KR101122303B1 - 보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템 - Google Patents

Abstract

보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템이 개시된다. 작업장치를 시작자세로 셋팅하는 보정유니트로서, 굴곡형상이 마련된 보정면을 구비한 보정지그, 보정면에 빔을 조사하는 빔조사부, 보정면에 조사된 빔을 촬상하여 빔이미지를 생성하는 비젼센서, 시작자세에서 촬상된 기준이미지와 촬상된 빔이미지가 일치하도록 작업장치의 자세를 제어하는 제어부를 포함하는 보정유니트는, 보정 시에 필요한 보정기구의 설치작업을 생략하여 시작자세 셋팅을 용이하게 할 수 있다.

시작자세, 빔, 작업장치

Description

보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템{Calibration unit and working system having the same}

본 발명은 보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게, 작업장치를 시작자세로 셋팅하는 보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 로봇을 제어하여 작업물에 대한 용접 등의 작업을 수행하는 경우, 정확한 작업을 위하여 로봇은 시작자세로 셋팅된다.

종래에는 이러한 시작자세 셋팅을 위하여, 접촉식 보정지그를 주로 사용하였다. 구체적으로, 소정의 형태의 보정지그가 설치되면, 보정지그와 짝을 이루는 보정팁을 통하여 보정지그에 대한 상대적 위치를 맞추어 가면서 로봇의 시작자세를 셋팅한다.

그런데, 접촉식 보정지그는 시작자세 셋팅을 위하여 로봇에 별도의 보정팁을 설치하고 제거하는 과정을 거치므로 시작자세의 셋팅과정이 복잡한 문제가 있다.

또한, 보정작업이 반복적으로 이루어지면, 보정지그와 보정팁에 마모 또는 변형이 발생하여 로봇의 시작자세 셋팅이 부정확해지는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 작업장치의 시작자세 셋팅을 용이하게 하며, 반복사용에도 신뢰성이 보장되는 보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에 따르면, 작업장치를 시작자세로 셋팅하는 보정유니트로서, 굴곡형상이 마련된 보정면을 구비한 보정지그, 상기 보정면에 빔을 조사하는 빔조사부, 상기 보정면에 조사된 빔을 촬상하여, 빔이미지를 생성하는 비젼센서, 상기 시작자세에서 촬상된 기준이미지와 상기 촬상된 빔이미지가 일치하도록, 상기 작업장치의 자세를 제어하는 제어부를 포함하는 보정유니트가 제공된다.

상기 굴곡형상은, 일측이 단부가 막힌 V자형의 보정홈을 포함하며, 상기 빔조사부는, 상기 보정홈에 나란한 한 쌍의 빔을 조사할 수 있다.

상기 빔조사부는, 한 쌍의 나란한 막대형 레이저빔을 조사하는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 한 쌍의 빔이 촬상된 빔이미지에서, 선의 간격과 모서리의 위치 및 형태를 감지하여 보정데이터를 생성하는 연산부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 보정데이터에 상응하여, 상기 작업장치를 셋팅할 수 있다.

본 발명에 다른 측면에 따르면, 작업장치, 상기 작업장치를 시작자세로 셋팅하는 상기 보정유니트를 포함하는 작업시스템이 제공된다.

본 발명은 광학적인 보정방법을 통하여 작업장치의 시작자세를 셋팅하므로, 보정 시에 필요한 보정기구의 설치작업을 생략하여 시작자세 셋팅을 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명은 비접촉 식으로 보정을 수행하므로, 보정지그에 마모 또는 변형이 발생하지 않아서 반복사용에도 신뢰성이 보장될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트(50) 및 이를 구비한 작업시스템을 나타낸 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 작업시스템은, 작업을 수행하는 작업장치(1) 및 작업장치(1)를 시작자세로 셋팅하는 보정유니트(50)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 작업장치(1)는 용접기를 구비한 용접로봇이다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트(50)는, 보정지그(10), 빔조사부(20), 비젼센서(30) 및 제어부(40)를 포함한다.

보정지그(10)는 후술한 빔(22)이 조사되는 보정면(10a)이 형성된 부분으로, 보정면(10a)에는 소정의 굴곡형상이 마련된다. 이에 따라, 굴곡형상에 후술할 빔(22)이 조사되면, 조사된 빔(22)도 굴곡된 모양을 가지게 된다.

여기서, 빔(22)의 굴곡된 모양은 빔(22)이 조사되는 방향 및 거리에 따라 달라지므로, 작업장치(1)의 자세판단에 기준이 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트(50)에서 보정지그(10)에 조사된 빔이미지를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트의 보정지그를 나타낸 정면도 및 측면도이다.

본 실시예에서는 보정면(10a)에, 일측의 단부가 막힌 V자형의 보정홈이 형성된다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 후술한 빔조사부(20)는 보정홈에 나란한 한 쌍의 빔(22)을 조사하다. 이에 따라, 빔(22)의 굴곡된 모양을 통하여 작업장치(1)의 현재위치와 기준위치의 차이를 인식할 수 있다. 구체적 내용은 후술할 제어부(40)에 대한 내용에서 설명한다.

빔조사부(20)는 보정지그(10)에 조사되는 빔을 발생시키고, 발생된 빔(22)을 보정면(10a)의 굴곡형상에 조사하는 부분이다.

본 실시예의 빔조사부(20)는 보정홈에 한 쌍의 나란한 막대형 빔(22)을 발생하여 조사하는 레이저 다이오드이다. 여기서, 레이저 다이오드는 용접기가 장착된 로봇의 단부에 설치된다. 이에 따라, 로봇의 시작자세가 셋팅되면 용접기의 시작위치가 일정하게 된다.

비젼센서(30)는 보정면(10a)에 조사된 빔(22)을 촬상하여 빔이미지를 생성하는 부분이다. 본 실시예의 비젼센서(30)는 보정면(10a)을 촬상하는 CCD카메라로서, 빔조사부(20)에 인접하여 배치되어 있다.

제어부(40)는 작업장치(1)를 시작자세로 셋팅되도록 제어하는 부분이다. 이를 위해, 제어부(40)는 시작자세에서 촬상된 기준이미지를 기준으로, 촬상된 빔이미지를 분석하여 작업장치(1)의 자세보정 방향을 결정한다. 그리고, 기준이미지와 빔이미지가 일치되도록 작업장치(1)의 자세를 제어한다.

특히, 본 실시예의 제어부(40)는, 한 쌍의 빔(22)이 촬상된 빔이미지에서, 선의 간격과 모서리의 위치 및 형태를 감지하여 보정데이터를 생성하는 연산부(45)를 포함할 수 있다. 그리고, 연산부(45)의 보정데이터를 통하여, 제어부(40)는 현재 작업장치(1)의 위치를 인식하고 작업장치(1)를 셋팅할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업장치(1)의 시작자세에서 촬상된 기준이미지를 나타낸 도면이다. 본 실시예에서는 로봇의 시작자세에 있을 때, 도 2에 나타난 바와 같이, 나란한 한 쌍의 빔(22) 중에서 하나가 V홈의 단부에 걸리도록 빔조사부(20)가 설치되어 있다.

도 5는 기준자세에서 로봇 단부의 위치이동에 따라 달라지는 이미지를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 빔이미지의 선의 간격과 모서리의 위치 및 형태를 기준이미지와 비교하면, 로봇 단부가 기준자세에서 어떤 방향으로 이동되었는지 감지할 수 있다. 따라서, 제어부(40)는 기준자세로 셋팅하기 위한 이동방향을 판단할 수 있다.

도 6은 기준자세에서 로봇 단부의 회전에 따라 달라지는 이미지를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 6에 나타난 바와 같이, 빔이미지의 선의 간격과 모서리의 위치 및 형태를 기준이미지와 비교하면, 로봇 단부가 기준자세에서 어떤 방향으로 회전되었는지 감지할 수 있다. 따라서, 제어부(40)는 기준자세로 셋팅하기 위한 회전방향을 판단할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제어부(40)는 기준이미지과 빔이미지를 비교하여 기준자세 셋팅을 위한 이동 및 회전방향을 판단할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 보정유니트(50)는 기준이미지와 빔이미지가 일치되도록 작업장치(1)의 자세를 제어함으로써, 별도의 보정기구의 설치 및 제거없이 작업장치(1)를 시작자세로 용이하게 셋팅할 수 있다.

또한, 본 실시예의 보정유니트(50)는 빔이미지를 통한 광학적인 방법으로 보정을 가능하게 함으로써, 보정지그(10) 마모 또는 변형으로 인한 오차를 방지할 수 있어서 반복사용에도 보정의 신뢰성을 보장할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트 및 이를 구비한 작업시스템을 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트에서 보정지그에 조사된 빔이미지를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보정유니트의 보정지그를 나타낸 정면도 및 측면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업장치의 시작자세에서 촬상된 기준이미지를 나타낸 도면.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업장치의 다양한 자세에서 촬상된 이미지를 나타낸 도면.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

1: 작업장치 10: 보정지그

10a: 보정면 20: 빔조사부

22: 빔 30: 비젼센서

40: 제어부 45: 연산부

50: 보정유니트

Claims (5)

1. 작업장치를 시작자세로 셋팅하는 보정유니트로서,

   굴곡형상이 마련된 보정면을 구비한 보정지그;

   상기 보정면에 빔을 조사하는 빔조사부;

   상기 보정면에 조사된 빔을 촬상하여, 빔이미지를 생성하는 비젼센서; 및

   상기 시작자세에서 촬상된 기준이미지와 상기 촬상된 빔이미지가 일치하도록, 상기 작업장치의 자세를 제어하는 제어부를 포함하고,

   상기 굴곡형상은, 일측이 단부가 막힌 V자형의 보정홈을 포함하며,

   상기 빔조사부는, 상기 보정홈에 나란한 한 쌍의 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 보정유니트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 빔조사부는, 한 쌍의 나란한 막대형 레이저빔을 조사하는 레이저 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정유니트.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 한 쌍의 빔이 촬상된 빔이미지에서, 선의 간격과 모서리의 위치 및 형태를 감지하여 보정데이터를 생성하는 연산부를 포함하며,

   상기 제어부는 상기 보정데이터에 상응하여, 상기 작업장치를 셋팅하는 것을 특징으로 하는 보정유니트.
5. 작업장치; 및

   상기 작업장치를 시작자세로 셋팅하는 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 따른 보정유니트를 포함하는 작업시스템.

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