KR100231817B1 - 다중 로보트 제어용 티치 박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로보트의 티치 박스에 관한 것으로, 상세하게는 생산라인에 배열된 여러대의 로보트 간의 작업 공간 상의 충돌을 피하기 위한 상호 협조적인 동작 및 효율적인 작업을 위한 이들 다수의 로보트의 효과적 제어를 위한 다중 로보트용 티치 박스에 관한 것이다.

즉, 본 발명에 따른 다중 로보트 제어용 티치 박스는, 여러대의 주(master)로보트와 종(slave)로보트 및 주변 장치를 동시에 제어하도록 함으로써, 조작이 편리할 뿐만 아니라 작업시 로보트간의 충돌을 미연에 효과적으로 방지할 수 있으며, 특수한 모양의 작업물의 이동이나 정밀조립 작업등을 위한 주종 로보트 간의 협조가 잘 이루어질 수 있어, 작업시간이 단축되고 경제적인 잇점이 있다.

Description

다중 로보트 제어용 티치 박스

제1도는 다중 로보트 제어 장치의 블럭도.

제2도 및 제3도는 본 발명에 따른 다중 로보트용 티치 박스의 전체 키흐름도.

제4도는 본 발명에 따른 다중 로보트용 티치 박스의 외형도.

제5도는 본 발명에 따른 다중 로보트용 티치 박스의 구성을 나타내는 블럭도.

본 발명은 로보트의 티치 박스에 관한 것으로, 상세하게는 생산라인에 배열된 여러대의 로보트 간의 작업 공간 상의 충돌을 피하기 위한 상호 협조적인 동작 및 효율적인 작업을 위한 이들 다수의 로보트의 효과적 제어를 위한 다중 로보트용 티치 박스에 관한 것이다.

한대의 로보트가 옮기기에는 부적합한 특수한 모양의 작업물을 이동시키거나, 작업물을 잡고 두 팔을 이용하여 정밀 조립 작업을 하거나 하는 등의 일에는 인간과 같은 두 팔을 가진 로보트 또는 두 대 이상의 로보트가 협조적인 동작으로 일을 해야하고 또한 생산 라인에 여러 대의 로보트를 배열해 놓고 작업을 진행할 때 이들 로보트 간에 작업 공간이 서로 겹칠 때나, 복잡하거나 정밀 조립 작업을 진행할 때 필요한 다중 로보트 등을 효율적으로 제어하기 위해서는 다중 로보트용의 티치 박스가 필요하다.

그러나 종래에는 여러 대의 로보트를 각각의 티치 박스로 제어하므로 서로 사용법이 다르거나 하면 새로이 사용법을 익혀야 하고 또 오래 사용하지 않다가 다시 사용할 경우 혼동이 발생할 우려가 있어 경제적으로나 시간적으로 비효율적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 하고자 창안된 것으로, 여러대의 로보트를 사용하여 복잡하거나 정밀한 작업 공정을 진행함에 있어서, 각각의 로보트를 통괄적으로 효율성 있게 제어할 수 있도록 티칭하는 티칭 박스를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중 로보트용 티치 박스는, 사용되는 각 로보트 형을 선택할 수 있는 키 수단과, 상기 선택된 로보트를 확인할 수 있도록 해주는 표시 수단과, 상기 선택된 로보트를 티칭하기 위해 자체의 통신 프로토콜에 맞추어 통신하게 해주는 메인 컨트롤 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 다중 로보트 제어용 티치박스를 설명한다.

제5도는 본 발명에 따른 다중 로보트용 티치 박스의 구성을 나타내는 블럭도이다. 이 도면을 참조하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

CN1은 컨넥터 번호(connect number) 1번을 의미한다. 컨넥터에는 Tx핀과 Rx핀이 있어 메인 컨트롤러(제1도의 관리제어 CPU보드)와 연결된다. MAX232는 통신 전용칩이며, 8279는 키(key) 전용칩이다. CPU8031은 메인 컨트롤러와 통신하면서 로보트들을 제어하게 되는데, 로보트들의 동작상태를 액정 표시 장치를 통해 표시한다. 이때 롬(ROM)및 램(RAM)을 통해 로보트의 동작 명령 및 동작 상태 그리고 동작 상황을 기억시켜가면서 제어하거나 표시한다.

그리고 MAX232칩과 CPU8031의 관계는 CPU가 메인컨트롤러와 통신하고 싶을 때 CPU의 보내는 핀(TXD)과 받는 핀(RXD)을 MAX232에 연결하면 MAX232는 이 신호를 증폭하여 다른 시스템에 보내는 작용을 한다. 8279는 무슨 키를 눌렀는지를 CPU에 알려주는 작용을 한다.

제4도는 본 발명에 따른 다중 로보트용 티치 박스의 외형도이다. 여기서 각 키들의 기능을 살펴보면 다음과 같다.

1. 교시 기능 및 축 조작 기능 키군

로보트 키는 로보트형(로보트1, 로보트2, 외부축)을 순차적으로 선택하며, 액정 표시 소자를 사용하여 선택되는 로보트를 알 수 있는 키이다.

코드(COORD) 키는 좌표계(Joint, Cartesian, Cylinderical, User, Tool)를 선택할 수 있는 키이다.

스피드(SPEED)키는 FAST, MIDIUM, SLOW, PANG(어떤 기능?)을 선택할 수 있다. 프리(FREE)키는 각 축의 전원을 온/오프한다.

X1,X2,X3,,,,X,Y,Z,,,키는 각 축을 동작하게 하며 최대 6축 까지 동작 가능하게 할 수 있다.

2. 궤적 확인 및 실행 기능 키군

스텝(STEP)키, 사이클(CYCLE)키, 스타트(START)키, 스톱(STOP)키, 포워드(FWD; forward)키, 백워드(BWD; backward) 키들로 구성되어 있다. 각 키들의 기능은 다음과 같다.

스텝(STEP)키는 작업내용 프로그램을 한 줄 씩 실행하는 것으로 키를 한 번 누르면 한 줄의 프로그램이 실행된다. 사이클(CYCLE)키는 한 번 누르면 프로그램 전체를 한 번 실행하고 멈춘다. 스톱(STOP)키 및 스타트(START)키는 각각 동작 중인 로보트를 멈추게 할 때 및 다시 동작시킬 때 쓴다. 포워드(FWD: forward)키 및 백워드(BWD; backward) 키는 프로그램 실행 방향을 바로 실행하느냐 거꾸로 실행하느냐를 결정하게 된다.

3. 명령의 등록 및 편집, 수정 기능 키군

모션(MOTION)키는 MOVJ, MOVL, MOVC, MOVA 등 주로 사용하는 로보트 명령어를 티치 박스 만으로도 편집, 등록이 가능하도록 된 키이다.

MOVJ(move joint)는 두점이 주어지면 중간 경로는 어떻게 될지 모르지만 두점 사이를 이동하고, MOVL(move linear)은 두점이 주어지면 직선으로 움직인다. MOVC(move cycle)는 세점이 주어지면 세점을 지나 처음의 위치로 복귀하게 된다. MOVA(move arc)는 세점이 주어지면 아크형으로 세점을 이동하게 된다.

포 레브(PO LEV) 키는 MOVC나 MOVA 명령 수행시 로보트의 움직임의 부드러운 정도를 지정하는 키이다.

편집 키군에는 ADDR(address)키, MODIFY 키, INSERT 키, DELETE 키가 있다. 이들 키들의 기능은 다음과 같다.

ADDR(address) 키는 프로그램의 번지를 찾아갈 때 쓴다. MODIFY 키는 프로그램의 내용을 수정할 때 쓰며, INSERT 키는 프로그램 첨가시에, DELETE 키는 프로그램 삭제시에 각각 쓰인다.

4. 로보트 상태 표시 기능 키군

POSDIS 키는 로보트 및 외부축의 현재 위치를 표시하는 키이다.

OUTPUT 키는 I/O 소자의 상태를 표시하는 키이다.

5. 긴급 상태시 조작 및 안전 기능 키군

ENABLE 키는 티치 박스를 인에이블 시키는 키이다.

EMER 키는 로보트 비상 정지시 사용하는 키이다.

HOLD키는 모션(MOTION)을 일시 정지하게 하는 키이다.

다음으로 제1도는 다중 로보트 제어 장치의 블럭도이다. 여기서 관리제어 CPU보드는 로보트를 주변 장치들의 도움을 받아 직접 제어한다. 또한 관리제어 CPU보드는 티치 박스(제5도)의 CPU8031과 명령 및 각종 데이타 교환을 위해 통신하게 되는데, 앞서 설명한 통신용 칩 MAX232 및 RS-232가 중간에서 교신을 돕는다.

제2도 및 제3도는 본 발명에 따른 다중 로보트용 티치 박스의 전체키 흐름도이다. 먼저 각 모드에 대한 설명을 한 다음 키의 기능 조작 흐름을 설명한다.

T-모드는 teach mode의 약자로서 작업점을 티치하는 모드이다.

E-모드는 edit mode의 약자로서, 메인 컨트롤러에서만 프로그램을 에디트하는 것이 아니라 티칭 박스에서도 에디팅 할 수 있는 모드이다. 삽입, 삭제, 수정이 가능하며, 여러 경우를 대비하여 이 E-모드에서도 작업점을 수정할 수 있게 하였다.

다음으로 키의 기능 조작 흐름을 설명한다.

1. T.P SAVE는 티칭 박스에서 프로그래밍 할때 로보트의 경로나 작업 위치에 이름을 주어 미리 지정해 놓으면 로보트의 언어를 사용하여 프로그래밍 하기가 편리하다. 로보트의 작업 포인트를 지정하는 경우는 2가지 있다. 첫번째는 T-모드에서 순수하게 작업 포인트만 지정하는 경우이고, 두번째는 E-모드에서 프로그램을 에디팅하면서 작업 포인트까지 지정하는 경우이다.

가. T-모드에서 T.P 지정

작업점들을 미리 지정하고자 할때 사용자가 원하는 작업점들을 미리 지정한다. 작업점은 T=0000이란 이름으로 저장된다.

나. E-모드에서 T.P 지정

지정한 포인트와 함께 프로그래밍 하고자 할 때 프로그램을 에디팅하고 인칭키로 작업점을 지정한다.

2. E-모드에서의 프로그래밍

미리 만들어 놓은 작업점을 이용하여 티칭 박스로 프로그램을 작성할 때, T-모드에서 티칭한 포인트명 만 바꿀 수는 있지만 새로운 작업 포인트는 바꿀 수 없다. 즉 미리 지정된 작업점을 이용하여 프로그램한다.

3. T.P 수정(T-모드에서만 가능)

이미 한 이름으로 지정된 티치 포인트에서 이름 만을 수정하고자 할 때 티치 포인트가 저장되어 있는 이름만 변경 가능하다.

4. 프로그램 수정(ADDR키 사용법)

가, 서치 기능

로딩된 프로그램이나 이미 프로그래밍 된 것을 다시 나타내고자 할 때 ADDR키를 누르고 찾고자 하는 어드레스를 선택하면 LCD에 그 어드레스에 해당하는 프로그램이 표시된다.

나. 수정 기능

로딩된 프로그램이나 이미 프로그래밍 된 것을 수정하고자 할때, 어드레스를 서치한 후 에디팅 작업을 하고 MODIFY를 누른다. 여기에서도 티치 포인트를 다시 지정할 수 있다.

다. 삽입 기능

로딩된 프로그램이나 이미 프로그래밍 된 것에 삽입 하고자 할 때, 삽입하고자 하는 어드레스를 서치한 후 에디팅 작업을 하고, INSERT를 누른다.

라. 지우기 기능

로딩된 프로그램이나 이미 프로그래밍 된 것을 지우고자 할 때, 지우고자 하는 주소를 서치한 후 DELETE를 누른다.

5. PANG키 기능

티치 포인트를 정밀하게 맞추기 위해 사용한다. 펄스 단위로 모터가 움직이므로 로보트의 움직임이 미세하다. SPEED가 PANG로 세팅되어 있을때만 가능하다.

6. 프리 키 기능

각 축 모터의 브레이크를 풀어줌으로써, 손으로 직접 로보트를 티치 할 수 있도록 한다. 프리 키는 토글(TOGGLE)로 되어있다.

7. 홈 키 기능

로보트를 런(RUN)시키기 전에 홈잉(HOMMING)해야한다. 홈키는 토글로 되어 있다.

8. 포 레브(PO LEV) 키 기능(E-모드의 MOVL일 때 만 가능)

포 레브(PO LEV) 키는 MOVC나 MOVA 명령 수행시 로보트의 움직임의 부드러운 정도를 지정하는 키이다.

9. POSDIS 키 기능

현재 로보트 끝단의 위치를 알고자 할 때, 코드(COORD)로 카티션 좌표값과 조인트 좌표값이 토글된다. 포스디스키가 작동된 상태에서 인치키를 눌러 로보트를 움직이면 인치 키를 떼는 순간의 위치 값을 표시한다.

10. 아웃풋 키 기능

아웃풋을 출력한다.

11. 홀드 키 기능

런 중 로보트를 일시 정지시킬 때 사용한다. 홀드 키는 토글로 동작되며 홀드를 풀 때는 나머지 동작을 하게 된다. 런 중일 때만 홀드 키는 동작한다.

12. 런(RUN)관련 키

가. 스텝 키

로딩된 프로그램이나 프로그래밍된 것을 단계별로 실행시켜 볼 때, 스텝 키가 눌린 상태에서는 FWD와 BWD만 작동한다. 실행시킬 때 마다 실행되는 프로그램이 LCD화면에 표시된다.

나. 사이클 키

로딩된 프로그램이나 이미 프로그래밍된 것을 CYCLE를 실행시켜 볼 때, 사이클 키가 눌린 상태에서는 스타트와 스톱만 작동한다.

13. 사용자 코디네이트 세이브

사용자가 임의의 좌표를 만들어 로보트의 티치를 보다 편리하게 하기 위해 사용한다. 사용자 코디네이트는 10개 까지 만들 수 있다(프레임0~프레임9).

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 로보트 제어용 티치박스는, 여러대의 주(master)로보트와 종(slave)로보트 및 주변 장치를 동시에 제어하도록 함으로써, 조작이 편리할 뿐 만 아니라 작업시 로보트간의 충돌을 미연에 효과적으로 방지할 수 있으며, 특수한 모양의 작업물의 이동이나 정밀 조립 작업등을 위한 주종 로보트 간의 협조가 잘 이루어질 수 있어, 작업 시간이 단축되고 경제적인 잇점이 있다.

Claims (11)

1. 사용되는 각 로보트 형을 선택할 수 있는 키 수단과, 상기 선택된 로보트를 확인할 수 있도록 해주는 표시 수단과, 상기 선택된 로보트를 티칭하기 위해 자체의 통신 프로토콜에 맞추어 통신하게 해주는 메인 컨트롤 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
2. 제1항에 있어서, 키 수단은 교시 기능 및 축 조작 기능 키군과, 궤적 확인 및 실행 기능 키군과, 명령의 등록 및 편집, 수정 기능 키군과, 로보트 상태 표시기능 키군과, 긴급 상태시 조작 및 안전 기능 키군을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
3. 제2항에 있어서, 교시 기능 및 축 조작 기능 키군은 소망하는 로보트형을 순차적으로 선택할 수 있도록 하는 로보트 키와, 조인트, 카티션, 실린더리컬, 사용자, 툴의 좌표계를 선택할 수 있도록 하는 코드 키와, 빠름, 중간, 느림, 팽(pang)을 선택할 수 있도록 된 스피드 키와, 각 축의 전원을 온/오프시켜 주는 프리 키와, 각 축을 최대 6축 까지 작동시켜 주는 X1, X2, X3,,,,X,Y,Z,,,키를 구비하여 된 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
4. 제2항에 있어서, 궤적 확인 및 실행 기능 키군은 스텝 키, 사이클 키, 스타트 키, 스톱 키, 포워드 키, 백워드 키를 구비하여 된 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
5. 제2항에 있어서, 명령의 등록 및 편집, 수정 기능 키군은 무브제이, 무브엘, 무브씨, 무브에이와 같은 주로 사용하는 로보트 명령어를 편집, 등록할 수 있도록 하는 모션 키와, 상기 모션 키의 주사용 명령어인 무브씨나 무브에이 자동시 움직임 의 부드러운 정도를 지정할 수 있도록 된 포 레브 키와, 주소를 지정하는 어드레스 키, 수정을 위한 모디파이 키, 삽입을 위한 인서트 키, 지우기를 위한 딜리트 키로 이루어진 편집 키군을 구비 하여 된 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
6. 제2항에 있어서, 로보트 상태 표시 기능 키군은 로보트 및 외부축의 현재 위치를 표시하도록 해주는 포스디스 키와, 입/출력 소자 상태를 표시하도록 해주는 아웃풋 키를 구비하여 된 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
7. 제2항에 있어서, 긴급 상태시 조작 및 안전 기능 키군은 티치 박스 사용을 인에이블시켜주는 인에이블 키와, 로보트를 비상 정지시킬 때 사용하는 이머젼시 키와, 로보트의 동작을 일시 정지시켜 주는 홀드 키를 구비하여 된 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
8. 제1항에 있어서, 표시 수단은 액정 표시 소자로 형성된 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
9. 제1항에 있어서, 메인 컨트롤 수단은 상기 선택된 로보트를 직접 동작할 수 있도록 하는 위치 제어 및 모터 제어를 하여 주는 관리 제어 수단을 포함하는 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치 박스.
10. 제9항에 있어서, 관리 제어 수단은 다중 로보트를 최대 12축 까지 제어할 수 있도록 포지션 보드 2매로 형성된 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치박스.
11. 제9항에 있어서, 관리 제어 수단은 상기 교시 기능 및 축 조작 기능 키군으로 부터 받은 로보트형의 정보가 어느 포지션 보드에 속하는지를 판별하여 로보트를 움직이게 하는 점에 특징이 있는 다중 로보트 제어용 티치박스.