KR20230032175A - 연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법 - Google Patents

연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법 Download PDF

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Abstract

연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법이 개시된다. 연마 로봇은 연마 로봇을 주행시키는 주행부; 후판에 대한 연마 작업을 수행하는 연마부; 및 상기 주행부 및 상기 연마부에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 작업자에 의해 상기 연마 로봇이 이동한 교시 경로 정보를 획득하고, 상기 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성하고, 상기 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하도록 상기 주행부를 제어하고, 상기 작업경로를 따라 주행하는 동안 작업대상 흠에 대한 연마를 수행하도록 상기 연마부를 제어할 수 있다.

Description

연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법{Grinding Robot and Thick Steel Plate Flaw Removing Method Using Grinding Robot}
개시된 발명은 연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자가 연마 작업이 필요한 부분을 교시하면 자동으로 연마 작업을 수행하는 연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법에 관한 것이다.
연마 작업은 유리, 철재, 석재 등 다양한 재질의 제품을 가공할 때 마감이 미흡하거나 평탄하지 못한 부분을 다듬는 작업이다. 숫돌과 연마제를 이용하여 표면이 남아 있는 흠이나 돌기 등을 제거한다. 연마 작업은 생산된 제품의 완성도와 직결되며, 다양한 재질의 그라인더와 장치를 통해 연마 작업을 수행하고 있다.
연마 작업에 있어서 전면형 흠 제거를 위해서는 전면 연마 설비를 사용하거나, 선형 흠 제거를 위해서 포터블 연마기를 사용하고 있으나, 산발적으로 발생한 흠에 대해서는 연마 작업자의 수작업을 통해 흠 제거를 수행하고 있다. 이와 같이 작업자가 수작업으로 연마를 수행하는 경우 작업자에게 신체적인 질환이 발생할 수 있고, 연마 품질을 일정하게 유지하기 어려운 문제가 있다.
개시된 발명의 일측면은 작업자가 연마 작업이 필요한 부분을 교시하면 자동으로 연마 작업을 수행하는 연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일측면은 연마 품질을 향상시킬 수 있는 연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법을 제공한다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇은 연마 로봇을 주행시키는 주행부; 후판에 대한 연마 작업을 수행하는 연마장치; 및 상기 연마장치를 회전시키는 구동장치;를 포함하는 연마부; 및 상기 주행부 및 상기 연마부에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 작업자에 의해 상기 연마 로봇이 이동한 교시 경로 정보를 획득하고, 상기 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성하고, 상기 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하도록 상기 주행부를 제어하고, 상기 작업경로를 따라 주행하는 동안 작업대상 흠에 대한 연마를 수행하도록 상기 연마부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 상기 교시 경로 정보를 획득할 수 있다.
상기 제어부는, 휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합인 작업경로를 생성할 수 있다.
상기 제어부는, 스플라인 보간법에 기초하여 작업경로를 생성할 수 있다.
상기 연마부는, 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 연마장치를 상하로 이송하는 이송테이블; 및 상기 이송테이블 및 상기 연마장치 사이에 마련되어 상기 연마장치를 가압하는 가압유닛;을 더 포함하고, 상기 제어부는, 연마를 수행하는 동안 상기 연마장치에 가해지는 반력을 감지하고, 상기 연마장치에 가해지는 반력이 일정하도록 상기 연마장치를 상하로 이송할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 연마장치에 가해지는 반력에 기초하여 상기 연마부가 연마를 시작하는 지점을 검출하고, 상기 연마부가 연마를 시작하는 지점으로부터 미리 설정된 연마 깊이가 될 때까지 상기 연마장치를 이송하여 연마를 수행할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법은 작업자의 조작에 따라 연마 로봇을 후판의 작업대상 흠을 따라 이동시키고; 상기 작업자에 의해 상기 연마 로봇이 이동한 교시 경로 정보를 상기 연마 로봇의 제어부에 의하여 획득하고; 상기 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성하고; 상기 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하고; 상기 작업경로를 따라 주행하는 동안 상기 작업대상 흠에 대한 연마를 수행할 수 있다.
상기 연마 로봇이 이동한 교시 경로 정보를 획득하는 것은, 상기 제어부는 휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 상기 경로 정보를 획득하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 주행하는 것은, 상기 제어부는 휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 작업경로를 생성하는 것은, 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합인 작업경로를 생성하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 작업경로를 생성하는 것은, 스플라인 보간법에 기초하여 작업경로를 생성하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 연마를 수행하는 것은, 연마 로봇의 연마장치에 가해지는 반력을 감지하고; 상기 연마장치에 가해지는 반력이 일정하도록 상기 연마장치를 상하로 이송하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 연마를 수행하는 것은, 상기 연마장치에 가해지는 반력에 기초하여 상기 연마장치가 연마를 시작하는 지점을 검출하고; 상기 연마장치가 연마를 시작하는 지점으로부터 미리 설정된 연마 깊이가 될 때까지 상기 연마장치를 이송하여 연마를 수행하는 것;을 더 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법은 작업자의 교시에 의해 자동으로 연마 작업을 수행할 수 있어 작업자의 근골격계 질환을 예방하는 효과를 발휘할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇 및 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법은 연마 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇의 연마부를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법의 각 단계를 도시하는 순서도이다.
도 5는 개시된 발명의 일 실시예에 따라 작업자가 준비 단계를 수행하는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 개시된 발명의 일 실시예에 따라 작업자가 연마 로봇을 후판의 작업대상 흠을 따라 이동시키는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 개시된 발명의 일 실시예에 따라 작업경로를 생성하는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇(1000)은 작업자(10)에 의해 연마 로봇(1000)을 후판(20)의 작업대상 흠(25)을 따라 이동시키기 위한 손잡이부(100); 연마 로봇(1000)을 주행시키는 주행부(200); 후판(20)에 대한 연마 작업을 수행하는 연마부(300); 주행부(200) 및 연마부(300)에 대한 제어를 수행하는 제어부(400); 및 손잡이부(100), 주행부(200), 연마부(300) 및 제어부(400)가 장착되는 바디부(500);를 포함할 수 있다.
손잡이부(100)는 작업자(10)가 교시작업을 위해 연마 로봇(1000)을 이동시키기 위하여 잡을 수 있도록 마련된다. 작업자(10)는 손잡이부(100)를 잡고 연마 로봇(1000)을 작업대상 흠(25)을 따라 이동시키면서 교시작업을 수행할 수 있다. 제어부(400)는 이와 같은 교시작업을 통해 작업경로를 생성하여 연마 작업을 수행할 수 있다.
주행부(200)는 연마 로봇(1000)을 주행시킨다. 연마 로봇(1000)은 연마작업 대상인 후판(20) 상에 위치하여 후판(20)의 상면을 주행하면서 연마작업을 수행할 수 있다. 주행부(200)는 2 이상의 휠 및 휠을 구동하는 모터를 포함할 수 있다. 주행부(200)는 연마 로봇(1000)의 좌우측 휠을 개별 구동하는 2 이상의 모터를 포함하여 연마 로봇(1000)이 방향을 전환하며 주행하도록 할 수 있다.
주행부(200)의 휠에는 휠의 회전을 감지할 수 있는 엔코더(Encoder)가 마련될 수 있다. 연마 로봇(1000)의 제어부(400)는 휠에 마련된 엔코더를 통해 작업자(10)가 연마 로봇(1000)을 이동시킬 때 이동 경로를 파악하거나, 주행부(200)에 의해 주행할 때 주행 경로에 대한 피드백 제어를 수행할 수 있다.
연마부(300)는 연마 로봇(1000)이 후판(20)의 상면을 주행하는 동한 후판(20)에 대한 연마 작업을 수행한다. 연마 로봇(1000)이 작업 대상인 후판(20)의 상면을 주행하기 때문에 연마부(300)는 연마 로봇(1000)의 하측에 대한 연마 작업이 수행되도록 할 수 있다.
개시된 발명의 실시예에서 연마부(300)는 회전에 의해 연마 작업을 수행하는 연마장치(310) 및 연마장치(310)를 상하좌우로 이송하는 이송테이블(330)을 포함하여 후판(20)에 대한 연마를 수행할 수 있다.
제어부(400)는 작업자(10)에 의해 연마 로봇(1000)이 이동한 교시 경로 정보를 획득하고, 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성하고, 연마 로봇(1000)이 작업경로를 따라 주행하도록 주행부(200)를 제어하고, 작업경로를 따라 주행하는 동안 작업대상 흠(25)에 대한 연마를 수행하도록 연마부(300)를 제어할 수 있다. 연마 로봇(1000)은 이와 같은 제어부(400)의 제어에 의해 연마를 수행할 수 있다. 연마를 수행하는 세부적인 단계에 대해서는 후술하도록 한다.
바디부(500)는 전술한 연마 로봇(1000)의 구성 요소들이 장착될 수 있다. 제어부(400)는 바디부(500)의 내부에 수납될 수 있고, 연마부(300)는 일부가 바디부(500)의 하측으로 돌출되어 연마를 수행할 수 있도록 장착될 수 있다. 주행부(200)는 휠이 바닥에 닿도록 장착되어 바디부(500) 및 바디부(500)에 장착된 구성요소들이 휠의 회전에 의해 이동할 수 있도록 할 수 있다. 손잡이부(100)는 바디부(500)의 외측에 장착되어 작업자(10)가 손잡이부(100)를 잡은 채 연마 로봇(1000)을 이동시키도록 할 수 있다.
바디부(500)에는 전술한 연마 로봇(1000)의 구성 요소 외에도 전원을 공급하는 전원부나 연마 로봇(1000)을 보호하기 위한 케이싱 등 다른 구성 요소들이 장착될 수 있다.
도 3은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇의 연마부를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면 연마부(300)는 후판(20)에 대한 연마 작업을 수행하는 연마장치(310); 연마장치(310)를 회전시키는 구동장치(320); 제어부(400)의 제어신호에 따라 연마장치(310)를 상하로 이송하는 이송테이블(330); 및 이송테이블(330)과 연마장치(310) 사이에 마련되어 연마장치(310)를 가압하는 가압유닛(340);을 포함할 수 있다.
연마장치(310)는 회전에 의해 접촉한 후판(20)을 연마한다. 연마장치(310)는 다양한 재질 및 다양한 형태로 형성될 수 있다.
연마장치(310)는 연마 시 발생하는 철가루 등이 비산하지 않도록 연마장치(310)의 일부를 덮는 안전덮개(315)를 포함할 수 있다.
연마장치(310)는 구동장치(320)에 의해 회전한다. 구동장치(320)는 모터를 포함하여 연마장치(310)를 회전시킬 수 있다.
이송테이블(330)은 연마장치(310)를 상하로 이송한다. 이송테이블(330)의 이송에 의해 연마장치(310)가 상하로 이동하며 후판(20)과 접촉하여 연마를 수행하거나, 후판(20)으로부터 떨어져 연마를 종료할 수 있다.
한편, 이송테이블(330)은 연마장치(310)를 연마 로봇(1000)의 주행방향에 대하여 좌우로 이송할 수도 있다. 이송테이블(330)이 연마장치(310)를 좌우로 이송할 수 있는 경우 연마 수행 시 연마장치(310)는 후판(20)과 접촉한 상태에서 좌우로 이동하며 연마를 수행할 수 있어 넓은 면적에 대한 연마를 수행할 수 있다.
가압유닛(340)은 이송테이블(330)과 연마장치(310) 사이에 마련되어 연마장치(310)를 가압한다. 가압유닛(340)은 탄성체(343)을 포함하여 연마장치(310)를 가압할 수 있다.
가압유닛(340)은 도 3에 도시된 바와 같이 이송테이블(330)에 연결되는 제1 플레이트(341), 제1 플레이트(341)와 이격되어 배치되고 연마장치(310)와 연결되는 제2 플레이트(342), 일단부가 제2 플레이트(342)에 고정되고 타단부가 제1 플레이트(341)를 관통하여 삽입되는 다수의 지지축(345), 다수의 지지축(345)이 제1 플레이트(341)를 관통하는 곳에 각각 마련되어 마찰을 감소시키는 다수의 부시(344) 및 제1 플레이트(341)와 제2 플레이트(342) 사이에 마련되어 탄성력을 제공하는 탄성체(343)를 포함할 수 있다.
가압유닛(340)는 도 3에 도시된 것과 같은 구성에 한정되지 않고, 이송테이블(330)과 연마장치(310) 사이에 마련되어 연마장치(310)를 가압할 수 있는 다양한 형태를 취할 수 있다.
도 3의 (a)는 이송테이블(330)에 의해 연마장치(310)가 상승하여 후판(20)과 이격된 모습을 도시하고, 도 3의 (b)는 이송테이블(330)에 의해 연마장치(310)가 하강하여 후판(20)에 접촉한 모습을 도시한다.
도 3의 (a)에서와 같이 연마장치(310)가 상승하여 후판(20)과 이격된 경우에 제2 플레이트(342)는 탄성체(343)의 탄성력에 의해 제1 플레이트(341)로부터 일정 간격 이격된다.
한편, 도 3의 (b)에서와 같이 연마장치(310)가 후판(20)에 접촉한 이후에도 이송테이블(330)은 더욱 하강하면 연마장치(310)를 가압할 수 있다. 연마장치(310)가 후판(20)에 접촉한 이후에도 지속적으로 가압되면, 가압하는 힘에 의해 제2 플레이트(342)가 탄성체(343)를 압축하면서 지지축(345)과 부시(344)를 통해 제1 플레이트(341)에 대해 상방으로 이동한다. 이와 같은 구성을 통해 연마장치(310)는 후판(20)과 긴밀하게 밀착되어 후판(20)에 대한 연마를 수행할 수 있다.
제어부(400)는 연마를 수행하는 동안 연마장치(310)에 가해지는 반력을 감지하고, 연마장치(310)에 가해지는 반력이 일정하도록 연마장치(310)를 상하로 이송할 수 있다.
제어부(400)는 연마장치(310)와 후판(20)의 접촉에 의한 수직 항력을 감지하는 로드셀(미도시) 또는 구동장치(320)의 회전에 대한 토크감지장치(미도시)를 포함하여 연마장치(310)에 가해지는 반력을 감지할 수 있다. 이송테이블(330)이 연마장치(310)를 하강시키는 경우, 연마장치(310)가 후판(20)을 가압하는 힘이 커지고, 높은 수직항력에 의해 연마장치(310)의 회전에 대한 마찰력이 커져 구동장치(320)의 토크가 커지게 된다. 제어부(400)는 피드백 제어를 통해 연마를 수행하는 동안 연마장치(310)에 가해지는 반력이 일정하게 유지되도록 이송테이블(330)을 제어하여 연마장치(310)를 상하로 이송할 수 있다. 예를 들어 연마가 수행됨에 따라 연마장치(310)에 가해지는 반력이 작아지는 경우, 이송테이블(330)은 연마장치(310)를 하강시켜 연마장치(310)에 가해지는 반력이 다시 커지도록 하여 일정한 반력이 유지되도록 할 수 있다. 반대로 연마 중 연마장치(310)가 후판(20)의 돌출부에 접촉하여 연마장치(310)에 가해지는 반력이 커지는 경우, 이송테이블(330)은 연마장치(310)를 상승시켜 연마장치(310)에 가해지는 반력이 다시 작아지도록 하여 일정한 반력이 유지되도록 할 수 있다.
한편 제어부(400)는 연마장치(310)에 가해지는 반력에 기초하여 연마부(300)가 연마를 시작하는 지점을 검출하고, 연마부(300)가 연마를 시작하는 지점으로부터 미리 설정된 연마 깊이가 될 때까지 연마장치(310)를 이송하여 연마를 수행할 수 있다.
제어부(400)는 미리 설정된 연마 깊이만큼 연마를 수행하도록 연마부(300)를 제어할 수 있다. 연마 깊이는 작업자(10)에 의해 작업대상 흠(25)에 대한 연마를 수행할 때 마다 입력되어 설정될 수도 있고, 혹은 정해진 연마 깊이가 설정되어 저장되어 있을 수도 있다. 제어부(400)는 연마부(300)가 연마를 시작하는 지점으로부터 미리 설정된 연마 깊이가 될 때까지 연마를 수행하며 연마장치(310)를 하측으로 이송하여 연마를 수행할 수 있다.
제어부(400)는 이를 위해 연마부(300)가 연마를 시작하는 지점을 검출할 수 있다. 제어부(400)는 연마가 시작됨에 따라 연마장치(310)에 가해지는 반력의 급격한 변화를 감지하여 연마부(300)가 연마를 시작하는 지점을 검출할 수 있다. 제어부(400)는 연마부(300)가 연마를 시작하는 지점의 위치를 저장할 수 있고, 연마부(300)가 연마를 시작하는 지점으로부터 미리 설정된 연마 깊이를 이동한 위치가 될 때까지 연마를 수행하도록 할 수 있다.
도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법의 각 단계를 도시하는 순서도이고, 도 5는 개시된 발명의 일 실시예에 따라 작업자가 준비 단계를 수행하는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 6은 개시된 발명의 일 실시예에 따라 작업자가 연마 로봇을 후판의 작업대상 흠을 따라 이동시키는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 7은 개시된 발명의 일 실시예에 따라 작업경로를 생성하는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같은 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법을 수행하기에 앞서 작업자(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 후판(20)을 육안으로 검사하여 연마 작업이 필요한 흠(25)을 식별할 수 있다. 이 때, 작업자(10)는 흠(25)의 깊이, 폭 및 길이에 대한 측정을 수행할 수 있다. 작업자(10)는 복수의 흠(25)이 존재하는 경우 식별한 흠(25)에 대한 연마 작업 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 작업자(10)는 제1 흠(25a), 제2 흠(25b), 제3 흠(25c)의 순서대로 작업 순서를 결정할 수 있다.
도 4를 참조하면 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법은 우선 작업자(10)는 후판(20) 상에 연마 로봇(1000)을 주행 가능하도록 위치시킨다(610). 작업자(10)는 도 5에서와 같이 육안으로 검사하여 식별한 흠(25)에 대한 연마 작업을 수행하기 위하여 연마 로봇(1000)을 후판(20) 상에 위치시킬 수 있다.
이 후, 연마 로봇(1000)을 작업자(10)의 조작에 따라 후판(20)의 작업대상 흠(25)을 따라 이동시킨다(620).
도 6을 참조하면 후판(20) 상에 위치한 연마 로봇(100)을 작업자(10)가 흠(25)을 따라 이동시키는 모습을 확인할 수 있다. 작업자(10)는 연마 로봇(100)의 손잡이부(1000)를 잡고 작업대상 흠(25)을 따라 이동시킨다. 이와 같이 이동시킬 때 연마 로봇(1000)은 1000a, 1000b, 1000c 및 1000d의 위치를 순차적으로 지나가게 된다.
이 후, 작업자(10)에 의해 연마 로봇(1000)이 이동한 교시 경로 정보를 제어부(400)에 의하여 획득한다(630).
이 때, 작업자(10)는 연마 로봇(1000)을 이동시키기 전에 연마 로봇(1000)에 마련된 입력부(미도시)를 통해 교시 작업을 수행중임을 입력할 수 있다. 연마 로봇(1000)의 제어부(400)는 입력부를 통해 교시 작업을 수행중임을 알리는 신호가 입력되면 전술한 바와 같이 연마 로봇(1000)이 이동한 교시 경로 정보를 획득할 수 있다. 이와 같은 입력부는 작업자(10)가 용이하게 입력을 수행할 수 있도록 연마 로봇(1000)의 손잡이부(100)에 마련될 수 있다.
제어부(400)는 휠(250)에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 교시 경로 정보를 획득할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 연마 로봇(1000)의 주행부(200)의 양 쪽 휠(250a)(250b)에는 각각 엔코더가 마련되어 휠(250a)(250b)의 회전을 측정할 수 있다. 제어부(400)는 각각의 휠(250a)(250b)에 마련된 엔코더의 측정 결과를 입력 받아 교시 경로 정보를 획득할 수 있다.
한편, 후판(20)이 위치한 작업장에는 LPS 신호를 발신하는 다수의 LPS 장치(30)가 위치할 수 있다. 연마 로봇(1000)에는 LPS 센서가 마련되어 다수의 LPS 장치(30)로부터 발신된 신호를 수신하여 연마 로봇(1000)의 위치 및 방향을 도출할 수 있다.
혹은 제어부(400)는 GPS(Global Positioning System) 센서의 측정 결과에 기초하여 교시 경로 정보를 획득할 수도 있다. GPS 센서의 측정 결과를 이용하는 경우 도 6에서와 같은 LPS 장치(30)가 없더라도 GPS 센서가 GPS 위성에서 발신된 신호를 수신하여 연마 로봇(1000)의 위치 및 방향을 도출할 수 있다.
제어부(400)는 연마 로봇(1000)의 위치를 다양한 방법을 통해 획득함으로써 연마 로봇(1000)이 이동한 교시 경로 정보를 획득할 수 있다.
이 후, 제어부(400)는 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성한다(640).
도 7의 (a)는 교시 경로 정보를 도시한다. 제어부(400)는 전술한 바와 같이 휠(250)에 마련된 엔코더 및 LPS 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 교시 경로 정보를 획득할 수 있다.
한편 도 7의 (c)는 교시 경로 정보에 기초하여 생성된 작업경로를 도시하고, 도 7의 (b)는 교시 경로 정보와 작업경로를 동시에 도시한다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 작업경로는 교시 경로 정보와 완전히 일치하지 않을 수도 있다. 연마부(300)가 후판(20)에 대한 연마를 수행할 때, 연마장치(310)의 형상 등에 따라 일정 폭에 대한 연마가 수행될 수 있어 교시 경로 정보에 해당하는 작업대상 흠(25)에 대한 연마가 수행될 수 있으며, 이송테이블(330)이 연마장치(310)를 좌우로 이송 가능한 경우에는 미리 설정된 폭에 따라 연마장치(310)를 좌우로 이송하면서 연마를 수행되도록 하여 작업경로와 흠(25)의 위치가 정확히 일치하지 않더라도 흠(25)에 대한 연마가 수행될 수 있다.
제어부(400)는 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성할 수 있다. 이 때, 제어부(400)는 직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합인 작업경로를 생성할 수 있다.
연마 로봇(1000)은 양 쪽 휠(250a)(250b)을 개별 제어하여 직선 또는 곡선 경로를 따라 주행 가능하다. 제어부(400)는 작업경로를 직선의 경로만을 생성하는 것이 아니라, 곡선으로 된 작업경로 또는 직선과 곡선의 조합으로 된 작업경로를 생성하여 연마 로봇(1000)이 작업 경로를 따라 주행하도록 할 수 있다.
개시된 발명의 일 실시예에서 제어부(400)는 스플라인 보간법에 기초하여 작업경로를 생성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 제어부(400)는 교시 경로 정보를 삼각형으로 표시된 다수의 구간으로 분할하고, 각 구간을 연결하면서 연속함수로 나타나는 구간별 함수를 도출할 수 있다. 바람직하게는 제어부(400)는 3차 스플라인 보간법에 기초하여 작업경로를 생성할 수 있다.
이후, 연마 로봇(1000)이 작업경로를 따라 주행하고(650), 작업경로를 따라 주행하는 동안 작업대상 흠에 대한 연마를 수행한다(660).
제어부(400)는 생성된 작업경로를 따라 주행하도록 주행부(200)를 제어한다. 이 때, 제어부(400)는 휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 연마 로봇(1000)이 작업경로를 따라 주행하도록 주행부(300)를 제어할 수 있다. 휠에 마련된 엔코더 및 LPS 센서는 전술한 바와 같이 교시 경로 정보를 획득하는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 연마 로봇(1000)이 작업경로를 따라 주행하는 동안 작업경로에서 이탈하지 않도록 연마 로봇(1000)의 위치를 파악하는데 사용될 수 있다.
혹은 제어부(400)는 GPS(Global Positioning System) 센서의 측정 결과에 기초하여 연마 로봇(1000)이 작업경로를 따라 주행하도록 주행부(300)를 제어할 수 있다.
주행부(200)가 연마 로봇(1000)을 작업경로를 따라 주행시키는 동안 연마부(300)는 작업대상 흠(25)에 대한 연마를 수행한다. 연마부(300)는 연마장치(310)를 이송테이블(330)을 통해 이송시키면서 연마장치(310)가 후판(20)에 접촉하여 연마가 수행될 수 있도록 한다.
연마장치(310)는 주행부(200)에 의한 주행에 따라 전후로 이동가능하고, 이송테이블(330)에 의해 상하 및 좌우로 이동 가능하여 3차원 이동이 가능하다. 제어부(400)는 주행부(200)의 주행에 따라 연마장치(310)의 위치를 제어하여 연마장치(310)가 후판(20)에 대한 연마를 수행할 수 있도록 할 수 있다.
주행부(200)는 연마 로봇(1000)이 연마를 수행하는 동안 작업경로를 따라 반복하여 왕복 주행할 수 있으며, 연마부(300)는 연마 로봇(1000)이 작업경로를 따라 주행하는 동안 연마를 수행할 수 있다.
한편, 연마 로봇(1000)은 연마 로봇(1000)이 수행중인 동작을 종료시키는 비상 스위치(미도시)를 포함할 수 있다. 작업자(10)는 연마 로봇(1000)에 이상이 발생하여 연마가 제대로 수행되지 않는 경우 비상 스위치를 눌러 연마 로봇(1000)의 동작을 종료시킬 수 있다. 이와 같은 비상 스위치는 작업자(10)가 용이하게 누를 수 있도록 연마 로봇(1000)의 손잡이부(100)에 마련되거나, 혹은 유무선 통신을 통해 연마 로봇(1000)에서 떨어진 위치에서 연마 로봇(1000)의 동작을 종료시킬 수 있도록 마련될 수 있다.
이와 같이 개시된 발명의 실시예에 따른 연마 로봇(1000)은 작업자(10)가 연마 로봇(1000)의 손잡이부(100)를 잡고 작업대상 흠(25)을 따라 이동시켜 교시작업을 수행하면 연마 로봇(1000)은 작업경로를 생성하고 작업경로를 따라 주행하면서 연마를 수행하여 작업대상 흠(25)에 대한 연마작업이 수행되도록 할 수 있다.
10: 작업자 20: 후판
25: 흠 30: LPS 장치
1000: 연마 로봇 100: 손잡이부
200: 주행부 250: 휠
300: 연마부 310: 연마장치
320: 구동장치 330: 이송테이블
340: 가압유닛 341: 제1 플레이트
342: 제2 플레이트 343: 탄성체
344: 부시 345: 지지축
400: 제어부 500: 바디부

Claims (14)

  1. 연마 로봇을 주행시키는 주행부;
    후판에 대한 연마 작업을 수행하는 연마장치; 및 상기 연마장치를 회전시키는 구동장치;를 포함하는 연마부; 및
    상기 주행부 및 상기 연마부에 대한 제어를 수행하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    작업자에 의해 상기 연마 로봇이 이동한 교시 경로 정보를 획득하고,
    상기 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성하고,
    상기 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하도록 상기 주행부를 제어하고,
    상기 작업경로를 따라 주행하는 동안 작업대상 흠에 대한 연마를 수행하도록 상기 연마부를 제어하는 연마 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 상기 교시 경로 정보를 획득하는 연마 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하도록 상기 주행부를 제어하는 연마 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합인 작업경로를 생성하는 연마 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    스플라인 보간법에 기초하여 작업경로를 생성하는 연마 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연마부는,
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 연마장치를 상하로 이송하는 이송테이블; 및
    상기 이송테이블 및 상기 연마장치 사이에 마련되어 상기 연마장치를 가압하는 가압유닛;을 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    연마를 수행하는 동안 상기 연마장치에 가해지는 반력을 감지하고, 상기 연마장치에 가해지는 반력이 일정하도록 상기 연마장치를 상하로 이송하는 연마 로봇.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 연마장치에 가해지는 반력에 기초하여 상기 연마부가 연마를 시작하는 지점을 검출하고, 상기 연마부가 연마를 시작하는 지점으로부터 미리 설정된 연마 깊이가 될 때까지 상기 연마장치를 이송하여 연마를 수행하는 연마 로봇.
  8. 작업자의 조작에 따라 연마 로봇을 후판의 작업대상 흠을 따라 이동시키고;
    상기 작업자에 의해 상기 연마 로봇이 이동한 교시 경로 정보를, 상기 연마 로봇의 제어부에 의하여, 획득하고;
    상기 교시 경로 정보에 기초하여 작업경로를 생성하고;
    상기 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하고;
    상기 작업경로를 따라 주행하는 동안 상기 작업대상 흠에 대한 연마를 수행하는 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연마 로봇이 이동한 교시 경로 정보를 획득하는 것은,
    상기 제어부는 휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 상기 경로 정보를 획득하는 것;을 포함하는 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 주행하는 것은,
    휠에 마련된 엔코더 및 LPS(Local Positioning System) 센서 중 적어도 하나의 측정 결과에 기초하여 연마 로봇이 상기 작업경로를 따라 주행하는 것;을 포함하는 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 작업경로를 생성하는 것은,
    직선, 곡선 또는 직선과 곡선의 조합인 작업경로를 생성하는 것;을 포함하는 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 작업경로를 생성하는 것은,
    스플라인 보간법에 기초하여 작업경로를 생성하는 것;을 포함하는 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 연마를 수행하는 것은,
    상기 연마 로봇의 연마장치에 가해지는 반력을 감지하고;
    상기 연마장치에 가해지는 반력이 일정하도록 상기 연마장치를 상하로 이송하는 것;을 포함하는 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연마를 수행하는 것은,
    상기 연마장치에 가해지는 반력에 기초하여 상기 연마장치가 연마를 시작하는 지점을 검출하고;
    상기 연마장치가 연마를 시작하는 지점으로부터 미리 설정된 연마 깊이가 될 때까지 상기 연마장치를 이송하여 연마를 수행하는 것;을 더 포함하는 연마 로봇을 이용한 후판 흠 제거 방법.
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