KR930008337B1 - Driving device for industrial robot - Google Patents

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KR930008337B1
KR930008337B1 KR1019900009918A KR900009918A KR930008337B1 KR 930008337 B1 KR930008337 B1 KR 930008337B1 KR 1019900009918 A KR1019900009918 A KR 1019900009918A KR 900009918 A KR900009918 A KR 900009918A KR 930008337 B1 KR930008337 B1 KR 930008337B1
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박상덕
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포항종합제철 주식회사
박득표
재단법인 산업과학기술연구소
백덕현
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Abstract

The device comprises a horizontal cylinder mount placed on the body plate, a loadless air-pressure cylinder placed on the mount, an L-type plate which is jointed with the piston ram of the air- pressure cylinder, a horizontal pulley for running guided by the pulley support shaft placed on the L-type plate in linear direction in plural, and a pulley moving in the limit of a horizontal slot which is placed on the bottom of the L-type plate, and the horizontal position control device of robot bottom part including a horizontal driving axle placed in crossing direction with the body plate through the pulley, thereby controlling the whole work field by only one operater using a computer and a joystick.

Description

산업용 로보트 구동장치Industrial Robot Drive

제 1 도는 본 발명의 구동장치를 적용한 산업용 로보트의 개략도.1 is a schematic diagram of an industrial robot to which the driving device of the present invention is applied.

제 2 도는 본 발명의 로보트 수평 구동장치 부분에 대한 측면도.Figure 2 is a side view of the robot horizontal drive portion of the present invention.

제 3 도는 본 발명의 로보트 수평 구동장치 부분에 대한 배면도.3 is a rear view of the robot horizontal drive portion of the present invention.

제 4 도는 본 발명의 로보트 수평 구동장치의 실린더 설치대의 사시도.4 is a perspective view of a cylinder mount of the robot horizontal drive device of the present invention.

제 5 도는 본 발명의 로보트 수평 구동장치의 수평활차부분의 평면도.5 is a plan view of a horizontal pulley portion of the robot horizontal drive device of the present invention.

제 6 도는 본 발명 로보트 구동장치의 제어회로부에 대한 블록 다이어그램.6 is a block diagram of a control circuit unit of the robot driving apparatus of the present invention.

제 7 도는 본 발명 로보트 구동장치 제어 회로부 공압위치 제어신호발생기의 상세회로도.7 is a detailed circuit diagram of the pneumatic position control signal generator of the robot drive control unit of the present invention.

제 8 도는 본 발명 로보트 구동장치 제어회로부의 솔레노이드 밸브 구동기의 사세회로도.8 is a detailed circuit diagram of the solenoid valve driver of the robot driver control circuit unit of the present invention.

제 9 도는 제 7 도의 회로의 내부파형도.9 is an internal waveform diagram of the circuit of FIG.

제 10 도는 본 발명에 다른 로보트의 시간당 이동거리특성도.10 is a characteristic of the movement distance per hour of the robot according to the present invention.

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

1 : 수평슬로트 2 : 수직슬로트1: horizontal slot 2: vertical slot

3 : 수직구동공압실린더 4 : 로보트 말단부3: vertically driven pneumatic cylinder 4: robot end

5 : 보디플레이트 7 : 수평구동실린더설치대5 body plate 7 horizontal drive cylinder mounting table

8 : 로드레스공압실리더 9 : 피스톤 램8: rodless pneumatic cylinder 9: piston ram

10 : 조인트 11 : L형 플레이트10: joint 11: L-shaped plate

12 : 수평구동축 13 : 수평활차12: horizontal drive shaft 13: horizontal pulley

14 : 활차지지축 15 : 디스켓14 pulley support shaft 15 diskette

16 : 전위차계 17 : A/D컨버터16: potentiometer 17: A / D converter

19, 24A, 24B : 증폭기 20 : 전기-공압비례밸브19, 24A, 24B: Amplifier 20: Electric-pneumatic proportional valve

21 : 에어컴비네이션 22 : D/A컨버터21: Air Combination 22: D / A Converter

23A, 23B : 계단파 발생기 25A, 25B : 솔레노이드밸브23A, 23B: Stepped wave generator 25A, 25B: Solenoid valve

26A, 26B : 니이들밸브 27 : 컴퓨터26A, 26B: Needle Valve 27: Computer

28 : 조이스틱 29, 30 : 비교기28: joystick 29, 30: comparator

31 : 오어게이트 34 : 인버터31: or gate 34: inverter

Q1, Q4: 트랜지스터 D1, D3: 다이오스Q 1 , Q 4 : Transistors D 1 , D 3 : Dios

RA, RD, R1, R7: 저항 25A', 25B' : 솔레노이드코일R A , R D , R 1 , R 7 : Resistance 25A ', 25B': Solenoid coil

본 발명은 대중량물 취급용 로보트장치에 관한 것으로, 특히 컴퓨터와 조이스틱으로 공압 제어방식을 통하여 로보트의 정밀위치제어가 가능하게 되어 산업용 로보트 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a robot apparatus for handling heavy goods, and more particularly, to an industrial robot driving apparatus by enabling precise positioning of the robot through a pneumatic control method using a computer and a joystick.

전기식 모우터를 이용한 로보트는 자체중량대 가반하중의 비가 작기 때문에(약 30 : 1) 대 중량물을 다루는 산업현장에 적용하기에는 자체의 중량이 너무 크고 또 가격도 고가이어서 실용성이 없다. 또한, 유압을 이용한 유압식 로보트는 고온 다분진의 조건인 작업현상에서는 그 사용에 제한이 따르게 된다.Robots using electric motors are not practical because their weight is too large and too expensive to be applied to industrial sites dealing with heavy objects because the ratio of their own loads to small loads is small (about 30: 1). In addition, the hydraulic robot using the hydraulic pressure is limited in its use in the working phenomenon of high temperature multi-dust.

그러나, 공압구동방식의 로보트는 자체중량 대 가반하중비가 크고(2 : 1) 조악한 작업환경에서의 사용이 용이하므로 제철소의 래들노즐(Ladle Nozzle)교환작업이나 전로연와 축조작업 등의 중량물을 취급하는 경우에, 근로조건의 개선, 인력절감 및 힘활용의 극대화에 크게 기여하게 된다.However, the pneumatically driven robot has a high weight to payload ratio (2: 1) and is easy to use in a harsh working environment. Therefore, the robot handles heavy objects such as ladle nozzle replacement work in the steel mill, and converter roll and construction work. In this case, it contributes greatly to improving working conditions, reducing manpower and maximizing power utilization.

기존의 공압식 산업용 로보트로서 대표적인 발라만 매니퓰레이터는 이미 상용화되어 널리 이용되고 있다.The Balaman manipulator, which is a representative pneumatic industrial robot, has already been commercialized and widely used.

상기 발라만 매니퓰레이터는 조악한 작업환경에서 중량물의 원격제어가 필요한 경우 등에 이용되는데, 이는 수직방향으로만 제어가능한 수직실린더로 중량물을 들어올리기만 할뿐 원하는 위치로의 수평이동은 작업자가 직접 로보트말단부를 움직여 주어야 하므로 수평위치의 원격제어가 불가능하고 로보트마다 1인이상의 작업자를 요구하게 된다.The Balaman manipulator is used when remote control of heavy weight is required in a coarse working environment, which is a vertical cylinder that can be controlled only in the vertical direction, and only lifts the heavy weight. Since it needs to move, remote control of the horizontal position is impossible and it requires more than one worker per robot.

이와 같이 공압식 발라만 매니퓰레이터가 가지는 능력의 한계는 공압식 위치제어시스템에 있어 공기의 압축성과 낮은 점성 등의 비선형성 때문에, 부하의 연속위치제어보다는 간단한 양끝점 제어에만 사용되고 있다.As such, the limitation of the capability of the pneumatic balaman manipulator is used only for simple end point control rather than continuous position control of the load because of nonlinearity such as air compressibility and low viscosity in the pneumatic position control system.

또, 단속신호를 이용하는 공압식 위치제어기가 1982년 한국과학기술원에 의한 "공기압 위치제어장치를 이용한 맥동형 단속적 제어기술의 개발"보고서에 제안된 바 있으나, 이러한 위치제어기는 유량의 손실이 크고 속도 제어가 어렵기 때문에 과동응답이 발생하는 등 고중량물을 취급하는 로보트의 위치제어용 액츄에이터로는 부적합하다.In addition, a pneumatic position controller using an intermittent signal was proposed by the Korea Institute of Science and Technology in 1982, "Development of a pulsation type intermittent control technique using the pneumatic position controller". It is not suitable for actuators for position control of robots that handle heavy objects, such as over-response.

본 발명의 목적은 제철소의 래들구멍에 노즐을 착탈하는 등 고중량물을 열악한 작업환경에서 정밀위치 제어하기 적합한 산업용 로보트 구동장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an industrial robot drive device suitable for precise position control in a heavy working environment such as attaching and detaching a nozzle to a ladle hole of a steel mill.

이러한 본 발명은 기존의 발라만 매니퓰레이터에 이중 수평활차를 포함하는 수평이동장치 그리고 비례제어신호와 단속신호를 동시에 사용하는 컴퓨터 및 조이스틱에 의한 로보트 제어회로부에 의해 달성된다.The present invention is achieved by a horizontal moving device including a double horizontal pulley in a conventional Balaman manipulator and a robot control circuit unit by a computer and a joystick simultaneously using a proportional control signal and an intermittent signal.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제 1 도는 본 발명의 개념도로서 보디 플레이트(5)상에 로드레스 공압실린더(8)에 의해 제어되는 수평슬로트(1)와 수직구동 공압 실린더(3)에 의해 제어되는 수직슬로트(2)가 설치되며, 상기 수평 및 수직슬로트(1, 2)상에서 이동하는 활차에 의해 로보트 말단부(핸드)(4)가 원격제어됨을 나타내고 있다.1 is a conceptual diagram of the present invention, a horizontal slot 1 controlled by a rodless pneumatic cylinder 8 on a body plate 5 and a vertical slot 2 controlled by a vertically driven pneumatic cylinder 3. It is shown that the robot distal end (hand) 4 is remotely controlled by the pulley moving on the horizontal and vertical slots 1 and 2.

제 2 도 내지 제 5 도는 제 1 도의 보디플레이트(5)중 수평슬로트(1) 부분의 구성을 나타내고 있다.2 to 5 show the configuration of the horizontal slot 1 portion of the body plate 5 of FIG.

여기에서, 보디플레이트(5) 상부에는 수평구동실린더 설치대(7)가 배치되며, 상기 설치대(7) 상에는 로드레스 공압실린더(8)가 설치된다. 또한, 상기 설치대(7) 상부에는 로드레스공압실린더(8)의 피스톤에 연결된 피스톤 램(9)의 활주를 위한 제 4 도의 가이드용 슬리트(7')가 형성된다.Here, a horizontal drive cylinder mounting base 7 is disposed above the body plate 5, and a rodless pneumatic cylinder 8 is installed on the mounting base 7. In addition, the guide slits 7 ′ of FIG. 4 for sliding the piston ram 9 connected to the piston of the rodless pneumatic cylinder 8 are formed above the mounting table 7.

상기 피스톤램(9)은 보디플레이트(5) 내부에 설치되는 L형 플레이트(11)와 조인트(10)를 통하여 결합된다.The piston ram 9 is coupled through the joint 10 and the L-shaped plate 11 installed in the body plate (5).

상기 L형 플레이트(11) 상단에는 보디플레이트(5)의 폭방향으로 마주보는 내측양쪽벽에 설치되는 길이방향의 활차 지지축(14)을 활주하기 위한 수평활차(13)가 설치되고, L형 플레이트(11) 하부에는 보디플레이트(5)의 폭방향을 가로지르는 수평로보트축(12)에 결합된 수평슬로트(1)내 활주용 활차가 설치된다.On the upper end of the L-shaped plate 11, a horizontal pulley 13 for sliding the longitudinal pulley support shaft 14 installed on both inner walls facing in the width direction of the body plate 5 is installed. A sliding pulley in the horizontal slot 1 coupled to the horizontal robot shaft 12 across the width direction of the body plate 5 is installed below the plate 11.

제 6 도는 로보트제어회로부의 블록다이어그램을 나타낸 것으로, 로드레스 공압실린더(8)의 피스톤 램(9)의 위치를 전위차계(16)로 검출하여 A/D컨버터(17)에서 디지탈 신호로 변환되게 연결하고, 상기 A/D컨버터(17)의 정보는 컴퓨터(27)의 위치제어프로그램 정보에 비교되어 D/A컨버터(22)로 입력되게 연결한다.6 is a block diagram of the robot control circuit unit, in which the position of the piston ram 9 of the rodless pneumatic cylinder 8 is detected by the potentiometer 16 and connected to the digital signal in the A / D converter 17. The information of the A / D converter 17 is compared with the position control program information of the computer 27 and connected to the D / A converter 22.

상기 D/A컨버터(22)에서 변환된 아날로그 신호는 계단파 발생기(23A, 23B)를 각각 통하여 각각의 증폭기(24A, 24B)를 거쳐, 로드레스 공압실린더(8)의 공급유량을 양쪽에서 단속하는 솔레노이드 밸브(25A, 25B)를 제어하게 구성한다.The analog signal converted by the D / A converter 22 is intermittently supplied to the rodless pneumatic cylinder 8 through the respective amplifiers 24A and 24B through the step wave generators 23A and 23B, respectively. To control solenoid valves 25A and 25B.

또, 상기 계단파 발생기(23A, 23B)의 출력은 오어게이트(31)로 논리합되고 증폭기(19)에서 증폭된 후, 상기 솔레노이드밸브(25A, 25B)로 공급되는 에어컴비네이션(21)의 공압유량을 조절용 전기-공압 비례밸브(20)를 제어하게 구성한다.In addition, the output of the staircase wave generators 23A and 23B is ORed to the orifice 31 and amplified by the amplifier 19, and then the pneumatic flow rate of the air combination 21 supplied to the solenoid valves 25A and 25B. It is configured to control the regulating electro-pneumatic proportional valve (20).

여기에서 26A, 26B는 니이들밸브이다.Where 26A and 26B are needle valves.

제 7 도는 D/A컨버터(22) 및 계단파 발생기(23A, 23B)에 의한 공압위치제어회로를 나타내고 있다.7 shows a pneumatic position control circuit by the D / A converter 22 and the stepped wave generators 23A and 23B.

여기에서는 D/A컨버터의 출력 아날로그 신호전압(Vo)은 각각의 분압저항(RA, RB) 및 (RC, RD)을 통하여 비교기(29 및 30)의 각 넌 인버팅 단자(+) 및 인버팅단자(-)로 입력되게 연결하고, 상기 비교기(29)의 인버팅 단자(-) 및 상기 비교기(30)의 넌인버팅 단자(+)에는 조이스틱(28)을 통한 신호전압(Vo)이 공통으로 입력되게 연결한다.Here, the output analog signal voltage Vo of the D / A converter is connected to each non-inverting terminal (+) of the comparators 29 and 30 through the respective voltage divider R A , R B and R C , R D. ) And an inverting terminal (-), and the inverting terminal (-) of the comparator 29 and the non-inverting terminal (+) of the comparator 30 have a signal voltage Vo through the joystick 28. ) Are connected to common input.

상기 비교기(29 및 30)의 출력은 각각 제 8 도의 증폭기(24B 및 24A)로 공급되게 연결하며, 또한 상기 비교기(29, 30)의 출력은 오어게이트(31)의 가변 저항(R3) 및 다이오드(D1)를 거쳐 전기-공압비례밸브 제어신호를 발생하는 증폭기(19)로 공급되게 연결하여 구성한다.The outputs of the comparators 29 and 30 are connected to be supplied to the amplifiers 24B and 24A of FIG. 8, respectively, and the outputs of the comparators 29 and 30 are connected to the variable resistor R 3 of the or gate 31 and It is configured to be connected to the amplifier 19 to generate an electro-pneumatic proportional valve control signal via the diode (D 1 ).

제 8 도는 증폭기(24A, 24B)의 상세회로도로서 각 계단파 발생기(23A, 23B)에서 출력되는 신호가 인버터IC(34)의 각 트랜지스터(Q1-Q3)의 베이스로 인가되게 연결하고, 상기 각 트랜지스터(Q1, Q3)의 콜렉터 출력은 각 솔레노이드 밸브(25A, 25B)의 솔레노이드 코일(25A', 25B')제어용 각 트랜지스터(Q2, Q4)의 베이스로 인가되게 연결하여 구성하다.8 is a detailed circuit diagram of the amplifiers 24A and 24B. The signals output from the stepped wave generators 23A and 23B are connected to the bases of the transistors Q 1 to Q 3 of the inverter IC 34. The collector outputs of the transistors Q 1 and Q 3 are connected to be applied to the bases of the transistors Q 2 and Q 4 for controlling the solenoid coils 25A 'and 25B' of the solenoid valves 25A and 25B. Do.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.

제 1 도 내지 제 5 도를 참고로 하여, 보디 플레이트(5) 상에 설치된 로드레스 공압실린더에 인가되는 공압에 의해 피스톤 램(9)이 제 2 도면상에서 좌, 우측으로 이동함에 따라, 상기 피스톤 램(9)과 조인트(10)로 연결된 L형 플레이트(11)상의 이중 수평활차(13)가 보디플레이트(5)의 길이방향 활차지지축을 따라 수평이동하게 된다.With reference to FIGS. 1 to 5, the piston ram 9 is moved left and right on the second drawing by the pneumatic pressure applied to the rodless pneumatic cylinder installed on the body plate 5. The double horizontal pulley 13 on the L-shaped plate 11 connected to the ram 9 and the joint 10 is horizontally moved along the longitudinal pulley support shaft of the body plate 5.

상기 이중수평활차는 조인트(10)의 비틀림현상을 방지한다.The double horizontal pulley prevents the torsion of the joint 10.

따라서 L형 플레이트(11)의 하부에 결합된 수평구동축(12)이 이동하는 방향으로 제 1 도의 로보트말단(4)의 수평위치를 정밀제어할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to precisely control the horizontal position of the robot end 4 of FIG. 1 in the direction in which the horizontal drive shaft 12 coupled to the lower portion of the L-shaped plate 11 moves.

여기에서, 상기 수평구동실린더 설치대(7)의 상면의 가이드슬로트(7')는 로드레스 공압실린더(8)의 피스톤램(9)을 가이드하게 되며, 상기 설치대(7)하부의 결합홈(7")은 보디플레이트의 상단 가장자리를 받아드여 보울트 조임에 의한 강력한 체결을 보장한다.Here, the guide slot (7 ') of the upper surface of the horizontal drive cylinder mounting base (7') guides the piston ram (9) of the rodless pneumatic cylinder (8), the coupling groove (lower) of the mounting table (7) 7 ") accepts the top edge of the bodyplate to ensure strong tightening by bolt tightening.

이와 같이 구동하게 되는 로보트말단 수평이동 장치는 제 6 도의 시스템에 의한 로드레스공압실린더의 수평이동으로부터 얻어진다. 컴퓨터 키이보드에서 입력된 원하는 위치값은 미리 짜여진 컴퓨터(27) 프로그램에 의해 이득값이 곱해져서 그에 해당하는 디지탈 값으로 바뀌어진다. 이값은 로드레스실린더(8)의 램의 현재 위치에 해당하는 값이 전위차계(16)와 A/D컨버터(17)을 통해 들어온 디지탈 값과 비교하여 두값의 차이에 해당하는 디지탈 오차신호를 만들어 낸다.The robot end horizontal moving device to be driven in this way is obtained from the horizontal movement of the rodless pneumatic cylinder by the system of FIG. The desired position value input from the computer keyboard is multiplied by the gain value by the pre-programmed computer 27 program and converted into the corresponding digital value. This value generates a digital error signal corresponding to the difference between the two values by comparing the value corresponding to the current position of the ram of the rodless cylinder 8 with the digital value input through the potentiometer 16 and the A / D converter 17. .

상기 실런더(8)의 피스톤 램(9)의 현재 위치는 당해 수평제어실행 직전의 최종수평위치를 말하며, 이 위치는 전위차계(16)로 검출되고 A/D컨버터(17)로서 디지탈 변화되어 디스켓(15)에 메모리된다.The current position of the piston ram 9 of the cylinder 8 refers to the final horizontal position just before the execution of the horizontal control, which is detected by the potentiometer 16 and digitally changed as the A / D converter 17 to provide a diskette. It is memorized in 15.

이러한 과정은 매 수평제어실행에 있어 반복적으로 이루어진다.This process is repeated for every horizontal control run.

한편, 상기 디지탈 오차 신호는 D/A컨버터(22)에서 그에 해당하는 전압으로 바뀌어져서 계단과 발생기(23A, 23B)를 거쳐 오어게이트(31)로 논리합 된 후 전기-공압 비례밸브 증폭기(19)에서 증폭되어 전기공압 비례밸브(20)의 개도를 조절한다.On the other hand, the digital error signal is converted to a voltage corresponding to the D / A converter 22, and then logically summed to the or gate 31 through the steps and the generators 23A and 23B, and then the electro-pneumatic proportional valve amplifier 19. Amplified in to adjust the opening degree of the electro-pneumatic proportional valve (20).

따라서, 에어컴비네이션(21)에서 공급되는 일정압력의 압축공기의 유량을 조절한다. 또한 D/A컨버터(22)는 오차신호를 컴퓨터 프로그램에 의한 판단으로 오차를 줄이는 쪽으로 계단파 신호를 계단파발생기(23A, 23B)에서 생성되게 하며 이 계단파 출력신호는 증폭기(24A, 24B)를 통해 증폭되어서 솔레노이드 밸브(25A, 25B)를 개폐시킴으로서 전기-공압 비례밸브(20)에서 조절된 유량을 포드레스공압실린더(8)내로 공급한다.Therefore, the flow rate of the compressed air of constant pressure supplied from the air combination 21 is adjusted. In addition, the D / A converter 22 causes the stepped wave signals to be generated by the stepped wave generators 23A and 23B in order to reduce the error by the computer program. By amplifying through and opening and closing the solenoid valves 25A and 25B, the flow rate regulated by the electro-pneumatic proportional valve 20 is supplied into the ford pneumatic cylinder 8.

이때 D/A컨버터(22)의 디지탈 입출력기기는 8비트일 경우 8개, 16비트일 경우 16개까지의 솔레노이드 밸브를 개폐시킬 수도 있다.In this case, the digital input / output device of the D / A converter 22 may open and close up to eight solenoid valves in case of 8 bits and 16 in case of 16 bits.

실린더내로 공급된 유량에 의해 피스톤 램(9)은 전진 또는 후진을 하여 원하는 위치까지 수평운동을 하며, 이때 램(9)이 움직이는 거리는 A/D컨버터(17)을 통해 디지탈 값으로 바뀌어져서 디스켓(15)에 화일로 보관된다.By the flow rate supplied into the cylinder, the piston ram 9 moves forward or backward and moves horizontally to a desired position. At this time, the distance the ram 9 moves is changed to a digital value through the A / D converter 17 and the diskette ( 15) are stored as files.

이에 대해서는 이미 기술하고 있다. 조이스틱을 이용하여 로보트의 위치를 제어하는 수단이 제 7 도에 나타나 있다. 이는 일예로 가변저항과 같은 조이스틱(28)과 비교기(29, 30)를 이용하고 있는데, 조이스틱(28)에서 나오는 전압 V1과 비교기(29, 30)로 보내는 기준전압을 비교하여 두값의 차이에 의해서 비교기(29, 30)의 출력값을 TTL논리값의 1 혹은 0으로 만들어 주게 된다.This has already been described. Means for controlling the position of the robot using a joystick are shown in FIG. For example, a joystick 28 such as a variable resistor and a comparator 29 and 30 are used. The voltage V 1 from the joystick 28 is compared with a reference voltage sent to the comparators 29 and 30. By doing this, the output values of the comparators 29 and 30 are made to be 1 or 0 of the TTL logical value.

조이스틱(28)의 최고전압과 비교기(29)의 플러스단자와 비교기(30)의 마이너스 단자로 향하는 전압 값을 V0로 하였으며, V0는 10-15V 정도의 값이면 충분하다.The maximum voltage of the joystick 28 and the voltage toward the positive terminal of the comparator 29 and the negative terminal of the comparator 30 were set to V 0 , and V 0 is sufficient as a value of about 10-15V.

비교기(29)의 플러스단자에 걸리는 전압을 VR1라고 하는 저항 RA, RB를 이용하여 구하면,When the voltage across the positive terminal of the comparator 29 is obtained using the resistors R A and R B called V R1 ,

Figure kpo00001
Figure kpo00001

와 같이 되어진다. 이 VR1값을 조이스틱(28)의 중립상태 전압치 V0/2보다 조금 크게 설정해 놓으면 비교기의 특성상 제 9a 도와 같이 조이스틱(28)로부터 들어오는 전압 V1가 VR1값보다 작으면 비교기(29)의 출력단에 걸리는 전압은 5V로서 TTL 논리값의 1을 나타내며 VR1값보다 커지면 0V로서 TTL논리값의 0을 나타낸다.It becomes like If the V R1 value is set slightly larger than the neutral state voltage value V 0/2 of the joystick 28, the comparator 29 if the voltage V 1 coming from the joystick 28 is smaller than the V R1 value as in the ninth diagram of the comparator. The voltage across the output terminal of is 5V, which represents 1 of the TTL logic value, and when it is larger than the V R1 value, 0V represents 0 of the TTL logic value.

마찬가지로 비교기(30)의 마이너스단자에 걸리는 전압을 VR2라고 하고 V0와 저항 RC, RD를 이용하여 구하면 와 같이 되어진다.Similarly, the voltage across the negative terminal of the comparator 30 is referred to as V R2 , and is obtained by using V 0 and the resistors R C and R D.

이 VR2값을 조이스틱(28)의 중립상태 전압치 V0/2보다 조금 작게 설정해 놓으면 제 9b 도와 같은 특성을 갖게 된다.If this V R2 value is set slightly smaller than the neutral state voltage value V 0/2 of the joystick 28, it has the same characteristics as the ninth diagram.

따라서, 제 9 도의 (a)와 (b)를 중첩시키면 제 9c 도와 같이 된다. 조이스틱(28)의 레버가 중힙상태에 있으면 즉, 조이스틱(28)의 출력전압이 V0/2일때 제 9c 도와 같이 증폭기(24A, 24B)의 입력단자 전압은 모두 TTL논리값의 1상태를 유지하므로 공압실린더(8) 양단에 공기압이 걸리므로 공압실린더(8)는 전진도 후출력 전압 VL이 점점 감소하여 VR1값을 넘어서게 되면 증폭기(24A)로의 출력단자의 전압을 TTL논리값의 0으로 되고 증폭기(24B)로의 출력단자의 전압은 TTL논리값의 1을 그대로 유지하게 된다.Therefore, when (a) and (b) of FIG. 9 are overlapped, it becomes like FIG. 9c. When the lever of the joystick 28 is in the middle state, that is, when the output voltage of the joystick 28 is V 0/2 , the input terminal voltages of the amplifiers 24A and 24B are all maintained at the state 1 of the TTL logic value as in the ninth diagram. Therefore, since pneumatic cylinder is applied to both ends of pneumatic cylinder (8), pneumatic cylinder (8) decreases the forward and backward output voltage V L gradually and exceeds V R1 value. The voltage at the output terminal to the amplifier 24B is maintained at 1 of the TTL logic value.

이때에는 공압실린더(8)가 좌측으로 일정한 속도로 움직이게 된다. 이상태에서 조이스틱(28)을 놓으면 조이스틱(28)은 중립상태로 돌아오고 공압실린더(8)는 다시 정지하게 된다. 그 다음 조이스틱 레버를 우측으로 밀면 조이스틱(28)의 전압 VL이 점점 증가하고 VR2값을 넘어서게 되면 증폭기(24A)로의 출력단자 전압은 TTL논리값의 1상태를 유지하고 증폭기(24B)로의 출력단자 전압은 TTL논리값의 0상태로 변화한다. 이때에는 공압실린더(8)가 우측으로 일정한 속도로 움직이게 된다.At this time, the pneumatic cylinder 8 moves to the left at a constant speed. When the joystick 28 is released in this state, the joystick 28 returns to the neutral state and the pneumatic cylinder 8 stops again. Then, if the joystick lever is pushed to the right, the voltage V L of the joystick 28 gradually increases and exceeds the value of V R2 , and the output terminal voltage to the amplifier 24A maintains one state of the TTL logic value and the output to the amplifier 24B. The terminal voltage changes to the zero state of the TTL logic value. At this time, the pneumatic cylinder 8 is moved to the right at a constant speed.

한편 오어게이트(31)는 비교기(29, 30)출력단자의 논리값을 논리합시켜 주므로 오어게이트(31)의 출력치는 항상 TTL논리값 1로 5V 정도의 값을 유지하게 되며, 가변저항(R3)와 다이오드(D1)을 이용하여 레귤레이터 증폭기(19)로 들어가는 전압치를 변화할 수 있으므로 공압실린더(8)로 들어가는 유량을 조절할 수 있어 속도제어를 할 수 있게 된다.On the other hand, since the or gate 31 logically sums the logic values of the output terminals of the comparators 29 and 30, the output value of the or gate 31 always maintains a value of about 5 V as the TTL logic value 1, and the variable resistor R 3. ) And the diode (D 1 ) can be used to change the voltage value entering the regulator amplifier 19, so that the flow rate entering the pneumatic cylinder (8) can be adjusted to allow speed control.

다음에, 제 8 도를 참고로 하여 증폭기(24A, 24B) 및 솔레노이드 밸브(25A, 25B)의 동작을 설명한다. 계단파 발생기(23A 또는 23B)에서 TTL논리값의 1이 발생될 경우 이 신호는 인버터 IC(34)의 개별인버터를 각각 거쳐서 각 증폭기(24A 또는 24B)의 트랜지스터(Q1또는 Q3)의 베이스에 로우레별로 인가된다.Next, the operation of the amplifiers 24A and 24B and the solenoid valves 25A and 25B will be described with reference to FIG. When one of the TTL logic values is generated in the stepped wave generator 23A or 23B, this signal passes through the individual inverters of the inverter IC 34 to the base of the transistor Q 1 or Q3 of each amplifier 24A or 24B. Applied per row.

따라서, 증폭기(24A, 24B)의 트랜지스터(Q2또는 Q4)의 베이스에 저항(R4또는 R6)통한 B+ 전앞으로 바이어스가 제공되므로 트랜지스터(Q2또는 Q4)가 온되어 솔레노이드밸브(24A 또는 25B)제어용 솔레노이드 코일(25A' 또는 25B')을 구동시킬 수 있게 된다.Accordingly, a bias is provided to the base of the transistors Q 2 or Q 4 of the amplifiers 24A and 24B forward and forward B + through the resistors R 4 or R 6 so that the transistors Q 2 or Q 4 are turned on and the solenoid valve ( 24A or 25B) solenoid coil 25A 'or 25B' for control can be driven.

이상과 같이 위치제어되는 본 발명에 대한 데이터를 제 10 도에서 나타내고 있다.Data for the present invention which is position controlled as described above is shown in FIG.

이 데이터는 D/A변환기의 최소출력전압과 최대출력전압을 0.76V-0.84V범위내에서 기울기(Kp)를 설정하고, 로보트 말단부(4)에 0㎏-36㎏까지의 부하(m1)를 변화시켜 컴퓨터를 이용하여 상기 로보트 말단부(4)를 35.87 이동시킨 결과이다.This data sets the slope (Kp) of the minimum output voltage and the maximum output voltage of the D / A converter within the range of 0.76V-0.84V, and the load (m 1 ) up to 0㎏-36㎏ at the robot end 4 This is the result of moving the robot distal end 4 by 35.87 by using a computer.

여기에서 알 수 있는 바와 같이, 과동응답없이 로보트 말단부(4)가 원하는 위치에 정확히 도달하게 되는 것이다.As can be seen here, the robot distal end 4 reaches the desired position accurately without overresponding.

여기에서 알 수 있는 바와 같은, 과도응답없이 로보트 말단부(4)가 원하는 위치에 정확히 도달하게 하는 것이다.As can be seen here, the robot distal end 4 is reached exactly at the desired position without transient response.

이상에서 설명한 바와 같은 본 바명은 제철소의 래들노즐교환작업이나 전로연과 축조작업 등과 같은 열악한 작업환경에서 대중량물을 다루기 위한 로보트말단의 정교환 위치제어가 가능하며, 단일의 컴퓨터 제어반 및 1인의 작업자만으로 복수의 로보트 작업현장을 손쉽게 원격제어할 수 있는 특유의 효과가 나타나게 된다.As described above, the bar name can be used to control the position of the robot end for handling heavy loads in the harsh working environment such as ladle nozzle replacement work in the steel mill, converter lead and construction work, and a single computer control panel and one worker Only a unique effect that can easily remotely control a plurality of robot workplaces will appear.

Claims (1)

공압식 로보트 구동장치에 있어서, 보디플레이트(5)상에 설치되는 수평구동실린더 설치대(7)와, 상기 설치대(7)상에 배치되는 로드레스공압실린더(8)와, 상기 공압실런더(8)의 피스톤 램(9)에 조인트(10)를 통하여 결합되는 L형 플레이트(11)와, 상기 L형 플레이트(11)의 상부에 복수로 설치되며 보디플레이트(5)의 길이방향으로 설치되는 활차지지축(14)에 가이드되어 활주하는 수평활차(13)와, 상기 L형 플레이트(11)의 하부에 설치되며 수평슬로트(1) 범위내에서 이동하는 활차와, 상기 활차를 관통하여 보디플레이트(5)를 횡단하는 방향으로 설치되는 수평구동축(12)를 포함하는 로보트 말단부수평우치 제어장치 ; 발라만 매니플레이터의 로보트말단부 수직위치 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 산업용 로보트 구동장치.In the pneumatic robot drive device, a horizontal drive cylinder mounting table (7) installed on the body plate (5), a rodless pneumatic cylinder (8) arranged on the mounting table (7), and the pneumatic cylinder (8) L-shaped plate (11) coupled to the piston ram (9) through the joint (10), and the pulley support is installed in a plurality of upper portions of the L-shaped plate (11) and installed in the longitudinal direction of the body plate (5) A horizontal pulley 13 which is guided and slides on the shaft 14, a pulley which is installed below the L-shaped plate 11 and moves within a horizontal slot 1 range, and a body plate penetrating the pulley; 5) a robot end horizontal pitch control device including a horizontal drive shaft 12 installed in a transverse direction; An industrial robot drive device having a vertical position control device for the robot end of the Balaman manifold.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110884904A (en) * 2019-12-10 2020-03-17 梅州雁中实业有限公司 Adjustable cloth loading stacking and transferring robot

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