KR20120089581A - 적어도 하나의 전기 드라이브의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2 개의 집게 절반부 (14, 16) 의 폐쇄 위치에서의 제조용 집게 (10, 12) 의 적어도 하나의 집게 절반부 (14, 16) 의 전기 드라이브 (20) 의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 방법에 관한 것이며, 본 발명은 또한 제조용 집게 (10, 12), 특히 용접집게 (12), 클린칭 플라이어 또는 크림핑 플라이어의, 그리고 이러한 방법을 실행하도록 설치되어 있으며 상기 제조용 집게 (10, 12) 를 작동시키기 위한 각각의 제어 장치의 시스템에 관한 것이다.

Description

적어도 하나의 전기 드라이브의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 방법 {METHOD FOR REFERENCING A DRIVE POSITION OF AT LEAST ONE ELECTRIC DRIVE}

본 발명은 2 개의 집게 절반부의 폐쇄 위치에서의 제조용 집게의 적어도 하나의 집게 절반부의 전기 드라이브의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 방법에 관한 것이며, 본 발명은 또한 제조용 집게, 특히 용접집게, 클린칭 플라이어 (clinching pliers) 또는 크림핑 플라이어 (crimping pliers) 의, 그리고 이러한 방법을 실행하도록 설치되어 있으며 상기 제조용 집게를 작동시키기 위한 각각의 제어 장치의 시스템에 관한 것이다.

WO 03/008145 A1 은 전기 저항 용접 장치를 위한 캘리브레이션 방법을 공개하고 있다. 상기 저항 용접 장치는 전극 (electrode) 을 가진 하나 또는 다수의 이동식 전극팔을 가진, 로봇에 의해 안내되는 용접집게를 구비한다. 상기 저항 용접 장치는 용접집게의 전극 간의 전극력을 측정하는 힘센서 (force sensor) 를 이용해 캘리브레이션된다.

본 발명의 목적은 2 개의 집게 절반부의 폐쇄 위치에서의 적어도 하나의 제조용 집게, 특히 용접집게, 클린칭 플라이어 또는 크림핑 플라이어의 전기 드라이브의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 간단한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 다음의 단계를 구비한:

- 개방되어 있는 두 집게 절반부를 전기 드라이브 (electric drive) 의 전동식 (electromotive) 작동을 통해 폐쇄하는 단계;

- 상기 집게 절반부를 폐쇄하는 동안의 시간 간격 (time interval) 에서, 폐쇄 위치에 도달해 있는 시점을 넘을 때까지 적어도 하나의 전기 드라이브의 실제 위치 (actual position) 및 상기 전기 드라이브의 윤곽오차값 (contouring error value) 을 여러 번 결정하는 (determine) 단계;

- 상기 시간 간격 끝에서의 윤곽오차값으로부터 시작하여 이와 관련된 시간-윤곽오차-함수에 따라, 상기 결정된 윤곽오차값을 기초로 한 특히 조정 계산 (computation of adjustment) 을 이용해 직선을 결정하는 단계;

- 상기 시간-윤곽오차-함수의 상기 결정된 직선의 부호 변화점 (zero crossing) 의 시점을 결정하는 단계; 및

- 상기 시간-윤곽오차-함수의 상기 직선의 상기 부호 변화점의 상기 시점에 상응하는 폐쇄 위치로서 상기 적어도 하나의 전기 드라이브의 실제 위치를 결정하는 단계,

2 개의 집게 절반부의 폐쇄 위치에서의 제조용 집게의 적어도 하나의 집게 절반부의 전기 드라이브의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 방법을 통해 달성된다.

상기 전기 드라이브는 적어도 하나의 전기 모터와 적어도 하나의 관련 파워일렉트로닉스 (power electronics) 를 구비할 수 있다. 이때, 모터와 파워일렉트로닉스는 조절된 전기 드라이브의 구성요소를 형성할 수 있다. 목표값으로부터 상기 전기 드라이브의 위치의 실제값의 편차 (deviation) 는 조절된 전기 드라이브의 윤곽오차값일 수 있다.

상기 제조용 집게는 예컨대 용접집게, 클린칭 플라이어 또는 크림핑 플라이어일 수 있다. 하지만 제조용 집게는 특히 제품 제조의 범위에서의 조립을 위한 그립핑 공구 (gripping tool) 또는 그립퍼 (gripper) 를 의미할 수도 있다. 각각의 집게 절반부는 접촉부재 (contact member) 를 구비한다. 상기 두 접촉부재는 하나의 개별적인 또는 두 집게 절반부의 움직임을 통해 서로를 향해 또는 서로로부터 멀리 움직여질 수 있다. 하나 또는 두 집게 절반부를 움직이기 위해 드라이브가 제공되어 있을 수 있고, 상기 드라이브는 예컨대 전동기, 및 선택적으로 기어를 구비한다. 상기 전동기는 드라이브 제어기를 이용해 제어 또는 조절될 수 있다.

구조적으로 확정된 관련을 근거로, 집게 절반부의 위치는 관련 드라이브의 전동기의 특정한 위치에 상응한다. 이때, 제조용 집게의 폐쇄 위치는 특정한 드라이브 위치 (drive position) 에 상응한다. 본 발명에 따른 방법을 이용해, 제조용 집게의 폐쇄 위치에 상응하는 드라이브 위치가 결정될 수 있다. 제조용 집게의 폐쇄 위치는 특히 용접집게의 경우 예컨대 용접집게 절반부의 토치형 용접봉 (contact electrode) 의 전극 소모를 근거로 드리프트 (drift) 를 겪기 때문에, 상기 제조용 집게의 실제의 폐쇄 위치에 상응하는 드라이브 위치는 규칙적으로 새로이 결정되어야 한다. 이러한 새로운 결정은 특히 자동화된 용접 기술에서 또는 로봇 기술에서 조정 또는 기준화라고 불리울 수 있다. 일반적으로, 조정 또는 기준화에는 캘리브레이션 (calibration) 도 포함될 수 있다. 즉, 본 발명의 모든 실시형태는 2 개의 집게 절반부의 폐쇄 위치에서의 제조용 집게의 적어도 하나의 집게 절반부의 전기 드라이브의 드라이브 위치를 캘리브레이션하기 위한 방법으로 간주될 수도 있다.

본 발명에 따른 방법을 이용해, 기준화는 특히 힘센서 없이, 즉 힘센서를 사용하지 않고 수행될 수 있다. 즉, 상기 제조용 집게는, 일반적으로 폐쇄 위치를 검출하기 위해 필요해지는 힘센서 없이 형성되어 있을 수 있다.

상기 방법은 개방되어 있는 제조용 집게를 전제로 한다. 개방되어 있는 두 집게 절반부를 드라이브의 전동식 작동을 통해 폐쇄하기 전에, 경우에 따라서는, 특히 이미 폐쇄되어 있는 제조용 집게에 있어서는 상기 제조용 집게의 개방이 제공될 수 있다.

상기 집게 절반부를 폐쇄하는 동안의 시간 간격 (time interval) 에서 상기 적어도 하나의 드라이브의 실제 위치를 여러 번 결정함에 있어서, 각각의 실제 위치를 대표하는 각각의 위치값에 대해 관련 시간값, 특히 측정 시점에서의 시간값이 할당되어 있을 수 있고, 특히 저장되어 있을 수 있다.

상기 적어도 하나의 드라이브의 실제 위치가 폐쇄 위치로서 결정되고, 특히 산출된 후, 이 실제 위치는 현재의 또는 새로운 폐쇄 위치로서 제조용 집게의 제어기에게 할당될 수 있으며, 특히 제조용 집게를 제어하는 제어 장치 안에 보관될 수 있고, 즉 저장될 수 있다.

상기 방법의 실시에서, 두 집게 절반부의 2 개의 접촉부재가 서로 터치 (touch) 하는 순간 상기 두 집게 절반부의 폐쇄 위치에 도달해 있을 수 있다.

상기 방법의 다른 실시에서, 두 집게 절반부의 접촉부재가 공지의 크기의 측정 바디 (measuring body) 의 마주하고 있는 쪽을 터치하는 순간 상기 두 집게 절반부의 폐쇄 위치에 도달해 있을 수 있다. 상기 측정 바디의 공지의 크기 및/또는 형태로부터, 그리고 이 폐쇄 위치에서 발생하는 상기 두 집게 절반부의 구멍 폭으로부터, 제조용 집게에서의 기하학적 구조적 상황을 기초로 하여 실제의 폐쇄 위치, 즉 상기 두 집게 절반부의 2 개의 접촉부재가 서로 터치하는 폐쇄 위치가 추론될 수 있으며, 특히 계산될 수 있다.

상기 방법의 모든 실시에서, 상기 직선, 특히 회귀 직선 (regression line) 의 결정 (determination) 은 특히 공지의 수학적인 알고리듬을 가진 조정 계산 (computation of adjustment) 으로서의 회귀 (regression) 를 통해 실행될 수 있다.

이 경우, 윤곽오차의 회귀는, 그립핑 또는 집게 공구의 터치 위치 (touch position) 를 상기 터치 위치를 넘어선 후 역으로 추론하기 위해 토크 한계까지 계산될 수 있다.

그 밖의 실시형태에서, 윤곽오차의 회귀를 결정하는 단계는 회귀 직선의 결정을 구비한다. 상기 회귀 직선은 예컨대 단조롭게 상승하는 윤곽오차값을 근사화하며, 그리고 함수로서 표현할 수 있다. 이 이외에, 상기 회귀 직선은 윤곽오차의 특히 간단히 결정될 수 있는 회귀를 나타낸다.

이 이외에, 상기 회귀 직선은 검출된 윤곽오차값에서부터 토크 한계에 도달하기까지 결정될 수 있다. 토크 한계에 도달하고, 그리고 미리 결정되어 있는 (predetermined) 용접력을 용접집게에 의해 가하기 전에, 상기 용접집게는 그의 집게팔과 함께 우선, 용접력의 본래의 힘 생성이 수행되기 전에, 용접되어야 하는 공작물을 터치한다. 그러므로, 용접집게의 터치점 (touch point) 을 역으로 추론하기 위해, 이러한 회귀 직선은 실시형태에서 특히 적합할 수 있다.

상기 방법의 모든 실시에서, 적어도 하나의 드라이브의 실제 위치 및/또는 전동식으로 가동된 드라이브의 윤곽오차값의 여러 번의 결정은 미리 정해져 있는, 특히 일정한 위치 단계 및/또는 시간 단계에서 수행될 수 있다. 모든 실제 위치, 윤곽오차값 및 시간값은 저장될 수 있으며, 특히 제조용 집게의 제어기 안에 보관 또는 저장될 수 있다.

변형에 있어서, 상기 실제 위치와 상기 윤곽오차값은 시간 동기적으로 (time-synchronized) 결정될 수 있다. 이렇게 하여, 예컨대 각각 실제 위치 및 관련 윤곽오차값은 동일한 시점에 결정될 수 있고, 그리고 저장될 수 있다.

상기 방법의 모든 실시에서, 개방되어 있는 두 집게 절반부의 폐쇄는 드라이브를 작동시키는 전동기의 일정한 속도, 특히 일정한 회전속도를 가진 드라이브의 전동식 작동을 통해 수행될 수 있다. 이를 통해, 실시형태에서, 윤곽오차 신호의 오프셋 또는 윤곽오차 신호의 단기적인 상승을 초래할 수 있는 방해, 예컨대 제조용 집게에서 경우에 따라 발생하는 마찰력이 적어도 부분적으로 보상되거나 또는 본질적으로 제거될 수 있다.

상기 시간-윤곽오차-함수의 상기 직선의 상기 부호 변화점의 시점에 상응하는 폐쇄 위치로서 결정된 적어도 하나의 드라이브의 실제 위치는 평균 윤곽오차, 윤곽오차의 회귀 직선의 기울기 및/또는 윤곽오차 오프셋 (contouring error offset) 을 포함하여 결정될 수 있다.

상기 제조용 집게는 예컨대 용접집게, 클린칭 플라이어 또는 크림핑 플라이어일 수 있다.

용접집게의 경우, 집게 절반부는 용접집게 절반부에 의해 형성되며, 상기 용접집게 절반부는 접촉부재로서 토치형 용접봉을 구비한다.

클린칭 플라이어의 경우, 집게 절반부는 클린칭 플라이어 절반부에 의해 형성된다. 클린칭 플라이어는 클린치 조인팅이라고도 불리우는 클린칭의 제조방법에서 사용된다. 클린치 조인팅은 추가 재료를 사용하지 않고 박판을 연결하기 위한 방법이다. 크림핑 플라이어의 경우, 집게 절반부는 크림핑 플라이어 절반부에 의해 형성된다. 크림핑이란 2 개의 구성요소가 소성적 변형을 통해 서로 연결되는 접합 방법을 말한다. 크림핑은 비드 가공의 특수한 형태이다. 클린칭 플라이어와 크림핑 플라이어는 각각 접촉부재로서의 펀치와 다이를 구비한다.

용접집게의, 그리고 상기 용접집게를 작동시키기 위한 제어 장치의 본 발명에 따른 시스템 안에는, 본 발명에 따른 방법의 상기 기술된 실시의 하나 또는 다수를 실행하도록 상기 제어 장치가 설치되어 있을 수 있다.

클린칭 플라이어의, 그리고 상기 클린칭 플라이어를 작동시키기 위한 제어 장치의 본 발명에 따른 시스템 안에는, 본 발명에 따른 방법의 상기 기술된 실시의 하나 또는 다수를 실행하도록 상기 제어 장치가 설치되어 있을 수 있다.

크림핑 플라이어의, 그리고 상기 크림핑 플라이어를 작동시키기 위한 제어 장치의 본 발명에 따른 시스템 안에는, 본 발명에 따른 방법의 상기 기술된 실시의 하나 또는 다수를 실행하도록 상기 제어 장치가 설치되어 있을 수 있다.

그립핑 공구의, 그리고 상기 그립핑 공구를 작동시키기 위한 제어 장치의 본 발명에 따른 시스템 안에는, 본 발명에 따른 방법의 상기 기술된 실시의 하나 또는 다수를 실행하도록 상기 제어 장치가 설치되어 있을 수 있다. 상기 그립핑 공구를 작동시키기 위한 제어 장치는 산업용 로봇의 로봇 제어기일 수 있으며, 상기 산업용 로봇은 특히 상기 그립핑 공구와 연결되어 있고, 그리고 이것을 안내한다.

본 발명의 구체적인 실시형태는 첨부된 개략적인 도면을 참조로 용접집게의 예에서 일례적으로 설명된다.

도 1 은 X 모양으로 배치된 집게팔을 가진 용접집게의 개략적인 도면,
도 2 는 다수의 부재를 구비한 로봇팔을 가진 산업용 로봇,
도 3 은 윤곽오차 특성곡선을 가진 도표이다.

이하, 힘센서를 갖지 않은 2 개의 집게 절반부의 폐쇄 위치에서의 전동식 제조용 집게의 적어도 하나의 집게 절반부의 드라이브의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 방법이 용접집게의 예에서 설명된다. 이러한 집게 공구는 도시되어 있는 바와 같이 용접집게일 수 있고, 하지만 클린칭 플라이어 또는 크림핑 플라이어일 수도 있다. 이것은 힘센서 없이도 해낼 수 있다. 특히, 센서를 갖지 않은, 특히 힘센서를 갖지 않은 집게 공구는 예컨대 아래의 도 2 안의 실시예에 도시되어 있는 로봇의 로봇팔과 연결되어 있을 수 있다.

도 1 은 제조용 집게 (10) 의 예로서 예컨대 X 모양으로 배치된 집게 절반부 (14, 16) 를 가진 용접집게 (12) 를 보이고 있다. 그의 전방 단부에서, 집게 절반부 (14, 16) 는 예컨대 전극 덮개를 가진 예컨대 각각 하나의 전극을 구비한다 (도시되어 있지 않음). 도 1 에 도시되어 있는 바와 같이, 제 1 집게 절반부 (14) 는 선회축 (18) 둘레로 움직일 수 있게 형성되어 있다. 제 2 집게 절반부 (16) 는 고정되어 있거나 또는 움직일 수 있다. 제 2 집게 절반부 (16) 에 대해 선회축 (18) 둘레로 제 1 집게 절반부 (14) 를 선회시키기 위해 드라이브 (20), 즉 여기에서는 집게 모터가 제공되어 있다. 드라이브 (20) 는 예컨대 전기 드라이브, 예컨대 전동기이다.

드라이브 (20) 를 이용해 제 1 집게 절반부 (14) 는 제 2 집게 절반부 (16) 에 대해 폐쇄된 위치와 개방된 위치 사이에서 움직여질 수 있다. 예컨대, 상기 폐쇄된 위치에서 두 집게 절반부 (14, 16) 는, 그가 여러 가지 쪽에서, 공지의 두께를 가진 측정 바디 (measuring body, 17) 와 접촉하는 정도로 서로 접근된다.

제조용 집게 (10) 는 - 도 1 에 도시되어 있는 용접 지게 (12) 와 같이 - 고정형으로 (stationary) 배치될 수 있거나 또는 예컨대 아래의 도 2 에 도시되어 있는 바와 같이 산업용 로봇 (22) 에 의해 또는 다른 매니퓰레이터에 의해 움직여질 수 있다.

도 2 는 예컨대 로봇팔 (24) 을 가진 산업용 로봇 (22) 의 예를 투시도로 보이고 있다. 로봇팔 (24) 은 도 2 에 도시되어 있는 실시예의 경우 서로 잇달아 배치된, 그리고 관절을 이용해 연결된 다수의 부재를 포함한다. 도시되어 있는 실시예에서 산업용 로봇 (22) 은 베이스 (26) 를 구비한다. 베이스 (26) 에 대해 회전 가능하게 지지되어 있는 캐로셀 (carrousel, 28) 이 제공되어 있다. 캐로셀 (28) 은 베이스 (26) 에 대해, 축 (1) 이라고도 불리우는 수직으로 뻗어 있는 축 (A1) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 로봇팔 (24) 의 그 밖의 부재는 로커 아암 (30), 외팔보 (32), 및 플랜지 (36) 를 가진 바람직하게는 다축 로봇손 (34) 이다. 로커 아암 (30) 은 하부 단부에서 예컨대 캐로셀 (28) 상의 상세히 도시되어 있지 않은 로커 아암 베어링 헤드에, 축 (2) 라고도 불리우는 바람직하게는 수평 축 (A2) 둘레로 선회 가능하게 지지되어 있다. 로커 아암 (30) 의 상부 단부에는, 마찬가지로 바람직하게는 수평 축 (A3) 둘레로 외팔보 (32) 가 선회 가능하게 지지되어 있다. 이것은 단부쪽에, 바람직하게는 3 개의 축 (A4, A5, A6) 을 가진 로봇손 (34) 을 지니고 있다.

산업용 로봇 (22) 또는 그의 로봇팔 (24) 을 움직이기 위해, 이것은 일반적으로 알려져 있는 방식으로 제어 장치 (38) 와 연결된 드라이브를 포함하며, 상기 드라이브는 특히 전기 드라이브이다. 도 1 에는 이 드라이브의 전기 모터 (40, 42) 의 몇 개만 도시되어 있다.

로봇손 (34) 또는 그의 플랜지 (36) 에는 제조용 집게 (10), 예컨대 도 1 에 따른 용접집게 (12) 가 고정될 수 있으며, 그리고 하기에서 도 3 과 관련하여 설명되는 방법에 따라 기준화될 수 있다.

공구, 용접집게, 및 유사하게 설계된 공구의 자동적인 조정 또는 기준화를 위한 방법, 즉 영위치 (zero position) 설정 방법이 오늘날까지 존재한다. 하지만 이 방법은 용접집게에서의 또는 상기 용접집게를 움직이는 집게 모터에서의 내부 또는 외부 힘센서의 신호의 평가에 의존한다.

상기 힘센서 신호의 상승을 통해 용접집게의 전극의 터치점 (touch point) 이 검출될 수 있고, 그리고 그 후 집게는 이렇게 하여 검출된 상기 터치점으로 캘리브레이션될 수 있다. 상기 터치점은 예컨대 용접집게, 또는 보다 정확히 말하면 상기 용접집게의 두 집게팔의 전극이 공작물과 또는 서로 터치하거나 또는 접촉하는 점이다.

하지만 이 방법은 힘센서를 갖지 않은 용접집게 또는 공구에는 적용 가능하지 않다. 하지만, 힘센서를 갖지 않은 용접집게가 기존의 머시닝 셀 (machining cell) 에서의 시장에서 가장 널리 보급되어 있다.

그러므로, 힘센서를 갖지 않은 그립핑 공구 (gripping tool) 또는 집게 공구, 예컨대 힘센서를 갖지 않은 용접집게, 클린칭 플라이어 또는 크림핑 플라이어를 자동적으로, 즉 사람의 개입 또는 도움없이 캘리브레이션할 수 있는 방법이 제공된다.

도 3 은 그립핑 또는 집게 공구, 예컨대 상기 설명된 용접집게를 위한 윤곽오차 특성곡선 (44) 의 도표를 보이고 있다.

도 3 에 도시되어 있는 도표에는, 시간에 따른 용접집게의 실제 위치 (actual position, 46) 가 파선으로서 연결되어 도시되어 있다. 시간은 예컨대 초 (seconds) 로 X 축 상에 그려져 있고, 용접집게의 위치는 예컨대 증분 (increments, INC) 으로 Y 축 상에 그려져 있다.

상기 도표에서 알 수 있는 바와 같이, 그립핑 공구 또는 집게 공구, 예컨대 힘센서를 갖지 않은 용접집게는 일정한 속도를 갖고, 폐쇄된 위치로 움직여지며, 상기 폐쇄된 위치에서 상기 용접집게의 두 집게팔은, 그가 여러 가지 쪽에서 예컨대 공작물, 즉 여기에서는 용접 대상물과 접촉하고, 그리고 결국 미리 정해져 있는 용접압력을 갖고 상기 공작물 또는 상기 용접 대상물에 내리눌려지는 정도로 서로 접근된다.

이 이외에, 실선으로는 용접집게의 윤곽오차값 (44) 또는 필터링된 윤곽오차값이 표시되어 있다. 이때, 상기 윤곽오차는 각각의 시점에서, X-용접집게의 경우 그립핑 또는 집게 공구, 즉 여기에서는 예컨대 용접집게 또는 그의 이동식 용접집게팔의 목표 위치와 실제 위치의 차이이다.

윤곽오차 (44) 는 예컨대 용접집게를 작동시키는 집게 모터의 감시된 전류를 근거로 결정될 수 있다.

용접집게의 집게팔이 상기 용접집게를 폐쇄하는 동안 서로 터치하지 않는 동안은 또는 이동식 집게팔에 의해 용접집게의 터치점에 도달해 있지 않은 동안은, 윤곽오차는 도 3 에 도시되어 있는 바와 같이 처음에는 영위치 (zero position, 48) (상기 영위치에서 윤곽오차가 영 (zero) 이다) 둘레 가까이에서 변동한다.

하지만 용접집게가 폐쇄된 위치에 있으며, 그리고 용접집게의 집게팔의 터치점에 도달하고 (상기 터치점에서 그는 서로 터치하거나 또는 공작물 또는 용접 대상물과 접촉한다), 그리고 용접력의 생성이 시작되자마자, 도 3 에 도시되어 있는 바와 같이 윤곽오차 (44), 또는 윤곽오차의 곡선이 올라간다.

터치점 (50) 을 결정하기 위해 본 발명의 실시에서는 윤곽오차 회귀가 결정되며, 상기 윤곽오차 회귀는 도 3 에 일점쇄선으로 그려져 있다. 도 3 에 도시되어 있는 바와 같이 본 실시예에서 윤곽오차 회귀로서는 윤곽오차의 회귀 직선 (regression line, 52) 이 결정되며, 상기 회귀 직선은 점선으로 도표 안에 그려져 있다. 그러면 점 (51) 안의 이 회귀 직선 (52) 의 부호 변화점 (zero crossing) 은 적어도 매우 좋은 접근하에 시점 또는 터치 시점 (54) 에 상응하며, 상기 터치 시점에서 용접집게의 집게팔은 상기 터치점에 도달했다.

그립핑 또는 집게 공구, 예컨대 상기 설명된 용접집게의 조정 또는 기준화는 이제 자동화되어야 하는 다음의 방법을 따른다.

그립핑 또는 집게 공구를 예컨대 상기 그립핑 또는 집게 공구의 드라이브의 낮은 또는 일정한 속도, 또는 낮은 또는 일정한 회전속도를 갖고 폐쇄한다. 이때, 도 3 안의 실시예에 파선으로 도시되어 있는 바와 같이, 그립핑 또는 집게 공구의 실제 위치 (46) 의 곡선이 발생한다.

이때, 정의된 위치 단계 또는 시간 단계에서, 먼저 그립핑 또는 집게 공구, 즉 여기에서는 용접 공구를 보호하기 위해 설정되어 있는 토크 한계에 이미 도달해 있는 지의 여부가 검사될 수 있다.

용접집게에 있어서 용접력 또는 전극력을 가하는 것은 일반적으로 토크 작동에서 수행된다. 이때, 용접집게의 희망 (desired) 용접력을 가하기 위해, 이 용접력에 상응하는 모터 전류가 사전에 정해지는데, 왜냐하면 이로써 상기 용접집게의 드라이브의 정의된 모터 토크를 달성하기 위해서이며, 상기 모터 토크를 이용해 상기 용접집게가 작동된다.

용접력과 상관 관계가 있는 상기 토크 한계는, 상기 토크 한계가 예컨대 용접집게의 미리 결정되어 있는 가해져야 하는 용접력 또는 전극력에 상응하도록 선택될 수 있다.

그립핑 또는 집게 공구를 폐쇄하는 전체 과정 동안, 간격을 두고, 특히 주기적인 간격을 두고, 즉 예컨대 미리 정해져 있는 위치 단계 또는 시간 단계에서, 그립핑 또는 집게 공구의 현재의 위치 데이터 (position data) 및 그립핑 또는 집게 공구의 윤곽오차가 결정되고, 그리고 저장된다. 상기 윤곽오차는 - 먼저 설명한 바와 같이 - 그립핑 또는 집게 공구의 목표 위치와 실제 위치의 차이와 일치한다.

토크 한계에 도달해 있고, 그리고 용접집게의 집게팔이 서로 터치하고, 그리고 미리 결정되어 있는 용접력이 생성되어 있자마자, 저장되어 있는, 예컨대 일정한 목표 회전속도에 있어서 단조롭게 상승하는 윤곽오차값으로부터, 터치점 (50) 을 초과한 후 그립핑 또는 집게 공구의 터치점 (50) 또는 조정 위치가 역으로 추론될 수 있다.

이를 위해, 실시형태에서 윤곽오차값의 회귀가 산출된다. 도 3 안의 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 예컨대 회귀 직선 (52) 은 측정된 윤곽오차값을 통해 계산될 수 있다. 회귀 직선 (52) 은 도 3 에 - 먼저 설명한 바와 같이 - 일점쇄선으로 표시되어 있다.

예컨대, 회귀 직선 (52) 은 예컨대 경험적으로 검출된 윤곽오차값에서부터 토크 한계에 도달하기까지, 그리고 이로써 미리 결정되어 있는 용접력에 도달하기까지 계산될 수 있다.

이때, 이 윤곽오차 한계는 바람직하게는 힘 생성, 즉 여기에서는 용접력 생성을 통해서만 초래될 수 있어야 하며, 바람직하게는 더 이상 마찰력에 의해 초래될 수 있어서는 안 된다.

그러면, 이 회귀 직선 (52) 의 부호 변화점은 적어도 매우 좋은 접근하에 시점 (54) 에 상응하며, 상기 시점에서 두 공구 부분 또는 그립핑 또는 집게 공구의 그립핑 또는 집게 팔, 예컨대 용접집게의 두 전극 또는 집게 팔의 전극 덮개에 의한 터치가 발생했다.

도 3 안의 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 그립핑 또는 집게 공구의 실제 위치는 예컨대 1000 INC 의 증분 (INC) 으로, 그리고 윤곽오차값은 예컨대 0.01 INC 의 증분 (INC) 으로 결정될 수 있다.

결정된 윤곽오차값을 근거로, 이제 예컨대 경험적으로 검출된 윤곽오차값에서부터 토크 한계에 도달하기까지 회귀 직선 (52) 이 계산될 수 있다. 이를 위해, 도 3 에 도시되어 있는 바와 같이, 윤곽오차가 상승하는, 예컨대 단조롭게 상승하는 영역으로부터의 윤곽오차값이 사용된다.

그립핑 또는 집게 공구, 즉 여기에서는 예컨대 용접집게의 위치 데이터와 윤곽오차 데이터의 특히 시간 동기적 (time-synchronous) 저장을 통해, 간단한 방법으로 터치 위치 (50) 도 산출될 수 있다.

용접집게의 예컨대 베어링 및 전극 가이드 안에 발생하는 마찰력은 이 방법에 영향을 미치지 않는데, 왜냐하면 상기 마찰력은 윤곽오차 신호의 일정한 오프셋 또는 일정한 빗나감, 또는 윤곽오차 신호 안에서의 단기적인 상승을 초래하기 때문이다.

예컨대 일정 주행 위상 (윤곽오차_평균_일정 주행) 동안의 평균 윤곽오차를 상승하는 윤곽오차에 의한 회귀 직선의 Y 오프셋 또는 Y 빗나감에서 빼면, 두 방해가 터치점 (50) 의 검출로부터 제거된다. 일정 주행 위상에 있어서, 그립핑 또는 집게 공구는 그립핑 또는 집게 모터의 일정한 속도 또는 일정한 회전속도를 갖고 폐쇄된다.

그러므로 다음의 공식이 발생한다:

힘 생성_동안의_윤곽오차 = (윤곽오차_기울기 x 시간) + 윤곽오차 오프셋

터치 시점 = (윤곽오차_평균_일정 주행 - 윤곽오차 오프셋) / 윤곽오차_기울기

조정 위치 = 터치 위치 = 그립핑 또는 집게 공구 위치 (터치 시점)

이때, 계산된 터치점 (50) 이 측정 주행의 출발 위치 앞에 놓여 있다는 것이 밝혀지는 경우에는, 그립핑 또는 집게 공구가 측정 주행 시작시 이미 폐쇄되어 있었다고 가정할 수 있다. 그러므로, 새로운 탐색 주행 또는 측정 주행은 충분한 거리 만큼, 제 1 단계에서 검출된 터치점 앞에서 시작된다. 다른 말로 하자면, 측정 주행의 출발 위치는, 상기 출발 위치가 용접집게의 터치점 앞에 놓일 때까지 또는 놓이도록 선택된다.

이 방법은 측정의 되풀이되는 (iterative) 반복을 통해 더욱 간단해질 수 있다.

공구의 터치점 또는 조정 위치의 자동적인 검출을 위해, 이 방법은, 상기 기술된 방법이 공구의 또는 로봇의 제어기 안에서 자동화되거나 또는 프로그래밍됨으로써 수행된다.

상기 그립핑 공구 또는 집게 공구는 로봇 이외에 다른 매니퓰레이터를 통해서도 움직여질 수 있고 또는 고정형으로 (stationary) 제공되어 있을 수도 있다.

Claims (12)

1. 2 개의 집게 절반부 (14, 16) 의 폐쇄 위치에서의 제조용 집게 (10, 12) 의 적어도 하나의 집게 절반부 (14, 16) 의 전기 드라이브 (20) 의 드라이브 위치를 기준화하기 위한 방법으로서:
   - 개방되어 있는 두 집게 절반부 (14, 16) 를 드라이브 (20) 의 전동식 작동을 통해 폐쇄하는 단계;
   - 상기 집게 절반부 (14, 16) 를 폐쇄하는 동안의 시간 간격 (time interval) 에서, 폐쇄 위치에 도달해 있는 시점을 넘을 때까지 적어도 하나의 전기 드라이브 (20) 의 실제 위치 (46) 및 상기 전기 드라이브 (20) 의 윤곽오차값 (44) 을 여러 번 결정하는 단계;
   - 상기 시간 간격 끝에서의 윤곽오차값 (44) 으로부터 시작하여 이와 관련된 시간-윤곽오차-함수에 따라, 상기 결정된 윤곽오차값 (44) 을 기초로 한 특히 조정 계산 (computation of adjustment) 을 이용해 직선을 결정하는 단계;
   - 상기 시간-윤곽오차-함수의 상기 결정된 직선의 부호 변화점 (zero crossing) 의 시점을 결정하는 단계; 및
   - 상기 시간-윤곽오차-함수의 상기 직선의 상기 부호 변화점의 상기 시점에 상응하는 폐쇄 위치 (50) 로서 상기 적어도 하나의 전기 드라이브 (20) 의 실제 위치 (46) 를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 두 집게 절반부 (14, 16) 의 2 개의 접촉부재가 서로 터치하는 순간 상기 두 집게 절반부 (14, 16) 의 폐쇄 위치에 도달해 있는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 두 집게 절반부 (14, 16) 의 접촉부재는 공지의 크기의 측정 바디 (measuring body, 17) 의 마주하고 있는 쪽을 터치하는 순간 상기 두 집게 절반부 (14, 16) 의 폐쇄 위치에 도달해 있는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직선, 특히 회귀 직선 (52) 의 결정은 조정 계산 (computation of adjustment) 으로서의 회귀를 통해 실행되는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 드라이브 (20) 의 실제 위치 (46) 및/또는 전동식으로 가동된 드라이브 (20) 의 윤곽오차값 (44) 의 여러 번의 결정 (determination) 은 미리 정해져 있는, 특히 일정한 위치 단계 및/또는 시간 단계에서 수행되는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 실제 위치 (46) 와 상기 윤곽오차값 (44) 은 시간 동기적으로 (time-synchronized) 결정되는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 개방되어 있는 두 집게 절반부 (14, 16) 의 폐쇄는 드라이브 (20) 를 작동시키는 전동기의 일정한 속도, 특히 일정한 회전속도를 가진 드라이브 (20) 의 전동식 작동을 통해 수행되는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 시간-윤곽오차-함수의 직선의 부호 변화점의 시점에 상응하는 폐쇄 위치로서 결정된 적어도 하나의 드라이브 (20) 의 실제 위치 (46) 는 평균 윤곽오차, 윤곽오차의 회귀 직선 (52) 의 기울기 및/또는 윤곽오차 오프셋을 포함하여 결정되는 방법.
9. 용접집게 (12) 의, 그리고 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 설치되어 있으며 상기 용접집게 (12) 를 작동시키기 위한 제어 장치의 시스템.
10. 클린칭 플라이어 (clinching pliers) 의, 그리고 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 설치되어 있으며 상기 클린칭 플라이어를 작동시키기 위한 제어 장치의 시스템.
11. 크림핑 플라이어 (crimping pliers) 의, 그리고 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 설치되어 있으며 상기 크림핑 플라이어를 작동시키기 위한 제어 장치의 시스템.
12. 그립핑 공구 (gripping tool) 의, 그리고 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 설치되어 있으며 상기 그립핑 공구를 작동시키기 위한 제어 장치의 시스템.

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