KR100270966B1 - 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템 - Google Patents

산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템에 관한 것으로서, 작업공간 내의 일지점에 고정되는 구형의 베이스(40); 상기 베이스(40)에 접촉하기 위한 구형의 감지체(21)와, 상기 감지체(21)와의 접촉시 변위량을 전기적 신호로 변환하는 검출기(22)가 고정되는 로봇(20); 그리고 상기 베이스(40)와 감지체(21)의 사이에 개재되어 양자의 중심이 일치하도록 안내하는 가이드(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 산업용 로봇을 개발하는 과정에서 다양한 방향에서 연속적으로 신속하게 오리엔테이션을 완료하여 로봇의 고정밀도 작업을 달성하는 효과가 있다.

Description

산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템
본 발명은 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산업용 로봇을 개발하는 과정에서 다양한 방향에서 연속적으로 신속하게 오리엔테이션을 완료하여 로봇의 고정밀도 작업을 달성하는 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 로봇은 아암이나 관절부의 탄성변형 등을 포함한 복합된 요인에 기인하여 작업공간 내에서 로봇의 손끝 위치가 목표 위치로 되지 않는 오차가 발생하면 동작의 정밀도가 저하된다. 산업용 로봇을 연구 및 개발하는 단계에서 로봇의 원운동시 교시되는 방향을 측정하여 산업용 로봇의 정밀도를 판단하는 용도로 오리엔테이션 측정 시스템이 사용되고 있다.
도 1은 종래의 오리엔테이션 측정 시스템을 나타내는 사시도가 도시된다.
로봇(10)의 아암에는 정육면체인 감지체(11)가 부착되어 있고, 작업공간 내의 일지점에는 6개의 검출기(12)가 고정되어 있다. 검출기(12)는 다이알게이지 등을 사용하는데, 각각 쌍으로 구성되어 x, y, z축 방향으로 배치된다. 이에 따라 로봇(10)의 아암을 이동시켜 감지체(11)가 검출기(12)에 동시에 접촉되도록 한 상태에서 모든 검출기(12)의 신호 입력하여 오리엔테이션을 측정한다.
그러나 이와 같은 방식에 의하면 검출기(12)의 위치가 고정적이어서 다른 위치로 변경하여 오리엔테이션을 확인하는 경우 연속측정이 곤란하다. 또한 감지체(11)가 매우 양호한 직각도로 가공되어야 할 뿐아니라 직각도에 대한 정확한 실측 데이터를 알고 있어야 측정오차를 줄일 수 있다.
이에 따라 본 발명은, 상기한 단점을 해소하기 위한 것으로서, 산업용 로봇을 개발하는 과정에서 다양한 방향에서 연속적으로 신속하게 오리엔테이션을 완료하여 로봇의 고정밀도 작업을 달성하는 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도 1은 종래의 오리엔테이션 측정 시스템을 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 오리엔테이션 측정 시스템을 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 오리엔테이션 측정 시스템을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 전반적인 측정 동작을 나타내는 예시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20: 로봇 11, 21: 감지체
12, 22: 검출기 22a: 검출봉
30: 가이드 31: 디스크
32: 부쉬 33: 지지구체
34: 스프링 40: 베이스
P: 경로
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 작업공간 내의 일지점에 고정되는 구형의 베이스(40); 상기 베이스(40)에 접촉하기 위한 구형의 감지체(21)와, 상기 감지체(21)와의 접촉시 변위량을 전기적 신호로 변환하는 검출기(22)가 고정되는 로봇(20); 그리고 상기 베이스(40)와 감지체(21)의 사이에 개재되어 양자의 중심이 일치하도록 안내하는 가이드(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템을 제공한다.
이때, 상기 로봇(20)은 한 쌍의 검출기(22)를 수평 또는 수직의 배치 상태로 전환할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 오리엔테이션 측정 시스템을 나타내는 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 오리엔테이션 측정 시스템을 나타내는 사시도가 도시된다.
본 발명에 따르면 작업공간 내의 일지점에 구형의 베이스(40)가 고정된다. 도 1에서 설명하는 바와 같이 종래에는 3방향을 측정하기 위해 6개의 검출기(12)가 필요하지만, 본 발명에서는 하나의 베이스(40)만 사용하여도 3방향을 측정하는 것이 가능하다. 종래의 감지체(11)가 양호한 직각도를 필요한 것처럼 베이스(40)는 양호한 진원도를 필요로 한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 베이스(40)에 접촉하기 위한 구형의 감지체(21)와, 상기 감지체(21)와의 접촉시 변위량을 전기적 신호로 변환하는 검출기(22)가 로봇(20)에 고정된다. 감지체(21)는 베이스(40)와 동일한 소재를 사용하여 동일한 크기로 형성한다. 검출기(22)는 감지체(21)와 동일한 위치까지 연장되는 검출봉(22a)을 지닌다. 검출기(22)는 검출봉(22a)의 접촉시 검출봉(22a)의 변위량에 따른 아날로그 신호를 발생하는 트랜스듀서를 사용한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 베이스(40)와 감지체(21)의 사이에 개재되어 양자의 중심이 일치하도록 안내하는 가이드(30)를 사용한다. 본 발명의 가이드(30)는 도 2에 명확하게 나타내는 것처럼 디스크(31), 부쉬(32), 지지구체(33), 스프링(34) 등이 일체로 조립되는 구성을 지닌다.
한 쌍으로 구성되는 디스크(31)는 스프링(34)에 의해 연결된 상태로 대향하며 부쉬(32)에 의해 신축운동 가능하다. 스프링(34)은 감지체(21)가 가이드(30)를 개재하여 베이스(40)에 접촉할 때 충격적으로 되는 것을 방지한다. 지지구체(33)는 상기 베이스(40) 및 감지체(21)와 각각 3점접촉을 유도하도록 상기 디스크(31)의 외면에 고정된다. 디스크(31) 양측의 지지구체(33)는 6점지지를 구현하는 것으로서, 상호 중심이 디스크(31)의 운동방향과 정확하게 일치해야 한다.
이때 본 발명의 로봇(20)은 상기 한 쌍의 검출기(22)를 수평 또는 수직의 배치 상태로 전환할 수 있다. 로봇(20)의 아암은 피칭(pitching)과 요오잉(yawing)의 행태를 지니는 바, 도 2에서는 검출기(22)가 수직으로 배치되어 요오잉을 검출하는 반면 도 3에서는 검출기(22)가 수평으로 배치되어 피칭을 검출한다. 이와 같은 전환이 신속하게 이루어지기 위해서는 검출기(22)가 로봇(20)의 아암과 같이 회전되도록 하는 기구적 구성이 필요하다.
도 4는 본 발명에 따른 전반적인 측정 동작을 나타내는 예시도가 도시된다.
본 발명에서 감지체(21)가 베이스(40)에 접근하는 동안 그 사이에 가이드(30)를 개재시켜 일단 도 2 및 도 3의 상태로 되면 로봇(20)의 아암은 소정의 경로(P)를 선회하면서 검출기(22)를 90°씩 회전시켜 전술한 피칭과 요오잉을 교대로 측정한다. 이 과정에서 오리엔테이션에 에러가 없는 경우 각 검출기(22)는 동일한 값을 보이지만 에러가 있는 경우 각 검출기(22)의 측정값 차이와 교시된 오리엔테이션을 비교하여 에러를 산출한다.
종래와 같이 작업공간 내에 고정되는 검출기(12)를 위치 이동시키는 등의 작업 없이 고정된 베이스(40)를 이용하여 다양한 방향에서 연속적으로 다양한 측정값을 획득하는 것이 가능하다.
이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명의 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템은 산업용 로봇을 개발하는 과정에서 다양한 방향에서 연속적으로 신속하게 오리엔테이션을 완료하여 로봇의 고정밀도 작업을 달성하는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 작업공간 내의 일지점에 고정되는 구형의 베이스;
    상기 베이스에 접촉하기 위한 구형의 감지체와, 상기 감지체와의 접촉시 변위량을 전기적 신호로 변환하는 검출기가 고정되는 로봇; 그리고
    상기 베이스와 감지체의 사이에 개재되어 양자의 중심이 일치하도록 안내하는 가이드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 로봇은 상기 한 쌍의 검출기를 수평 또는 수직의 배치 상태로 전환할 수 있는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드는 스프링에 의해 연결된 상태로 대향하며 부쉬에 의해 신축운동 가능한 한 쌍의 디스크와, 상기 베이스 및 감지체와 각각 3점접촉을 유도하도록 상기 디스크의 외면에 고정되는 지지구체를 구비하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 오리엔테이션 측정 시스템.
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