KR102196756B1 - 로봇의 원점 재설정 방법 - Google Patents

로봇의 원점 재설정 방법 Download PDF

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Abstract

로봇의 원점 재설정 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 로봇의 원점 재설정 방법은, 모터를 유지보수하기 전의 로봇의 제1부위의 위치와 제2부위의 위치에 대한 제1관계식과 모터를 유지보수한 후의 로봇의 제1부위의 위치와 제2부위의 위치에 대한 제2관계식이 동일하도록 유지보수한 모터를 구동하여 제2부위를 구동시킨 다음, 유지보수한 모터의 엔코더 값을 수정하면 원점이 재설정된다. 그러므로, 수동으로 써보모터를 구동하여 시각마크의 도트 마크를 직선상에 위치시키거나, 제1시점에서 2회에 걸쳐 시각마크를 촬영하는 종래의 방법에 비하여 간편한 효과가 있을 수 있다.

Description

로봇의 원점 재설정 방법 {METHOD FOR RESETTING ORIGIN OF ROBOT}
본 발명은 간편하게 로봇의 원점을 재설정할 수 있는 로봇의 원점 재설정 방법에 관한 것이다.
로봇(Robot)이란, 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계로서, 작업에 필요한 프로그램들을 제어장치를 통해 실행시켜서 목적에 따른 작업을 수행한다.
일반적으로, 로봇은 베이스부, 베이스부에 회전가능하게 설치된 프레임부 및 프레임부에 일단부측이 지지된 아암(Arm)부를 포함한다. 이때, 아암부는 순차적으로 연결된 복수의 아암을 가지며, 상호 연결된 상기 아암의 부위는 관절구조로 형성된다. 그리고, 베이스부에 대한 프레임부의 회전운동, 프레임부에 대한 아암의 회전운동 및 상호 연결된 어느 하나의 아암에 대한 다른 하나의 아암의 회전운동은 모터에 의하여 각각 이루어진다.
로봇을 제작할 때에는 각각의 부위를 기준 위치에 위치시키고, 각 부위가 기준 위치에 위치되었을 때에 대한 각 모터의 상태를 원점으로 설정하여 각 엔코더에 입력한다. 그 후, 로봇으로 작업을 수행하면서 각각의 센서로 각 모터의 실시간 상태를 감지하면, 원점에 대한 각 모터의 상태를 알 수 있으므로, 로봇의 각 부위의 위치를 알 수 있다.
로봇을 사용하다 보면 수리 및 교체 등과 같은 유지보수 작업이 필요하다. 그런데, 로봇의 유지보수 작업시에는 로봇의 각 부위의 위치가 변경되므로, 최초로 설정된 원점과 유지보수 작업후의 원점은 상이하게 된다. 그러므로, 로봇의 각 부위의 위치에 대한 원점을 재설정하여야 한다.
일본공개특허공보 특개2011-251365호에 개시된 로봇의 위치정보 복원장치 및 위치정보 복원방법은 모터를 교환하기 전의 제1시점에서 카메라(4)로 로봇의 지지부재(31) 및 로봇의 가동부재(32)에 형성된 시각마크(30)를 촬영하고, 촬영된 지지부재(31)의 마크 및 가동부재(32)의 마크를 기초로 하여 제1위치 관계를 연산한다.
그리고, 모터를 교환한 후의 제2시점에서 카메라(4)로 지지부재(31) 및 가동부재(32)에 형성된 시각마크(30)를 촬영하고, 촬영된 지지부재(31)의 마크 및 가동부재(32)의 마크를 기초로 하여 제2위치 관계를 연산한다.
그리고, 제1위치와 제2위치를 기초로, 제1시점과 제2시점 사이의 지지부재(31)에 대한 가동부재(32)의 위치 변화량을 연산하고, 변화량 및 제1시점에서 펄스코드(PC)가 출력한 센서신호와 제2시점에 펄스코드(PC)가 출력한 센서신호를 기초로, 제2시점 후에 펄스코드(OC)가 출력하는 센서신호에 의한 위치 정보를 보정하여 로봇의 위치정보를 복원한다.
상기와 같은 종래의 방법은 제1시점 및 제2시점에서의 시각마크(30)를 촬영할 때, 수동으로 써보모터(M)를 구동하여 시각마크(30)의 도트 마크(P1, P3, P5)를 직선상에 위치시켜야 하고, 제1시점에서의 시각마크(30)를 촬영할 때 카메라(4)의 위치를 변경하여 2회에 걸쳐 시각마크(30)를 촬영하므로, 로봇의 위치를 복원하는 방법이 복잡한 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 로봇의 원점 재설정 방법을 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 간편하게 로봇의 원점을 재설정할 수 있는 로봇의 원점 재설정 방법을 제공하는 것일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 원점 재설정 방법은, 제1부위에 대하여 운동가능하게 연결된 상기 제1부위에 대한 제2부위의 위치와 상기 제2부위를 구동시키는 모터의 상태에 대한 원점을 재설정하는 로봇의 원점 재설정 방법에 있어서, 유지보수할 상기 모터의 엔코더 값을 기록하는 단계; 상기 모터를 유지보수하기 전의 상기 제1부위의 위치에 대한 상기 제2부위의 위치를 촬영하는 단계; 상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제1관계식을 생성하는 단계; 상기 모터를 유지보수하고, 상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치에 대한 제2부위의 위치를 촬영하는 단계; 상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제2관계식을 생성하는 단계; 상기 제1관계식과 상기 제2관계식이 동일하도록 유지보수한 상기 모터를 구동하여 상기 제2부위를 구동시킨 다음, 유지보수한 상기 모터의 엔코더 값을 수정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 로봇의 원점 재설정 방법은, 모터를 유지보수하기 전의 로봇의 제1부위의 위치와 제2부위의 위치에 대한 제1관계식과 모터를 유지보수한 후의 로봇의 제1부위의 위치와 제2부위의 위치에 대한 제2관계식이 동일하도록 유지보수한 모터를 구동하여 제2부위를 구동시킨 다음, 유지보수한 모터의 엔코더 값을 수정하면 원점이 재설정된다. 그러므로, 수동으로 써보모터를 구동하여 시각마크의 도트 마크를 직선상에 위치시키거나, 제1시점에서 2회에 걸쳐 시각마크를 촬영하는 종래의 방법에 비하여 간편한 효과가 있을 수 있다.
도 1은 일반적인 로봇의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 원점 재설정 방법을 보인 플로우 챠트.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"위에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우 뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 원점 재설정 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 로봇의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 로봇(100)은 도장(塗裝), 용접, 프레스, 운반, 가공물의 자동접착 또는 분리 등과 같은 산업 분야에서 사용될 수 있으며, 베이스부(110), 프레임부(130) 및 아암(Arm)부(150)를 포함할 수 있다.
베이스부(110)는 작업장의 바닥에 놓이거나, 작업장의 바닥으로부터 이격될 수도 있다. 베이스부(110)가 작업장의 바닥에 놓일 경우, 베이스부(110)의 저면에는 베이스부(110)가 작업장의 바닥 상에서 원활하게 유동하는 것을 허용하는 복수의 롤러(미도시)가 회전가능하게 설치될 수 있다.
프레임부(130)는 베이스부(110)의 상면에 회전가능하게 설치될 수 있고, 아암부(150)의 일단부측은 프레임부(130)에 진자형태로 회전가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 아암부(150)는 복수의 아암(151, 153, 155, 157)으로 구성될 수 있으며, 상호 인접하는 아암(151, 153)(153, 155)(155, 157)은 진자형태로 회전가능하게 설치될 수 있다.
즉, 베이스부(110)에 대하여 프레임부(130)는 회전가능하게 설치되고, 프레임부(130)에 대하여 아암(151)은 진자형태로 회전가능하게 설치되며, 어느 하나의 아암(151)(153)(155)에 대하여 다른 하나의 아암(153)(155)(157)은 각각 진자형태로 회전가능하게 설치될 수 있다. 이때, 프레임부(130)와 아암(151)과 아암(153), 아암(155) 및 아암(157)은 모터(미도시)에 의하여 각각 구동할 수 있다.
로봇이 제조된 최초의 상태에서는 베이스부(110)에 대하여 프레임부(130)가 위치된 소정 위치와 이에 대한 프레임부(130)를 구동시키는 상기 모터의 상태가 원점으로 엔코더(미도시)에 입력되어 있고, 프레임부(130)에 대하여 아암(151)이 위치된 소정 위치와 이에 대한 아암(151)을 구동시키는 상기 모터의 상태가 원점으로 엔코더(미도시)에 입력되어 있으며, 아암(151)에 대하여 아암(153)이 위치된 소정 위치와 이에 대한 아암(153)을 구동시키는 상기 모터의 상태가 원점으로 엔코더(미도시)에 입력되어 있고, 아암(153)에 대하여 아암(155)이 위치된 소정 위치와 이에 대한 아암(155)을 구동시키는 상기 모터의 상태가 원점으로 엔코더(미도시)에 입력되어 있으며, 아암(155)에 대하여 아암(157)이 위치된 소정 위치와 이에 대한 아암(157)을 구동시키는 상기 모터의 상태가 원점으로 엔코더(미도시)에 입력되어 있다.
이하, 상호 운동가능하게 결합된 베이스부(110)와 프레임부(130) 중, 베이스부(110)를 로봇의 제1부위라 하고, 프레임부(130)를 로봇의 제2부위라 한다. 그리고, 상호 운동가능하게 결합된 프레임부(130)와 아암(151) 중, 프레임부(130)를 로봇의 제1부위라 하고, 아암(151)을 로봇의 제2부위라 한다. 그리고, 상호 운동가능하게 결합된 아암(151)과 아암(153) 중, 아암(151)을 로봇의 제1부위라 하고, 아암(153)을 로봇의 제2부위라 한다. 그리고, 상호 운동가능하게 결합된 아암(153)과 아암(155) 중, 아암(153)을 로봇의 제1부위라 하고, 아암(155)을 로봇의 제2부위라 한다. 그리고, 상호 운동가능하게 결합된 아암(155)과 아암(157) 중, 아암(155)을 로봇의 제1부위라 하고, 아암(157)을 로봇의 제2부위라 한다.
상기 모터의 교체 또는 수리 등과 같은 유지보수 작업후에는, 상기 제1부위에 대한 상기 제2부위의 위치가 변하므로, 최초로 설정된 원점도 변한다. 그러므로, 상기 모터의 유지보수 작업후에는, 상기 제2부위가 위치된 소정 위치와 이에 대한 상기 제2부위를 구동시키는 유지보수된 상기 모터의 상태에 대한 원점을 재설정하여야 한다.
본 실시예에 따른 로봇의 원점 재설정 방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 원점 재설정 방법을 보인 플로우 챠트이다.
도시된 바와 같이, 단계(S110)에서는 상기 제1부위에 대하여 운동가능하게 연결된 상기 제2부위를 구동시키는 유지보수할 상기 모터의 엔코더 값을 기록할 수 있고, 단계(S120)에서는 상기 모터를 유지보수하기 전의 상기 제1부위의 위치에 대한 상기 제2부위의 위치를 카메라로 촬영할 수 있다.
상기 모터를 유지보수하기 전의 상기 제1부위의 위치에 대한 상기 제2부위의 위치는 상기 제1부위에 형성된 꼭지점, 구멍, 볼트의 머리부 등과 같은 돌기(112) 또는 별도로 부착된 마크 중에서 선택된 어느 하나의 기준부위와 상기 제2부위에 형성된 꼭지점, 구멍, 볼트의 머리부 등과 같은 돌기(132) 또는 별도로 부착된 마크 중에서 선택된 어느 하나의 기준부위를 이용하여 촬영할 수 있다.
그리고, 상기 제1부위의 위치에 대한 상기 제2부위의 위치는 단일 카메라 또는 스테레오 카메라를 이용하여 촬영할 수 있다. 스테레오 카메라의 경우는 상기 기준부위의 표식이 임의의 모양이어도 무방하고, 기준부위의 표식의 크기와 모양이 정확하지 않아도 무방하다. 그리고, 단일 카메라의 경우는 기준부위의 표식이 평면이거나, 알고 있는 3차원 표식인 것이 바람직하다.
그리고, 단계(S130)에서는 상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제1관계식을 생성할 수 있고, 단계(S140)에서는 상기 모터를 유지보수하고, 상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치에 대한 제2부위의 위치를 촬영할 수 있다.
상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치에 대한 상기 제2부위의 위치도, 단일 카메라 또는 스테레오 카메라를 이용하여, 전술한 상기 제1부위에 형성된 꼭지점, 구멍, 볼트의 머리부 등과 같은 돌기(112) 또는 별도로 부착된 마크 중에서 선택된 어느 하나의 기준부위와 상기 제2부위에 형성된 꼭지점, 구멍, 볼트의 머리부 등과 같은 돌기(132) 또는 별도로 부착된 마크 중에서 선택된 어느 하나의 기준부위를 이용하여 촬영할 수 있음은 당연하다.
그후, 단계(S150)에서는 상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제2관계식을 생성할 수 있고, 단계(S160)에서는 상기 제1관계식과 상기 제2관계식이 동일하도록 유지보수한 상기 모터를 구동하여 상기 제2부위를 구동시킬 수 있다.
마지막으로, 단계(S170)에서는 유지보수한 상기 모터의 엔코더 값을 수정할 수 있다. 그러면, 유지보수한 후의 상기 제2부위가 위치된 소정 위치와 이에 대한 상기 제2부위를 구동시키는 상기 모터의 상태에 대한 원점이 재설정되는 것이다.
본 실시예에 따른 로봇의 원점 재설정 방법은, 상기 모터를 유지보수하기 전의 상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제1관계식과 상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제2관계식이 동일하도록 유지보수한 상기 모터를 구동하여 상기 제2부위를 구동시킨 다음, 유지보수한 상기 모터의 엔코더 값을 수정하면 원점이 재설정된다. 그러므로, 전술한 종래의 방법과 같이 수동으로 써보모터(M)를 구동하여 시각마크의 도트 마크(P1, P3, P5)를 직선상에 위치시키거나, 제1시점에서 2회에 걸쳐 시각마크(30)를 촬영하는 것에 비하여 간편하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 베이스부
130: 프레임부
150: 아암부

Claims (2)

  1. 제1부위에 대하여 운동가능하게 연결된 상기 제1부위에 대한 제2부위의 위치와 상기 제2부위를 구동시키는 모터의 상태에 대한 원점을 재설정하는 로봇의 원점 재설정 방법에 있어서,
    유지보수할 상기 모터의 엔코더 값을 기록하는 단계;
    상기 모터를 유지보수하기 전의 상기 제1부위의 위치에 대한 상기 제2부위의 위치를 촬영하는 단계;
    상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제1관계식을 생성하는 단계;
    상기 모터를 유지보수하고, 상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치에 대한 제2부위의 위치를 촬영하는 단계;
    상기 모터를 유지보수한 후의 상기 제1부위의 위치와 상기 제2부위의 위치에 대한 제2관계식을 생성하는 단계;
    상기 제1관계식과 상기 제2관계식이 동일하도록 유지보수한 상기 모터를 구동하여 상기 제2부위를 구동시킨 다음, 유지보수한 상기 모터의 엔코더 값을 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 원점 재설정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1부위의 위치에 대한 상기 제2부위의 위치는 상기 제1부위에 형성된 꼭지점, 구멍, 돌기 또는 별도로 부착된 마크 중에서 선택된 어느 하나의 기준부위와 상기 제2부위에 형성된 꼭지점, 구멍, 돌기 또는 별도로 부착된 마크 중에서 선택된 어느 하나의 기준부위를 이용하여 촬영하는 것을 특징으로 하는 로봇의 원점 재설정 방법.
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