KR100224071B1

KR100224071B1 - 조립용 로버트 쎌

Info

Publication number: KR100224071B1
Application number: KR1019920013690A
Authority: KR
Inventors: 김완수; 신기범
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR940002004A

Abstract

복수의 핸드(Hand)를 지닌 로보트용 쎌(Cell)에 관한것으로, 종래에는 로보트가 부품이 이탈되거나 잘못 놓여진것을 미리 알지 못하므로 팔레트의 부품을 집을때 충돌이 생겨 로보트에 무리한 힘이 가해져 로보트 핸드의 변형 및 파손되는 문제점과 변형 및 파손된 로보트 핸드의 보수와 위치상태에 대한 정보를 다시 만들어 로보트의 콘트롤러에 입력시켜야 하는 막대한 시간 손실이 발생되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 콘베이어 A로 이송되는 팔레트에 담긴 부품의 유무 및 종류인식수단으로 팔레트에 담김 부품의 상태를 사람이 교시하지 않고 시각기능에 의해 부품의 유무 및 종류를 알아내어 로보트 핸드로 플레트 위치결정부로 팔레트를 이송시킨후 로보트 핸드로써 콘베이어 B에 PCB 위치결정수단의 PCB에 부품을 자동 조립작업을 하고, 핸드의 변형을 위치보정수단에 의해 스스로 위치를 보상하여 작업할 수 있을뿐 아니라 팔레트에 부품이 잘못 놓였을 경우나 부품이 비여있을 경우 이를 피하여 정확히 놓인 부품만을 선택적으로 작업하기 때문에 시간손실을 줄일 수 있으며 핸드의 위치변형시 이를 자동으로 보상하여 작업을 할 수 있어 핸드의 재교시에 필요한 시간 손실을 줄일 수 있고 작업 생산성을 향상시킬 수 있는 조립용 로보트 쎌.

Description

조립용 로보트 쎌

제1도는 본 발명의 조립용 로보트 쎌(Cell) 정면도,

제2도는 본 발명의 조립용 로보트 쎌 평면도,

제3도는 본 발명의 로보트 핸드의 위치 보정장치,

제4도는 본 발명의 로보트에 설치된 카메라로 측정한 핸드의 실제위치를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 핸드(Hand) 2 : 로보트(Robot)

3 : 팔레트(Pallet) 4,19 : 콘베이어(Conveyer)A,B

5,8 : 상,하류 스톱퍼(Stopper) 7 : 부품종류판별센서(Sensor)

9a : 발광부 9b : 반사판

9 : 부품진입감지센서 10 : 부품유무 및 종류인식수단

11,21,22 : 카메라 A,B,C 12 : 팔레트 위치 결정부

13 : PCB 14 : PCB 공급감지수단

15,16 : 상,하류 PCB 스톱퍼 17 : PCB 멈춤감지센서

18 : 푸셔(Pusher) 20 : 부품공급 및 조립수단

30 : 로보트 동작영역 40 : PCB 위치결정수단

50 : 위치보정수단

본 발명은 복수의 핸드(Hand)를 지닌 조립용 로보트(Robot)에 관한 것으로, 특히, 팔레트(Pallet)에 담긴 부품의 위치 및 유무를 인식하여 정확하게 부품을 집어 조립하며 스스로 자세보정을 하면서 작업을 하는 조립용 로보트 쎌(Cell)에 관한 것이다.

종래에는 복수의 핸드를 지닌 로보트를 이용한 조립용 쎌에 팔레트를 사용하는 경우 팔레트에 부품의 형상에 따른 凹형상의 요홈을 일정방향 및 일정간격으로 형성하고, 그 위치를 로보트 콘트롤러의 메모리에 저장시켜 순차적으로 위치를 이동하여 부품을 집어 작업시에는 플레트의 요홈이 부품에 따라 달라지므로 복잡한 부품의 경우 가공이 어렵고, 비용이 많이 들게 될 뿐 아니라 요홈에 사람이나 부품 정렬수단에 의해 부품이 정렬되어 있다 하더라도 운반도중이나 정렬도중에 부품이 이탈되거나 잘못 놓여졌을때, 로보트가 부품이 이탈되거나 잘못 놓여진 것을 미리 알지 못하므로 팔레트의 요홈부에 부품이 없는데도 로보트가 부품을 잡으러 하강하여 시간 손실이 발생하였고, 부품이 잘못 놓인 경우에는 부품을 집을때 충돌이 생겨 로보트에 무리한 힘이 가해져 로보트 핸드의 변형 및 파손되는 문제점이 있었을 뿐 아니라 변형 및 파손된 로보트 핸드의 보수와 부품의 위치상태에 대한 정보를 다시 만들어 로보트의 콘트롤러에 입력시켜야 하므로 막대한 시간 손실이 생기고, 부품공급이 라인 형태의 경우에는 전후 공정의 흐름을 막아버려 생산라인에서는 매우 큰 손실이 발생되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 팔레트에 담긴 부품의 상태를 부품유무 및 종류 인식수단의 시각기능에 의해서 팔레트에 담긴 부품의 상태를 알아내어 자동으로 로보트의 핸드가 작업하고, 핸드 등의 변형을 위치 보정수단에 의해 핸드 등의 변형을 스스로 감지해 위치를 보상하며 작업을 할 수 있고, 팔레트의 요홈부에 잘못놓인 부품이나 부품이 비어 있는 경우에는 이를 피하여 정확하게 놓인 부품만을 선택적으로 작업하기 때문에 시간 손실을 줄일 수 있으며 로보트의 핸드의 위치변형시 이를 자동으로 보상할 수 있도록 안출된 것으로, 도시된 도면에 의거하여 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

복수의 핸드(1)를 지닌 로보트(2)에 있어서, 부품이 담긴 팔레트(3)를 운반하는 콘베이어 A(4)와 상기, 콘베이어 A(4)에는 콘베이어 A(4)위에 흐르는 팔레트(3)를 분리시켜 1개씩 공급하는 상류 스톱퍼(5) 및 팔레트(3)에 담긴 부품의 유, 무를 판별하는 부품 유, 무 판별센서(6)와 팔레트(3)에 담긴 부품의 종류를 판별하는 다수개의 센서로 이루어진 부품종류 판별센서(7)와 팔레트(3)에 담긴 부품의 유무 및 종류를 판별하기 위해 팔레트(3)를 세우는 하류스톱퍼(8)와 이 하류 스톱퍼(8)를 작동시키기 위해 발광부(9a) 및 반사판(9b)으로 형성된 팔레트(3)의 진입을 감지하는 부품진입감지센서(9)로 구성된 팔레트에 담긴 부품 유무 및 종류인식수단(10)과, 로보트(2)에 복수의 핸드(1)를 장착시키는 터리트(23) 및 팔레트(3)에 정렬된 부품의 상태정보를 전기적 신호로 변환시키는 카메라 A(11)가 설치된 부품공급 및 조립수단(20)과, 이 부품이 공급 및 조립수단(20)의 로보트(2)에 의해 로보트 동작영역(30)의 정해진 팔레트 위치결정부(12)에 팔레트(3)가 공급되면 콘베이어 B(19)위에 PCB(13) 진입을 감지하여 상류 스톱퍼(15)를 동작시키는 PCB 공급감지센서(14)와 PCB(13)가 연속해서 진입하는 2개 이상의 PCB(13)를 분리시키는 상류 PCB스톱퍼(15)와 콘베이어 B(19)위에 흐르는 PCB(13)를 멈추게하는 하류 PCB 스톱퍼(16)와, 하류 PCB 스톱퍼(16)에 의해 PCB의 멈춤을 감지하는 PCB 멈춤감지센서(17)와, 이 PCB 멈춤감지센서(17)에 의해 감지된 PCB를 고정시켜 상, 하로 이동시키는 푸셔(18)로 구성된 PCB 위치결정수단(40)과 상기 로보트 동작영역(30)의 범위에 카메라 B(21)와 카메라 C(22)를 90°로 배치되게 설치하여 이 카메라 B(21)와 카메라 C(22) 부위에 로보트(2)의 핸드(1) 선단을 이동시켜 로보트(2)의 핸드(1)의 위치를 보정하는 위치보정수단(50)으로 구성된 것으로, 미설명부호 23은 터리트(Turret), 24는 PLC 콘트롤박스, 24는 로보트 콘트롤(Controller), 26은 구동모터이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다. 부품이 정렬되게 담긴 팔레트(3)가 콘베이어 A(4)에 의해 이송되면 상기 스톱퍼(7)가 하강된 상태에서 팔레트(3)가 지나가면 부품의 종류를 판별하는 부품종류 판별센서(7)의 11게 센서 가운데 1번째 센서가 이를 감지하면, 이때, 상류 스톱퍼(5)가 상승하여 팔레트(3)의 이송을 막으며 팔레트(3)가 조금더 이송 진행되면 발광부(9a) 및 반사판(9b)으로 형성된 부품진입감지센서(9)에 감지되어 하류 스톱퍼(8)를 상승시켜 팔레트(3)가 더이상 이송되지 못하게 막는다.

이때, 부품의 유무 판별센서(6) 및 부품의 종류판별센서(7)를 통해 팔레트(3)가 공급될 장소와 종류를 판별하여 불필요한 경우 하류 스톱퍼(8)를 하강시켜 팔레트(3)를 다음 작업으로 이송시키고, 필요한 경우에는 PLC 콘트롤러 박스(24)에서 로보트 콘트롤러(25)에 그 정보를 주고, 이를 받은 로보트 콘트롤러(25)는 로보트(2)를 이동시켜 콘베이어 A(4)위에 놓여있는 팔레트(3)를 로보트(2)의 터리트(23)에 설치된 핸드(1)로써 집게한 후 로버트 동작영역(30)의 팔레트 위치결정부(12)에 옮겨놓는다.

그리고, 부품을 파지할 수 있는 핸드(1)을 미리 부착시켜놓은 터리트(23)을 구동모터(26)의 회전에 의해 선택한 후 카메라 A(11)에 의해서 팔레트(3)에 담긴 전 부품의 위치와 자세를 촬영하여 정확히 놓여 있는 부품의 위치와 자세 정보판을 로보트 콘트롤러(25)에 전송하고, 이 정보에 의해 불 필요한 위치로는 부품의 이동함이 없이 로보트(2)의 핸드(1)로써 부품을 정확히 파지하여 부품이 위치 결정될때까지 대기하고 팔레트(3)와 마찬가지로 PCB(13)도 콘베이어 B(19)를 타고 이송되어 PCB 위치결정수단(40)에 의해 위치 결정되면 로보트(2)의 핸드(1)에 의해서 부품을 PCB(13)에 조립을 시작한다.

PCB(13)에 부품 조립이 끝난후 부품이 조립된 PCB(13)는 콘베이어 B(19)로써 배출시키고, 새로운 PCB(13)는 콘베이어 B(19)를 통해 새로운 PCB를 받아들이며, 로보트(2)는 다음에 정확히 놓여 있는 팔레트(3)에 담긴 부품으로 이동하여 PCB(13)에 부품을 조립하는 공정을 반복하면서 정확하게 부품을 조립할 수 있다.

한편, 팔레트(3)나 PCB(13) 및 로보트(2)의 핸드(1)의 상태변화가 발생하여 로보트 콘트롤러(25)에 저장되어 있는 부품의 위치 및 자세 데이터가 소실될 경우에는 도시된 도면 제3도 및 제4도와 같이 로보트 동작영역(30)의 범위에 90°로 배치 설치된 카메라 B(21) 및 카메라 C(22) 위치로 로보트(2)의 핸드(1)의 선단을 이동시켜 로버트 핸드(1)의 선단의좌표를 측정하여 그 값을 이미알고 있는 카메라 B(21) 및 카메라 C(22)의 좌표를 참고하여 환산하면 로버트 핸드(1)의 선단 좌표를 알수있으며 팔레트(3)에 담김 부품의 위치 및 자세값을 카메라 A(11)로 측정하여 로버트 핸드(1) 선단의 값과 비교하여 상대 이동 양을 계산하여 보상하면서 위의 작업을 자동으로 반복하는 조립용 로보트 쎌에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 콘베이어 A(4)로 이송되는 팔레트(3)에 담긴 부품의 유무 및 종류인식수단(10)으로 팔레트(3)에 담김 부품의 상태를 사람이 교시하지 않고 시각기능에 의해 부품의 유무 및 종류를 알아내어 로보트 핸드(1)로 플레트 위치결정부(12)로 팔레트(3)을 이송시킨후 로보트 핸드(1)로써 콘베이어 B(19)에 PCB 위치결정수단(40)의 PCB(13)에 부품을 자동 조립작업을 하고, 핸드(1)의 변형을 위치보정수단(50)에 의해 스스로 위치를 보상하여 작업할 수 있을뿐 아니라 팔레트(3)에 부품이 잘못 놓였을 경우나 부품이 비여있을 경우 이를 피하여 정확히 놓인 부품만을 선택적으로 작업하기 때문에 시간손실을 줄일 수 있으며 핸드의 위치변형시 이를 자동으로 보상하여 작업을 할 수 있어 핸드의 재교시에 필요한 시간 손실을 줄일 수 있고 작업 생산성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.

Claims

복수의 핸드(1)를 지닌 로보트(2)에 있어서, 부품이 담긴 팔레트(3)를 운반하는 콘베이어 A(4)에 상류스톱퍼(5) 및 팔레트(3)에 담긴 부품의 유무를 판별하는 부품유무 판별센서(6)와 부품의 종류를 판별하는 부품종류 판별센서(7)와 하류스톱퍼(8) 및 발광부(9a), 반사판(9b)으로 형성된 부품진입 감지센서(9)로 이루어진 팔레트에 담긴 부품유무 및 종류인식수단(10)과, 상기 팔레트에 담긴 부품유무 및 종류인식수단(10)으로 팔레트(3)에 담긴 부품 유무 및 종류가 자동 인식되면 로보트(2)에 복수의 핸드(1) 및 팔레트(3)에 정렬된 부품의 상태 정보를 전기적 신호로 변환시키는 카메라 A(11)가 설치된 부품공급 및 조립수단(20)에 의해 로보트 동작영역(30)의 정해진 팔레트 위치결정부(12)에 부품이 담긴 팔레트(3)를 공급하고, 상기 팔레트 위치 결정부(12)에 공급된 팔레트(3)에 담긴 부품을 로보트(2)의 핸드(1)에 의해 조립토록 부품을 조립하는 PCB(13)를 감지하는 PCB공급감지센서(14)와 2개 이상의 PCB를 분리시키는 상류 PCB스톱퍼(15)와 부품을 멈추게 하는 하류 PCB스톱퍼(16)와 PCB멈춤 감지센서(17) 및 PCB를 상, 하로 이동시키는 푸셔(18)를 콘베이어 B(19)에 설치하여 구성된 PCB위치결정수단(40)으로 정열된 부품의 위치 데이터를 로보트 콘트롤러로 이송시켜 정확하게 부품을 집어 조립하는 조립용 로보트 쎌.
제1항에 있어서, 상기 로보트 동작영역(30)의 범위에 카메라 B(21)와 카메라 C(22)를 90°로 배치되게 설치하여 이 카메라 B(21)와 카메라 C(22) 부위에 로보트(2)의 핸드(1) 선단을 이동시켜 로보트의 핸드의 위치를 보정하는 위치보정수단(50)으로 스스로 자세보정을 하면서 작업을 하는 조립용 로보트 쎌.