KR19990054667A

KR19990054667A - 무인운반차량의 정지제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR19990054667A
Application number: KR1019970074528A
Authority: KR
Inventors: 이성현
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 무인운반차량을 설정된 위치에 정지하도록 그 정지위치를 센싱하여 보정하는 무인운반차량의 정지제어장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 정지제어장치는 주행마크를 따라 무인운반차량을 주행시켜 정지시키는 무인운반차량의 정지제어장치에 있어서, 상기 작업대와 인접한 영역에 설치되는 정지용 자기기록마크와, 상기 무인운반차량에 설치되어 상기 자기기록마크를 센싱하는 마크센서와, 상기 센싱된 자기기록마크에 기초하여 무인운반차량을 정지시키는 제동부를 포함한다. 이에 따라, 무인운반차량이 어두운 작업환경하에서도 무인운반차량으로 작업대를 이동하여 작업을 수행하기 때문에 무인작업장일 경우에는 조명등이 불필요하므로 조명등에 제공되는 전기료등의 단가를 줄인다.

Description

무인운반차량의 정지제어장치 및 그 방법

본 발명은 무인운반차량의 정지제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인운반차량을 설정된 위치에 정지하도록 그 정지위치를 센싱하여 보정하는 무인운반차량의 정지제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

무인운반차량은 산업현장에서 사용되고 있으며, 통상적으로 고정된 위치에서 교시된 위치좌표계를 따라 조립, 용접 등의 작업을 수행하는 로봇과 함께 사용된다. 즉, 로봇응용기술이 발달하면서 로봇은 고정된 위치에서만 작업을 하는 것이 아니라 레일 또는 무인운반차량과 같은 이동장치위에 탑재되어 여러 곳의 작업공간을 이동하면서 작업을 할 수 있는 시스템이 개발 및 적용되고 있는 추세에 있다.

이와 같은 무인운반차량은 간편하게 설치 및 변경이 가능한 반면에 무인운반차량의 위치 정밀도가 로봇의 위치 정밀도보다 상대적으로 불량하여 위치보정이 요구된다. 따라서, 종래에는 무인운반차량의 위치보정을 위하여 무인운반차가 이상적인 평면상을 주행한다고 가정한 비젼시스템을 사용하여 왔다.

종래기술의 비젼시스템을 이용한 무인운반차량의 정지제어장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자기기록매체가 작업공간에 일직선으로 도포되어 있는 주행용 자기기록마크(22)와, 주행용 자기기록마크(22)를 감지하여 설정된 트랙을 이탈하지 않도록 트랙을 따라 주행하는 무인운반차량(20)과, 무인운반차량(20)의 상부에 설치되어 정해진 동작으로 정밀하고 까다로운 작업을 수행하도록 설계된 로봇(23)과, 로봇(23)의 그립(Grip)부분에 설치되어 정지위치를 이미지센싱하는 카메라(24)를 가지고 있다.

로봇(23)은 상기 카메라(24)에서 센싱된 이미지를 받아 설정된 기준이미지와 비교하여 정지위치를 분석하고, 그 정지위치에 대한 위치데이타를 로봇(23)의 티칭데이타에 적용하여 원점좌표값을 산출하며, 그 값으로 로봇(23)의 동작을 제어하는 로봇제어부(미도시)가 내장되어 있다. 무인운반차량(20)은 주행과 제동을 위한 구동부(미도시)와 자기기록매체로부터 주행정보를 감지하는 감지부(미도시)와, 상기 주행정보와 정지위치에 따라 주행과 재동을 제어하는 차량제어부(미도시)가 내장되어 있다.

이와 같은 종래의 정지제어장치는 카메라(24)와 로봇제어부를 통해서, 작업대(25)의 일측에 설치된 정지마크(26)를 이미지센싱하여 무인운반차량(20)이 상기 작업대(25)의 정지위치에서 정지될 수 있도록 구동부를 제어한다. 정지된 무인운반차량이 정지위치에 정지되어 있는지는 상기 카메라(24)를 통해서 확인이 가능하며, 카메라(24)는 센싱된 이미지에 기준이미지를 비교하므로 상기 무인운반차량이 트랙상에서 위치를 알 수 있다. 즉, 로봇제어부는 상기 카메라(24)를 통해 센싱된 이미지와 설정된 기준이미지를 픽셀단위의 스케일로 측정하여 그 오차를 산출하고, 상기 오차로 로봇(23)의 원점이동량을 보정할 수 있다. 따라서 원점이동량은 상기 로봇(23)의 정밀도 높은 작업이 수행되도록 하는 기본데이타가 된다.

그런데, 상술한 바와 같은 무인운반차량의 로봇은 실제로 카메라를 사용할 수 없는 환경 즉 이미지센싱이 불가능한 작업장에서 작업이 이루어지는 경우가 많기 때문에 거의 정지위치를 보정이 불가능하여 로봇의 작업에 정밀도가 떨어지고 이에 따라 로봇에 의해 조립된 제품의 질이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 무인운반차량과 그에 탑재된 로봇의 작업환경에 관계없이 작업대의 위지에 정지하여 로봇의 작업정밀도를 향상시키도록 하는 무인운반차량의 정지제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 무인운반차량에 로봇이 탑재된 상태의 정면도,

도 2는 종래기술에 따른 무인운반차량의 정지제어장치를 설명하는 설명도,

도 3은 본 발명에 따른 무인운반차량을 개략적으로 나타낸 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 무인운반차량의 정지제어장치를 나타낸 블록도,

도 5는 본 발명에 따른 무인운반차량의 정지제어장치를 설명하는 설명도,

도 6은 본 발명에 따른 무인운반차량에서 감지된 자기센싱 파형을 나타낸 도면,

도 7은 본 발명에 따른 무인운반차량의 정지제어방법을 나타낸 플로우차트이다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 ; 정지용 자기기록마크 2 ; 정지용 마크센서

3 ; A/D변환부 4 ; 제동부

5 ; 오차산출부 6 ; 원점보정부

10 ; 무인운반차량 11 ; 주행용 마크센서

12 ; 주행용 자기기록마크 13 ; 로봇

15 ; 작업대

상기 목적은, 본 발명에 따라, 주행마크를 따라 무인운반차량을 주행시켜 정지시키는 무인운반차량의 정지제어장치에 있어서, 상기 작업대와 인접한 영역에 설치되는 정지용 자기기록마크와, 상기 무인운반차량에 설치되어 상기 자기기록마크를 센싱하는 마크센서와, 상기 센싱된 자기기록마크에 기초하여 무인운반차량을 정지시키는 제동부를 포함하는 정지제어장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 센싱된 자기기록마크로부터 상기 무인운반차량의 정지오차를 산출하는 오차산출부와, 상기 정지오차로부터 상기 무인운반차량에 탑재된 로봇의 원점이동량을 산출하여 상기 원점을 보정하는 원점보정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서마크로부터 센싱된 마크신호를 디지탈로 변환하는 A/D변환부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 주행마크를 따라 무인운반차량을 주행시켜 정지시키는 무인운반차량의 정지제어방법에 있어서, 자기기록마크를 상기 작업대와 인접한 영역에 설치하는 단계와, 상기 자기기록마크를 센싱하는 단계와, 상기 센싱된 자기기록마크에 기초하여 무인운반차량을 정지시키는 단계를 포함하는 정지제어방법에 의해 달성된다.

또한, 상기 센싱된 자기기록마크로부터 상기 무인운반차량의 정지오차를 산출하는 단계와, 상기 정지오차로부터 상기 무인운반차량에 탑재된 로봇의 원점이동량을 산출하여 상기 원점을 보정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 센서마크로부터 센싱된 마크신호를 디지탈로 변환하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무인운반차량의 정지제어장치 및 그 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 무인운반차량을 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 무인운반차량의 정지제어장치를 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 무인운반차량의 정지제어장치를 설명하는 설명도이고, 도 6은 본 발명에 따른 무인운반차량에서 감지된 자기센싱 파형을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 무인운반차량의 정지제어방법을 나타낸 플로우차트이다.

도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 무인운반차량의 정지제어장치는 자기기록매체가 작업공간의 바닥에 일직선의 띠모양으로 도포되어 있는 주행용 자기기록마크(12)와, 특정의 작업공간마다 소정크기의 자기기록매체가 바닥에 도포되어 있는 정지용 자기기록마크(1)와, 주행용 자기기록마크(12)를 감지하여 설정된 트랙을 이탈하지 않도록 트랙을 따라 주행하고 정지용 자기기록마크(1)를 감지하여 정지위치에 정지하는 무인운반차량(10)을 가지고 있으며, 무인운반차량(10)의 상부에는 정해진 동작으로 정밀하고 까다로운 작업을 수행하도록 설계된 로봇(13)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 정지용 자기기록마크(1)는 상기 로봇(13)이 작업하는 작업대 또는 작업공간과 인접한 장소로서, 로봇의 원점이 결정된 정지위치에 설치되어 있다.

무인운반차량(10)은 주행용 자기기록마크(12)를 감지하는 주행용 마크센서(11)와, 정지용 자기기록마크(1)를 감지하는 정지용 마크센서(2)가 소정의 길이를 갖는 직사각형으로 설치되어 있으며, 상기 주행용 자기기록마크(12)가 감지되면 차량을 구동시켜 주행시키는 차량구동부(미도시)와, 상기 정지용 자기기록마크(1)가 감지되면 차량을 제동시켜 정지시키는 제동부(4)와, 상기 각 구성을 제어하는 차량제어부(미도시)가 내장되어 있고, 상기 감지된 정지용 자기기록마크로부터 상기 정지용 마크센서(2)에서 센싱되는 신호포지션이 센서중앙에서 이격된 거리를 구하여 차량의 정지오차를 산출하는 오차산출부(5)가 내장되어 있다.

로봇(13)은 상기 정지오차로부터 상기 무인운반차량(10)에 탑재된 로봇(13)의 원점이동량을 산출하여 상기 원점을 보정하는 원점보정부(6)와, 로봇의 자유도에 맞는 운동을 할 수 있게 구동하는 로봇구동부(미도시)와, 이들을 제어하는 로봇제어부(미도시)가 내장되어 있다.

이와 같이 구성된 무인운반차량의 정지제어장치는 도 5에 도시된 바와 같이,먼저 무인운반차량(10)은 하부 중앙에 설치된 주행용 마크센서(11)에서 주행용 자기기록마크(12)가 띠모양으로 도포된 자기기록매체를 감지하여 상기 마크가 설치된 주행트랙을 따라 정속주행하도록 차량구동부를 제어한다. 이때, 주행중인 무인운반차량(10)은 정지용 마크센서(2)에서 작업대에 인접한 정지용 자기기록마크(1)를 센싱하면 그 센싱된 정지용 자기기록마크(1)를 기초로 하여 제동력을 일으키는 제동부(4)에 의해서 정지된다. 그리고 상기 무인운반차량(10)은 정지할 위치를 조금 초과하거나 또는 미치지 못한 위치에 정지된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 정지용 마크센서(2)의 중심선을 기준으로 하여 정지용 자기기록마크(1)가 그 양쪽에 위치하게 되므로 그 센싱된 신호는 아날로그로서 정지용 자기기록마크의 위치와 같은 위치에서 발생함을 알 수 있다. 상기 아날로그신호가 A/D변환부(3)에서 디지탈로 변환되면 그 신호가 상기 중심을 벗어난 쪽에 형성됨을 더 쉽게 파악된다.

따라서 무인운반차량(10)이 정지위치에 정지하게 되면 원칙적으로 상기 정지용 마크센서(2)의 중심선에 센싱된 신호가 위치하게 되지만, 실제로는 기계적인 제동에러 등에 의해서 상기 무인운반차량(10)이 정위치에 정지하지 못하기 때문에 이들 위치 사이에는 정지오차가 발생하게 된다. 이와 같은 정지오차는 오차산출부(5)에서 정지용 자기기록마크의 신호가 검출되는 위치를 검색하여 이 위치와 상기 센서(2) 중심선과의 차로서 구할 수 있다. 이는 무인운반차량이 작업대(15)의 정위치에서 어느 정도 벗어나 있는지를 시스템에서 알 수 있음을 의미한다. 그리고 무인운반차량의 정지위치가 무인운반차량에 탑재된 로봇(13)이 동작을 시작하는 원점좌표이기 때문에 그 원점좌표를 상기 정지오차만큼 보정해야 로봇(13)의 작업동작이 에러없는 무인작업으로 이어진다.

이와 같이 산출된 무인운반차량(10)의 정지오차를 이용한 로봇(13)의 원점좌표의 보정은 상기 로봇(13)의 원점보정부(6)에서 상기 정지오차에 설정된 원점좌표를 가산하여 이루어진다. 이와 같이 로봇(13)의 원점을 보정한 후에는 로봇제어부가 작업대(15)에 있는 작업상황에 맞게 적절한 동작이 이루어지도록 로봇구동부를 제어하여 원하는 작업을 종료하고, 상기 로봇(13)은 무인운반차량(10)에 작업종료정보를 알려주어 다음 작업대(15)로 이동하도록 한다.

이와 같은 무인운반차량의 정지제어방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 먼저, 정지용 자기기록마크(1)를 작업대에 인접한 평평한 바닥에 설치한 후에 무인운반차량을 주행용 자기기록마크(12)의 트랙을 따라 주행시킨다(S1). 상기 정지용 자기기록마크(1)가 설치된 장소는 통상적으로 무인운반차량(10)에 탑재된 로봇()의 원점좌표에서 상기 작업대영역에서의 작업을 이루도록 미리 설정되어 있다. 이와 같은 작업대의 정지위치에 도달되면 상기 정지용 자기기록마크(1)가 정지용 마크센서(2)에서 감지된다(S2). 상기 정지용 마크센서(2)에서 감지된 자기기록마크의 신호는 도 6과 같은 아날로그신호로서 A/D변환부(3)에서 디지탈로 변환된 후에(S3) 제동부(4)로 곧 바로 전달되어 무인운반차량(10)에 제동을 걸어 정지되도록 한다(S4).

상기 무인운반차량(10)이 정지된 위치가 상기 로봇(13)의 동작원점인지의 확인은 센싱된 정지용 자기기록마크의 신호가 상기 정지용 마크센서(2)의 중심선에서 감지되는지를 검색하여 이루어진다. 즉, 도 6과 같이, 무인운반차량(10)의 기계적인 제동에러에 의해 상기 무인운반차량(10)의 정지위치가 센서(2)의 중심선과 약간 거리적으로 떨어져 있다. 이와 같은 무인운반차량(10)의 정지오차는 오차산출부(5)에서 상기 정쟤용 마크센서(2)에서 감지되는 감지포지션을 검색하므로써, 중심위치-현재위치로 산출된다(S5). 상기 정지오차는 로봇(13)에 전달되고, 로봇(13)이 보정된 원점좌표에서 작어동작을 수행하는 기본데이타를 제공하도록 원점보정부(6)에서 원점데이타에 가산된다(S6). 이와 같이 가산된 원점데이타에서부터 로봇(13)은 작업대와 무인운반차량(10)을 왕래하여 작업동작을 수행한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 바퀴식의 무인차량 이외에도 전,후진 보정이 필요한 모든 이동체의 위치보정에 사용가능하다.

본 발명은 무인운반차량이 어두운 작업환경하에서도 무인운반차량으로 작업대를 이동하여 작업을 수행하기 때문에 무인작업장일 경우에는 조명등이 불필요하므로 조명등에 제공되는 전기료등의 단가를 줄이는 효과가 있다.

Claims

주행마크를 따라 무인운반차량을 주행시켜 정지시키는 무인운반차량의 정지제어장치에 있어서,

상기 작업대와 인접한 영역에 설치되는 정지용 자기기록마크와;

상기 무인운반차량에 설치되어 상기 자기기록마크를 센싱하는 마크센서와;

상기 센싱된 자기기록마크에 기초하여 무인운반차량을 정지시키는 제동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운반차량의 정지제어장치.
제1항에 있어서,

상기 센싱된 자기기록마크로부터 상기 무인운반차량의 정지오차를 산출하는 오차산출부와;

상기 정지오차로부터 상기 무인운반차량에 탑재된 로봇의 원점이동량을 산출하여 상기 원점을 보정하는 원점보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운반차량의 정지제어장치.
제1항에 있어서,

상기 센서마크로부터 센싱된 마크신호를 디지탈로 변환하는 A/D변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운반차량의 정지제어장치.
주행마크를 따라 무인운반차량을 주행시켜 정지시키는 무인운반차량의 정지제어방법에 있어서,

자기기록마크를 상기 작업대와 인접한 영역에 설치하는 단계와;

상기 자기기록마크를 센싱하는 단계와;

상기 센싱된 자기기록마크에 기초하여 무인운반차량을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운반차량의 정지제어방법.
제4항에 있어서,

상기 센싱된 자기기록마크로부터 상기 무인운반차량의 정지오차를 산출하는 단계와;

상기 정지오차로부터 상기 무인운반차량에 탑재된 로봇의 원점이동량을 산출하여 상기 원점을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운반차량의 정지제어방법.
제4항에 있어서,

상기 센서마크로부터 센싱된 마크신호를 디지탈로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운반차량의 정지제어방법.