KR200177079Y1 - The origin equipment for robot system - Google Patents
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Abstract
산업용 로봇의 원점 수행 장치에 관한 것으로서, 특히 센서 도그들의 간격이 서로 다른 요철형 기구물을 이용하여 초기 전원 온시에는 종래의 방법을 이용하여 원점을 수행하여 초기 원점에서부터 각 구간까지의 상대 위치를 시스템에서 미리 계산한 후 로봇을 조그로 이동하여 각 구간마다 센서 온/센서 오프 구간의 펄스량을 파라미터로 기억시켜 어느 위치에서든 짧은 시간에 로봇을 최소로 이동하여 원점을 수행할 수 있도록 함으로써, 원점 수행 속도가 향상되고, 또한 장애물의 간섭에 탄력적으로 대응할 수 있으므로 편리함을 준다.The present invention relates to an apparatus for performing the home position of an industrial robot. In particular, when the initial power is turned on by using uneven type devices having different distances between the sensor dogs, the relative position from the initial origin to each section is performed by using a conventional method. After calculating in advance, the robot moves to the jog to memorize the pulse amount of the sensor on / sensor off section for each section as a parameter so that the robot can be moved to the minimum position in a short time at any position to perform the home position. Is improved, and it also provides convenience because it can flexibly cope with the interference of obstacles.
Description
본 고안은 산업용 로봇에 관한 것으로서, 특히 로봇 시스템의 원점 수행 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial robot, and more particularly, to an origin performing apparatus of a robot system.
일반적으로 산업용 로봇은 크게 직각좌표 로봇, 수평 다관절 로봇, 수직다관절 로봇으로 나눌수 있다. 이중 수평 다관절 로봇은 산업현상에서 물건 이.적재 작업, 부품조립, 물건을 화물 운반대로 나르는(Palletizing) 작업, 실링(Sealing) 작업등 주로 높은 정도와 고속을 요하는 작업에 쓰이고 있다.In general, industrial robots can be divided into rectangular coordinate robot, horizontal articulated robot, and vertical articulated robot. Dual horizontal articulated robots are mainly used for high-speed and high-speed tasks such as loading and unloading parts, assembling parts, palletizing goods, and sealing.
이러한 수평 다관절 로봇은 제1도에 도시된 바와 같이, 수평이동을 하는 A,B 아암(Arm)(11,12), 수직 이동하는 Z축, 회전 운동하는 W축으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the horizontal articulated robot is composed of horizontally moving A and B arms (11 and 12), a vertically moving Z axis, and a rotating W axis.
이때, 로봇은 전원투입 후 작업을 시작하기 전에 반드시 원점수행(ORIGIN)을 해야한다. 즉, 기계적인 원점 위치와 로봇 컨트롤러 좌표계산 기준점을 일치시키는 동작이다. 현재 엔코더(ENCODER), 원점센서(SENSOR), 센서도그(SENSOR DOG)를 이용하여 원점수행을 하는데 4축(A,B,Z,W) 모두를 원점수행 흐름의 순서에 따라 순차적 또는 동시에 이루어진다.At this time, the robot must perform ORIGIN after starting the power and before starting work. That is, the operation of matching the mechanical origin position with the robot controller coordinate calculation reference point. At present, the encoder performs home position using encoder, sensor and sensor dog. All 4 axes (A, B, Z, W) are performed sequentially or simultaneously according to the order of the origin performance flow.
제2도는 상기 센서 도그의 타입을 도시한 것으로서, 제2a도는 증가(Incremental)용 센서 도그이고, 제2b도는 반-절대(Semi-absolute)용 센서 도그이며, 제2c도는 제2b도의 A-B점에서 바라본 전개도이다.FIG. 2 shows the type of sensor dog, FIG. 2a is an incremental sensor dog, FIG. 2b is a semi-absolute sensor dog, and FIG. 2c is an ab point of FIG. This is the development view.
종래의 수평 다관절 및 직각좌표 로봇은 엔코더(INCREMENTAL 방식), 원점센서(14), 센서도그(13)를 이용하여 원점 수행작업을 한다. 즉, 최초 전원투입 후 모터를 일정방향으로 회전시켜 센서도그(13)를 원점센서 위치로 이동시킨다. 이때 B접점 방식의 원점센서(14)가 센서도그(13)를 감지한 직후 로봇 컨트롤러는 모터의 회전을 멈추게 된다. 이때, 센서(14)를 감지한 긱후 로봇의 정지는 수 ㎜ 이동 후 이루어진다. 다음으로 모터의 회전방향을 반대로하여 센서(14)에서 센서도그(13)를 빼낸 후 모터 엔코더의 Z상(Z Phase)이 감지될 때까지 모터를 회전시킨다. 이때 Z상이 감지된 위치가 원점 위치가 된다. 위와 같은 원점수행은 로봇 컨트롤러의 원점수행 흐름(flow)에 따라 모든 축(AXIS)에서 이루어진다.Conventional horizontal articulated and rectangular coordinate robots perform an origin operation by using an encoder (INCREMENTAL method), an origin sensor 14, and a sensor dog 13. That is, after turning on the power for the first time by rotating the motor in a certain direction to move the sensor dog 13 to the origin sensor position. At this time, immediately after the B contact home sensor 14 detects the sensor dog 13, the robot controller stops rotating the motor. At this time, the stop of the robot after detecting the sensor 14 is made after a few mm movement. Next, the sensor dog 13 is removed from the sensor 14 by reversing the rotational direction of the motor, and the motor is rotated until the Z phase of the motor encoder is detected. At this time, the position where the Z phase is detected becomes the origin position. The above origin is performed in all axes (AXIS) according to the origin flow of the robot controller.
이때, 수평 다관절 로봇의 작업 반경중 A.B 아암(11,12)은 수평방향으로 115 ∼ +115,135 ∼ +135 내에서 이동을 한다. 그리고, 원점 센서의 위치는 보통 0도(degree) 위치에 있으며 원점수행 신호에 따라 로봇의 아암을 원점 센서 위치로 로봇을 이동시킨다. 그러나, 원점 위치의 정확성을 위해, 원점 수행 속도를 저속으로 고정시키므로 로봇의 아암이 원점 센서위치에서 많이 벗어난 경우에는 원점 수행에 상당한 시간이 소요된다. 그리고 오직 한 위치, 즉 원점 센서가 있는 곳에서만 가능한 문제가 있다.At this time, the A.B arms 11 and 12 of the working radius of the horizontal articulated robot move within 115 to +115,135 to +135 in the horizontal direction. And, the position of the origin sensor is usually at 0 degree and moves the robot arm to the origin sensor position according to the origin performance signal. However, for the accuracy of the home position, the home performance speed is fixed at a low speed, so if the arm of the robot is far from the home sensor position, it takes considerable time to perform the home operation. And there is a problem only in one location, where the origin sensor is located.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 어느 위치에서나 로봇을 최소로 이동하여 원점 수행 속도를 향상시키도록 하는 로봇 시스템의 원점 수행 장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a homing device of the robot system to improve the homing speed by moving the robot to a minimum in any position.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 로봇 시스템의 원점 수행장치는, 요철형 구조의 센서 도그들로 구성된 기구물을 이용하여 원점을 수행함을 특징으로 한다.The apparatus for performing the origin of the robot system according to the present invention for achieving the above object is characterized by performing the origin using a mechanism composed of sensor dogs of the concave-convex structure.
제1도는 일반적인 로봇 시스템의 원점 수행 장치를 나타낸 단면도.1 is a cross-sectional view showing a homing device of a general robot system.
제2a도는 증가형 센서 도그의 단면도.2A is a cross-sectional view of the incremental sensor dog.
제2b도는 반-절대형 센서 도그의 단면도.2b is a cross-sectional view of a semi-absolute sensor dog.
제2c도는 제2b도의 A-B점에서 본 센서 도그의 전개도.FIG. 2C is an exploded view of the sensor dog seen from the point A-B of FIG. 2B.
제3도는 본 고안에 따른 로봇 시스템의 윈점 수행 장치를 나타낸 전개도.3 is a development view showing a win point performing apparatus of the robot system according to the present invention.
제4도는 제3도를 간단하게 나타낸 파형도.4 is a waveform diagram showing a simplified view of FIG.
제5도는 제3도에서 초기 전원 온시 원점 수행 과정을 설명하기 위한 파형도.FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a process of performing an origin when initial power-on is performed in FIG. 3.
제6도는 전원을 온했을 때 현재 위치가 온 구간에 있을 때의 원점을 잡는 과정을 나타낸 파형도.FIG. 6 is a waveform diagram illustrating a process of setting an origin when the current position is in an on section when the power is turned on.
제7도는 전원을 온했을 때 현재 위치가 오프 구간에 있을 때의 원점을 잡는 과정을 나타낸 파형도.FIG. 7 is a waveform diagram showing a process of setting the origin when the current position is in the off section when the power is turned on.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11,12 : A,B 아암 13,31 : 센서도그11,12: A, B arm 13,31: sensor dog
14 : 원점센서14: origin sensor
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제3도는 본 고안에 따른 로봇 시스템의 원점 수행 장치의 전개도로서, 1개의 센서와 요철형 센서 도그(31)들이 달려 있는 기구물로 구성된다. 즉, 센서 도그(31)들의 간격이 서로 다른 요철형 기구물을 이용하여 원점 수행을 한다.3 is an exploded view of an apparatus for performing homing of a robot system according to the present invention, and includes one sensor and a mechanism having uneven sensor dogs 31 attached thereto. That is, the origin of the sensor dog 31 is performed by using the irregularities having different intervals.
이때, 기구물은 원형이지만 이해하기 쉽게 전개도를 나타냈으며, 제4도는 제3도의 전개도를 간단하게 나타낸 것이다.At this time, the instrument is circular but easy to understand the development view, Figure 4 is a simplified view of the development of the third.
제4도에서 구간을 n개로 나누면(각 구간의 간격은 동일함) 온/오프되는 거리가 정해져 있으므로 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.In FIG. 4, when the intervals are divided by n (the intervals of the respective intervals are the same), the distance on / off is determined, and thus may be represented by Equation 1 below.
여기서, P1=ON 은 온 되는 구간 1의 펄스량이고, n은 총 구간이며, 총 펄스는 n 구간까지의 총 펄스이고, 1는 구간 1을 1/n으로 나눈 구간이다.Here, P1 = ON is the pulse amount of the interval 1 to be turned on, n is the total interval, the total pulse is the total pulse to the n interval, 1 is the interval divided by interval 1 1 / n.
그러므로, 상기 수학식 1을 이용하면 온되는 구간의 펄스량을 알 수 있고, 또한 오프되는 구간의 펄스량을 알 수 있다 이때, 온/오프되는 시간이 일정 비율을 가지고 있어야 하나, 센서 도그의 제작 공차, 로봇 조립 공자등을 고려 할 때 상기 수학식 1만 가지고는 정밀한 원점을 수행 할 수 없기 때문에 다음과 같은 시퀀스(Sequence)를 이용하면 된다.Therefore, using Equation 1, the pulse amount of the section to be turned on and the pulse amount of the section to be turned off can be known. At this time, the time to be turned on / off should have a certain ratio, but the fabrication of the sensor dog In consideration of tolerances, robot assembly, and the like, since the exact origin cannot be performed using only Equation 1, the following sequence may be used.
먼저, 초기 전원 온시에는 종래의 방법을 이용하여 원점을 수행한다. 이때, 제5도에 구간1이 원점이며, 출하전에 1회 실시한다.First, at initial power-on, the origin is performed using a conventional method. In this case, section 1 is the origin in FIG. 5 and is performed once before shipment.
그리고, 로봇을 조그로 이동하여 각 구간마다 센서 온/센서 오프 구간이 펄스량을 파라미터로 기억시킨다. 이때, 초기 원점에서부터 각 구간까지의 상대 위치를 시스템에서 미리 계산한다. 따라서, 이후는 어느 위치에서든 짧은 시간에 원점을 잡을 수 있다.Then, the robot moves to the jog, and the sensor on / sensor off section stores the pulse amount as a parameter for each section. At this time, the relative position from the initial origin to each section is calculated in advance by the system. Therefore, the origin can be set in a short time at any position thereafter.
제6도는 전원을 온했을 때 현재 위치가 온 구간에 있을 때(오프 구간)의 원점 수행 과정을 나타낸 파형도로서, 로봇을 좌 또는 우측으로 이동시키면서 폴링 에지를 검출한다. 폴링 에지(Falling Edge)가 검출되면 엔코더(도시되지 않음)에서 카운트를 시작하여 시작 라이징 에지(Rising Edge)를 검출하고, 라이징 에지가 검출되면 카운트를 정지한다. 이때, 파라미터에 저장되어 있는 펄스량을 조사하여 현재 카운트한 값과 일치하는 구간을 찾아낸다. 그러면 어느 구간에서 원점을 수행했는지를 알수 있다. 그러므로 상대위치를 알 수 있다.FIG. 6 is a waveform diagram showing the origin performing process when the current position is in the on section (off section) when the power is turned on. The polling edge is detected while moving the robot left or right. When a falling edge is detected, an encoder (not shown) starts counting to detect a starting rising edge and stops counting when a rising edge is detected. At this time, the pulse amount stored in the parameter is examined to find a section matching the currently counted value. Then you can find out which section the origin was performed. Therefore, the relative position can be known.
제7도는 전원을 온했을 때 현재 위치가 오프구간에 있을 때(온 구간)의 원점수행 과정을 나타낸 파형도로서, 로봇을 좌 또는 우측으로 이동시키면서 라이징 에지를 검출한다. 라이징 에지가 검출되면 엔코더에서 카운트를 시작하여 폴링 에지를 검출하고, 폴링 에지가 검출되면 카운트를 정지한다. 이때, 파라미터에 저장되어 있는 펄스량을 조사하여 현재 카운트한 값과 일치하는 구간을 찾아낸다. 그러면 어느 구간에서 원점을 수행했는지를 알 수 있고, 이를 이용하여 상대위치를 알 수 있다.FIG. 7 is a waveform diagram showing the origin performing process when the current position is in the off section (on section) when the power is turned on. The rising edge is detected while moving the robot left or right. When a rising edge is detected, the encoder starts counting to detect the falling edge, and when the falling edge is detected, the count stops. At this time, the pulse amount stored in the parameter is examined to find a section matching the currently counted value. Then, you can find out which section the origin was performed on and use it to know the relative position.
이상에서와 같이 본 고안에 따른 로봇 시스템의 원점 수행 장치에 의하면, 센서 도그들의 간격이 서로 다른 요철형 기구물을 이용하여 원점 수행을 함으로써, 어느 위치에서든 로봇을 최소로 이동하여 원점을 수행할 수 있으므로 속도가 향상되고, 장애물의 간섭에 탄력적으로 대응할 수 있으므로 편리함을 준다.As described above, according to the origin performing apparatus of the robot system according to the present invention, since the origin is performed by using the irregularities having different distances between the sensor dogs, the origin can be performed by moving the robot to a minimum at any position. Speed is improved, and it is convenient because it can flexibly cope with obstacle interference.
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