KR200277584Y1

KR200277584Y1 - 수평다관절 로봇의 영점설정장치

Info

Publication number: KR200277584Y1
Application number: KR2020020002466U
Authority: KR
Inventors: 강삼태; 권기찬
Original assignee: 주식회사 로보테크
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2002-06-14

Abstract

본 고안은 수평다관절 로봇의 영점설정장치에 관한 것으로, 수평다관절 로봇의 1축아암(2)의 저면에 돌출설치되는 1축 기준스토퍼(10)와, 상기 베이스(1)의 상부면에 돌출설치되는 제1스토퍼(11), 제2스토퍼(12)와, 상기 2축아암(4)의 저면에 돌출설치되는 2축 기준스토퍼(20), 상기 1축아암(2)의 상부면에 돌출설치되는 제3스토퍼(21), 제4스토퍼(22), 상기 제1스토퍼(11)와 제2스토퍼(12) 사이에서 1축아암(2)의 영점위치를 설정하고 상기 제3스토퍼(21)와 제4스토퍼(22) 사이에서 2축아암(4)의 영점위치를 설정하는 연산부(30)를 포함하여, 복잡한 구조의 지그나 보조기기를 사용하지 않고 간편하게 아암의 영점을 설정할 수 있고, 로봇이 설치된 작업라인 상태에서 영점을 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 여러대의 로봇이 작업할 경우 동일한 경로를 통해 동일한 위치로 공구를 이동시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

수평다관절 로봇의 영점설정장치{ Zero-point setting device of Selective Compliance Assembly Robot Arm for industrial }

본 고안은 산업용 수평다관절 로봇에 관한 것으로, 특히 아암의 선단에 설치된 공구의 선단이 정확한 경로로 이동할 수 있도록 아암이 회전하는 기준선을 설정하는 수평다관절 로봇의 영점설정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 수평다관절 로봇은 다수개의 아암을 서로 독립적으로 회전가능하게 하여 공작물을 집어서 조립하거나 제거하고, 도장, 용접을 하는데 사용되며, 수직다관절 로봇에 비해 구성요소가 적어 제작하기 쉬운 잇점이 있고, 소형 경량의 부품을 조립하는 로봇 등에는 이러한 형태의 사용이 점점 늘고 있다.

종래의 수평다관절 로봇은 베이스와, 상기 베이스의 상단에 수평방향으로 회전가능하도록 피봇연결된 1축아암과, 상기 1축아암의 선단에 수평방향으로 회전가능하도록 피봇연결된 2축아암을 포함한다.

종래의 1축아암과 2축아암은 모터에 의해 각각 회전하게 되고, 모터의 회전각을 제어하여 1축아암과 2축아암을 원하는 위치로 이동시키게 되는데, 아암이 동일한 위치로 이동하기 위해서는 아암을 동작시키기 전에 영점을 맞추도록 되어 있다.

종래의 영점설정장치는 1축아암의 영점과 2축아암의 영점을 별개로 설정하지 않아, 동일한 위치로 아암의 공구선단을 이동시킬 수는 있으나 동일한 경로를 거쳐 동일한 위치에 이동하기는 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 종래의 영점설정장치는 복잡한 구조를 갖는 지그를 사용하여 설치가 용이하지 않고, 로봇이 설치된 작업라인 상태에서는 설정작업을 할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바의 제반 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 별도의 복잡한 장치없이 오프라인 상태에서 아암의 영점을 간단하게 설정할 수 있고, 동일한 경로로 아암이 이동할 수 있도록 영점을 설정하는 수평다관절로봇의 영점설정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 수평다관절 로봇의 1축아암의 저면에 돌출설치되는 1축 기준스토퍼와, 상기 베이스의 상부면에 돌출설치되는 제1스토퍼, 제2스토퍼와, 상기 2축아암의 저면에 돌출설치되는 2축 기준스토퍼, 상기 1축아암의 상부면에 돌출설치되는 제3스토퍼, 제4스토퍼, 상기 제1스토퍼와 제2스토퍼 사이에서 1축아암의 영점위치를 설정하고 상기 제3스토퍼와 제4스토퍼 사이에서 2축아암의 영점위치를 설정하는 연산부를 포함한다.

따라서, 복잡한 구조의 지그나 보조기기를 사용하지 않고 간편하게 아암의 영점을 설정할 수 있고, 로봇이 설치된 작업라인 상태에서 영점을 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 경로를 통해 동일한 위치로 공구를 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 수평다관절 로봇의 영점설정장치를 나타낸 측면도,

도 2는 본 고안의 평면도,

도 3은 본 고안의 1축아암의 작동상태를 나타낸 평면도,

도 4는 본 고안의 2축아암의 작동상태를 나타낸 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 베이스 2 : 1축아암

3 : 1축모터 3a : 회전축

4 : 2축아암 5 : 2축모터

5a : 회전축 10 : 1축 기준스토퍼

11 : 제1스토퍼 12 : 제2스토퍼

20 : 2축 기준스토퍼 21 : 제3스토퍼

22 : 제4스토퍼

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 수평다관절 로봇의 영점설정장치를 나타낸 측면도, 도 2는 본 고안의 평면도, 도 3은 본 고안의 1축아암의 작동상태를 나타낸 평면도,도 4는 본 고안의 2축아암의 작동상태를 나타낸 평면도이다.

본 고안에 따른 수평다관절로봇의 영점설정장치는, 수평다관절 로봇의 1축아암(2)의 저면에 돌출설치되는 1축 기준스토퍼(10)와, 상기 베이스(1)의 상부면에 돌출설치되는 제1스토퍼(11), 제2스토퍼(12)와, 상기 2축아암(4)의 저면에 돌출설치되는 2축 기준스토퍼(20), 상기 1축아암(2)의 상부면에 돌출설치되는 제3스토퍼(21), 제4스토퍼(22)를 포함한다.

상기 1축 기준스토퍼(10)는 수평다관절 로봇의 1축아암(2)의 저면에 아래쪽으로 돌출설치되어 있다.

상기 제1스토퍼(11)는 1축아암(2)이 시계방향으로 회전시 상기 1축 기준스토퍼(10)를 가로막아 1축아암의 회전을 저지하는 역할을 하는 것으로, 상기 베이스(1)의 상부면에 돌출설치되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(1) 상부면의 원호를 따라 제2스토퍼(12)와 소정간격을 두고 설치되어 있다.

상기 제2스토퍼(12)는 1축아암(2)이 반시계방향으로 회전시 상기 1축 기준스토퍼(10)를 가로막아 1축아암의 회전을 저지하는 역할을 하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(1)의 상부면에 돌출설치되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(1)의 상부면에 원호를 따라 제1스토퍼(11)와 소정간격을 두고 설치되어 있다.

상기 1축아암(2)은 베이스(1)의 회전축에 피봇연결되고 그 저면에 1축 기준스토퍼(10)가 설치되어, 시계방향으로 회전시 제1스토퍼(11)에 의해 일정각도 이상 회전하지 못하게 되고, 반시계방향으로 회전시 제2스토퍼(12)에 의해 일정각도 이상 회전하지 못하게 되므로써 선회반경이 제한되는 것이다.

상기 1축아암(2)을 구동시키는 1축모터(3)에는 1축엔코더가 연결되어, 상기 1축아암(2)이 제1스토퍼(11)나 제2스토퍼(12)와 접촉할 때까지의 1축모터(3)의 회전축(3a)의 회전각을 검출하여 전기신호로 출력하게 된다.

상기 1축엔코더는 1축아암(2)이 시계방향으로 회전하여 1축 기준스토퍼(10)가 제1스토퍼(11)에 닿았을 때 1축모터(3)의 회전각을 출력하고, 1축아암(2)이 반시계방향으로 회전하여 1축 기준스토퍼(10)가 제2스토퍼(12)에 닿았을 때 1축모터(3)의 회전각을 출력한다.

상기 2축 기준스토퍼(20)는 상기 2축아암(4)의 저면에 아래쪽으로 돌출설치되어 있다.

상기 제3스토퍼(21)는 2축아암(4)이 반시계방향으로 회전시 상기 2축 기준스토퍼(20)를 가로막아 2축아암의 회전을 저지하는 역할을 하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 1축아암(2)의 상부면에 돌출설치되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(1)의 상부면에 원호를 따라 제4스토퍼(22)와 소정간격을 두고 설치되어 있다.

상기 제4스토퍼(22)는 2축아암(4)이 시계방향으로 회전시 상기 2축 기준스토퍼(20)를 가로막아 2축아암의 회전을 저지하는 역할을 하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 1축아암(2)의 상부면에 돌출설치되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(1)의 상부면에 원호를 따라 제3스토퍼(21)와 소정간격을 두고 설치되어 있다.

상기 2축아암(4)은 베이스(1)의 회전축에 피봇연결되고 그 저면에 2축 기준스토퍼(20)가 설치되어, 시계방향으로 회전시 제3스토퍼(21)에 의해 일정각도 이상회전하지 못하게 되고, 반시계방향으로 회전시 제4스토퍼(22)에 의해 일정각도 이상 회전하지 못하게 되므로써 선회반경이 제한되는 것이다.

상기 2축아암(4)을 구동시키는 2축모터(5)에는 2축엔코더가 연결되어, 상기 2축아암(4)이 제3스토퍼(21)나 제4스토퍼(22)와 접촉할 때까지의 2축모터(5)의 회전축(5a)의 회전각을 검출하여 전기신호로 출력하게 된다.

상기 2축엔코더는 2축아암(4)이 시계방향으로 회전하여 2축 기준스토퍼(20)가 제3스토퍼(21)에 닿았을 때 2축모터(5)의 회전각을 출력하고, 2축아암(4)이 반시계방향으로 회전하여 2축 기준스토퍼(20)가 제4스토퍼(22)에 닿았을 때 2축모터(5)의 회전각을 출력한다.

상기 1축엔코더에서 출력되는 전기신호를 연산부(30)에서 연산하여 1축아암(2)의 영점을 설정하고, 상기 2축엔코더에서 출력되는 전기신호를 연산부(30)에서 연산하여 2축아암(4)의 영점을 설정하게 된다.

상기 연산부(30)는 상기 1축엔코더에서 검출된 제1스토퍼(11)와 제2스토퍼(12) 사이의 1축아암(2)의 회전각을 토대로 그 중간값을 연산하므로써 1축아암(2)의 영점위치를 설정하고, 상기 2축엔코더에서 검출된 제3스토퍼(21)와 제4스토퍼(22) 사이의 2축아암(4)의 회전각을 토대로 그 중간값을 연산하므로써 2축아암(4)의 영점위치를 설정하게 된다.

상기 1축모터(3)와 2축모터(5)에 전원을 차단한 상태에서 1축아암(2)과 2축아암(4)의 영점을 설정을 하는 과정을 설명하면, 작업자가 1축아암(2)을 손으로 밀어 1축 기준스토퍼(10)를 제1스토퍼(11)에 닿게 하면 1축엔코더는 그 때의 1축모터(3)의 회전각을 검출하여 연산부(30)로 송출하고, 반대방향으로 1축아암(2)을 밀어 1축 기준스토퍼(10)를 제2스토퍼(12)에 닿게 하면 1축엔코더는 그 때의 1축모터(3)의 회전각을 검출하여 연산부(30)로 송출하게 되며, 연산부(30)는 1축 기준스토퍼(10)가 제1스토퍼(11)와의 접촉시 송출하는 값과 제2스토퍼(12)와의 접촉시 송출하는 값의 중간값을 연산하여 1축아암(2)의 영점을 설정하게 된다.

또한, 작업자가 2축아암(4)을 손으로 밀어 2축 기준스토퍼(20)를 제3스토퍼(21)에 닿게 하면 2축엔코더는 그 때의 2축모터(5)의 회전각을 검출하여 연산부(30)로 송출하고, 반대방향으로 2축아암(4)을 밀어 2축 기준스토퍼(20)를 제4스토퍼(22)에 닿게 하면 2축엔코더는 그 때의 2축모터(5)의 회전각을 검출하여 연산부(30)로 송출하게 되며, 연산부(30)는 2축 기준스토퍼(20)가 제3스토퍼(21)와의 접촉시 송출하는 값과 제4스토퍼(22)와의 접촉시 송출하는 값의 중간값을 연산하여 2축아암(4)의 영점을 설정하게 되는 것이다.

따라서, 상기 1축아암(2)과 2축아암(4)의 영점을 각각 설정하여 1축아암(2)의 경로와 2축아암(4)의 경로를 독립적으로 구현할 수 있게 되므로써 공구를 동일한 경로를 통해 동일한 위치로 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 2축아암(4)의 선단에 설치된 공구단을 동일한 위치로 이동시키는데에는 1축아암(2)과 2축아암(4)의 복합적인 동작에 의해 다양한 경로를 통해 가능하게 되므로, 1축아암(2)의 동작과 2축아암(4)의 동작을 독립적으로 측정하고 다시 구현하므로써 동일한 경로를 통해 공구단을 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 수평다관절 로봇의 영점설정장치에 의하면, 복잡한 구조의 지그나 보조기기를 사용하지 않고 간편하게 아암의 영점을 설정할 수 있고, 로봇이 설치된 작업라인 상태에서 영점을 설정할 수 있을 뿐만 아니라, 동일한 경로를 통해 동일한 위치로 공구를 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

베이스(1)의 상부면에 수평방향으로 선회가능하게 피봇연결된 1축아암(2)과, 상기 1축아암(2)의 상부면에 수평방향으로 선회가능하게 피봇연결된 2축아암(4)을 포함하는 수평다관절 로봇에서, 상기 1축아암(2)과 2축아암(4)이 제어신호에 의해 실제로 이동하는 위치와 원하는 이동위치를 일치시킬 수 있도록 1축아암(2)과 2축아암(4)의 기준위치를 설정하는 수평다관절 로봇의 영점설정장치에 있어서,

상기 1축아암(2)의 저면에 아래쪽으로 돌출설치되는 1축 기준스토퍼(10)와;

상기 베이스(1)의 상부면에 원호를 따라 소정간격을 두고 각각 돌출설치되어 1축아암(2)의 선회시 상기 1축 기준스토퍼(10)를 가로막으므로써 1축아암(2)이 일정각도 이상 선회하지 못하게 저지하는 제1스토퍼(11), 제2스토퍼(12)와;

상기 1축아암(2)을 구동시키는 1축모터(3)에 연결되어, 상기 1축아암(2)이 제1스토퍼(11)나 제2스토퍼(12)와 접촉할 때까지의 1축모터(3)의 회전축(3a)의 회전각을 검출하여 전기신호로 출력하는 1축엔코더 및;

상기 2축아암(4)의 저면에 아래쪽으로 돌출설치되는 2축 기준스토퍼(20);

상기 1축아암(2)의 상부면에 원호를 따라 소정간격을 두고 각각 돌출설치되어 2축아암(4)의 선회시 상기 2축 기준스토퍼(20)를 가로막으므로써 2축아암(4)이 일정각도 이상 선회하지 못하게 저지하는 제3스토퍼(21), 제4스토퍼(22);

상기 2축아암(4)을 구동시키는 2축모터(5)에 연결되어, 상기 2축아암(4)이 제3스토퍼(21)나 제4스토퍼(22)와 접촉할 때까지의 2축모터(5)의 회전축(5a)의 회전각을 검출하여 전기신호로 출력하는 2축엔코더;

상기 1축엔코더에서 검출된 제1스토퍼(11)와 제2스토퍼(12) 사이의 1축아암(2)의 회전각을 토대로 그 중간값을 연산하므로써 1축아암(2)의 영점위치를 설정하고, 상기 2축엔코더에서 검출된 제3스토퍼(21)와 제4스토퍼(22) 사이의 2축아암(4)의 회전각을 토대로 그 중간값을 연산하므로써 2축아암(4)의 영점위치를 설정하는 연산부(30);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수평다관절 로봇의 영점설정장치.