KR100388653B1 - 반송로봇과 그 제어방법 - Google Patents

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KR100388653B1
KR100388653B1 KR10-2000-0077929A KR20000077929A KR100388653B1 KR 100388653 B1 KR100388653 B1 KR 100388653B1 KR 20000077929 A KR20000077929 A KR 20000077929A KR 100388653 B1 KR100388653 B1 KR 100388653B1
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Abstract

본 발명은 LCD글라스를 카세트와 충돌 없이 인출하면서 반송로봇의 이송 오차를 줄일 수 있는 반송로봇과 그 제어방법에 관한 것으로, 반송대상물이 반송로봇의 주행축과 수평인지를 판단하며, 반송대상물이 수평이 아닐 경우 반송대상물과 주행축과의 비틀림 각도를 산출하고, 비틀림 각도만큼 이동하여 반송대상물을 인출하여, 목적위치로 이동하며 보정 값을 산출하고, 보정 값에 의해 목적위치를 보정함으로써, LCD 글라스를 반송로봇과 센서를 이용하여 정렬하므로 LCD 글라스와 카세트의 충돌 없이 안전하게 빼내면서 출구 스테이지에 내려놓을 때 위치 정밀도를 유지할 수 있다.

Description

반송로봇과 그 제어방법{Transfer robot and its control method}
본 발명은 반송로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LCD글라스를 카세트와 충돌 없이 인출하면서 반송로봇의 이송 오차를 줄일 수 있는 반송로봇과 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정 표시판은 메인 기판이 되는 LCD글라스에 다수의 트랜지스터를 집적하여 제조한다. 상기 LCD글라스는 카세트에 적재되어 있는데, 카세트에 적재된 LCD글라스는 반송로봇에 의해 자동적으로 다음 공정으로 이송된다.
이하에서는 상기 LCD글라스의 이송과정을 설명하도록 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 반송로봇의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 1a 및 1b를 참조하면, 카세트(4)안에 적재되어 있는 반송대상물인 LCD글라스(3)가 소정의 각도만큼 틀어져 적재되어 있을 경우, 반송로봇(1)이 LCD글라스의 이송을 위하여 접근하였을 때 핸드(2)와 LCD글라스(3)가 수평을 이루지 못하게 된다.
따라서, LCD글라스(3)를 인출하기 위해 반송로봇(1)의 핸드(2)가 이동하였을 경우 LCD글라스(3)의 일측 부분(5)이 카세트(4)에 부딪혀 깨질 우려가 있다. 이로 인하여 부품의 손실될 뿐만 아니라 작업 공정이 지연되어 생산성이 저하되는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, LCD글라스를 카세트와 충돌 없이 인출하면서 반송로봇의 이송 오차를 줄일 수 있는 반송로봇과 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 반송로봇의 작동을 설명하기 위한 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 반송로봇을 설명하기 위한 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 반송로봇을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 반송로봇의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 5a 내지 도 5e는 도 4에 따른 반송로봇의 작동을 설명하기 위한 설명도.
도 6은 본 발명에 따른 반송로봇의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7a 내지 도 7e는 도 6에 따른 반송로봇의 작동을 설명하기 위한 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10:글라스 100:반송로봇몸체
110:핸드 111:제 1 거리센서
112:제 2 거리센서 120:트래버스 센서
130:이송위치센서 140:제어부
150:이송구동부 160:로봇구동부
170:엔코딩부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반송로봇과 그 제어방법은, 핸드와 핸드에 의해 이송되는 반송대상물 사이의 거리를 산출하기 위한 거리 감지 수단, 반송로봇이 미리 설정된 목적위치로 이동할 때 상기 반송대상물의 이동을 감지하는 트래버스 감지수단, 트래버스 감지 수단 및 거리감지수단에 의해 감지된 정보에 의해 반송로봇을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 그리고 반송대상물이 반송로봇의 주행축과 수평인지를 판단하는 단계, 반송대상물이 수평이 아닐 경우 반송대상물과 주행축과의 비틀림 각도를 산출하는 단계, 비틀림 각도만큼 이동하여 반송대상물을 인출하는 단계, 목적위치로 이동하며 보정 값을 산출하는 단계, 보정 값에 의해 목적위치를 보정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징을 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 반송로봇을 설명하기 위한 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 반송로봇을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 반송로봇의 몸체(100)에는 다수의 관절과 링크에 의해 작동하는 핸드(110)가 구비되고, 핸드의 일측에는 핸드(110)와 글라스(10)사이의 거리를 측정하기 위한 거리감지수단으로 제 1 거리센서(111) 및 제 2 거리센서(112)가 마련된다. 이때 제 1 거리센서(111) 및 제 2 거리센서(112)는소정거리(Ds)만큼 이격되며 핸드의 끝에 대하여 평행하게 설치된다.
상기 제 1 거리센서(111) 및 제 2 거리센서(112)는 제어부(140)에 전기적으로 접속되며, 상기 제어부(140)에는 반송대상물인 글라스(10)의 이송을 감지하는 트래버스 감지수단으로 트래버스 센서(120)가 접속되며, 반송로봇의 주행축 위치를 감지하는 위치감지부(130)가 접속된다.
또한 제어부(140)에는 반송로봇을 이동시키는 이송구동부(150) 및 반송로봇을 작동시키는 로봇구동부(160)가 접속되고, 반송로봇의 각 부분의 움직임을 측정하는 엔코딩부(170)가 제어부(140)에 접속된다. 그리고 반송로봇의 위치정보 및 제어로직을 저장할 수 있도록 저장부(180)가 제어부(140)에 접속된다.
상기 반송로봇은 핸드가 고정되어 있는 경우와 핸드가 움직이는 경우가 있는데, 먼저 핸드가 고정되어 있는 경우에 대하여 본 발명에 따른 작동을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 반송로봇의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5a 내지 도 5d는 도 4에 따라 작동하는 반송로봇을 설명하기 위한 설명도이다.
반송로봇이 글라스(10)를 이송하기 위하여 이동하면 제어부(140)는 위치감지부(130)를 통하여 반송로봇의 위치를 검출한다(S10). 그리고 반송로봇의 몸체(100)가 미리 설정된 반송위치에 도달했는지를 판단한다(S20).
단계(S20)에서 반송로봇이 반송위치에 도착했다고 판단되면 제어부(140)는 이송구동부(150)를 제어하여 반송로봇의 이동을 정지시킨다. 이때 반송로봇 몸체(100)의 위치가 시작위치(Q)가 되며, 제어부(140)는 위치값을 저장부(180)에저장한다. 그리고 반송로봇의 핸드(110)에 마련된 제 1 거리센서(111) 및 제 2 거리센서(112)를 통하여 핸드(110)와 글라스(10)와의 각각의 거리(R1 및 R2)를 측정한다(S30)(도 5a).
한편, 도 5a를 참조하면, 반송로봇의 몸체가 위치로부터 핸드중심까지의 거리(Rr), 핸드중심에서 핸드끝 까지의 거리(Rs), 핸드에 마련된 제 1 거리센서(111)를 통해 글라스(10)까지 측정되는 거리(R1;즉, 제 2 거리센서의 측정거리와 거리 R의 합), 핸드에 마련된 제 2 거리센서(112)를 통해 글라스까지 측정되는 거리(R2;즉, 제 2 거리센서의 측정거리와 거리 R의 합), 상기 Rs와 Rr의 합은 반송로봇의 몸체(100)의 위치로부터 핸드 끝까지의 거리 R이 된다.
제어부(150)는 글라스(10)가 반송로봇의 주행축, 즉 글라스(10)와 반송로봇의 핸드(110)가 수평인지를 판단한다(S40). 제어부(140)는 수평여부를 판단하기 위해, 측정된 제 1 거리센서(111)와 글라스 사이의 거리(R1)와 제 2 거리센서(112)와 글라스 사이의 거리(R2)가 같은지를 판단한다.
단계(S40)에서 거리 R1 및 R2가 같지 않다고 판단되면 글라스(10)가 반송로봇의 핸드(110)와 수평이 아니라고 판단하여 글라스(10)가 반송로봇의 주행축과 기울어진 정도, 즉 비틀림 각도(Δθ)를 식 4에 의해 산출한다(S41).
(식 4)(단, Ds는 제 1 거리센서 및 제 2 거리센서 사이의 거리)
단계(S41)에서 비틀림 각도가 산출되면 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 반송로봇을 이동시켜 핸드(110)와 글라스(10)가 수평이 되도록 위치를 재 설정한다(S42). 수평이 되도록 하기 위해서는 식 2에 의해 핸드의 위치(R')를 산출하고 식 3에 의해 반송로봇의 주행축 이동량(ΔT)을 산출한다.
(식 2)
(식 3)
식 2 및 식 3에 의해 산출된 결과에 따라 제어부(140)는 핸드(110)와 글라스(10)가 수평이 되도록 한다(도 5b). 이때 반송로봇의 몸체(100)는 위치(Q)에서 ΔT만큼 이동하여 위치(Q')으로 이동한다.
수평이 된 후에는 수평상태를 확인하기 위해 제어부(140)는 제 1 거리센서(111) 및 제 2 거리센서(112)를 통해 핸드(110)와 글라스(10) 사이의 거리를 측정한다(S30). 제어부(140)는 글라스(10)가 반송로봇의 주행축, 즉 글라스와 반송로봇의 핸드(110)가 수평인지를 판단한다(S40). 제어부(140)는 수평여부를 판단하기 위해, 측정된 제 1 거리센서(111)와 글라스 사이의 거리(R1)와 제 2 거리센서(112)와 글라스 사이의 거리(R2)가 같은지를 판단한다.
단계(S40)에서 거리 R1 및 R2가 같다고 판단되면 글라스(10)가 반송로봇의 핸드(110)와 수평이라고 판단하여 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 핸드(110)가 글라스(10)를 잡도록 한다(S50). 그리고 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 글라스(10)의 방향과 동일 축방향으로 글라스(10)를 인출한다(S60)(도 5c).
글라스(10)를 인출한 후, 제어부(140)는 저장부(180)에 저장되어 있는 위치값을 로딩하며, 그 값에 따라 이송구동부(150)를 제어하여 반송로봇을 시작위치(Q)로 이동시킨다(S70)(도 5d). 반송로봇이 시작위치로 이동할 때 제어부(140)는 핸드(110)가 반송로봇의 주행축과 수평이 되도록 로봇구동부(160)를 제어한다.
반송로봇이 시작위치로 이동되고 나면 반송로봇은 제어부(140)의 제어에 따라 주행축으로 이동을 개시한다(S80). 반송로봇이 이동하게 되면 제어부(140)는 트래버스 센서(120)를 통해 목적위치 보정값(ΔD)을 산출한다(S90). 보정값을 산출하기 위해 제어부(140)는 트래버스 센서(120) 및 위치감지부(130)에 의해 감지되는 정보에 의거하여 글라스의 이동거리(D')를 산출하고, 식 4에 의해 보정값(ΔD)을 산출한다(도 5e).
(식 4)
D': 현재 글라스의 이동개시위치 - 트래버스 센서를 만나는 위치
D : 미리 설정된 이동개시위치 - 트래버스 센서를 만나는 위치
그리고 제어부(140)는 산출된 보정값(ΔD)에 의해 목적위치(S)를 보정(S+ΔD)한다(S100). 제어부(140)는 보정된 목적위치(S+ΔD)에 도달했는지를 판단한다(S110). 단계(S110)에서 목적위치에 도달했다고 판단되면 제어부(140)는 이송구동부(150)를 제어하여 반송로봇의 이동을 정지시킨다(S120). 그리고 제어부(150)는 로봇구동부(160)를 제어하여 글라스(10)를 출구에 내려놓는다(S130).
이하에서는 반송용 로봇의 핸드가 움직이는 경우에 대하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 반송로봇의 작동을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 7a 내지 도 7d는 도 6에 따라 작동하는 반송로봇을 설명하기 위한 설명도이다,
반송로봇 몸체(100)가 글라스(10)를 이송하기 위하여 이동하면 제어부(140)는 위치감지부(130)를 통하여 반송로봇 몸체(100)의 위치를 검출한다(S210). 그리고 반송로봇 몸체(100)가 반송위치에 도달했는지를 판단한다(S220).
단계(S220)에서 반송로봇이 반송위치에 도착했다고 판단되면 제어부(140)는 이송구동부(150)를 제어하여 반송로봇 몸체(100)의 이동을 정지시킨다. 이때의 위치가 시작위치가 되며, 제어부(140)는 그때의 몸체(100)의 위치(Q1)의 값과 핸드(10)의 위치(Q2)값을 저장부(180)에 저장한다. 그리고 반송로봇의 핸드(110)에 마련된 제 1 거리센서(111) 및 제 2 거리센서(112)를 통하여 핸드(110)와 글라스(10)와의 각각의 거리(R1 및 R2)를 측정한다(S230)(도 7a).
한편, 도 7a를 참조하면, 반송로봇의 몸체(100)가 위치로부터 핸드중심까지의 거리(Rr), 핸드중심에서 핸드끝 까지의 거리(Rs), 핸드(110)에 마련된 제 1 거리센서(111)를 통해 글라스(10)까지 측정되는 거리(R1;즉, 제 2 거리센서의 측정거리와 거리 R의 합), 핸드(110)에 마련된 제 2 거리센서(112)를 통해 글라스(10)까지 측정되는 거리(R2;즉, 제 2 거리센서의 측정거리와 거리 R의 합), 상기 Rs와 Rr의 합은 반송로봇의 몸체의 위치로부터 핸드 끝까지의 거리 R이 된다.
제어부(140)는 글라스가 반송로봇의 주행축, 즉 글라스(10)와 반송로봇의 핸드(110)가 수평인지를 판단한다(S240). 제어부(140)는 수평여부를 판단하기 위해, 측정된 제 1 거리센서(111)와 글라스 사이의 거리(R1)와 제 2 거리센서(112)와 글라스 사이의 거리(R2)가 같은지를 판단한다.
단계(S240)에서 거리 R1 및 R2가 같지 않다고 판단되면 글라스가 반송로봇의 핸드(110)와 수평이 아니라고 판단하여 글라스(10)가 반송로봇의 주행축과 기울어진 정도, 즉 비틀림 각도(Δθ)를 식 5에 의해 산출한다(S241).
(식 5)(단,Ds는 제 1 거리센서 및 제 2 거리센서 사이의 거리)
비틀림 각도가 산출되면 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 반송로봇의 몸체(100)가 움직이지 않는 상태(즉, 시작위치(Q)에 고정)에서 핸드(110)를 비틀림 각도만큼 회전시키고 핸드(110)의 위치를 재 설정(Q2')한다(S242)(도 7b). 그리고 핸드(110)와 글라스(10)의 수평상태를 확인하기 위해 제어부(140)는 제 1 거리센서(111) 및 제 2 거리센서(112)를 통해 핸드(110)와 글라스(10) 사이의 거리를 측정한다(S230).
제어부(140)는 글라스(10)가 반송로봇의 주행축, 즉 글라스(10)와 반송로봇의 핸드(110)가 수평인지를 판단한다(S240). 제어부(140)는 수평여부를 판단하기 위해, 측정된 제 1 거리센서(111)와 글라스(10) 사이의 거리(R1)와 제 2 거리센서(112)와 글라스(10) 사이의 거리(R2)가 같은지를 판단한다.
단계(S240)에서 거리 R1 및 R2가 같다고 판단되면 글라스(10)가 반송로봇의 핸드(110)와 수평이라고 판단하여 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 핸드(110)가 글라스(10)를 잡도록 한다(S250).
그리고 제어부(140)는 반송로봇 핸드(110)의 현재위치(Q2')와 시작위치(Q2)를 비교하여 핸드(110)가 시작위치(Q2)에 있는지를 판단한다(S260). 단계(S260)에서 핸드(110)의 현재위치(Q2')와 시작위치(Q2)가 같지 않다면 핸드(110)가 상기 비틀림 각도만큼 틀어져 있으므로 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 핸드(110)를 시작위치(Q2)로 이동시킨다(S261)(도 7c).
이때 반송로봇은 움직이지 않으며 핸드(110)만 이동하게 된다. 반송로봇의 핸드(110)가 위치(Q2')에서 시작위치(Q2)로 이동하면 글라스(10)는 반송로봇의 이동축과 수평을 유지하게 된다. 반송로봇의 핸드(110)가 원위치(Q2)를 하게 되면 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 글라스(10)를 인출한다(S270)(도 7d).
글라스(10)가 인출되면 제어부(140)는 이송구동부(150)를 제어하여 반송로봇을 정해진 목적위치(S)로 이동을 시작한다(S280). 반송로봇이 이동하게 되면 제어부는 트래버스 센서(120)를 통해 목적위치의 보정값을 산출한다(S290). 보정값을 산출하기 위해 제어부(140)는 트래버스 센서(120) 및 위치감지부(130)에 의해 감지되는 정보에 의거하여 글라스의 이동거리(D')를 산출하고, 식 6에 의해 보정값(ΔD)을 산출한다(도 7e).
(식 6)
D': 현재 글라스의 이동개시위치 - 트래버스 센서를 만나는 위치
D : 미리 설정된 이동개시위치 - 트래버스 센서를 만나는 위치
그리고 제어부(140)는 산출된 보정값(ΔD)에 의해 목적위치를 보정한다(S+ΔD)(S300). 제어부(140)는 보정된 목적위치(S+ΔD)에 도달했는지를 판단한다(S310). 단계(S310)에서 목적위치에 도달했다고 판단되면 제어부(140)는 이송구동부(150)를 제어하여 반송로봇의 이동을 정지시킨다(S320). 그리고 제어부(140)는 로봇구동부(160)를 제어하여 글라스(10)를 출구에 내려놓는다(S330).
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 반송로봇의 제어방법에 의하면, LCD 글라스를 반송로봇과 센서를 이용하여 정렬하므로 LCD 글라스와 카세트의 충돌없이 안전하게 빼내면서 출구 스테이지에 내려놓을 때 위치 정밀도를 유지할 수 있다.

Claims (11)

  1. 몸체와, 다수의 관절과, 상기 관절을 연결하는 링크를 포함하며 상기 링크의 끝단에 반송대상물을 취급할 수 있는 핸드를 구비한 반송로봇에 있어서,
    상기 핸드와 상기 반송대상물 사이의 거리를 산출하기 위해 상기 핸드의 끝단의 중심에 대하여 좌우 대칭되며 미리 설정된 소정거리만큼 이격되어 상기 핸드에 설치되는 제 1 거리센서 및 제 2 거리센서를 포함하는 거리 감지수단,
    상기 반송로봇이 미리 설정된 목적위치로 이동할 때 상기 반송대상물의 이동을 감지하는 트래버스 감지수단,
    상기 트래버스 감지 수단 및 상기 거리감지수단에 의해 감지된 정보에 의해 상기 반송로봇을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반송로봇.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리감지수단은, 광 센서 혹은 초음파 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반송로봇.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 트래버스 감지수단은, 상기 반송대상물의 목적위치 이동 경로상의 미리 설정된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 반송로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 거리감지 수단에 의해 산출된 값에 의해 반송대상물의 수평여부를 판단하며, 상기 트래버스 감지 수단에 의해 감지된 정보에 의해 상기 반송로봇의 목적위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 반송로봇.
  6. 반송로봇의 제어방법에 있어서,
    반송대상물이 반송로봇의 주행축과 수평인지를 판단하는 단계,
    상기 반송대상물이 수평이 아닐 경우 상기 반송대상물과 상기 주행축과의 비틀림 각도를 산출하는 단계,
    상기 비틀림 각도만큼 이동하여 반송대상물을 인출하는 단계,
    목적위치로 이동하며 보정값을 산출하는 단계,
    상기 보정값에 의해 상기 목적위치를 보정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징을 하는 반송로봇의 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 수평판단 단계는, 상기 반송로봇의 핸드에 마련된 복수개의 거리센서에 의해 상기 핸드와 상기 반송대상물의 거리를 산출하고, 산출된 거리가 같으면 수평이라고 판단하고, 같지 않으면 수평이 아니라고 판단하는 것을 특징으로 하는 반송로봇의 제어방법.
  8. 제 6 항 혹은 제 7 항에 있어서,
    상기 비틀림각도 산출단계는, 미리 설정된 상기 거리센서사이의 거리와 상기 거리센서에 의해 산출된 거리의 차에 따라 식에 의해 비틀림 각도 Δθ를 산출하는 것을 특징으로 하는 반송로봇의 제어방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 인출단계는, 상기 반송로봇의 핸드를 비틀림 각도만큼 이동하여 상기 핸드와 상기 반송대상물을 수평으로 하는 단계와,
    상기 핸드에 의해 상기 반송대상물을 잡고 시작위치로 리턴하는 단계와,
    상기 핸드와 반송대상물이 수평인 방향에 대하여 수직방향으로 상기 반송대상물을 인출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반송로봇의 제어방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 인출단계는, 상기 반송로봇의 몸체를 이동하여 핸드가 상기 반송대상물과 수평이 되도록 하는 단계와,
    상기 핸드와 반송대상물이 수평인 방향에 대하여 수직방향으로 상기 반송대상물을 인출하는 단계와,
    상기 핸드를 상기 주행축과 수평이 되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반송로봇의 제어방법.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 보정값 산출단계는,
    상기 반송대상물이 시작위치에서 목적위치로 이송될 때 미리 설정된 위치를 통과하는 시간에 따라 위치값을 산출하는 단계와,
    상기 위치값과 미리 설정된 기준위치값의 차에 의해 상기 보정값을 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반송로봇의 제어방법.
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