KR101377482B1

KR101377482B1 - 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치 및 그 시스템

Info

Publication number: KR101377482B1
Application number: KR1020130057236A
Authority: KR
Inventors: 배옥임
Original assignee: 배옥임
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2014-03-25

Abstract

본 발명은 가공물이 올려지는 정반 상의 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값을 상기 각 분할 영역별로 저장하는 저장부 및, 상기 정반 위에 올려진 가공물에 대한 작업을 위해, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하되, 상기 공구물이 각 분할 영역으로 이동될 때마다 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치에 관한 것으로, 특정 작업(예: 가공물에 대한 컷팅 작업)시 공구물(예: 컷팅 머신)이 가공물의 각 포지션에 대해 가하는 하중을 일정하게 함으로써, 가공물이 올려지는 정반과 가공물을 가공하는 공구물의 움직임을 주는 로봇의 수평이 상이하여 가공물의 각 포지션에 전달되는 하중이 일정하지 않아 발생하는 크랙(crack) 등을 줄여, 정밀한 고품질의 가공물을 얻을 수 있다.

Description

하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치 및 그 시스템{Apparatus for controlling accurate manufacture working using load correction and system for the same}

본 발명은 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 작업(예: 가공물에 대한 컷팅 작업)시 공구물(예: 컷팅 머신)이 가공물의 각 포지션에 대해 가하는 하중을 일정하게 함으로써, 가공물이 올려지는 정반과 가공물을 가공하는 공구물의 움직임을 주는 로봇의 수평이 상이하여 가공물의 각 포지션에 전달되는 하중이 일정하지 않아 발생하는 크랙(crack) 등을 줄여, 정밀한 고품질의 가공물을 얻을 수 있도록 하는 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치 및 그 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 기존 터치 패널 가공용 컷팅 & 연마 시스템은 조립과정에서 가공물(예: 터치 패널 원장)이 올려지는 정반과, 가공물을 가공(예: 컷팅)하는 공구물(예: 컷팅 머신)에 대해 움직임을 주는 로봇의 수평이 상이하다.

그 결과, 가공물의 각 포지션에 전달되는 공구물에 의한 하중이 일정하지 않아, 가공물(예: 터치 패널 원장)에 크랙(crack) 등이 발생되는 문제점이 야기된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 가공물이 올려지는 정반과 가공물을 가공하는 공구물(예: 컷팅 머신)의 움직임을 주는 로봇의 수평이 상이하여 가공물의 각 포지션에 전달되는 하중이 일정하지 않아 발생하는 크랙(crack) 등을 줄여 정밀한 고품질의 가공물을 얻을 수 있도록, 특정 작업(예: 가공물에 대한 컷팅 작업)시 공구물(예: 컷팅 머신)이 가공물의 각 포지션에 대해 가하는 하중을 일정하게 할 수 있도록 하는, 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치 및 그 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치는,

가공물이 올려지는 정반 상의 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값을 상기 각 분할 영역별로 저장하는 저장부 및, 상기 정반 위에 올려진 가공물에 대한 작업을 위해, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇에 탑재된 액츄에이터 구동 동작을 제어하되, 상기 공구물이 각 분할 영역으로 이동될 때마다 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어부의 제어하에 사용자 명령 입력시, 상기 정반 상의 각 분할 영역에 대한 캘리브레이션(CALIBRATION)을 수행하는 하중 측정 장치를 더 포함하여 이루어지고, 상기 제어부는 상기 하중 측정 장치의 캘리브레이션을 통해 얻어진 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기설정된 기준 하중과의 하중 차이 값을 산출하여 상기 저장부에 각 분할 영역별로 자동 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명에 따른 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업 제어 시스템은,

정반 위에 올려진 가공물에 대한 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 시스템에 있어서, 정반 위에 올려진 가공물에 대한 작업을 위해, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 이동할 수 있도록 상기 로봇을 구동시키는 로봇 액츄에이터 및, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇 액츄에이터 구동 동작을 제어하되, 상기 공구물이 각 분할 영역으로 이동될 때마다 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값(가공물이 올려지는 정반 상의 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값)에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇 액츄에이터의 구동 동작을 제어하는 제어 장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어 장치의 제어하에 사용자 명령 입력시, 상기 정반 상의 각 분할 영역에 대한 캘리브레이션(CALIBRATION)을 수행하는 하중 측정 장치를 더 포함하여 이루어지고, 상기 제어 장치는 상기 하중 측정 장치의 캘리브레이션을 통해 얻어진 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기설정된 기준 하중과의 하중 차이 값을 산출하여 각 분할 영역별로 자동 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 특정 작업(예: 가공물에 대한 컷팅 작업)시 공구물(예: 컷팅 머신)이 가공물의 각 포지션에 대해 가하는 하중을 일정하게 함으로써, 가공물이 올려지는 정반과 가공물을 가공하는 공구물의 움직임을 주는 로봇의 수평이 상이하여 가공물의 각 포지션에 전달되는 하중이 일정하지 않아 발생하는 크랙(crack) 등을 줄여, 정밀한 고품질의 가공물을 얻을 수 있다.

도 1은 종래 터치 패널 가공용 컷팅 & 연마 시스템을 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업 제어 시스템의 구성을 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업 제어 시스템의 동작을 순서대로 도시한 도면
도 4a는 본 발명에 따른 정반 상의 전체 영역을 분할하는 예를 도식화한 도면
도 4b는 본 발명에 따른 하중 측정 장치의 캘리브레이션 동작을 도식화한 도면

도 2는 본 발명에 따른 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업 제어 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 크게, 정반 위에 올려지는 가공물(예: 터치 패널 원장)에 대한 작업(예: 컷팅 작업)을 위해, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물(예: 컷팅 머신)이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 이동하면서 작업할 수 있도록 상기 로봇에 탑재되어 그 로봇을 구동시키는 로봇 액츄에이터(미도시)를 구비한 정밀 가공 작업용 제어 시스템에 있어서, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하되, 가공물을 가공(예: 컷팅)하기 위해 상기 공구물이 각 분할 영역 중 어느 하나의 분할 영역으로 새로이 이동될 때마다 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값(즉, 가공물이 올려지는 정반 상의 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중(예: 기계좌표 상의 0,0에 해당하는 기준 분할 영역에 셋팅된 하중 값)과의 하중 차이 값)에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하는 제어 장치(100)를 포함하여 이루어진 구조이다.

여기서, 제어 장치(100)는 가공물이 올려지는 정반 상의 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값을 상기 각 분할 영역별로 저장하는 저장부(101), 상기 정반 위에 올려진 가공물에 대한 작업(예: 컷팅 작업)을 위해, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물(예: 컷팅 머신)이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하되, 상기 공구물이 가공물에 대한 컷팅 작업을 위해, 설정 순서에 따라 상기 각 분할 영역 중 어느 하나의 분할 영역으로 새로이 이동될 때마다 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값(즉, 가공물이 올려지는 정반 상의 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중(예: 기계좌표 상의 0,0에 해당하는 기준 분할 영역에 셋팅된 하중 값)과의 하중 차이 값)에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하는 제어부(102)를 포함하여 이루어진 구조이다. 예를 들어, 상기 제어부(102)는 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값(즉, 가공물이 올려지는 정반 상의 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중(예: 기계좌표 상의 0,0에 해당하는 기준 분할 영역에 셋팅된 하중 값)과의 하중 차이 값)이 상대적으로 큰 경우, 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하여 기준 하중과 동일한 하중이 작업할 해당 분할 영역에 가해지도록 공구물의 작업 위치를 상부 방향으로 하중 차이 값만큼 비례적으로 이동시켜 가공물에 가해지는 하중을 줄이게 된다.

추가로, 본 시스템은 하중 측정 장치(예: 로드셀을 이용한 하중 측정 장치)를 더 포함하여 이루어진 구조이다.

여기서, 하중 측정 장치는 상기 제어 장치(예: 상기 제어부)(100)의 제어하에 사용자 명령 입력시, 상기 정반 상의 각 분할 영역에 대한 캘리브레이션(CALIBRATION)을 각 분할 영역별로 미리 설정된 순서에 따라 순차적으로 수행하는 것으로, 상기 제어 장치(100)는 상기 하중 측정 장치의 캘리브레이션을 통해 얻어진 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기설정된 기준 하중과의 하중 차이 값을 산출하여 각 분할 영역별로 제어 장치(예: 저장부)(100)에 자동 저장되도록 제어하게 된다.

예를 들어, 기계좌표의 0.0에 해당하는 정반 상의 분할 영역에 대해 기준 하중으로 약±100μm를 셋팅하고, 사용자 키 조작에 따라 자동 측정 명령이 제어 장치(100)로 입력되면, 상기 하중 측정 장치는 상기 제어 장치(100)의 제어하에 상기 정반 상의 각 분할 영역에 대한 캘리브레이션(CALIBRATION)을 각 분할 영역별로 미리 설정된 순서에 따라 순차적으로 수행한다.

그리고, 제어 장치(100)는 상기 하중 측정 장치의 캘리브레이션을 통해 얻어진 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 셋팅된 상기 기준 하중과의 하중 차이 값을 산출하여 각 분할 영역별로 저장부에 자동 저장되도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업 제어 시스템의 동작을 순서대로 도시한 도면이다.

이하, 도 2의 본 발명에 따른 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업 제어 시스템의 동작을 도 3을 참조해 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 먼저, 사용자 키 조작에 따라 제어 장치에 정반 상의 기준 분할 영역과 그 기준 분할 영역에 대한 기준 하중을 셋팅한다(S301).

예를 들어, 기계좌표의 0.0에 해당하는 정반 상의 분할 영역에 대해 기준 하중으로 약±100μm를 셋팅한다.

다음, 사용자 키 조작에 따라 자동 측정 명령이 제어 장치(100)로 입력되면(S302), 상기 하중 측정 장치는 상기 제어 장치(100)의 제어하에 상기 정반 상의 각 분할 영역에 대한 캘리브레이션(CALIBRATION)을 각 분할 영역별로 미리 설정된 순서에 따라 순차적으로 수행한다(S303).

그리고, 제어 장치(100)는 상기 하중 측정 장치의 캘리브레이션을 통해 얻어진 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 셋팅된 상기 기준 하중과의 하중 차이 값을 산출하여 각 분할 영역별로 저장부에 자동 저장시킨다(S304).

다음, 상기 정반 위에 올려진 가공물에 대한 작업(예: 컷팅 작업)을 수행하기 위해, 사용자 키 조작에 따라 작업 개시 명령이 제어 장치(100)로 입력되면(S305), 상기 제어 장치(100)는 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물(예: 컷팅 머신)이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어한다.

이때, 상기 공구물이 가공물에 대한 컷팅 작업을 수행하기 위해, 설정 순서에 따라 상기 각 분할 영역 중 어느 하나의 분할 영역으로 새로이 이동될 때마다(예: 작업을 마친 제1 분할 영역에서 작업할 제2 분할 영역으로 이동시) 작업할 해당 분할 영역(상기 예에서 제2 분할 영역)에 매핑된 하중 차이 값(즉, 가공물이 올려지는 정반 상의 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값)에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어한다(S306).

그렇게 하여, 기준 하중과 동일한 하중이 정반 상의 모든 분할 영역에 적용되도록 한다.

예를 들어, 작업할 해당 분할 영역(상기 예에서 제2 분할 영역)에 매핑된 하중 차이 값(즉, 가공물이 올려지는 정반 상의 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값)이 상대적으로 큰 경우, 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하여 기준 하중과 동일한 하중이 작업할 해당 분할 영역(상기 예에서 제2 분할 영역)에 가해지도록 공구물의 작업 위치를 상부 방향으로 해당 하중 차이 값만큼 비례적으로 이동시켜 가공물에 가해지는 하중을 줄이게 된다.

그를 통해, 공구물(예: 컷팅 머신)이 가공물의 각 포지션에 대해 가하는 하중을 일정하게 함으로써, 가공물이 올려지는 정반과 가공물을 가공하는 공구물의 움직임을 주는 로봇의 수평이 상이하여 가공물의 각 포지션에 전달되는 하중이 일정하지 않아 발생하는 크랙(crack) 등을 줄여, 정밀한 고품질의 가공물을 얻을 수 있게 된다.

도 4a는 본 발명에 따른 정반 상의 전체 영역을 분할하는 예를 도식화한 도면이고, 도 4b는 본 발명에 따른 하중 측정 장치의 캘리브레이션 동작을 도식화한 도면이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명은 정반 상의 전체 영역을 같은 크기로 예를 들어, 40개의 분할 영역으로 나눌 수 있으며, 이렇게 나누어진 40개의 각 분할 영역에 대한 위치 좌표 값과 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값을 저장(예: 기계 좌표 분할 데이터 내 오프셋 값으로 저장)하여 가공물에 대한 작업(예: 컷팅 작업)시 사용하게 된다.

그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 40개의 각 분할 영역에 대한 실제 하중을 구하기 위해, 하중 측정 장치로 상기 각 분할 영역에 대해 캘리브레이션을 수행하여 각 분할 영역에 대한 실제 하중을 구하게 된다.

캘리브레이션 순서는 각 분할 영역에 대해 기설정된 순서에 따라 순차적으로 이루어지며, 도 4b에서는 화살표 방향으로 이루어지는 예가 도시된 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 제어 장치 101 : 저장부
102 : 제어부

Claims

가공물이 올려지는 정반 상의 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값을 상기 각 분할 영역별로 저장하는 저장부; 및
상기 정반 위에 올려진 가공물에 대한 작업을 위해, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇에 탑재된 액츄에이터 구동 동작을 제어하되, 상기 공구물이 각 분할 영역으로 이동될 때마다 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇의 액츄에이터 구동 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지고,
상기 제어부의 제어하에 사용자 명령 입력시, 상기 정반 상의 각 분할 영역에 대한 캘리브레이션(CALIBRATION)을 수행하는 하중 측정 장치를 더 포함하여 이루어지고,
상기 제어부는
상기 하중 측정 장치의 캘리브레이션을 통해 얻어진 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기설정된 기준 하중과의 하중 차이 값을 산출하여 상기 저장부에 각 분할 영역별로 자동 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 장치.
삭제
정반 위에 올려진 가공물에 대한 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업용 제어 시스템에 있어서,
정반 위에 올려진 가공물에 대한 작업을 위해, 상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 이동할 수 있도록 상기 로봇을 구동시키는 로봇 액츄에이터; 및
상기 가공물 상부에 위치한 로봇에 연결된 공구물이 상기 정반 상의 각 분할 영역을 순차적으로 이동할 수 있도록 상기 로봇 액츄에이터 구동 동작을 제어하되, 상기 공구물이 각 분할 영역으로 이동될 때마다 작업할 해당 분할 영역에 매핑된 하중 차이 값(가공물이 올려지는 정반 상의 해당 분할 영역에 대한 실제 하중과 기준 하중과의 하중 차이 값)에 따라 상기 로봇에 연결된 공구물의 작업 위치를 상부 또는 하부 방향으로 이동되도록 상기 로봇 액츄에이터의 구동 동작을 제어하는 제어 장치를 포함하여 이루어지고,
상기 제어 장치의 제어하에 사용자 명령 입력시, 상기 정반 상의 각 분할 영역에 대한 캘리브레이션(CALIBRATION)을 수행하는 하중 측정 장치를 더 포함하여 이루어지고,
상기 제어 장치는
상기 하중 측정 장치의 캘리브레이션을 통해 얻어진 각 분할 영역에 대한 실제 하중과 기설정된 기준 하중과의 하중 차이 값을 산출하여 각 분할 영역별로 자동 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하중 보정을 이용한 정밀 가공 작업 제어 시스템.
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