KR100244757B1 - 철구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성방법 및 로봇 과 용접 대상물 위치 고정 장치 - Google Patents

철구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성방법 및 로봇 과 용접 대상물 위치 고정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철 구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성 방법에 관한 것으로서, 외부에서 입력되는 데이터로서 용접 대상물의 치수(section data), 로봇 시스템의 캘리브레이션 데이터(calibration data of robot system), 그리고 로봇의 표준 프로그램(standard program)과 프로그램의 교시 데이터(teaching data of standard program)를 입력하며, 치수 데이터를 이용하여 용접 대상물의 타입(type) 및 형상 데이터 베이스를 형성하고; 로봇 시스템의 캘리브레이션 데이터(calibration data of robot system)를 이용하여 로봇 시스템의 데이터 베이스를 형성하며; 로붓의 표준 프로그램(standard program)과 상기 프로그램의 교시 데이터(teaching data of standard program)를 입력하여 용접 대상물의 타입별 표준 프로그램 및 작업점을 결정하는 데이타 베이스 구축 단계 및 용접 대상물의 캐드 데이터와 용접 대상물의 타입(type) 및 형상 데이터 베이스를 이용하여 각 섹션(section)별 용접 대상물을 선정하고; 로봇 시스템 데이터 베이스, 용접 대상물 타입별 표준 프로그램 및 작업점 결정룰(rule)을 이용하여 실제 작업할 로봇 시스템의 표준 프로그램 및 용접선을 결정하며; 모든 섹션별 로봇 작업을 완료하고, 로봇 작업 프로그램을 자동으로 생성하고; 시뮬레이션을 통해 로봇의 충돌, 작업 위치 도달 불가 및 디제너레이션(Degeneration; 로봇이 특정 조건에서 자유도를 잃어버리는 현상) 등의 유무를 확인하고 로봇 프로그램 및 시뮬레이션 결과를 도면으로 출력하는 메인 프로그램 수행 단계를 구비한다.
따라서, 본 발명은 오프 라인 프로그램에 의해 로봇 시스템을 운영하므로 온라인 프로그램 방식보다 작업시간 단축 및 운영 효율 증대를 꽤할 수 있는 효과가 있다.

Description

철 구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성 방법 및 로봇과 용접 대상물 위치 고정 장치
제1도는 종래 로빈(ROBIN)에서 사용중인 용접 대상물과 로봇과의 위치 인식용 로봇 운반 장치의 개념도.
제2도는 본 발명에 따른 철 구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성 방법을 도시한 도면.
제3도는 오프 라인 프로그램 방법에 의한 로봇 시스템 운영 개념도.
제4도는 오프 라인 프로그램으로 로봇 시스템을 운영하기 위한 기본 요소를 도시한 도면.
제5도는 로봇 작업점 계산 유통도.
제6도는 용접 대상물의 형태별 파라메터의 예를 도시한 도면.
제7도는 로봇 운반 장치상의 X, Y 방향 기준 바를 이용하여 용접 대상물과 로봇과의 위치 관계를 항상 일정하게 하는 본 발명의 장치를 도시한 도면.
제8도는 로봇 시스템을 정의하는 좌표계를 도시한 도면.
제9도는 로봇 시스템의 터치 센싱 회로를 도시한 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 로봇 운반 장치 2 : 레이저 센서
3 : 초음파 센서 4 : 로봇
5 : 용접 토오치 11 : 용접 대상물
12 : 기준 바 13 : 기준 바
14 : 용접 로봇 15 : 운반 장치
본 발명은 산업 현장에서 로봇을 이용하여 용접 작업을 할 때 오프 라인 프로그램(Off-Line Program) 방법에 의해 로봇 시스템을 운영할 수 있도록 한 철 구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성 방법 및 로봇과 용접 대상물 위치 고정 장치에 관한 것이다.
최근 산업 현장에서 작업 환경 개선 및 생산성 향상을 목적으로 로봇을 사용하려는 경향이 증가하고 있으며, 특히 단순 반복 작업이거나 힘들고 위험한 작업장에는 사람을 대신하여 로봇을 사용하는 경우가 급격히 증가하고 있다. 예를 들면, 조선소를 포함하여 철 구조물을 취급하는 현장에서는 구조물의 결합을 주로 작업자가 직접 용접하여 결합하고 있는데 용접 작업 자체가 힘들고 인체에 위해하기 때문에 작업 기피 현상까지 대두되고 있는 실정이다.
한편, 용접 작업시 사람을 대신하여 로봇을 사용하는 작업장도 대부분 로봇에게 용접 작업 시작점 및 종료점을 교시시킨 후 용접 조건 및 방법 등을 프로그램화하여 용접을 수행하는 즉, 온 라인 프로그램(On-Line Program)방법을 사용하고 있기 때문에 용접 대상물의 치수나 위치가 변할 경우 로봇의 작업 프로그램을 매번 수정해야 하는 번거로움이 존재하고 로봇 작업 프로그램을 작성하는데 매우 많은 시간이 소모된다. 뿐만 아니라 로봇을 온 라인 프로그램 방법으로 운영할 때는 로봇과 용접 대상물이 충돌하거나, 최적 경로 해석이 거의 불가능하기 때문에 오히려 로봇을 사용하므로써 작업 효율을 저해하는 결과를 초래한다.
따라서, 용접 로봇을 생산 현장에 투입하여 효율적으로 운영하기 위해서는 용접 대상물의 치수가 변하더라도 형상이 같을 경우, 로봇의 작업점 위치가 자동으로 계산되고, 동시에 이들 작업점들을 토대로 컴퓨터 상에서 시뮬레이션을 통해 최적의 조건으로 이상없이 작업을 완료할 수 있는지를 확인한 다음 이 과정에서 자동으로 만들어진 로봇 작업 프로그램을 실제 로봇에 연결하여 동작시킬 수 있는 오프라인 프로그램이 필수적이라 할 수 있다.
한편, 오프 라인 프로그램 방법에서는 정밀히 모델링 (Modeling)된 로봇 시스템과 용접 대상물의 정확한 형상 정보만 있으면 동시에 다수의 로봇을 운영하기 위한 작업 프로그램을 효율적으로 작성할 수 있을 뿐 아니라 필요한 각종 해석을 컴퓨터 상에서 수행(로봇의 오동작 및 용접 대상물과의 충돌 검사 등)해 볼 수 있기 때문에 온 라인 프로그램 방식에 비해 많은 장점을 가지고 있다.
그러나, 산업 현장에서 오프 라인 프로그램 방법으로 로봇 시스템을 운영하고자 할 때, 용접 대상물의 치수 변화 및 용접 조건(용접 각도, 용접 속도, 용접 순서 등), 로봇의 이동 순서 등을 동시에 고려하면서 작업점을 결정하는 것은 많은 시간이 소요될 뿐 아니라 설사 그렇게 얻은 값들도 실제 로봇에 적용하였을 경우 기대했던 결과를 얻지 못하는 경우가 많고 신뢰성이 낮아 지금까지는 널리 사용되지 못했다.
참고로 오프 라인 프로그램 방법에 관한 연구는 현재 여러 나라에서 연구중이나 그 연구 결과가 실제 생산 현장에서 적용되는 사례는 그리 많지 않다. 그 중에서 용접을 많이 수행하는 조선 현장의 경우 실제 'HITACHI ZOSEN ARIAKE 조선소(일본)에서 'HIRBO'라는 로봇에 Odense(덴마크)회사에서 개발한 'ROBIN(PC(Personer Computer)상에서 운용)이라는 오프 라인 프로그램을 연결하여 선체 구조물들의 용접 작업을 하는데 이용하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 이 'ROBIN'이라는 오프 라인 프로그램은 PC상의 메모리 문제 때문에 오프 라인 프로그램이 갖추어야할 기능(다양한 모델링 구축, 용접 대상물과 로봇과의 충돌 및 간섭 검사, 로봇의 최적 작업 경로 계산, 모델링 된 워크셀(Workcell)에 대한 시뮬레이션, 외부 입출력 기기와의 데이터 교환, 디스플레이 기능)을 구현하는데 많은 제약 요소를 갖고 있다.
또한, 오프 라인 프로그램 방법으로 실제 로봇 시스템을 운영하기 위해서는 항상 로봇과 용접 대상물과의 위치 관계를 정확히 정의할 수 있어야 되는데 'ROBIN'이라는 오프 라인 프로그램에서는 이에 대한 정보를 제1도와 같이 로봇 운반 장치(1)상에 부착(전, 후, 좌, 우)된 레이저 센서(2) 및 초음파 센서(3)를 이용하고 있어, 로봇 시스템 구축시 반드시 센서(2,3)가 부착된 별도의 로봇 운반 장치가 필요하게 된다. 여기서 미설명 부호 4는 로봇이며, 5는 용접 토오치이다.
이 경우, 일반적으로 작업장의 열악한 환경 및 작업자의 거친 사용 등을 고려해 볼 때, 실제 생산 현장에서 적용하기에는 여러 가지 문제점 즉, 사용 부주의시 센서 고장 및 이로 인한 오프 라인 프로그램 운영 곤란등)이 발생될 것으로 예상된다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 철 구조물의 용접 작업시 실제 생산 현장에서 보다 효율적으로 로봇 시스템을 운영할 수 있도록 하기 위해 워크스테이션(Workstation)상에서 동작하는 철 구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성 방법을 제공하는데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 로봇과 용접 대상물과의 정확한 위치 정보를 검출할 수 있는 로봇과 용접 대상물 위치 고정 장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 위하여 본 발명은, 외부에서 입력되는 데이터로서 용접 대상물의 치수(section data), 로봇 시스템의 캘리브레이션 데이터(calibration data of robot system), 그리고 로봇의 표준 프로그램(standard program)과 프로그램의 교시 데이터(teaching data of standard program)를 입력하며, 상기 치수 데이터를 이용하여 용접 대상물의 타입(type) 및 형상 데이터 베이스를 형성하고; 로봇 시스템의 캘리브레이션 데이터(calibration data of robot system)를 이용하여 로봇 시스템의 데이터 베이스를 형성하며; 로봇의 표준 프로그램(standard program)과 프로그램의 교시 데이터(teaching data of standard program)를 입력하여 용접 대상물의 타입별 표준 프로그램 및 작업점을 결정하는 데이타 베이스 구축 단계 및 용접 대상물의 캐드 데이터와 용접 대상물의 타입(type) 및 형상 데이터 베이스를 이용하여 각 섹션(section)별 용접 대상물을 선정하고; 로봇 시스템 데이터 베이스, 용접 대상물 타입별 표준 프로그램 및 작업점 결정룰(rule)을 이용하여 실제 작업할 로봇 시스템의 표준 프로그램 및 용접선을 결정하며; 모든 섹션별 로봇 작업을 완료하고, 로봇 작업 프로그램을 자동으로 생성하고; 시뮬레이션을 통해 로봇의 충돌, 작업 위치 도달 불가 및 디제너레이션(Degeneration; 로봇이 특정 조건에서 자유도를 잃어버리는 현상) 등의 유무를 확인하고 로봇 프로그램 및 시뮬레이션 결과를 도면으로 출력하는 메인 프로그램 수행 단계를 구비한다.
본 발명은 또한 로봇과 용접 대상물과의 위치 관계가 오프 라인 프로그램 상에 정의된 위치 관계와 일치하도록 상기 로봇의 위치를 조정하는 장치에 있어서, 이송 가능한 로봇 운반 카트에 지지된 상태에서 상기 로봇(14)의 정면 용접 대상물을 향하도록 설치되는 x 방향 기준 바와; 로봇 운반 카트에 지지된 상태에서 로봇의 측면 용접 대상물을 향하도록 설치되는 y 방향 기준 바를 포함하여 구성되며; 로봇 운반 카트가 이동되어 x 방향 기준 바와 y 방향 기준바가 각각 정면 용접 대상물과 측면 용접 대상물에 접하는 경우에 로봇 운반 카트에 안착된 로봇이 정면 용접 대상물로부터 x 방향 기준바의 길이만큼 이격되고, 측면 용접 대상물로부터는 y 방향 기준바 길이만큼 이격된 지점에 위치되도록하는 하는데에 그 특징이 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도에는 오프 라인 프로그램 방법으로 로봇 시스템을 운영하기 위한 개념도가 도시되어 있으며, 제4도에는 오프 라인 프로그램으로 로봇 시스템을 운영하기 위한 기본 요소들이 정리되어 있다.
일반적으로 조선 등과 같이 철 구조물을 용접하는 작업 현장에 로봇 시스템을 효율적으로 사용하기 위해서는 로봇의 작업점, 용접 조건(용접 각도, 용접 순서)등을 컴퓨터 상에서 결정하여 검증한 다음 최적의 로봇 작업 프로그램(Job Program)이 자동으로 생성될 수 있도록 하는 오프 라인 프로그램 개발이 필수적이며, 이를 위해서는 다음과 같은 정보들이 오프 라인 프로그램에 제공되어야 한다.
1. 용접 대상물에 대한 정확한 형상 정보 및 작업점에 대한 경로 정보.
2. 로봇과 용접 대상물과의 정확한 위치 정보.
3. 로봇 시스템 자체의 정확한 모델 파라메터 및 형상 정보.
따라서, 본 발명에서는 상기 항목들의 정보들을 얻기 위해 용접 대상물의 형상 정보는 도면을 보고 수동으로 입력하거나, CAD 시스템으로부터 정보를 자동으로 입력받아 처리할 수 있도록 하였으며, 작업점의 경로 정보는 등록된 표준 프로그램(이미 실험에 의해 검증된 작업 프로그램)을 이용하거나, 혹은 입력받은 용접 대상물의 형상 정보를 토대로 룰 베이스(Rule Base) 및 제5도와 같은 과정을 거쳐 로봇의 작업점을 자동으로 계산한 다음 로봇의 작업 프로그램 작성시 작업점간의 경로 정보를 반영하도록 하였다.
좀더 구체적으로 표현하면, 제6도의 예에서 나타난 바와 같이 용접 대상물의 형태별로 파라메터 값(a1, b1, c1, dl, e1, f1, g1, a2, b2, c2, d2, e2, f2,...)들을 도면을 보고 입력하거나, 또는 CAD 시스템으로부터 이에 상응하는 데이터를 자동으로 입력받게 되면 로봇의 작업점들이 룰 베이스 및 제5도에 도시된 알고리즘에 의해 자동으로 계산되도록 하였다.
제5도에서RT'E는 로봇 좌표계로부터 로봇의 손끝까지의 위치와 방향성을 나타내는 캘리브레이션된 순기구학적 방정식(calibrated forward kinematics)을 의미하며, /RPE(여기서 /는 백터를 의미함)는 로봇 좌표계(R)로부터 로봇 손끝까지의 위치벡터를 의미하며,RTE는RT'E와 /RPE에서 얻은 순기구학적 방정식이다.
또한, 로봇과 용접 대상물과의 정확한 위치 정보를 위하여 본원에서는 제7도와 같이 x, y 방향 기준 바(12,13)를 이용하므로써 로봇과 용접 대상물간의 위치가 항상 일정하도록 하였다. 즉, 제7도에 도시된 바와 같이 로봇 운반용 카트(15)를 통하여 로봇(14)이 이동하나, 이 로봇 이동용 카트(15)에는 서로 동일한 길이를 갖는 다수개의 x 방향 기준바(12)와 y 방향 기준바(13)가 설치되어 있다. 여기서, x 방향이라함은 로봇(14)의 설치면에 평행한 방향을 위미하며, y축 방향이라함은 용접기(14)의 설치 방향과 수직인 방향 즉, x축방향과 수직인 방향을 의미한다. 이러한 구성에서 로봇(14)으로 용접이 수행될 용접 즉, 작업 대상물(11)들이 x축 및 y축에 대칭하여 즉, 상호 직교하는 경우에 로봇 운반용 카트(15)를 이동시켜 x 방향 기준바(12)를 x 방향 기준바(12)에 수직하는 용접 대상물(11)에 접촉시키고, y 방향 기준바(13)를 y 방향에 수직하는 용접 대상물(11)에 접촉시키면, 로봇 운반용 카트(15)상의 로봇(14)은 용접 대상물(11)로부터 각각 x 및 y 방향 기준바(12,13)에 대응하는 길이만큼 떨어져 위치한다. 즉, x 방향 기준바(12)는 오프 라인 프로그램 상의 작업 기준점을 추종하여 용접 대상물(11)로부터 x축 방향으로 소정 길이만큼 떨어진 지점에 로봇(14)을 위치시키기 위한 수단이며, y 방향 기준바(13)는 로봇(14)을 용접 대상물(11)로부터 y축방향으로 소정 길이만큼 떨어진 지점에 로봇(14)을 위치시키기 위한 수단이다.
이와 같이 x 및 y 방향 기준 바(12,13)을 이용하는 경우에는 용접 대상물(11)에 대한 로봇(14)의 상대적 위치가 x 및 y 방향 기준바(12,13)의 길이에 의하여 결정되므로 용접 대상물(11)에 대한 로봇(14)의 작업점을 용이하게 추출할 수 있다. 또한, 용접 대상물(11)이 변동되는 경우라 하여도 x 및 y 방향 기준바(12,13)의 길이 조정만으로도 용접 대상물(11)과 로봇(14)간의 상대적 위치를 용이하게 변동시키므로써 로봇 작업점 위치를 용이하게 보정할 수 있다.
그리고, 로봇 시스템 자체의 정확한 모델 파라메터 및 형상 정보는 자체에서 개발한 캘리브레이션(Calibration)방법을 통해 정의되도록 하였다. 여기서, 캘리브레이션이란 오프 라인 프로그램으로 로봇 시스템을 운용할 때 실제 상황에서의 로봇시스템 및 용접 대상물과의 정확한 수학적 모델 파라메터 값들을 알아내 자체의 제어 소프트웨어를 수정하므로써 로봇의 위치 정밀도를 점진적으로 향상시키는 일련의 과정을 의미하는데 이러한 캘리브레이션 과정을 통해 얻어진 파라메터 값은 컴퓨터상의 로봇 시스템과 용접 대상물과의 정확한 기구학적 관계를 구축하는데 사용되어 진다.
즉, 제8도에 도시된 바와 같이 캘리브레이션 과정에서는 기준 좌표계(W)로 부터 로봇(21)의 위치를 나타내는 로봇 좌표계 위치(O)까지의 위치 및 방향, 로봇의 링크 파라메터(Link Parameters; 링크 길이, 오프셋, 링크 비틀림 각, 관절각) 및 로봇 손끝(22)을 나타내는 툴(Tool) 좌표계(E)의 위치에 대한 수학적 모델 파라메터를 얻을 수 있는데, 궁극적으로는 이를 토대로 로봇 시스템을 정의할 수 있도록 하였다.
참고로, 로봇 캘리브레이션은 로봇을 사용하여 용접을 할 때마다 수행하는 것이 아니고, 한 번만 수행하여 다만 로봇이 크게 충돌했거나 혹은 기타 원인으로 인해 로봇 시스템의 파라메터가 변했을 경우에만 수행한다.
그리고, 로봇이 실제 작업해야할 용접선은 오프 라인 프로그램에서 결정된 작업점들을 바탕으로 제9도와 같은 터치 센성(Touch Sensing)회로에 의해 실제 로봇(21)이 지그(23)를 터치 센싱하므로써 용접 시작점과 종료점을 인식하도록 한 다음 용접선은 로봇 작업 프로그램에서 정의해 주는 시작점과 종료점 사이의 경로 정보(직선 보간, 원호 보간)를 토대로 알 수 있도록 하였다. 즉, 로봇(21)이 지그(23)를 터치 센싱할 때엔 릴레이(24)를 통하여 포토커플러(25)가 구동하므로 콘트롤러가 경로를 알 수 있는 것이다.
여기서WTo는 작업 좌표계[W]에서 바라본 로봇 좌표계[0]까지의 좌표 변환 행렬이다.
특히, 본 발명에서는 실제 로봇 시스템을 현장에서 사용할 때, 가장 큰 문제로 대두되는 작업점 및 용접 조건(용접 각도, 용접 속도, 용접 순서 등)을 해결하였다.
만일, 그전에 로봇을 사용하여 용접 조건을 잘 만족시키는 작업 프로그램이 존재할 경우, 그 프로그램을 표준 프로그램으로 등록시켜 추가 작업없이 그 데이터를 참조하도록 하였으며, 이에 대한 데이터가 전혀 없을 경우에는 작업하고자 하는 대상물의 용접선을 새롭게 정의하여 사용할 수 있도록 하였는데, 이렇게 하므로써 새로운 용접 대상물에 대한 로봇 작업 프로그램을 작성하는 시간을 훨씬 단축시킬 수 있다.
제2도는 본 발명에서 제시한 오프 라인 프로그램의 기본 구성도를 나타내었으며, 이는 크게 로봇 시스템의 정확한 모델 파라메터를 얻기 위한 캘리브레이션 소프트웨어 부분과 데이터 베이스(Data Base) 구축을 위한 프로그램(Config.Program)부분과 데이터 베이스 구축 프로그램 부분에서 얻은 데이터를 입력하여 최종적으로 로봇 작업 프로그램을 생성하는 메인 프로그램 부분으로 구성되어 있다. 여기서, 데이터 베이스 구축 프로그램은 메인 프로그램에서 사용할 각종 데이터를 사전에 정의하는 부분으로서 여기에는 용접 대상물의 치수(section data), 로봇 시스템의 캘리브레이션 데이터(calibration data of robot system), 그리고, 로봇의 표준 프로그램(standard program)과 상기 프로그램의 교시 데이터(teaching data of standard program)가 포함된다.
용접 대상물의 치수는 용접 대상물의 형태를 결정하며, 표준 프로그램의 교시 데이터와 연결되어 새로운 로봇 프로그램을 생성하는데 있어서 참조가 되는 데이터의 역할을 하므로서 결과적으로 새로운 로봇 프로그램의 작업점 계산에 있어서 위치 벡터를 구하는 데이터로서 활용된다. 특히, 캘리브레이션 실험을 통해 얻어진 모델 파라미터(로봇의 위치, 로봇의 각 링크(link)의 파라메터들, 손끝의 위치)값들은 컴퓨터상의 로봇 시스템과, 용접 대상물과의 시스템 모델 및 기구학적 관계를 구축하는데 이용되며, 이와 같이 얻어진 이러한 캘리브레이션 데이터는 오프 라인 프로그램 운영시 로봇의 위치 정밀도를 향상시키는 역할을 하게 된다.
여기서, 로봇 표준 프로그램과 그에 상응하는 교시데이터란 실제 현장에서 용접 대상물에 용접을 하였을 경우 충돌이 일어나지 않고, 최적의 경로 위치를 작업점으로 하면서 용접 조건을 만족시켜 용접 작업을 완료할 수 있는 증명된 로봇 프로그램과 교시 데이터를 의미한다.
메인 프로그램 부분은 데이터 베이스 구축 프로그램 상에서 이미 저장된 데이터를 이용하여 실제 작업시 로봇에 필요한 작업점을 계산하므로써 로봇 작업 프로그램을 자동 생성하는 과정이 된다.
즉, 이 과정에서는 용접 대상물의 타입 및 작업할 로봇 시스템을 선정하고, 표준 프로그램, 용접 대상물의 형상 데이터, 로봇 위치 데이터들을 입력받게 되는데, 결국 메인 프로그램에서는 용접 대상물의 형상 데이터는 제6도와 같이 용접 대상물에 따라 입력받은 파라메터들로부터 알 수 있으며, 입력받은 모델 파라미터 값으로부터 로봇의 위치, 로봇 각축별 링크 파라메터들, 손끝의 위치 데이터를 알 수 있게 된다.
또한, 표준 프로그램에서는 용접 자세에 대한 정보를 얻어 이를 캘리브레이션된 역기구학(Calibrated Inverse Kinematic)알고리즘을 이용하여 새로운 용접 대상물에 대한 로봇의 작업점을 계산하거나, 또는 컴퓨터 상에 용접 대상물과 캘리브레이션된 로봇 시스템을 나타낸 다음 시뮬레이션을 통해 로봇의 충돌, 작업 위치 도달 불가 및 디제너레이션(Degeneration; 로봇이 특정 조건에서 자유도를 잃어버리는 현상) 등의 유무를 확인하여 로봇의 작업 프로그램이 자동으로 생성되도록 하였다.
여기서 데이타 베이스 구축 프로그램의 기능을 간략히 설명하면,
-메인 프로그램에서 사용될 로봇, 용접기, 운반 카트 등의 로봇 시스템을 정의하고, 이들의 CAD 형상을 정의한다.
-용접 대상물의 형상별 표준 프로그램 등록 및 해당 위치 변수의 정의, 작업 위치 결정 룰(Rule)의 정의 등을 수행한다.
이와 같이 본 발명에서 제시한 오프 라인 프로그램에 의해 작성된 로봇의 작업 프로그램은 하나의 로봇 시스템을 운영할 때에만 국한되는 것이 아니고 제3도와 같이 다수의 로봇을 운영할 때에도 해당되는 작업 프로그램을 디스켓 또는 랜(LAN)을 이용하여 로봇 컨트롤러에 입력시켜 주면 동시에 다수의 로봇을 작업시킬 수 있기 때문에 작업시간 단축 및 로봇 운영 효율성 측면에서도 온 라인 프로그램 방법보다 높다는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 외부에서 입력되는 데이터로서 용접 대상물의 치수(section data), 로봇 시스템의 캘리브레이션 데이터(calibration data of robot system), 그리고 로봇의 표준 프로그램(standard program)과 상기 프로그램의 교시 데이터(teaching data of standard program)를 입력하며, 상기 치수 데이터를 이용하여 용접 대상물의 타입(type) 및 형상 데이터 베이스를 형성하고; 상기 로봇 시스템의 캘리브레이션 데이터(calibration data of robot system)를 이용하여 로봇 시스템의 데이터 베이스를 형성하며; 상기 로봇의 표준 프로그램(standard program)과 상기 프로그램의 교시 데이터(teaching data of standard program)를 입력하여 용접 대상물의 타입별 표준 프로그램 및 작업점을 결정하는 데이타 베이스 구축 단계 및 상기 용접 대상물의 캐드 데이터와 용접 대상물의 타입(type) 및 형상 데이터 베이스를 이용하여 각 섹션(section)별 용접 대상물을 선정하고; 상기 로봇 시스템 데이터 베이스, 용접 대상물 타입별 표준 프로그램 및 작업점 결정룰(rule)을 이용하여 실제 작업할 로봇 시스템의 표준 프로그램 및 용접선을 결정하며; 모든 섹션별 로봇 작업을 완료하고, 로봇 작업 프로그램을 자동으로 생성하고; 시뮬레이션을 통해 로봇의 충돌, 작업 위치 도달 불가 및 디제너레이션(Degeneration; 로봇이 특정 조건에서 자유도를 잃어버리는 현상) 등의 유무를 확인하고 로봇 프로그램 및 시뮬레이션 결과를 도면으로 출력하는 메인 프로그램 수행 단계를 구비하는 철 구조물의 용접 작업시 오프 라인 프로그램 구성 방법.
  2. 로봇(14)과 용접 대상물과의 위치 관계가 오프 라인 프로그램 상에 정의된 위치 관계와 일치하도록 상기 로봇의 위치를 조정하는 장치에 있어서, 이송 가능한 로봇 운반 카트(15)에 지지된 상태에서 상기 로봇(14)의 정면 용접 대상물을 향하도록 설치되는 x 방향 기준 바(12)와; 상기 로봇 운반 카트(15)에 지지된 상태에서 상기 로봇(14)의 측면 용접 대상물을 향하도록 설치되는 y 방향 기준 바(13)를 포함하여 구성되며; 상기 로봇 운반 카트(15)가 이동되어 상기 x 방향 기준 바(12)와 y 방향 기준바(13)가 각각 상기 정면 용접 대상물과 측면 용접 대상물에 접하는 경우에 상기 로봇 운반 카트(15)에 안착된 상기 로봇(14)이 상기 정면 용접 대상물로부터 상기 x 방향 기준바(12)의 길이만큼 이격되고, 상기 측면 용접 대상물로부터는 상기 y 방향 기준바(13)길이만큼 이격된 지점에 위치되도록하는 하는 것을 특징으로 하는 로봇과 용접 대상물의 위치 고정 장치.
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