perspective view showing a state of origin determination of the robot arm using the origin determination method and apparatus according to the present invention.

제3도 제2도의 a-a선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line a-a of FIG.

제4도 본 발명에 따른 원점 결정방법을 순차적으로 도시한 흐름도.4 is a flowchart sequentially illustrating a method for determining an origin according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 조정지그 20 : 고정쇠10: adjustment jig 20: clamp

21 : 지지대 22 : 센터라인레일21: support 22: center line rail

23 : 레일이동기구 24 : 센터라인23: rail moving mechanism 24: center line

25 : 추 26 : 선줄25: weight 26: line

30 : 로보트팔 40 : 2축엔코더모터30: robot arm 40: 2-axis encoder motor

41 : 3축엔코더모터 42 : 4축엔코더모터41: 3-axis encoder motor 42: 4-axis encoder motor

43 : 로보트손 44 : 모터중심43: robot hand 44: motor center

45 : 엔코더모터축 60 : 메인바디45: encoder motor shaft 60: main body

61 : 고정틀61: fixing frame

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.The present invention relates to a method and apparatus for determining the origin, and more particularly, to a method and apparatus for determining the origin for accurately and effectively performing the origin determination of a robot arm having a plurality of joints after assembling the robot.

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.In general, the articulated robot for the work of pallet and depallet uses a serial absolute encoder type motor to rotate the joint. The serial absolute encoder (hereinafter referred to as an encoder) motor always remembers the rotational position of the motor shaft, and thus does not require zero return.

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.The articulated robot equipped with the encoder motor performs an origin determination operation to determine the origin before the robot is put into the workplace. This origin determination operation is to carry out the right arm movement or the left arm movement by holding the encoder motor on which the robot rotates the joint with respect to the center line of the robot and the encoder motor can remember the value and return to the center line of the robot accurately. At this time, it can be said that the origin determination has been made.

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.1 is a perspective view for explaining a conventional method and apparatus for determining the origin. As shown, the adjustment jig 10 is precisely positioned on the centerline 24 of the robot and taught to each encoder motor 40, 41, 42 of the robot arm 30 with the robot controller 50 for adjusting the robot. In this way, the axis 45 of the encoder motor is aligned with the center line 24 to some extent, and the encoder motor of each axis is reset. At this time, the main body 60 (main body) forms a right angle with the fixing frame 61.

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.The shaft of the encoder motor is inserted into the hole of the adjusting jig 10 installed in the center line 24 by adjusting the reset encoder motor to perform the origin determination operation for determining the origin. ) And insert the shaft of the encoder motor into the hole of the adjusting jig again with the movement of the right arm posture and vice versa, the process of inserting the axis of the encoder motor into the adjusting jig from the right arm posture to the left arm posture. . If it is not inserted in the repetition process, the robot controller 50 is finely adjusted in consideration of the posture deviation of the left arm and the right arm to be inserted into the jig in the left arm movement and the right arm movement, and then the adjustment jig in the right arm movement and left arm movement. When the shaft 45 of the encoder motor is inserted into the hole of (10), it can be said that the origin determination has been made.

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.When making the origin determination using the above-described conventional adjustment jig, as described above, the origin determination operation is very difficult, and by repeating the insertion process, at least two people spend about five hours and the work proceeds. After resetting the encoder motor, there was a problem in that the origin value should be input separately as the origin determination data.

따라서 본 발명은 단시간에 정확한 로보트팔의 원점결정을 할 수 있는 장치를 제공함과, 상기 장치를 이용하여 제어하는 로보트제어기에서 소프트웨어로써 원점결정데이타를 처리하는 원점 결정방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention provides an apparatus capable of accurately determining the origin of a robot arm in a short time, and provides an origin determination method for processing origin determination data by software in a robot controller controlled using the apparatus.

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.In the origin determination method according to the present invention for achieving the above object, in the origin determination method for setting the initial position of the articulated robot arm having a plurality of joints and a plurality of encoder motors that provide power to each of the joints, Driving the encoder motor such that the center of the joint unit is aligned with a predetermined center line, detecting each rotation amount of the plurality of encoder motors, and in a state where the center of the joint unit is aligned with a predetermined center line. When the detected amount of rotation is a value of one rotation or more, the encoder motor is reset to repeat the previous step and set the value to an initial value when the value is within one rotation.

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.In addition, the origin determination device according to the present invention for achieving the above object is a multi-joint robot equipped with an encoder motor, and the axis of each encoder motor installed in the joint of the articulated robot according to the center line to determine the origin to determine An origin determination apparatus provided with a means, wherein the identification means is a fixed member for attaching to the articulated robot, a center line rail provided along the center line of the robot from the fastener, and fixed to the fastener. A support for supporting the shaft, a moving member installed on the center line rail to move along the center line shaft, a flexible line member connected to the moving member, and installed at the end of the line member to provide a center of gravity by gravity. It is characterized by including a weight facing.

이하 첨부된 도면을 참조하면서, 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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.2 is a perspective view showing a state of origin determination of the robot arm using the origin determination method and apparatus according to the present invention. As shown, the main body 60 of the robot is installed at right angles to the fixing frame 61, the robot arm 30 having a four-axis lifting along the main body 60 is installed on the main body 60 have. The robot arm 30 is provided with encoder motors 40, 41, 42 for operating each joint of the robot arm 30. Confirmation means for confirming that the shafts 45 of the encoder motors 40, 41, 42 are aligned with the center line 24 are provided on the upper side of the robot arm.

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.The check means is a center line rail 22 is installed on the center line 24 to the clamp 20 for fixing to the main body 60, the support 21 for supporting the center line rail 22 is It is fixed to the clamp 20. And the line 26 which suspended the weight 25 in the center line rail 22 is installed in the rail moving member 23 is provided to be movable along the center line rail 22.

이하 본 발명에 따른 원점 결정방법의 원점을 결정하는 원점결정과정을 상세히 설명한다.Hereinafter, the origin determination process for determining the origin of the origin determination method according to the present invention will be described in detail.

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.After assembling the robot, the robot controller 40 is used to control the encoder motors 40, 41, and 42 so that the motor center 44 is roughly aligned to be positioned at the center line 24. Since the origin has not yet been determined, the clamping means 20 of the checking means is installed on the main body 60 on the robot arm 30, and the respective weights 25 are respectively mounted on the encoder motors 40, 41, 42. ) So that it is positioned above the motor center 44.

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.The length of the robot arm 30 is unchanged, and considering that each weight 25 is located on the center line 24, the encoder motors 40, 41, 42 are once again controlled to control the encoder motors 40, 41. Adjust while looking at the weight 25 so that the motor center 44 of 42 is positioned exactly on the center line 24. That is, if the motor center 44 of the encoder motors 40, 41, 42 is exactly positioned only on the center line 24, the position becomes the origin. Then, the power switch of the encoder motors 40, 41, 42 is cut off, and then the two axes, three axes, and four axes are reset.

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.At this time, the value within one revolution of the encoder motors 40, 41, and 42 is not reset, and thus, an accurate initial adjustment cannot be made. Therefore, according to the flowchart shown in FIG. 4, it is exactly zero plus. That is, when the position values of the encoder motors 40, 41 and 42 reset by the robot controller 50 are not greater than a pulse value within one turn, the reset encoder motors 40, 41, 42) and multiply this value by 0. Then, all zero values are displayed and the origin determination data is selected by the origin determination confirmation by the operator, and the origin determination is completed. As a result, the encoder motors 40, 41, 42, which move each joint of the robot, can perform the operation while continuously storing the origin.

따라서, 본 발명에 따른 원점 결정방법 및 장치를 이용하여 정확하고 짧은 시간에 로보트팔의 원점결정을 할 수 있다.Therefore, it is possible to determine the origin of the robot arm in an accurate and short time using the origin determination method and apparatus according to the present invention.

Claims

An origin determination method for setting an initial position of a multi-joint robot arm having a plurality of joint parts and a plurality of encoder motors respectively providing power to bend the joint parts, wherein the encoder motor has a predetermined centerline centered on the joint part. Driving each of the plurality of encoders, detecting the respective rotation amounts of the plurality of encoder motors, and if the detected rotation amounts are more than one rotation in the state where the center of the joint portion is aligned with a predetermined center line, the corresponding encoder. And resetting the motor to repeat the previous step and to set the value to an initial value when the value is within one revolution.

In the home position determination device comprising: a multi-joint robot equipped with an encoder motor and confirmation means for performing origin determination according to a center line of an axis of each encoder motor provided at a joint of the multi-joint robot; Fixing member for attaching to the joint robot, a center line rail installed along the center line of the robot from the fixing member, a support fixed to the fixing member to support the center line rail, and installed in the center line rail And a moving member moving along the centerline axis, a flexible line member connected to the moving member, and a weight installed at an end of the line member and directed toward the earth center by gravity.