KR100471643B1 - 맨-머신협조를위한자동가동체를구비한생산설비 - Google Patents

맨-머신협조를위한자동가동체를구비한생산설비 Download PDF

Info

Publication number
KR100471643B1
KR100471643B1 KR1019970012615A KR19970012615A KR100471643B1 KR 100471643 B1 KR100471643 B1 KR 100471643B1 KR 1019970012615 A KR1019970012615 A KR 1019970012615A KR 19970012615 A KR19970012615 A KR 19970012615A KR 100471643 B1 KR100471643 B1 KR 100471643B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arm
movable body
work
workpiece
motion
Prior art date
Application number
KR1019970012615A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970071181A (ko
Inventor
요시유키 다카기
데루오 다케시타
마사야스 오타
후미오 기시다
다카마사 나카무라
히토시 세키구지
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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
Priority claimed from JP8267196A external-priority patent/JPH09272096A/ja
Priority claimed from JP18246896A external-priority patent/JP3656328B2/ja
Priority claimed from JP8228651A external-priority patent/JPH1067500A/ja
Priority claimed from JP8233744A external-priority patent/JPH1077200A/ja
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR970071181A publication Critical patent/KR970071181A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100471643B1 publication Critical patent/KR100471643B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41815—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the cooperation between machine tools, manipulators and conveyor or other workpiece supply system, workcell
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33006—Ama allocation manual automatic work between machine, manipulator and man
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/33—Director till display
    • G05B2219/33192—Radio link, wireless
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/36—Nc in input of data, input key till input tape
    • G05B2219/36081—Merge, mix original program with teached program
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40203—Detect position of operator, create non material barrier to protect operator
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40386—Search around teached point until operation has succes, correct program
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40391—Human to robot skill transfer
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40394—Combine offline with online information to generate robot actions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40409—Robot brings object near operator, operator places object in correct position
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

요구되는 서비스에 상응하는 서비스를 제공하도록 자동모션에 적용하는 제1가동체와, 지원모션을 실행할 능력이 있고 상기 자동모션을 정교하게 하도록 상기 제1가동체에 협조 및 교시 중 하나로서 상기 지원모션을 제공하기 위해 상기 제1가동체와 협력할 능력이 있는 제2가동체를 조합하기 위해, 자동모드에서는 상기 제1가동체가 상기 자동모션을 실행하도록 제어하기 위해 작동하며, 협조모드에서는 상기 자동모션이 정교하게 되어 상기 요구되는 서비스에 상응하는 서비스를 달성할 수 있도록 상기 제1가동체가 상기 제2가동체와 협력하도록 작동하는 제어수단이 제공된다.

Description

맨-머신 협조를 위한 자동 가동체를 구비한 생산설비
본 발명은 맨-머신 협조를 위한 생산설비에 관한 것으로, 맨-머신 협조를 위한 자동가동체(自動可動
Figure pat00050
,automatic movable body)를 구비한 생산설비에 관한 것이다.
더욱이 본 발명은 제한된 모션영역을 가지는 반송 조력암(transfer assist arm device)에 관한 것이다.
또한 본 발명은 동력 원조(power-aided) 반송 조력암에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은 워크 위치설정기능을 가지는 조력암에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 종동장치 상에 장착된 위치설정 조력암에 관한 것이다.
마지막으로 본 발명은 완화된 유극(relaxed clearance)을 가지는 위치설정 조력암에 관한 것이다.
도1은 지역 설비 위치(P0)에서 공장(F0)으로서 세워진 종래의 자동생산시설을 도시하는데, 공장(F0)에는 그 옥상에 파라볼릭 안테나(f0)가 설치되 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 공장(F0)은 안테나(f0)를 통해 미 도시의 메인오피스와 통신하는 관리부(F01), 연구, 개발, 디자인 및 엔지니어링 등의 작업부(F02), 운영 및 보수유지를 하는 맨-머신 부(F03) 및 재료제어, 워크(work) 반송 및 제품 생산 등을 하는 상기 맨-머신부로부터 제어되는 자동기계부(F04)를 두고 있다.
상기 자동기계부(F04)는 간섭영역(R01)이 안전 펜스(C01)로 둘러싸여진 가동로봇(R0)을 구비하는데, 상기 펜스는 그 개방-폐쇄동작이 상기 맨-머신부(F03)내의 작동스위치(C03)를 구비한 로봇제어기(C02)로부터의 명령을 따르는 출입구를 구비하고 있다. 안전펜스(C01), 제어기(C02) 및 스위치(C03)는 바람직하지 못한 간섭으로부터 상기 로봇(R0)을 보호하는 안전제어시스템(C0)을 구성한다. 상기 간섭영역(R01)으로의 진입을 위해, 몇 개의 스위치(C03)는 로봇 동작을 인터럽트하고, 펜스 출입문을 개방하도록 작동되어야 하는데, 상기 문은 로봇 동작을 재개하기 위해서 폐쇄된다.
로봇(R0)은 워크 반송 및 엄격한 유극, 예를 들면 ±0.05㎜의 유극을 갖는 위치설정 뿐만 아니라 때로 고정밀도를 요하는 제조와 같은 완전자동 취급동작의 완전한 시퀀스를 실행하도록 정교하게 된다.
그러한 생산설비(F0)는 설치 및 유지에 많은 비용이 든다.
상기 비용을 저감하도록 완전 자동동작의 시퀀스는 유능한 작업자 동작으로 대치된 서브시퀀스를 가진다.
그러나 작업의 조화로운 진전의 장해물로 되는 상기 서브시퀀스로 인해 생산 효율이 저감된다.
또한 상기 작업자 동작은 번거로운 문의 개방-폐쇄동작을 수반하여 때때로 생산효율을 더욱 떨어뜨린다.
본 발명자는 자동동작의 대체 가능한 서브시퀀스가 덜 정교한 로봇과 유능한 작업자 사이에서 동시에 공유될 수 있는 서비스를 구성하는 것을 주목했으며,
그러한 공유가 효과적일 경우, 그 결과적 자동서비스는 로봇이 저렴하게 구현할 수 있는 완화된 유극을 가지게 되며, 상기 서비스는 작업자에 의해 지원 받을 수 있으며 또한 그 역으로도 될 수 있다.
이러한 점에 있어서, 상기 로봇은 제한된 모션영역을 가지는 반송 조력암, 동력 원조 조력암, 워크 위치설정기능을 가지는 반송 조력암, 종동장치 상에 설치된 위치설정조력암, 덜 정교하게 되도록 완화 유극을 가지는 위치설정 조력암 등의 조력장치 중 하나로 대치될 수 있다.
본 발명은 상기의 점을 염두에 두고 개발된 것이다.
따라서, 비(非)제어 가동체와 협조될 수 있는 제어가동체를 구비하는 생산설비를 제공하여, 코스트를 저감하여 생산효율을 보장할 수 있게 하는데 본 발명의 제1의 목적이 있으며,
요구되는 서비스에 적응하도록 정교하게 될 수 있는 조력암 등의 가동체를 구비하는 생산설비를 제공하는 것을 제2의 목적으로 하며,
본 발명의 제3의 목적은 제한된 모션영역을 가지는 반송 조력암을 제공하여 충분히 정교화 되게 맨-머신 협조를 제공하는 데 있으며,
제4의 목적은 동력 원조 조력암을 제공하여 충분히 정교화 되게 맨-머신 협조를 제공하는 데 있으며,
제5의 목적은 워크 위치설정기능을 가지는 반송 조력암장치를 제공하여 충분히 정교화 되게 맨-머신 협조를 제공하는 데 있으며,
제6의 목적은 종동장치 상에 장착된 위치설정조력암을 제공하여 충분히 정교화 되게 맨-머신 협조를 제공하는 데 있으며,
제7의 목적은 최대 ± 10㎜의 탄력적인 유극을 가지는 위치설정 조력암을 제공하여, 충분히 정교화 되게 맨-머신 협조를 제공하는 데 있다.
상기 제1의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4의 태양에 따르면, 이동 서비스, 취급 서비스 및 생산 서비스 중 하나의 서비스를 요구하는 맨-머신부를 포함하는 생산설비에 있어서, 상기 요구되는 서비스에 상응하는 서비스를 제공하도록 자동모션에 적용하는 제1 가동체(R1)와, 지원모션을 실행할 능력이 있고 상기 자동 모션을 정교하게 하도록 상기 제1 가동체에 협조 및 교시 중 하나로서 상기 지원모션을 제공하기 위해 상기 제1 가동체와 협력할 능력이 있는 제2 가동체(M)를 포함하는 맨-머신부(F22); 자동모드에서는 상기 제1가동체가 상기 자동모션을 실행하도록 제어하기 위해 작동하며, 협조모드에서는 상기 자동모션이 정교하게 되어 상기 요구되는 서비스에 상응하는 서비스를 달성할 수 있도록 상기 제1 가동체가 상기 제2 가동체와 협력하도록 작동하는 제어수단(1,3,4); 및 상기 자동모드 및 협조모드 중 하나의 모드를 선택하도록 상기 제어수단을 제어하기 위한 조작모드 선택수단(2)을 포함하며, 상기 제1가동체(R1 = 50 + 60(i))는, 제1허용범위(β)를 포함하는 자동모션을 위해 정의된 제1모션영역(R51)을 가지며, 상기 제2가동체(M = 70(j)+80(k))는, 제2허용범위(
Figure pat00051
)를 포함하는 지원모션을 위해 정의된 제2모션영역(R71(k))을 가지며; 상기 제어수단은(1,3,4) 상기 제1 및 제2 모션영역이 상호 간섭하는 간섭영역(R53)을 인식하고 상기 간섭영역과 상기 제2모션영역간의 교차를 검출하며, 상기 검출된 교차에 응답하여 검출 신호를 제공하는 안전제어수단(1b, 3)을 포함하며, 또한, 상기 제어수단은, 상기 검출신호를 처리하여 자동모드에서는 제1가동체를 정지시키고 협조모드에서는 제1가동체가 제2가동체와 계속해서 협력하도록 하고, 상기 요구되는 서비스는 반송 협조(transfer assistance) 및 위치설정협조(positioning assistance) 중 어느 하나를 위해 워크를 취급하는 것을 포함하며; 상기 제1 가동체는, 제한 모션영역을 가지고 상기 반송 협조를 위해 적용된 제1 조력암(도8)과, 상기 반송 협조를 위해 동력원조된 제2 조력암(도16)과, 상기 위치설정 협조를 위해 적용된 제3 조력암(도19)과, 종동장치에 대한 상기 위치설정협조를 위해 적용된 제4 조력암(도27)과, 탄력적인 유극을 가지고 상기 위치설정협조를 위해 적용된 제5 조력암(도36) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비가 제공된다.
상기 제4태양에 따르면 제1가동체는 제2가동체와 협조하도록 제어수단의 협조모드에 적용되는데, 이 제1가동체(또는 그 프로그램)는 상기 제2가동체의 지원(즉 동작) 또는 그로부터의 교시(즉 교시정보)로서 제2가동체의 지원모션을 이용하여 어떻게 실행할지를 학습하므로 정교한 방식에 요구되는 서비스에 동등한 서비스를 달성하도록 그 자동모션이 충분히 정교하게 된다(즉 세련 및/또는 복잡하게된다.) 그러면 상기 제1가동체는 정교한 자동모션을 실행하도록 제어수단의 자동모드에서 제어된다. 조작모드선택수단은 상기 실행 및 학습의 단계가 점차 수정되어 적응되는 방식으로 반복되도록 한다.
또한, 상기 제4태양에 따르면 제1가동체는 제2가동체와의 협조를 위해, 제어수단의 협조모드에 적용되며, 그 자동모션은 정교한 방식으로 요구되는 서비스와 동등한 서비스를 제공하도록 상기 제2가동체의 지원모션과 조합된다. 또한, 그 자동모션은, 상기 제2가동체의 지원모션을 정교한 방식으로 요구되는 서비스에 동등한 서비스를 제공하기에 충분히 정교하게 되게끔 협조(즉 동력) 또는 교시(즉 신호)로서 이용된다. 제어수단의 자동모드에 있어서, 상기 제1가동체는 무관한 서비스(unconcerned service)를 제공하는 자동모션을 단순히 실행하도록 제어된다. 조작모드선택수단에 의해 본래의 정교한 서비스들 중의 어느 하나가 선택된다. 또한, 본 발명의 제4의 태양에 따르면 제1모션영역은 제1가동체의 고유의 모션과 완화 유극을 커버하도록 되며, 제1허용범위는 예를 들면, 안전하게 되는 지연 응답(delayed response)을 커버하도록 되며, 제2가동체의 제2모션영역은 제2가동체의 고유모션을 커버하도록 되며, 제2허용범위는 예를 들면, 안전하게 되는 지연 이탈(de1ayed escape)을 커버하도록 된다. 또한, 본 발명의 제4의 태양에 따르면 제1가동체가 협조모드에서 제2가동체와 무관하게 자유로이 가동하며, 펜스로 둘러싸이지 않은 간섭영역을 제2가동체가 침범하는 자동모드에서 주의 깊게 가동한다.
본 발명의 제6의 태양에 따르면 제4태양에 종속하는 경우 간섭영역(R53)은 제1가동체(R1)가 제 위치에 고정된 정지부품(51)을 가지는 경우 일정하게 유지된다.
본 발명의 제7의 태양에 따르면 제4태양에 따르는 경우, 간섭영역(R53)은 제1가동체(R1)가 이동하는 경우 가변한다.
본 발명의 제8의 태양에 따르면 제4태양에 종속하는 경우, 안전제어수단(1b, 3)은 제2가동체의 위치(V(i, j, k))를 감지하는 센서수단(3)을 구비한다.
본 발명의 제9의 태양에 따르면, 제8 태양에 의존하는 경우 상기 센서수단(3)은 송신기(30) 및 수신기(31)를 구비한다.
본 발명의 제10의 태양에 따르면 제9 태양에 의존하는 경우 송신기(30)는 제2가동체(M)에 의해 실행된다.
본 발명의 제11태양에 따르면 제8 태양에 의존하는 경우 상기 센서수단(3)은 센싱소자의 2차원 배열을 구비한다.
본 발명의 제12의 태양에 따르면 제11의 태양에 의존하는 경우 상기 센싱소자의 2차원 배열은 간섭영역(R53)을 커버한다.
본 발명의 제13의 태양에 따르면 제11의 태양에 의존하는 경우 상기 센싱소자 각각은 감지성 매트부재를 구비한다.
본 발명의 제14의 태양에 따르면 제11의 태양에 의존하는 경우 상기 센싱소자는 광전 센서를 구비한다.
본 발명의 제15의 태양에 따르면 제11의 태양에 의존하는 경우, 센서수단(3)은 2차원 배열의 센싱소자로 각각 구성되는 복수의 단위센서(unit sensor)의 배열을 포함한다.
본 발명의 제16의 태양에 따르면 제8의 태양에 의존하는 경우, 상기 제2가동체(M)의 위치(V(i, j, k))는 상기 간섭영역(R53)과 관련된 좌표시스템 내에 정의된다.
본 발명의 제17의 태양에 따르면 제4의 태양에 의존하는 경우, 제1가동체(50)는 제1가동체의 대표부(51)에 고정된 제1중심에 대해 회전가능하고 그 최외각단부(52a)가 제1아크(R50a-α 1-β1)를 그리는 제1부재(52)를 구비하며; 제1모션영역(R51)은 제1아크에 의해 한정되는 제1고유영역, 유극에 대한 제1소부분(α 1) 및 허용범위에 대한 제1소부분(β 1)의 제1합(R50)을 포함한다.
제17의 태양에 따르면 유극의 제1소부분은 제1유극과 동일하며, 허용범위의 제1소부분은 제1허용범위와 동일하다.
본 발명의 제18의 태양에 따르면 제17의 태양에 종속하는 경우 상기 제1가동체(R1)는 상기 제1아크(R50a-α 1-β 1) 내측의 제1부재(52)에 고정된 제2중심(52b)에 대하여 회전가능하고 그 최외각단부(62(i))는 제2아크(R60a(i)-α 2-β 2)를 그리는 제2부재(60(i))를 추가로 구비하며, 상기 제1모션영역(R51)은 제1합(R50);과 제2 아크에 의해 한정되는 제2고유영역, 유극에 대한 제2소부분(a 2) 및 허용범위에 대한 제2소부분(9 2)의 제2합(R60(i))의 전체를 포함한다.
본 발명의 제18의 태양에 따르면 제1유극은 유극의 제1 및 제2소부분의 합이며, 제1허용범위는 허용범위의 제1 및 제2소부분의 합이 된다.
본 발명의 제19의 태양에 따르면 제18의 태양에 의존하는 경우 제2부재(60(i))는 제2중심(52(b))에 대해서 회전가능한 제3부재 및 제3부재로 취급하며 제2부재의 최외각단부(62(i))로서 그 자유단부를 가지는 워크를 포함한다.
본 발명의 제20의 태양에 따르면 제18의 태양에 의존하는 경우, 상기 제2가동체(70(j))는 그 푸트(foot) 부분으로서 제3중심에 대하여 하강가능하고, 그 암부는 핑거 단부가 제1원(R70a(j)-
Figure pat00052
1)에 놓이도록 뻗어있는 가요성 본체(70(j))를 구비하며; 상기 제2모션영역(R70(j))은 제1원으로 정의된 제1 예상영역 및 허용범위의 제1 예상 소부분(
Figure pat00053
1)에 대한 제3합을 포함한다.
본 발명의 제20의 태양에 따르면 허용범위의 제1예상 소부분은 제2허용범위와 동일하다.
본 발명의 제21의 태양에 따르면 제20의 태양에 따르는 경우 상기 제2가동체(M)는 제2원(R80a(k)-
Figure pat00054
2)내에서, 가요성본체(70(j))의 핸드부로서 제4중심에 대하여 회전낙하의 가능성을 가지는 툴부재(80(k))를 구비하며, 상기 제2 모션영역(R71(k))은 제3합(R70(j)) 및 상기 제2원에 의해 한정된 제2예상영역과 허용범위의 제2예상 소부분(
Figure pat00055
2)으로 형성된 제4합 전체를 포함한다.
본 발명의 제21의 태양에 따르면 제2허용범위는 허용범위의 제1 및 제2예상소부분의 합으로 된다.
또한 상기 제21태양에 따른 본 발명의 제22의 태양에 의하면 상기 제2목적을 달성하기 위해 상기 제어수단(1, 3, 4)은 제1부재(52)의 제1아크(R50a-α 1-β1)의 곡률반경에 대한 제1데이터, 상기 제1중심(51)과 제2중심(52b)사이의 거리(L50)에 대한 제2데이터, 상기 제2부재(60(i))의 각 종류(i)에 대한 제2아크(R60a(i)-α 2-β 2)의 곡률반경에 대한 제3데이터, 상기 가요성 본체(70(j))의 각 종류(j)의 제1원(R70a(j)-
Figure pat00056
1)의 반경에 대한 제4데이터, 툴부재(80(k)) 각 종류(k)의 제2원(R80a(k)-
Figure pat00057
2)의 반경에 대한 제5데이터, 상기 제1부재의 유극에 대한 제1소부분(α 1)에 대한 제6데이터, 상기 제2부재의 각 종류(i)의 유극에 대한 제2소부분(α 2)에 대한 제7데이터, 상기 제1부재의 허용범위의 제1소부분(β1)에 대한 제8데이터, 상기 제2부재의 각각의 종류(i)의 허용범위의 제2소부분(β2)에 대한 제9데이터, 상기 가요성 본체의 각각의 종류(j)에 대한 허용범위의 제1예상 소부분(
Figure pat00058
1)에 대한 제10데이터 및 상기 돌부재의 각 종류(k)에 대한 허용범위의 제2예상 소부분(
Figure pat00059
2)에 대한 제11데이터를 저장하는 메모리수단(1,4)을 구비한다.
본 발명의 제23의 태양에 따르면 제22의 태양에 의존하는 경우, 상기 제어수단(1,3,4)은 제1모션영역(R50)의 경계(R50a)의 곡률반경(VO)을 연산하도록 제1, 제6 및 제8데이터를 처리하기 위해 상기 제1중심의 현재위치를 처리하는 처리부수단(1, 4)을 구비한다.
본 발명의 제24의 태양에 따르면 제23의 태양에 의존하는 경우, 상기 처리부수단(1,4)은 상기 모션영역(R51)의 경계(R51a)의 곡률반경(V(i))을 연산하도록 상기 제2, 제3, 제7 및 제9데이터를 추가로 처리하기 위해 상기 제2부재(60(i))의 식별된 종류(i)를 처리한다.
본 발명의 제25의 태양에 따르면 제24의 태양에 종속하는 경우 상기 처리부수단(1,4)은 상기 제2 모션영역(R70(j))의 경계(R70a(j))의 곡률반경(Y(j)) 및 상기 간섭영역(R52)의 경계(R52a)의 곡률반경(V(i, j))을 연산하도록 상기 제4 및 제10데이터를 추가로 처리하기 위해 상기 가요성 본체(70(j))의 식별된 종류(j)를 처리한다.
본 발명의 제26의 태양에 따르면 제25의 태양에 의존하는 경우 상기 처리부수단(1,4)은 상기 제2모션영역(R70(j))의 경계(R70a(j))의 곡률반경(Y(j)) 및 상기 간섭영역(R52)의 경계(R52a)의 곡률반경(V(i, j))을 연산하도록 상기 제4 및 제10데이터를 추가로 처리하기 위해 상기 가요성 본체(70(j))의 식별된 종류(j)를 처리한다.
본 발명의 제27의 태양에 따르면 제26의 태양에 의존하는 경우 상기 처리부수단(1,4)은 상기 제2모션영역(R71(j))의 경계(R71a(k))의 곡률반경(W(j,k)) 및 상기 간섭영역(R53)의 경계(R53a)의 곡률반경(V(i, j, k))을 연산하도록 상기 제5 및 제11데이터를 추가로 처리하기 위해 상기 가요성 본체(80(k))의 식별된 종류(k)를 처리한다.
더욱이 상기 제2목적을 달성하기 위해서, 상기 본 발명의 제4의 태양을 따르는 본 발명의 제28의 태양에 의하면 상기 제어수단(1, 3, 4)은 상기 자동모션과 지원모션간의 조합을 학습하도록 채용되어 상기 자동모션이 정교한 서비스를 제공한다.
더욱이 상기 제2목적을 달성하기 위해서, 상기 본 발명의 제4의 태양을 따르는 본 발명의 제29의 태양에 의하면, 상기 제어수단(1, 3, 4)은 상기 자동모션과 지원모션간의 차이를 학습하도록 채용되어 상기 자동모션이 정교한 서비스를 제공한다.
또한 본 발명의 제4의 태양에 종속하는 본 발명의 제31의 태양에 따르면 상기 제3의 목적을 달성하기 위해서, 상기 요구되는 서비스는 루트(R11a, R11b, R11c)를 따라서 상기 워크를 반송하는 것을 포함하며; 상기 반송협조는 상기 루트의 영역(R11a+R11b+R11c)내에서, 상기 워크의 궤적을 제한하는 단계를 포함하며, 상기 제1조력암은 그 회전범위를 가지는 복수의 암(120, 130, 140, 150)을 구비하며, 상기 제어수단(170, 180, 190;120e, 130e, 140e, 150e;126e, 128e, 136e, 138e, 146e, 148e, 156e, 158e,;100, 126, 128, 136, 138, 146, 148, 156, 158)은 워크의 반송위치를 검출하고, 상기 반송위치에 의존하는 회전범위를 제어하도록 채용된다.
본 발명의 제31의 태양에 따르면 복수의 암은 워크의 반송위치에 따라 제한되는 그 회전범위를 가져서, 상기 워크는 제한된 회전범위의 조합의 인벨로프(enve1ope)내에서 반송될 수 있다. 따라서, 작업자는 루트의 범위밖에 놓여있는 장해물에 대한 주의를 기울일 필요 없이 소정의 루트를 따라 워크를 반송할 수 있어서, 정신적인 부하가 경감되며, 작업효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 바람직하지 못한 간섭의 횟수도 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명의 제31의 태양에 종속하는 제32의 태양에 따르면 상기 제3의 목적을 달성하기 위해서, 요구되는 서비스는 루트(R11a, R11b, R11c)를 따라 상기 워크를 반송하는 단계를 포함하며, 반송협조는 상기 루트의 영역(R11a+R11b+R11c) 내에서 워크 궤적을 제한하는 것을 포함하며, 상기 제1조력암은 복수의 암(120, 130,140, 150), 상기 복수의 암의 회전위치를 검출하는 제1검출수단(120e, 130e, 140e, 150e), 복수의 암 중 하나의 기계적 제한을 위한 제한부재(122, 124;132, 134;142, 144;152, 154), 상기 제한부재의 설정위치를 검출하는 제2검출수단(126e,128e; 136e, 138e;146e, 148e;156e, 158e) 및 상기 제한부재를 구동하는 구동수단(160, 162, 126, 128;136, 138;146, 148;156, 158)을 구비하며, 상기 제어수단(170, 180, 190)은 상기 복수의 암의 회전위치에 근거하여 상기 워크의 반송위치를 연산하는 연산수단(198) 및 상기 워크의 반송위치와 상기 제한부재의 설정위치 사이의 관계를 기억하는 메모리수단(194)을 구비하며, 상기 제어수단(170, 180, 190)은 상기 메모리수단으로부터 저장된 데이터를 판독하고, 상기 판독된 데이터에 따라 제 위치에 제한부재를 설정하도록 상기 구동수단을 제어하게끔 상기 워크의 반송위치를 처리한다.
본 발명의 제32의 태양에 따르면 워크의 현재의 반송위치는 암들의 회전위치의 조합에 근거하여 연산된다. 적어도 하나의 제한부재는, 상기 암들이 워크의 반송위치에 의존하는 경우 메모리수단에 기억된 데이터에 의거 연산된 설정위치를 가진다. 이 결과, 해당 암은 상기 반송위치에 따라 제한된 회전위치를 가져서, 워크는 반송경로를 따라 이동하며, 상기 워크가 장해물과 접하는 것이 방지된다. 따라서, 작업자는 루트의 범위밖에 놓여있는 장해물에 대한 주의를 기울일 필요 없이 소정의 루트를 따라 워크를 반송할 수 있어서, 작업효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제32의 태양에 종속되는 경우 본 발명의 제33의 태양에 따르면, 작업자는 루트내의 워크의 이상적인 위치를 교시할 수 있으며, 상기 제어수단(170, 180, 190)은 작업자가 상기 제어수단에 이상적인 위치를 교시하고, 상기 제어수단으로 하여금 상기 이상위치에 관해 워크의 허용가능 모션영역을 연산하도록 작동하는 교시버튼(172)을 구비하며, 상기 제어수단은 메모리수단(194)내의 허용가능 모션영역과 이상위치에 대한 데이터를 저장하도록 상기 교시버튼의 동작을 처리한다.
상기 33의 태양에 따르면 교시버튼이 가동되고 제한으로부터 자유로이 해방되는 암의 조합에 의해 워크가 지지됨에 따라 교시작업자는 실제적으로 수동으로 워크를 취급한다. 따라서 워크의 현재의 반송위치에 대한 데이터가 암의 해당회전위치의 조합으로 학습되어서 그 데이터가 메모리수단 내에 기억되며, 상기 워크의 허용가능 모션영역을 연산하도록 몇몇의 초기 데이터와 더불어 처리되며, 그 데이터 또한, 상기 메모리수단 내에 기억된다. 워크위치 및 허용가능 모션영역에 대한 가능한 수동의 교시에 의해 레이아웃이 변경되는 경우 워크 전달루트 및 제한도(a degree of freedom)의 설정 및 변경이 각기 용이해진다.
본 발명의 제33의 태양에 종속되는 경우 본 발명의 제34의 특징에 따르면 상기 제어수단(170, 180, 190)은 교시모드 및 운전모드 중 하나를 선택하는 모드선택 스위치(182)를 구비하며, 상기 제어수단(170,180, 190)은 교시버튼(172)이 작동될 경우 상기 이상적인 위치 및 상기 메모리수단(194)내의 허용가능 모션영역에 대한 데이터를 저장하도록 상기 교시모드를 처리하며, 상기 메모리수단으로부터 저장된 데이터를 판독하며, 판독된 데이터에 따라 제 위치에 상기 제한부재를 설정하도록 상기 구동수단을 제어하게끔 상기 반송위치에 응답하도록 상기 운전모드를 처리한다.
상기 제34의 태양에 따르면 메모리수단에 저장된 데이터는 교시모드에서 워크의 이상적인 반송루트에 대한 새로운 데이터에 의해 갱신되며, 상기 새로운 데이터는 운전모드에서의 워크의 모션영역을 제한하도록 처리된다. 상기 모드선택스위치에 의해 용이하고, 정확하고, 간단한 선택이 이루어 질 수 있다.
또한 본 발명의 제4의 태양에 종속하는 제35의 태양에 따르면 상기 제4의 목적을 달성하기 위해서, 상기 제2조력암은 워크의 반송협조를 위한 암부재(210, 216, 215), 중력과 워크의 중량(G)을 평형화하는 중량 평형수단(212), 상기 제2가동체에 의해 워크 상에 가해진 힘(F)을 검출하는 센서수단(218) 및 상기 암을 구동하는 구동수단(213, 217, 220)을 구비하며, 상기 제어수단(225, 인코더-1내지 3)은 상기 가해지는 힘을 원조하기 위해 상기 구동수단을 제어하게끔 상기 검출된 힘의 크기 및 방향을 처리한다.
워크에 힘을 가하는 경우 상기 본 발명의 제35의 태양에 의하면 작업자는 인가된 힘에 따른 협조력에 의해 원조되어 관성력이 상쇄되어 무거운 워크의 반송을 용이하게 한다.
더욱이 상기 제4의 태양에 종속하는 본 발명의 제36의 태양에 따라 상기 제4 목적을 달성하기 위해서, 상기 제2조력암은 워크의 반송협조를 위한 복수의 암부재(210, 216, 215), 중력과 워크의 중량(G)의 평형을 위해 상기 복수의 암부재 중 하나의 부재에 작용하는 중량평형수단(212), 상기 제2가동체에 의해 상기 워크 상에 가해진 모멘트(N)의 3차원성분을 검출하는 센서수단(218), 상기 복수의 암을 개별적으로 구동하는 구동수단(213, 217, 220)을 구비하며, 상기 제어수단(225,인코더-1내지3)은 상기 구동수단을 제어해서 상기 가해진 모멘트를 원조하도록 상기 모멘트의 검출성분의 크기 및 방향을 처리하도록 채용된다. 상기 제36의 태양에 따르면 워크에 모멘트를 인가하는 경우 작업자는 인가된 모멘트에 따라 협조모멘트에 의해 원조되어 접선을 따라 작용하는(tangential) 관성력이 소거되어 무거운 워크의 반송을 용이하게 한다.
더욱이 본 발명의 제4의 태양에 종속하는 제37의 태양에 따르면 상기 제4의 목적을 달성하기 위해서 상기 제2조력암은 워크의 반송협조를 위한 복수의 암부재(210, 216, 215), 중력과 워크의 중량(G)의 평형을 위해 상기 복수의 암부재 중 하나(210)의 부재에 작용하는 중량평형수단(212), 상기 제2가동체에 의해 상기 워크상에서 가해진 힘(F)및 모멘트(N)의 3차원성분을 검출하는 센서수단(218), 상기 복수의 암을 개별적으로 구동하는 구동수단(213, 217, 220)을 구비하며, 상기 제어수단(225,인코더-1내지3)은 상기 구동수단을 제어해서 상기 가해진 힘 및 모멘트를 원조하도록 상기 모멘트 및 힘의 검출성분의 크기 및 방향을 처리하도록 채용된다.
본 발명의 제35의 태양에 종속하는 제38의 태양에 따르면 상기 센서수단은 상기 암부재(215)에 부착된 로드셀 부재(218)를 구비하며,
상기 제35의 태양에 종속하는 제39의 태양에 다르면 상기 제어수단(225)은 상기 가해진 힘을 원조하는 정도를 조정하는 수단을 구비한다.
본 발명의 제4의 태양에 종속하는 제40의 태양에 따르면 상기 제5의 목적을 달성하기 위해 상기 제3조력암은 상기 워크를 임의의 위치에 반송하는 암부재(310, 316, 315), 중력과 워크의 중량을 평형하는 중량평형수단(312), 상기 암부재를 구동하는 구동수단(313, 317, 318, 320)을 구비하며, 상기 제어수단(325, 319)은 상기 구동수단에 암부재를 연결해서 상기 워크를 반송하는 위치설정모드 및 상기 구동수단으로부터 암부재를 분리해서 작업자가 워크를 반송 할 수 있게 하는 협조모드를 가진다. 상기 제40의 태양에 따르면 작업자는 협조모드 및 위치설정모드의 각각의 장점을 선택적으로 이용할 수 있다.
본 발명의 제4의 태양에 종속하는 제41의 태양에 따르면 상기 제5목적을 달성하기 위해서, 상기 제3조력암은 임의의 위치에 워크를 반송하는 암부재(310, 316, 315), 중력과 상기 워크의 중량을 평형하는 중량평형수단(312), 상기 암부재를 구동하는 구동수단(313, 317, 318, 320) 및 상기 암부재와 상기 구동수단을 상호 연결하는 클러치수단(322)을 구비하며 상기 제어수단(325, 319)은 반송경로가 교시되는 경우 그 반송경로를 저장하는 메모리수단(357, 358) 및 위치설정모드를 선택하는 스위치수단(351)을 구비하며, 상기 제어수단(325, 319)은 상기 스위치수단이 턴온(turn-on)되는 경우 상기 클러치수단을 온시키며, 상기 구동수단을 제어해서 상기 메모리수단에 기억된 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하도록 위치설정모드로 설정되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우 상기 클러치수단을 오프하는 협조모드로 설정된다.
상기 스위치가 턴온되는 경우 상기 제41의 태양에 따르면 조력암은 반송로봇같은 역할을 하는 위치설정모드로 되며, 반송위치에 도달한 경우 본래의 협조모드로 진입한다.
본 발명의 제4의 태양에 종속하는 제42의 태양에 따르면 상기 제5의 목적으로 달성하기 위해서 상기 제3조력암은 임의의 위치로 워크를 반송하는 암부재(310, 316, 315), 중력과 상기 워크의 중량을 평형하는 중량평형수단(312), 상기 암부재를 구동하는 서보모터를 구비하는 구동수단(313, 317, 318, 320) 및 상기 암부재와 상기 구동수단을 상호 연결하는 클러치수단(322)을 구비하며 상기 제어수단(325, 319)은 반송경로가 교시되는 경우 그 반송경로를 기억하는 메모리수단(357, 358) 및 위치설정모드를 선택하는 스위치수단(351)을 구비하며, 상기 제어수단(325, 319)은 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 상기 클러치수단을 온 시키고, 상기 서보모터를 제어해서 상기 메모리수단에 기억된 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하도록 위치설정모드로 설정되며, 상기 클러치수단을 오프하여 서보제어로부터 상기 서보모터를 해방하는 협조모드로 설정된다.
상기 제42의 태양에 따르면 조력암은 제41의 태양과 유사한 방식으로 기능한다.
제4의 태양에 종속하는 본 발명의 제43의 태양에 따르면 상기 제5의 목적을 달성하기 위해서 제3 조력암은 임의의 위치로 상기 워크를 반송하는 암부재(310, 316, 315), 중력과 상기 워크의 중량을 평형하는 중량평형수단(312), 상기 암부재를 구동하는 구동수단(313, 317, 318, 320) 및 상기 암부재와 상기 구동수단을 상호 연결하는 클러치수단(322)을 구비하며 상기 제어수단(325, 319)은 반송경로가 교시되는 경우 그 반송경로를 기억하는 메모리수단(357, 358)과 위치설정모드를 선택하는 스위치수단(351)을 구비하며, 상기 제어수단(325, 319)은 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 상기 클러치수단을 온 시키고, 상기 구동수단을 제어해서 상기 메모리수단에 기억된 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하도록 위치설정모드로 설정되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우 상기 클러치수단을 오프하는 협조모드로 설정되며, 워크가 상기 위치에 도달한 후 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 상기 클러치수단을 온 시키고, 상기 메모리수단에 기억된 현재의 데이터에 따라 임의의 힘으로 워크를 고정함에 있어서, 대향 부재에 대하여 상기 워크를 푸싱하며, 상기 고정이 완료된 후 상기 클러치수단을 오프한다.
스위치가 다시 턴온되는 경우 상기 43의 태양에 따르면 상기 조력암은 스크류잉(screwing)시 등에 있어서 보충방식으로 작업자와 협조한다.
더욱이 상기 제4의 태양에 종속하는 44의 태양에 따르면 제5의 목적을 달성하기 위해서, 제3조력암은 임의의 위치로 워크를 반송하는 암부재(310, 316, 315), 중력과 상기 워크의 중량을 평형시키는 중량평형수단(312), 상기 암부재를 구동하는 서보모터를 구비하는 구동수단(313, 317, 318, 320), 고정함에 있어서 대향부재에 대하여 상기 워크를 푸시하는 힘을 발생하는 보조 동력수단(327) 및 상기 암부재와 상기 구동수단을 상호 연결하는 클러치수단(322)을 구비하며, 상기 제어수단(325, 319)은 반송경로가 교시되는 경우 그 반송경로를 저장하는 메모리수단(357, 358) 및 위치설정모드를 선택하는 스위치수단(351)을 구비하며, 상기 제어수단(325, 319)은 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 상기 클러치수단을 온 시키고, 상기 서보모터를 제어해서 상기 메모리수단에 저장된 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하도록 위치설정모드로 설정되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우 상기 클러치수단을 오프하고 상기 서보모터를 서보제어기로부터 해방시키는 협조모드로 설정되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 후 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 임의의 힘으로 상기 대향부재에 대하여 상기 워크를 푸시(push)하도록 상기 보조동력수단을 작동하며, 고정이 완료된 후 상기 보조동력수단을 정지하도록 설정된다.
제43의 태양의 조력암과 유사한 조력암에 있어서, 본 발명의 제44의 태양에 따르면, 서보모터는 제한된 동력을 갖게된다.
상기 제44의 태양에 종속하는 본 발명의 제45의 태양에 따르면 상기 보조동력수단은 서보모터 및 에어 모터(327) 중 어느 하나를 구비한다.
상기 제44의 태양에 종속하는 본 발명의 제46의 태양에 따르면, 상기 제어수단(325, 319)은 상기 워크가 상기 위치에 도달한 후 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 상기 클러치수단을 온 시키고, 상기 메모리수단에 저장된 현재의 데이터에 따라 힘으로 대향부재에 대하여 상기 워크를 푸싱하며, 상기 대향부재에 대하여 상기 워크를 푸시하도록 상기 보조 동력수단을 작동해서, 고정이 완료된 경우 상기 클러치수단을 오프하고, 상기 보조동력수단을 정지하게된다.
상기 제40의 태양에 있어서, 본 발명의 제47의 태양에 따르면, 상기 제어수단(325, 319)은 반송경로로서 상기 암부재(310, 316, 315, 314)의 궤적을 저장하는 교시모드를 가진다.
상기 제43의 태양에 있어서, 본 발명의 제48의 태양에 따르면, 상기 제어수단(325,319)은 상기 암부재가 수동으로 작동되는 경우 상기 반송경로로서 상기 메모리수단 내에 상기 암부재(310, 316, 315, 314)의 궤적을 저장할 수 있다.
또한 상기 제4의 태양에 있어서, 본 발명의 제49의 태양에 따르면 상기 제6의 목적을 달성하기 위해 상기 제4조력암(A)은 종동장치(B)상에 장착되며, 임의의 위치에 상기 워크(D)를 반송하는 암부재(410, 416, 415), 중력과 상기 워크의 중량을 평형하는 중량 평형수단(412)및 상기 암부재를 구동하는 구동수단(413, 417, 418, 420)을 구비하며, 상기 제어수단(425, 419)은 상기 워크를 반송하기 위해 상기 구동수단과 암부재를 연결하기 위한 위치설정모드 및 작업자가 상기 워크를 반송할 수 있도록 상기 구동수단으로부터 상기 암부재를 분리시키는 협조모드를 가지며, 상기 제어수단은 상기 구동수단에 연결된다.
본 발명의 제49의 태양에 따르면 종동장치와 더불어 이동하는 작업자는 협조모드와 위치설정모드의 각각의 장점을 선택적으로 이용할 수 있다.
더욱이 제4의 태양에 있어서, 본 발명의 제50의 태양에 따르면 상기 제6의 목적을 달성하기 위해서, 상기 제4조력암(A)은 종동장치(B)상에 장착되며, 임의의 위치에 상기 워크(D)를 반송하는 암부재(410, 416, 415), 중력과 상기 워크의 중량을 평형하는 중량 평형수단(412), 상기 암부재를 구동하는 구동수단(413, 417, 418, 420) 및 상기 암부재와 상기 구동수단을 상호 연결하는 클러치수단을 구비하며, 상기 제어수단(425, 419)은 반송경로가 교시된 경우 그 경로를 기억하는 메모리수단(457, 458) 및 위치설정모드를 선택하는 스위치수단(451)을 구비하며; 상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 상기 클러치수단을 온 시키고, 상기 구동수단을 제어해서 상기 메모리수단에 기억된 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하도록 위치설정모드로 설정되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우 상기 클러치수단을 오프하는 협조모드로 설정된다.
상기 제50의 태양에 따르면 스위치가 턴온되는 경우 조력암은 반송로봇 같은 역할을 하는 경우 위치설정모드로 되며, 반송위치에 도달한 경부 본래의 협조모드로 진입한다.
더욱이 제4의 태양에 있어서, 본 발명의 제51의 태양에 따르면 상기 제6의 목적을 달성하기 위해서, 상기 제4조력암(A)은 종동장치(B)상에 장착되며, 임의의 위치로 상기 워크(D)를 반송하는 암부재(410, 416, 415), 중력과 상기 워크의 중량을 평형하는 중량 평형수단(412), 상기 암부재를 구동하는 구동수단(413, 417, 418, 420) 및 상기 암부재와 상기 구동수단을 상호 연결하는 클러치수단을 구비하며, 상기 제어수단(425, 419)은 반송경로가 교시된 경우 반송경로를 저장하기 위한 메모리수단(457, 458), 위치설정모드를 선택하는 스위치수단(451) 및 장해물의 근접을 검출하는 센서수단(430)을 구비하며, 상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온되는 경우 상기 클러치수단을 온 시키고, 상기 구동수단을 제어해서 상기 메모리수단에 기억된 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하도록 위치설정모드로 설정되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우 또는 상기 센서수단에 의해 장해물의 근접이 검출된 경우 상기 클러치수단을 오프하는 협조모드로 설정된다.
상기 51의 태양에 따르면 조력암은 근처의 장해물이 검출된 경우 본래의 협조모드로 진입한다.
제49의 태양에 있어서, 본 발명의 제52의 태양에 따르면 상기 스위치수단은 핸드(415)에 설치된 조작판(419) 및 제어수단에 연결된 제어판(440)상에 설치된다.
제51의 태양에 있어서, 본 발명의 제53의 태양에 따르면 상기 제4조력암(A)은 비상스위치(453)를 구비하며, 상기 제어수단(425, 419)은 상기 비상스위치가 작동되는 경우 협조모드로 진입한다.
제4의 태양에 있어서, 본 발명의 제54의 태양에 따라 상기 제7의 목적을 달성하기 위해서, 상기 요구되는 서비스는 상기 워크에 대한 제1유극을 가지는 설치장소(706)에 상기 워크(702)를 고정하고, 상기 제5조력암은 상기 설치장소에 상기 워크를 위치설정하며, 상기 제1유극보다 큰 제2유극을 가지고 이동하는 암부재(506)를 포함하며, 제어수단(510)은 상기 워크를 이송하는 암부재가 상기 설치장소의 주변부에 도달한 경우 상기 협조모드로 진입한다.
본 발명의 제54의 태양에 따르면 작업자는 요구되는 서비스의 나머지(rest)를 완료하도록 암부재와 협조한다.
제54의 태양에 있어서, 본 발명의 제55의 태양에 따르면 상기 주변부는 간섭영역을 가진다.
이하 본 발명의 양호한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 기술한다. 유사한 부재에 대해서는 유사한 부호가 부여된다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 생산설비의 기능 블록도이다.
상기 생산설비는 도시 위치(metropolitan cite, P1)에 본체가 설치된 메인오피스(F1) 및 저가의(inexpensive) 지역 위치(P2)에 설치된 지역공장(F2)를 포함하고 있다.
상기 메인오피스(F1)는 관리부(F11), 작업부-1(F12) 및 옥상에 설치된 마이크로웨이브안테나(f1)를 포함하고 있다.
공장(F2)은 작업부-2(F21), 맨-머신부(F22), 자동기계부(F23)가 설치되며, 옥상에는 마이크로웨이브안테나(f2)가 설치된다.
상기 작업부-2(F21)과 맨-머신부(F22)사이에서는 위성컴퓨터(1)가 공통으로 이용되는데, 상기 컴퓨터는 미 도시의 메모리에 내장된 로봇 제어프로그램(1a) 및 안전제어프로그램(1b)을 갖고 있다.
상기 맨-머신부(F22)는 그 내부에 조작모드 선택스위치(2a)를 포함하는 터치판 타입 스위치보드를 구비한 제어판(2, 또는 조작모드 선택수단이라 함)을 설치하고 있다.
개방 플로어가 상기 맨-머신부(F22)와 자동기계부(F23)의 전 영역에 걸쳐 연속으로 연장된다. 상기 맨-머신부(F22), 자동기계부(F23)는 일점쇄선으로 도시된 경량 파티션(1ight-weight partition)에 의해 간단히 서로 분리될 수 있다. 플로어 상에는 이하 기술하는 개방 경계(R11a)를 가지고 주위에 형성된 간섭영역(R11)을 포함하는 무선 제어가능 로봇(R1)이 배선되는데, 인클로져(enclosure)를 가지지 않는 간섭영역(R11)으로의 침입자를 검출하는 무선 침입자 센서(3)를 구비하고 있다.
상기 로봇(R1)으로 들어가고 나가는 I/O데이터Dr은 상기 제어판(2) 및 침입자센서(3)의 데이터 D2, D3과 유사하게 상기 위성컴퓨터(1)에 인터페이스된다. 상기 위성컴퓨터(1)는 상기 메인오피스 (F1)에 공통으로 이용되는 호스트컴퓨터(4)와 상기 마이크로웨이브안테나(f1, f2)를 통해 통신한다. 상기 호스트컴퓨터(4)는 도시되지 않은 메모리에 저장된 제어프로그램(4a)을 갖는다. 제어프로그램(4a)은 로봇 제어프로그램(1a) 및 위성컴퓨터(1)의 안전제어프로그램(1b)을 구비한다. 상기 호스트 및 위성컴퓨터(4,1)는 위성컴퓨터(1), 제어판(2), 침입자센서(3) 및 호스트컴퓨터(4)로 이루어진 후술하는 안전제어시스템(C1)과 관련된 제어데이터 DC를 포함하며 그 데이터를 공통으로 이용하고, 보상적으로 처리한다.
도4는 상기 안전제어시스템(C1)의 필수부분의 기능 블록도로서,
상기 맨-머신부(F22)는 다른 것 들 사이에서, 그 내부의 위성컴퓨터(1), 조작모드선택스위치(2a), 침입자센서(3), 로봇(R1) 및 적어도 하나의 작업자(M)를 관찰한다. 상기 로봇(R51) 근처의 간섭영역은 보이지 않는다. 도4에 있어서, 상기 침입자센서(3)는 상기 작업자(M)에 의해 이송되는 무선송신기(30) 및 상기 로봇(R1) 상에 또는 그 근처 또는 그로부터 떨어져 위치하는 무선 수신기(31)를 구비한다.
상기 맨-머신부(F22)는 3 종류의 서비스를 요하는데, 작동(operation), 구동(driving), 디스플레이(display), 실행(performance), 명령(instruction) 등의 이동서비스, 위치설정(positioning), 반송(transfer), 리프팅(lifting), 스로잉(throwing), 디핑(dipping) 등의 취급서비스 및 처리(processing), 절단(cutting), 조립(assemblying), 패스닝(fastening), 웰딩(welding), 페인팅(painting) 등의 생산서비스의 3가지이다.
상기 로봇(R1)은 공장 (F2)내의 본 발명의 모든 실시예인 여러 협조 로봇, 협조장치중의 대표적인 것으로서, 상기 로봇은 상기 3가지의 서비스를 제공하도록 채용된다. 공지된 바와 같이 협조로봇은 채용된 구동력에 있어서, 협조장치와는 다르며, 상기 협조장치중 일부가 제2 또는 그 밖의 실시예에서 상세히 설명된다.
상기 로봇(R1)은 고체 또는 유체의 본체 상에서 이동(transfer), 정지(stand), 앉음(sit), 누음(lie), 회전(rotate), 선회(revolve), 스핀(spin), 트위스트(twist), 점프(jump), 비행(fly) 등을 할 수 있으며, 적어도 2차원적으로 이동할 수 있으며, 본 명세서에서는 "제1가동체" 또는 간단히 "가동체"라 한다.
상기 맨-머신부(F22)는 다른 가동체 즉 작업자(M)를 포함하는데, 다수일 수도 있으며, 이를 본 명세서에서는 집합적으로는 "제2가동체" 또는 간단히 "가동체"라 한다. 상기 제2가동체(M)는 하나 이상의 유능한 로봇 또는 협조장치로 대치될 수 있다.
상기 3종류의 서비스는 일반적으로 공통적, 중간적 또는 보통의 방식(또는 이를 제1방식이라 함)으로 제공되는 것이 요구되며, 때로 정교한 (즉 보다 세련되고/또는 복잡한 )또는 숙련된 방식(또는 이를 제2방식이라 함)으로 제공되는 것이 요구된다. 상기 방식사이의 고유한 차이는 보장될 수 있는 유극 내에 존재한다.
여기서, 임의의 경우 상기 제1가동체 (R1)는 강력하지만 통상의 기능을 가지며, 상기 제2가동체(M)는 덜 강력하지만 능숙하다. 환언하면 로봇(R1)은 동력 원조식이며, 상기 작업자(M)는 지능을 가진다.
다른 경우에 있어서, 상기 제1 및 제2가동체(R1, M)는 서로 다른 보통의 기능을 가지며, 보상의 방식으로 부가될 수 있다.
또 다른 경우에 있어서, 상기 제1가동체(R1)는 요구되는 레벨보다는 어느 정도 낮은 레벨로 정교하게 되어 심지어 숙련되지 않은 작업자(M)라도 상기 가동체(R1)가 요구되는 서비스를 제공하도록 지원할 수 있다.
다른 경우에 있어서, 상기 제1가동체(R1)는 요구되는 서비스를 제공할 만큼 충분히 정교하게 되어 상기 제2가동체(M)가 단순한 관찰자가 될 수도 있다.
또한 몇 경우에 있어서, 상기 제1가동체(R1)는 요구되는 서비스용으로 전용될 수 있도록 보다 정교한 기능을 가질 수 있으며, 여분의 협조 또는 명령서비스를 위한 허용범위를 가질 수 있으며, 또는 저가의 로봇이 협조 또는 명령 서비스용으로 제공되고, 상기 제2가동체(M)는 그 자신의 지원모션을 실행해서 요구되는 서비스를 제공하도록 상기 협조 또는 명령을 이용한다.
본 발명은 상기 처음 3가지 경우에는, 비교적 와일드한 제1가동체(R1)가 상기 제2가동체(M)와 협력해서 보다 정교한 서비스를 제공할 때 유리하며, 나중의 경우에 있어서, 비교적 러프(rough)한 제2가동체(M)는 상기 제1가동체(R1)와 협력해서, 정교한 서비스를 제공한다. 협력의 복합적인 예가 제2또는 그후의 실시예에서 상세히 기술된다. 제1실시예에 있어서, 상기 협력을 위한 안전제어시스템(C1)을 기술한다.
도4를 다시 참조하면, 로봇(R1)은 재생방식(playback manner)으로 비교적 와일드한 자동모션을 실행하며, 이어서 로봇제어프로그램(1a)은 초기데이터를 처리한다. 다음, 로봇(R1)은 작업자(M)의 교시를 수신하고, 이어서 로봇제어프로그램(1a)은 초기데이터를 처리하며 작업자(M)의 교시에 의해 교시된 새로운 데이터를 학습하고 상기 새로운 데이터로 이전의 오래된 데이터 부분을 갱신한다. 다음, 로봇(R1)은 정교하게 된 자동모션을 실행하며, 이어서 프로그램(1a)은 초기 데이터, 갱신된 데이터 및 교시 데이터의 조합을 처리한다. 그리고 로봇(R1)은 작업자(M)와 협력하며, 이어서 프로그램(1a)은 상기 초기 데이터와 상기 데이터의 조합 중 하나를 처리한다. 상기 학습에 있어서, 상기 프로그램(1a)은 자동적으로 재프로그램된 프로그램을 그 내부에 갖고 있다.
상기 자동모션은 제어시스템(C1)의 자동모드에서 실행된다. 교시 및 협조의 수신은 상기 제어시스템(C1)의 협조모드에서 실행된다.
상기 자동모드는 통상의 노동으로 할 수 없는 고속 및/또는 정확한 동작을 요하는 서비스를 상기 로봇(R1)이 제공하도록 선택된다. 협조모드는 로봇(R1)이 성능이 뛰어나지는 못해서 협조 서비스를 요하는 경우의 작업자(M)의 장점을 이용하기 위해 선택될 수 있다.
특히 예를 들면, 이동중인 차체를 따라서 차체에 고속으로 다수의 구멍을 뚫어야하는 경우 상기 로봇(R1)의 재생동작에 의해 구멍 뚫는 작업이 완전자동으로 행해지며, 상기 차체에 무거우면서 소프트한 또는 가요성 워크를 위치설정하면서 상기 구멍에 볼트나 나사를 써서 상기 워크를 고정하는 즉, 적절히 타이트하게 해야하는 경우 상기 워크는 위치설정을 위해 상기 로봇(R1)에 의해 클램프되며, 타이트하게 상기워크를 고정하는 것은 상기 작업자(M)에 의해 실행된다. 상기 워크는 변형되는 성향을 가져서 통상의 자동 로봇이 그러한 고정 역할을 하기는 어렵다.
상기 제어시스템(C1={1, 2, 3,4})은 간섭영역(R11)이 작업자(M)에 의해 침입되는 경우 상기 자동모드에서 상기 로봇(R1)의 모션을 정지시키는 이외에 상기 로봇(R1)을 제어하는데 이하 기술한다.
도4를 보면 상기 조작모드 선택스위치(2a)는 스위치보드 상에 설치된 하드웨어스위치 또는 소프트웨어스위치 혹은 상기 제어판(2)의 터치판 디스플레이를 구비하며, 자동모드와 협조모드간의 지원선택을 한다. 우수한 스위치는 안전제어프로그램(1b)내에 설치된다. 상기 제어판(2)의 제어회로는 상기 위성컴퓨터(1)로부터의 출력데이터D2o을 수용한다. 상기 제어판(2)상의 동작에 있어서, 데이터D2i는 상기 컴퓨터(1)에 입력되는데, 상기 스위치(2a)의 선택동작에 대한 데이터D21을 포함한다.
컴퓨터(1)는 송신기(30) 및 수신기(31)로 이루어진 침입자센서(3)에 필요한 데이터D3o을 출력하며, 그로부터 침입자 즉, 송신기 또는 식별되는 송신기 이송자(M)에 의해 상기 간섭영역(R11)의 침입을 나타내는 신호로서 간헐적 데이터를 포함하는 관련데이터D3i를 입력받으며, 상기 작업자(M)의 예상침입에 대한 결정은 상기 간헐적인 데이터가 후술하는 방식으로 처리된 후에 상기 컴퓨터에서 행해진다.
상기 침입자센서(3)는 작업자(M)가 이송하는 송신기(30) 및 상기 맨-머신부(F22)의 영역 또는 스페이스의 각각의 분할영역을 맡고있는 3개의 수신기로 이루어진 조합; 상기 맨-머신부(F22)의 플로어 영역에 놓여있거나 또는 각각의 고정 또는 가동벤치, 스탠드, 스테어(stair) 또는 계단(step)상에 놓여있는 감지성 매트부재(sensible matt member)의 2차원 기본매트릭스 또는 조합 혹은 그 기본매트릭스의 2차원 매트릭스; 상기 맨-머신부(F22)의 스페이스 또는 영역내에 배치된 광전 센서소자의 2차원 또는 3차원 기본어레이 또는 조합 혹은 그러한 기본어레이의 조합 또는 2차원 또는 3차원어레이; 및/ 또는 그들의 조합으로 될 수 있음을 알 수 있다.
상기 수신기(31)는 작업자(M)의 위치를 디스플레이 또는 인식할 수 있으며, 상기 수신기의 관찰자는 상기 제어판(2)에서의 조작자에게 예상침입이 있음을 통지하며, 상기 관찰자 자신이 그러한 조작자가 될 수 있다.
2차원으로 배열된 3개의 수신기(31)를 이용함에 있어서, (x1,y1), (x2,y2), (x3,y3)를 절대좌표시스템에서 상기 수신기 위치의 좌표로 하고, L1,L2,L3이 상기 작업자(M)에 의해 이송되는 송신기(30)의 위치(x,y)와 상기 각각의 수신기 위치사이의 거리로 하면, 상기 거리가 해당 전파(radio wave)의 강도에 의해 결정되므로 다음의 3식이 성립한다.
Figure pat00060
이중 임의의 두 식이 많아야 두개의 작업자위치에 대해 해결될 수 있으며, 이 중 적어도 하나의 식은 나머지 식을 이용하여 작업자위치로서 선정된다.
레이더 또는 하나 이상의 방향감지성 무선 수신기는 상기 제1 및 제2가동체가 되는 복수의 송신기 이송자의 각각의 위치를 검출할 수 있다.
상기 감지성 매트부재의 매트릭스의 이용에 있어서, 각각의 매트부재는 식별된 그 커버영역의 위치를 가지며, 스레숄드(threshold)를 초과하는 부하(load)가 식별된 작업자(M) 또는 미확인 물체(즉 다른 id를 가지는 작업자 또는 외부인 또는 물체)에 의해 매트부재에 가해지는 경우 상기 매트부재는 한 쌍의 x, y방향의 스캔라인(scan line) 모두에 또는 어느 것에 송신 가능한 한 쌍의 신호, 또는 시분할의 시리얼(serial) 스캐너에 송신할 수 있는 전기, 기계적 또는 광학적신호를 발생 또는 차단함으로써 그 식별이 가능한 방식으로 검출신호를 출력한다.
광전센서소자 어레이의 이용에 있어서, 각각의 센서소자는 광 또는 레이저의 방향성 빔을 조사하는 프로젝터 및 상기 빔의 수신을 광전적으로 감지하는 수신기의 조합으로 구성된다. 상기 빔은 그 주위의 식별된 선대칭의 공간존을 커버하며, 상기 존은 식별 가능한 공간영역의 전체를 협조적으로 커버하는 하나 이상의 인접한 빔의 각각의 존과 부분적으로 오버랩 된다. 상기 빔의 수신이 식별된 작업자(M) 또는 미확인된 물체(비행물을 포함)에 의해 인터럽트되는 경우 상기 수신기는 감지성 매트부재의 경우와 유사한 방식으로 스캔되며, 그 식별이 가능한 검출신호를 출력한다.
상기 간섭영역(R11)은 상기 로봇(R1)이 이동하는 경우 고유하게 시간에 따라 가변되며 상기 로봇이 관련 좌표시스템에서의 제 위치에 고정된 고정부를 가지는 경우 가변되지 않을 수 있는데, 여기서 허용가능 모션영역은 고정되거나 시간에 따라 가변될 수 있다.
이러한 점에 있어서, 감지성매트부재 또는 광전센서소자는 제한된 비용으로 침입자(M)의 검출을 보장하기 위해 도4에 사선으로 도시한 바와 같이 상기 간섭영역(R11)의 전체를 각각 커버하도록 이격되어 배열되거나 펼쳐(spread over)질 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 감지성 매트부재는 상기 간섭영역(R11)이 가변되는 경우 다시 펼쳐질 수 있다. 상기 광전센서는 어느 정도 재배치될 수 있다.
무선센서(30+31)는 작업자위치의 정확한 인식 및 상기 간섭영역(R11)의 변화에 대해 탄력적으로 적응할 수 있다. 상기 적응을 위해 가변영역(R11)의 경계(R11a)의 정의가 재 펼침(re-spreading) 또는 재배열을 필요로 하는 광전 센서소자 또는 감지성 매트부재와는 대조적으로 간단하게 될 수 있다.
섬처럼 별개로 위치하는 복수의 간섭영역(R11)을 가지는 경우에 있어서, 식별된 감지성 매트부재 또는 광전센서소자에 대응하는 수의 그룹이 상황에 따라 정의된 위치에 걸쳐 펼쳐지거나 또는 재배열될 수 있다.
상기 안전제어시스템(C1)은 어느 그룹의 어느 부재 또는 소자가 검출신호를 송신하는 지를 결정하도록 상기 검출신호를 처리한다.
무선센서(30+31)의 사용에 있어서, 상기 제어시스템(C1)은 고립된 간섭영역(R11)의 경계(R11a)에 대한 좌표데이터를 그 내부에 갖고 있으며, 상기 영역의 간헐적인 레이아웃(lay out)에의 적응을 위해 지원선택을 할 수 있다.
도5는 상기 제어시스템(C1)의 주제어 동작의 플로우차트로서, 결정단계S1에서 상기 조작모드선택스위치(2a)에 의해 자동모드가 선정되는지가 결정된다.
상기 자동모드가 선택되면 제어의 흐름은 단계S2로 진행하고 여기서 컴퓨터(1)는 작업자(M)의 현재의 위치를 검사함으로써 식별된 간섭영역(R11)으로의 식별된 작업자(M)의 침입을 검출하도록 상기 침입자센서(3)로부터 입력데이터D3i의 모니터링을 개시한다. 그러면 단계S3에서 상기 작업자(M)가 상기 간섭영역(R11)에서 검출되는 지가 판단된다. 작업자(M)가 거기에서 검출되면 단계S4로 진행해서 로봇(R1)의 관련 동작을 재빨리 정지시킨다.
자동모드가 검출되지 않으면 즉, 단계S1에서 협조모드가 선택되면 흐름이 단계S5로 진행하고, 여기서 컴퓨터(1)는 상기 침입자센서(3)로부터 해당검출신호의 입력을 인터럽트해서 상기 작업자(M)의 침입을 위해 검사를 인터럽트한다. 즉, 상기 간섭영역(R11)의 소거를 실시해서 작업자(M)가 상기 간섭영역(R11)에 자진으로 들어가거나 및 나갈 수 있어서 상기 로봇(R1)과 지원협조가 행해진다.
상기의 제어흐름은 식별된 작업자(M)와 식별된 간섭영역(R11)과의 각각의 조합을 위해 수행되도록 프로그램된다.
간섭영역이 미확인 물체에 의해 침입되면 상기시스템(C1)은 협조모드에서도 로봇(R1)의 모든 관련 동작을 즉시 정지시킬 수 있다. 상기의 침입은 무선센서(30+31) 및 감지성매트부재의 매트릭스 또는 광전센서소자의 어레이의 조합으로 검출될 수 있다.
특히 관찰자가 외부 물체를 주시하고, 맨-머신부(F22)와 자동기계부(F23)의 조합의 전체가 식별된 사람 및 식별된 가동체의 진입을 허용하는 인클로져에 의해 폐쇄된 경우, 상기 안전제어시스템(C1)은, 상기 침입자가 송신기 또는 트랜스폰더(transponder)를 갖고 있어서 무선센서의 단순한 이용으로 대처할 수 있으므로 침입자(관찰차를 포함해서)의 각각의 위치를 인식할 수 있다.
그러나 상기 맨-머신부(F22)와 자동기계부(F23)를 폐쇄하는 인클로져나 관찰자가 없는 경우, 상기 안전제어시스템(C1)은 무선 센서에 부가하여 감지성 매트부재 및/또는 광전센서소자를 바람직하게 채용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 생산설비(R1)의 자동모드의 작동 시, 간섭영역(R11)으로의 작업자(M)의 침입이 검출될 수 있다. 그러나 이 경우 동작이 정지된다. 따라서 자동모드에 있어서, 작업자가 간섭영역을 침입하는 경우에도, 작업자 및 설비가 안전하게 유지된다. 한편 협조모드에서의 작동 중 작업자는 필요한 경우 간섭영역의 생산설비와 협조하는 것이 허용된다. 더욱이 자동 및 협조모드에 있어서, 상기 간섭영역으로의 작업자의 침입의 금지 및 허용간의 중간의 선택이 가능하여 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또한 생산설비(R1) 근처의 임의의 영역이 간섭영역(R11)으로 설정될 수 있다. 이 경우 또한 상기 간섭영역(R11)으로의 작업자(M)의 침입의 검출에 의해 생산설비의 자동모드에서의 가동이 중단되는 한편, 그 협조모드에서는 가동이 허용된다.
도6 및 7A, 7B는 상기 안전제어시스템C1이 어떻게 식별된 제1가동체(R1(=50+60(i)))의 간섭영역(R11(=R53)) 및 식별된 제2가동체(M(=70(j)+80(k)))에 의한 그로의 침입을 인식할 수 있는지를 기술하는데,
이 도면에 있어서, 참조부호 50은 식별된 가동 마스터장치, 60은 일련의 {60(i)}의 가동슬레이브부재(60(i)(i=1,2. . .).)를 나타내는데 그 각각은 상기 마스터 장치(50)에 부착된 워크 취급부재와 등록된 워크의i번째 식별된 하나의 일체적인 가동조합으로 식별되며, 70은 가동물체(70(j)(j=1,2 . . .))의 그룹{70(j)}이며, 그 각각은 등록된 작업자(M)(또는 때로 우수한 장치)중 j번째 하나로서 식별가능하며; 80은 일련{80(k)}의 툴부재(80(k)(k=1,2 . . .))로서 각기 등록된 툴부재 중 k번째 하나로서 식별가능하며;90 및 91은 좌우의 파티션부재로서 그 사이에서 맨-미신부(F22)가 상기 자동기계부(F23)와 통신할 수 있다.
상기 마스터장치(50)는 각종의 명백히 고정된 부재와 이동부재를 구비하는데, 요구되는 서비스가 정의된 경우 상기 가동마스터장치(50)는 필수적으로, 그 대표중심(이하 "제1중심"라 함)에서 절대좌표시스템에서의 마스터장치(50)의 변위와 이동하는 3차원좌표시스템에서 정의된 임의의 지점에 고정된 대표 고정부재(51) 및 최외각단(52a)이 미도시의 제1의 명백한 "구체(sphere)" 또는 "입체섹터(solid sector)"(이하 상기 구체 및 입체섹터는 이해를 위해 대응 "원"으로 집합적으로 표시되는데 이 경우는 "제1원"으로 됨)를 도시하는 제1가동부재(52)를 구비하는데, 상기 마스터장치(50)의 모든 해당부재는 이동 가능하며, 이때 제1가동부재(52)는 해당 입체각에서 상기 제1중심 주위에서 회전가능한 최장의 부재를 나타내며, 상기 이동좌표시스템의 마스터장치의 가능한 모션(motion)의 인벨로프(envelope)는 상기 제1원 범위 내에 있다. 도6의 실시예에 있어서, 관련 입체각은 상기 제1중심 상에서 서로 교차하며, 상기 좌우 파티션부재(90,91)의 좌우의 대향면을 따라 연장하는 한 쌍의 수직의 평면에 의해 형성되는 입체각과 평면적으로 일치한다. 이하에서는 해당 입체각에 대한 설명이 제시된다.
상기 식별된 마스터장치(50)는 예를 들면 정(+) 측에서 10㎜ 또는 그에 가까운 값을 가지고 그 내에서 상기 최외각단(52a)이 상기 제1원 내외측에서 간헐적으로 스윙하게 되는 식별된 제1유극(α1)을 가지며, 또한 상기 마스터장치(50)는 상기 안전제어시스템(C1)의 데이터처리속도, 상기 마스터장치(50)의 응답시간 및 무관한(unconcerned) 워크인 해당부재 또는 부분의 가능한 이동을 고려한 프리셋(preset) 제1 허용범위(β1)를 갖는다.
상기 제어시스템C1은 마스터장치(50)를 그 고정단부에서 제1중심에 고정되고 그 중심 주위에서 자유회전 가능한 제1반경벡터로서 인식하는데, 제1반경(VO)은 상기 제1원의 반경, 상기 제1유극 (α1) 및 제1허용범위(β1)의 합과 같으며, 상기 장치(50)의 모션영역(R50a)은 상기 제1벡터의 자유단부가 그리는 원(R50a) 내의 임의의 영역으로서 인식한다.
상기 슬레이브부재(60(i))는 그 임의의 점(61(i))(이하 제2중심이라 함)에서 상기 제1부재(52)의 임의의 점(52b)으로 상기 제1원의 반경보다 짧고 제1중심으로부터 거리(L50)로 회전 가능하게 고정되어 상기 슬레이브부재(60(i))의 최외각단(62(i))이 상기 제2중심(52b)주위의 미 도시의 제2원을 그리게 된다.
상기 식별된 슬레이브부재(60(i))는 예를 들면 10㎜ 또는 정(+)측에서 근사치를 가지고, 그 내에서 상기 최외각단(62(i))이 상기 제2원의 내외측에서 간헐적으로 스윙하게 되는 식별된 제2유극(α2)을 가지며, 또한, 상기 슬레이브부재(60(i))는 상기 안전제어시스템(C1)의 데이터처리속도, 상기 마스터장치(50)의 응답시간 및 해당부재 또는 부분의 가능한 이동을 고려한 프리셋 제2허용범위(β2)를 갖는다.
상기 제어시스템(C1)은 슬레이브부재(60(i))를 그 고정단부에서 상기 제2중심 쪽에 고정되고, 그 중심주위에서 자유 회전가능한 제2 반경벡터로서 인식하는데, 제2반경(X(i))은 상기 제2원의 반경, 상기 제2유극(α2) 및 제2허용범위(β2)의 합과 같으며, 상기 슬레이브부재(60(i))의 모션영역(R60(i))은 상기 제2벡터의 자유단부가 그리는 원(R60a(i)) 내의 임의의 영역으로서 인식한다.
그러면 상기 제어시스템(C1)은 상기 거리(L50)와 상기 제2반경(X(i))의 합과 상기 제1반경(VO)을 비교한다.
전자의 L50+X(i)가 후자의 VO보다 큰 경우 상기 제어시스템C1은 상기 식별된 마스터장치(50)와 식별된 슬레이브부재(60(i))의 조합을 그 고정단부에서 상기 제1중심에 고정되며, 상기 중심주위에서 자유 회전가능한 제3반경벡터로서 인식하는데, 제3반경(V(i))은 거리(L50), 상기 제2원의 반경, 상기 제1유극(α1)과 제2유극(α2)의 합과 동일한 유극(α ) 및 제1허용범위(β 1)와 제2허용범위(β 2)의 합과 동일한 허용범위(β )의 전체 총합과 같으며, 상기 조합(50+60(i))의 모션영역(R51)을 상기 제3벡터의 자유단부가 그리는 원(R51a) 내의 임의의 영역으로 인식한다.
상기 합L50+X(i)가 상기 제1 반경VO보다 짧거나 동일한 경우, 상기 제어시스템(C1)은 마스터장치(50)와 슬레이브부재(60(i))의 조합을 상기 제1반경벡터와 동일한 제3 반경벡터로서 인식하여 V(i)=VO, α =α1,그리고 β =β1 그리고 상기 장치(50)의 모션영역(R50)을 상기 조합(50+60(i))의 모션영역으로 인식한다.
따라서, 안전제어시스템(C1)은 상기 장치(50)와 부재(60(i))의 조합을 상기 장치(50)의 최장 부재(52)의 부분 또는 i 번째 식별된 워크의 부분이 도달하는 최외각 가능위치점(far-most potential point)과 상기 제1중심사이의 거리와 같은 반경을 가지는 제3반경벡터로서 인식한다. 상기 슬레이브부재(60(i))의 워크 취급부재가 상기 최장부재(52)에 의해 이송되는 경우 상기 제3반경벡터는 일반적으로 상기 제1반경벡터와 달라서, V(i)≠ VO 가된다. 워크가 취급되지 않는 경우 상기 제3반경벡터는 상기 제1반경벡터와 동일하게되어 V(i) =VO가된다.
상기 안전제어시스템(C1)은 작업자가 앉고 눕는 위치에 있어서, 높이 및 핑거(finger)끝의 도달부 그리고 특정의 경우에 있어서, 송신기(30)의 위치와 20개 핑거의 끝 사이의 거리 중 가장 긴 거리 또한 작업자가 암(arm)과 핑거(finger)를 뻗친 상태로 플로어 상에 쭉 뻗게되는 경우의 전체길이 등과 같은 j번째 식별된 작업자(70(j))의 물리적 특성에 대한 데이터를 그 내부에 갖고 있다.
상기 제어시스템(C1)은 또한 핑거 끝의 도달부를 포함하는 선택된 물리적 특성과 요구되는 서비스의 종류를 고려하여 상기 작업자(70(j))에 대해 구해진 제1서비스원(service circle) 뿐만 아니라 상기 요구되는 서비스의 종류를 고려하여 필요한 탈출용(escape)으로 프리세트된 제1예상허용범위(
Figure pat00061
1)(first probable allowance)에 의거한 데이터를 포함한다.
상기 시스템(C1)은 작업자(70(j))를 그 고정단부에서 피트(feet)사이의 플로어상의 중심점(이하 "푸트(foot)부"라 함)에 고정되며, 상기 중심점주위에서 자유회전가능한 제4 반경벡터로서 인식하는데, 제4반경(Y(j))은 상기 제1 서비스원의 반경, 제1예상허용범위(
Figure pat00062
1)의 합과 같으며, 작업자(70(j))의 모션영역(R70(j))을 상기 제4벡터의 자유단부가 그리는 원(R70a(j)) 내의 임의의 영역으로 인식한다.
상기 제어시스템(C1)은 아우트라인(outline) 치수, 그립 또는 취급위치 및 높이로부터의 회전낙하범위 그리고 특정의 경우에 있어서, 상기 부재(80(k))가 플로어상에 떨어지는 경우에 펼쳐지는 범위 등과 같은 k번째 식별된 툴부재(80(k))의 기술적인 특징에 대한 데이터를 그 내부에 저장하고 있다.
상기 시스템(C1)은 또한 상기 취급위치로부터 최외각단까지의 거리, 낙하범위 및 요구되는 서비스의 종류를 포함하는 선택된 기술적 특징을 고려하여 부재(80(k))에 대해 구해진 제2 서비스 원 뿐만 아니라 상기 요구되는 서비스의 종류를 고려하여 바람직하지 못한 접촉을 회피하도록 프리세트된 제2예상허용범위(
Figure pat00063
2)(second probable allowance)에 관한 데이터를 포함한다.
상기 시스템(C1)은 툴부재(80(k))를 그 고정단부에서 취급점(이하 "핸드부"라 함)에 고정되며, 그 주위에서 자유 회전가능한 제5 반경벡터로서 인식하는데, 제5반경(Z(k))은 상기 제2 서비스원의 반경, 제2예상허용범위(
Figure pat00064
2)의 합과 같으며, 부재(80(k))의 모션영역을 상기 제5벡터의 자유단부가 그리는 원(R80a(k)) 내의 임의의 영역으로 인식한다.
그러면 상기 제어시스템(C1)은 상기 푸트부, 핸드부와 제5반경Z(k)사이의 수평거리의 합과 상기 제4반경(Y(j))을 비교한다.
전자가 후자Y(j)보다 크면 상기 제어시스템(C1)은 상기 식별된 작업자(70(j))와 상기 식별된 툴부재(80(k))의 조합을 그 고정단부에서 푸트부에 고정되며, 상기 그 주위에서 자유 회전가능한 제6 반경벡터로서 인식하는데, 제6 반경(W(j,k))은 상기 푸트부로부터 상기 암부까지의 수평거리, 상기 제2서비스원의 반경, 제1예상 허용범위(
Figure pat00065
1)과 제2예상허용범위(
Figure pat00066
2)의 합과 동일한 허용범위(
Figure pat00067
)의 전체 합과 같으며 상기 조합(70(j)+80(k))의 모션선영역(R71k)을 상기 제6벡터의 자유단부가 그리는 원(R71a(k)) 내의 임의의 영역으로 인식한다.
상기 수평거리와 상기 제5반경(Z(k))의 합이 상기 제4반경(Y(j))보다 짧거나 동일하면, 상기 제어시스템(C1)은 작업자(70(j))와 상기 툴부재(80(k))의 조합을 상기 제4반경벡터와 동일한 제6 반경벡터로서 인식하여 W(j,k)=Y(i),
Figure pat00068
=
Figure pat00069
1으로 되고, 작업자(70(j))의 모션영역(R70(j)) 및 상기 조합(70(j)+80(k))의 모션영역으로 인식한다.
따라서, 안전제어시스템C1은 작업자(70(j))와 툴부재(80(k))의 조합을 상기 푸트부와 j 번째 식별된 작업자(70(j)) 또는 k번째 식별된 툴부재의 부분이 도달하는 최외각 위치점 사이의 거리와 동일한 반경을 가지는 제6반경벡터로서 인식한다. 요구되는 서비스가 놓여있는 위치를 요하지 않는 한 상기 제6반경벡터는 상기 제4반경벡터와 달라서 W(j.k)≠ Y(j)로 된다. 툴부재가 취급되지 않는 한 상기 제6반경벡터는 상기 제4반경벡터와 동일하여 W(j,k) = Y(j)가된다.
상기 툴부재는 워크임을 알 수 있다.
도6에 도시한 바와 같이, 상기 제어시스템(C1)은 그와 관련된 좌표시스템으로부터 반경(V(i))의 제3반경벡터와 관련된 좌표시스템으로 상기 반경(W(j,k))의 제6반경벡터를 치수적으로 동일하게 맵(map)하며, 상기 벡터들은 그 고정단부사이의 거리가 그 반경(V(i)) 및 반경(W(j,k))의 합(V(i,j,k))보다 작은 경우 서로 간섭한다.
따라서 상기 제어시스템(C1)은 그 고정단부에서 상기 제1중심에 고정되며, 그 주위에서 회전가능하고 상기 합(V(i,j,k))과 동일한 반경을 갖는 제7반경벡터로 인식하며; 제7반경벡터의 자유단에 의해 그려지는 원(R53a)내의 영역을 상기 식별된 장치(50)와 상기 식별된 작업자(70(j))사이의 간섭영역(R53)으로 인식한다.
또한, 상기 제어시스템(C1)은 제1 가동체(R1)를 이동좌표시스템내의 제3반경벡터로서 인식하고, 제2가동체(M)를 다른 이동좌표시스템의 (작업자를 나타내는) 제6반경벡터로서 인식하는데, 상기 벡터는 상기 좌표시스템에서 (다른 장치를 나타내는) 다른 제3반경벡터로 인식될 수 있다.
상기 제6반경벡터가 반경(Y(j))의 제4반경벡터와 동일한 경우, 상기 제7반경벡터는, 그 고정단부에서 상기 제1중심에 고정되며 그 주위에서 회전가능하며, 제3반경(V(i)) 및 제4반경(Y(j))의 합(V(i,j))과 같은 반경을 가지는 제8 반경벡터와 동일하게되며, 상기 제8반경벡터의 자유단에 의해 기술되는 원(R52a)내의 영역은 상기 식별된 장치(50)와 상기 식별된 작업자(70(j))사이의 간섭영역을 구성한다.
더욱이, 상기 제3반경벡터가 반경(VO)의 제1반경벡터와 동일한 경우, 상기 제8반경벡터는 그 고정단부에서 상기 제1중심에 고정되며 그 주위에서 회전가능하며, 제1반경VO 및 제4반경Y(j)의 합과 같은 반경을 가지는 미 도시의 제9 반경벡터와 동일하게되며, 상기 제9반경벡터의 자유단에 의해 기술되는 원내의 영역이 상기 식별된 장치(50)와 상기 식별된 작업자(70(j))사이의 간섭영역을 구성한다.
환언하면 상기 제1실시예에 따르면, 상기 제1가동체(R1(=50+60(i)))는 그 제1유극(α )과 그 제1허용범위(β )를 포함하여 그 주위에 형성된 제1모션영역(R51)을 가지며, 상기 제2가동체(M(=70(j) + 80(k)))는 제2허용범위(
Figure pat00070
)를 포함하여 그 주위에 형성된 제2모션영역(R71(k))을 가지며, 제1제어수단(1,3,4)은 상기 제1과 제2모션영역이 서로 간섭하는 간섭영역(R53)을 인식하며 상기 간섭영역과 상기 제2모션영역 사이의 교차부를 검지하고, 검출신호를 제공하도록 상기 검출된 교차에 응답하는 안전제어수단(1b,3)을 구비한다.
따라서, 제1모션영역은 제1허용범위로 제1가동체의 고유모션 및 완화된 유극(relaxed clearance)을 커버하게 되며, 제2모션영역은 제2허용범위로 제2가동체의 고유모션 및 완화된 유극을 커버한다.
더욱이, 상기 제1가동체(50)는 그 대표부(51)에 고정된 제1중심주위에서 회전가능한 제1부재(52)를 구비하며, 그 최외각단부(52a)가 제1아크(R50a-α 1-β 1)를 그리며, 상기 제1모션영역(R50)은 제1아크에 의해 정의되는 제1고유범위와 (존(zone)으로서의)유극의 제1소부분(α 1) 및 (존으로서의)허용범위의 제1소부분(β 1)의 제1합을 포함한다.
또한, 상기 제1가동체(50)는 상기 제1아크(R50a-α 1-β 1)내측의 제1부재(52)에 고정된 제2중심(52b)주위에서 회전가능한 제2부재(60(i))를 구비하며, 그 최외각 단부(62(i))는 제2아크(R60a(i)-α 2-β 2)를 기술하며, 상기 제1모션영역(R51)은 제1합(R50)과; 제2아크에 의해 정의되는 제2고유범위, 유극의 제2소부분(α 2) 및 허용범위의 제2소부분(β 2)의 제2합(R60(i))을 포함한다.
또한 제2부재(60(i))는 상기 제2중심(52b)주위에서 회전가능한 제3부재 및 제3부재가 취급하는 워크를 포함하며, 상기 워크는 상기 제2부재의 최외각단(62(i))으로서 그 자유단을 가진다.
또한, 상기 제2가동체(70(j))는 푸트부로서 제3중심 주위에서 하강할 가능성을 가지는 가요성 본체(70(j))를 포함하는데, 그 암부분은 제1원(R70a(j)-
Figure pat00071
1)상에 핑거 단부가 놓이도록 핑거단을 뻗으며; 상기 제2모션영역(R70(j))은 제1원에 의해 정의되는 제1예상영역 및 허용범위의 제1예상소부분(
Figure pat00072
1)의 제3합을 포함한다.
또한 제2가동체(M)는 제2원(R80a(k)-
Figure pat00073
2)내의 가요성본체(70(j))의 핸드부로서 제4중심주위에서 회전하강의 가능성을 가지는 툴부재(80(k))를 구비하며, 상기 제2모션영역(R71(k))은 제2원에 의해 정의되는 제2예상영역 및 허용범위의 제2 예상소부분(
Figure pat00074
2)의 제4합과 상기 제3합(R70(j))의 전체 합을 포함한다.
이하 도8내지 15를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 궤적제한 기능을 가지는 조력암에 대해 이하 기술한다.
도8은 상기 조력암의 측면도이고 도9는 그 상면 도이다.
도8 및 9에 도시한 바와 같이 상기 조력암은 베이스 필라(base pillar,110)상에 장착된다. 상기 조력암은 필라(110)상의 받침대주위에서 수직으로 스윙(swingable) 가능한 Z-축 암(120), 상기 Z-축 암(120)의 일단에 고정되며, 상기 Z-축 암(120)상의 받침대 주위에서 수평으로 회전가능한 A-축 암(130), 상기 A-축 암(130)의 일단에 고정되며 상기 Z-축 암(120)의 받침대상에서 수평으로 회전가능한 B-축 암(140) 및 상기 B-축 암(140)의 일단에 회전 가능하게 고정된 (C-축) 핸드(hand,150)를 구비한다.
상기 조력암은 또한 미 도시의 중량평형 메카니즘을 구비하여 핸드(150)에 의해 클램프된 워크가 평형중량(balanced weight)을 가져서, 상기 워크가 무거운 경우에도 작업자가 워크를 반송하기 위해 가벼운 힘만을 부가하면 된다.
상기 조력암의 각 암 고정부에는 제한부재로서 한 쌍의 기계적 스토퍼와 회전위치검출수단으로서 암 위치검출인코더가 설치된다.
도8에 도시한 바와 같이 상기 베이스 필라(110)와 Z-축 암(120)사이의 연결부에서 각도전개(angular development) 및 Z-축을 따르는 복귀제한(return limiting)을 위해 한 쌍의 기계적 스토퍼(122,124)가 각각 설치되며, 이 스토퍼(122, 124)는 그 사이에서 상기 Z-축 암(120)의 스윙범위의 제한을 위한 그 설정위치를 가진다. 상기 Z-축 전개제한 기계적 스토퍼(124)의 위치는 모터(126)로 조정가능하며, 상기 Z-축 복귀제한 기계적 스토퍼(124)의 위치는 모터(128)로 조정할 수 있다.
도9의 상기 Z-축 암(120)과 A-축 암(130)사이의 연결부는 A-축 전개제한 기계적 스토퍼(132)와 A-축 복귀제한 기계적 스토퍼(134)가 설치되는데, 이 스토퍼는 그 사이에서 상기 A-축 암(130)의 회전범위의 제한을 위한 그 설정위치를 가진다. 상기 A-축 전개제한 기계적 스토퍼(132)의 위치는 모터(136)로 조정가능하며, 상기 A-축 복귀제한 기계적 스토퍼(134)의 위치는 모터(138)로 조정할 수 있다.
상기 B-축 암(140)과 A-축 암(130)사이의 연결부에는 B-축 전개제한 기계적 스토퍼(142)와 B-축 복귀제한 기계적 스토퍼(144)가 설치되는데, 이 스토퍼는 그 사이에서 상기 B-축 암(140)의 회전범위의 제한을 위한 그 설정위치를 가진다. 상기 B-축 전개제한 기계적 스토퍼(142)의 위치는 모터(146)로 조정가능하며, 상기 B-축 복귀제한 기계적 스토퍼(144)의 위치는 모터(148)로 조정할 수 있다.
상기 B-축 암(140)과 C-축 핸드(150)사이의 연결부에는 C-축 전개제한 기계적 스토퍼(152)와 C-축 복귀제한 기계적 스토퍼(154)가 설치되는데, 이 스토퍼는 그 사이에서 상기 핸드(150)의 회전범위의 제한을 위한 그 설정위치를 가진다. 상기 C-축 전개제한 기계적 스토퍼(152)의 위치는 모터(156)로 조정가능하며, 상기 C-축 복귀제한 기계적 스토퍼(154)의 위치는 모터(158)로 조정할 수 있다.
상기 Z-축 암(120)은 그 스윙축(swing axis)을 가지며, 여기서 후술하는 (도10) 암 위치 검출인코더(120e)가 Z-축 상기 암(120)의 스윙위치의 검출을 위해 설치되며, 상기 A-축 암(130)의 회전축에는, A-축 암(130)의 회전위치의 검출을 위한 암 위치검출인코더(130e, 도13)가 설치되며, 상기 B-축 암(140)의 회전축에는, 상기 B-축 암(140)의 회전위치의 검출을 위한 암 위치검출인코더(140e, 도13)가 설치된다. 상기 핸드(150)의 회전축에는, 상기 핸드(150)의 회전위치 검출을 위한 암 위치검출인코더(150e, 도13)가 설치된다. 상기 암 위치검출인코더(120e-150e)는 그 검출 값을 제공하여 워크반송위치가 연산된다.
도10은 상기 Z-축 암(120)을 위한 상세한 기계적 스토퍼(122, 124)를 도시한다.
도10 에 도시한 바와 같이 쌍으로 된 스토퍼(122, 124)는 해당 암(이 경우에는 120)의 회전축(파선)주위에서 회전가능한 풀리(pulley) 구동회전부재(160, 162)에 고정되며, 상기 암(120)과 접촉하는 부분에 파손 등의 손상에 대비해서 상기 스토퍼(122, 124)를 보호하기 위해 충격 흡수부(123, 125)를 가진다. 상기 회전부재(160, 162)는 회전을 위해 풀리를 경유하여 Z-축 전개제한 제어모터(126) 및 Z-축 복귀제한 제어모터(128)에 의해 구동된다. 상기 제어모터(126, 128)는 그 회전각을 검출하도록 그 내부에 후술하는 인코더(126e, 128e)를 구비한다.
전술한 바와 같이 상기 Z-축 암(120)의 회전축은 그 회전각을 검출하는 인코더(120e)를 구비한다.
도11은 허용가능 모션영역(R11a+R11b+R11c)을 포함하는 루트를 따라 이동하는 조력암의 평면도로서, 상기 Z-축 암(120)의 수직 스윙모션이 제한되는 경우 필수적으로 3차원으로 되는 모션영역의 수평영역이 도시된다.
영역(R11a)으로부터 영역(R11b)으로의 사이에 상기 핸드에 의해 클램프된 워크가 좁은 길을 따라 반송되며, 여기서 상기 워크는 상기 기계적 스토퍼에 의해 설정된 위치로 규정되는 도시된 좁은 영역내에서 이동할 수 있으며, 작업자가 밀거나 당겨도 밖으로 이동하지 않는다. 상기 영역(R11b)으로부터 영역(R11c)으로 이어지는 길을 따르는 반송에 있어서, 상기 워크는 상기 기계적 스토퍼가 상기 영역(R11a)내지 (R11b)사이의 영역보다 위치를 넓게 설정하는 경우 도시된 넓은 영역내에서 이동 가능하다. 상기 허용가능 모션영역은 상기 기계적 스토퍼의 설정위치를 변경함으로써 가변되며, 상기 영역밖에 있는 장해물에 대한 주의를 기울이지 않고 작업자가 상기 모션영역을 따라 워크를 안전하게 이동할 수 있도록 적절히 설정된다.
도12A는 핸드(150)용으로 제공되는 지역제어기(170)의 정면도이며, 도12B는 상기 조력암에 접속된 제어판(180)의 정면도이다.
도12A의 제어기(170)는 작업자의 편의를 위한 장소에 놓여지며, 워크의 반송위치를 (메모리 내에)저장하도록 후술하는 교시모드를 위해 가압되는 명령 또는 교시버튼(172)과, 조작 또는 교시의 개시 시에 원래의 위치로 각각의 암을 설정하도록 가압되는 마스터링 버튼(174)을 구비한다.
상기 제어판(180)은 교시모드와 운전모드사이의 선택을 위한 조작모드선택스위치(182) 및 작동을 준비하기 위한 상태로 진입하는 운전준비스위치(183), 상기 운전준비상태를 취소하는 운전준비완료스위치(184) 및 교시된 데이터의 보정을 포함하여 상기 조력암에 대한 교시와 관련된 데이터를 편집하는 터치판 타입 디스플레이(185)를 구비한다.
도13은 데이터처리제어기(190)를 포함하여 조력암의 제어시스템의 블록도이다.
상기 처리 제어기(190)는 암 위치검출인코더(120e, 130e,140e,150e)로부터의 펄스신호를 고속 카운트하는 고속카운터(192); 상기 카운터(192)의 카운트 값에 대한 데이터 및 스토퍼제어모터(126, 128, 136, 138, 146, 148, 156, 158)로서 AC서보모터의 회전인코더(126e, 128e, 136e, 138e, 146e, 148e,156e, 158e)의 데이터를 기억하는 RAM(194), 위치설정장치(196) 및 시퀀서 또는 CPU(198, 중앙처리장치)를 구비하고 있다.
상기 CPU(198)는 상기 인코더(126e, 128e, 136e, 138e, 146e, 148e, 156e, 158e)들로부터의 카운트 값을 판독하는 위치설정장치(196)로부터의 데이터를 입력하며; 상기 제어기(170) 및 제어판(180)의 스위치로부터의 신호를 입력하며;RAM(194)으로부터의 데이터를 입/출력하며; 상기 데이터를 처리하며; 상기 모터(126, 128, 136, 138, 146, 148, 156, 158)들의 각각의 동작을 제어하는 AC서보드라이버(100)에 상기 CPU(198)를 통해 필요한 위치설정명령을 출력하는 등의 프로그램된 기능을 가진다.
도14는 상기 조작모드스위치(182)가 교시모드의 위치에 설정되는 경우에 이어지는 단계의 플로우차트로서,
제1결정단계S101에서, 상기 운전준비스위치(183)가 온 되도록 가압되는 지가 검사된다. 상기 스위치가 온 되면 제어흐름은 단계S102로 진행하고 여기서 각 암(120, 130, 140, 150)의 기계적 스토퍼(122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154)가 해방상태로 설정되어 상기 암들이 통상의 암처럼 그 최대의 각도범위에서 자유로이 움직이도록 한다. 그 후 상기 암들을 그 원래의 위치로 설정하기 위해 마스터링 지그(mastering jigs)가 순서적으로 이용된다(S104). 핸드(150)가 그 지그에 정렬되면 모든 암이 자유도 없이 그 설정위치로 세팅된다.
후속의 결정단계S103에서는, 모든 암이 설정되는 원래의 위치에 대해 검사된다. 이것이 확인되면 흐름이 단계S105로 진행하고, 여기서 작업자는 상기 마스터링 버튼(174)을 온 시켜서 가령 고속카운터(192)의 카운트 등의 값을 제로로 리세트한다. 상기 기계적 스토퍼(122, 124, 132, 134, 142,144, 152, 154)는 그 해방상태로 다시 위치된다. 이해를 위해 상기 차트는 서로 대치되는 단계 S103, 104를 포함한다.
그러면 흐름이 단계S106으로 진행하고, 여기서 작업자는 이상적인 경로를 형성하며, 조력암의 제어시스템에 상기 경로를 교시하면서 워크를 반송한다. 동시에 상기 흐름은 단계 S107로 진행하고, 여기서 CPU(198)는 상기 교시된 경로로부터의 3차원 허용가능거리에 의해 수치화 된 모션영역 파라미터를 설정한다. 파라미터가 증가 또는 감소하면 허용가능 모션영역은 해당방향으로 넓어지거나(팽창하거나) 좁아진다(수축된다).
상기 파라미터는 교시경로상의 궤적주위에서 구 또는 원을 나타내며, 또는 장방형의 평행한 측면 길이로 될 수 있다.
원의 경우에 있어서, 교시경로상의 궤적으로부터 반경r을 나타내는 파라미터가 설정되며, 상기 궤적주위의 반경r내의 영역이 허용가능 모션영역으로 지정된다.
직사각형의 경우에 있어서, 상기 교시경로의 궤적에 집중된 장, 단의 측면의 길이 X, Y를 나타내는 한 쌍의 파라미터가 각각 설정되어 상기 궤적을 둘러싸는 길이 X, Y의 측면에 의해 정의된 장방형이 허용가능 모션영역으로 지정된다.
단계S108에 있어서, 상기 CPU(198)는 허용가능 모션한계 영역 즉, 자유로운 모션이 허용되는 가장자리영역(marginal region)의 인벨로프(envelope)를 연산하는데 상기 영역은 변수로서 상기 파라미터들을 이용하여 정의된다. 예를 들면 상기 처리부(190)는 조력암 주위의 장해물에 대한 위치데이터를 가지며, 이 데이터는 워크가 장해물과 간섭되는 것을 방지하는 가장자리 영역을 연산하도록 처리된다.
다음의 결정단계S109에 있어서, 상기 CPU(198)는 상기 단계S107에서 수치화된 파라미터에 의해 정의되는 허용가능 모션영역이 상기 단계S108에서 연산된 가장자리 인벨로프와 간섭하는 지를 검사하는데, 환언하면 상기 파라미터의 치수데이터가 유효한지를 검사한다. 모션영역이 상기 가장자리 인벨로프와 간섭하지 않는 한 상기 데이터는 유효하게되어 단계S110에서 RAM(194)내에 저장된다. 모션영역이 상기 가장자리 인벨로프와 간섭하면 상기 파라미터 값은 실제의 반송에 있어서, 상기 워크가 장해물과의 부딪침을 야기하며 흐름은 다시 단계 S107로 복귀한다. 이 결과 상기RAM(194)는 그 내부에 워크반송위치와 각각의 기계적 스토퍼의 설정위치 간의 관계를 나타내는 유효데이터(해당 인코더의 펄스 수에 의해)를 기억해서 허용가능 모션영역이 상기 조력암에 교시된다.
도15는 상기 조력암이 교시데이터에 따라 반송협조를 위해 기능하는 운전모드를 위한 위치에 상기 조작모드스위치(182)가 설정된 경우에 발생하는 동작의 흐름도이다.
제1결정단계 S111에 있어서, 상기 운전준비 스위치(183)가 온 되는 지가 검사되며, 턴온되는 경우 제어흐름이 단계S112로 진행하고, 여기서 상기 암(120,130,140,150)의 기계적 스토퍼(122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154)가 해방상태에 위치되어 통상의 암과 같이 상기 암들이 최대각도범위로 자유로이 움직이도록 한다. 그 후, 원래의 위치로의 암의 설정을 위해 상기 마스터링 지그가 순서대로 이용된다(S114). 핸드(150)가 지그에 정렬하면 모든 암이 자유도 없이 그 설정위치에 세트(set)된다. 이것이 확인되면 흐름은 단계S115로 진행하고 여기서 작업자가 상기 마스터링버튼(174)을 온 하여 가령 상기 고속카운터(192)같은 카운트 값 등을 제로로 리세트한다. 결정단계 S103에서 모든 암이 원래의 위치로 설정되는 지가 검사된다. 이해를 위해 차트가 도14의 단계S103-105와 같이 재배열된 단계S113-S115를 갖는다.
과정에서 흐름이 단계S116으로 진행하고 여기서 CPU(198)는 해당 축 주위의 회전각에 기인하여 상기 암(120, 130, 140, 150)의 현재의 위치에 대한 데이터를 입력하는데 상기 데이터는 고속카운터(192)에 의해 카운트된다. 단계S117에 있어서, 암의 말단부의 각각의 좌표 값이 연산된다.
다음 단계 S118에 있어서, 독립변수 즉 변수 n이 1로 설정된다. 그러면 흐름이 단계S119로 진행하고 여기서 변수가 단계S120을 통과하며, 이때 독립변수 n은 5이하이다.
단계S120에 있어서, CPU는 (n축 주위의 회전방향의 전개 및 복귀센스(sense) 각각에 대해)상기 암의 최외각단의 허용가능 가동의 가장자리 점(marginal point)으로서 한계를 연산하는데 n번째 암은 단순히 그 단부위치(상기 단부의 좌표 값은 단계S117에서 연산된다)와 관련하여 상기 회전센스(rotational sense)로 이동하며 나머지 암은 상기 해당 축 주위에서 그 현재의 각도위치로 고정된다.
다음의 결정단계 S121에 있어서, 조력암의 단부의 연산 한계 치가 그 모션의 허용가능 영역 밖에서 구해지는 지가 검사된다. 상기 연산된 한계 치가 각 센스(senses)에서 상기 영역 내에 있는 경우 흐름이 단계S122로 진행하고 여기서 상기 RAM(194)로부터 판독된 허용가능 모션영역상의 교시데이터가 처리되어 허용 한계치에서 쌍으로 된 기계적 스토퍼의 위치가 연산된다. 그러면 단계S123에서 상기 독립변수 n은 n+1로 증가된다.
상기의 단계S120-S123이 네 개의 암 축에 대해 반복된다. 각각의 기계적 스토퍼의 위치를 연산한 후 흐름이 단계 S126으로 진행하고 여기서 CPU(198)는 상기 위치설정장치(196)에 상기 기계적 스토퍼의 연산된 위치를 지시하는 명령을 제공한다. 이에 응답하여 상기 위치설정장치(196)는 상기 AC서보드라이버(100)를 작동함으로써 상기 명령된 위치에 상기 스토퍼를 설정한다.
단계S121에서 상기 연산된 한계 치가 허용가능 영역밖에 있으면 흐름이 상기 단계S124로 진행하고 여기서 모든 암의 기계적 스토퍼가 정지되고 다시 흐름이 알람(alarm)을 출력하도록 단계S125로 진행된다.
상기 제1실시예에 따르면 루트(R11a, R11b, R11c)를 따라 워크를 반송하도록 서비스가 요구되며, 상기 루트의 영역(R11a+ R11b + R11c)내에서 워크의 궤적을 제한함으로써 반송협조가 제공된다. 조력암은 회전범위를 가지는 복수의 암(120, 130, 140, 150)을 포함하며, 제어수단(170, 180, 190; 120e, 130e, 140e, 150e;126e, 128e,136e, 138e, 146e, 148e, 156e, 158e;100, 126, 128, 136, 138, 146, 148, 156, 158)은 워크의 반송위치를 검출하고, 상기 반송위치에 따라 회전범위를 제어하도록 채용된다.
따라서, 상기 암(120, 130, 140, 150)은 워크의 반송위치에 따라 제한된 회전범위를 가지는데, 상기 워크는 상기 제한된 회전범위의 조합의 인벨로프 내에서 반송될 수 있어서, 작업자는 루트의 밖에 있는 장해물에 주의를 기울일 필요 없이 워크를 반송할 수 있으므로 정신적 로드가 감소되며, 작업의 효율이 증가되고, 바람직하지 못한 간섭의 빈도를 감소시킬 수 있게 된다.
또한 상기 실시예에 따르면 조력암은 복수의 암(120, 130, 140, 150), 암의 회전위치를 검출하는 제1검출수단(120e, 130e, 140e, 150e), 적어도 한 암의 기계적 제한을 위한 제한부재(122, 124;132, 134;142, 144;152, 154), 상기 제한부재의 설정위치를 검출하는 제2검출수단(126e, 128e;136e, 138e;146e, 148e ;156e, 158e), 상기 제한부재를 구동하는 구동수단(160, 162, 126, 128;136, 138;146, 148;156, 158) 및 상기 암의 회전위치에 의거 워크의 반송위치를 연산하는 연산수단(198) 및 상기 워크의 반송위치와 상기 제한부재의 설정위치사이의 관계에 관한 데이터를 저장하는 메모리수단(194)을 구비하는 제어수단(170, 180,190)을 구비하는데, 상기 제어수단(170,180,190)은 상기 메모리수단으로부터 기억된 데이터를 판독하고, 상기 판독된 데이터에 따른 위치에 상기 제한부재를 설정하도록 상기 구동수단을 제어하게끔 상기 워크의 반송위치를 처리한다.
따라서 워크의 현재의 반송위치는 암(120,130, 140, 150)의 회전위치의 조합에 의존하여 연산되며, 하나 이상의 쌍으로 된 제한부재(122, 124, 132, 134, 142, 144, 152, 154)는 메모리수단(194)에 기억된 데이터에 의거 연산된 설정위치를 가지며, 이때 상기 부재들은 워크의 반송위치에 의존한다. 이 결과 해당 암(예를 들면,120)은 상기 반송위치에 따라 제한된 회전위치를 가져서, 상기 워크는 임의의 경로를 따르며, 상기 경로에서 워크는 장해물과 부딪치지 않으므로 작업자는 루트 밖에 놓여있는 장해물에 대한 주의를 기울일 필요가 없이 소정의 루트를 따라 워크를 반송하므로 작업효율이 향상된다.
또한 작업자는 임의의 루트에서 임의의 워크의 이상적인 위치를 교시할 수 있으며, 제어수단(170, 180, 190)은 작업자가 상기 제어수단에 이상적인 위치를 교시하고, 상기 제어수단은 상기 이상적인 위치에 관해 워크의 허용가능 모션영역을 상기 위치로부터 연산하게끔 작동하는 교시버튼(172)을 갖는데, 상기 제어수단(170, 180, 190)은 상기 메모리수단(194)에 상기 이상적인 위치와 허용가능 모션영역에 관한 데이터를 저장하도록 교시버튼(172)의 동작을 제어한다.
따라서, 교시작업자는 실제적으로 손으로 워크를 다루는데, 상기 워크는 교시버튼(172)이 가압되면 제한으로부터 해방된 암(120, 130, 140, 150)의 조합에 의해 지지된다. 따라서 워크의 현재의 반송위치에 관한 데이터가 암의 관련된 회전위치의 조합으로서 학습되며, 이 데이터는 메모리수단(194)에 저장되며, 또한 몇몇의 초기데이터와 함께 처리되어 워크의 허용가능 모션영역을 연산하는데, 이 데이터 또한 상기 메모리수단에 저장된다. 워크위치의 가능한 수동교시 및 허용가능 모션영역에 의해, 가령 레이아웃이 변경되는 경우에도, 워크반송루트 및 제한도(degree of restriction)의 각각의 변경 및 설정이 용이해진다.
또한 상기 제어수단(170, 180, 190)은 교시모드와 운전모드 중 하나를 선택하는 모드선택스위치(182, 또는 조작모드 선택수단)를 구비하며 상기 제어수단(170,180,190)은 교시버튼(172)이 작동되는 경우 상기 메모리수단(194)에 상기 이상적인 위치 및 허용가능 모션영역에 관한 데이터를 저장하도록 교시모드를 처리하며, 상기 반송위치에 대응하여 상기 메모리수단으로부터 기억된 데이터를 판독하고, 상기 구동수단(160, 162, 126, 128, 136, 138, 146, 148, 156, 158)을 제어해서 상기 판독된 데이터에 따라 임의의 위치에 상기 제한부재를 설정하도록 운전모드를 처리한다.
따라서, 상기 메모리수단(194)에 기억된 데이터는 워크의 양호한 반송루트를 위해 교시모드에서 갱신되며, 그 갱신된 데이터는 운전모드에서 상기 워크의 모션영역의 제한을 위해 처리된다. 상기 모드선택스위치에 의해 용이하고, 간단하고, 정확한 선택이 이루어진다.
도16내지 18을 참조하여 본 발명의 제3실시예의 동력원조 조력암에 대해 기술한다.
도16은 상기 동력원조 조력암의 측면도이다.
도16에 도시한 바와 같이 상기 조력암은 중량 평형 또는 중량상쇄 실린더(212)를 가지는 스윙가능 암(210)을 구비하며, 이 암은 모터(213)에 의해 구동되어 주축(214)을 따라 수직으로 가동한다.
상기 암(210)은 그 일단부에서 수평암(216)을 구비하며, 이 암은 전진 및 후퇴토록 작동, 즉, 모터(217)의 구동으로 핸드(215)가 전진 후퇴한다. 핸드(215)는 작업자에 의해 워크에 가해진 힘을 검출하는 로드셀(load cell,218)을 구비한다. 상기 검출은 외력F의 3차원(X,Y,Z)성분 및 해당 비틀림 응력 N의 성분으로 이루어진다. 암(210)은 모터(220)의 구동으로 주축(214) 주위에서 회동 가능하다.
상기 동력원조 조력암의 모션제어를 위해 제어기(225)가 설치되는데, 이 제어기는 상기 로드셀(218)로부터의 검출신호와 모터(213, 217, 220)의 후술하는 회전각 검출인코더(도17의 인코더 1내지 3)로부터의 펄스신호를 그에게 입력하며, 상기 모터(213,217,220)를 제어하는 전류 또는 전압신호를 그로부터 출력한다. 상기 모터 각각은 안전을 고려하여 80W나 그 근처의 저 출력 서보모터를 구비한다.
도17은 상기 동력원조 조력암의 제어시스템의 블록도이다.
도16에 도시한 해당 암을 구동하는 상기 3개의모터(213, 217, 220)는 각기 인코더-1, 인코더-2, 인코더-3 전체 3개의 인코더 중 해당하는 하나를 가지며, 이들은 각각 모터의 회전각을 검출하고 상기 검출된 각도가 소정의 각도로 변화하는 매 시간마다 임의의 펄스신호q1, q2, q3(이하 때로 집합적으로 "변수q" 또는 간단히 "q"라 함)를 출력하도록 각각 채용된다.
상기 인코더로부터 출력된 상기 펄스신호 q1내지 q3은 각기 계수의 중량(g)에 대한 야코비안(Jacobian)형식의 기능 결정자(determinent)J인 야코비안 행렬J(g)를 발생하는 매트릭스 연산부(230);시간 t에 대한 제1차의 미분값dq/dt를 얻도록 미분을 위한 연산자로서 미분연산부(232); 및 해밀토니안 행렬(Hamiltonian)h(q, dq/dt)(이하 간단히 "h"라 함)즉 상기 변수 q 및 미분dq/dt에 대한 해밀토니안 함수의 조합을 발생하는 해밀토니안 연산부(234) 및 제2랭크(rank)의 관성텐서(inertial tensor)R(g)을 발생하는 관성텐서 연산부(236)에 각각 입력된다.
환언하면 상기 야코비안 연산부(230)는 상기 인코더-1, 인코더-2, 인코더-3으로부터의 펄스신호(q1,q2,q3)를 처리해서 모터(213, 217, 220)로부터 출력되는 후술하는 토크 모멘트의 연산을 위해 각각의 모터(213, 217, 220)와 관련된 좌표시스템과 관련하여 핸드(215)와 연관된 3차원X-Y-Z좌표시스템의 현재위치에 대한 수치화 된 야코비안 행렬을 얻는다.
이렇게 얻어진 야코비안 행렬J(g)는 역행렬 연산부(241)에 출력되며, 여기서 행렬J(g)의 역행렬J-1(g)을 얻도록 처리되며, 상기 행렬은 또한 행렬이항 연산부(243)에 출력되며, 여기서 J(g)의 이항 행렬JT(g)를 얻도록 처리된다. 상기 획득한 매트릭스 J-1(g) 및 JT(g)는 모터 토크 연산부(250)에 출력되는데 상기 연산부는 상기 제어기(225)의 제어신호발생회로를 포함한다.
상기 미분연산부(232)는 상기 인코더(-1,-2,-3)로부터의 펄스신호q1,q2,q3을 미분해서 미분값을 얻는데 이 값은 상기 해밀토니안 연산부(234) 및 모터토크연산부(250)로 출력된다.
상기 해밀토니안 연산부(234)는 상기 인코더(-1,-2,-3)들로부터의 펄스신호q1,q2,q3, 및 상기 미분연산부(232)로부터의 미분값을 처리해서 코리올리 력(coriolis force), 원심력 및 점성 마찰력의 연산에 이용되는 수치화 된 해밀토니안 행렬h를 얻는다. 이렇게 얻어진 해밀토니안 행렬h는 모터 토크 연산부에 입력된다.
로드셀(218)은 작업자에 의해 워크에 인가된 외력F의 X, Y, Z성분 및 해당 비틀림 응력N의 성분을 나타내는 전기신호를 출력하는데, 이 신호들은 상기 모터 토크 연산부(250)에 출력된다.
상기 모터토크연산부(250)는 모터(213, 217, 220)의 대응토크 모멘트의 조합τ 에 의하여 외력F를 구하기 위해 X, Y, Z성분의 F와 N을 처리하도록 야코비안 역행렬J-1 (g), 야코비안 이항행렬JT (g)과 q, 해밀토니안 행렬h, 및 관성텐서R(g)의 미분값의 조합을 이용하며 이로써 다음이 구해진다.
Figure pat00001
여기서, θ 는 인코더의 펄스신호로부터 구해진 X-Y-Z위치좌표시스템의 위치 대표각이며, []는 공지의 방식으로 데이터F, N을 처리하는 행렬 연산부이다.
상기 제어기(225)는 증폭기(213A, 217A, 220A)를 통해 상기 모터(213, 217, 220)로 전류신호를 출력해서 역 모멘트의 조합-τ 을 발생해서 작업자를 원조한다.
상기 협조의 효과는 도16의 장치가 도18에 도시된 유사한 장치와 비교되는 경우에 볼 수 있는데, 도18은 파선으로 가능한 모션영역을 도시하고 있다.
보다 정교한 서비스가 요구되는 경우 상기 제어기(225)는 다음의 원리로 가동한다.
좌표x의 임의의 축에 대해 워크는 다음의 방정식을 따른다.
F = Mw (d2x/dt2) + D (dx/dt) + Kx
여기서 Mw는 워크의 질량 D는 마찰계수이며 K는 탄성계수이다.
로드의 바람직한 감소를 위해 K =0, D=0이며 Mw는 가능한 한 작은 값M(최대의 로드감소를 위해)으로 되어야하는데, 이에 의해
F=M (d2x/dt2)----------------------------------- (1)
한편 해당 암은 이하의 운동식을 만족한다.
τ = {JO+R(g)}(d2q/dt2) +h+G(q)----------------- (2)
여기서JO은 각 암의 관성모멘트를 나타내며, G(q)는 중량항이다.
상기 (1), (2)식으로부터 다음의 식이 성립한다.
τ = [h + G(q) - {JO + R(g)}J-1(g){dJ(g)/dt}(dq/dt)
+ [{JO + R(g)}J-1(g)M-1 - JT(g)]]F.
중량 평형 실린더(212)가 작동되는 경우 다음의 식이 성립한다.
τ = [h - {JO + R(g)}J-1(g){dJ(g)/dt}(dq/dt)
+ [{JO + R(g)}J-1(g)M-1 - JT(g)]]F.
상기 식의 우변에서, M을 제외한 각각의 항 및 계수는 모터토크연산부(250)에 입력되어 이 연산부가 질량을 나타내는 신호를 추가로 입력해서τ 을 구한다. 이 결과 상기 모터(213, 217, 220)는 역 토크 모멘트의 조합-τ 을 출력하도록 제어된다.
상기 모터 토크연산부(250)는 0≤ P≤ 1이 되도록 작업자의 편의에 따라 모터에 의해 선택 가능한 비율 P로 상기 협조토크 모멘트-τ 의 크기를 조정하는 조정수단을 구비한다.
상기 조정수단은 모터 토크 연산부(250)의 비율P를 구하는 추가적 연산을 위해 자발적으로 판독 가능한 다수의 선택 곱셈계수에 관한 데이터 또는 상기 모터토크 연산부(250)로부터 전류 증폭기(213A, 217A, 220A)로의 회로에 설치된 하나 이상의 수동제어 가능한 전위차계(potentiometer) 또는 상기 전류증폭기(213A, 217A, 220A)와 상기 모터(213, 217, 220)사이의 회로에 설치된 수동제어 가능한 전류제어소자를 포함하고 있다.
상기 실시예에 따르면 큰 질량 Mw를 가진 워크를 조정하는 경우에도, 그 관성력이 자동으로 상쇄되어 워크의 수직, 수평 및 경사운동과 같은 모든 방향에서의 워크의 신속한 취급이 용이해진다.
더욱이 단순히 외력F가 상기 워크에 가해지는 경우 적절한 조력이 생성되어 워크의 안전한 반송을 할 수 있다.
또한 그러한 조력은 작업자의 편의에 따라 조정된다.
더구나 복잡한 로봇에 비해 이용되는 구성이 매우 간단하고 저가이어서 그러한 장치가 생산설비에 여러 대 설치될 수 있고, 제한된 비용으로 작업의 효율을 증대시킬 수 있다.
이하 도19내지 26을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 따른 워크 위치설정기능을 가지는 반송 조력암에 대해 기술한다.
상기 실시예에 있어서, 반송 조력암은 고정장소에 서있는 스탠딩형(stand type)으로 제공되어 접속 통신부재의 고정된 배열이 가능해진다.
상기 조력암은 작업자의 교시를 수령하며, 지시된 위치에의 위치설정을 포함하는 교시 행위를 학습 및 재생한다.
상기 조력암은 한편으로는 무거운 워크를 반송하는 경우 작업자에 지워지는 부담을 감소시키도록 작업자와 협조하도록 적용되며, 다른 한편으로 교시행위를 재생해서 워크의 위치를 설정하도록 자동모션에 적용된다.
위의 협조는 중량평형기능으로 백업(back up)되며, 이 기능을 이용하는 제어모드를 "협조모드"라 한다.
자동모션은 상기 로봇기능에 의해 지지되며, 이 기능을 이용하는 제어모드를 "위치설정 모드"라 한다.
상기 협조모드는 최종의 위치가 설정되어야하는 등의 비교적 고난이의 서비스가 요구되는 경우 바람직하게 선정될 수 있다.
상기 위치설정모드는 워크의 반송 등을 위해 비교적 용이한 서비스가 요구되는 경우 바람직하게 선정된다.
도19는 상기 반송 조력암의 측면도로서, 도19에 도시한 바와 같이 상기 조력암은 중량 평형 또는 상쇄 실린더(312)를 구비하는 수직으로 스윙 가능한 암(310)을 가지며, 이 암은 모터(313)에 의해 구동되어 주축(314)을 따라 수직으로 이동한다.
상기 암(310)은 그 일단에 모터(317)의 구동에 의해 핸드(315)의 전 후방으로 이동하는 수평암(316)을 가진다. 상기 핸드(315)는 조작판(319)을 구비하며, 모터(318)를 작동함으로써 상기 수평암(316)의 축 주위에서 회전한다. 상기 스윙 가능한 암(310)은 모터(320)에 의해 주축(314)주위에서 선회하며, 4개의 모터(313, 317, 318, 320)는 기술하는 바와 같이 클러치를 구비한다. 상기 주축(314)을 표시하는 부재는 상기 암(310)이 회전하도록 협조하는 에어모터를 구비한다.
상기 조력암은 4개의 모터(313, 317, 318, 320)의 회전을 제어하는 제어기(325)에 접속되며, 이 모터는 각기 80W의 저 출력 서보모터를 구비한다.
도20은 주축(314)과 관련한 기어링을 도시한다.
상기 모터(320)는 톱니모양 벨트(321)에 의해 감속기어(322)의 풀리(322a)에 접속되는 풀리(320a)를 구비하는데, 그 출력측은 그 위에 고정된 클러치(323)를 가지며, 상기 기어(324a, 324b)를 통해 주축(314)과 맞물린다. 상기 기어(324a)의 축은 상기 주축(314)의 각도위치의 간접적인 검출을 위해 인코더(326)와 상기 축의 제동을 위해 브레이크(330)에 결합된다.
상기 모터(320)가 회전하면 클러치(323)는 상기 주축(314)을 구동해서 상기 암(310)이 회전하며, 상기 클러치(323)가 해제되면 암(310)이 자유롭게 된다.
상기 모터(320)의 출력축은 에어모터(327)에 결합되며, 상기 모터는 상기 모터(320)와 연합해서 또는 단독으로 상기 암(310)의 회전을 지원한다. 이와는 달리 3개의 축은 에어모터를 가지지 않는다.
3개의 축(즉 암(310)의 스윙축, 전진 및 후진 이동을 위한 암(316)의 축 및 핸드(315)의 회전축) 각각은 상기 주축(314)과 유사한 기어링(gearing)을 가진다.
도21 은 상기 제어기(325)상에 설치된 제어판(340)상의 스위치 버튼의 레이아웃을 도시한다.
전원 램프(341)는 전원의 접속으로 점등된다. 표시기 램프의 어레이(342)는 조력암의 동작상태를 디스플레이 한다. 비상정지버튼(343)은 비상의 정지를 위해 가동한다. 운전준비 및 운전준비완료버튼(344)은 상기 조력암을 작동준비의 상태로 설정하고 그 작동을 종료하도록 작동한다.
선택스위치(345)는 자동모드와 교시모드 중 하나를 선택한다.
비상리세트스위치(346)는 표시기 램프(342)가 고장 상태로 점등하는 경우 등의 각종의 상태 및 제어기(325)의 관련상태를 리세트한다. 시작 및 홀드버튼(347)은 상기 조력암을 모션상태로 하거나 그 모션을 유지하도록 작동한다.
도22는 핸드(315)를 위해 설치되는 조작판(319)상의 스위치 버튼의 레이아웃을 도시한다.
시작버튼(351)은 위치설정모드로의 진입을 위해 작동하며 이 때 상기 제어판(340)상의 상기 선택스위치(345)는 자동모드로 설정되며, 상기 선택스위치(345)가 교시모드로 설정되는 경우 교시점의 좌표데이터를 저장한다.
상기 선택스위치(345)가 자동모드에 있는 경우 정지버튼(352)은 협조모드로 들어가도록 작동한다. 상기 선택스위치(345)가 교시모드에 있으면 정지버튼(352)이 상기 시작 스위치(351)와 함께 작동하여 최종교시점의 좌표데이터를 저장한다.
비상정지버튼(353)은 비상정지용이며, 표시기램프의 칼럼(354, column)은 재생, 교시 또는 정지상태와 같은 동작상태를 디스플레이 한다.
도23은 조력암의 제어시스템의 블록도이다.
교시 펜던트(pendant,355)는 상기 제어기(325)에 접속되며, 교시모드로 진입할 때 작동의 편의 그리고 상기 조력암을 모션상태로 하는 수동작동을 위해 설치된다. 또한 기술한 바와 같이 조작판(319)에 의해 유사한 동작이 커버된다.
교시펜던트(355)는 교시데이터용의 디스플레이(355a) 및 편집명령을 출력하도록 작동하는 키보드(355b)를 구비한다.
교시프로그램입력/편집부(356)는 교시프로그램 입력/편집루틴과 교시프로그램 번역루틴을 가진다. 전자의 루틴은 키보드(355b)로부터의 명령을 따라 교시프로그램을 편집하기 위한 것일 뿐만 아니라 상기 위치를 포착하도록 후술하는 카운터보드(365)로부터의 클러치개방상태에서의 현재의 위치를 입력하기 위한 것이다. 후자의 루틴은 CPU(360)에서의 처리가 가능하도록 교시데이터를 번역하기 위해 전자의 루틴의 원시 위치(original point) 교시프로그램을 이용한다.
교시데이터저장메모리(357)는 교시데이터가 번역루틴에서 번역되는 경우 그 데이터를 저장한다. 궤도데이터저장메모리(358)는 핸드(315)의 교시데이터를 기억한다.
모터 구동부(359)는 타깃(target) 궤도발생 루틴 및 피드백 제어 루틴을 가진다. 상기 타깃 궤도발생 루틴은 교시 데이터 저장 메모리(357)로부터의 위치 데이터를 판독하여 궤도데이터 저장 메모리(358)로부터 출력되는 궤도데이터를 발생시킨다. 상기 피드백 제어 루틴은 타깃 궤도데이터와 현재 위치 데이터간의 차이로부터 속도데이터를 발생하기 위해 2개의 카운터 보드(353, 356)로부터의 현재 위치에 대한 타깃 궤도데이터 및 입력 데이터로서 몇몇의 궤도데이터를 이러한 메모리(358)로부터 판독한다.
상기 교시 프로그램 입력/편집부(356) 및 모터 구동부(359)는 집중(집속) 방식으로 CPU (360)에 의해 제어된다. 상기 CPU (360)은 상기 교시 데이터 저장 메모리(357)로부터의 교시 데이터를 판독한다.
상기 피드백 제어 루틴에 의해 발생되는 속도데이터는 D/A (디지털에서 아날로그로) 보드(361)로 출력되어, 서보 증폭기(362)로 아날로그 속도명령을 출력하도록 처리된다. 각각의 서보 증폭기(362)는 해당 축에 대한 위치를 간접적으로 검출하는 해당 인코더(encoder, 예를 들면, 326)로부터의 위치 신호를 입력한다. 상기 증폭기(362)는 해당 축을 구동하기 위해 해당 서보모터(예를 들면, 320)의 작동을 제어한다. 서보모터(320)의 축상의 인코더(326)는 상기 피드백 제어 루틴으로 공급되는 상기 현재 위치 데이터를 공급하기 위해 계수되는 상기 카운터 보드(353)에 입력되는 펄스 신호(pulse signal)를 출력한다.
인코더(364)는 축의 위치를 직접적으로 검출하여 상기 카운터 보드(365)로 펄스 신호를 출력하는데, 상기 카운터보드(365)에서 교시 프로그램 입력/편집 루틴으로 공급되는 현재 위치데이터를 공급하기 위해 계수된다. 한편, 상기 카운터 보드(365)로부터의 현재 위치 데이터는 클러치-개방 상태에 있어서 유효하다. 상기 서보 증폭기(예를 들면, 362), 서보모터(예를 들면, 320) 및 인코더(예를 들면, 326)는 4개의 축에 대한 4개의 세트로서 총 4개가 각각 설치되어 있다.
편집 신호 처리부(366)는 I/O (입력/출력) 보드(367)를 경유하여 주변 장치(368)를 구동하도록 상기 CPU (360)으로부터의 명령 신호로서 제어된다. 상기 주변장치(368)는 에어 모터(327)의 도시되지 않은 솔레노이드 밸브, 클러치(323), 브레이크(330) 등을 포함한다.
도24 내지 도26은 임시 배치를 위해 벤치(bench)상에 놓여진 워크가 클램프(clamp)되어 차체에 체결되는 작업에 있어서, 조력암의 서비스에 대한 제어 작동의 플로우 챠트를 예시하고 있다.
도24의 플로우 챠트에 있어서, 이러한 절차는 하나의 축을 대상으로 기술되어 있다.
이때, 상기 조력암 장치는 작동 판(319)의 시작 버튼(351)이 압압되지 않을 경우, 협조모드 상태에 있다.
단계 S301에서, 작업자(A)는 상기 임시배치를 위해 벤치 상에 놓여진 워크를 핸드(315)가 쥐거나 홀드(hold)하도록 조력암을 수동으로 작동시킨다.
이때, 단계 S302에서, 상기 작업자(A)는 시작버튼(351)을 누른다.
단계 S303에서, 상기 CPU (360)은 상기 클러치(322)를 턴온시킨다.
단계 S304에서, 상기 모터 구동부(359)는 상기 교시 데이터 저장 메모리(357)의 위치 데이터 및, 궤도데이터 저장 메모리(358)의 궤도데이터를 판독 및 처리하여서, 각각의 축의 모터를 구동하며, 소정 위치로 워크를 자동적으로 반송하며, 장애물을 이리저리 헤쳐나가면서 장애물과의 충돌을 피한다.
따라서, 상기 조력암은 단계 S305에서의 소정 위치에 워크가 도달하기까지는 위치설정(positioning) 모드로 설정된다. 이에 따라, 위치설정을 위한 피드백 제어는 피드백 제어 루틴, D/A 보드(361), 서보 증폭기(362), 인코더(326, 364) 및 카운트 보드(353, 365)의 협력(cooperation)에 의해 수행된다.
단계 S306에서, 워크가 상기 제 위치 내에 반송될 경우, 상기 클러치(322)는 자동적으로 턴오프 되며, 상기 조력암은 재차 협조(assist) 모드로 설정된다.
단계 S307에서, 다른 작업자(B)는 상기 워크가 차량에 대하여 소정 위치 내에 있도록 상기 조력암를 수동으로 가동시킨다.
단계 S308에서, 상기 시작 버튼(351)이 재차 압압된다.
단계 S309에서, 상기 클러치(322)는 턴온되며, 상기 조력암은 재차 위치설정모드로 설정된다.
이때, 단계 S310에서, 상기 모터 구동부(359)는 상기 교시 데이터 저장 메모리(357)의 위치 데이터 및, 궤도데이터 저장 메모리(358)의 궤도데이터를 판독 및 처리하여, 각각의 축의 모터를 구동하며, 프리세트(preset)된 힘으로 차량에 대하여 그 워크를 푸시(push)하게 된다. 그리고, 단계 S311에서 나사(스크류)가 적용되어 체결된다.
상기 워크가 차량에 대하여 푸시될 경우, 해당 서비스는, 나사가 조여지는 워크가 중력의 반대방향으로 수동으로 푸시되거나, 워크가 반송된 후에 나사가 조여지는 등의 종래 서비스와 대비하여, 보다 신속하게 된다.
단계 S312에서 서비스가 완료되면, 그 흐름은 상기 조력암이 원위치로 복귀되도록 교시 데이터로 제어되는 단계 S313으로 진행한다.
상기 장치가 단계 S314의 제 위치로 진입되면, 상기 클러치(322)는 단계 S315에서 턴오프 되며, 상기 협조모드가 회복(recover)된다.
이에 따라, 상기 협조모드 및 위치설정 모드는 자발적인 방식(voluntary manner)으로 선택되어, 무거운 워크가 제한 없이 협소한 루트를 따라 가동되게끔 하거나, 용이한 방법으로 고정위치에 고정되게끔 한다.
바꾸어 말하면, 상기 조력암은 작업자가 약할 때, 서비스를 제공하도록 위치설정 모드로 설정되며 예를 들어, 소프트하거나 가요성의 워크를 나사체결할 때에는, 작업자가 약할지라도 장점을 가지므로 서비스에 대해 협조를 제공하는 협조모드로 설정된다.
도25의 플로우 챠트에 있어서, 작업자는 작업도중에 워크의 체결작업을 간단하게 수행한다.
단계 S321에서, 공정이 시작될 경우, 각각의 축의 서보모터 및 클러치(322)가 턴온된다.
단계 S322에서, 상기 조력암은, 각각의 축의 상기 모터가 상기 핸드(315)로 워크를 홀드하게끔 구동되도록 교시 데이터 저장 메모리(357)로부터의 위치 데이터 및 궤도데이터 저장 메모리(358)로부터의 궤도데이터로서 제어된다.
단계 S323에서, 상기 핸드(315)에 의해 홀드된 워크는 자동적으로 소정위치로 반송된다.
워크가 단계 S324의 위치에 도달하면, 상기 서보모터는 턴오프 되며, 이와 동시에 상기 클러치도 단계 325에서 턴오프 되어, 상기 협조모드가 자동적으로 설정된다.
지금까지, 로봇은 유사한 단계를 따른다.
단계 S326에서, 작업자는 상기 워크가 차량에 대하여 소정의 위치 내에 있도록 상기 조력암를 수동으로 작동시킨다.
단계 S327에서, 상기 시작 버튼(351)이 재차 압압된다.
단계 S328에서, 상기 클러치(322)가 턴온되며, 상기 조력암은 재차 위치설정 모드로 설정된다.
이때, 상기 모터 구동부(359)는 교시 데이터 저장 메모리(357)의 위치 데이터 및 궤도데이터 저장 메모리(358)의 궤도데이터를 판독 및 처리하여, 각각의 축의 모터를 구동하며, 프리세트된 힘으로 차량에 대향하여 워크를 푸시하게 된다. 또, 단계 S329에서 나사로 체결된다.
상기 워크가 차량에 대하여 푸시(push)되면, 해당 서비스는, 나사가 조여지는 워크가 중력과 반대방향으로 수동으로 푸시되거나, 워크가 반송된 후에 나사가 조여지는 등의 종래 서비스와 대비하여, 보다 신속해진다.
단계 S330에서 서비스가 완료되면, 상기 조력암이 원위치로 복귀되도록 교시 데이터로서 제어되는 단계 S331로 흐름이 진행한다.
상기 장치가 단계 S332에서 제 위치에 진입되면, 상기 클러치(322)는 단계 S333에서 턴오프 되며, 상기 협조모드가 회복된다.
도26의 플로우 챠트에 있어서, 에어 모터(327)가 차량에 대하여 워크를 푸싱하기 위해 부가되어 있다.
단계 S341에서, 공정이 시작될 경우, 각각의 축의 서보모터 및 클러치(322)가 턴온된다.
단계 S342에서, 상기 조력암은 각각의 축의 모터가 상기 핸드(315)로 워크를 홀드하게끔 구동되도록 상기 교시 데이터 저장 메모리(357)로부터의 위치 데이터 및 상기 궤도데이터 저장 메모리로(358)부터의 궤도 데이터로서 제어된다.
단계 S343에서, 상기 핸드(315)에 의해 홀드된 워크는 자동적으로 소정위치로 반송된다.
워크가 단계 S344에서 제 위치에 도달하면, 상기 서보모터는 턴오프 되며, 이와 동시에 상기 클러치(322)도 단계 S345에서 턴오프 되어, 상기 협조모드가 자동적으로 설정되게 된다.
지금까지의 로보트는 유사한 단계를 따른다.
단계 S346에서, 상기 작업자는 상기 워크가 차량에 대하여 소정 위치 내에 있도록 상기 조력암를 수동으로 가동시킨다. 이렇게 하여, 상기 작업자는 기존의 장치보다 바람직하고도 신속하게 작업을 수행할 수 있게 된다.
단계 S347에서, 상기 시작 버튼(351)이 재차 압압된다.
단계 S348에서, 상기 클러치(322)가 턴온되며, 상기 조력암은 재차 위치설정 모드로 설정된다.
이때, 상기 모터 구동부(359)는 상기 교시 데이터 저장 메모리(357)의 위치 데이터 및 상기 궤도데이터 저장 메모리(358)의 궤도데이터를 판독 및 처리하여, 각각의 축의 모터를 구동하여, 프리세트된 힘으로 차량에 대하여 워크를 푸시하게 된다.
이와 동시에, 단계 S349에서, 상기 에어 모터(327)가 차량에 대향하여 워크를 보조적으로 푸시하게끔 턴온됨으로써, 상기 서보모터는 상대적으로 큰 푸싱력을 필요로 한다 할지라도 제한된 용량을 가지게끔 허용되며, 또 상기 서보 증폭기도 상기 서보모터를 제어하기 위한 억제용량(suppressed capacity)을 가지게끔 허용된다. 더욱이, 상기 작업자에게 필요로 하는 작동에 대한 편의에 따라 이러한 협조를 채용하게끔 허용함으로써, 상기 작업자는 바람직한 서비스를 제공하게끔 양손을 활용할 수 있다. 이와 같이, 단계 S350에서, 나사로 체결된다.
단계 S351에서 서비스가 완료되면, 상기 시작 버튼(351)이 압압되는 단계 S352로 진행하며, 이어서, 단계 S353에서, 상기 에어 모터(357)가 턴오프 된다.
단계 S354에서, 상기 조력암은 원 위치로 복귀되게끔 교시 데이터로서 제어된다.
상기 장치가 단계 S355에서 제 위치로 진입되면, 상기 서보모터 및 클러치(322)는 단계 S356에서 턴오프 되어, 상기 협조모드가 회복된다.
상기 조력암은 로보트와 같이, 반송경로가 교시되게끔 채용된다.
이러한 교시를 위해, 상기 제어판(340)상의 선택 스위치(345)는 교시 위치 내에 설정된다.
이때, 상기 서보모터 및 클러치(322)가 턴오프 되며, 상기 조력암은 작업자가 상기 핸드(315)를 잡고 자발적으로 이동시키도록 허용되는 협조모드로 진입한다. 상기 클러치(322)가 오프되면, 상기 감속 기어(323)의 연결이 풀려, 기어 비에 상관없이 상기 핸드(315)의 수월한 작동(light actuation)이 허용되게 된다.
만일, 다른 축이 클러치를 가지는 경우, 이 또한 턴오프 된다.
상기 작업자가 암 말단(arm end)을 위치설정 지점에 이르게 함으로써, 상기 핸드는 제 위치에 있게 된다. 상기 지점을 교시하기 위해, 상기 작동 판(319)의 시작 버튼(351)이 압압된다. 이때, 각각의 인코더(예를 들면, 364)의 위치 데이터는 상기 카운터 보드(예를 들면, 365)를 경유하여 상기 교시 프로그램 입력/편집부(356)로 입력된다. 각각의 축의 위치는 인코더 값으로 나타낸다. 재생 중에, 상기 교시된 인코더 값은 각각의 모터의 인코더의 값에 동일한 값을 제공하게끔 처리된다.
교시될 각각의 지점에 대하여, 유사한 작동이 반복된다. 마지막 지점에서, 상기 교시를 종료하도록, 상기 정지 버튼(352)이 상기 시작 버튼(351)과 함께 압압된다.
상기 실시예에 있어서, 조력암은 조력암으로, 동시에 로봇으로서, 또한, 동시에 작업자에 대한 효과적인 협조로서의 기능을 수행하게끔 채용된다. 그러므로, 상기 조력암은 작업자가 능력이 불충분할 경우(예를 들면, 협소한 루트를 따라 무거운 워크를 반송할 경우에 있어서), 또는 로봇이 능력이 불충분할 경우(예를 들면, 소프트한 가요성 워크를 고정할 때), 또는 혼자 하기에는 어려운 경우(예를 들면, 무거운 워크를 고정하고 손으로 리프트하는 경우)등의 서비스에 대해 보충하는 방식으로 작업자와 더불어 협력하게끔 수행된다.
더욱이, 상기 암 장치는 복잡한 장치나 복잡한 제어 시스템을 필요로 하지않음에 따라, 저가로 제작가능하며, 제한된 비용으로 생산 위치 내에 여러 지점(multi-point)에 배치(layout)가 가능하며, 효과적인 작업의 향상을 도모할 수 있다.
이하, 도27 내지 도35를 참조하여 본 발명의 제5실시예에 따른 위치설정 조력암에 대해 설명한다.
본 실시예에 있어서, 상기 반송 조력암은 통상, 주 반송장치(또는 반송라인)와 평행하면서도 동시에 이동하는 종동장치 상에 설치됨으로써, 후자는 전자를 추종하게 된다. 상기 종동장치는 작업을 하기 위해 필요한 상황일 경우, 주 반송장치의 뒤에 오거나, 주 반송장치의 전방으로 가며, 주 반송장치의 주위를 돌아다니거나, 주 반송장치로부터 이탈한다. 이 경우, 상기 종동장치는 많은 워크를 운반하는 서브-종동장치가 따라다닐 수 있다. 하나의 지점(point)이 이동하는 종동장치상의 조력암에 대해 필요로 하는 제어 연결이다. 때때로, 무선제어가 바람직하나, 종종 그렇지 않은 경우도 있다.
상기 조력암은 작업자에 의한 교시를 수용하며, 지시된 위치에서의 위치설정을 포함하는 교시 수행을 학습 및 재생한다.
상기 조력암은 한편으로는 무거운 워크를 반송할 경우, 작업자가 지게되는 부담을 저감하기 위해 작업자와 협력하도록 하기 위해, 다른 한편으로는 워크를 위치설정하기 위해 교시 수행을 재생하는 자동모션(motion )을 위해 적용된다.
상기 협력은 중량 평형 기능에 의하여 백업되며, 이러한 기능을 활용하는 제어 모드는 종종 "협조모드"라 명명된다.
상기 자동모션은 로봇 기능에 의하여 백업되며, 이러한 기능을 활용하는 제어 모드는 종종 "위치설정 모드"라 명명된다.
상기 협조모드는 최종 위치가 확립되는 것과 같이, 비교적 어려운 서비스가 요구될 경우, 선택되는 것이 바람직하다.
상기 위치설정 모드는 워크의 반송과 같이, 비교적 용이한 서비스가 필요할 경우 선택되는 것이 바람직하다.
도27은 반송 조력암의 측면도이다.
도27에 도시된 바와 같이, 상기 조력암은 중량 평형(balancing )또는 상쇄 실린더(cancelling cylinder, 412)가 설치된 수직으로 스윙가능한 암(410)을 가진다. 상기 암(410)은 주축(414)을 따라 수직방향으로 이동하게끔 모터(413)에 의해 구동된다.
상기 암(410)은 모터(417)의 구동에 의해 핸드(415)를 진퇴 이동시키도록 작동하는 수평 암(416)을 그 단부에 가진다. 상기 핸드(415)에는 작동 판(419)이 설치되어 있다. 상기 핸드(415)는 모터(418)의 작동에 의해 수직축에 대하여 회동 가능하다. 상기 스윙(swing) 가능한 암(410)은 모터(420)에 의해 주축(414)에 대하여 선회하게끔 채용되어 있다. 상기 주축은 그 상부에 그와 일체적으로 회동가능하며 장애물의 근접을 검출하여 검출 신호를 출력하는 센서(430)가 부착된다. 상기 4개의 모터(413, 417, 418, 420)는 각각의 클러치를 구비한다.
상기 조력암은 4개의 모터(413, 417, 418, 420)의 회전을 제어하도록 저장 데이터, 다양한 입력 데이터 및, 상기 적외선 센서(430)와 후술하는 스위치 등으로부터의 신호를 처리하는 제어기(425)에 연결되는 데, 모터는 80W의 저 출력 서보모터로 각각 이루어진다. 상기 제어기(425)의 전면에는 제어판(440) 및 교시 펜던트(455, pendent)가 설비되어 있다.
도28은 도3에 도시된 맨-머신부(F22)의 서브-부에서의 차량 조립 단계에 대한 평면도를 도시하고 있다.
도28에서, 명시된 참조 부호 (A)는 조력암이며, (B)는 장치(A)가 장착되는 종동장치이다. 상기 종동장치(B)는 일정하고도 중단 없는 반송을 위하여 주 가동라인 상에 재치된 차량의 본체(C)와 동시에 추종하도록 구동된다.
상기 단계는 2명의 작업자가 상호 협력하는 것을 포함한다. 하나의 작업자는 워크를 조립하여 서브 조립 상태가 되도록 서브-조립대 (즉, 워크 조립 벤치 또는 스탠드,E)에서 작업하며, 상기 워크(D)는 차량 본체(C)에 근접하거나 차량 본체내의 적정 위치로 상기 조력암(A)에 의해 운반되며; 다른 작업자는 차량 본체(C)의 내부에서 워크(D)를 가지고 가거나 가이드 하도록 차량 본체(C)의 내부로부터 상기 워크(D)를 수취하여, 차량 본체(C)내의 소정 위치로 가져가 고정한다.
도29는 조력암내에 부착된 핸드 조립체(432)를 예시하고 있다. 도30A는 핸드 조립체의 전면도이며, 도30B는 핸드 조립체의 측면도이다.
상기 핸드 조립체(432)는 기계적인 인터페이스(431a, interface)를 경유하여 상기 핸드(415)의 일단부에 부착된 수평 연장부재로서의 연결 암(431)과; 상기 연결 암(431)의 타단부에 설치된 요동 가능한 플로팅(floating) 기구(435)와; 상기 플로팅 기구(435)상에 장착된 워크 지지부재(433)를 포함한다.
상기 워크 지지부재(433)에는; 바람직한 위치에 상기 워크를 위치시키기 위해 상기 워크의 홀 등에 삽입물로서 채용되게끔 그 양단부에 로케이터(locator)로서 배치되는 핀(434a, 434b, 이하, "434"로 통칭함)과, 워크 지지 플레이트(436)상에 상기 워크를 수취하기 위해 상기 핀(434)의 사이에 배치된 지그(437a, 437b, 이하, "437"로 통칭함)가 설비된다. 상기 플로팅 기구(435)는 작업자가 위치설정을 용이하게 하도록 상기 차량 본체의 내측 부재에 대하여 상기 워크의 정합(matching) 위치를 결정할 때 활용된다.
도29, 30A 및 30B에 있어서, 상기 핸드 조립체(432)가 상기 조력암에 부착될 경우, 상기 작동 판(419)은 상기 워크 지지부재(433)의 중앙부에 고정된다.
도31은 상기 제어기(425)에 설치된 제어판(440)상의 스위치 버튼들에 대한 배치를 예시하고 있다.
전원 램프(441)는 전원 접속 시에 점등된다. 지시 램프의 배열(422)은 상기 조력암의 작동 상태를 표시한다. 비상 정지 버튼(433)은 비상시 정지하기 위해 작동한다. 운전준비중 및 운전준비완료 버튼(444)은 작동을 준비하는 조력암를 설정할 때 및 작동 종료 시 작동된다.
선택 스위치(445)는 자동 모드(운전) 및 교시 모드(교시)중 하나를 선택하기 위한 것이다.
비정상 상태 리셋 스위치(446)는 지시 램프(442)가 고장 상태로 점등되는 것과 같은 다양한 상태 및 상기 제어기(425)의 해당 상태를 리세트한다. 시작 및 홀드 버튼(447)은 상기 조력암를 모션 상태에 이르게 하거나 모션을 홀드하는 데 작동한다.
도32는 상기 핸드(415)에 설치되는 조작판(419)상에 배치된 스위치 버튼의 배치를 예시하고 있다.
시작 버튼(451)은 상기 제어판(440)상의 선택 스위치(445)가 자동 모드로 설정될 때, 위치설정 모드로 진입하도록 하고, 상기 선택 스위치(445)가 교시 모드로 설정될 때, 교시 지점의 좌표 데이터를 저장하도록 작동된다.
정지 버튼(452)은 상기 선택 스위치(445)가 자동 모드 상태에 있을 때, 협조 모드로 진입하도록 위해 작동된다. 만일, 선택 스위치(445)가 교시 모드 상태에 있을 경우, 상기 정지 버튼(452)은 최종 교시 지점의 좌표 데이터를 저장하기 위해 시작 버튼(451)과 함께 작동된다.
비상 정지 버튼(453)은 비상 정지 시에 사용된다. 지시 램프의 칼럼(454)은 재생, 교시 또는 정지 상태 등과 같은 작동 상태를 표시한다.
도33은 상기 조력암의 제어 시스템에 대한 블록도이다.
상기 교시 펜던트(455)는 상기 제어기(425)에 연결되어, 교시 모드로 진입하는 경우와 같은 종래의 작동을 위한 기능으로서 수행하며, 상기 조력암를 모션 상태에 이르게 하는 수동 조작을 위한 기능을 수행한다. 또한, 유사한 작동 등은 상술한 바와 같이, 상기 작동 판(419)에 의해 커버된다.
상기 교시 펜던트(455)는 교시 데이터용 디스플레이(455a) 및 편집 명령을 출력하기 위해 조작 가능한 키보드(455b)를 가진다.
상기 교시 프로그램 입력/편집부(456)는 교시 프로그램 입력/편집 루틴 및 교시 프로그램 번역 루틴을 포함한다. 상기 교시 프로그램 입력/편집 루틴은 키보드(455b)로부터의 명령을 따라서 교시프로그램을 편집하고 상기 위치를 포착하기 위해 후술하는 카운터 보드(465)로부터 클러치 개방상태에서의 현재 위치를 입력하기 위한 것이다. 상기 교시 프로그램 번역 루틴은 CPU (460)에서 처리를 허용하도록 교시 데이터를 번역하기 위해, 상기 교시 프로그램 입력/편집 루틴의 원위치(original point) 교시 프로그램을 활용한다.
교시 데이터 저장 메모리(457)는 교시 데이터가 상기 번역 루틴에 의해 번역될 때, 교시 데이터를 저장한다. 궤도데이터 저장 메모리(458)는 상기 핸드(415)의 궤도데이터를 저장한다.
모터 구동부(459)는 타깃 궤도발생 루틴 및 피드백 제어 루틴을 포함한다. 상기 타깃 궤도발생 루틴은 궤도데이터를 발생하게끔 교시 데이터 저장 메모리(457)로부터 위치 데이터를 판독한다. 상기 위치데이터는 궤도데이터 저장 메모리(458)로 출력된다. 상기 피드백 제어 루틴은 타깃 궤도데이터로서 상기 궤도데이터 저장 메모리로부터의 소정의 궤도데이터를 판독하며, 상기 타깃 궤도데이터와 현재위치 데이터간의 차로부터 속도데이터를 발생하기 위해, 2개의 카운터 보드(463, 465)로부터의 현재 위치에 대한 데이터를 입력한다.
상기 교시 프로그램 입력/편집부(456) 및 상기 모터 구동부(459)는 집속 방식(concentrated manner)으로 CPU(460)에 의해 제어된다. 상기 CPU(460)는 상기 교시 데이터 저장 메모리(458)로부터의 교시 데이터를 판독한다.
상기 피드백 제어 루틴에 의해 발생된 속도데이터는, 상기 속도데이터가 아나로그 속도명령을 서보증폭기(462)로 출력하게끔 처리되는 D/A 보드(461)로 출력된다. 각각의 서보 증폭기(462)는 해당 축의 위치를 간접적으로 검출하는 해당 인코더(예를 들면, 426)로부터의 위치 신호를 입력한다. 상기 증폭기(462)는 해당 축을 구동하기 위해 해당 서보모터(예를 들면, 420)의 작동을 제어한다. 상기 서보모터(420)의 축상의 인코더(426)는 상기 카운터 보드(463)로 입력되는 펄스 신호를 출력하며, 상기 신호는 카운터 보드에서 상기 피드백 제어 루틴으로 공급되는 현재 위치 데이터를 제공하도록 계수된다.
인코더(464)는 축의 위치를 직접적으로 검출하며, 상기 카운터 보드(465)로 펄스 신호를 출력한다. 이 신호는 카운터보드에서 상기 교시 프로그램 입력/편집 루틴으로 공급되는 현재 위치 데이터를 제공하도록 계수된다. 한편, 상기 카운터 보드(465)로부터의 현재 위치 데이터는 클러치-개방 상태에 있어서 유효하다. 상기 서보 증폭기(예를 들면, 462), 서보모터(예를 들면, 420) 및 인코더(예를 들면, 426)는 4개의 축의 4개의 세트로서, 총 4개가 각각 설치되어 있다.
편집 신호 처리부(466)는 I/O 보드(467)를 경유하여 주변장치를 구동할 뿐만 아니라, 상기 조작판(419), 제어판(440) 및 적외선 센서(430)로부터의 다양한 신호를 이를 통해 입력하도록 상기 CPU(460)로부터의 명령 신호에 의해 제어된다.
도34는 상기 조력암이 기술된 바와 같이 상호 협력하는 2명의 작업자와 더불어 협력하는 것과 관련된 단계에서의 주 서비스를 나열한 작업 범주 테이블이다.
맨 왼쪽의 칼럼은 임의 순서로 된 서비스를 나열한 것이다. 상기 서비스는 전체적으로, 서브-스탠드(즉, 조립대)상에 탑재된 워크가 차량 본체 내로 종동장치 상에 탑재된 상기 조력암에 의해 운반되며 워크가 차량 내에 체결되는 작업으로 이루어진다. 2명의 작업자중 하나의 작업자는 A로 지정되어 서브-스탠드에서 서브-어셈블리(assembly)에 종사하고, 다른 작업자는 B로 지정되어 차량 본체 내에서 작업한다. 상기 조력암은 위치설정 모드 상태에 있는 자동 모드 및, 협조모드 상태에 있는 수동 모드를 가진다.
상기 제어판의 시작 버튼(447)이나 상기 작동 판(419)의 시작 버튼(451) 어느 것도 압압되지 않은 경우, 이때, 상기 조력암은 서보 온(servo on)으로 스탠바이(즉, 대기) 상태로 원위치에서 대기한다. 상기 서브-스탠드에서의 작업자(A)는 차량 내에 워크가 고정되도록 워크를 조립한다. 상기 작업자(B)는 이동하는 차량 내에 머무르면서 몇몇 작업을 한다.
이때, 워크가 조립되면, 상기 작업자(A)는 시작 버튼(451)을 작동시킨다. 상기 CPU(460)는 각각의 축의 클러치를 턴온시킨다. 상기 모터 구동부(459)는 상기 교시 데이터 저장 메모리(457)의 위치 데이터 및 상기 궤도데이터 저장 메모리(458)의 궤도데이터를 판독 및 처리하여, 각각의 축의 모터를 구동하며, 상기 핸드(415)로 하여금 서브-스탠드를 엑세스(access)하게끔 한다. 이것은 상기 조력암은 원위치로부터 서브-스탠드로 이동하는 동안 위치설정 모드로 설정되는 것을 의미한다.
이동 중에, 상기 적외선 센서(430)는 사람 등에 해당하는 장애물이 근접하는 것을 감시한다. 이러한 장애물이 근접하게 되면, 상기 조력암은 그 모션을 정지한다. 또, 상기 조력암은 당연한 일이지만, 상기 비상 정지 버튼(443 이나 453)이 압압될 때 또한 정지한다.
상기 핸드(415)가 교시 위치에 도달하게 되면, 교시 위치에서 정지한다. 이때, 작업자는 상기 시작 버튼(451)을 압압하기 이전에 상기 핸드(415)위에 조립된 워크를 놓는다.
상기 버튼(451)이 압압되면, 상기 CPU(460)은 재차 클러치를 턴온시킨다. 상기 모터 구동부(459)는 상기 교시 데이터 저장 메모리(457)의 위치 데이터 및 상기 궤도데이터 저장 메모리(458)의 궤도데이터를 판독 및 처리하여, 상기 각각의 축의 모터를 구동시켜, 장애물과의 간섭 없이, 차량 내부의 교시 위치로 상기 핸드(415)를 자동적으로 구동시키는 데, 이것은 상기 조력암이 상기 교시 위치에 도달할 때까지 위치설정 모드로 설정된다는 의미이다.
또한, 이러한 이동 중에, 상기 적외선 센서(430)는 상당한 장애물이 근접하는 지를 감시한다. 장애물이 근접한 것으로 인식되면, 상기 조력암은 그 모션을 정지한다. 또한, 상기 비상 정지 버튼(443 이나 453)이 압압될 때에도 정지한다.
위치설정에 대한 피드백 제어는 상기 피드백 제어 루틴, D/A 보드(461), 서보 증폭기(462), 인코더(426, 464) 및 카운트 보드(463, 465)의 협력에 의해 수행된다.
상기 워크가 제 위치(즉, 수동 모드로 전환하기 위한 교시 지점)에 반송되면, 상기 클러치는 자동적으로 턴오프 되며, 상기 조력암은 협조모드로 진입한다.
이때, 상기 작업자(B)는 상기 조력암를 수동으로 작동시켜 상기 워크가 차량 내에 있는 대향부재에 대하여 요구되는 상대 위치에 있도록 한다. 여기서, 상기 워크는 작업자(B)에 의해 나사 체결된다. 체결도중에, 상기 워크는 평형기(412)에 의해 중량-평형이 이루어진다.
이 때, 상기 고정 작업이 끝나게 되며, 상기 시작 버튼(451)이 작업자(B)에 의해 압압된다.
상기 CPU(460)는 현재 위치에 대한 데이터를 갖기 위해 상기 카운터 보드(465)로 입력되는 펄스의 수를 체크하며, 가장 근접한 교시 지점의 데이터를 검색하도록 이것을 상기 교시 데이터 저장 메모리(457)내의 위치 데이터와 비교하며, 게다가 상기 조력암을 이 교시지점으로 구동한다. 이때, 상기 모터 구동부(459)는 상기 교시 데이터 저장 메모리(457)의 위치 데이터 및 상기 궤도데이터 저장 메모리(458)의 궤도데이터를 판독 및 처리하여, 각각의 축의 모터를 제어하며, 장애물을 회피하면서 상기 조력암 장치를 원위치로 구동시킨다.
차량이 상기 장치가 서있는 상기 종동장치에 의해 추종되는 동안에, 상술한 작동이 수행된다. 상기 차량내의 작업자(B)와 협력하는 도중에, 상기 조력암은 장애물이 상기 적외선 센서(430)에 의해 검출되거나 비상 정지 버튼(453)이 작동되지 않으면 서보 기능이 유지되는 협조모드 상태에 있다. 따라서, 상기 핸드(415)는 불규칙적인 작동이 최소화되어 안정화된다.
관련된 조력암의 효과는 모션영역이 파단선으로 예시된 도35의 조력암과 비교하여 대조를 이룬다.
또한, 본 실시예에 따라, 조력암은 때로는 단순한 조력암으로서 때로는 로봇처럼 또한 때로는 작업자에 대한 효과적인 협조로서의 역할을 하도록 채용된다.
더욱이, 이것은 저 비용의 제작을 가능케 하여, 효과적으로 작업을 증대시킴과 더불어 제한된 비용으로 여러 지점에의 배치를 가능케 한다.
이하, 도36 내지 도43C를 참조하여, 본 발명의 제6실시예에 따른 탄력적인 유극(flexible clearance )을 포함하는 조력암를 설명한다.
본문에 활용된 "가요성의(flexible)"는 "용이하게 굽힐 수 있으며 적응 가능한 (easily bendable and adaptable)"을 의미하며, "탄력적인 유극(flexible clearance)"이라는 것은 암의 협조에 의한 임시위치가 요구되는 위치에 대하여 상대적으로 큰 차이가 있더라도 "적응 가능한 유극을 가지고 용이하게 구부러지는 관절이 있는 암(an articulated arm easily bends with an adaptable clearance)"에 의해 용이한 방식으로 워크의 최종 위치가 수동으로 설정되도록 하는 것을 의미한다.
이러한 가요성은 과도한-굽힘 상태를 가능케 한다. 바람직하지 못한 굽힘 상태를 방지하기 위해, 해당 조력암은 도36에 508과 507로 지정 예시된 바와 같이 각각의 축에 설치된, 위치 검출기 및 브레이크를 구비한다. 만일, 상기 검출기가 초과된 위치를 검출하면, 상기 브레이크는 해당 축에 대하여 또는, 해당 축을 따르는 암의 추가 모션을 정지시킨다. 제어기(510)는 허용 가능 모션영역에 대한 교시 데이터를 기초로 하여 결정한다.
그러므로, 상기 암은 장치가 직립으로 서지 못하는 경우와 같이, 과도한-굽힘 상태로 이동하는 것이 방지된다. 상기 암이 일시적으로 위치를 홀드할 수 있을 경우, 작업자는 양손을 사용할 수 있게 된다. 상기 암은 장애물과의 간섭에 대한 염려 없이, 다양한 허용 영역에 대한 관모양의 인벨로프(tubular envelope)를 통해 워크의 동반된 이송을 가능하게 한다.
상기 조력암은 달리 기술되지 않는 한 제5실시에의 조력암과 실제적으로 유사하다.
도36은 디지털 제어 시스템과 인터페이스되고 반송 조력암의 측면도이다. 도36에 있어서, 참조 부호 (500)는 조력암이다. 상기 실시예와 같이, 상기 장치(500)는 중량 평형 실린더(503)를 지지하는 수직 프레임(502)과 함께 Z축에 대하여 회동 가능한 주축(부재, 501)과, 수직방향으로 스윙가능한 제1 암(504)을 포함한다. 상기 제1 암(504)의 말단부는 수직축에 대하여 회동 가능한 모터-구동 핸드(506)를 지지하고 수평 구동 왕복운동 가능한 제2 암(505)을 지지한다.
다른 축과 같이, 상기 주축(501)에는 위치 검출기(508) 및 브레이크(507)가 설비된다.
각각의 검출기(508) 및 브레이크(507)는 제5실시예의 경우와 유사한 제어 시스템과 개별적으로 인터페이스된다. 상기 제어 시스템은 제어기(510), 위치 데이터 및 명령을 입력하기 위한 입력 장치(512) 및, 관모양의 반송루트를 포함하는 다양한 해당 정보를 표시하기 위한 디스플레이(511)를 포함한다.
도37은 맨-머신부(F22, 도3참조)의 서브-부에서의 차량 조립 단계를 예시하는 데, 상기 조력암(500)은 그 상부에 차량이 탑재되는 작업 스탠드(602)의 주 가동 라인(601)과 평행하면서도 동시에 이동하는 종동장치(600)상에 장착되어 있다.
협력하는 작업자는 예시되지 않았다. 몇몇의 부품은 이해의 차원에서 확대 도시되어 있다.
상기 차량(700)은 전방 도어 프레임(704) 및 중앙 기둥(705)을 가지는 본체(701)를 포함한다. 후방 시트 부재(703)가 설치되어 있다.
상기 조력암(500)의 핸드(506)는 연결부재(561);와 워크(702)를 견고하게 지지하게끔 체결된 수직 지지 지그(563, 도37의 564) 및 수평 지지 지그(565)로 핸드의 상부에서 요동하거나 핸드에 고정된 워크 지지부재(562)를 포함한다.
도37에 있어서, 상기 조력암(500)은 원위치로부터 차량 내부(700)로 교시된 반송루트를 통해서 이미 운송되어 있다.
도38은 상기 차량(700)의 내부를 예시하고 있다.
상기 핸드 조립체는 좌측 수직 지그(564)에 대하여 수평방향으로 슬라이드 가능한 수평 좌측 점검 지그(566)를 포함한다. 상기 차량은 전방 기구 판(706)을 포함한다.
상기 워크(702)는 엄격한 유극으로 상기 기구 판(706)에 주의 깊게 고정되는 완성된 모듈(module)이다. 고정 작업을 위해, 후방 시트 부재 상의 작업자(M)는, 요구되는 엄격한 유극보다 큰 측방 유극으로 교시 위치 내에 상기 워크(702)를 홀드하는 협조모드일 경우, 양손을 뻗쳐 암 어셈블리의 수평 지그(565)를 잡는다.
따라서, 상기 작업자(M)는 적정 위치에 자리잡고, 후위로부터 워크(702)의 가장자리를 관측하게 된다.
이러한 위치가 확보될 때, 상기 작업자(M)는 그가 오른 손잡이일 경우, 좌측 손의 손가락, 엄지손가락 또는 손바닥으로 수평 지그(565, 566)의 좌측 단부면을 동시에 접촉함으로써 체크한다. 왼손잡이일 경우, 유사한 점검 지그가 우측에 설치될 수 있다. 만일 접촉 단부면이 틈이 없는 동일한 평면 및 같은 높이로 감지할 경우, 체크는 종료한다.
수직 위치는, 학습 및 재생될 경우, 중력에 의해 수직한계까지 굽힘이 이루어짐으로써, 암 어셈블리에 의해 실질적으로 확보된다.
도39는 일련의 위치 검출기 세트(508) 및 브레이크(507)의 동작을 처리하는 교시 루틴에 대한 부분적인 플로우 챠트이다.
단계 520에서, 교시 작업자는 제어판 및 작동 판에 설치된 브레이크 버튼 중 하나를 누른다.
단계 521에서, CPU는 상기 브레이크 버튼이 턴온되었는지를 체크한다.
만일, 브레이크 버튼이 턴온된 경우, 해당 축을 브레이킹하는 것은 단계 522에서 행해진다.
단계 523에서, 적당한 위치가 재생된 것으로 추측되면, 상기 작업자는 제어판 및 작동판에 설치된 브레이크 정지 버튼을 누른다.
단계 524에서, 상기 CPU는 브레이크 해제가 지시되었는지를 체크한다.
만일, 브레이크 해제가 지시된 것으로 체크되면, 브레이킹하는 것은 단계525에서 정지된다.
도40은 일련의 위치 검출기(508) 및 브레이크(507)의 작동을 처리하는 자동루틴에 대한 부분적인 플로우 챠트이다.
단계 530에서, 상기 조력암(500)은 상기 워크(702)를 교시된 반송루트 즉, 교시 데이터 및 저장 데이터로부터 연산된 허용 모션영역의 관모양의 인벨로프를 통해 반송되게끔 제어된다.
단계 531에서, 상기 CPU는 상기 워크(702)를 가지는 핸드조립체(506)가 허용 모션영역(permissible motion range)에 위치되었는지를 체크한다.
만일, 핸드 조립체가 허용 모션영역 내에 위치된 경우, 단계 530으로 재차 진행한다. 핸드 조립체가 허용 모션영역에 위치되지 않은 경우, 해당 축의 브레이킹을 행하기 위해 단계 532로 진행한다.
이때, 단계 533에서, 경과된 시간은 그것이 이미 설정된 시간 내에 있는 지가, 체크된다.
만일, 체크될 경우, 단계 532로 재차 진행한다. 경과 시간이 이미 설정된 시간 내에 있지 않을 경우에는, 단계 530으로 진행한다.
그 흐름은 협조모드에 대한 루틴에 의해 인터럽트될 수 있음을 알 수 있다.
도41은 워크 반송루트를 부분적으로 예시한 도면이며, 도42는 도36의 제어 시스템과 유사한 제어 시스템(550)의 블록도이다.
교시 모드가 선택되면, 교시 작업자는 중량 평형된 워크를 손으로 구동하면서 바람직한 반송루트를 따라 걸어가므로, 상기 워크가 반송경로 (즉, 상기 워크의 공간상의 모션의 일련의 궤적)를 그리면서 상기 작업자와 함께 이동한다.
적정 제1 지점(P1)에서, 상기 작업자는 제1 지점(P1)을 교시하기 위해 시작 버튼(도31, 32에 도시됨)을 압압하고, 이어서, 제1 지점(P1)에 대하여 (원과 같이) 허용 모션영역(540)을 나타내는 제1 반경(r1)을 입력 장치(555)에 의거하여 상기 시작 버튼 및 키보드를 재차 압압하며, 이 데이터는 제어기(556)로 입력되며 디스플레이(557)상에 표시된다. 상기 작업자는 표시된 데이터를 체크하고 이 데이터를 승인하기 위해 시작 버튼을 재차 압압하며 이 때 데이터는 저장된다.
간섭을 회피하기 위한 결정이 엄격할 경우, 상기 작업자는 자동적으로 연산된 가변 반경 벡터(도6에 도시됨)를 얻기 위해 지점(P1)의 교시 후 3회 상기 시작 버튼을 압압할 수도 있는데, 컴퓨터와의 대화를 하기 위해서는 상당한 시간을 필요로 한다.
상기 판에는 반경 데이터를 입력하기 위해 제공된 추가의 버튼이 각각 설비됨을 알게 될 것이다.
이때, 상기 작업자는, 상기 바람직한 반송루트가 다른 각도로 방향 전환되는 적정한 제2지점에 워크가 도달하도록 직행한다.
그때, 상기 제2 지점(P2)은 허용 모션영역을 한정하는 해당 반경 (r2)과 더불어 교시된다.
이때, 상기 제어기(556)는 원형 영역(540, 541)과 연결된 통상 원추 및 곧은 인벨로프(543)를 연산한다. 상기 인벨로프(543)는 상기 반송경로가 뻗어나가는 교시 반송루트의 경계를 한정한다.
이와 같이, 적정 제3 지점(P3) 및 해당 반경(r3)도 허용 모션영역(542)을 결정하도록 교시된다.
상기 허용 모션영역을 결정하기 위해, 한 쌍의 브레이크 온/오프 버튼(551)이 채용된다. 이러한 버튼(551)은 본래, 상기 협조모드에서 활용되며, 일련의 위치 검출기(552) 및 브레이크(553)가 I/O 보드(554)를 통해 상기 제어기(556)에 인터페이스되고 브레이크 온/오프 버튼(551)에 의해 온-오프 제어되는 도39의 작동에 사용되기 위한 것이다.
모션영역의 결정에 있어서, 스위치 설정이 완료됨에 따라, 버튼상의 상기 브레이크가 압압되어 가장자리(marginal) 지점을 교시할 경우 상기 워크는 장애물의 주변부의 가장자리 지점에 수작업으로 이르게 된다.
도43A, 43B, 43C는 반송루트의 발생에 대한 기본 개념을 예시하고 있다. 도면에 있어서, 지점 P1, P2, P3은 해당 반경
Figure pat00075
과 더불어 교시됨에 따라 임의의 지점 Px가 정의된 좌표의 조합을 가지는 인벨로프를 한정하게 되는 데, 이것은 각각의 축이 한정되는 다차원 벡터장(vector field)에 맵(map) 됨에 따라, 효과적인 영역 제어를 가능케 한다.
이웃하는 교시 지점간의 거리 dl이 작아질수록 상기 인벨로프 및 결과로서 생기는 반송이 보다 스무스하게 됨을 알 수 있다.
또한, 상술한 실시예는 지원 방식으로 결합된 부품 및/또는 기능을 가질 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예는 특정한 용어를 사용하여 기술되었으나 이러한 기술은 도식적인 설명을 위한 것이며, 다음의 청구범위의 사상이나 영역에 일탈함 없이 수정 및 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따르면, 작업자는 루트의 범위밖에 놓여있는 장해물에 대한 주의를 기울일 필요 없이 소정의 루트를 따라 워크를 반송할 수 있어서, 정신적 로드가 감소하며, 작업효율을 향상시킬 수 있고, 바람직하지 못한 간섭의 빈도를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 자동모드에 있어서, 작업자가 간섭영역을 침입하는 경우에도, 작업자 및 설비가 안전하게 유지된다. 더욱이 자동 및 협조모드에 있어서, 상기 간섭영역으로의 작업자의 침입의 금지 및 침입의 허용간의 중간의 선택이 가능하여 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복잡한 로봇에 비해 이용되는 구성이 매우 간단하고 저가이어서 그러한 장치가 생산설비에 여러 대 설치될 수 있어서, 제한된 비용으로 작업의 효율을 증대시킬 수 있다.
도1은 종래의 생산설비를 나타내는 도면.
도2는 종래의 로봇 및 안전제어시스템을 포함하는 도1의 생산설비의 기능 블록도.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 안전제어시스템을 포함하여 협조 로봇과 그 제어 시스템을 구비한 생산설비의 기능블럭도.
도4는 도3의 안전제어시스템의 필수부분의 기능블럭도.
도5는 도3의 안전제어시스템의 제어프로그램의 플로우차트.
도6은 도3의 안전제어시스템의 간섭인식의 원리를 설명하는 도면.
도7A는 식별된 작업자의 예상(probable) 간섭영역을 나타내는 도면.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 모션궤적 제한기능(motion locus restricting function)을 가지는 반송 조력암 장치의 측면도.
도9는 상기 도8의 조력암의 상면도.
도10은 도8의 조력암의 쌍으로 된 기계적 스토퍼와 해당부재의 상세도.
도11은 루트(route)를 따라 이동하는 경우의 도8의 조력암의 상면도.
도12A 및 12B는 각기 도8의 조력암의 지역(local)제어기 및 제어판의 평면도.
도13은 도8의 조력암의 제어시스템의 블록도.
도14는 도13의 제어시스템의 교시모드와 관련된 동작에 대한 플로우차트.
도15는 도13의 제어시스템의 운전모드와 관련된 동작에 대한 플로우차트.
도16은 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 원조 반송 조력암의 측면도.
도17은 도16의 조력암의 블록도.
도18은 도16의 조력암과의 종합적인 비교를 위한 동력 원조 반송 조력암의 모션(motion)을 나타내는 도면.
도19는 본 발명의 제4실시예에 따른 워크 위치설정기능을 가지는 반송 조력암장치의 측면도.
도20은 도19의 조력암장치의 주축과 관련된 기어링(gearing)을 나타내는 도면.
도21은 도19의 조력암의 제어기상에 설치된 제어판의 평면도.
도22는 도19의 조력암의 핸드부에 설치된 조작판의 정면도.
도23은 도19의 조력암의 제어시스템의 블록도.
도24는 도19의 조력암의 회전축과 관련된 동작의 플로우차트.
도25는 작업자가 워크를 나사로 조이는 경우의 도19의 조력암의 서비스에 대한 제어동작의 플로우차트.
도26은 차량에 대해 워크를 푸시(push)할 때, 에어 모터가 이용되는 도19의 조력암의 서비스에 대한 제어동작의 플로우차트.
도27은 본 발명의 제5실시예에 따른 종동장치(follower)상에 장착된 위치설정조력암의 측면도.
도28은 도27의 조력암을 포함하는 맨-머신부(man-machine section)의 상면도.
도29는 핸드 조립체(hand assembly)가 부착된 도27의 조력암의 측면도.
도30A는 도28의 핸드 조립체의 정면도.
도30B는 도28의 핸드 조립체의 측면도.
도31은 도27의 조력암의 제어기상에 설치된 제어판의 정면도.
도32는 도27의 조력암의 핸드에 설치된 조작판의 정면도.
도33은 도27의 조력암의 제어시스템의 블록도.
도34는 도27의 조력암의 주 서비스를 설명하는 작업영역테이블.
도35는 도27의 조력암과의 비교를 위한 임의의 조력암의 모션을 나타내는 도면.
도36은 본 발명의 제6실시예에 따른 탄력적 유극(flexible clearance)을 가지는 조력암의 측면도 및 상기 암의 제어시스템의 개략블록도.
도37은 도36의 조력암이 기구판(instrument panel)을 차량본체에 장착하도록 이용되는 경우의 맨-머신부의 현장을 나타내는 도면.
도38은 도37의 차량본체의 내측면도.
도39는 도36의 조력암의 동작에 대한 부분 플로우차트.
도40은 도36의 조력암의 동작에 대한 플로우차트.
도41은 도36의 조력암의 간섭영역을 설명하는 도면.
도42는 도36의 조력암의 제어시스템의 블록도.
도43A, 43B 및 43C는 각기 도41의 간섭영역의 기본 파라미터(parameter)를 기술하는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:위성컴퓨터 1a:로봇 제어프로그램
1b:안전제어프로그램 2:제어판
2a:선택스위치 3:침입자센서
4:호스트컴퓨터 F1:메인오피스
F11:관리부 F12:작업부-1
F21:작업부-2 F22:맨-머신부
F23:자동기계부

Claims (72)

  1. 이동 서비스, 취급 서비스 및 생산 서비스 중 하나의 서비스를 요구하는 맨-머신부를 포함하는 생산설비에 있어서,
    상기 요구되는 서비스에 상응하는 서비스를 제공하도록 자동모션에 적용하는 제1 가동체와, 지원모션을 실행할 능력이 있고 상기 자동모션을 정교하게 하도록 상기 제1 가동체에 협조 및 교시 중 하나로서 상기 지원모션을 제공하기 위해 상기 제1 가동체와 협력할 능력이 있는 제2 가동체를 포함하는 맨-머신부;
    자동모드에서는 상기 제1가동체가 상기 자동모션을 실행하도록 제어하기 위해 작동하며, 협조모드에서는 상기 자동모션이 정교하게 되어 상기 요구되는 서비스에 상응하는 서비스를 달성할 수 있도록 상기 제1 가동체가 상기 제2 가동체와 협력하도록 작동하는 제어수단; 및
    상기 자동모드 및 협조모드 중 하나의 모드를 선택하도록 상기 제어수단을 제어하기 위한 조작모드 선택수단을 포함하며,
    상기 제1가동체는, 제1허용범위를 포함하는 자동모션을 위해 정의된 제1모션영역을 가지며,
    상기 제2가동체는, 제2허용범위를 포함하는 지원모션을 위해 정의된 제2모션영역을 가지며;
    상기 제어수단은, 상기 제1 및 제2 모션영역이 상호 간섭하는 간섭영역을 인식하고 상기 간섭영역과 상기 제2모션영역간의 교차를 검출하며, 상기 검출된 교차에 응답하여 검출 신호를 제공하는 안전제어수단을 포함하며,
    또한, 상기 제어수단은, 상기 검출신호를 처리하여 자동모드에서는 제1가동체를 정지시키고 협조모드에서는 제1가동체가 제2가동체와 계속해서 협력하도록 하고,
    상기 요구되는 서비스는 반송 협조 및 위치설정 협조 중 어느 하나를 위해 워크를 취급하는 것을 포함하며;
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 제한 모션영역을 가지고 상기 반송 협조를 위해 적용된 제1 조력암을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 간섭영역은 상기 제1 가동체가 제 위치에 고정된 정지 부품을 가질 경우, 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간섭영역은 상기 제1 가동체가 이동할 경우, 가변되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 안전제어수단은 상기 제2 가동체의 위치를 감지하기 위한 센서수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서수단은 송신기 및 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 제2 가동체에 의해 운송되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 센서수단은 센싱소자의 2차원 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센싱소자의 2차원 배열은 상기 간섭영역을 커버하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 센싱소자는 감지성 매트부재로 각각 이루어진 것을 특징으로 하는 생산설비.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 센싱소자는 각각 광전 센서소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 센서수단은 2차원 배열의 센싱소자로 각각 구성되는 복수의 단위(unit) 센서의 배열을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 제2 가동체의 위치는 상기 간섭영역과 관련된 좌표계 내에서 정의되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가동체는 상기 제1 가동체를 대표하는 부분에 고정된 제1 중심에 대하여 회동가능하며, 그 최외각 단부가 제1아크를 그리는 제1부재를 포함하며,
    상기 제1 모션영역은 상기 제1 아크에 의해 한정되는 제1고유영역, 유극에 대한 제1 소부분 및 허용범위에 대한 제1 소부분의 제1합을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 가동체는, 상기 제1 아크 내부의 상기 제1 부재에 고정된 제2 중심에 대하여 회동가능하고 그 최외각 단부가 제2아크를 그리는 제2 부재를 추가로 포함하며,
    상기 제1 모션영역은 상기 제1합과, 제2 아크에 의해 한정되는 제2 고유영역, 유극에 대한 제2 소부분 및 허용범위에 대한 제2 소부분의 제2 합의 총계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 부재는 상기 제2 중심에 대하여 회동 가능한 제3 부재와, 상기 제3 부재로 취급하며, 상기 제2 부재의 최외각 단부가 그 자유단을 구비하는 워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 가동체는, 그 푸트부분으로서 제3 중심에 대하여 하강가능하고 그 암부는 핑거단부가 제1 원에 놓이도록 뻗어있는 가요성 본체를 포함하며;
    상기 제2 모션영역은 상기 제1 원에 의해 한정되는 제1 예상영역 및 허용범위에 대한 제1 예상 소부분에 대한 제3 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 가동체는 제2 원내의 가요성 본체의 핸드부로서 제4 중심에 대하여 회동 낙하 가능한 툴부재를 포함하며;
    상기 제2 모션영역은 상기 제2 원에 의해 한정된 제2 예상영역 및 허용범위에 대한 제2 예상 소부분의 제4합과 상기 제3 합의 총계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어수단은
    상기 제1부재의 제1 아크의 곡률반경에 대한 제1 데이터와,
    상기 제1중심 및 제2중심 사이의 거리에 대한 제2 데이터와,
    상기 제2부재의 각각의 종류에 대한 상기 제2 아크의 곡률반경에 대한 제3 데이터와,
    상기 가요성 본체의 각각의 종류에 대한 제1 원의 반경에 대한 제4 데이터와,
    상기 툴부재의 각각의 종류에 대한 상기 제2 원의 반경에 대한 제5 데이터와,
    상기 제1부재의 유극에 대한 제1 소부분에 대한 제6 데이터와,
    상기 제2부재의 각각의 종류에 대한 유극의 제2 소부분에 대한 제7 데이터와,
    상기 제1부재의 허용범위의 제1 소부분에 대한 제8 데이터와,
    상기 제2부재의 각각의 종류에 대한 허용범위의 제2 소부분에 대한 제9 데이터와,
    상기 가요성 본체의 각각의 종류에 대한 허용범위의 제1 예상 소부분에 대한 제10 데이터와,
    상기 툴부재의 각각의 종류에 대한 허용범위의 제2 예상 소부분에 대한 제11 데이터를 저장하기 위한 메모리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 제1 모션영역의 경계부의 곡률반경을 연산하도록 상기 제1, 제6 및 제8 데이터를 처리하기 위해 상기 제1 중심의 현재 위치를 처리하는 처리부수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 처리부수단은 상기 제1 모션영역의 경계(R51a)의 곡률반경을 연산하도록 제2, 제3, 제7 및 제9 데이터를 추가로 처리하기 위해 제2부재의 식별된 종류를 처리하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 처리부수단은 상기 제2 모션영역의 경계의 곡률반경 및 상기 간섭영역의 경계의 곡률반경을 연산하도록 상기 제4 및 제10 데이터를 추가로 처리하기 위해 상기 가요성 본체의 식별된 종류를 처리하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 처리부수단은 상기 제2 모션영역의 경계의 곡률반경 및 상기 간섭영역의 경계의 곡률반경을 연산하도록 상기 제4 및 제10 데이터를 추가로 처리하기 위해 상기 가요성 본체의 식별된 종류를 처리하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 처리부수단은 상기 제2 모션영역의 경계의 곡률반경 및 상기 간섭영역의 곡률반경을 연산하도록 상기 제5 및 제11 데이터를 추가로 처리하기 위해 상기 툴부재의 식별된 종류를 처리하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 자동모션이 정교한 서비스를 제공하도록 상기 자동모션과 상기 지원모션간의 조합을 학습하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 자동모션이 정교한 서비스를 제공하도록 상기 자동모션과 상기 지원모션간의 차이를 학습하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 요구되는 서비스는, 임의의 루트를 따라서 상기 워크를 반송하는 것을 포함하며,
    상기 반송협조는 상기 루트의 영역내에서 상기 워크의 궤적을 제한하는 것을 포함하며,
    상기 제1 조력암은 회동 영역을 가지는 복수의 암을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 워크의 반송위치를 검출하며, 상기 반송위치에 의존하는 상기 회동 영역을 제어하도록 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 요구되는 서비스는, 임의의 루트를 따라서 상기 워크를 반송하는 것을 포함하며,
    상기 반송 협조는 상기 루트의 영역내에서 상기 워크의 궤적을 제한하는 것을 포함하며,
    상기 제1 조력암은 복수의 암과, 상기 복수의 암의 회동 위치를 검출하기 위한 제1 검출수단과, 상기 복수의 암중 하나의 기계적인 제한을 위한 제한부재와, 상기 제한 부재의 설정 위치를 검출하기 위한 제2 검출수단과, 상기 제한부재를 구동하기 위한 구동수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 복수의 암의 회동 위치를 토대로 상기 워크의 반송위치를 연산하기 위한 연산수단과, 상기 워크의 반송위치와 상기 제한부재의 설정 위치간의 관계에 대한 데이터를 저장하기 위한 메모리수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 메모리수단으로부터 저장된 데이터를 판독하며, 상기 판독 데이터에 따라 제 위치에 상기 제한 부재를 설정하기 위해 상기 구동수단을 제어하게끔 상기 워크의 반송위치를 처리하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 작업자는 상기 루트내의 상기 워크의 이상 위치(ideal position)를 교시할 능력이 있고,
    상기 제어수단은 상기 작업자가 상기 제어수단에 이상 위치를 교시하고, 상기 제어수단이 그로부터 상기 이상 위치에 대한 상기 워크의 허용 모션영역을 연산하도록 작동하는 교시버튼을 갖고,
    상기 제어수단은 상기 메모리수단 내에 상기 이상 위치 및 허용 모션영역에 대한 데이터를 저장하도록 상기 교시 버튼의 작동을 처리하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제어수단은 교시 모드와 운전 모드 중 하나의 모드를 선택하기 위한 모드 선택 스위치를 가지며, 상기 제어수단은 상기 교시 버튼이 작동될 경우, 상기 메모리수단 내의 상기 이상 위치 및 상기 허용 모션영역에 대한 데이터를 저장하도록 상기 교시 모드를 처리하며, 상기 메모리수단으로부터의 저장 데이터를 판독하며 상기 판독 데이터에 따라 제 위치에 상기 제한 부재를 설정하기 위해 상기 구동 수단을 제어하게끔 반송위치에 응답하도록 상기 운전모드를 처리하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 반송 협조를 위해 동력원조된 제2 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 위치설정 협조를 위해 적용된 제3 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 위치설정 협조를 위해 적용된 제3 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  33. 제1항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 종동장치에 대한 위치설정 협조를 위해 적용된 제4 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  34. 제30항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 종동장치에 대한 위치설정 협조를 위해 적용된 제4 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 종동장치에 대한 위치설정 협조를 위해 적용된 제4 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  36. 제32항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 종동장치에 대한 위치설정 협조를 위해 적용된 제4 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  37. 제1항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  38. 제30항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  39. 제31항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  40. 제32항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  41. 제33항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  42. 제34항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  43. 제35항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  44. 제36항에 있어서,
    상기 생산설비는 상기 제1 가동체로서, 탄력적인 유극을 가지고 위치설정 협조를 위해 적용된 제5 조력암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  45. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간섭영역은 상기 제1 가동체가 제 위치에 고정된 정지 부품을 가질 경우, 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  46. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간섭영역은 상기 제1 가동체가 이동할 경우, 가변되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  47. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안전제어수단은 상기 제2 가동체의 위치를 감지하기 위한 센서수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  48. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 가동체는 상기 제1 가동체를 대표하는 부분에 고정된 제1 중심에 대하여 회동가능하며, 그 최외각 단부가 제1아크를 그리는 제1부재를 포함하며,
    상기 제1 모션영역은 상기 제1 아크에 의해 한정되는 제1고유영역, 유극에 대한 제1 소부분 및 허용범위에 대한 제1 소부분의 제1합을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  49. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 자동모션이 정교한 서비스를 제공하도록 상기 자동모션과 상기 지원모션간의 조합을 학습하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  50. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 자동모션이 정교한 서비스를 제공하도록 상기 자동모션과 상기 지원모션간의 차이를 학습하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  51. 제30항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요구되는 서비스는, 임의의 루트를 따라서 상기 워크를 반송하는 것을 포함하며,
    상기 반송협조는 상기 루트의 영역내에서 상기 워크의 궤적을 제한하는 것을 포함하며,
    상기 제1 조력암은 회동 영역을 가지는 복수의 암을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 워크의 반송위치를 검출하며, 상기 반송위치에 의존하는 상기 회동 영역을 제어하도록 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  52. 제30항, 제32항, 제34항, 제36항, 제38항, 제40항, 제42항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 조력암은 상기 워크의 반송협조용 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 제2 가동체에 의해 상기 워크 상에 가해진 힘을 검출하기 위한 센서수단 및 상기 암부재를 구동시키는 구동수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 가해진 힘을 원조하기 위해 상기 구동수단을 제어하도록 상기 검출된 힘의 크기 및 방향을 처리하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  53. 제30항, 제32항, 제34항, 제36항, 제38항, 제40항, 제42항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 조력암은 상기 워크의 반송 협조를 위한 복수의 암 부재와, 상기 워크와 중력을 평형시키기 위해 상기 복수의 암 부재중 하나의 부재에 작용하는 중력 평형수단과, 상기 제2 가동체에 의해 상기 워크 상에 가해진 모멘트의 3차원 성분을 검출하기 위한 센서수단과, 상기 복수의 암을 개별적으로 구동하기 위한 구동수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 가해진 모멘트를 원조하기 위해 상기 구동수단을 제어하도록 상기 모멘트의 검출된 성분의 크기 및 방향을 처리하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  54. 제30항, 제32항, 제34항, 제36항, 제38항, 제40항, 제42항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 조력암은 상기 워크의 반송협조를 위한 복수의 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위해 상기 복수의 암 부재중 하나의 부재에 작용하는 중량 평형수단과, 상기 제2 가동체에 의해 상기 워크 상에 가해진 힘 및 모멘트의 3차원 성분을 검출하기 위한 센서수단과, 상기 복수의 암부재를 개별적으로 구동하기 위한 구동수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 가해진 힘 및 모멘트를 원조하기 위해 상기 구동수단을 제어하도록 상기 힘 및 모멘트의 검출된 성분의 크기 및 방향을 처리하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  55. 제52항에 있어서,
    상기 센서수단은 상기 암 부재에 부착된 로드셀(load cell)을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  56. 제52항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 가해진 힘을 원조하는 정도를 조정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  57. 제31항, 제32항, 제35항, 제36항, 제39항, 제40항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 조력암은 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단 및 상기 암부재를 구동하기 위한 구동수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 워크를 반송하도록 상기 구동수단과 상기 암 부재를 연결하기 위한 위치설정 모드와, 상기 작업자가 상기 워크를 반송할 수 있게끔 상기 구동수단으로부터 암 부재를 분리하기 위한 협조모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  58. 제31항, 제32항, 제35항, 제36항, 제39항, 제40항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 조력암은 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 암 부재를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 암 부재 및 상기 구동수단을 상호 연결하기 위한 클러치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 반송경로가 교시될 경우, 반송경로를 저장하기 위한 메모리수단과, 위치설정 모드를 선택하기 위한 스위치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온될 경우에는, 상기 클러치수단을 온시키며, 상기 메모리수단 내에 저장된 반송경로를 따라서 상기 워크를 반송하게끔 상기 서보수단을 제어하기 위한 위치설정 모드로 설정되게끔 채용되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우에는, 상기 클러치수단을 오프하도록 하는 상기 협조모드로 설정되게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  59. 제31항, 제32항, 제35항, 제36항, 제39항, 제40항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 조력암은 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 암 부재를 구동하기 위한 서보모터를 포함하는 구동수단과, 상기 암 부재 및 상기 구동수단을 상호 연결시키기 위한 클러치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 반송경로가 교시될 경우, 반송경로를 저장하기 위한 메모리수단과, 위치설정 모드를 선택하기 위한 스위치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온될 경우에는, 상기 클러치수단을 온시키며 상기 메모리수단 내에 저장된 반송경로를 따라서 상기 워크가 반송하도록 상기 서보모터를 제어하는 위치설정 모드로 설정되게끔 채용되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우에는, 상기 클러치수단을 오프하고 서보제어로부터 상기 서보모터를 해방시키도록 하는 협조모드로 설정되게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  60. 제31항, 제32항, 제35항, 제36항, 제39항, 제40항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 조력암은 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 암 부재를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 암 부재 및 구동수단을 상호 연결하기 위한 클러치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 반송경로가 교시될 경우, 반송경로를 저장하기 위한 메모리수단과, 위치설정 모드를 선택하기 위한 스위치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온될 경우, 상기 클러치수단을 온 시키며, 상기 메모리수단 내에 저장된 반송경로를 따라서 상기 워크를 반송하게끔 상기 구동수단을 제어하기 위한 위치설정 모드로 설정되게끔 채용되며,
    상기 워크가 상기 위치에 도달한 경우, 상기 클러치수단을 오프하도록 상기 협조모드로 설정되게끔 채용되며,
    또한, 상기 스위치수단이 상기 워크가 상기 위치에 도달한 후 턴온될 경우, 상기 클러치수단을 온 시키며, 상기 메모리수단 내에 저장된 현재 데이터에 따라 힘으로 고정함에 있어서 대향 부재에 대하여 상기 워크를 푸시하도록 채용되며, 상기 고정이 완료되면, 상기 클러치수단을 오프시키도록 추가로 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  61. 제31항, 제32항, 제35항, 제36항, 제39항, 제40항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 조력암은 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 암 부재를 구동하기 위한 서보모터를 포함하는 구동수단과, 고정함에 있어서 대향부재에 대하여 상기 워크를 푸시하도록 힘을 발생시키기 위한 보조 동력수단과, 상기 암 부재 및 구동수단을 상호 연결시키는 클러치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 반송경로가 교시될 경우, 반송경로를 저장하기 위한 메모리수단과, 위치설정 모드를 선택하기 위한 스위치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온될 경우에는, 상기 클러치를 온 시키며, 상기 메모리수단 내에 저장된 반송경로를 따라서 상기 워크를 반송하도록 상기 서보모터를 제어하도록 위치설정모드로 설정되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달될 경우에는 상기 클러치를 오프시키며, 상기 서보 제어기로부터 상기 서보모터를 해방시키도록 협조모드로 설정되게끔 채용되며,
    또한, 상기 워크가 상기 위치에 도달한 후 상기 스위치수단이 턴온될 경우에는, 힘으로 상기 대향 부재에 대하여 상기 워크를 푸시하도록 상기 보조 동력수단을 작동하도록 채용되며, 상기 고정이 완료될 경우, 상기 보조 동력수단을 정지하도록 추가로 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  62. 제61항에 있어서,
    상기 보조 동력수단은 서보모터 및 에어 모터 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  63. 제61항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 워크가 상기 위치에 도달된 후 상기 스위치수단이 턴온될 경우에는, 상기 클러치수단을 온 시키며, 상기 메모리수단 내에 저장된 현재 데이터에 따라 힘으로 상기 대향 부재에 대하여 상기 워크를 푸싱하며, 또, 상기 대향 부재에 대하여 상기 워크를 푸시하기 위해 상기 보조 동력수단을 작동하게끔 채용되며, 상기 고정이 완료될 경우에는, 상기 클러치수단을 오프시키며, 상기 보조 동력수단을 정지하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  64. 제57항에 있어서,
    상기 제어수단은 반송경로로서 상기 암 부재의 궤적을 저장하기 위한 교시 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  65. 제60항에 있어서,
    상기 제어수단은 상기 암 부재가 수동으로 작동될 경우, 상기 반송경로로서 상기 암 부재의 궤적을 상기 메모리수단 내에 저장하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  66. 제33항, 제34항, 제35항, 제36항, 제41항, 제42항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 조력암은 상기 종동장치 상에 장착되며; 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 암 부재를 구동하기 위한 구동수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 워크를 반송하기 위해 상기 암 부재와 상기 구동수단을 연결하기 위한 위치설정 모드와, 상기 작업자가 상기 워크를 반송할 수 있도록 상기 구동수단으로부터 상기 암 부재를 분리시키기 위한 협조모드를 포함하되, 상기 제어수단은 상기 구동수단에 연결된 것을 특징으로 하는 생산설비.
  67. 제33항, 제34항, 제35항, 제36항, 제41항, 제42항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 조력암은 상기 종동장치 상에 장착되며, 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 암 부재를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 암 부재 및 구동수단을 상호 연결시키는 클러치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 반송경로가 교시될 경우, 반송경로를 저장하기 위한 메모리수단과, 위치설정 모드를 선택하기 위한 스위치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온될 경우에는, 상기 클러치수단을 온시키며, 상기 메모리수단 내에 저장된 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하기 위해 상기 구동수단을 제어하도록 위치설정모드로 설정되게끔 채용되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달된 경우에는, 상기 클러치를 오프시키기 위한 협조모드로 설정되게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  68. 제33항, 제34항, 제35항, 제36항, 제41항, 제42항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 조력암은 상기 종동장치 상에 장착되며, 임의의 위치로 상기 워크를 반송하기 위한 암 부재와, 상기 워크의 중량과 중력을 평형시키기 위한 중량 평형수단과, 상기 암 부재를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 암 부재 및 구동수단을 상호 연결하기 위한 클러치수단을 포함하며,
    상기 제어수단은 반송경로가 교시될 경우, 반송경로를 저장하기 위한 메모리수단과, 위치설정 모드를 선택하기 위한 스위치수단과, 장애물의 근접을 검출하기 위한 센서수단을 포함하되,
    상기 제어수단은 상기 스위치수단이 턴온될 경우에는, 상기 클러치수단을 온시키며, 상기 메모리수단 내에 저장된 상기 반송경로를 따라 상기 워크를 반송하기 위해 상기 서보모터를 제어하도록 위치설정모드로 설정되게끔 채용되며, 상기 워크가 상기 위치에 도달하거나 상기 장애물의 근접이 상기 센서수단에 의해 검출될 경우에는, 상기 클러치수단을 오프하는 협조모드로 설정되게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  69. 제66항에 있어서,
    상기 스위치수단은 핸드에 배치된 조작판 및, 상기 제어수단에 연결된 제어판 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  70. 제68항에 있어서,
    상기 제4 조력암은 비상 스위치를 가지며;
    상기 제어수단은 상기 비상 스위치가 작동될 경우 상기 협조모드로 진입하게끔 채용되는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  71. 제37항, 제38항, 제39항, 제40항, 제41항, 제42항, 제43항 및 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요구되는 서비스는 상기 워크에 대해 제1 유극을 가지는 설치 장소에 상기 워크를 고정하는 것이며,
    상기 제5 조력암은 상기 설치 장소에 상기 워크를 위치설정하며, 상기 제1 유극보다 큰 제2 유극을 가지고 이동 가능한 암 부재를 포함하며,
    상기 제어수단은 상기 워크를 운반하는 암 부재가 상기 설치 장소의 주변부에 도달할 경우, 상기 협조모드로 진입하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
  72. 제71항에 있어서,
    상기 주변부는 상기 간섭영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산설비.
KR1019970012615A 1996-04-04 1997-04-04 맨-머신협조를위한자동가동체를구비한생산설비 KR100471643B1 (ko)

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8267196A JPH09272096A (ja) 1996-04-04 1996-04-04 生産設備の安全装置
JP96-82671 1996-04-04
JP18246896A JP3656328B2 (ja) 1996-07-11 1996-07-11 位置決め助力アーム
JP96-182468 1996-07-11
JP96-228651 1996-08-29
JP8228651A JPH1067500A (ja) 1996-08-29 1996-08-29 パワーアシスト付き助力アーム
JP8233744A JPH1077200A (ja) 1996-09-04 1996-09-04 位置決め助力アーム
JP96-233744 1996-09-04
JP29667896 1996-11-08
JP96-296678 1996-11-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970071181A KR970071181A (ko) 1997-11-07
KR100471643B1 true KR100471643B1 (ko) 2005-07-18

Family

ID=27524987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970012615A KR100471643B1 (ko) 1996-04-04 1997-04-04 맨-머신협조를위한자동가동체를구비한생산설비

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5956465A (ko)
KR (1) KR100471643B1 (ko)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19959330A1 (de) * 1999-12-09 2001-06-13 Kuka Roboter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Roboters
JP2002049403A (ja) * 2000-08-07 2002-02-15 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械における音声機体制御装置
JP2005515903A (ja) * 2001-11-28 2005-06-02 エヴォリューション ロボティクス インコーポレイテッド ロボット用センサおよびアクチュエータのハードウェア抽象化層内における抽象化および集合化
US7116993B2 (en) * 2002-09-27 2006-10-03 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for providing location based information
US7298275B2 (en) * 2002-09-27 2007-11-20 Rockwell Automation Technologies, Inc. Machine associating method and apparatus
JP3910130B2 (ja) * 2002-09-30 2007-04-25 ファナック株式会社 ロボットシステム
WO2004052598A1 (ja) * 2002-12-12 2004-06-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. ロボット制御装置
US7272456B2 (en) * 2003-01-24 2007-09-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Position based machine control in an industrial automation environment
US7043316B2 (en) * 2003-02-14 2006-05-09 Rockwell Automation Technologies Inc. Location based programming and data management in an automated environment
US20050070304A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Farchmin David W. Distributed wireless positioning engine method and assembly
US20050071498A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Farchmin David W. Wireless location based automated components
US7251535B2 (en) * 2004-02-06 2007-07-31 Rockwell Automation Technologies, Inc. Location based diagnostics method and apparatus
US8645569B2 (en) * 2004-03-12 2014-02-04 Rockwell Automation Technologies, Inc. Juxtaposition based machine addressing
US20050228528A1 (en) * 2004-04-01 2005-10-13 Farchmin David W Location based material handling and processing
DE102004041821A1 (de) * 2004-08-27 2006-03-16 Abb Research Ltd. Vorrichtung und Verfahren zur Sicherung eines maschinell gesteuerten Handhabungsgerätes
CN100556623C (zh) * 2004-10-19 2009-11-04 松下电器产业株式会社 自动机械装置
US7904182B2 (en) * 2005-06-08 2011-03-08 Brooks Automation, Inc. Scalable motion control system
DE102007037404B4 (de) * 2007-08-06 2009-06-18 Symax Systemtechnik Sondermaschinen Gmbh Verfahren zum maschinellen Verarbeiten und/oder Transfer von Bauteilen
DE102007041768B4 (de) * 2007-09-04 2010-03-04 Deckel Maho Pfronten Gmbh System zur Steuerung des Zugriffs auf eine Werkzeugmaschine
JP2009090403A (ja) * 2007-10-05 2009-04-30 Fanuc Ltd ロボット動作範囲設定装置
WO2009155947A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-30 Abb Ag Control system and method for control
JP4648486B2 (ja) * 2009-01-26 2011-03-09 ファナック株式会社 人間とロボットとの協調動作領域を有する生産システム
WO2011021375A1 (ja) * 2009-08-21 2011-02-24 パナソニック株式会社 ロボットアームの制御装置及び制御方法、組立ロボット、ロボットアームの制御プログラム、及び、ロボットアームの制御用集積電子回路
DE102009052547A1 (de) * 2009-11-05 2011-05-12 Aberle Robotics Gmbh Robotersystem und Arbeitsverfahren eines Robotersystems
US8012073B2 (en) 2009-12-22 2011-09-06 Michael Charles Barnett Fitness machine with automated variable resistance
DE102010063214A1 (de) * 2010-12-16 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Sicherungseinrichtung für eine Handhabungsvorrichtung, insbesondere einen Industrieroboter, sowie Verfahren zum Betreiben der Sicherungseinrichtung
WO2013035814A1 (ja) 2011-09-06 2013-03-14 国立大学法人 和歌山大学 パワーアシストロボット装置およびその制御方法
US8855799B2 (en) * 2012-02-12 2014-10-07 Skymedi Corporation Automated mass production method and system thereof
JP6173678B2 (ja) * 2012-08-09 2017-08-02 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボットおよび産業用ロボットの制御方法
KR20140108821A (ko) * 2013-02-28 2014-09-15 삼성전자주식회사 이동 로봇 및 이동 로봇의 위치 추정 및 맵핑 방법
JP5835254B2 (ja) * 2013-03-15 2015-12-24 株式会社安川電機 ロボットシステム、及び、ロボットシステムの制御方法
JP5846145B2 (ja) * 2013-03-18 2016-01-20 株式会社安川電機 ロボットシステム、及び、ロボットシステムの制御方法
EP2824522B1 (en) 2013-05-06 2017-11-29 ABB Schweiz AG Human safety provision in mobile automation environments
JP5785284B2 (ja) * 2014-02-17 2015-09-24 ファナック株式会社 搬送対象物の落下事故を防止するロボットシステム
JP6055014B2 (ja) 2015-03-23 2016-12-27 ファナック株式会社 物または人との接触を検知する機能を有するロボット制御装置
US10198706B2 (en) * 2015-07-31 2019-02-05 Locus Robotics Corp. Operator identification and performance tracking
GB2552019B (en) * 2016-07-08 2020-01-08 Rolls Royce Plc Methods and apparatus for controlling at least one of a first robot and a second robot to collaborate within a system
US11000953B2 (en) * 2016-08-17 2021-05-11 Locus Robotics Corp. Robot gamification for improvement of operator performance
JP6864611B2 (ja) * 2017-12-07 2021-04-28 株式会社豊田中央研究所 車両の制御装置
US11249469B2 (en) 2018-09-28 2022-02-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Systems and methods for locally modeling a target variable
JP6918847B2 (ja) * 2019-01-11 2021-08-11 ファナック株式会社 機械の教示に用いる機械教示端末、教示システム、プログラム及び安全確認方法
JP7207010B2 (ja) 2019-02-27 2023-01-18 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステム及びその制御方法
CN110937404B (zh) * 2019-12-11 2021-04-13 江苏昱博自动化设备有限公司 一种自动化上料助力机械手

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4338672A (en) * 1978-04-20 1982-07-06 Unimation, Inc. Off-line teach assist apparatus and on-line control apparatus
US5046022A (en) * 1988-03-10 1991-09-03 The Regents Of The University Of Michigan Tele-autonomous system and method employing time/position synchrony/desynchrony
US5021969A (en) * 1988-03-17 1991-06-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Manipulator operating apparatus
US4998050A (en) * 1988-06-13 1991-03-05 Nissan Motor Co., Ltd. System and method for teaching robots
CA2000818C (en) * 1988-10-19 1994-02-01 Akira Tsuchihashi Master slave manipulator system

Also Published As

Publication number Publication date
US5956465A (en) 1999-09-21
KR970071181A (ko) 1997-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100471643B1 (ko) 맨-머신협조를위한자동가동체를구비한생산설비
US8761932B2 (en) Automation equipment control system
US20060177295A1 (en) Buckling arm robot
Hans et al. Robotic home assistant care-o-bot: Past-present-future
US4534006A (en) Operating arm unit controlled by a computer system
CN106863266B (zh) 机器人、控制装置以及机器人系统
US20130178980A1 (en) Anti-collision system for moving an object around a congested environment
US20090070936A1 (en) Patient Positioner System
JP2017205867A (ja) 可動構造を有する自動化装置、特にロボット
Boy et al. Collaborative wheelchair assistant
JPS5859779A (ja) 荷役機械
EP0107968B1 (en) Control system of multi-joint arm robot apparatus
Lumelsky et al. Towards safe real-time robot teleoperation: automatic whole-sensitive arm collision avoidance frees the operator for global control.
JPS58161004A (ja) ロボツトの教示方法および教示装置
Weisshardt et al. Making high-tech service robot platforms available
Fiorini et al. Integrated interface for advanced teleoperation
AU2020266472A1 (en) Inspection vehicle
JP2633666B2 (ja) 歩行ロボット
Bischoff et al. Machine Vision for Intelligent Robots.
Bischoff System reliability and safety concepts of the humanoid service robot hermes
JPS6213151B2 (ko)
JPH07148684A (ja) マスタ・スレーブシステムのマスタアーム装置
Bejczy et al. An 8‐DOF dual‐arm system for advanced teleoperation performance experiments
JPS61146686A (ja) ア−ム体
SE8600872D0 (sv) Robotutrustning med legesgivaranordning

Legal Events

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

Payment date: 20130104

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee