KR100499717B1 - Robot controlling method - Google Patents
Robot controlling method Download PDFInfo
- Publication number
- KR100499717B1 KR100499717B1 KR10-2002-0041095A KR20020041095A KR100499717B1 KR 100499717 B1 KR100499717 B1 KR 100499717B1 KR 20020041095 A KR20020041095 A KR 20020041095A KR 100499717 B1 KR100499717 B1 KR 100499717B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- robot
- emergency stop
- servo
- arm
- control
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0004—Braking devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
Abstract
로봇에 과도한 부하를 주지 않고 확실하게 비상정지시키는 것을 그 과제로 한다.The task is to ensure emergency stop without overloading the robot.
이를 해결하기 위한 수단으로 비상정지 요청시에 로봇을 서보제어함으로써 제동하는 서보계 비상정지 제어수단과, 로봇의 동작을 방해하는 방향으로 부하를 부여하는 기계시스템 비상정지수단을 갖고, 서보계 비상정지 제어수단에 의해 로봇을 필요제동거리를 확보할 수 있는 안전속도 Vs까지 떨어뜨린 후 이 서보계 비상정지 제어수단을 정지하며, 그 후는 기계시스템 비상정지수단에 의해 부하를 작용시켜 로봇을 필요제동거리 내에서 비상정지시키는 로봇제어방법을 제공한다.As a means to solve this problem, it has a servo system emergency stop control means for braking by servo-controlling the robot at the time of emergency stop request, and a mechanical system emergency stop means for applying a load in a direction that disturbs the operation of the robot. The control means drops the robot to the safe speed Vs to secure the required braking distance, and then stops the servo system emergency stop control means. After that, the robot is activated by applying a load by the mechanical system emergency stop means. Provides a robot control method for emergency stop within a distance.
Description
본 발명은 로봇제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 설명하면 본 발명은 암 형등의 로봇에서의 동작, 특히 비상정지요청시에서의 로봇의 비상정지동작을 제어하는 로봇 제어방법의 개량에 관한 것이다.The present invention relates to a robot control method. More specifically, the present invention relates to an improvement of a robot control method for controlling an operation in a robot such as an arm type, in particular, an emergency stop operation of the robot when an emergency stop is requested.
비상정지 요청시에 암형 등의 로봇을 비상정지시키는 로봇제어장치로서 종래 순간적으로 일차 전원을 차단하여 서보모터의 회생전류에 의한 브레이크와 기계저항 또한 메카브레이크에 의해 정지시키도록 한 장치가 이용되고 있다. 또 최근에는 암형 로봇의 대형화와 고속화에 따라 로봇을 서보제어함으로써 단시간 또는 단제동거리로 스무스하게 정지시키는 방법도 채용되고 있다.As a robot control device that emergency stops robots such as females when an emergency stop is requested, a device in which a primary power is cut off instantaneously and a brake caused by regenerative current of the servomotor and a mechanical resistance is also stopped by a mechanical brake. . Recently, a method of smoothly stopping a short time or a short braking distance has also been adopted by servo-controlling a robot in accordance with an increase in size and speed of a female robot.
종래 서보제어는 예를들면 도 8과 같이 행해진다. 즉 암형 로봇의 동작중에 긴급정지사태 등 비상정지요청이 발생한 경우는 그 시점에서 서보전원(일차 전원)을 끄고(도 8(C)), 전류전하를 이용하여 모터를 서보제어하여 계속해서 로봇을 제동한다(도 8(D)). 이 동안 로봇은 일정한 가속도로 감속하고, 그 후 정지한다(도 8(A)). 이와 동시에 속도지령을 멈추고(도 8(B)), 서보제어를 마침과 동시에(도 8(D)), 메카브레이크를 작용시켜 로봇의 정지상태를 유지한다(도 8(E)).Conventional servo control is performed, for example, as shown in FIG. That is, if an emergency stop request such as an emergency stop occurs during the operation of the female robot, turn off the servo power (primary power) at that time (Fig. 8 (C)) and servo control the motor using current charge to continue the robot. Braking (Fig. 8 (D)). During this time, the robot decelerates with a constant acceleration and then stops (Fig. 8 (A)). At the same time, the speed command is stopped (Fig. 8 (B)), the servo control is finished (Fig. 8 (D)), and the mechanical brake is applied to keep the robot in a stopped state (Fig. 8 (E)).
이와같은 서보제어를 행하는 종래의 로봇제어장치에 의하면 비상정지요청시부터 정지종료시까지 제동력을 적극적으로 작용시키고, 로봇을 도 8(A)에 도시하는 것과 같이 단시간에 비상정지시킬 수 있었다.According to the conventional robot control apparatus for performing such servo control, the braking force can be actively applied from the emergency stop request to the end of stop, and the robot can be emergency stopped in a short time as shown in Fig. 8A.
그러나 앞으로 로봇의 대형화와 고속화가 더욱 진행될 경우에 종래와 마찬가지로 서보제어만으로 로봇을 제어하는 것은 문제가 있다. However, in the future, when the robot is further enlarged in size and speeded up, it is problematic to control the robot only by servo control as in the prior art.
즉 서보제어에 의해 제동하면 로봇에 큰 부하가 걸림에도 불구하고 대형화·고속화한 로봇의 비상정지시간을 유지하거나 또는 짧게 하고자 하면 그만큼 서보제어시간을 길거하거나 제동력을 늘릴 필요가 생기고, 과도한 부하나 충격을 주어 경우에 따라서는 로봇본체에 파괴를 초래할 염려가 있다. 따라서 대형화·고속화한 로봇에 대해 종래의 서보제어를 행하여 감속시간을 단축하는 데 한도가 있다. 또한 서보계에 있어서 일차전류를 차단한 경우에는 그 만큼 길게 제어할 수 없는 문제도 있다.In other words, if the braking is controlled by servo control, even if a large load is applied to the robot, if the emergency stop time of the robot is increased or shortened, the servo control time needs to be lengthened or the braking force is increased. In some cases, it may cause damage to the robot body. Therefore, there is a limit to reduce the deceleration time by performing conventional servo control on the robot which has become larger and faster. In addition, when the primary current is interrupted in the servo system, there is a problem in that control cannot be performed for that long.
한편 이와는 역으로 서보제어를 전혀 행하지 않도록 하면 긴 제동시간을 필요로 하여 비상정지가 충분히 달성할 수 없게 되어 위험도가 늘어나는 문제가 발생하므로 서보제어를 일체 행하지 않는 것은 현 상태에서는 어렵다.On the other hand, if the servo control is not performed at all, a long braking time is required and the emergency stop cannot be sufficiently achieved, resulting in a problem that increases the risk. Therefore, it is difficult to perform the servo control at all.
그래서 본 발명은 로봇에 과도한 부하를 주지 않고 확실하게 비상정지시킬 수 있는 로봇제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a robot control method that can be reliably emergency stop without excessive load on the robot.
본 발명자들은 여러 가지 검토를 행하고 그 결과 대형화·고속화한 로봇에 있어서 서보제어시의 로봇으로의 부하·충격을 완화하고 또한 비상 정지에 필요한 제동력을 확보한다는 상반되는 과제를 동시에 달성할 수 있는 제어방법을 아는 데 이르렀다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors made various examinations, and as a result, the control method which can simultaneously achieve the opposite problem of reducing the load and shock to the robot at the time of servo control, and ensuring the braking force required for emergency stop in the robot which enlarged and speeded up. Came to know.
본원 발명은 이러한 지견을 기초로 하는 것으로 청구항 1기재의 발명은 로봇을 서보제어하여 제동하는 서보계 비상정지 제어수단과, 로봇의 동작을 방해하는 방향으로 부하를 부여하는 기계시스템 비상정지수단을 구비한 로봇제어장치를 이용하여 로봇을 제어하는 방법에 있어서, 상기 서보계 비상정지 제어수단에 의해, 비상정지요청시에 비상정지신호와 동시에 서보모터의 서보전원을 절단하고, 이후, 잔류전하를 이용하여 로봇을 서보제어하여 제동을 행하고, 상기 로봇을 필요제동거리를 확보하는 안전속도까지 떨어지게 한 후 이 서보제어를 종료하는 단계와, 상기 서보제어를 종료하는 단계이후, 상기 기계시스템 비상정지수단에 의해 상기 로봇을 정지시키는 단계를, 구비한 것을 특징으로 하는 로봇제어방법이다.The present invention is based on this finding. The invention of claim 1 includes a servo system emergency stop control means for servo-controlling and braking a robot, and a mechanical system emergency stop means for providing a load in a direction that disturbs the operation of the robot. In a method of controlling a robot using a robot control apparatus, the servo system emergency stop control means cuts off the servo power of the servomotor at the same time as the emergency stop signal at the time of emergency stop request, and then uses residual charge. To control the robot to perform braking, to drop the robot to a safe speed to secure the required braking distance, and to terminate the servo control, and to terminate the servo control. And a step of stopping the robot by the robot control method.
이 로봇제어장치에서는 비상정지 요청시 도 1(C)와 같이 비상정지신호와 동시에 서보모터의 서보전원(일차 전원)을 끄고, 그 후는 잔류전하를 이용하여 로봇 을 서보제어하여 제동을 건다(도 1(D)). 이 동안 로봇은 일정한 제동부하를 받아 감속한다(도 1(A)).When the emergency stop request is made, the robot control device turns off the servo power (primary power) of the servomotor at the same time as the emergency stop signal as shown in Fig. 1 (C), and then applies the residual charge to control the robot to apply braking ( 1 (D)). During this time, the robot receives a constant braking load and decelerates (FIG. 1A).
단 로봇의 속도가 안전속도 Vs에 이른 시점에서 이상의 서보제어를 종료시키고(도 1(A)), 속도지령을 해제하여 로봇에 대한 적극적인 제동처리를 멈추며(도 1(B)), 대신에 기계시스템 비상정지수단에 의한 메카브레이크를 작용시킨다(도 1(E)). 여기서 안전속도 Vs라 함은 그 시점에서 서보제어를 종료해도 그 후의 기계시스템 비상정지수단에 의한 부하작용만으로써 필요제동거리내에서 로봇을 정지시킬 수 있는 범위내의 속도를 말한다. 또 기계시스템 비상정지수단이라 함은 기계저항, 코일과 솔레노이드로 이루어지는 전자브레이크, 로봇을 구동하는 서보모터의 회생전류에 의한 브레이크 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 부품간의 마찰저항, 윤활제 등의 점성저항 등도 포함할 수 있다.However, when the speed of the robot reaches the safe speed Vs, the above servo control is terminated (Fig. 1 (A)), and the speed command is released to stop the active braking process for the robot (Fig. 1 (B)), and instead the machine Apply the mechanical brake by the system emergency stop means (Fig. 1 (E)). In this case, the safety speed Vs is a speed within a range where the robot can be stopped within the required braking distance only by the load action by the subsequent mechanical system emergency stop means even if the servo control is terminated at that time. The emergency stop means for mechanical system is any one of mechanical resistance, electromagnetic brake consisting of coil and solenoid, brake by regenerative current of servo motor driving robot, or a combination of these. And the like.
서보제어종료 이후 로봇은 제동주체가 서보계 비상정지 제어수단으로부터 기계시스템 비상정지수단으로 바꾼 만큼 감속이 완만하게 되고, 그 후는 메카니컬한 브레이크작용만을 받아 일정비율로 감속한다(도 1(A)). 이 결과 본래의 속도지령 종료시점(도 1(B))에서 로봇은 아직 정지하지 않고 그리고 나서 정지할 때 까지 다시 Ts의 시간을 필요로 하지만(도 1(A),(B)), 긴급정지사태 발생부터 완전 정지할 때 까지 필요로 하는 제동거리는 필요제동거리내로 들어간다. 또한 로봇제어장치에 의한 감속커브는 도 1(A)과 같이 매끄러우며, 또한 로봇정지시의 속도는 종래보다도 완만하기 때문에 로봇은 스무스하게 감속하거나 또한 정지한다. 정지 후 로봇은 메카브레이크의 작용에 의해 정지위치에 고정된다(도 1(E)).After the end of the servo control, the robot slows down as much as the braking subject changes from the servo system emergency stop control means to the mechanical system emergency stop means, and then decelerates to a constant rate by receiving only mechanical brake action (Fig. 1 (A)). ). As a result, at the end of the original speed command (Fig. 1 (B)), the robot has not stopped yet and needs time Ts again until it stops (Fig. 1 (A), (B)), but the emergency stop The required braking distance from the occurrence of the event to the complete stop is within the required braking distance. Further, since the deceleration curve by the robot controller is smooth as shown in Fig. 1A, and the speed at the time of robot stop is slower than before, the robot smoothly decelerates or stops. After the stop, the robot is fixed to the stop position by the action of the mechanical brake (Fig. 1 (E)).
이상과 같이 본원 발명의 로봇제어장치에 의한 경우, 비상정지신호가 발생한 시점부터 서보제어에 의한 제동이 개시되지만 안전속도 Vs로 떨어진 시점에서 서보제어는 끝나고, 로봇이 완전 정지할 때 까지 행해지지 않는 것으로 서보제어를 행하는 시간이 짧아진다. 이 때문에 로봇에 대해 과도한 부하의 충격을 주지 않고 서보제어시간도 짧기 때문에 로봇동작에서의 안전성이 확보된다.As described above, in the case of the robot control apparatus of the present invention, the braking by the servo control is started from the time when the emergency stop signal is generated, but the servo control is terminated at the time when the safety speed Vs falls and is not performed until the robot is completely stopped. This shortens the time for performing servo control. For this reason, since the servo control time is short without giving an impact of an excessive load to a robot, safety in robot operation is ensured.
또 로봇제어장치에 의한 제어는 일차 전원차단시에 있어서도 마찬가지로 행할 수 있다.In addition, the control by the robot control apparatus can be similarly performed at the time of primary power interruption.
다음 본 발명의 일 실시예를 도면에 도시하는 일예를 기초로 상세하게 설명한다.Next, an embodiment of the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
도 2~도 6에 본 발명의 로봇제어장치의 적용이 가능한 암형 로봇(1)을 도시한다. 이 암형 로봇(1)은 관절부(2)(3)(4)에 의해 회전가능하도록 연결된 암(5)(6)을 여러개 연결함과 동시에 회전구동원인 모터(7)에 의한 회전력을 암(5)(6)에 전달하여 원하는 동작을 하도록 하는 것이다. 본 실시예에서는 이 암형 로봇(1)을 예를들면 반도체의 웨이퍼 등의 대형의 피가공물(8)을 카셋이나 막이 있는 장치 등의 프로세스장치 사이에서 이동시키는 다관절 로봇으로 하고 있다.2 to 6 show a female robot 1 to which the robot control apparatus of the present invention can be applied. The female robot 1 connects the arms 5 and 6 rotatably connected by the joints 2, 3 and 4, and at the same time receives the rotational force by the motor 7 which is the rotation driving source. (6) to make the desired action. In this embodiment, the female robot 1 is a multi-joint robot that moves a large workpiece 8, such as a semiconductor wafer, between process apparatuses such as a cassette or a filmed device.
이 암형 로봇(1)은 도 2 및 도 3과 같이 서로 회전가능하도록 연결된 기대(9)와 제 1암(5)과 제 2암(6)과 핸드(10)를 갖고 있다. 그리고 이 암형 로봇(1)은 피가공물(8)을 올려놓는 핸드(10)를 상시 일정방향으로 향하게 하면서 직선상을 이동시키는 것으로 하고 있다.This female robot 1 has a base 9, a first arm 5, a second arm 6, and a hand 10 connected to each other as shown in FIGS. 2 and 3 so as to be rotatable. The female robot 1 moves a straight line while always directing the hand 10 on which the workpiece 8 is placed in a constant direction.
제 1암(5)과 제 2암(6)은 같은 길이로서, 각각의 양단부에 타이밍 플리(11)(12)(13)(14)가 배치된다. 제 1암(5)의 기대측 플리(11)와 핸드측 플리(12)와의 지름(톱니 수)의 비는 2:1로 하고 있다. 또 제 2암(6)의 기대측 플리(13)와 핸드측 플리(14)와의 지름(톱니수)의 비는 1:2로 하고 있다.The 1st arm 5 and the 2nd arm 6 are the same length, and the timing fleece 11, 12, 13, 14 is arrange | positioned at each end. The ratio of the diameter (number of teeth) between the base side fleece 11 and the hand side fleece 12 of the first arm 5 is 2: 1. Moreover, the ratio of the diameter (number of teeth) between the base side fleece 13 and the hand side fleece 14 of the 2nd arm 6 is 1: 2.
도 2 및 도 4와 같이 제 1암(5)의 2개의 타이밍플리(11)(12)사이에는 이들을 회전연결하기 위해 2개의 타이밍 플리(11)(12)에 형성한 공통의 톱니부(도시하지 않음)에 맞물리게 하여 축방향으로 병렬하여 걸려지는 2개의 타이밍 벨트(15)(16)가 장력을 걸어 배치되고 있다. 이 때문에 각 타이밍 벨트(15)(16)의 벨트폭을 좁게할 수 있기 때문에 타이밍 플리(11)(12)가 도 4와 같이 중심축(11a)(12a)을 평행보다도 예를들면 상측을 넓히도록 경사진 경우에서도 타이밍 벨트(15)(16)의 폭 방향의 장력분포를 도 7과 같이 균일화할 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 4, a common tooth portion (not shown) formed between two timing plies 11 and 12 between the two timing plies 11 and 12 of the first arm 5 for rotationally connecting them. Two timing belts 15 and 16, which are engaged in parallel in the axial direction and engaged with each other, are tensioned and arranged. For this reason, since the belt width | variety of each timing belt 15 and 16 can be narrowed, the timing fleece 11 and 12 widen the upper side, for example rather than parallel to the center axis 11a, 12a as shown in FIG. Even in the case where it is inclined so that the tension distribution in the width direction of the timing belts 15 and 16 can be equalized as shown in FIG.
또 2개의 타이밍 벨트(15)(16)는 하나의 타이밍 벨트를 축방향으로 분할한 것처럼 하고 있다. 이 때문에 2개의 타이밍 벨트(15)(16)를 동일한 벨트길이로 할 수 있음과 동시에 형상 및 크기와 핏치가 동일한 톱니부를 구비하도록 할 수 있다. 또한 이들 2개의 타이밍 벨트(15)(16)는 분할전에 동일하였던 톱니를 어긋나게 하여 타이밍 플리(11)(12)에 걸려 걸치도록 하고 있다. 이로써 2개의 타이밍 벨트(15)(16)는 톱니부의 핏치를 어긋나게 하여 2개의 타이밍 플리(11)(12)에 걸려 걸쳐진 것으로 할 수 있다.In addition, the two timing belts 15 and 16 are as if one timing belt was divided in the axial direction. For this reason, the two timing belts 15 and 16 can have the same belt length, and at the same time, they can be provided with tooth parts having the same shape, size and pitch. In addition, these two timing belts 15 and 16 are displaced with the same teeth before division so as to be caught by the timing fleet 11 and 12. In this way, the two timing belts 15 and 16 are shifted from the pitch of the toothed portion, and the two timing belts 15 and 16 can be caught.
또한 도 5와 같이 기대(9)와 제 1암(5)과의 관절부(2)에서는 제 1암(5)의 기대측 플리(11)가 연결통(17)에 의해 기대(9)에 고정된다. 또 이 연결통(17)의 내부에는 제 1암(5)에 고착된 구동축(18)이 회전가능하도록 배치된다. 그리고 기대(9)에 대해 제 1암(5)이 회전가능하도록 지지된다. 구동축(18)은 기대(9)에 내장되는 모터(7)에 타이밍 플리(19)(20) 및 타이밍 벨트(21)에 의해 연결된다. 이 때문에 모터(7)의 구동에 의해 구동축(18)이 회전하고, 기대(9)에 대해 제 1암(5)이 회전한다.In addition, as shown in FIG. 5, in the joint portion 2 between the base 9 and the first arm 5, the base side fleece 11 of the first arm 5 is fixed to the base 9 by the connecting tube 17. do. Moreover, the drive shaft 18 fixed to the 1st arm 5 is arrange | positioned inside this connecting cylinder 17 so that rotation is possible. The first arm 5 is rotatably supported relative to the base 9. The drive shaft 18 is connected to the motor 7 embedded in the base 9 by the timing flies 19 and 20 and the timing belt 21. For this reason, the drive shaft 18 rotates by the drive of the motor 7, and the 1st arm 5 rotates with respect to the base 9. As shown in FIG.
또 도 6과 같이 제 1암(5)과 제 2암(6)과의 관절부(3)에서는 제 1암(5)의 핸드측 플리(12)가 제 2암(6)에 연결통(22)에 의해 고정하여 연결된다. 또한 제 1암(5)이 제 2암(6)의 기대측 플리(13)에 연결축(23)에 의해 고정하여 연결된다. 그리고 연결통(22)의 내부에 연결축(23)이 회전가능하도록 수용된다. 이 때문에 제 1암(5)의 핸드측 플리(12)가 회전하면 제 1암(5)에 대해 제 2암(6)이 회전한다.6, the hand side fleece 12 of the first arm 5 is connected to the second arm 6 in the joint portion 3 between the first arm 5 and the second arm 6. It is fixed and connected by). In addition, the first arm 5 is fixedly connected to the base side fleece 13 of the second arm 6 by a connecting shaft 23. And the connecting shaft 23 is accommodated in the connecting cylinder 22 so as to be rotatable. For this reason, when the hand side fleece 12 of the first arm 5 rotates, the second arm 6 rotates with respect to the first arm 5.
여기서 제 1암(5)의 기대측 플리(11)와 핸드측 플리(12)와의 지름(톱니수)의 비는 2:1임과 동시에 제 2암(6)의 기대측 플리(13)와 핸드측 플리(14)와의 지름(톱니수)의 비는 1:2이므로 제 1암(5)의 기대측 플리(11)와 핸드측 플리(12)(즉 제 2암(6)의 기대측 플리(13))와 제 2암(6)의 핸드측 플리(14)와의 회전각도비는 1:2:1이 된다.Here, the ratio of the diameter (number of teeth) between the base side fleece 11 and the hand side fleece 12 of the first arm 5 is 2: 1 and the side side fleece 13 of the second arm 6 Since the ratio of the diameter (number of teeth) to the hand side fleece 14 is 1: 2, the expected side fleece 11 of the first arm 5 and the hand side fleece 12 (ie, the expected side of the second arm 6) The rotation angle ratio between the fleece 13 and the hand-side fleece 14 of the second arm 6 is 1: 2: 1.
또 도 2와 같이 제 2암(6)의 기대측 플리(13)와 핸드측 플리(14)에는 타이밍 벨트(24)가 걸려 걸쳐진다. 또한 제 2암(6)의 핸드측 플리(14)에는 핸드(10)가 부착된다. 핸드(10)의 구조는 특별히 한정되지 않고 예를들면 평행한 2개의 지지프레임(10a)를 구비하여 피가공물(8)을 지지가능한 것으로 할 수 있다.2, the timing belt 24 hangs on the base side fleece 13 and the hand side fleece 14 of the second arm 6. As shown in FIG. Further, a hand 10 is attached to the hand side fleece 14 of the second arm 6. The structure of the hand 10 is not specifically limited, For example, it can be set as the thing which can support the to-be-processed object 8 by providing two support frames 10a in parallel.
이 암형 로봇(1)은 기대(9)가 로봇 본체(25)에 승강 및 회전가능하도록 설치됨으로써 지지된다. 이에 따라 암(5)(6)의 굴신(屈伸)에 의해 핸드(10)를 직선운동시키는 높이나 방향을 변경할 수 있다.The female robot 1 is supported by the base 9 being installed to be able to lift and rotate on the robot body 25. As a result, the height and the direction in which the hand 10 is linearly moved can be changed by flexion of the arms 5 and 6.
또 본 실시예의 암형 로봇(1)은 비상정지 요청시에 암 등을 서보제어함으로써 제동하는 서보계 비상정지 제어수단과, 암형 로봇(1)의 동작을 방해하는 방향으로 부하를 부여하는 기계시스템 비상정지수단으로 이루어지는 로봇제어장치를 구비하고 있다 또 서보계 비상정지 제어수단을 서보제어하는 제어장치와, 기계시스템 비상정지수단의 전부 또는 일부를 구동제어하는 별도의 제어장치가 아울러 배치된다. 본 실시예의 경우, 모터(7)가 서보계 비상정지 제어수단으로서 기능하지만 예를들면 이 모터(7)와는 별도의 서보모터를 암구동계에 단독배치하고, 서보계 비상정지 제어수단으로서 기능시킬 수도 있다.In addition, the female robot 1 of the present embodiment is a servo system emergency stop control means for braking by servo-controlling an arm or the like upon request for an emergency stop, and a mechanical system emergency for providing a load in a direction that disturbs the operation of the female robot 1. A robot control device comprising stop means is provided. A control device for servo control of the servo system emergency stop control means and a separate control device for driving control of all or part of the mechanical system emergency stop means are also disposed. In the present embodiment, the motor 7 functions as a servo system emergency stop control means, but for example, a servo motor separate from the motor 7 can be arranged alone in the arm drive system and function as a servo system emergency stop control means. have.
기계시스템 정지수단은 특별히 상세하게 도시하지 않지만 암 구동계에서의 기계저항, 코일과 솔레노이드로 이루어지는 전자브레이크, 암형 로봇(11)을 구동하는 서보모터(모터(7))의 회생전류에 의한 브레이크중 어느 하나 또는 이들의 조합이다. 또 부품간의 마찰저항, 윤활제 등의 점성저항 등을 이 기계시스템 비상정지수단에 포함하도록 해도 좋다.The mechanical system stop means is not particularly shown in detail, but any one of the mechanical resistance in the arm drive system, the electromagnetic brake composed of the coil and the solenoid, and the brake by the regenerative current of the servomotor (motor 7) for driving the female robot 11 One or a combination thereof. In addition, the frictional resistance between components and the viscous resistance such as a lubricant may be included in this mechanical system emergency stop means.
이상과 같이 본 실시예에서의 로봇제어장치는 서보모터나 전자브레이크 등의 공지한 부품과 이들 부품의 동작을 제어하는 제어장치로 구성할 수 있지만 최소한 비상정지 요청시에 있어서는 서보제어시에 암형 로봇(1)에 부여할 수 있는 부하·충격을 완화하면서 필요제동 거리내에서 비상정지시키는 제어가 가능하도록 구성된다.As described above, the robot control apparatus in the present embodiment can be composed of known components such as a servo motor and an electromagnetic brake, and a control apparatus for controlling the operation of these components. It is configured to enable the control to make emergency stop within the required braking distance while mitigating the load and impact that can be given in (1).
상술한 암형 로봇(1)의 동작을 다음에 설명한다. 암(5)(6)을 굴신시켜 핸드(10)를 기대(9)에 대해 이동시킬 때는 모터(7)를 구동함으로써 제 1암(5)을 기대(9)에 대해 회전시킨다. 그리고 기대(9) 및 기대측 플리(11)에 대해 제 1암(5)이 회전하므로 제 1암(5)에 대해 핸드측 플리(12)가 회전한다. 이 핸드측 플리(12)의 제 1암(5)에 대한 회전에 의해 제 1암(5)에 대해 제 2암(6)이 회전함과 동시에 제 2암(6)에 대해 기대측 플리(13)가 회전한다. 제 2암(6)에 대해 기대측 플리(13)가 회전함으로써 제 2암(6)에 대해 핸드측 플리(14)가 회전하여 핸드(10)가 회전한다.The operation of the above-described female robot 1 will be described next. When the arms 5 and 6 are flexed to move the hand 10 relative to the base 9, the first arm 5 is rotated relative to the base 9 by driving the motor 7. And since the 1st arm 5 rotates with respect to the base 9 and the base side fleece 11, the hand side fleece 12 rotates with respect to the 1st arm 5. As shown in FIG. The second arm 6 rotates with respect to the first arm 5 by the rotation of the hand-side fleece 12 with respect to the first arm 5, and at the same time, the expected side fleece with respect to the second arm 6 13) rotates. As the base side fleece 13 rotates with respect to the second arm 6, the hand side fleece 14 rotates with respect to the second arm 6, and the hand 10 rotates.
그리고 제 1암(5) 및 제 2암(6)이 같은 길이임과 동시에 제 1암(5)의 기대측 플리(11)와 핸드측 플리(12)(즉 제 2암(6)의 기대측 플리(13))와 제 2암(6)의 핸드측 플리(14)의 회전각도비는 1:2:1이므로 제 1암(5)을 회전시킴으로써 제 1암(5)과 제 2암(6)과의 각도가 변화하고, 제 1암(5)의 기대측 플리(11)의 중심과 제 2암(6)의 핸드측 플리(14)의 중심을 묶은 직선상을 핸드(10)가 방향을 일정하게 하면서 이동한다.The first arm 5 and the second arm 6 have the same length, and the base fleece 11 and the hand side fleece 12 of the first arm 5 (that is, the expectation of the second arm 6). Since the rotation angle ratio between the side fleece 13 and the hand side fleece 14 of the second arm 6 is 1: 2: 1, the first arm 5 and the second arm are rotated by rotating the first arm 5. The angle with (6) changes, and the straight line which tied the center of the base side fleece 11 of the 1st arm 5, and the center of the hand side fleece 14 of the 2nd arm 6 is carried out by the hand 10. Moves with constant direction.
여기서 본 실시예에서는 피가공물(8)로서 대형의 웨이퍼를 사용하고 있기 때문에 암형 로봇(1)의 암(5)(6)이나 핸드(10)를 장대화한 것으로 하고 있다. 이 때문에 제 1암(5)의 선단에 아래쪽으로의 큰 토오크가 가해져 도 4와 같이 제 1암(5)의 각 타이밍 플리(11)(12)의 각 중심축(11a)(12a)이 평행 보다도 위쪽으로 펼쳐져 기울어지는 경우가 있다. 또한 암(5)(6)이나 핸드(10)의 장대화에 의해 각 관절부(2)(3)(4)의 베어링 등의 저항이나 암(5)(6)등의 관성력이 커지므로 암(5)(6)을 구동하기 위한 동력이 커지고 있다.In this embodiment, since a large wafer is used as the workpiece 8, the arms 5, 6 and the hand 10 of the female robot 1 are enlarged. For this reason, a large torque downward is applied to the tip of the first arm 5, and as shown in FIG. 4, the central axes 11a and 12a of the respective timing flies 11 and 12 of the first arm 5 are parallel to each other. It may spread upward and incline more than. In addition, since the arm 5, 6 and the hand 10 are enlarged, the resistance of the joints 2, 3, 4, etc., and the inertial force of the arms 5, 6, etc. increase. The power for driving 5) (6) is increasing.
이에 대해 이 암형 로봇(1)에서는 2개의 타이밍 벨트(15)(16)를 각 타이밍 플리(11)(12)에 축방향으로 병렬하여 걸려 있으므로 하나의 타이밍 벨트를 사용하는 종래의 암형 로봇에 비해 각 타이밍 벨트(15)(16)의 벨트폭을 좁게할 수 있고, 타이밍 플리(11)(12)가 경사졌을 때 벨트의 폭방향의 장력 분포를 도 7과 같이 균일화할 수 있다.On the other hand, in this female robot 1, two timing belts 15 and 16 are hung in parallel to each of the timing flies 11 and 12 in axial direction, compared to a conventional female robot using one timing belt. The belt width of each timing belt 15 and 16 can be narrowed, and when the timing fleece 11 and 12 are inclined, the tension distribution of the belt width direction can be equalized as shown in FIG.
또 2개의 타이밍 벨트(15)(16)는 동일한 벨트 길이로 형상 및 크기와 핏치가 동일한 톱니부를 구비함과 동시에 핏치를 어긋나게 하고 있기 때문에 각 타이밍 벨트(15)(16)의 톱니부의 핏치의 오차를 상쇄하여 각 타이밍 플리(11)(12)에서의 백러시를 흡수할 수 있다.In addition, since the two timing belts 15 and 16 are provided with the same tooth length in the shape, size, and pitch of the same belt length, and the pitches are shifted from each other, the pitch error of the teeth of the timing belts 15 and 16 is different. The backlash in each timing fleet 11 and 12 can be absorbed by canceling off.
또한 상술한 실시예는 본 발명의 적절한 실시의 일예이지만 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 여러가지 변형실시가 가능하다. 예를들면 본 실시예에서는 반도체의 웨이퍼 등의 대형의 피가공물(8)을 이동시키는 다관절 로봇을 설명하고, 이 로봇에 로봇제어장치를 적용한 형태를 도시했지만 본원 발명에 관한 로봇제어장치는 큰 중량물을 고속으로 이동시키는 로봇으로 서보제어되는 것에는 어떠한 로봇에도 적용할 수 있다.In addition, although the above-described embodiment is an example of a suitable embodiment of the present invention, various modifications are possible within the scope not departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, a multi-joint robot for moving a large workpiece 8, such as a semiconductor wafer, is illustrated, and the robot control apparatus is applied to the robot, but the robot control apparatus according to the present invention is large. Servo-controlled by a robot that moves heavy objects at high speed can be applied to any robot.
이상 설명에서 알 수 있는 것과 같이 청구항 1기재의 로봇제어방법에 의하면 대형화·고속화한 로봇을 비상정지시키기 위한 제동력은 확보하면서 서보제어에 의한 제동시간을 극히 짧게 함으로써 로봇으로의 부하·충격을 완화하고, 상반되는 문제를 동시에 달성할 수 있다. 또한 최소한 로봇속도가 안전속도 Vs로 떨어질 때 까지는 서보제어함으로써 필요제동거리가 확보되므로 비상정지 요청시 로봇의 안전성을 확보할 수 있다.As can be seen from the above description, according to the robot control method described in claim 1, the braking force for emergency stop of a large-sized and high-speed robot is secured while the braking time by the servo control is extremely shortened to reduce the load and impact on the robot. At the same time, conflicting problems can be achieved. In addition, since the required braking distance is secured by servo control at least until the robot speed drops to the safety speed Vs, the safety of the robot can be secured when an emergency stop is requested.
또 로봇제어장치에 의한 감속커브는 미끄럽게 되고, 또한 로봇정지시의 속도는 종래보다도 완만하기 때문에 로봇은 스무스하게 감속하고 또한 정지하게 된다.Moreover, since the deceleration curve by a robot control apparatus becomes slippery and the speed at the time of robot stop is slower than before, a robot decelerates smoothly and stops.
또 적절한 토오크의 브레이크를 전 축에 부착한 경우와 같은 불리한 점, 예를들면 정지후 끼워넣는 것으로 플리에 없는 위험이 생기는 것으로 개조를 필요로 하는 등의 불리한 점이 없고, 하드의 개조가 불필요하므로 저원가의 종래 기기에도 간단히 적용이 가능하다.In addition, there are no disadvantages such as the case where a proper torque brake is attached to the front axle, for example, there is a risk that the fleece does not need to be refitted by inserting it after stopping, and there is no disadvantage in that it needs to be remodeled. It is also possible to simply apply to conventional devices.
또한 청구항 2의 로봇제어장치에 의하면 기계저항, 코일과 솔레노이드로 이루어지는 전자브레이크, 로봇을 구동하는 서보모터의 회생전류에 의한 브레이크 중 어느 하나 또는 이들을 조합한 것으로 기계시스템 비상정지수단을 구성할 수 있기 때문에 간편하다.In addition, according to the robot control apparatus of claim 2, the mechanical system emergency stop means can be configured by any one or a combination of mechanical resistance, an electromagnetic brake composed of a coil and a solenoid, and a brake caused by the regenerative current of the servomotor driving the robot. Because it is easy.
도 1은 본 발명의 로봇제어방법을 실현하기 위한 로봇제어장치의 일 실시예를 도시하는 도면으로 (A) 실제의 속도, (B)속도지령, (C)서보전원, (D)서보제어범위, (E)메카브레이크(기계시스템 비상정지수단)의 각 동작의 타이밍을 도시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing an embodiment of a robot control apparatus for realizing a robot control method of the present invention. (A) Actual speed, (B) Speed command, (C) Servo power supply, (D) Servo control range (E) The timing of each operation of the mechanical brake (mechanical system emergency stop means) is shown.
도 2는 본 발명의 적용이 가능한 암형 로봇의 일 실시예를 도시하는 중앙종단면도.Figure 2 is a central longitudinal cross-sectional view showing one embodiment of the female robot applicable to the present invention.
도 3은 암형 로봇을 도시하는 경사도.3 is an inclination diagram showing a female robot.
도 4는 제 1암의 타이밍 플리와 타이밍 벨트를 도시하는 측면도.4 is a side view showing a timing fleet and a timing belt of a first arm.
도 5는 암형 로봇의 기대(基臺)와 제 1암의 관절부의 상세를 도시하는 중앙종단면도.Fig. 5 is a longitudinal longitudinal sectional view showing details of the base of the female robot and the joint of the first arm.
도 6은 암형 로봇의 제 1암과 제 2암의 관절부의 상세를 도시하는 중앙종단면도.6 is a longitudinal longitudinal sectional view showing details of joint portions of the first arm and the second arm of the female robot.
도 7은 제 1암의 타이밍 벨트에서의 벨트폭과 장력과의 관계를 도시하는 도면.FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a belt width and a tension in the timing belt of the first arm. FIG.
도 8은 종래 로봇제어장치에 의한 제어동작의 일예를 도시하는 도면으로 (A) 실선의 속도, (B) 속도지령, (C)서보전원, (D)서보제어범위, (E) 메카브레이크(기계시스템 비상정지수단)의 타이밍을 도시한다.8 is a view showing an example of a control operation by a conventional robot control apparatus, in which (A) the solid line speed, (B) speed command, (C) servo power supply, (D) servo control range, and (E) mechanical brake ( The timing of the mechanical system emergency stop means is shown.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※
1: 암형 로봇(로봇)1: Female Robot (Robot)
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2001-00215321 | 2001-07-16 | ||
| JP2001215321A JP2003025271A (en) | 2001-07-16 | 2001-07-16 | Robot control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030007182A KR20030007182A (en) | 2003-01-23 |
| KR100499717B1 true KR100499717B1 (en) | 2005-07-07 |
Family
ID=19049984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0041095A KR100499717B1 (en) | 2001-07-16 | 2002-07-15 | Robot controlling method |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003025271A (en) |
| KR (1) | KR100499717B1 (en) |
| CN (1) | CN100389938C (en) |
| TW (1) | TW559586B (en) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1800809A1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-06-27 | ABB Technology AG | Braking device for a robot actuator and method for monitoring the state of a brake |
| JP5280132B2 (en) * | 2008-08-26 | 2013-09-04 | 日本電産サンキョー株式会社 | Industrial robot |
| KR101457642B1 (en) * | 2010-11-01 | 2014-11-06 | 현대중공업 주식회사 | Emergency stop method of industrial robot |
| KR101868849B1 (en) * | 2011-11-21 | 2018-06-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | Apparatus for Transferring Substrate and Method for Controlling the same |
| KR101362230B1 (en) * | 2012-03-27 | 2014-02-13 | 현대로템 주식회사 | Robot Detecting Mine |
| DE102015001203A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Kuka Roboter Gmbh | Method and system for operating and / or monitoring a multi-axis machine |
| JP6226914B2 (en) * | 2015-06-12 | 2017-11-08 | ファナック株式会社 | Servo motor stop control device that controls and stops the servo motor during an emergency stop |
| JP6661910B2 (en) * | 2015-07-27 | 2020-03-11 | セイコーエプソン株式会社 | Control method |
| JP6145153B2 (en) * | 2015-11-30 | 2017-06-07 | ファナック株式会社 | Robot controller that records the occurrence of emergency stop of robot |
| DE102016005366B4 (en) * | 2016-04-25 | 2022-05-25 | Franka Emika Gmbh | Robot with a controller protected in the event of a power failure |
| JP6786291B2 (en) * | 2016-07-28 | 2020-11-18 | 日本電産サンキョー株式会社 | Industrial robot |
| JP6923581B2 (en) * | 2019-03-07 | 2021-08-18 | ファナック株式会社 | Control system for industrial robots |
| JP7335103B2 (en) * | 2019-07-09 | 2023-08-29 | ニデックインスツルメンツ株式会社 | INDUSTRIAL ROBOT AND CONTROL METHOD FOR INDUSTRIAL ROBOT |
| US20220315353A1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | Dexterity, Inc. | Robotic line kitting system safety features |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61177504A (en) * | 1985-02-01 | 1986-08-09 | Hitachi Ltd | Emergency stop device |
| US4801856A (en) * | 1986-04-22 | 1989-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Robot control apparatus |
| JPH0116396Y2 (en) * | 1980-11-25 | 1989-05-15 | ||
| US4931711A (en) * | 1987-09-22 | 1990-06-05 | Fanuc Ltd | Industrial robot control apparatus |
| JPH02284899A (en) * | 1989-04-25 | 1990-11-22 | Citizen Watch Co Ltd | Control method for robot and control device thereof |
| JPH0449881A (en) * | 1990-06-14 | 1992-02-19 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Servo-motor emergency stop device |
| US5327055A (en) * | 1993-03-08 | 1994-07-05 | International Business Machines Corporation | Mechanical brake hold circuit for an electric motor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6416396A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Fujitsu Ltd | Method of controlling acceleration at time of emergency stoppage |
| JPH07124888A (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-16 | Fanuc Ltd | Emergency suspension circuit for robot |
| JPH0911181A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-14 | Kobe Steel Ltd | Emergency stop method of robot |
| JP3508522B2 (en) * | 1997-12-19 | 2004-03-22 | 三菱電機株式会社 | Robot control device |
| JP2001088080A (en) * | 1999-09-16 | 2001-04-03 | Denso Corp | Mobile robot system |
-
2001
- 2001-07-16 JP JP2001215321A patent/JP2003025271A/en active Pending
-
2002
- 2002-07-15 TW TW091115675A patent/TW559586B/en not_active IP Right Cessation
- 2002-07-15 KR KR10-2002-0041095A patent/KR100499717B1/en active IP Right Grant
- 2002-07-16 CN CNB021268649A patent/CN100389938C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0116396Y2 (en) * | 1980-11-25 | 1989-05-15 | ||
| JPS61177504A (en) * | 1985-02-01 | 1986-08-09 | Hitachi Ltd | Emergency stop device |
| US4801856A (en) * | 1986-04-22 | 1989-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Robot control apparatus |
| US4931711A (en) * | 1987-09-22 | 1990-06-05 | Fanuc Ltd | Industrial robot control apparatus |
| JPH02284899A (en) * | 1989-04-25 | 1990-11-22 | Citizen Watch Co Ltd | Control method for robot and control device thereof |
| JPH0449881A (en) * | 1990-06-14 | 1992-02-19 | Shibaura Eng Works Co Ltd | Servo-motor emergency stop device |
| US5327055A (en) * | 1993-03-08 | 1994-07-05 | International Business Machines Corporation | Mechanical brake hold circuit for an electric motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003025271A (en) | 2003-01-29 |
| CN1397412A (en) | 2003-02-19 |
| CN100389938C (en) | 2008-05-28 |
| TW559586B (en) | 2003-11-01 |
| KR20030007182A (en) | 2003-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100499717B1 (en) | Robot controlling method | |
| US10792821B2 (en) | Method and device for decelerating a robot axis arrangement | |
| JP2007104869A (en) | Servo motor stop controlling method and servo motor controller | |
| JP2008225518A (en) | Numerical controller with abnormality motor slowdown and stop controlling means | |
| JP6203427B2 (en) | Elevator equipment | |
| JP6661910B2 (en) | Control method | |
| JP5262810B2 (en) | Parallel mechanism | |
| EP1905552A1 (en) | A robot with at least two separate brake devices and a method of controlling such a robot | |
| CN1902118A (en) | Elevator apparatus | |
| US6791292B2 (en) | Method for controlling the movement of a robot | |
| JP2005014192A (en) | Controlling system for rotational mechanism | |
| JPH06335878A (en) | Robot | |
| JPH0911181A (en) | Emergency stop method of robot | |
| JP2001232549A (en) | Wire saw and cutting method using the wire saw | |
| EP1195228A2 (en) | Method of stopping machining operation in machine tool and machining controlling apparatus for implementing the same | |
| WO2018180431A1 (en) | Control apparatus, intermittent packaging machine, and method for controlling intermittent packaging machine | |
| JP3237807U (en) | Rotating body balance measuring device | |
| JP2014136226A (en) | Press machine, shaft drive device, and shaft driving method | |
| EP4344833A1 (en) | Robot and control method for robot | |
| JPH11207682A (en) | Arm collision protecting method and arm collision protecting device for articulated robot | |
| JP2005030422A (en) | Strip material delivery device | |
| KR930007635B1 (en) | Damping device for motor | |
| JPH10291047A (en) | Wire feeding device | |
| CN116572226A (en) | SCARA robot and control method thereof | |
| JPH09104028A (en) | Injection molding machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130531 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140603 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150601 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160527 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170530 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180618 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190618 Year of fee payment: 15 |