KR100247140B1 - 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법 - Google Patents

그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100247140B1
KR100247140B1 KR1019970016058A KR19970016058A KR100247140B1 KR 100247140 B1 KR100247140 B1 KR 100247140B1 KR 1019970016058 A KR1019970016058 A KR 1019970016058A KR 19970016058 A KR19970016058 A KR 19970016058A KR 100247140 B1 KR100247140 B1 KR 100247140B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
robot
grinding
sensor
weld bead
body surface
Prior art date
Application number
KR1019970016058A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19980078507A (ko
Inventor
박종오
강효식
Original Assignee
박호군
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 박호군, 한국과학기술연구원 filed Critical 박호군
Priority to KR1019970016058A priority Critical patent/KR100247140B1/ko
Publication of KR19980078507A publication Critical patent/KR19980078507A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100247140B1 publication Critical patent/KR100247140B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/08Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for flash removal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C3/00Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/12Trimming or finishing edges, e.g. deburring welded corners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/04Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of metal, e.g. skate blades

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 그라인딩 로봇에 의하여 용접 비드를 제거하는 방법에 관한 것으로, 그라인딩 로봇에 윤곽 레이저 센서를 장착하여 로봇과 센서를 동기시킨 다음 로봇에 의하여 센서를 이동시키면서 차체면상의 용접 비드 위치를 기준으로 하여 상,하 각 임의의 2점씩 일정 간격으로 반복하여 각 점에 대한 좌표값을 측정하는 단계와; 상기 측정점을 이용하여 차체면을 모델링하는 단계 및; 상기 모델링된 계산값을 이용하여 제거하고자 하는 용접 비드가 있는 곳에 대한 로봇의 자세와 위치를 계산하고, 상기 계산값을 이용하여 로봇을 제어함으로써 용접 비드를 그라인딩하여 제거하는 단계로 수행하는 것에 의하여 차체가 들어올때마다 매번 모델링이 수행되므로 여러 종류의 차체와 비드의 형상과 크기에 상관없이 로봇을 이용할때 필요한 위치와 자세 정보를 계산해 낼 수 있으며, 레이저 센서를 이용하여 비접촉방식으로 차체면의 정보를 입력받으므로 기존의 교시할때 필요한 시간과 어려움이 없고, 결국 고정도를 요구하는 차체면 그라인딩 작업을 기존의 작업자 없이 완벽히 수행할 수 있는 것이다.

Description

그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법
본 발명은 그라인딩(grinding) 로봇의 용접 비드 제거 방법에 관한 것으로, 특히 용접 비트를 제거할 대상물에 대하여 매번 교시하지 않고서도 고정도를 요구하는 차체면 그라인딩 작업을 기존의 작업자 없이 수행할 수 있도록 한 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법에 관한 것이다.
종래 차체면의 용접 비드 제거는 대부분 작업자의 경험과 기술에 의하여 수작업으로 이루어지고 있으며, 그라인딩 작업은 고정도의 작업 기술이 필요하고 작업도중 발생하는 불꽃과 그라인딩 작업시 발생하는 분진은 작업자의 건강에 매우 좋지 않은 영향을 끼친다. 또 이러한 작업은 매우 단순한 반복 작업으로서 작업자가 쉽게 피곤하게 되어 차체의 형상을 불량하게 만드는 큰 요인이 되며 작업자의 빈번한 휴식 및 교체로 생산성이 낮아지게 된다.
따라서 로봇을 이용한 자동차 차체 용접 비드 제거 그라인딩 로봇 시스템의 개발이 요구되고 있다.
종래 로봇을 이용하는 방법은 대부분 실제로 로봇이 취해야 하는 자세와 위치를 미리 교시하여 이를 반복 작업시키는 방법을 위주로 이루어져 왔다.
이는 산업체에서 이루어지는 로봇을 이용한 대부분의 자동화 라인은 단순 반복 조립라인 또는 용접라인이기 때문이다. 조립 또는 용접 라인인 경우 미리 교시하여 높은 위치와 자세로 로봇을 움직여도 대상물에 상관없이 조립 또는 용접 공정을 수행할수 있고, 만약 대상물의 형태가 변하여 새로운 자세와 위치가 필요할 경우 다시 필요한 자세와 위치를 교시하면 된다. 조립 또는 용접 공정은 로봇에게 한번 교시한 자세와 위치를 상당 기간 바꾸지 않고 이용할 수 있으므로 처음에 어렵게 로봇을 교시하더라도 계속 사용할 수 있다는 점에서 장점이 있으며 실제 이런 방법으로 많은 조립, 용접 공정에서 로봇을 이용하고 있다.
또 다른 방법으로는 F/T 센서를 이용하여 측정된 힘의 신호를 입력받아 그 입력신호에 따라 로봇의 자세와 위치를 변경하여 주는 방법이 있다. 이는 앞에서 설명한 로봇 교시 방법보다 자율적인 로봇의 자세와 위치를 바꿀 수 있다.
그러나 상술한 종래 로봇의 위치와 자세를 미리 교시하여 제어하는 방법에서는 단순한 조립 시스템에서는 적합한, 조립 시스템이 아닌 실제로 대상 물체를 가공하는 시스템에서는 위의 방법으로 구현하기가 매우 어렵다. 그 이유는 다음과 같다.
첫번째로 가공하고자 하는 대상물이 항상 로봇에 대하여 상대적으로 일정한 위치에 온다고 보장할 수 없다. 실제로 공장의 생산 라인 상에서 차체는 차체를 운반하는 지그에 의하여 움직이며 이 지그는 차체의 위치와 방향의 오차를 가지고 있다. 따라서 가공하여 할 비드가 항상 같은 위치와 방향으로 온다고 가정할 수 없으므로 미리 로봇의 위치와 자세를 교시하는 방법으로는 원하고자 하는 비드를 제거할 수 없다.
두번째로 용접하여 생긴 비드 라인은 모든 차체마다 그 형상이 틀리고, 차체면에 남아있는 비드의 양도 다르다, 따라서 같은 형상의 차체라 하여도 비드를 제거하기 위하여는 각기 다른 로봇의 자세와 위치가 필요하다. 이를 위하여서 매번 다른 로봇의 교시를 한다는 것은 불가능한 방법이며 실제 자동차 생산 라인에서 작업 시간내에 비드를 제거하는 것 또한 불가능하다. 따라서 기존의 로봇 교시 방법으로는 원하는 작업을 하지 못한다.
세번째로 차체면의 용접 비드를 제거하는 공정은 자동차 생산 라인에서 품질에 직접되는 매우 중요한 공정이다. 자동차 차체면의 외곽부에 생기는 브레이징 비드는 정확하게 차체면을 따라 제거되어야 결과적으로 생산된 자동차의 형상이 올바르게 되고, 만약 그라인딩 공정 단계가 제대로 이루어지지 않았으면 자동차는 그 차의 형상을 올바르게 가지지 못하게 된다. 그러므로 비드를 제거한 결과 차체면의 품질이 매우 우수하여야 한다. 따라서 현재 자동차 라인에서 이루어지고 있는 작업자에 의한 수작업 공정에서도 매우 고난이도의 작업자의 기술과 경험이 필요하다. 이런 고정도의 형상을 위하여서는 기존의 단순 반복 작업에서 쓰이는 교시와는 다른 방법의 로봇 자세와 위치 입력이 필요하다.
또한 상기 F/T센서를 이용한 방법에서는 반드시 로봇과 대상물이 접촉하여야 하므로 대상물에 변형이 생길 수 있으며 대상물의 형상이 변함에 따라 센서를 이용할 새로운 알고리즘을 적용하여야 한다. F/T 센서를 이용하는 알고리즘은 대상물의 형상과 작업 과정에 따라 난이도가 매우 달라지며, 측정하고자하는 힘이 아닌 중력등 원하지 않는 부가적인 힘에 대한 처리가 추가적으로 필요하다.
그 밖에도 자동차 생산 라인은 매우 고가의 장비이며 이 생산 라인을 이용하여 여러종류의 자동차가 생산된다. 따라서 실제 생산 라인에서 돌아가는 자동화 시스템을 개발할 때 여러 종류의 자동차 차체에 대하여 같이 적용할 수 있어야 한다. 즉 자동차 차체에 따라서 서로 다른 별도의 로봇의 자세와 위치를 교시하는 것이 아니라 동일한 로봇 시스템과 알고리즘으로 서로 다른 차체에 대하여 적용하여야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 용접 비드를 그라인딩하여 제거함에 있어서 매번 차체가 들어올 때마다 모델링이 수행되므로 여러 종류의 차체와 비드의 형상과 크기에 상관없이 로봇을 이용할 때 필요한 위치와 자세 정보를 계산해 낼 수 있으며, 레이저 센서를 이용하여 비접촉 방식으로 차체면의 정보를 입력받으므로 기존의 교시할 때 필요한 시간과 어려움이 없고, 결국 고정도를 요구하는 차체면 그라인딩 작업을 기존의 작업자없이 완벽히 수행할 수 있도록 한 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법을 제공하려는 것이다.
제1도는 측정하는 차체면의 형상과 센서로 부터 입력되는 측정점의 위치를 보인 도면.
제2도는 로봇의 자세를 계산하기 위한 좌표계를 보인 도면.
제3도는 컨트롤러부의 실제 구성도.
제4도는 전체 차체 그라인딩 시스템의 실제 구성도.
제5도는 차체 그라인딩 시스템의 전체적인 플로우 챠트
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 메인 프로세서 유닛 20a, 20b : 그라인딩 시스템
21a, 21b : CPU 22a, 22b : DSP 보드
30a, 30b : 로봇 컨트롤러 Ra, Rb : 그라인딘 로봇
Sa, Sb : 레이저 센서
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 그라인딩 로봇에 윤곽 레이저 센서를 장착하여 로봇과 센서를 동기시킨 다음 로봇에 의하여 센서를 이동시키면서 차체면상의 용접 비드 위치를 기준으로 하여 상, 하 각 임의의 2점씩 일정 간격으로 반복하여 각 점에 대한 좌표값을 측정하는 단계와; 상기 측정점을 이용하여 차체면을 모델링하는 단계 및; 상기 모델링된 계산값을 이용하여 제거하고자 하는 용접 비드가 있는 곳에 대한 로봇의 자세와 위치를 계산하고, 상기 계산값을 이용하여 로봇을 제어함으로써 용접 비드를 그라인딩하여 제거하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법이 제공된다.
상기 모델링 단계에서는 퍼거슨 모델러의 방법을 이용한다. 상기 용접 비드를 그라인딩하는 단계에서는 로봇을 2회 이상 움직여 그라인딩한다.
이하, 본 발명에 의한 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법을 상세히 설명한다.
먼저, 그라인딩 로봇에 비접촉 센서로서 레이저 센서를 장착하여 로봇과 동기시킨 다음 로봇에 의하여 센서를 이동시키면서 차체면 상의 임의의 점에 대한 좌표값을 측정한다.
상기 레이저 센서는 통상 임의의 형상을 측정할 때 정밀하게 측정할 수 있는 특징이 있으며, 실제 공장의 작업환경에서 측정 대상물의 자세와 위치를 정확하게 측정할 수 있는 것이다. 특히 레이저 센서중에서도 삼각 측량 기법(Triangular Method)를 사용하여 윤곽 정보를 알아내는 윤곽 레이저 센서(Contour Laser Sensor)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 윤곽 레이저 센서의 사양은 다음 표 1과 같다.
Figure kpo00002
상기 레이저 센서에 의하여 차체면을 측정함에 있어서는 동 센서가 한 라인(line)만 측정할 수 있는 스캐닝 센서(Scanning Sensor)이므로 임의의 제1 위치에서 용접 비드를 기준으로하여 그 상측의 2점과 하측의 2점의 좌표를 측정하고, 로봇에 의하여 위치를 이동하여 제1 위치로부터 이격된 제2 위치에서 상기 제1 위치에서와 같은 방법으로 4점의 좌표를 측정하며, 이러한 방법으로 용접 비드의 길이에 따라 반복 측정한다.
예컨대, 도 1과 같이 차체면(1)이 양쪽은 임의의 곡률로 기울어져 있고, 가로방향은 약 160mm 정도의 길이로 용접비드(2)가 있는 경우, 제1 위치에서 용접 비드(2)의 위치를 기준으로 위쪽에 2점을 취하고 아래쪽에 2점을 취한다. 이렇게 한번의 측정으로 차체면의 4점을 측정하고 이 센서를 로봇을 이용하여 움직이며 다시 측정한다.
기본적으로 한 차체면에 대하여 레이저 센서로 16번 움직이며 측정하여 모두 16×4점을 후에 차체면을 모델링하기 위하여 쓴다. 레이저 센서가 센싱하는 시간과 로봇의 움직이는 시간은 미리 동기화 시킨다.
상기 측정점을 이용하여 퍼거슨 모델러(Ferguson Modeler)의 방법을 이용하여 차체면을 모델링한다.
즉, 16개의 위치에서 4점씩 측정한 64개의 측정점을 퍼거슨(Ferguson Modeler)모델러의 방법을 이용하여 차체면(1)을 모델링한다.
여기서, 차체면(1)을 모델링한다는 것은 모두 내부점에서의 위치 벡터, 접선 벡터 및 벡터를 계산한다는 것을 의미한다.
퍼거슨 표면 모델링 방법은 전체 합상 곡면에서 해당되는 단위 곡면을 지정하고, 그 단위 곡면에 해당되는 4모서리에서의 위치 벡터, 접선 벡터 및 꼬임 벡터를 입력하여 퍼거슨 단위 곡면식을 이용하여 주어진 매개변수의 값에 해당하는 (0≤u, v≤1) 곡면상의 점을 계산 하고, 이렇게 구한 개개의 단위 곡면들을 합성함으로써 전체적인 곡면을 구하는 방법이다. 해당되는 단위곡면에서 곡면상의 주어진 매개 변수의 값에 해당하는 위치 벡터는 다음 수학식 1에 의하여 구한다. 여기서 r은 측정점에서의 위치 벡터, t는 u방향의 접선 벡터, s는 v방향의 접석 벡터, x는 꼬임 벡터를 나타내고, u와 v는 단위곡면의 좌표계를 나타 낸다. 이렇게 하여 구한 단위 벡터 상의 r(u, v)벡터를 u, v방향으로 미분하여 u방향의 접선 벡터와 v방향의 접선 벡터를 구하고 이들 두 방향의 접선 벡터를 외적(Cross Product)하여 법선 벡터를 구한다.
Figure kpo00003
이렇게 단위곡면에 대한 모델링이 되면 차체면의 임의의 위치에서 위치 벡터와 법선 벡터를 구할 수 있다. 따라서 레이저 센서의 측정점을 사용하여 용접 비드가 있는 차체면의 표면을 정보를 차체가 생산 라인에 들어올때마다 얻을 수 있다. 이들 정보를 이용하여 그라인딩하여야 할 비드가 있는 곳에서 로봇의 자세와 위치를 구한다. 도 2와 같이 곡면 위치 벡터 P, 곡면 접선 벡터 T가 정의되고, 그라인딩의 각도와 로봇의 의한 Pre Offset인 Poffset이 정의되면 로봇의 위치는 다음 수학식 2에 의하여 구한다.
Figure kpo00004
로봇의 자세를 구하기 위하여 우선 T 벡터와 N 벡터에 의하여 K 벡터를 수학식 3과 같이 구하고, 이에 의하여 K 벡터의 회전 행렬을 수학식 4와 같이 구한다.
Figure kpo00005
Figure kpo00006
이때, cθ=cosθ, sθ=sinθ, υθ=1-cosθ를 나타낸다.
이를 이용하여 로봇의 자세는 다음 수학식 5를 결정한다.
Figure kpo00007
이렇게 하여 레이저 센서에 의한 측정점을 이용하여 차체면을 모델링하고, 모델링된 계산값을 이용하여 용접 비드가 있는 곳에 로봇의 위치와 자세를 계산한다. 이와같이 계산된 로봇의 자세와 위치 값에 의하여 로봇을 제어하는 것에 의하여 용접 비드를 그라인딩하여 제거하게 되는 것이다.
이하, 본 발명에 의한 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법을 실시례로서 설명한다.
본 발명에 의한 용접 비드 제거 방법을 구현하기 위한 용접 비드 제거 로봇 시스템의 센서, 그라인딩 그리고 로봇과 전체 시스템을 제어하는 컨트롤의 구성은 다음 표 2와 같다.
Figure kpo00008
도 3는 그라인딩 로봇 시스템의 컨트롤러부의 실제 설치된 그림을 보이고 있다. 컨트롤러는 VME-버스(Bus)상에서 데이타를 통신한다. 전체 그라인딩 시스템의 모니터링을 담당하는 MPU로 불리는 프로세서와 차체의 좌, 우면의 로봇과 레이저 센서의 데이타를 처리하는 좌측 CPU, 우측 CPU에 보내고, 좌, 우 두 대의 로봇을 움직이게 하는 두개의 씨리얼 포트가 있으며 로봇과 그 외의 PLC라인으로부터 긴급 에라 신호를 받아 들이는 최대의 Dkigitel I/O 포트가 있다. 그리고 그라인더와 실제 그라인더 작업을 하는 나찌 로봇(Nachi Robot)과 좌측 CPU, 우측 CPU의 자세와 위치 정보를 받아 로봇을 움직이는 두 대의 로봇 컨트롤러가 있다.
측정 센서인 P4000 윤곽 레이저 센서로부터 측정된 데이타가 RS170 라인을 통해서 DSP 보드에 전달되고 센서 CCD 카메라상에 맺힌 데이타를 거리 데이타로 바꾸어 주는 CGS & TP 및 필터링(Filtering) 등의 과정을 거쳐 VME 버스를 통해서 VME Emgedded 486 CPU로 전달된다. 본 장치에서 사용된 측정 센서는 삼각 측량(Triangular) 기법을 사용해서 윤곽(Contour)정보를 알아내는 육곽 레이저 센서(Contour Laser Sensor)이다. 레이저 빔(Laser Beam)이 센서 앞쪽에 레이저 광 플레이트(Laser Light Plate)을 형성하게끔 투사시키며 SSC(Solid State Camera)가 삼각측량 기법(Triangula Angle)을 통해서 Plane을 보고 레이저 라인(Laser Line)을 따라서 Y, Z 방향의 위치를 측정한다. 이를 이용하여 차체면을 모델링하고 이 정보를 로봇의 컨크롤러에게 RS232C 씨리얼 통신을 이용하여 다운로드한다. 로봇은 주어진 위치로 움직이며 그라인더는 계산된 자세로 작업을 시작한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시례를 설명한다. 도 4는 본 발명에 의한 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법을 구현하기 위한 그라인딩 로봇 시스템 전체의 실제 구성도로서, 이에 도시한 바와 같이 메인 프로세서 유닛(10)에서 좌, 우측 그라인딩 시스템(20a,20b)를 연결하고, 이 그라인딩 시스템(20a,20b)에 로봇 컨트롤러(30a,30b)를 통하여 로봇(Ra,Rb)를 연결함과 아울러 상기 로봇(Ra,Rb)에 장착되는 레이저 센서(Sa,Sb)를 좌,우측 그리인딩 시스템(20a,20b)에 연결한 구성으로 되어 있다.
상기 좌, 우측 그라인딩 시스템(20a,20b)은 각각 CPU(21a,21b)와 DSP 보드(22a,22b)로 구성되며, CPU(21a,21b)에는 각종 통신 포트들, 즉 com1, com2, RS232C com3와 I/O 포트들이 연결되어 있다.
또한 상기 DSP 보드(22a,22b)와 레이저 센서(Sa,Sb)는 RS170포트를 통하여 연결되어 있다.
도면에서 미설명 부호 LCa, LCb는 로드셀이고, PLCa, PLCb는 피엘씨(Programable Logic Controller)이다.
이하, 본 발명에 의한 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법을 각 단계 별로 설명한다.
[제1단계]
로봇(Ra,Rb)과 레이저 센서(Sa,Sb)를 서로 동기화시켜 CP(21a,21b)로부터 로봇(Ra,Rb)을 움직이면서 센싱한다.
DSP 보드(22a,22b)에 의하여 움직이는 레이저 센서(Sa,Sb)는 측정된 거리 데이터를 VME 버스를 통해 CPU(21a,21b)로 전달한다. 센서(Sa,Sb)를 움직이기 위하여 CPU(21a,21b)는 센싱하기 위한 위치의 로봇 스텝 파일(Robot Step File)인 MDI 파일을 작성하고, 로봇 컨트롤러(30a,30b)와의 통신 프로그램인 PC-CATS에 있는 교시(Teach) 명령에 의해 기계정수 파일 변환하고, 로봇 컨트롤러(30a,30b)로 다운 로드한다. 레이저 센서(Sa,Sb)을 여러번(예컨대, 16번) 움직여 측정점을 입력받고 센싱이 완료되면 로봇(Ra,Rb)을 정지시키고 센서(Sa,Sb)의 작동을 멈춘다.
[제2단계]
상기 제1단계에서 입력받은 차체면(1)의 좌표값으로부터 차체면 형상을 상술한 방법으로 모델링하고 이를 이용하여 비드(2)를 제거하기 위한 곳의 위치와 자세를 로봇(Ra,Rb)에게 RSC232C 통신으로 다운 로드한다. 우선 레이저 센서(Sa,Sb)에의해 측정된 차체면(1)의 거리 데애터를 로봇(Ra,Rb)의 베이스 좌표계(Robot Base Coodinate)로 환산한다. 필요한 거리 데이터 정보를 모두 측정한 후, CPU(21a,21b)에서 이들 거리 데이터를 이용하여 차체면을 퍼거슨 표면 모델러(Ferguson Surface Modeler)로 모델링한다.
[제3단계]
다음, 그라인딩을 하기 위하여 로봇이 움직여야 할 위치와 자세를 퍼거슨 모델러를 이용하여 작성한 후 사용한 나찌로봇에 맞게 *, SRC 파일로 변환한다. 이 *, SRC 파일을 나찌로봇의 PC-CATS에 있는 교시 명령으로 MDI파일 형식에 맞게 기계 정수 파일로 변환시킨다.
이 변환된 기계정수 파일을 나찌로봇의 로봇 컨트롤러(30a,30b)에 다운로드하여 로봇(Ra,Rb)을 움직여 그라인드 디스크로 용접 비드(2)를 그라인딩한다. 유연한(Flexible) 그라인드 디스크에 의하여는 로봇(Ra,Rb)의 한 번 움직임으로써 용접 비드(2)를 모두 제거할 수 없으므로 로봇(Ra,Rb)을 4번 움직여 용접 비드(2)를 그라인딩한다. 그라인딩 완료 후 로봇(Ra,Rb)은 기존에 다운 로드된 입력값을 삭제하고 기준이 되는 초기 위치로 복귀한다.
유연한 그라인드 디스크를 교환하고자 하는 신호가 CPU(21a,21b)로 들어오면 로봇(Ra,Rb)은 디스크 체인저(Disk Changer)(도시되지 않음)로 이동하여 디스크를 교환한후 원자세로 복귀한다.
그외에 CPU프로세서와 로봇 컨트롤러간의 RS-232C 직렬 통신을 할때 로봇 작동에러(Error)를 체크(check)하고, PC-CATS에 의한 프로그램의 다운 로드와 프로그램 킬(Kill)할때 에러를 체크하기 위한 인터럽트(interrupt)를 CPU에서 받아서 처리한다. 또한 전체 그라인딩 시스템의 모니터링을 담당하는 MPU프로세서로 좌측 CPU와 우측 CPU간에 필요한 여러 인터럽트와 파라메터를 VME 버스상에서 통신하여 전달 한다. 도 5에서는 차체 그라인딩 시스템의 전체적인 플로우 챠트를 도시하였다.
본 발명에 의하면 차체면의 용접 비드를 그라인딩하여 제거함에 있어서 매번 차체가 들어올 때마다 모델링이 수행되므로 여러 종류의 차체와 비드의 형상과 크기에 상관없이 로봇을 이용할 때 필요한 위치와 자세 정보를 계산해 낼 수 있으며, 레이저 센서를 이용하여 비접촉 방식으로 차체면의 정보를 입력받으므로 기존의 교시할 때 필요한 시간과 어려움이 없고, 결국 고정도를 요구하는 차체면 그라인딩 작업을 기존의 작업자 없이 완벽히 수행할 수 있는 것이다.

Claims (3)

  1. 그라인딩 로봇에 윤곽 레이저 센서를 장착하여 로봇과 센서를 동기시킨 다음 로봇에 의하여 센서를 이동시키면서 차체면상의 용접 비드 위치를 기준으로 하여 상,하 각 임의의 2점씩 일정 간격으로 반복하여 각 점에 대한 좌표값을 측정하는 단계와; 상기 측정점을 이용하여 차체면을 모델링하는 단계 및; 상기 모델링된 계산값을 이용하여 제거하고자 하는 용접 비드가 있는 곳에 대한 로봇의 자세와 위치를 계산하고, 상기 계산값을 이용하여 로봇을 제어함으로써 용접 비드를 그라인딩하여 제거하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모델링 단계에서는 퍼거슨 모델러의 방법을 이용함을 특징으로 하는 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 용접 비드를 그라인딩하는 단계에서는 로봇을 2회 이상 움직여 그라인딩함을 특징으로 하는 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법.
KR1019970016058A 1997-04-29 1997-04-29 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법 KR100247140B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970016058A KR100247140B1 (ko) 1997-04-29 1997-04-29 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970016058A KR100247140B1 (ko) 1997-04-29 1997-04-29 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980078507A KR19980078507A (ko) 1998-11-16
KR100247140B1 true KR100247140B1 (ko) 2000-04-01

Family

ID=19504225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970016058A KR100247140B1 (ko) 1997-04-29 1997-04-29 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100247140B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100361918B1 (ko) * 1997-05-02 2003-10-08 기아자동차주식회사 용접 비드 크기 측정 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0740216A (ja) * 1993-08-03 1995-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ビード表面補修装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0740216A (ja) * 1993-08-03 1995-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ビード表面補修装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100361918B1 (ko) * 1997-05-02 2003-10-08 기아자동차주식회사 용접 비드 크기 측정 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR19980078507A (ko) 1998-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9895810B2 (en) Cooperation system having machine tool and robot
JP3670700B2 (ja) ロボット機構制御方法
US20180326591A1 (en) Automatic detection and robot-assisted machining of surface defects
US4590578A (en) Off-line programmable robot
EP0361663A2 (en) Method and system for a robot path
JP2005537939A (ja) 加工品に接続領域を作る方法及び装置
EP2122422B1 (en) A method and an apparatus for compensating for geometrical errors between work objects and a holding device
Jinno et al. Development of a force controlled robot for grinding, chamfering and polishing
CN111347431A (zh) 一种手持工具示教的机器人示教喷涂方法和装置
US11707842B2 (en) Robot system and coordinate conversion method
CN111571314B (zh) 一种可扩展自动化磨抛系统及方法
CN114454060A (zh) 一种机器人自适应曲面跟踪恒力磨抛方法及系统
CN110154043A (zh) 基于加工结果进行学习控制的机器人系统及其控制方法
US6597967B2 (en) System and method for planning a tool path along a contoured surface
KR100247140B1 (ko) 그라인딩 로봇의 용접 비드 제거 방법
Proctor et al. Keynote address: advanced deburring system technology
WO2016051286A2 (en) Apparatus and method for processing a vehicle body with applied filler
JP2773917B2 (ja) ベンディング装置のワーク位置決め装置
KR100301231B1 (ko) 로봇의작업경로자동보정방법
CN111823100A (zh) 一种基于机器人的小曲率抛光打磨方法
JP4264778B2 (ja) 作業用ロボットおよび教示点位置・姿勢データ測定方法
CN114310962A (zh) 一种适用于打磨的智能机器人通讯控制系统及方法
JP7035467B2 (ja) 加工装置
JPH0698567B2 (ja) 自由曲面加工機
Jinno et al. Force Controlled Grinding Robot System For Unstructured Tasks.

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050831

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee