KR100257916B1 - 산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법 - Google Patents

Abstract

산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법은 핸드의 현재의 위치를 판독하는 단계 (Ⅱ) 와, 상기 핸드의 지시된 위치와 현재의 위치간의 차이를 연산하는 단계 (Ⅲ) 와, 상기 차이가 소정의 범위내에 있는지 또는 없는지를 판단하는 단계 (Ⅳ) 와, 상기 차이가 상기 소정의 범위내에 있는 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 정상속도로 설정하는 단계 (Ⅴ) 와, 상기 차이가 상기 소정의 범위를 일탈한 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 저속도로 설정하는 단계 (Ⅵ) 와, 상기 핸드를 상기 설정된 속도에서 상기 목적 위치로 자동적으로 이동시키는 단계 (Ⅶ) 를 포함한다. 간섭이 발생하기 쉬운 경우에 상기 핸드가 장거리에 걸쳐 이동될 때, 상기 핸드의 이동속도가 낮아지고, 상기 핸드가 단거리에 걸쳐 이동될 때, 상기 핸드의 이동속도가 정상이 된다. 따라서, 상기 핸드는 간섭이 발생하기 전에 즉시 용이하게 정지될 수 있고, 전체 작동효율이 개선될 수 있다.

산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법은 핸드의 현재의 위치를 판독하는 단계 (Ⅱ) 와, 상기 핸드의 지시된 위치와 현재의 위치간의 차이를 연산하는 단계 (Ⅲ) 와, 상기 차이가 소정의 범위내에 있는지 또는 없는지를 판단하는 단계 (Ⅳ) 와, 상기 차이가 상기 소정의 범위내에 있는 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 정상속도로 설정하는 단계 (Ⅴ) 와, 상기 차이가 상기 소정의 범위를 일탈한 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 저속도로 설정하는 단계 (Ⅵ) 와, 상기 핸드를 상기 설정된 속도에서 상기 목적 위치로 자동적으로 이동시키는 단계 (Ⅶ) 를 포함한다. 간섭이 발생하기 쉬운 경우에 상기 핸드가 장거리에 걸쳐 이동될 때, 상기 핸드의 이동속도가 낮아지고, 상기 핸드가 단거리에 걸쳐 이동될 때, 상기 핸드의 이동속도가 정상이 된다. 따라서, 상기 핸드는 간섭이 발생하기 전에 즉시 용이하게 정지될 수 있고, 전체 작동효율이 개선될 수 있다.

Description

산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법

종래에는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 형태의 로봇은 프레스 브레이크와 같은 공작기계 (50) 앞에 배치되어 있다. 로봇은 수평축선 (제 1 축선 (J1)) 상에 회전할 수 있는 제 1 암 (53) 이 제 1 회전조인트 (52) 에 의해 바닥 위에 설치된 지지 스트러트 (51) 의 상부에 반경방향으로 연결된 것과 같이 구성된다. 수평축선 (제 2 축선(J2)) 상에 회전할 수 있는 제 2 암 (55) 은 제 2 회전조인트 (54) 에 의해 제 1 암 (53) 의 말단부에 반경방향으로 연결된다. 수평축선 (제 3 축선(J3)) 상에 회전할 수 있는 제 3 암 (57) 은 제 3 회전조인트 (56) 에 의해 동축방향으로 제 2 암 (55) 의 말단부에 연결된다. 수평축선 (제 4 축선(J4)) 상에 회전할 수 있는 핸드 (59) 는 제 4 회전조인트 (58) 에 의해 제 3 암 (55) 의 말단부에 연결된다. 이들 회전조인트들에는 각각 서보모터 (M1, M2, M3, M4) 와, 이들 회전조인트들의 회전위치를 검출하는 엔코더와 같은 위치검출수단이 제공된다. 위치검출수단으로 핸드 (59) 의 위치를 연속적으로 검출하여, 회전조인트들의 회전각도가 제어되어 핸드 (59) 가 예비적으로 지시되어 메모리에 저장된 복수의 지점을 추적하도록 한다. 핸드 (59) 의 중심위치의 좌표는 핸드 (59) 가 제 1 내지 제 3 회전조인트의 회전과 조합하여 수평방향으로 평행하게 이동할 때에 핸드 (59) 의 횡단거리인 X 좌표 (화살표 X 방향) 와, 핸드 (59) 가 제 1 내지 제 3 회전조인트의 회전과 조합하여 수평방향으로 평행하게 이동될 때에 핸드 (59) 의 횡단거리인 Y 좌표 (Y 방향) 로 형성된 카티지언 좌표 (Cartesian coordinate) 이다. 핸드 (59) 의 자세 (posture) 는 제 4 축선 (J4) 에 대한 핸드 (59) 의 회전각도인 A 좌표와, 제 3 축선 (J3) 에 대한 핸드 (59) 의 회전각도인 B 좌표로 형성된 두 개의 극좌표에 의해 제어된다. 4 개의 축선의 좌표의 원점은 임의적이고 로봇의 기본자세는 원점으로 미리 결정될 수 있다. 핸드 (59) 에는 진공 컵 (60) 과 같은 그립핑 부재가 제공된다. 서보모터 (M1 ∼ M4) 는 제어판 (61) 에 설치된 마이크로컴퓨터에 의해 제어된다.

이와 같은 로봇 (62) 에 의해, 공작물 공급대 (63) 로부터 어떤 가공도 받지 않은 공작물을 흡입하여 픽업하도록 핸드 (59) 를 하강시키는 단계와, 공작물을 벤딩시키도록 공작물의 일단을 공작기계 (50) 쪽으로 전진시켜 삽입시키는 단계와, 공작기계 (50) 로부터 핸드가 수평축선에 대하여 회전하는 소정의 위치로 공작물을 후퇴시키는 단계와, 공작물의 타단을 공작기계 (50) 의 가공을 받도록 하는 단계와, 공작물상에서의 가공을 완료한 후에 생산물 적층대 (64) 상에 공작물을 적층시키는 단계와, 아직 어떤 가공도 받지 않은 다음의 공작물을 픽업하도록 핸드 (59) 를 공작물 공급대 (63) 로 회전시키는 단계를 포함하는 연속적인 작업이 일주기로 수행되어 이들의 주기적인 작업이 반복된다. 그러나, 핸드의 승강량은 공작물 공급대 (63) 뿐 아니라 생산물 적층대 (64) 위에 남아 있는 공작물의 높이에 부합하여 변경됨을 유의하여야 한다.

상술한 반복적인 작업을 가장 효율적인 방법으로 수행하기 위하여, 상술한 4 개의 축선상에서 겹치는 방법으로 또는 동시에 작업을 수행하도록 로봇 (62) 이 예비적으로 지시된다. 로봇 (62) 이 예비적으로 지시된 시퀀스와 타이밍에 따라 작업을 수행하기 때문에, 통상의 루틴 (routine) 에서 작업이 수행되는 한 어떠한 문제도 발생되지 않는다. 그러나, 이러한 루틴중에 공작물이 떨어지는 문제가 발생하여 이에 따라 로봇의 작동이 정지될 때에, 로봇 (62) 은 공작물의 위치가 결정될 수 있는 고정위치, 예컨대 공작물 공급대 위의 위치 또는 공작기계의 몰드 위의 위치인 고정위치로 복귀하여 공작물이 다시 그립핑된다. 그 다음, 공작물은 로봇에 의해 그립핑되는 동안에 로봇이 정지되는 위치로 복귀하여 로봇은 최초의 루틴의 프로그램에 따라 다시 작동된다. 이 경우, 종래에는, 핸드가 이동되는 다음의 목적 위치가 지시되어 핸드는 자동 조작으로 목적 위치로 이동되거나 또는 핸드는 수동 조작으로 목적 위치로 이동되어 핸드는 축선 서로를 조금씩 수동으로 조작하여 조금씩 이동된다.

그러나, 자동 조작에 의해 지시받은 목적 위치로 핸드를 이동시키기 위하여, 4 개 축선상의 작동은 어떤 시퀀스 없이 동시에 수행되어, 공작물 또는 핸드가 로봇 주위에 위치한 물건과 심하게 접촉될 수 있고 이에 따라 핸드가 절단 또는 파괴될 수 있다. 한편, 축선 서로를 저속으로 작동시켜 수행된 수동 조작은 상당한 작업시간을 요하게 되어 작업효율을 낮춘다.

따라서, 본 발명의 목적은 장애가 발생한 후에 정상 작동으로 복귀시키도록 작업효율을 증가시킬 수 있는 간섭회피방법과, 이 방법을 수행할 수 있는 로봇을 제공하는 데 있다.

발명의 개시

본 발명에 따른 산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법은, 지시된 목적 위치 쪽으로 로봇의 핸드를 자동적으로 이동시키는 작동이 상기 핸드의 현재의 위치를 판독하는 단계와, 상기 핸드의 지시된 위치와 현재의 위치 사이의 차이를 연산하는 단계와, 상기 차이를 소정의 범위내에 있는지 또는 없는지를 판단하는 단계와, 상기 차이가 상기 소정의 범위내에 있는 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 정상속도로 설정하는 단계와, 상기 차이가 상기 소정의 범위를 일탈한 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 저속도로 설정하는 단계와, 상기 설정된 속도에서 상기 핸드를 상기 목적 위치로 자동적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상술한 '소정의 범위' 는 공작물의 작동, 크기나 또는 로봇 주위에 배열된 물건의 크기와 형태의 종류를 고려하여 결정된다. 상술한 '핸드의 이동' 은 공간에서의 핸드의 중심점의 횡단에 부가하여 수평축선 또는 수직축선에 대한 핸드의 회전을 포함한다. 이 경우, 핸드의 중심점은 이동되지 않고 각도만 이동된다.

본 발명의 방법에 따라서, 현재의 위치는 복수의 좌표에 의해 결정되고 상기 지시된 목적 위치와 적어도 하나의 일축상의 좌표가 연산되어 상기 차이에 기초하여 판정이 된다. 선택적으로는, 하나 이상의 좌표가 상기 소정의 범위를 일탈한 경우에 상기 핸드의 이동속도는 저속으로 설정되는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 조작로봇은 공작물을 소정의 위치에서 픽업하여 이 공작물을 지시된 경로와 작업 시퀀스에 따라서 위치상 또 다른 위치로 운반하는 작동을 반복하는 형태의 로봇이다. 조작로봇은 공작물을 그립 (grip) 하기 위한 핸드와, 핸드를 이동시키는 기구와, 핸드의 현재의 위치를 검출하는 검출기와, 핸드의 목적 위치를 지시하는 수단과, 핸드 구동용 기구와, 두 단계 이상으로 변하는 핸드의 이동속도와 이들 속도간의 차이의 소정의 범위를 저장하는 수단과, 핸드의 지시된 목적 위치와 현재의 위치사이의 차이를 연산하는 수단과, 상기 차이가 소정의 범위내에 있는지 또는 없는지의 여부를 판단하는 수단과, 이렇게 얻은 차이가 소정의 속도내에 있지 않는 경우에는 핸드의 이동속도를 저속도로 설정하면서 상기 얻은 차이가 소정의 범위내에 있는 경우에는 핸드의 이동속도를 정상속도로 설정하는 수단을 포함한다.

간섭이 실제로 발생했는지 또는 않했는지의 여부를 연산함이 없이, 지시된 목적 위치와 현재의 위치간의 거리가 소정의 범위내에 있는지 또는 없는지의 사실에 기초한, 본 발명의 방법에 따라서, 간섭의 가능성이 높은지 또는 높지 않은지의 여부가 판단된다. 즉, 현재 위치로부터 목적 위치까지의 거리가 짧은 경우에, 예컨대, 어떤 가공도 받지 않은 공작물은 공장물이 공작물 공급대에서 픽업된 후에 바로 떨어질 때에, 간섭의 가능성이 상대적으로 낮아지는 일이 발생한다. 한편, 현재 위치로부터 목적 위치까지의 장거리에 걸쳐서 핸드가 이동되거나 또는 전환되어야만 하는 경우에, 예컨대, 이미 가공된 공작물은 생산물 적층대 위에 쌓이기 전에 바로 떨어질 때에, 간섭의 가능성이 상대적으로 높아지는 일이 발생한다. 현재 위치와 목적 위치간의 거리, 즉 이동될 거리가 긴 경우에, 간섭의 가능성이 높지만, 반면에 이동될 거리가 짧은 경우에, 간섭의 가능성이 낮아진다는 경험에 의해 얻은 원칙에 기초하여, 본 발명은 현재 위치와 목적 위치 사이의 '차이' 를 간섭 가능성에 대한 기준으로 이용한다. 따라서, 본 발명의 이점은 간섭이 발생하였는지의 여부를 판단하는 연산이 간단하기 때문에 고속의 판단을 가능케 하고, 반면 충분한 안정성으로 간섭을 방지한다.

또, 핸드가 단거리에 걸쳐서 이동될 때에, 고작동 효율이 보장되도록 핸드는 정상속도로 이동되며, 반면 핸드가 장거리에 걸쳐서 이동될 때에, 핸드가 간섭을 일으키기 전에 즉시 조작자가 강제로 핸드의 이동을 정지시킬 수 있도록 속도가 저속으로 이동되어 이러한 간섭을 신뢰할 정도로 방지한다. 강제적으로 핸드의 이동을 정지시킨 후에, 조작자는 로봇을 수동으로 조작하여 핸드가 간섭을 방지할 수 있는 위치로 이동되도록 한다. 핸드는 간섭의 가능성이 없는 경우에 자동으로 목적 위치로 이동한다. 핸드가 간섭의 발생 전에 즉시 정지한 후에는 목적 위치를 다시 결정하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 상기 방법에서, 자동 동작 및 수동 동작을 기술적으로 조합하면서, 현재의 위치와 목적 위치간의 거리의 차이에 기초한 작동 속도를 변경함으로써 전체로서 간단한 연산으로 간섭은 신뢰할 정도로 방지될 수 있다.

상술한 간섭회피방법은 간섭을 방지하는 루트를 추적할 수 있는 로봇, 즉 두 개 이상의 횡좌표를 갖는 로봇에 제공된다. 그러나, 본 방법은 3 개 또는 4 개 이상의 횡좌표를 포함하는 복합 횡좌표 시스템을 갖는 로봇에 보다 효과적이다. 이 경우, 상술한 방법은 간섭을 발생시키기 용이한 횡좌표 중 어느 하나의 횡좌표에 사용되거나 또는 복수의 횡좌표에 사용되고 모든 동작은 현재의 위치와 목적 위치간의 차이가 소정의 범위를 일탈한 경우에 저속으로 수행된다. 본 발명에 따른 로봇은 상술한 간섭회피방법을 수행하도록 제동된다.

본 발명은 산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법과 이 방법에 사용된 조작로봇에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 장애 발생시에 소정의 위치에서 그 동작을 정지시킨 로봇을 복귀시킬 수 있고, 공작물 적층대 위에 공작물들이 하나씩 그립되고 이 공작물들이 프레스 또는 프레스 브레이크, 또는 바인더 등의 포장기계와 같은 공작기계에 하나씩 공급되어 적층대에 하나씩 쌓이는 조작운전중에 주위에 물건이 배열된 로봇의 간섭을 방지하는 방법과, 이 방법에 사용된 로봇에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 간섭회피방법의 일예를 도시하는 개략 흐름도이다.

도 2 는 도 1 의 방법이 사용된 조작 방법의 주요 루틴의 단계를 도시하는 개략도이다.

도 3 은 도 2 의 주요 루틴을 도시하는 개략 흐름도이다.

도 4 는 본 발명의 간섭회피방법의 또 다른 실시예를 상세히 도시하는 개략 흐름도이다.

도 5 는 본 발명의 간섭회피방법의 또 다른 실시예를 상세히 도시하는 개략도이다.

도 6 은 본 발명의 간섭회피방법의 또 다른 실시예를 상세히 도시하는 개략도이다.

도 7 은 본 발명의 방법에 사용된 조작로봇과 그의 주변 장치를 도시하는 개략도이다.

간섭회피방법과 이 방법에 사용된 로봇을 첨부도면과 연결하여 그의 실시예를 참조하여 이하 설명한다.

도면 중 도 1 은 본 발명에 따른 간섭회피방법의 일예를 개략적으로 도시하는 흐름도이고, 도 2 는 간섭회피방법이 사용된 조작 방법의 주요 과정의 단계를 도시하는 개략도이고, 도 3 은 간섭회피방법의 주요 루틴을 개략적으로 도시하는 흐름도이며, 도 4, 도 5 및 도 6 은 본 발명의 간섭회피방법의 또 다른 실시예를 상세히 도시하는 개략도이며, 도 7 은 본 발명의 방법에 사용된 조작로봇을 도시하는 개략도이다.

본 발명의 방법이 사용된 조작 방법의 전체 단계를 도 2 와 도 3 를 참조하여 설명한다. 도 2 및 도 3 에서, 번호 1 은 어떤 가공도 받지않은 공작물을 공급하는 공작물 공급대를 나타내고, 번호 3 은 프레스 브레이크와 같은 공작기계를 나타내고, 번호 4 는 가공된 생산물 (10) 이 적층되는 생산물 적층대를 나타낸다. 핸드 (6) 의 기준위치를 지점 (P1) 에 설정하면, 핸드 (6) 는 지점 (P1) (화살표 S1) 으로 하강되어 흡입 컵 (7) 이 공작물 공급대 (1) 위의 공작물 (2) 과 강제적으로 접촉하게 되어 흡입에 의해 공작물 (2) 을 고정시킨 후에, 핸드 (6) 는 승강된다 (화살표 방향 S2). 이 단계가 도 3 에 있어서의 "공작물 픽업단계" 를 구성한다.

다음은, 핸드 (6) 가 수평축선 (도 7 의 제 3 축선 (J3)) 에 대하여 180°회전하여 공작기계 (3) (화살표 S3) 에 전진하여 공작물 (2) 의 일단이 벤딩몰드 (8) 상에 위치시키도록 하고 펀치 (9) 가 하강하여 공작물의 단부를 예컨대 V 형으로 벤딩시킨다. 이러한 벤딩작업에 있어서, 흡입에 의해 공작물의 고정을 유지하는 동안에 로봇의 핸드 (6) 는 벤딩 중심 (도 7 의 제 1 축선(J1)) 에 대하여 회전한다. 그 다음, 핸드 (6) 는 후퇴하여 (화살표 방향 S4) 수직축선에 대하여 180° 회전하고, 공작물 (2) 의 타단이 동일방법으로 벤딩작업을 받는다. 이 작업은 도 3 의 "가공단계" 를 구성한다.

다음은, 핸드 (6) 는 그 자세를 유지하면서 가공의 결과로 얻은 생산물 (10) 을 생산물 적층대 (4) 위의 지점 (P3) 으로 운반시키도록 후퇴하여 이동된다. 여기서, 핸드 (6) 는 수직축선을 중심으로 90°도 회전하여, 생산물 적층대 (4) 상에 생산물 (10) 을 위치시키도록 하강되며, 기준위치 (P2) 로 복귀시키도록 승강된다. 이러한 작업은 "가공 착수 단계" 와 "최초 단계로의 복귀" 를 반복적으로 구성한다.

주요 루틴은 실제 작업에 있어서 이들 단계들로 이루어지고 상술한 주기적인 단계가 소정 회수로 반복되도록 프로그램된다. 그러나, 공작물 공급대 (1) 로부터 어떤 가공도 받지 않은 공작물을 픽업하는 동시에 생산물 설치대 (4) 위에 생산물 (10) 을 위치시킬 때에 핸드 (6) 의 하강 및 승강행정이 공작물 공급대 (1) 위의 공작물의 높이와, 반복적인 작업의 수에 부합하여 변경되는 생산물 설치대 (4) 상의 생산물의 높이에 부합하여 변경되어야 하기 때문이다.

상술한 주요 루틴이 정상적으로 수행되는 한, 어떠한 문제도 발생하지 않는다. 그러나, 가공되지 않은 공작물 (2) 또는 생산물 (10) 이 떨어지는 문제가 작업 도중에 발생한 경우 (도 3 의 우측면의 T), 상술한 주기는 임시 정지한다. 그 다음, 작동이 수동 조작에 의해 다시 시작되고 본 발명의 간섭회피방법의 서브 루틴 (Rs) 의 형성 방법을 수행하는 경우, 로봇은 간섭이 발생하지 않으면서 자동 조작과 수동 조작의 조합에 의해 정상적인 루틴 작동으로 효과적으로 복귀할 수 있다.

사례 1

간결성을 위하여, 아직 어떠한 가공도 받지않은 공작물 (2) 이 공작물 설치대 (1) 로부터 생산물 적층대 (4) 로 하나씩 이동되거나 운반되는 사례를 고려한다. 이 사례에 있어서, 흡입 문제가 지점 (P2) 에서 지점 (P3) 으로 횡단하는 도중에 발생하여 핸드 (6) 가 지점 (P3) 근처의 위치에서 정지한 경우, 핸드 (6) 와 공작물 (2) 의 상대적인 위치를 결정하도록 공작물 (2) 의 절대적인 위치선정이 결정되는 지점 (P1) 으로 핸드 (6) 가 복귀한다. 새로운 공작물 (2) 또는 낙하된 공작물 (2) 이 지점 (P1) 에서 핸드 (6) 에 의해 다시 흡입된다. 그 다음, 공작물 (2) 을 지지하는 핸드 (6) 는 핸드 (6) 와 공작물 (2) 이 간섭되지 않도록 관찰하면서 동작이 정지하는 지점 (P3) 으로 이동되어 이 위치에서 주요 루틴을 계속 진행시킨다. 지점 (P3) 을 목적 위치로 입력하여 핸드 (6) 와 공작물 (2) 이 지점 (P1) 에서 지점 (P3) 으로 자동적으로 이동시킬 수 있다. 그러나, 이 사례의 경우, 핸드 (6) 는 승강운동 (Y 축 방향) 과 측방운동 (X 축 방향) 을 동시에 수행하면서 지점 (P3) 쪽으로 직접 이동하여 핸드 (6) 가 가이드 (11) 또는 마그네틱 플로터 (magnetic floater) 와 간섭을 일으키기 쉽도록 한다.

본 발명에 따라서, 간섭의 가능성이 도 1 에 도시된 서브 루틴의 단계 Ⅰ 에서 검지되는 경우, 우선, 현재의 위치를 나타내는 지점 (P3) 의 좌표가 (단계 Ⅱ) 에서 판독된다. 핸드 (6) 가 이동되는 현재의 위치와 목적 위치간의 차이가 연산된다 (단계 Ⅲ). 차이가 소정의 범위에 있는지의 여부를 판정한다 (단계 Ⅳ). 차이가 소정의 범위내에 있는 경우, 핸드 (6) 의 이동속도는 정상속도로 설정되고 (단계 Ⅴ), 차이가 소정의 범위를 일탈한 경우에는, 핸드 (6) 의 이동속도는 저속도로 설정된다 (단계 Ⅵ). 예컨대, 지점 (P1) 의 좌표 (x, y) 가 (500, 400) 이고, 소정의 범위가 x = ± 100 이고 y = ± 100 이며, 지기된 목적 지점 (P3) 의 좌표 (x, y) 가 (1500, 1400) 인 경우, 현재의 위치 (500, 400) 가 단계 Ⅱ 에서 판독되고, 현재 위치의 좌표와 목적 위치의 좌표 (1500, 1400) 간의 차이 (Xd, Yd) 는 단계 Ⅲ 에서 연산된다. 이 경우, Xd = 1000 이고, Yd = 1000 이기 때문에, 양 좌표는 허용범위가 ± 100 을 초과하게 된다. 따라서, 핸드 (6) 의 속도는 단계 Ⅵ 에서 저속도로 설정되고 핸드 (6) 는 지점 (P1) 에서 (P3) 으로 저속도로 이동된다.

이 방법에 있어서, 공작물 (2) 이 가이드 (11) 와 접촉하기 쉽도록 될 때에도, 조작자는 공작물이 가이드 (11) 와 접촉하기 전에 핸드 (6) 의 작업을 용이하게 정지시킬 수 있어서 간섭을 방지한다. 핸드 (6) 의 조작을 정지시킨 후에, 공작물 (2) 이 가이드 (11) 를 초과하는 지점 (PC) 까지 승강될 때까지 조작자는 수동 조작에 의해 핸드 (6) 를 Y 축선 방향으로 승강시키고, 그 다음 예컨대 수동 조작으로 측방 방향으로 핸드 (6) 를 이동시키면서 Y 축선 방향으로 핸드 (6) 를 승강시킨다. 그 다음, 핸드 (6) 는 지점 (P3) 근처의 위치에서 자동으로 다시 이동된 후에 도 1 에 도시된 루틴으로 간다. 위치와 목적 위치간의 차이가 허용범위 (± 100) 내에 있으면, 핸드 (6) 는 정상속도로 목적 위치로 이동한다. 따라서, 정확치 않은 수동 조작으로 목적 위치로 핸드 (6) 를 위치 선정시키는 것을 회피할 수 있다. 간섭을 방지하기 위한 목적 위치로 지점 (P3) 을 설정하면서 지점 (PC) 으로부터 서브 루틴을 수행하는 것도 가능하다. 지점 (P3) (목적 위치) 에 도달한 후에, 최초의 주요 루틴의 프로그램에 기초하여 작동이 다시 시작된다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 간섭 검출이 수행되지 않는 경우, 작동은 단계 Ⅴ 로 직접 전진하여 핸드 (6) 를 정상속도로 만든다.

지점 (P1) 보다 약간 높은 위치인 지점 (Pn) 에서 흡입 장애가 발생한 경우, 전술한 방법으로 핸드 (6) 가 지점 (P1) 으로 복귀하고 공작물 (2) 은 핸드 (6) 에 의해 지점 (P1) 에서 다시 흡입된다. 지점 (Pn) 의 좌표가 목적 위치로 지시되어 도 1 에 도시된 서브 루틴에 기초하여 작동이 수행되는 경우, 현재의 위치와 목적 위치간의 차이는 단계 Ⅳ 의 판단으로 허용범위내로 떨어지고, 핸드 (6) 의 이동속도는 정상속도로 설정되며 (단계 Ⅴ) 핸드 (6) 가 정상속도로 지점 (Pn) 쪽으로 이동된다. 따라서, 작동이 최초 루틴으로 효율적으로 복귀될 수 있다. 지점 (P3) 또는 지점 (Pn) 에서 작동이 정지한 후에, 지점 (P1) 을 목적 위치로 설정하면서 핸드 (6) 를 지점 (P1) 으로 복귀시키도록 도 1 에 도시된 서브 루틴을 수행하는 것도 가능하다. 이 경우, 목적 위치와 현재의 위치간의 거리에 상응하여, 핸드 (6) 가 저속도 또는 정상속도로 또한 이동될 수 있으므로 조작자는 핸드 (6) 가 가이드 (11) 와 간섭되기 전에 즉시 핸드 (6) 의 이동을 정지시킬 수 있다.

사례 2

도 4 는 흡입에 의해 공작물 (2) 을 잡고 있는 핸드 (6) 가 공작물 공급대 (1) 로부터 승강되어 핸드 (6) 가 지점 (Q3) 에서 지점 (Q4) 으로 그의 이동중에 제 3 축선 (J3) 상에서 180° 선회되고 공작물 (2) 이 지점 (Q3) 과 지점 (Q4) 사이에서 핸드 (6) 의 선회중에 흡입 장애에 의해 떨어지는 사례를 도시하고 있다. 이 경우, 핸드 (6) 가 수동 조작으로 지점 (Q1) 으로 복귀된다. 그 다음, 지점 (Q4) 을 목적 지점으로 설정한 후에, 제 1 단계로서 공작물 (2) 을 흡입에 의해 부착시킨 도 1 에 도시된 서브 루틴에 기초하여 작동이 다시 시작된다. 제 3 축선 (J3) 의 전환각도 (B) 의 허용각도가 ± 5°로 설정된 경우, 현재의 위치가 0°이고 목적 위치가 180°이므로, 목적 위치와 현재의 위치간의 차이는 180 - 0 = 180°＞ 10°가 되어 단계 Ⅳ 에서 소정의 범위를 일탈한 것으로 판단된다. 따라서, 핸드 (6) 의 이동속도는 단계 Ⅴ 에서 저속도로 설정되고 핸드 (6) 는 저속도로 지점 (Q4) 으로 이동된다. 이 경우, Y 축선 방향으로의 핸드 (6) 의 횡단 또는 이동량이 허용범위내에 있는 경우에도, 핸드 (6) 는 변환각도 (B) 에 허용치를 고려하여 저속도로 이동된다.

사례 3

도 5a 및 도 5b 는 공작물 (2) 이 공작물 공급대 (1) 로부터 픽업되어 공작물 (2) 이 약간 올려진 다음에 즉시 180° 회전되고 회전중의 장애 때문에 회전중에 작동이 정지되며 작동이 정상속도로 다시 복귀하는 사례를 도시하고 있다. 도 5a 에서는, 변환각도 (B) 가 45°로 설정되므로, 핸드 (6) 의 회전이 계속되는 경우, 공작물 (2) 은 공작물 공급대 (1) 상에 설치된 공작물 (2) 과 간섭된다. 따라서, 핸드 (6) 는 저속도로 회전되어야 한다. 한편, 도 5b 에서는, 변환각도 (B) 가 90°를 초과하여 135°에서 끝나므로, 핸드 (6) 는 정상속도로 회전될 수 있다. 즉, 목적각도가 180°로 설정된 경우, 허용각도는 90°로 설정되어야만 한다. 이 경우, 도 5a 에서는, 목적각도와 현재의 각도간의 차이가 180°- 45°= 135°＞ 90°이므로, 핸드 (6) 의 회전속도는 정상속도로 설정되고, 반면에, 도 5b 에서는, 목적각도와 현재의 각도간의 차이가 180°- 135°= 45°＜ 90°이므로, 핸드 (6) 의 회전속도는 정상속도로 설정된다. 사례 2 및 사례 3 에서, 핸드 (6) 가 각도 (B) 로 변환된다 하더라도, 허용회전치는 로봇 주위의 조건의 변화와 목적 위치에 따라 변한다.

사례 4

도 6 은 공작물 (2) 의 일단이 벤딩기계 (3) 의 벤딩몰드 (8) 에 삽입되고, 핸드 (6) 가 후퇴하며, 핸드 (6) 가 수직축선 (J4) 에 대해 회전하며, 핸드 (6) 가 공작물 (2) 의 타단이 벤딩몰드 (8) 에 삽입되도록 전진되는 사례를 도시하고 있다. 상기 단계에서, 공작물 (2) 이 회전 도중에 지점 (R3) 에서 지점 (R4) 으로 떨어지는 경우, 공작물 (2) 은 다시 벤딩몰드 (8) 로 위치 선정되고 지점 (R1) 으로 복귀한 핸드 (6) 는 공작물 (2) 을 그립하고 핸드 (6) 는 작동되어 도 1 에 도시된 서브 루틴에 기초하여 지점 (R3) 로 이동된다. 이 경우, 회전각도 (A) 중 허용각도 (Ad) 는 ± 45°로 설정된다. 현재의 위치 (A = 0°) 가 엔코더로 판독되고 목적 위치 (A = 180°) 와 현재의 위치간의 차이는 180°＞ 45°가 되므로, 핸드 (6) 는 저속도로 회전된다. 따라서, 핸드 (6) 의 후퇴 및 회전이 동시에 수행되고 공작물 (2) 이 몰드와의 간섭의 가능성이 발생하는 경우에도, 조작자는 간섭발생 전에 바로 핸드 (6) 의 이동을 정지시킬 수 있다. 핸드 (6) 가 저속도 운전으로 설정된 경우, 핸드 (6) 의 조작은 정상속도로 계속된다.

상술한 간섭회피방법은 도 1 에 도시된 서브 루틴을 종래의 조작 프로그램에 병합시키면서 도 7 에 도시된 로봇 (62) 을 이용하여 수행될 수 있다. 핸드 (6) 의 현재의 위치를 판독하는 수단으로서, 회전각도를 판독하기 위하여 원래의 로봇에 이미 병합된 엔코더가 이 수단으로 사용될 수 있고, 반면에, 종래의 지시수단은 목적 위치를 지시하는 수단으로 사용될 수 있다. 상술한 본 발명의 실시예는 로봇이 회전 조인트 (J1 내지 J4) 상에서 4 개의 자유도와 4 개의 이동좌표 (X, Y, A, B) 를 가지는 것을 고려하여 설명되었지만, 본 발명의 간섭회피방법에서는 2 내지 3 개의 자유도나 또는 5 개 이상의 자유도를 갖는 로봇이 사용될 수 있다.

실시예는 장애의 발생으로 정지된 후에 주요 루틴으로 작동이 복귀하는 사례를 통하여 주로 설명되었지만, 본 발명의 방법은 이들 사례에 제한되지 않으며, 예컨대 핸드를 특정의 목적 위치로 효과적으로 이동되도록 기본 루틴에 기초한 작동 루틴의 기법에 본 방법이 사용된 사례 등의 기타 다른 사례에 적용될 수 있다.

본 발명의 간섭회피방법은 공작물이 동작 도중에 떨어지는 경우에 간섭을 방지하면서 작동을 최초의 루틴으로 용이하게 복귀시켜서 작동 효율을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 로봇은 상기 방법을 수행한다.

Claims (4)

1. 지시된 목적 위치 쪽으로 로봇의 핸드가 자동적으로 이동되는 산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법에 있어서,

   상기 핸드의 실제 위치를 판독하는 단계와, 상기 핸드의 지시된 위치와 현재의 위치간의 차이를 연산하는 단계와, 상기 차이가 소정의 범위내에 있는지 또는 없는지를 판단하는 단계와, 상기 차이가 상기 소정의 범위내에 있는 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 정상속도로 설정하는 단계와, 상기 차이가 상기 소정의 범위를 일탈한 경우 상기 핸드의 이동속도를 소정의 저속도로 설정하는 단계와, 상기 핸드를 상기 설정된 속도에서 상기 목적 위치로 자동적으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법.
2. 제 1 항에 있어서, 현재의 위치가 복수의 좌표에 의해 결정되고 상기 지시된 목적 위치와 하나 이상의 일축상의 좌표간의 차이를 연산하여 상기 차이에 기초하여 판정이 되는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지시된 위치와 현재의 위치를 구성하는 하나 이상의 상기 좌표가 상기 소정의 범위를 일탈한 경우에 상기 핸드의 이동속도는 저속으로 설정되는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇에 있어서의 간섭회피방법.
4. 공작물을 소정의 위치로부터 픽업하여 이 공작물을 지시된 경로와 작업 시퀀스에 따라서 위치상 또 다른 위치로 운반하는 작업을 반복하는 형태의 조작로봇에 있어서,

   상기 공작물을 그립 (grip) 하기 위한 핸드와, 상기 핸드를 이동시키는 기구와, 상기 핸드의 현재의 위치를 검출하는 검출기와, 상기 핸드의 목적 위치를 지시하는 수단과, 상기 핸드 구동용 기구와, 두 단계 이상으로 변하는 상기 핸드의 이동속도와 이들 속도간의 차이의 소정의 범위를 저장하는 수단과, 상기 핸드의 지시된 목적 위치와 현재의 위치간의 차이를 연산하는 수단과, 상기 차이가 소정의 범위내에 있는지 또는 없는지의 여부를 판단하는 수단과, 상기 얻어진 차이가 상기 소정의 범위내에 있는 경우에는 상기 핸드의 이동속도를 정상속도로 설정하고 상기 얻어진 차이가 소정의 속도내에 있지 않는 경우에는 상기 핸드의 이동속도를 저속도로 설정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조작로봇.