KR100598567B1

KR100598567B1 - 회전체의 회전각도 측정장치 및 측정방법

Info

Publication number: KR100598567B1
Application number: KR1020000003628A
Authority: KR
Inventors: 오연택
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2000-01-26
Filing date: 2000-01-26
Publication date: 2006-07-13
Also published as: JP2001208535A; KR20010076470A; US6418629B1; JP3396464B2

Abstract

본 발명은 회전체의 회전각도를 미세한 각도까지 정확하게 측정하여 그 회전오차를 보정함으로써 그 회전체가 고정밀도 작업에 적용될 수 있도록 하는 회전체의 회전각도 측정장치 및 측정방법을 제공한다.

본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치는 선회가능한 회전체에 착탈가능하게 취부되어 함께 선회하는 홀더와, 홀더에 설치되며 홀더에 대해 상대회전운동가능하게 구비된 샤프트를 포함하는 회전각 센서와, 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하도록 결합되며 샤프트의 회전각도를 측정하는 기준이 되는 초기점을 가진 수준기와, 회전각 센서의 샤프트를 회전시키는 작동수단을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정방법은 회전각 센서와 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하도록 설치된 수준기를 회전체에 취부하는 단계와, 취부단계이후에 전자수준기의 초기점을 셋팅하는 단계와, 초기점셋팅단계이후에 회전체를 소정의 목표회전각도만큼 선회시키는 단계와, 선회단계에 의해 변화된 수준기의 값을 초기점으로 복귀시키도록 수준기를 회전시키는 단계와, 초기점복귀단계시 수준기와 함께 회전하는 회전각 센서의 샤프트의 회전각도를 회전각 센서가 측정하여 회전체가 실제로 회전한 각도를 측정하는 단계를 포함한다.

Description

회전체의 회전각도 측정장치 및 측정방법{Device and method for measuring rotating angle of rotary object}

도 1 은 종래의 회전체의 회전각도 측정장치를 보인 정면도이다.

도 2a 는 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치가 장착된 로봇을 보인 사시도이다.

도 2b 는 도 2a 의 로봇의 기구도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치를 보인 사시도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 회전각도 측정장치를 보인 분해사시도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 회전각도 측정장치의 단면도이다.

도 6a 내지 도 6c 는 본 발명에 따른 회전각도 측정장치의 측정과정을 보인 정면도이다.

도 7 은 본 발명에 따른 회전각도 측정장치가 로봇에 장착된 다른 실시예를 보인 사시도이다.

도 8 은 도 7 의 A부분의 확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

101...홀더 102...취부판 103...지지판

104...연결봉 110...로터리 엔코더 113...샤프트

121...웜휠 122...웜 130...회전판

140...전자수준기

본 발명은 회전각도 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전체의 회전각도를 정확하게 측정하여 오차를 보정할 수 있도록 한 회전체의 회전각도 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 회전각도의 정밀성을 측정하기 위한 장치로서, 오토콜리메이터(1, autocollimator)와 회전다면경(2, polygon mirror)이 사용되는데, 도 1 을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 회전다면경(2)에는 다수의 반사경면(3)이 형성되어 있으며, 상호 인접하는 반사경면(3)의 법선(l, l')은 회전중심부(R)를 중심으로 소정의 분할각도(α)를 이룬다.

이러한 회전다면경(2)은 회전각도의 정확성을 측정하고자 하는 회전체, 예를 들어 로봇의 링크에 재치(載置)되는데, 이 때에는 회전다면경(2)의 회전중심부(R)가 로봇 링크의 회전축과 정확하게 일치되도록 해야 한다. 또한, 오토콜리메이터(1)에서 측정광을 반사경면(3)에 사출(射出)하고, 반사경면(3)에서 반사된 측정광을 읽어들여 오토콜리메이터(1)의 수평방향각도가 디스플레이부(미도시)에 나타나게 되는데, 초기에는 이러한 오토콜리메이터(1)의 수평방향각도가 정 확히 0°로 셋팅되도록 오토콜리메이터(1)를 회전다면경(2)의 반사경면(3)과 수직되게 설치한다.

이러한 상태에서, 로봇의 링크를 회전다면경(2)의 분할각도(α)씩 회전시키고, 매회전시 오토콜리메이터(1)에서 회전다면경(2)의 반사경면(3)을 향해 측정광을 사출함으로써 오토콜리메이터(1)의 수평방향각도를 측정하여 링크가 정확히 회전다면경(2)의 분할각도(α)만큼 회전하였는가를 측정하게 된다.

즉, 로봇의 링크가 정확하게 회전다면경(2)의 분할각도(α)만큼 회전하였다면 오토콜리메이터(1)의 수평방향각도는 계속 0°로 측정되어야 하지만, 그렇지 못한 경우에는 오토콜리메이터(1)의 수평방향각도가 링크의 회전각도 오차만큼의 수치를 나타내게 되는 것이다.

이와 같은 방법에 의해, 로봇의 링크 등과 같은 회전체의 회전각도의 오차를 측정하고, 이를 보정함으로써 회전체의 작동정밀성을 높일 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같이 오토콜리메이터(1)와 회전다면경(2)으로 이루어진 종래의 회전각도 측정장치에 있어서, 회전다면경(2)은 정밀성 등 그 제조상의 한계에 의해 분할각도(α)가 최소 5°까지만 제작이 가능하므로, 5°미만의 회전각도를 요하는 고정밀도작업에 적용되는 회전체의 회전각도측정에는 적용될 수 없는 문제점이 있었다.

더욱이, 회전다면경(2)을 측정하고자 하는 회전체에 설치할 때 회전다면경(2)의 회전중심부(R)가 회전체의 회전축과 정확히 일치되도록 해야 하는 어려움이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 회전체의 회전각도를 미세한 각도까지 정확하게 측정하여 그 회전오차를 보정함으로써 그 회전체가 고정밀도 작업에 적용될 수 있도록 하는 회전체의 회전각도 측정장치 및 측정방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치는 선회가능한 회전체에 착탈가능하게 취부되어 함께 선회하는 홀더와, 홀더에 설치되며 홀더에 대해 상대회전운동가능하게 구비된 샤프트를 포함하는 회전각 센서와, 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하도록 결합되며, 샤프트의 회전각도를 측정하는 기준이 되는 초기점을 가진 수준기와, 회전각 센서의 샤프트를 회전시키는 작동수단을 포함하며, 회전체의 선회시 변화된 수준기의 값이 초기점으로 복귀될 때까지 회전각 센서의 샤프트를 작동수단에 의해 회전시킴으로써 샤프트의 회전각도를 회전각 센서에 의해 측정하여 회전체의 회전각도를 알아낸다.

홀더는 회전체에 직접 취부되는 취부판과, 회전각 센서가 고정설치되는 지지판과, 취부판과 지지판을 연결하는 다수의 연결봉으로 구성된다.

작동수단은 홀더에 구비되는 웜과, 웜과 이물림되며 회전각 센서의 샤프트가 그 중심부를 관통결합하여 웜의 구동에 의해 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하는 웜휠로 이루어진다.

웜휠의 전방에는 회전각 센서의 샤프트가 관통결합하여 웜과 웜휠의 구동에 의해 샤프트와 함께 회전하며, 일측면에 수준기가 고정설치되는 회전판이 구비된다.

그리고, 웜의 일단에는 웜을 회전시키기 위한 구동판과, 구동판의 일측면에서 돌출형성된 손잡이가 구비된다.

바람직하게는, 상기 회전각 센서는 로터리 엔코더로 구현된다.

또한, 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정방법은 회전각 센서와 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하도록 설치된 수준기를 회전체에 취부하는 단계와, 취부단계이후에 전자수준기의 초기점을 셋팅하는 단계와, 초기점셋팅단계이후에 회전체를 소정의 목표회전각도만큼 선회시키는 단계와, 선회단계에 의해 변화된 수준기의 값을 초기점으로 복귀시키도록 수준기를 회전시키는 단계와, 초기점복귀단계시 수준기와 함께 회전하는 회전각 센서의 샤프트의 회전각도를 회전각 센서가 측정하여 회전체가 실제로 회전한 각도를 측정하는 단계를 포함한다.

또한, 측정단계이후에 측정단계에서 측정된 회전체의 실제회전각도와 선회단계에서의 목표회전각도를 비교분석하고, 목표회전각도와 실제회전각도와의 편차를 보상함으로써 회전체의 회전각도를 보정하는 단계를 더 포함한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치는 정밀작업에 적용되는 회전체에 착탈가능하게 취부하여 상당히 미세한 회전각도까지 정확하게 측정함으로써 그 회전오차를 보정할 수 있도록 하는 장치로서, 본 실시예에서는 본 발명에 따른 회 전각도 측정장치의 측정대상물로서 로봇을 적용하여 설명하기로 한다.

도 2a 는 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치가 장착되는 산업용 로봇을 개략적으로 보인 사시도이고, 도 2b 는 도 2a 의 로봇의 기구도이다.

이들에 도시된 바와 같이, 산업용 로봇은 X축, Y축, Z축을 가지며 로봇의 베이스저면에 원점(O)이 설정되는 베이스좌표계에 의해 그 위치와 자세가 정의될 수 있다.

상기 로봇은 종축(J1)을 가지는 베이스(10)와, 베이스(10)의 상부에 설치되며 베이스(10)의 축(J1)을 중심으로 X축에 대해 소정의 회전각도(θw)로 회전할 수 있는 제 1 링크(11)를 포함한다. 또한, 제 1 링크(11)의 선단에는 제 1 링크(11)의 횡축(J2)을 중심으로 Z축에 대해 소정의 회전각도(θs)로 선회할 수 있는 제 2 링크(12)가 설치되고, 제 2 링크(12)의 선단에는 이와 수직을 이루는 제 3 링크(13)가 설치되며, 제 3 링크(13)의 선단에는 작업물을 잡는 그리퍼(gripper)나 작업물을 도장하는 스프레이 건 등으로 이루어지는 엔드 이펙터(14, end effector)가 설치된다. 상기 엔드 이펙터(14)는 제 3 링크(13)의 중심축(J3)을 기준으로 소정의 회전각도(θr)로 회전가능하며, 엔드 이펙터(14)의 선단위치는 상기 회전각도(θw, θs, θr) 및 링크(11, 12, 13)의 길이 등에 의해 그 좌표(x, y, z)가 정해지게 된다.

한편, 제 1 링크(11)의 축(J2)에는 제 2 링크(12)를 선회시키기 위한 DC모터(15)와, 제 2 링크(12)의 회전각도(θs)를 계측하기 위한 로터리 엔코더(16, rotary encoder)가 설치되며, 이들 DC모터(15)와 로터리 엔코더(16)는 제어부(미도 시)에 의해 제어된다. 일반적으로 로봇에 사용되는 로터리 엔코더(16)는 1회전 360°에 대해 대략 2000개의 슬릿(미도시)을 가짐으로써 그 분해능은 0.18°(=360°/2000) 가 된다. 그러나, 고정밀도작업에 사용되는 로봇의 회전각도를 미세한 각도까지 정확하게 측정하여 오차를 보정하기 위해서는 더 많은 수의 슬릿을 가지는 엔코더가 장착되어야 하나, 엔코더는 슬릿의 수가 많을수록 가격이 고가이므로 로봇의 제조원가를 상승시키게 되는 문제점을 가진다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 제 2 링크(12)의 회전각도(θs) 또는 엔드 이펙터(14)의 회전각도(θr)를 정밀하게 측정할 수 있는 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치(100)가 로봇에 착탈가능하게 설치되는데, 도 3 내지 도 5 를 참조하여 설명하기로 한다.

이들에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치(100)는 로봇에 취부되는 홀더(101)와, 홀더(101)에 결합되어 로봇의 실제회전각도(θs, θr)를 계측하는 회전각 센서(110)와, 회전각 센서(110)의 작동기준이 되는 수준기(140, level)와, 회전각 센서(110)를 작동시키는 작동수단을 포함한다.

이를 상세히 설명하면, 상기 홀더(101)는 로봇에 직접 취부되는 취부판(102)과, 회전각 센서(110)를 고정시키기 위한 지지판(103)과, 취부판(102)과 지지판(103)을 연결하는 다수의 연결봉(104)으로 구성된다.

상기 취부판(102)은 원판형상으로 이루어지고, 다수의 볼트(105)가 관통결합되어 취부판(102)의 후면으로 돌출되도록 마련된다. 이는 로봇 제작시 일반적으로 링크(12)에 형성되는 다수의 홀(12a) 가운데 가장 적합한 크기와 위치를 가지는 홀(12a)에 볼트(105)를 삽입결합함으로써 본 발명에 따른 회전각도 측정장치(100)를 로봇에 취부할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이를 위해 취부판(102)에는 볼트(105)가 관통결합되는 여러 크기의 나사공(102a)이 다수 형성되어 있다.

상기 지지판(103)에 고정되는 회전각 센서(110)로는 로터리 엔코더나 퍼텐쇼미터(potentiometer) 등과 같이 회전각도를 검출하는 일반적인 각도센서가 적용될 수 있는데, 본 실시예에서는 회전각 센서(110)로서 로터리 엔코더를 적용하였다. 이 로터리 엔코더(110)는 외관을 이루는 원통형상의 하우징(111)과, 하우징(111)의 선단에서 외향절곡된 플랜지부(112)를 구비한다. 상기 로터리 엔코더(110)의 하우징(111)을 지지판(103)의 중심부에 형성된 결합공(103a)에 관통시킨 후, 플랜지부(112)와 지지판(103)에 각각 형성된 나사공(112a, 103b)에 볼트(118)를 체결함으로써 로터리 엔코더(110)는 지지판(103)에 고정된다.

또한, 도 5 에 도시된 바와 같이, 로터리 엔코더(110)의 하우징(111)내부에는 다수의 슬릿(115)이 형성되어 있는 원판형상의 계측판(114)과, 상기 하우징에 대해 상대회전운동가능하게 구비되고 계측판(114)의 중심부에 결합되어 하우징(111)의 외부로 연장형성되는 샤프트(113)와, 계측판(114)의 양측에 각각 설치되며 샤프트(113)의 회전각도를 측정하는 발광소자(116) 및 수광소자(117)가 구비된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 회전각도 측정장치(100)에 적용되는 로터리 엔코더(110)는 계측판(114)에 1회전 360°에 대해 대략 20000개 이상의 슬릿(115)이 형성되어 그 분해능이 0.018°(=360°/20000) 이하가 됨으로써 고정밀도측정이 가능하며, 그 측정값은 로터리 엔코더(110)와 접속되어 있는 디스플레이부(미도시) 에 나타나게 된다. 이와 같은 로터리 엔코더(110)는 이미 주지의 기술이므로, 로터리 엔코더(110)의 작동원리에 대한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 취부판(102)과 지지판(103)을 연결하는 연결봉(104)은 지지판(103)의 후면에 형성된 압입홀(103c)에 압입되는 대경부(104a)와, 취부판(102)에 형성된 나사공(102b)에 나사결합되도록 나사산이 형성된 소경부(104b)로 이루어진다.

한편, 상기 지지판(103)과 엔코더 샤프트(113)에는 로터리 엔코더(110)를 작동시키기 위한 수단이 구비된다. 이를 위해 엔코더 샤프트(113)의 외주면에는 웜휠(121, worm wheel)이 결합되고, 지지판(103)에는 웜휠(121)과 이물림되는 웜(122, worm)이 형성된 로드(123, rod)가 설치된다.

이를 상세히 설명하면, 웜휠(121)의 중심부에는 로터리 엔코더(110)의 샤프트(113)가 관통결합되는 샤프트홀(121a)이 형성되어 있고, 웜휠(121)의 후면에는 샤프트홀(121a)의 가장자리를 따라 보스(124, boss)가 돌출형성되어 있다. 또한 보스(124)의 외주면에는 볼트(124b)를 체결함으로써 엔코더 샤프트(113)가 웜휠(121)의 샤프트홀(121a)에 확실히 결합되도록 하는 나사공(124a)이 샤프트홀(121a)까지 연장형성되어 있다.

그리고, 지지판(103)의 전면상부에는 웜(122)이 형성된 로드(123)가 삽입되어 고정되도록 하는 한 쌍의 고정부재(125)가 설치된다.

로드(123)의 일단에는 이를 회전시키기 위한 원판형상의 구동판(123a)과, 구동판(123a)의 일측면 가장자리에서 돌출형성된 손잡이(123b)가 구비된다.

즉, 로드(123)의 손잡이(123b)를 회전시키게 되면, 웜(122)과의 이물림에 의 해 웜휠(121)이 회전하게 되고, 이에 의해 웜휠(121)의 샤프트홀(121a)에 결합된 엔코더 샤프트(113)가 회전함으로써 로터리 엔코더(110)에 의한 각도계측이 가능해지는데, 이는 후에 측정방법에서 상세히 설명하기로 한다.

상기 웜휠(121)의 전방에는 원판형상의 회전판(130)이 구비되는데, 이 회전판(130)의 상부에는 엔코더 샤프트(113)가 관통결합되도록 샤프트홀(130a)이 형성되어 있고, 회전판(130)의 외주면에는 볼트(130c)를 체결함으로써 엔코더 샤프트(113)가 회전판(130)의 샤프트홀(130a)에 확실히 결합되도록 하는 나사공(130b)이 샤프트홀(130a)까지 연장형성되어 있다.

그리고, 회전판(130)의 전면하부에는 로터리 엔코더(110)의 작동기준이 되는 수준기(140)를 고정시키기 위한 지지대(131)가 일체로 결합되어 있다.

바람직하게는, 상기 수준기(140)로서 전자수준기(electronic level)를 적용하여 정밀하고 정확한 측정이 되도록 한다. 이 전자수준기(140)는 한 쌍의 센서(미도시)사이의 정중앙에 설치된 감쇠진동자(미도시)를 구비하며, 전자수준기(140)가 설치된 대상물의 기울기에 따라 감쇠진동자의 위치가 가변되고 센서가 감쇠진동자와의 거리를 전위차로 출력함으로써 대상물의 기울기정도를 측정하는 장치로서, 상기 로터리 엔코더(110)의 작동기준이 되는데, 이는 후에 측정방법에서 상세히 설명하기로 한다.

이러한 전자수준기(140)는 그 하부에 형성된 나사홈(140a)과 지지대(131)에 형성된 나사공(131a)에 볼트(132)를 체결함으로써 회전판(130)에 고정된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치(100)를 이용한 회전체의 회전각도 측정방법을 도 3 과 도 6 을 참조하여 설명하기로 한다.

우선, 홀더(101)를 로봇에 수직되게 취부하는 취부단계를 수행해야 하는데, 이를 위해 도 3 및 도 6a 에 도시된 바와 같이, 취부판(102)의 후방으로 돌출되어 구비된 볼트(105)를 링크(12)에 형성된 다수의 홀(12a) 가운데 가장 적합한 크기와 위치를 가지는 홀(12a)에 삽입결합함으로써 회전각도 측정장치(100)를 로봇에 취부시킨다.

이후, 로터리 엔코더(110)의 작동기준을 설정하도록 전자수준기(140)의 초기점을 셋팅해야 하는데, 일반적으로 전자수준기(140)의 값이 0 이 되도록 제로셋팅을 하게 된다. 이러한 초기점셋팅단계를 수행하기 위해 사용자가 로드(123)에 구비된 손잡이(123b)를 회전시켜 웜(122)과 이물림하는 웜휠(121)을 회전시키게 되면, 웜휠(121)과 결합된 엔코더 샤프트(113) 및 엔코더 샤프트(113)와 결합된 회전판(130)이 함께 회전하게 된다. 따라서, 회전판(130)에 고정된 전자수준기(140) 또한 엔코더 샤프트(113)를 축으로 회전하게 된다. 상기의 방법에 의해 전자수준기(140)의 감쇠진동자가 한 쌍의 센서사이의 정중앙에 위치하여 센서에서 발생하는 전위차가 0 이 되도록 셋팅한다. 이와 같은 전자수준기(140)의 제로셋팅상태가 로터리 엔코더(110)의 측정기준이 된다.

이러한 상태에서, 도 6b 에 도시된 바와 같이, 로봇의 제 2 링크(12)를 Z축을 기준으로 사용자가 목표로 하는 회전각도(θs)만큼 선회시키는 선회단계를 수행하게 되면, 링크(12)에 설치된 전자수준기(140)의 센서에서 발생하는 전위차가 0 에서 소정의 값으로 변하게 된다. 상기 선회단계 이후, 사용자가 로드(123)의 손잡이(123b)를 이용하여 웜(122)과 이물림된 웜휠(121) 및 회전판(130)을 회전시켜 도 6c 와 같이 전자수준기(140)를 초기점, 즉 제로셋팅상태로 복귀시키는 초기점복귀단계를 수행한다. 이러한 초기점복귀단계시, 웜휠(121)에 결합된 엔코더 샤프트(113) 또한 전자수준기(140)가 제로셋팅상태로 복귀될 때까지 회전하게 되고, 이때의 샤프트(113)의 회전각도를 로터리 엔코더(110)가 측정하여 디스플레이부에 나타내는 측정단계를 거치게 된다. 이와 같은 측정단계에서 로터리 엔코더(110)에 의해 측정된 각도값이 바로 제 2 링크(12)가 실제로 회전한 회전각도를 의미하는 것이다.

다시 말해서, 로봇의 제 2 링크(12)가 목표회전각도(θs)만큼 정확하게 선회하였다면, 전자수준기(140)를 제로셋팅상태로 복귀시킬 때까지 로터리 엔코더(110)에서 측정된 샤프트(113)의 회전각도는 제 2 링크(12)의 목표회전각도(θs)와 동일하게 나타나지만, 제 2 링크(12)가 소정의 오차만큼 목표회전각도(θs)를 벗어나서 선회하였다면, 로터리 엔코더(110)는 '목표회전각도(θs)±오차'의 값을 나타내게 되는 것이다.

이후, 상기 측정단계에서 측정된 제 2 링크(12)의 실제회전각도를 분석하고 목표회전각도와 실제회전각도와의 편차를 계산하여 제어부에 의해 그 편차를 보상함으로써 제 2 링크(12)의 회전각도(θs)를 보정하는 보정단계를 실시하게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정방법에 의해 로봇을 고정밀도 작업에 적용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치(100)는 상술한 바와 같이 취부단계시 취부판(102)에 구비된 볼트(105)를 로봇의 제 2 링크(12)에 형성된 홀(12a)에 삽입결합함으로써 로봇에 취부되는데, 로봇의 형태에 따라 볼트(105)가 삽입되는 홀이 없는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 도 7 과 도 8 에 도시된 바와 같이, 제 3 링크(13)의 전방에 로터리 엔코더(110), 웜(122), 웜휠(121) 및 전자수준기(140)가 장착되는 지지판(103)을 위치시키고, 후방에는 취부판(102)을 위치시켜 이들을 연결봉(104)으로 연결함으로써, 회전각도 측정장치(100)를 제 3 링크(13)에도 취부할 수 있게 된다. 이러한 취부방식은 이에 적합한 길이를 가지는 연결봉(104)만 적용하면 간단하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치(100)는 상기와 같은 측정방법에 의해 제 2 링크(12)의 회전각도(θs)뿐만 아니라, 엔드 이펙터(14)의 회전각도(θr) 또한 정밀하게 측정할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전체의 회전각도 측정장치 및 측정방법에 의하면, 회전각 센서와 수준기를 이용하여 로봇의 링크 및 엔드 이펙터 등과 같이 정밀한 작업에 적용되는 회전체의 회전각도를 종래의 측정장치보다 더욱 미세한 각도까지 정확하게 측정함으로써 회전각도를 정확하게 보정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 회전체의 형상이 변경되는 경우에도 간단하게 취부하여 회전각도를 측정할 수 있는 이점이 있다.

Claims

선회가능한 회전체에 착탈가능하게 취부되어 함께 선회하는 홀더와,

상기 홀더에 설치되며, 상기 홀더에 대해 상대회전운동가능하게 구비된 샤프트를 포함하는 회전각 센서와,

상기 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하도록 결합되며, 상기 샤프트의 회전각도를 측정하는 기준이 되는 초기점을 가진 수준기와,

상기 회전각 센서의 샤프트를 회전시키는 작동수단을 포함하며,

상기 회전체의 선회시 변화된 상기 수준기의 값이 상기 초기점으로 복귀될 때까지 상기 회전각 센서의 샤프트를 상기 작동수단에 의해 회전시킴으로써 상기 샤프트의 회전각도를 상기 회전각 센서에 의해 측정하여 상기 회전체의 회전각도를 알아내는 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 홀더는 상기 회전체에 직접 취부되는 취부판과, 상기 회전각 센서가 고정설치되는 지지판과, 상기 취부판과 상기 지지판을 연결하는 다수의 연결봉으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 작동수단은 상기 홀더에 구비되는 웜과, 상기 웜과 이물림되며 상기 회 전각 센서의 샤프트가 그 중심부를 관통결합하여 상기 웜의 구동에 의해 상기 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하는 웜휠로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정장치.
제 3 항에 있어서,

상기 웜휠의 전방에는 상기 회전각 센서의 샤프트가 관통결합하여 상기 웜과 상기 웜휠의 구동에 의해 상기 샤프트와 함께 회전하며, 일측면에 상기 수준기가 고정설치되는 회전판이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정장치.
제 4 항에 있어서,

상기 웜의 일단에는 상기 웜을 회전시키기 위한 구동판과, 상기 구동판의 일측면에서 돌출형성된 손잡이가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 회전각 센서는 로터리 엔코더인 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정장치.
회전각 센서와 상기 회전각 센서의 샤프트와 함께 회전하도록 설치된 수준기 를 회전체에 취부하는 단계와,

상기 취부단계이후에 상기 전자수준기의 초기점을 셋팅하는 단계와,

상기 초기점셋팅단계이후에 상기 회전체를 소정의 목표회전각도만큼 선회시키는 단계와,

상기 선회단계에 의해 변화된 수준기의 값을 초기점으로 복귀시키도록 상기 수준기를 회전시키는 단계와,

상기 초기점복귀단계시 상기 수준기와 함께 회전하는 상기 회전각 센서의 샤프트의 회전각도를 상기 회전각 센서가 측정하여 상기 회전체가 실제로 회전한 각도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정방법.
제 7 항에 있어서,

상기 측정단계이후에 상기 측정단계에서 측정된 상기 회전체의 실제회전각도와 상기 선회단계에서의 상기 목표회전각도를 비교분석하고, 상기 목표회전각도와 실제회전각도와의 편차를 보상함으로써 상기 회전체의 회전각도를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전체의 회전각도 측정방법.