KR870000142B1 - 로보트제어 장치에 있어서 축의 원점복귀 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로보트제어 장치에 있어서 축의 원점복귀 방법

제1도는 본 발명에 의한 원점 복귀 장치의 구조를 보인 설명도.

제2도는 로보트 제어 장치에 전원을 인가한 초기의 상황에서 원점 복귀 동작을 보이는 설명도.

제3도는 로보트 제어 장치가 작동중에 고속으로 원점 복귀하는 동작을 보이는 설명도.

제4도는 전원인가 초기의 지속원점 복귀 작동을 수행하기 위한 방법을 설명하는 계통도.

제5도는 작동중에 행하는 고속 원점 복귀 방법을 설명하는 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구동제어 CUP 2 : D/A 콘 버어터

3 : 속도 제어기 4 : 모우터

5 : 모우터에 의하여 회전하는 볼스크류

6 : 볼스크류의 회전에 의하여 이동하는 축(DOG)

7 : 부방향 리미트 스위치 8 : 원점 리미트 스위치

9 : 정방향 리미트 스위치 10 : 중간점

본 발명은 주로 산업용으로 쓰이는 로보트의 제어 장치에 있어서 작업을 수행하는 축의 원점 복귀 방법에 관한 것이다.

종래의 로보트 제어에 있어서는 다수의 이동축이 시리얼(Serial)로 동작되기 때문에 축이 순차적으로 원점 복귀되어 동작을 마칠때까지 정지 위치를 찾지 못해 부방향 리미트 스위치와 정방향 리미트 스위치의 사이에서 머무르는 시간이 많이 소요됨으로서 작업의 효율성을 얻지 못하는 결점과 다수의 이동축에 따른 각각의 축마다 고유의 특성에 맞춘 알고리즘(Algrithm)이 필요하게 되어 프로그램 및 하드웨어가 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 다수의 축이 동시에 원점복귀 동작을 함으로서 그 소요시간이 매우 단축 되도록 하고 각축에 공통적으로 사용할 수 있는 효율적인 원점복귀 방법을 마련하여 프로그램 및 하드웨어가 단순화 되게 한 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 상세하기로 한다.

여기에서 먼저 다수개의 축을 갖는 로보트 제어 장치를 설계하는데 있어서 절대 원점인 홈을 찾는데 있어서 제어 장치에 최초의 전원을 인가될 때 실시하는 저속홈 동작(Low Sped Home Search)과 작동도중에 고속으로 홈(원점)을 찾고져 하는 고속홈 동작(High Seed Home Search)의 두가지 형태로 구분되며 기계적 절대 원점인 홈을 찾기전까지 원점이 없는 상태이므로 곧 좌표계가 형성되지 않은 상태를 의미하고 이러한 상황에서는 기계적 신호에 의해 원점을 찾아야 됨으로 3개의 리미트 스위치에 의해 다수의 이동축의 움직임에 따라 각각의 축에 정방향의 원점 신호, 부방향의 원점신호와 홈에 가까이 있다는 제로펄스(Zero Pulse)의 신호등에 의해 이동축이 홈(원점)을 찾게되는 것이다.

이를 제1도에 보인 바와 같이 구동제어용 CPU(1)에서는 각 모우터(4)를 구동시키기 위한 디지탈신호(여기서는 A상과 B상으로 약칭)를 위상 교차(90°상)하여 D/A 콘버어터(2)에 보내게 되고 따라서 아날로그 신호로 변환된 신호가 속도제어기(3)를 거치면서 모우터(4)에 입력되어 구동한다.

한편 모우터(4)의 구동은 그의 구동에 따라 발생된 제로펄스(Zero Pulse : 모우터가 1회전할 때 발생되는 1개의 펄스)가 구동제어 Cpu(1)에 피드백(Feed back)되어 도시되지 않은 래치회로(latch) 컨버지션부(F/V Conver Sion)및 위상 제어부, 카운터부에 의해 제어된 신호와 미리 입력된 프로그램에 따라 구동하여 설정된 방향으로 회전하는 것이다.

그러므로 모우터(4)는 소정의 속도와 설정된 방향으로 회전하게 되어 볼스크류(5)에 나사상으로 끼워진 축(Dog),(6)은 일정 방향으로 알맞는 속도를 갖고 이동할 수 있는 것이며 점의 위치에 설치된 부방향 리미트 스위치(7)와 원점 리미트 스위치(8) 및 정방향 리미트 스위치(9)는 모우터(4)가 구동됨에 따라 볼스크류(5)가 회전하면서 축(6)이 이동하여 그에 의해 텃치되어 온(on) 또는 오프(off) 상태로 되는 것이다.

이때 최초에 전원이 인가하였을 시에는 축(6)이 절대원점인 홈을 찾는데 있어서 저속홈 동작을 하며 이는 제2도의 (a),(b),(c),(d),(e)에 보인 바와 같이 최초의 상태의 예로서 원점복귀 시키는 가장 효율 적이고 간결한 방법을 사용하고 있다.

즉, 제2도에서 축(6)의 최초 위치가 원점 리미트 스위치(8)나 부방향 리미트스위치(7)를 텃치시켜 온(On)시켰을 경우에는 무조건 축(6) 정방향으로 ((c),(e)의 경우)저속 이동시키며 그렇지 않은 상황이면 무조건 부방향으로 ((a),(b),(d)의 경우)이동시킨다.

이와 같이 동작을 개시시킨후에 정방향으로 이동되는 (c),(e)의 경우 축(6)이 이동 되면서 원점 리미트 스위치(8)를 텃치하여 온 (on)시키면, 그에 의해 발생된 원점 신호가 구동제어 CPU(1)에 입력되고 카운트되어 제어되어진 신호가 D/A 콘버어터(2)와 속도제어기(3)를 통해 모우터(4)를 얼마간 더 초 저속으로 감속하여 진행시킨 후 부방향으로 다시 저속 이동시키게 될때 모우터(4)가 1회전할 때 발생되는 신호인 제로 펄스가 나타날 때까지 진행하게 되고 제로펄스가 나타나면 구동제어 CPU(1)는 A/D 콘버어터(2)를 통해 정지신호를 출력시키며, 이에 속도제어기(3)는 모우터(4)의 구동을 멈춤으로서 축(6)은 정지되는 것이다.

즉 구동제어 CPU(1)에서 출력된 A상 신호와 B상 신호에 의해 모우터(4)가 구동됨으로서 축(6)은 이동을 하게 되며 A상 신호와 B상 신호가 교차될 때 발생되는 제로펄스(모우터의 1회전시 발생)를 감지하여 미리 입력된 프로그램의 데이타에 의해 제어되어 출력된 신호에 따라 일정한 공정을 수행후 원점에 복귀코져 할 때 축(6)이 원점 리미트 스위치(8)를 텃치하는 순간 온(On)되어 발생된 원점 신호를 감지하여 모우터(4)를 초저속으로 감속하고 상기에서와 같이 축(6)이 정방향일 때에는 부방향으로 저속 이동시키고 모우터(4)에서 제로 펄스가 발생되며, 그의 구동을 정지시키게 됨으로서 원점 복귀가 완료되는 것이며, 이때 축(6)의 위치가 곧 홈(Home)이 된다.

한편 부방향으로 저속 이동 동작을 개시한 제2도의 (a),(b),(d)의 경우에는 진행하다보면 원점 리미트 스위치(8)나 부방향 리미트 스위치(7)를 "On"시키게 된다.

원점 리미트 스위치(7)를 "On"시킨 경우에는 속도를 초저속으로 하여 계속 부방향으로 이동하게 되며 제로펄스가 탐지될 때까지 계속 진행한다.

제로 펄스가 발생되면 축(6)은 정지하고 원점복귀를 완료하게 되며, 부방향 리미트 스위치(7)를 "On"시킨 후 경우에는 상기한 부방향 스위치(7)를 최초에 "On"시킨 경우와 같이 무조건 정방향으로 저속 이동하고 얼마후 원점 복귀 스위치(8)를 "On"시켜 더 진행 된 후 부방향으로 초저속으로 이동하며 제로펄스가 발생된 후에는 축(6)은 작동을 정지하고 원점 복귀가 완료되는 것이다.

다수의 축(6)은 이와 같은 방법으로 복귀 동작을 동시에 완료하게 되는 것이며 이러한 동작을 정리하여 계통도로써 도면 제4도에 보였다.

그리고 로보트제어 장치의 축(6)이 작업을 수행중인 경우에 더욱 빠른 고속동작이 요구된다.

따라서 본 발명에서는 제5도에서 볼 수 있는 바와 같은 제어 방법이 사용된다.

즉, 원점 리미트 스위치(8)와 정방향리미트 스위치(9) 사이에 중간점(10)을 설정하여 놓고 이를 중심으로 원점 방향으로 진행시에는 저속 이동을 하도록 하고 시작점에서 중간점(10)까지의 진행은 고속 이동을 하도록 함으로 원점복귀에 걸리는 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 것이다.

예를들면 제3도(a)와 같은 상태에서는 중간점(10) 밖에 있는 축(6)은 초고속으로 중간점(10)에 접근하고 중간점(10)에 도달하면 저속으로 이동하여 원점리미트 스위치(8)에 도달하면서 초저속으로 진행하고 제로펄스를 감지하면 원점 복귀 동작이 완료되어 정지하는 것이다.

그리고 제3도 (b)와 같이 축(6)이 원점 리미트 스위치(8)보다 부방향의 위치에 있는 상태로서도 초고속으로 중간점(10)에 접근하며 중간점(10)에 도달한 후에는 상기한 제3도 (a)와 같은 과정으로 원점을 원점을 향하여 저속 이동되고 원점리미트 스위치(8)를 "On"시키면서 초저속으로 원점에 도달하여 원점 복귀 동작을 완료하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 다수의 축에 공통으로 사용될 수 있어서 프로그램이나 하드웨이를 단순화 할 수 있는 것이며, 이 방법으로 다수의 축이 동시에 원점 동작을 할 수 있게 하였으므로 그 동작 속도는 종래의 로보트 제어 장치에 비하여 6배 정도가 빨라진다.

이때 다수의축 중에서 필요한 것만 선택하여 작동시킬 수 있음은 물론이며, 아울러 본 발명은 각 축의 원점복귀 방법이 동일하므로 정, 부방향 리미트 스위치 및 원점 리미트 스위치의 위치를 설치 상태에 따라 적절히 조정해 줌으로써 축의 원점복귀에 소요되는 시간을 대폭 감소시킬 수도 있는 등의 대단한 효과를 갖는 것이다.

Claims (1)

1. COU(1) 및 D/A 콘버어터(2)와 속도에어기(3)로써 모니터(4)가 구동되어 축(6)이 일정속도와 설정된 방향으로 이동하도록 된 것에 있어서, 임의의 3점에 설치된 정방향 리미트 스위치(9)와 부방향 리미트스위치(7) 그리고 원점리미트 스위치(8)를 축(6)으로서 단속 하도록 하고, 전원이 입력된 초기에 원점 리미트 스위치(8)나 부방향 리미트 스위치(7)가 "On"되었을 때에는 정방향으로 이동시킨 후 원점 리미트 스위치(8)을 통과하였을 때 제로펄스(Zero Pulse)를 감지하여 축(6)을 정지시킴으로써 원점 복귀가 완료 되도록 하며,

   전원이 입력된 초기에 원점 리미트 스위치(8)나 부방향 리미트 스위치(7)가 "Off"되었을 경우에는 부방향으로 이동시켜 원점 리미트 스위치(8)가 "On"이 되는 경우에는 부방향으로 계속 이동되어 원점 복귀를 완료하며, 부방향 스위치(7)가 "On"되는 경우에는 초기에 부방향 리미트 스위치(7) "On"인 상기의 경우와 동일하게 작동하고 축(6)이 정상 작동중에 원점 복귀를 하고자 할 때에는 기민성을 향상시키기 위하여 임의의 중간점(10)을 설정하고 축(6)과 원점까지의 거리가 중간점과 원점 사이의 거리에 비하여 가차울 때에는 저속으로 이동하여 원점으로 복귀하도록 하고 반대로 먼 경우에는 축(6)이 초고속으로 중간점(10)까지 진행한 후 저속으로 원점에 도달하도록 함을 특징으로 하는 로보트 제어 장치에 있어서 축의 원점 복귀 방법.

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