KR20130130891A - 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법 - Google Patents

Abstract

로봇의 자동 운전 방법은 단일의 서보드라이브로 복수의 포지셔너들을 제어하는 로봇 제어기에서 수행되는 로봇의 자동 운전 방법에 있어서, (a) 상기 로봇 제어기를 통해 제1 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 차단하는 단계, (b) ATC(Auto Tool Changer)를 제어하여 제1 포지셔너를 분리하고, 제2 포지셔너를 연결하는 단계, (c) 상기 로봇 제어기를 통해 상기 제2 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 투입하는 단계 및 (d) 상기 로봇 제어기를 통해 상기 제2 포지셔너의 포지셔너 캘리브레이션을 실행하여 상기 로봇 및 상기 제2 포지셔너 간의 동기 작업을 수행하는 단계를 포함하는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법.

Description

포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법{METHOD OF AUTOMATICALLY OPERATING ROBOT SYSTEM CONNECTED WITH POSITIONER}

본 발명은 로봇이 작업을 수행하는 동안 하나의 부가축 서보드라이브를 이용하여 복수의 포지셔너들을 번갈아 가며 연결 또는 분리하고 포지셔너가 연결된 후 로봇의 정지 없이 캘리브레이션을 실행하는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 로봇 및 포지셔너 간의 동기 작업 시스템의 구성도이다.

도 1를 참조하면, 종래의 로봇 및 포지셔너 간의 동기 작업 시스템(100)은 복수의 로봇 제어기들(110, 120), 복수의 로봇들(130, 140) 및 복수의 포지셔너들(150)로 구성된다.

복수의 로봇 제어기들(110, 120)은 복수의 서보드라이브들을 포함하고, 복수의 서보드라이브들은 서보보드 및 서보앰프를 각각 포함한다. 또한, 제1 로봇 제어기(110)는 제1 로봇(130)과 연결되고, 제2 로봇 제어기(120)는 제2 로봇(140)과 연결된다. 일 실시예에서, 제1 로봇 제어기(110)의 복수의 서보드라이브들은 복수의 포지셔너들(150)과 각각 연결되어 복수의 포지셔너들(150)을 캘리브레이션 할 수 있다. 이때, 제1 로봇 제어기(110)에 연결된 복수의 포지셔너들(150)을 제2 로봇 제어기(120)에 연결하기 위해서 복수의 로봇들(130, 140)을 정지한 뒤, 작업자가 복수의 포지셔너들(150) 전체 또는 일부를 수동으로 분리 및 연결한다. 이러한 복수의 로봇 제어기들(110, 120)은 복수의 포지셔너들(150)을 제어하기 위해서는 복수의 포지셔너들(150)에 각각 연결되는 복수의 서보드라이브들이 필요하므로 구성 및 시스템이 복잡해지는 단점이 있을 수 있다. 또한, 복수의 서보드라이브들을 적용하는 경우 로봇제어기 내부에 장착할 수 있는 수가 한정되어 있어 별도의 서보드라이브 케이스가 필요할 수 있으므로 시스템의 구성이 복잡해 질 수 있다.

도 2는 종래의 로봇의 운전 방법 순서도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 로봇의 운전 방법은 포지셔너를 변경하며 작업을 수행하는 로봇에 있어서, 포지셔너를 변경하기 위해서 로봇을 정지하고(단계 S210), 시스템 전원을 턴오프하고 포지셔너를 변경하여 연결한다(단계 S220). 포지셔너 연결이 끝난 뒤 시스템 전원을 턴온하고 포지셔너 캘리브레이션 한다 (단계 S230). 포지셔너 캘리브레이션이 끝난 후 로봇을 운전 시작할 수 있다(단계 S240). 이러한 순서로 진행하는 로봇의 운전 방법은 작업자가 복수의 포지셔너들(150) 전체 또는 일부를 수동으로 분리 및 연결해야 하고, 로봇을 정지하고 작업자가 수동으로 작업함으로 인해 긴 시간이 소요되는 문제가 발생할 수 있다.

한국공개특허 제10-2011-0099169호의 용접 로봇 시스템(클램프 확인 시스템)은, 클램프 지그와, 시스템 제어반(클램프 지그 제어 장치)을 구비한다. 클램프 지그는, 워크에 계합되는 계합부와, 계합부의 현재 위치를 검출하는 위치 검출 센서를 구비한다. 시스템 제어반은, 계합부의 동작 정지 위치를 워크마다 기억하는 이동 거리와, 클램프 지그의 구동원의 유압이 기준값 이상이고, 또한, 위치 검출 센서에서 검출된 현재 위치가 기억된 동작 정지 위치의 허용 범위 내에 있는 것을 나타내는 동작 완료 조건을 만족시키는지의 여부를 검지하는 연산 처리 수단과, 동작 완료 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 이상을 보고하고, 동작 완료 조건을 만족시키는 경우에는 정상을 보고하는 유저 인터페이스부를 구비한다. 이러한 구성에 의해, 클램프 지그에 의한 워크의 클램프 동작의 성공 여부를 올바르게 판단하는 용접 로봇 시스템을 제공한다.

한국등록특허 제 10-0758978호는 로봇 툴 끝의 점과 외부에 존재하는 공간 상의 고정된 기준점을 일치시키는 간단한 조작을 수행하여 주행축의 방향을 캘리브레이션 함으로써 주행축을 따라 동작하는 로봇 툴 끝의 보간 동작에서 궤적의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는 로봇 시스템의 주행축 캘리브레이션 방법에 관한 것이다. 개시된 기술에 따른 로봇 시스템의 주행축 캘리브레이션 방법은, 로봇과, 상기 로봇을 운송하는 주행축과, 상기 로봇 및 주행축을 제어하는 제어기가 구비된 로봇 시스템에 있어서, 상기 로봇의 툴 플랜지 선단에 부착된 툴 끝과 외부의 캘리브레이션 기준 좌표계에 고정된 캘리브레이션 기준점을 일치시킨 후 상기 로봇의 베이스 좌표계 원점과 툴 끝의 위치 데이터를 저장하는 단계와, 상기 로봇의 작업범위 내에서 주행축을 이동하고, 상기 로봇의 툴 끝과 외부의 캘리브레이션 기준 좌표계에 고정된 캘리브레이션 기준점을 일치시키는 작업을 설정된 측정회수 만큼 반복하는 단계와, 상기 설정된 측정회수를 초과하면, 상기 로봇의 베이스 좌표계 원점과 툴 끝의 위치 데이터를 읽어와 상기 주행축 및 로봇의 이동위치를 계산하는 단계와, 상기 계산된 주행축 및 로봇의 이동위치 관계를 이용하여 상기 주행축의 방향을 캘리브레이션 하는 단계를 포함한다.

한국공개특허 제10-2011-0099169호 한국등록특허 제10-0758978호

본 발명의 일 실시예는 하나의 부가축 서보드라이브를 이용하여 복수의 포지셔너들을 번갈아 가면 연결 또는 분리할 수 있는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는 포지셔너가 연결된 후 로봇의 정지 없이 캘리브레이션을 실행할 수 있는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법을 제공하고자 한다.

실시예들 중에서, 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법은 단일의 서보드라이브로 복수의 포지셔너들을 제어하는 로봇 제어기에서 수행되는 로봇의 자동 운전 방법에 있어서, (a) 상기 로봇 제어기를 통해 제1 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 차단하는 단계, (b) ATC(Auto Tool Changer)를 제어하여 제1 포지셔너를 분리하고, 제2 포지셔너를 연결하는 단계, (c) 상기 로봇 제어기를 통해 상기 제2 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 투입하는 단계 및 (d) 상기 로봇 제어기를 통해 상기 제2 포지셔너의 포지셔너 캘리브레이션을 실행하여 상기 로봇 및 상기 제2 포지셔너 간의 동기 작업을 수행하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 (a) 단계는 (a1) 상기 엔코더에 턴오프 신호를 송신하는 단계, (a2) 상기 엔코더 전원이 정해진 시간 안에 턴오프되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 (b) 단계는 (b1) 상기 ACT가 대기 시간 내에 접속되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 (c) 단계는 (c1) 상기 엔코더에 턴온 신호를 송신하는 단계, (c2) 상기 엔코더 전원이 정해진 시간 안에 턴온되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함 할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 로봇 제어기에 포함된 서보드라이브는 서보보드 및 서보앰프를 통해 상기 ATC에 연결된 하나의 포지셔너를 제어하여 상기 로봇을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법은 하나의 부가축 서보드라이브를 이용하여 복수의 포지셔너들을 번갈아 가면 연결 또는 분리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법은 포지셔너가 연결된 후 로봇의 정지 없이 캘리브레이션을 실행할 수 있다.

도 1은 종래의 로봇 및 포지셔너 간의 동기 작업 시스템의 구성도이다.
도 2는 종래의 로봇의 운전 방법 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 및 포지셔너 간의 동기 작업 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법 순서도이다.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 및 포지셔너 간의 동기 작업 시스템의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 로봇 및 포지셔너 간의 동기 작업 시스템(300)은 복수의 로봇 제어기들(310, 320), 복수의 로봇들(330, 340), 복수의 포지셔너들(350, 360, 370) 및 복수의 ATC(Auto Toll Changer)(380, 390)로 구성된다.

복수의 로봇 제어기들(310, 320)은 하나의 서보드라이브를 각각 포함하고, 서보드라이브는 서보보드 및 서보앰프를 포함한다. 또한, 복수의 로봇 제어기들(310, 320)은 하나의 ATC와 각각 연결되고, ATC는 복수의 포지셔너들(350, 360, 370)과 연결된다. 복수의 로봇 제어기들(310, 320)은 ATC를 통해 복수의 포지셔너들(350, 360, 370) 중 하나의 포지셔너에 연결되어 포지셔너를 제어할 수 있다. 복수의 로봇 제어기들(310, 320)은 하나의 로봇과 각각 연결되고, 각각 연결된 로봇과 포지셔너를 제어하여 포지셔너와 로봇 간의 동기 작업을 수행할 수 있다.

제1 로봇 제어기(310)는 제1 ATC(380)와 연결되고, 제2 로봇 제어기(320)는 제2 ATC(390)와 연결된다. 제1 및 제2 ATC들(380, 390)은 복수의 포지셔너들(350, 360, 370)과 연결되고, 제1 및 제2 로봇 제어기들(310, 320)에 의해 복수의 포지셔너들(350, 360, 370)중 제1 포지셔너(350)와 제1 로봇 제어기(310) 및 제2 포지셔너(360)와 제2 로봇 제어기(320)를 연결시킨다.

일 실시예에서, 제1 포지셔너(350)와 제1 로봇(330)의 동기 작업 중 제2 로봇 제어기(320)는 제2 포지셔너(360)와 분리하여 제3 포지셔너(370) 또는 그 외의 포지셔너(미도시됨)와 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 포지셔너(360)와 제2 로봇(340)의 동기 작업 중 제1 로봇 제어기(310)는 제1 포지셔너(350)와 분리하여 제3 포지셔너(370) 또는 그 외의 포지셔너와 연결할 수 있다. 또한, 제1 로봇 제어기(310)와 제2 포지셔너(360)가 연결되었을 경우 제2 로봇 제어기(320)는 제1, 제3 포지셔너(350, 370) 또는 그 외의 포지셔너와 연결할 수 있고, 제2 로봇 제어기(320)와 제1 포지셔너(350)가 연결되었을 경우 제1 로봇 제어기(310)는 제2, 제3 포지셔너(360, 370) 또는 그 외의 포지셔너와 연결할 수 있다. 이와 같은 복수의 로봇 제어기들(310, 320)과 복수의 포지셔너(350, 360, 370)들의 연결 또는 분리는 복수의 로봇들(330, 340)이 가동중일 때 자동으로 연결 또는 분리할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법 순서도이다. 도 4에 개시된 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법은 도 3을 참조하여 전술한 단일의 서보드라이브로 복수의 포지셔너들을 제어하는 로봇 제어기에서 수행되는 로봇의 자동 운전 방법이다.

도 4를 참조하여 더 상세히 설명하면, 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법은 제1 포지셔너와 동기화 되어 작동 중 제1 포지셔너와 분리하기 위해 로봇 제어기를 통해 제1 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 차단한다(단계 S410). 여기에서, 로봇 제어기는 제1 포지셔너와 분리하기 위해 엔코더에 턴오프 신호를 송신하고(단계 S420), 엔코더 전원이 정해진 시간 안에 턴오프되는지 여부를 확인한다(단계 S430). 이때, 로봇은 자동 운전 중이고, 로봇을 정지하지 않고 제1 포지셔너를 구동하는 모터 전원 및 엔코더 신호를 차단할 수 있다.

로봇 제어기는 ATC(Auto Tool Changer)를 제어하여 제1 포지셔너를 분리하고, 제2 포지셔너를 연결한다(단계 S440). 이때, ATC가 대기 시간 내에 접속되는지 여부를 확인한다(단계 S450).

로봇 제어기는 제2 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 투입한다(단계 S460). 이때, 로봇 제어기는 엔코더에 턴온 신호를 송신하고(단계 S470), 엔코더 전원이 정해진 시간 안에 턴온되는지 여부를 확인한다(단계 S480).

로봇 제어기는 제2 포지셔너의 포지셔너 캘리브레이션을 실행하고, 로봇 및 제2 포지셔너 간의 동기 작업을 수행한다(단계 S490).

이러한 단계에서 로봇 제어기에 포함된 서보드라이브는 서보보드 및 서보앰프를 통해 ATC에 연결된 하나의 포지셔너를 제어하여 상기 로봇을 제어할 수 있다. 또한, 로봇 제어기는 정지하지 않고 연결된 포지셔너를 교체하여 작동할 수 있다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 제1 로봇 제어기 120 : 제2 로봇 제어기
130 : 제1 로봇 140 : 제2 로봇
150 : 복수의 포지셔너 310 : 제1 로봇 제어기
320 : 제2 로봇 제어기 330 : 제1 로봇
340 : 제2 로봇 350 : 제1 포지셔너
360 : 제2 포지셔너 370 : 제3 포지셔너
380 : 제1 ATC 390 : 제2 ATC

Claims (5)

1. 단일의 서보드라이브로 복수의 포지셔너들을 제어하는 로봇 제어기에서 수행되는 로봇의 자동 운전 방법에 있어서,
   (a) 상기 로봇 제어기를 통해 제1 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 차단하는 단계;
   (b) ATC(Auto Tool Changer)를 제어하여 제1 포지셔너를 분리하고, 제2 포지셔너를 연결하는 단계;
   (c) 상기 로봇 제어기를 통해 상기 제2 포지셔너의 모터 전원 및 엔코더 신호를 투입하는 단계; 및
   (d) 상기 로봇 제어기를 통해 상기 제2 포지셔너의 포지셔너 캘리브레이션을 실행하여 상기 로봇 및 상기 제2 포지셔너 간의 동기 작업을 수행하는 단계를 포함하는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는
   (a1) 상기 엔코더에 턴오프 신호를 송신하는 단계;
   (a2) 상기 엔코더의 전원이 특정 시간 안에 턴오프되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
   (b1) 상기 ATC가 대기 시간 내에 접속되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
   (c1) 상기 엔코더에 턴온 신호를 송신하는 단계;
   (c2) 상기 엔코더 전원이 정해진 시간 안에 턴온되는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 로봇 제어기에 포함된 서보드라이브는
   서보보드 및 서보앰프를 통해 상기 ATC에 연결된 하나의 포지셔너를 제어하여 상기 로봇을 제어하는 것을 특징으로 하는 포지셔너와 결합된 로봇 시스템의 자동 운전 방법.

Images