KR880001301Y1

KR880001301Y1 - Control system for robot

Info

Publication number: KR880001301Y1
Application number: KR2019820007904U
Authority: KR
Inventors: 유기오 오구지; 가즈요시 야스가와
Original assignee: 가부시기가이샤 산교우 세이기 세이사구쇼; 구보다 미노루
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1988-04-02
Also published as: KR840001978U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Robot Control

제1도는 팔렛트의 클램프 및 위치 검출수단 부분의 개략적인 평면도.1 is a schematic plan view of a clamp and position detection means portion of a pallet;

제2도는 본 고안에 관계되는 로보트 제어장치의 블록선도.2 is a block diagram of a robot control apparatus according to the present invention.

제3도는 좌표계의 그래프.3 is a graph of the coordinate system.

제4도는 다른 실시예에 있어서의 팔렛트의 클램프 및 위치검출수단의 개략적 평면도.4 is a schematic plan view of the clamp and position detection means of the pallet in another embodiment.

제5도는 다른 실시예에 있어서의 로보트의 제어장치의 블록선도.5 is a block diagram of a robot control apparatus in another embodiment.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 팔렛트 2 : 작업물1: pallet 2: work piece

3 : 클램퍼 4 : 클램프용 실린더3: clamper 4: clamping cylinder

5 : 기준도 6 : 로버트5: reference figure 6: Robert

7 : 아암- 10 : 로버트 제어장치7: Arm-10: Robert Control

11 : 기준 위치 기억수단 12 : 위치검출수단11: reference position storage means 12: position detection means

13 : 비교수단 14 : 작업위치기억수단13: comparison means 14: working position memory means

15 : 로보트 제어장치 16 : X 위치센서15: robot control device 16: X position sensor

17 : Y 위치센서17: Y position sensor

본 고안은 산업용 로보트에 관한 것으로 특히 작업위치의 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an industrial robot, and more particularly to a control device for the working position.

산업용 로보트의 이용 분야는 위험한 작업분야로 점차 단순 작업 분야에도 확대되고 있다. 예를들면 조립 로보트는 제품의 제조라인에 설치되어 고정도의 위치 결정 제어로서 부품의 공급, 배출, 가공 등의 작업을 행한다. 그 동작은 미리 설정된 포인트를 기준 위치로하여 로버트의 제어장치에 의하여 반복 수행된다.The use of industrial robots is a dangerous task and is gradually expanding to simple tasks. For example, an assembling robot is installed in a manufacturing line of a product, and performs work of supplying, discharging, processing, etc. of components with high precision positioning control. The operation is repeatedly performed by Robert's controller with the preset point as the reference position.

그런데 제조 라인은 일반적으로 트랜스퍼 라인(transfer-line)혹은 프리프로우 라인(Free-flow line)등의 반송수단에 의하여 구성되어 있으며 작업물은 통상 상기의 반송 수단으로 팔렛트에 의하여 반송되어 온다. 이때 팔렛트의 위치에 간격이 생기면 로보트의 요구 동작은 고정도의 위치 결정으로 동작되고 있음에도 불구하고 동작 불량의 상태가 된다. 따라서 로보트가 적용 가능한 제조라인은 팔렛트의 위치 결정 정도(精度)가 높은 장치에 국한되어 있다. 이 결과로 산업용 로보트는 기설치된 제조라인에 대하여 그대로는 거의 적용되지 못하는 상태로 되어 있다. 가령 적용이 가능했다해도 반송 수단의 정도내에서 작업 내용이 제한되고 또 작업물 및 부품의 규격 관계가 제약된다.By the way, a manufacturing line is generally comprised by conveying means, such as a transfer line or a free-flow line, and a workpiece is normally conveyed by the pallet to the said conveying means. At this time, if there is a gap in the position of the pallet, the required operation of the robot is in a state of malfunction even though it is operated by high-precision positioning. Therefore, the manufacturing line to which the robot can be applied is limited to a device having a high positioning accuracy of the pallet. As a result, industrial robots are hardly applied to existing manufacturing lines. For example, even if applicable, the contents of the work are limited within the degree of conveying means, and the standard relation between the workpiece and the parts is limited.

따라서 본 고안의 목적은 팔렛트의 위치 결정 정도에 영향을 받지 않고 로보트가 요구 동작을 안전하게 행할 수 있는 제어장치를 제공하는 데 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide a control device that can safely perform the required operation of the robot without being affected by the degree of positioning of the pallet.

상기 목적하에 본 고안은 팔렛트 또는 작업물의 클램프 위치를 그때그때 검출하여 인식하고 그 검출치에 입각하여 로보트의 아암의 이동 포인트를 수정하며 필요한 작업을 높은 융통성으로 원활하고도 안정되게 행하게 한 것이다.Under the above object, the present invention is to detect and recognize the clamp position of the pallet or the workpiece at that time, to correct the moving point of the arm of the robot based on the detected value, and to perform the necessary work smoothly and stably with high flexibility.

다음에 본 고안을 도표로 나타내는 한 예에 의하여 구체적으로 설명한다. 우선 팔렛트(1)은 제1도에 나타난 바와 같이 그의 상부의 정위치에 작업물(2)를 유지하고 트랜스퍼라인 혹은 프리프로우 라인 등의 반송 수단에 의하여 차례로 이송되어와서 작업위치에서 클램퍼(3)에 의하여 고정된다. 이 클램퍼(3)은 예컨대 크램프용 실린더(4)에 의하여 조작되어 팔렛트(1)이 소정의 작업 위치에 온 시점에서 후퇴 위치에서 전진하여 팔렛트(1)을 억압하여 기준면(5)에 밀어 붙인다. 이와 같이하여 팔렛트(1)은 작업 위치에서 클램퍼(3)에 의하여 기준면(5)에 따라서 고정된다.Next, the present invention will be described in detail by way of example. First, the pallet 1 holds the workpiece 2 in its upper position as shown in FIG. 1, and is conveyed in turn by a conveying means such as a transfer line or a prepro line, and thus the clamper 3 Is fixed by. The clamper 3 is operated by, for example, the clamping cylinder 4 to move forward from the retracted position when the pallet 1 comes to a predetermined working position to suppress the pallet 1 and push it to the reference plane 5. In this way, the pallet 1 is fixed along the reference plane 5 by the clamper 3 in the working position.

그리고 산업용로보트(6)은 작업 위치 가까이에 설치되어 있으며 아암(7)에 왕복운동을 주어 그 운동에 의하여 소망의 작업 예컨대 부품의 공급, 배출, 볼트죄기 혹은 절삭 가공 등의 작업을 한다. 그런데 본 고안에 관계되는 로보트의 제어장치(10)는 제2도에 나타난 바와 같이 기준위치 기억수단(11), 위치검출수단(12), 비교수단(13), 작업위치 기억수단(14) 및 로보트 제어수단(15)에 의하여 구성되어 있다. 기준위치 기억수단(11)은 상기의 팔렛트(1) 혹은 작업물(2)의 기준위치P를 기억하는 프롬(PROM) 등에 의하여 구성되어 있으며 이 기준위치 P₀는 제3도와 같이 예컨데 X-Y 작교 좌표의 좌표치(X₀,Y₀)에 의하여 주어진다. 그리고 위치검출수단(12)은 클램프 상태의 팔렛트(1) 혹은 작업불(2)의 클램프위치를 검출하는 것으로서 X-Y 직교좌표에 대응하여 X 위치센서(16), Y 위치센서(17)에 의하여 구성되어 있다. 이 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)은 예컨데 비접촉형의 광센서 혹은 자기센서 등으로 제1도에서 예시하는 바와 같이 클램퍼(3)의 일부에 유지되어 있어 작업물(2)의 기준핀(18)의 위치를 검출하여 각각 그 위치에 따른 신호를 발생한다. 나아가 클램퍼(3)은 예컨데 리미트 스위치(19)를 구비하고 있어 클램프 상태를 이 리미트 스위치(19)로 부터의 신호에 의하여 검지된다.And the industrial robot (6) is installed near the working position and gives a reciprocating motion to the arm (7) to perform the desired work, such as supplying, discharging, bolting or cutting, such as the desired work. By the way, the control device 10 of the robot according to the present invention has a reference position storage means 11, a position detection means 12, a comparison means 13, a work position storage means 14 and It is comprised by the robot control means 15. As shown in FIG. The reference position storing means 11 is constituted by a prompt (PROM) for storing the reference position P of the pallet 1 or the work piece 2, and the reference position P ₀ is, for example, XY composition coordinates as shown in FIG. It is given by the coordinate value of (X ₀ , Y ₀ ). The position detecting means 12 detects the clamp position of the pallet 1 or the work piece 2 in the clamped state, and is configured by the X position sensor 16 and the Y position sensor 17 corresponding to the XY rectangular coordinates. It is. The X position sensor 16 and the Y position sensor 17 are, for example, non-contact type optical sensors or magnetic sensors, which are held in part of the clamper 3 as illustrated in FIG. The position of the reference pin 18 is detected and a signal corresponding to the position is generated, respectively. Furthermore, the clamper 3 is provided with the limit switch 19, for example, and a clamp state is detected by the signal from this limit switch 19. As shown in FIG.

또 비교수단(13)은 상기 기준위치기억수단(11)으로부터의 출력신호 및 위치검출수단(12)로부터의 출력신호를 입력하여 그들의 출력신호를 비교하는 것으로서 그의 비교치에 대응하는 출력을 로보트의 제어수단(15)에 보내준다. 또 작업위치기억수단(14)는 로보트(6)의 작업위치(P₁) 을 기억하는 것으로서 전기 기준위치 기억수단(11)과 마찬가지로 프롬 등에 의하여 구성되어 있다.The comparison means 13 inputs the output signal from the reference position storage means 11 and the output signal from the position detection means 12 and compares the output signals thereof, and outputs the output corresponding to the comparison value of the robot. To the control means (15). The work position storage means 14 stores the work position P ₁ of the robot 6 and is constituted by a prompt or the like like the electric reference position storage means 11.

그리고 로보트 제어수단(15)는 작업위치기억수단(14)의 기억치를 상기 비교수단(13)의 출력에 따라 수정하여 그 수정 내용에 입각하여 로보트(6)를 구동한다. 로보트(6)의 구동원(20)은 예컨데 펄스모타이며, 따라서 상기 로보트 제어수단(15)의 출력은 수정 내용에 대응하는 펄스 수로서 출력된다.The robot control means 15 then modifies the memory value of the work position storage means 14 according to the output of the comparison means 13 and drives the robot 6 based on the modification. The drive source 20 of the robot 6 is, for example, a pulse motor, so that the output of the robot control means 15 is output as the number of pulses corresponding to the correction.

다음에 동작을 설명한다. 팔렛트(1)은 정위치에 작업물(2)를 유지한 상태로 화살표 방향으로부터 순차적으로 이송되어 온다. 팔렛트(1)이 작업위치에 왔을 때, 클램프용 실린더(4)가 작동하여 클램퍼(3)은 후퇴 위치로부터 전진하여 팔렛트(1)을 기준면(5)로 눌러서 클램프한다. 이 클램프의 완료 상태는 리미트 스위치(19)에 의하여 검지할 수 있다. 리미트 스위치(19)가 클램프 신호를 발생했을 때, 위치 검출수단(12)로서의 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)은 기준핀(18)의 위치로부터 실제의 기준위치(P₀)를 검출하여 그 좌표치(X₀,Y₀)에 대응하는 검출신호를 발생하여 비교수단(13)에 보낸다. 비교수단(13)은 기준위치 기억수단(11)의 기준치 즉 기준위치(P₀)의 좌표치(X₀,Y₀)와 위치검출수단(12)로부터의 검출치 즉 실제의 기준위치(P₀)의 좌표치(X₀,Y₀)를 비교하여 그의 차이값 △x, △y를 산출하여 이 산출치에 입각하여 작업위치(P₁)의 좌표(X₁-Y₁)를 좌표(X+△x, Y+△y)의 위치 즉 실제의 작업위치(P₁)으로 수정한다. 로보트 제어수단(15)은 수정후의 좌표(X+△x, Y+△y)의 출력을 입력하여 이것을 대응하는 펄스 수로 연산하여 이를 구동신호로 하여 구동원(20)에 보낸다. 그러면 로보트(6)은 로보트 제어수단(15)에 의하여 주어진 수정후의 좌표(X+△x, Y+△y)의 제어신호에 입각하여 수정된 실제의 작업위치(P₁)까지 이동하여 그 위치에서 소정의 동작을 마친 후 다시 원위치로 돌아온다. 이 동작은 순차적으로 보내지는 팔렛트(1) 때마다 행해진다. 이와 같이 로보트(6)은 각각의 팔렛트(1)에 관하여 작업의 위치를 인식하여 그에 입각하여 자시수정하면서 그 수정내용에 따라 실제의 작업을 하기 때문에 작업 불량등은 미연에 방지할 수 있다.Next, the operation will be described. The pallet 1 is sequentially conveyed from the arrow direction in the state which hold | maintained the workpiece | work 2 in the fixed position. When the pallet 1 comes to the working position, the clamping cylinder 4 is operated so that the clamper 3 moves forward from the retracted position and presses the pallet 1 into the reference plane 5 to clamp it. The completion state of this clamp can be detected by the limit switch 19. When the limit switch 19 generates the clamp signal, the X position sensor 16 and the Y position sensor 17 as the position detecting means 12 are moved from the position of the reference pin 18 to the actual reference position P ₀ . Is detected and a detection signal corresponding to the coordinate values (X ₀ , Y ₀ ) is generated and sent to the comparison means (13). Comparison means 13 is the reference position the reference value stored in the storage means (11) that is a reference position (P _0), the coordinate values (X _{_0,} Y ₀₎ and the position detection means a detection value that is the actual reference position of the (12) of (P ₀ ) Compares the coordinate values (X ₀ , Y ₀ ) and calculates the difference values Δx, Δy and calculates the coordinates (X ₁ -Y ₁ ) of the working position (P ₁ ) based on the calculated values. x, Y + Δy), that is, the actual working position P ₁ . The robot control means 15 inputs the output of the coordinates X + Δx and Y + Δy after correction, calculates it with the corresponding number of pulses, and sends it to the drive source 20 as a drive signal. Then, the robot 6 moves to the corrected working position P ₁ based on the control signal of the modified coordinates X + Δx, Y + Δy given by the robot control means 15, and moves from the position to the predetermined position. After the operation of the back to the original position. This operation is performed every time the pallet 1 is sent sequentially. In this way, the robot 6 recognizes the position of the work with respect to each pallet 1 and performs the actual work according to the correction while self-correcting it on the basis of the work. Thus, the work failure can be prevented in advance.

더우기 상기 제1도의 실시예는 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)를 클램퍼(3)의 일부에 부착하고 이들의 Y 위치센서(16) 및 X 위치센서(17)은 제4도에 나타나 있는 바와 같이 클램퍼(3)과 다른 위치검출용 실린더(21)에 유지시켜 변위를 주어도 좋다. 물론 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)의 측정 위치는 항시 정위치라야만 한다. 그 정위치는 클램프용 실린더(4) 또는 위치 검출용 실린더(21)의 스트로크량 혹은 도시하지 안은 스토퍼 등에 의하여 국제할 수 있다. 또 제1도의 실시예는 검출대상을 작업물(2)의 기준핀(18)으로 하고 있지만 이 기준핀(18)으로 하고 있지만 이 기준핀(18)은 팔렛트(1)에 고정해도 좋다. 그경우 작업물(2)는 팔렛트(1)에 대하여 고정도로 위치 결정이 이루어져야 한다. 물론 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)의 검출대상은 기준핀(18)에 한정되는 것이 아니며 작업물(2) 또는 팔렛트(1)의 일부를 작접 검출하게끔 해도 좋다. 또 이 두개의 클램프용 실린더(4) 및 위치검출용 실린더(21)은 연동상태로 동작시킬 수도 있다.Moreover, the embodiment of FIG. 1 attaches the X position sensor 16 and the Y position sensor 17 to a part of the clamper 3, and the Y position sensor 16 and the X position sensor 17 are shown in FIG. As shown in the figure, the clamper 3 and the other position detecting cylinder 21 may be held to give a displacement. Of course, the measurement position of the X position sensor 16 and the Y position sensor 17 should always be the home position. The exact position can be internationalized by the stroke amount of the clamp cylinder 4 or the position detection cylinder 21 or a stopper not shown. In addition, although the detection object is made into the reference pin 18 of the workpiece | work 2, the embodiment of FIG. 1 makes it the reference pin 18, you may fix this reference pin 18 to the pallet 1. As shown in FIG. In this case, the workpiece 2 should be accurately positioned with respect to the pallet 1. Of course, the detection object of the X position sensor 16 and the Y position sensor 17 is not limited to the reference pin 18, You may make it detect the part of the workpiece | work 2 or the pallet 1 directly. The two clamping cylinders 4 and the position detecting cylinder 21 can also be operated in an interlocked state.

그런데 제1도 및 제4도의 실시예는 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)을 클램퍼(3)과의 관련으로 부설하고 있다.1 and 4, the X position sensor 16 and the Y position sensor 17 are provided in relation to the clamper 3.

이 때문에 클램프 수단은 특별한 것으로 해야만하며 또 위치 검출수단(12)의 구동수단 즉 클램프용 실린더(4)나 위치 검출용 실린더(21)이 필요하게 된다. 제5도의 실시예는 로보트(6)의 아암(7)에 위치검출수단(12) 즉 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)을 장비시킨 예이다. 이 경우 로보트(6)은 클램프 완료 신호를 받은 시점에서 우선 아암(7)를 아암 구동원(22)에 의하여 팔렛트(1)의 가까이까지 이동시켜 정지 상태로 아암(7)의 X 위치센서(16) 및 Y 위치센서(17)에 의하여 작업물(2) 혹은 팔렛트(1)의 위치를 검출하여 그 검출내용에 입각하여 작업위치를 수정하여 그 수정 후에 실제의 작업을 행한다. 이 실시예는 반송장치의 부분에 위치검출수단(12) 등을 부설할 필요가 없으며 따라서 기설의 제조라인에 대한 조합이 용이하게 된다. 그러나 소망의 작업은 항시 실제의 기준위치(P₀)의 검출 동작을 마친 시점에서 행하게 되기 때문에 작업능률은 위치검출 동작의 행정에 필요한 시간만큼 지연된다. 또 로보트의 제어장치(10)은 제5도와 같이 위치검출신호를 검출시에 일시적으로 유지하여 검출동작의 완료를 기다렸다가 필요한 소정의 타이밍시에 출력하여 비교 및 연산동작을 개시시키기 때문에 타이밍 제어수단(23)을 갖추어야한다.For this reason, the clamp means must be special, and the driving means of the position detecting means 12, that is, the clamping cylinder 4 or the position detecting cylinder 21 is required. 5 is an example in which the arm 7 of the robot 6 is equipped with the position detecting means 12, that is, the X position sensor 16 and the Y position sensor 17. As shown in FIG. In this case, the robot 6 first moves the arm 7 to the vicinity of the pallet 1 by the arm drive source 22 at the time when the clamp completion signal is received, and the X position sensor 16 of the arm 7 in the stopped state. And the position of the work piece 2 or the pallet 1 by the Y position sensor 17, and corrects the work position based on the detected contents, and performs the actual work after the correction. In this embodiment, it is not necessary to install the position detecting means 12 or the like in the portion of the conveying apparatus, so that the combination to the existing production line is easy. However, since the desired work is always performed at the time when the actual reference position P ₀ has been detected, the work efficiency is delayed by the time necessary for the stroke of the position detection operation. In addition, since the robot control apparatus 10 temporarily holds the position detection signal at the time of detection as shown in FIG. 5, waits for the completion of the detection operation, outputs it at the required timing, and starts the comparison and calculation operation. 23) must be equipped.

더우기 상기의 각 실시예에 있어서 Y 좌표의 방향은 기준면(5)에의 밀어붙임이며 팔렛트(1)의 규격은 상당한 정도내에서 이루어지기 때문에 Y 좌표 방향의 틈은 거의 발생하지 않는다.Furthermore, in each of the above embodiments, the direction of the Y coordinate is pushed to the reference plane 5, and since the specification of the pallet 1 is made to a considerable extent, a gap in the Y coordinate direction hardly occurs.

따라서 Y 위치센서(17)은 생략할 수도 있다. 또 Y 좌표 방향의 틈은 Y 위치센서(17)에 의한 검출치와 클램퍼(3)의 전진시의 변위량으로부터 환산한 검출치와를 가산하여 그 평균치에서 위치를 분할하게끔하면 틈의 검출정도는 충분히 높일 수 있다.Therefore, the Y position sensor 17 may be omitted. The gap in the Y coordinate direction is obtained by adding the detection value converted from the displacement value of the clamper 3 and the detected value by the Y position sensor 17 and dividing the position at the average value. It can increase.

또 로보트의 제어장치(10)은 기준치와 검출치를 비교 연산하여 이 출력으로 로보트(6)의 동작위치를 수정하게끔 하고 있으나, 이 비교 및 수정연산동작은 로보트(6)의 측의 제어장치에 의하여 행할 수도 있기 때문에 본 고안에 관계되는 로보트 제어장치(10)은 로보트(6)의 제어장치의 일부로 구성할 수도 있다. 더우기 비교수단(13) 및 로보트 제어수단(15)는 중앙처리장치(CPU)로 처리 가능하기 때문에 로보트(6)의 제어장치로서의 마이크로 컴퓨터를 이용하므로서 전용의 장치를 부설치 않아도 실용화 할 수 있다.In addition, the control device 10 of the robot compares the reference value with the detected value to correct the operation position of the robot 6 with this output. However, the comparison and correction operation are performed by the control device on the side of the robot 6. Since the robot control apparatus 10 which concerns on this invention can also be comprised as a part of the control apparatus of the robot 6. Furthermore, since the comparison means 13 and the robot control means 15 can be processed by a central processing unit (CPU), it is possible to put practical use without installing a dedicated device by using a microcomputer as a control device of the robot 6.

본 고안에 의하면 로보트가 팔렛트 혹은 작업물의 위치를 검출하며 그 위치의 틈에 따라 작업위치를 수정하기 때문에 작업위치의 위치 결정제어가 항시 확실하게 행하여지며 또 이런 종류의 로보트가 비교적 얕은 정도의 제조라인에도 용이하게 조합할 수 있다는 특유의 효과를 가져온다. 더우기 작업물 혹은 팔렛트의 위치검출이 클램프 동작과 동기로 행하여지는 실시예에서도 로보트의 운동이 소망의 작업을 행하기 위한 택트가 필요이상 길어지지 않으며, 또 위치검출수단이 로보트의 아암에 부설되어 있는 실시예에서는 제조라인측의 기설의 반송라인이 그대로 이용할 수 있는 점에서 유리하다.According to the present invention, since the robot detects the position of the pallet or the workpiece and modifies the working position according to the gap of the position, the positioning control of the working position is always performed reliably, and this type of robot has a relatively shallow manufacturing line. It also brings the unique effect of easy combination. Furthermore, even in the embodiment in which the position detection of the workpiece or the pallet is performed in synchronism with the clamping operation, the robot's movement does not take longer than necessary for the desired operation, and the position detecting means is attached to the arm of the robot. The embodiment is advantageous in that the existing conveying line on the production line side can be used as it is.

Claims

A reference position storage means for storing a reference position of the pallet or the workpiece in a device for carrying out a desired operation by reciprocating the arm of the robot with respect to the pallet or the workpiece held on the pallet in order to be transported sequentially; A position detecting means for detecting the clamp position of the pallet or the workpiece, a comparison means for comparing the output of the reference position storing means and the position detecting means, a working position storing means for storing the working position of the robot, and the working position storing means And a robot control means for modifying the memory device of the means according to the output of the comparison means.

A control apparatus for a robot according to claim 1, wherein the position detecting means is provided in the vicinity of the clamp position of the pallet.

A control apparatus for a robot according to claim 1, wherein the position detecting means is provided on the arm of the robot.