KR20000055005A - 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치 및 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은, 복수개의 위치검출센서를 이용하여 이동축의 원점좌표를 설정하는 방법에 있어서, 복수개의 위치검출센서로부터 이동축의 위치를 검출하고, 이동축이 복수개의 위치검출센서에 동시에 검출될 경우의 위치를 원점좌표로 설정하며, 이동축이 상기 복수개의 위치검출센서 중 어느 하나의 센서에만 검출될 경우, 이동축이 검출되지 않은 다른 센서 쪽으로 상기 이동축을 이동시켜 원점좌표를 보정하도록 한다. 따라서, 직교좌표계 로봇의 원점좌표 설정시 발생하는 오차를 보정하여 이동축을 원점좌표에 더욱 정확하게 정렬시키므로, 이동축의 정확한 이동거리를 계산하여 로봇 시스템의 정밀도를 향상시키게 된다.
Description
본 발명은 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직교좌표계 로봇의 원점좌표 설정시 발생하는 오차를 보정하는 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업용 로봇이라 함은 생산 자동화 또는 인력 절감화를 도모하기 위하여 공장 등의 생산 시스템에서 사용되는 정교한 자동기계(로봇)를 말한다. 이러한 산업용 로봇을 운동기구 면에서 분류하면, 직교좌표계 로봇, 원통좌표계 로봇, 수직 다관절계 로봇 및 수평 다관절계 로봇 등으로 분류할 수 있다. 이와 같은 산업용 로봇들은 통상 플레이백(미리 작업의 내용을 로봇에 기억시키고 이를 재생함으로써 소정 작업을 반복적으로 수행시키는 것)방식으로 조작되며, 이를 위하여 로봇 본체와, 제어수단, 프로그램 콘솔 및 티칭 박스로 구성된다.
도 1에는, 산업용 직교좌표계 로봇을 이용한 시스템이 도시되어 있다. 도 1에서, 도면부호 10은 로봇 본체, 20은 제어수단, 30은 프로그램 콘솔, 그리고 40은 티칭 박스이다. 로봇 본체(10)는 좌우방향의 직선운동구조를 갖는 제 1프레임(11)과 상기 제 1프레임(11)과 직교하고 전후방향의 직선운동구조를 갖는 제 2프레임(12)과, 그리고 상기 제 2프레임(12) 단부에 형성되어 실제 작업을 수행하는 로봇 핸드(13)로 구성된다. 티칭 박스(40)는 작업자의 조작에 의한 작업 순서 및 작업 조건 등을 제어수단(20)에 기억시킨다. 제어수단(20)은 기억된 소정 작업을 반복적으로 재생하여, 로봇 본체(10)를 상기 작업 내용에 따라 동작시킨다. 프로그램 콘솔(30)은 상기 로봇 본체(10) 및 제어수단(20)의 동작상태를 감시한다.
도 2는 도 1의 산업용 직교좌표계 로봇의 일요부를 나타낸 측면도이다. 도 2에서, 도면부호 11은 기준축, 12는 이동축, 14는 스토퍼, 15는 리미트 센서, 20은 제어수단, 그리고 21은 이송수단이다. 여기서, 기준축(11a)과 이동축(12a)은 도 1의 제 1프레임(11)과 제 2프레임(12)에 대응되는 구성요소로서, 서로 어느 하나를 기준으로 하여 상대적으로 이동된다. 이동축(12a)은 도시된 바와 같이, 이송수단(21)의 구동에 의하여 기준축(11a)의 축방향을 따라 이동한다. 기준축(11a) 단부에는 스토퍼(14)가 형성되어 이동축(12a)이 좌우방향으로 이동하는 중에 기준축(11a)을 벗어나는 것을 물리적으로 제한한다. 또한, 상기 기준축(11a) 상에는 리미트 센서(15)가 마련된다. 제어수단(20)은 리미트 센서(15)를 통하여 이동축(12a)의 검출여부를 감지하고, 이 리미트 센서(15)의 위치를 원점으로 하여 이동축(12a)의 이동거리를 계산한다. 이 이동거리의 계산 결과가 정확할수록 로봇의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 이동축(12a)의 정확한 이동거리를 계산하기 위해서는 리미트 센서(15)에 위치하는 이동축(12a)의 원점좌표는 항상 일정한 곳에 위치되어야 한다. 이때 통상은 이동축(12a)이 리미트 센서(15)의 정중앙(b)에 위치되었을 경우를 원점좌표로 설정함이 바람직하다.
그러나, 이와 같은 종래의 직교좌표계 로봇에 있어서, 원점좌표 설정시 상기 리미트 센서는 그 상단의 중앙(b)에 이동축이 위치하거나 또는 그 상단의 일단부(a, b, c 또는 d)에 이동축이 위치하더라도 이 이동축을 감지하여 그 위치를 원점좌표로 설정하므로, 도 2에 도시된 바와 같이 원점좌표의 오차 범위(X)가 크고, 이 오차를 보정할 수도 없으므로 이동축의 정확한 이동거리를 계산하지 못하여 로봇 시스템의 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 직교좌표계 로봇의 원점좌표 설정시 발생하는 오차를 보정하여 이동축을 원점좌표에 더욱 정확하게 정렬시키는 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 산업용 로봇 시스템을 나타낸 제어 블록도,
도 2는 도 1의 산업용 직교좌표계 로봇의 일요부를 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치의 일요부를 나타낸 측면도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정방법을 나타낸 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 로봇 본체 20 : 제어수단
30 : 프로그램 콘솔 40 : 티칭 박스
100 : 기준축 110 : 제 1위치검출센서
120 : 제 2위치검출센서 130 : 스토퍼
200 : 이동축
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치의 특징은, 소정 간격으로 나란히 배치된 복수개의 위치검출센서를 갖는 기준축과, 상기 기준축에 대응하고 이송수단에 의하여 이동되는 이동축과, 그리고 상기 이송수단을 통하여 상기 이동축을 소정 위치로 이동시키고, 상기 복수개의 위치검출센서로부터 상기 이동축의 위치를 검출하여 원점좌표를 설정하는 제어수단을 포함한다.
바람직하기로는, 상기 제어수단은 상기 복수개의 위치검출센서에 상기 이동축이 동시에 검출될 경우의 위치를 원점좌표로 설정하고, 상기 이동축이 동시에 검출되지 않을 경우에는 상기 이동축의 위치를 재조정하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정방법의 특징은, 복수개의 위치검출센서를 이용하여 이동축의 원점좌표를 설정하는 방법에 있어서, 상기 복수개의 위치검출센서로부터 상기 이동축의 위치를 검출하는 이동축 위치검출단계와, 상기 이동축이 상기 복수개의 위치검출센서에 동시에 검출될 경우의 위치를 원점좌표로 설정하는 원점좌표 설정단계와, 그리고 상기 이동축이 상기 복수개의 위치검출센서 중 어느 하나의 센서에만 검출될 경우, 상기 이동축이 검출되지 않은 다른 센서 쪽으로 상기 이동축을 이동시켜 원점좌표를 보정하도록 하는 원점좌표 보정단계를 포함한다.
따라서, 직교좌표계 로봇의 원점좌표 설정시 발생하는 오차를 보정하여 이동축을 원점좌표에 더욱 정확하게 정렬시키므로, 이동축의 정확한 이동거리를 계산하여 로봇 시스템의 정밀도를 향상시키게 된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치의 일요부를 나타낸 측면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정방법을 나타낸 순서도이다.
도 3에서, 도면부호 100은 기준축, 110 및 120은 제 1 및 제 2위치검출센서, 130은 스토퍼, 200은 이동축, 300은 이송수단, 그리고 400은 제어수단이다. 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120)는 기준축(100)에 소정 간격으로 나란히 배치된다. 이동축(200)은 기준축(100)에 대응하고 이송수단(300)의 구동에 의하여 기준축(100)의 축방향을 따라 이동한다. 제어수단(400)은 이송수단(300)을 통하여 이동축(200)을 소정 위치로 이동시키고, 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120)로부터 이동축(200)의 위치를 검출하여 원점좌표를 설정한다. 여기서, 제어수단(400)은 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120)에 이동축(200)이 동시에 검출될 경우의 위치를 원점좌표로 설정하고, 이동축(200)이 동시에 검출되지 않을 경우에는 이동축(200)의 위치를 재조정한다. 또한, 스토퍼(130)는 기준축(100) 단부에 형성되어 이동축(200)이 좌우방향으로 이동하는 중에 기준축(100)을 벗어나는 것을 물리적으로 제한한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 작용을 첨부된 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어수단(400)은 원점좌표를 설정하기 위하여 이송수단(300)을 구동시켜 이동축(200)을 미리 설정되어 있는 원점좌표로 이동시킨다(S101). 따라서, 이동축(200)은 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120)의 사이로 이동된다. 이와 같은 상태에서, 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120)는 이동축(200)의 위치를 검출하여 제어수단(400)에 전달한다(S101~S103). 이때, 제어수단(400)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120) 사이에 이동축(200)이 위치하여 각각의 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120)에 이동축(200)이 동시에 검출될 경우, 이동축(200)을 정지시키고 그 위치를 원점좌표로 설정한다(S104~S105). 이때의 오차 범위는 이동축(200)이 어느 한 쪽으로 치우침에 따라 어느 한 쪽의 위치검출센서(110 또는 120)를 벗어나는 지점까지의 거리(X′또는 X″)가 되므로, 그 오차범위가 매우 작아진다. 한편, 상기 이동축(200)이 상기 복수개의 위치검출센서(110)(120) 중 어느 하나의 센서(110 또는 120)에만 검출될 경우에는 상기 이동축(200)이 검출되지 않은 다른 센서(120 또는 110) 쪽으로 상기 이동축(200)을 이동시켜 원점좌표를 보정하도록 한다. 즉, 제어수단(400)은 제 1위치검출센서(110)에만 이동축(200)이 검출될 경우에는 이동축(200)을 제 2위치검출센서(120) 쪽으로 미세 조정하고, 제 2위치검출센서(120)에만 이동축(200)이 검출될 경우에는 이동축(200)을 제 1위치검출센서(110) 쪽으로 미세 조정함으로써, 제 1 및 제 2위치검출센서(110)(120)에 동시에 이동축(200)이 검출되도록 하여 원점좌표를 보정한다(S106~S108). 따라서, 제어수단(400)은 직교좌표계 로봇의 원점좌표 설정시 발생하는 오차를 보정하여 이동축(200)을 원점좌표에 더욱 정확하게 정렬시키므로, 이동축(200)의 정확한 이동거리를 계산하여 로봇 시스템의 정밀도를 향상시키게 된다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치 및 방법에 의하면, 복수개의 위치검출센서를 이용하여 직교좌표계 로봇의 원점좌표 설정시 발생하는 오차를 보정하여 이동축을 원점좌표에 더욱 정확하게 정렬시키므로, 이동축의 정확한 이동거리를 계산하여 로봇 시스템의 정밀도를 향상시키게 되는 효과가 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
Claims (4)
- 소정 간격으로 나란히 배치된 복수개의 위치검출센서를 갖는 기준축;상기 기준축에 대응하고 이송수단에 의하여 이동되는 이동축; 및상기 이송수단을 통하여 상기 이동축을 소정 위치로 이동시키고, 상기 복수개의 위치검출센서로부터 상기 이동축의 위치를 검출하여 원점좌표를 설정하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제어수단은,상기 복수개의 위치검출센서에 상기 이동축이 동시에 검출될 경우의 위치를 원점좌표로 설정하고, 상기 이동축이 동시에 검출되지 않을 경우에는 상기 이동축의 위치를 재조정하도록 하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정장치.
- 복수개의 위치검출센서를 이용하여 이동축의 원점좌표를 설정하는 방법에 있어서, 상기 복수개의 위치검출센서로부터 상기 이동축의 위치를 검출하는 이동축 위치검출단계;상기 이동축이 상기 복수개의 위치검출센서에 동시에 검출될 경우의 위치를 원점좌표로 설정하는 원점좌표 설정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정방법.
- 제 3항에 있어서, 상기 이동축이 상기 복수개의 위치검출센서 중 어느 하나의 센서에만 검출될 경우, 상기 이동축이 검출되지 않은 다른 센서 쪽으로 상기 이동축을 이동시켜 원점좌표를 보정하도록 하는 원점좌표 보정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 로봇의 원점좌표 오차보정방법.
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