KR940000366B1 - 로보트의 위치검출방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로보트의 위치검출방법

제1도는 본 발명에 의한 로보트의 위치검출방법을 설명하기 위해서 일실시예를 도시한 구성도.

제2도는 동 실시예의 작용을 설명하기 위한 타이밍도.

제3도는 마찬가지로 타임차아트를 도시한 도면.

제4도는 종래의 로보트의 위치검출기구를 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 제1의 위치검출기 12 : 제2의 위치검출기

14 : 위치카운터 15 : CPU로 이루어진 제어장치

본 발명은 로보트, 조정기, 공작기계, 수송기계등에 적용되는 로보트의 위치검출방법에 관한 것이다.

종래의 로보트의 위치검출 기구로서는, 예를들면 제4도에 도시된 바와같은 구성의 것이 있다. 즉 제4도에 있어서, (1)은 후술하는 CPU로 이루어진 제어장치(5

)로부터의 지령에 의해 도시하지 않은 작동기를 개재해서 구동되는 로보트축, (2)는 이 로보트축(1)에 장착되어 그 이동에 따라서 펄스신호를 발생하는 증분형 위치검출기, (3)은 어떤 기준이 되는 위치에 설치되어, 이 위치에서 로보트축(1)을 검출하면 로보트위치 계측의 기준점으로서 검출신호를 출력하는 기준점검출기이다. 또 (4)는 위치검출기(2)로부터 출력되는 펄스신호를 계수하는 위치카운터, (5)는 기준점검출기(3)로부터 출력되는 기준점 검출신호가 입력되면 위치카운터(4)를 초기설정하는 동시에 로보트축(1)을 구동제어하는 제어장치이다.

이와같은 종래 로보트의 위치검출기구에 있어서, 로보트를 사용할 경우에는 전원을 투입한 것만으로는 로보트축(1)의 위치가 불명하다. 그래서, 전원투입후, 먼저 로보트축(1)을 기준점검출기(3)의 위치까지 이동시키고, 이 기준점검출기(3)가 로보트축(1)을 검출하면, 그 검출신호를 제어장치(5)에 입력한다. 제어장치(5)에서는 기준점 검출신호의 입력에 의해 위치카운터(4)를 초기 설정한다. 이 위치카운터(4)가 초기 설정되면, 그 초기설정치를 기준으로해서 위치검출기(2)로부터 발생하는 펄스신호를 증감함으로서, 로보트축(1)의 위치를 검출할 수 있다.

이상은 로보트의 하나의 로보트축(1)에 대한 설명이나, 모든 로보트축(1)에 대해서도 상기한 바와 마찬가지의 조작이 행해지는 것이다.

그러나, 이와같은 로보트의 위치검출기구로는 위치검출기로서 증분형 펄스발생기를 사용하였을 경우, 로보트의 제어전원이 탈락하면 로보트축(1)의 위치정보가 소실되고, 로보트의 제어가 곤란해진다고하는 문제가 있었다. 즉, 로보트의 제어전원을 투입할 때마다 로보트축(1)을 기준점검출기(3)의 위치까지 이동시켜, 위치카운터(4)를 초기설정할 필요가 있으며, 그 때문에 필요로하는 기준검출동작시간으로서 수분/회 걸리기 때문에, 사용상 문제로 되어 있었다. 또, 로보트축(1)의 정지위치에 관계없이, 로보트축(1)을 자동기준점 검출조작에 의해 한번에 기준점검출기(3

)의 위치까지 되돌려지기 때문에, 그 중간에 간섭물이 있을 경우에는 로보트축(1)과 간섭물이 충돌할 위험이 없었다.

그래서, 이상의 문제점을 해결하기 위해서 일본국 특원소 57-218942호에 기재되어 있는 바와같이, 2개의 증분형부호기를 톱니수가 약간 다른 기어등의 기구에 의해 연동시키고, 이들 증분형 부호기로부터 발신되는 제로신호가 로보트축등의 종동부의 동작범위에 있어서 1회만 동시에 발신되도록 하고, 이와동시에 발신되는 위치를 기계원점으로서 정하고, 그 위치를 검출함으로서 기계원점의 검출을 행하도록한 제안이 이루어지고 있으나, 이것도 역시 기계원점의 검출수단으로서는 불충분한 것이다.

본 발명은 증분형 펄스발생기를 위치검출기로서 사용하여도 기준점위치 검출시간이 대폭으로 단축가능해지고, 로보트 가동 준비시간을 단축할 수 있음과 동시에 위치검출에 필요로 하는 로보트축의 이동거리를 대폭으로 단축해서 기준점 검출시의 안정성을 향상시킬 수 있는 로보트의 위치검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해서, 로보트 이동축의 이동거리에 대해서는 다른 펄스수를 발생하는 2개의 증분형 위치검출기를 로보트 이동축에, 각각 연동시켜서 회전가능하게 설치하고, 이들 위치검출기로부터 발생하는 펄스수 차이를 검출해서 로보트위치를 검출함에 있어서, 상기 이동축의 임의의 위치에 있어서의 상기 양위치검출기의 기준펄스의 펄스수차이(P₂i)를 판독하고, 이어서 다음의 기준펄스의 기준위치로부터의 펄스수(i)를 i=(P₁-P₂i)/(P₁-P₂)에 의해서 산출한 후(단, P₁,P₂는 위치검출기의 1회전당 발생펄스수이다). 상기 이동축의 위치를 P₁×i에 의해 구해서 검출하는 것을 특징으로 하고 있다.

따라서, 이와같은 로보트의 위치검출방법에 있어서는 로보트 이동축에 연동시켜서 회전가능하게 설치된 2개의 증분형 위치검출기구로부터 로보트 이동축의 이동거리에 대해서 다른 펄스수를 발생시키고, 이동축의 임의의 위치에 있어서 각각의 기준펄스를 검출해서 그 사이의 펄스수에 의해 이동축위치를 그 자리에서 산출할 수 있으므로, 기준점의 검출에 필요로 하는 이동거리를 위치검출기의 2회전이하로 대폭으로 단축하여, 기준점의 검출에 필요로하는 시간을 대폭으로 단축할 수 있다.

이하 본 발명의 일실시예를 도면을 참조해서 설명한다.

제1도는 로보트의 위치검출기구의 구성예를 도시한 것이다. 제1도에 있어서, (13)은 도시하지 않은 로보트축의 이동에 따라서 회전하는 위치검출기 구동축으로, 이 구동축(13)에는 여기에 부착된 기어에, 톱니수가 다른 2개의 기어를 순차적으로 맞물려서 제1의 감속기구(16), 제2의 감속기구(17)가 연결되어 있다. 제1의 감속기구(16)의 회전축에는 증분형의 제1의 위치검출기(PLG1)(11)가 장착되고, 또 제2의 감속기구(17)의 회전축에는 증분형의 제2의 위치검출기(PLG2)(12)가 장착되어 있으며, 이들 제1 및 제2의 위치검출기(11),(12)는 제1 및 제2의 감속기구(16),(17)의 기어의 톱니수의 차이에 의해 로보트축의 이동거리에 대해서 다른 수의 펄스신호를 발생하도록 되어 있다. 또, (14)는 제1의 위치검출기(11)로부터 소정각도 회동할때마다 출력되는 펄스 A(예를들면 10°마다 1펄스를 발생하는 것으로 하면, 1회전당 36개의 펄스수)를 카운트하는 위치카운터, (15)는 제1 및 제2의 위치검출기(11),(1

2)로부터 출력되는 각각의 기준점 펄스 Z₁,Z₂와 위치카운터(14)에서 카운트된 펄스 A의 카운트값이 입력되는 CPU로 이루어진 제어장치로, 이 제어장치(15)는 제1 및 제2의 위치검출(11),(12)로부터의 기준펄스 Z₁,Z₂와 위치카운터(14)로부터의 펄스 A의 입력이 검출되면 위치카운터(14)를 초기설정함과 동시에 기준펄스 Z₁,Z₂와 펄스 A를 기초로 소정의 연산을 행해서 로보트축의 이동위치를 검출하는 것이다. 이 경우, 제1의 위치검출기(11)와 제2의 위치검출기(12)의 기준점펄스 Z₁,Z₂는 로보트축의 기준위치에서 합치시키고 있다.

다음에 상기와 같은 구성의 로보트의 위치검출기구의 작용에 대해서 제2도에 도시한 타이밍도 및 제3도에 도시한 순서도를 참조하면서 설명한다. 지금 전원투입후에 로보트축이 임의의 위치로 이동하면, 그 이동에 따라서 구동축(13)이 회전한다. 이 구동축(14)이 회전하면 제1의 감속기구(16)를 개재해서 제1의 위치검출기(11)가 회전하는 동시에 제2의 감소기구(17)를 개재해서 제2의 위치검출기(12)가 회전하고, 제2도에 도시한 타이밍으로 기준펄스 Z₁및 Z₂를 발생한다. 이들 기준펄스 Z₁및 Z₂는 제어장치(15)에 입력되는 동시에 제1의 위치검출기(11)로부터 출력되는 펄스 A가 위치카운터(14)에서 카운트된 카운트값이 판독되면, 연산장치(1

5)에서 로보트축의 위치를 계산한다.

계산에 필요한 데이터는 다음의 순서로 입수한다.

(1) 최초로 검출한 펄스 Z₁의 위치에서 위치카운터를 리세트하고, 카운터를 스타트시킨다(제3도㉮)

(2) 다음에 펄스 Z₂를 검출하고, 그때의 위치카운터의 값을 P₂i로서 보존한다

(제3도㉰)

(3) 그 다음에 펄스 Z₁을 검출했을 때의 위치카운터의 값을 P₁으로서 보존한다(제3도㉲) ㉲에서 행해지는 계산의 내용을 이하에 표시한다.

최초로 기준펄스 Z₁을 검출하였을때의 제1도의 위치검출기(11)의 기준위치로부터의 회전수를 i-1로하면, 제2도에 도시한 바와같이 최초로 i-1회전째의 펄스 Z₁을 검출한 후, 제3도의 ㉰ → ㉱로 나타낸 흐름에 의해서 판독되는 최초의 기준펄스 Z₂를 검출할때까지의 위치카운터(14)의 카운트값을 P₂i로 하면, 다음에 Z₁펄스를 검출했을때의 기준위치로부터의 기준펄스 Z₁의 회전수 i는 제3도의 ㉲로 나타낸 흐름과 같이 i=△Pi/△Po=(P₁-P₂i)/△Po가 된다. 즉, 위치검출기(11)와 위치검출기(12

)는 톱니수가 다른 감속기구(16),(17)에 의해 회전하고 있기 때문에, 펄스 Z₁과 펄스 Z₂가 나타나는 주기에는 △Po펄스의 차가 있다. 임의의 위치에서의 펄스 Z₁과 펄스 Z₂와의 차가 △Pi라고하면, 기준점으로부터 그 위치까지 위치검출기(11)가 회전한 회전수 i는 i=△Pi/△Po로 구해지고, △Pi는 P₁과 P₂i로부터 구할 수 있다. 따라서, i회전째의 기준펄스 Z₁을 검출하였을때의 로보트축의 위치는

로보트축의 위치=P₁×i

로 산출할 수 있다.

이 경우, 제어장치(15)는 i회전째의 기준펄스 Z₁을 검출하였을때, 위치카운터(14)의 카운트값(P₁×i)을 상술한 연산으로 구해진 로보트위치에 초기설정한다.

이후는 로보트축의 이동에 의해, 제1의 위치검출기(11)로부터 발생하는 펄스 A를 위치카운터(14)의 초기설정치에 증감해서, 그 값을 로보트위치로 한다.

이와같이 본 실시예에서는 로보트축의 이동에 따라서 구동되는 구동축(13)을 톱니수가 다른 기어를 개재해서 순차적으로 연결된 제1 및 제2의 감속기구(16),(17

)의 각 축에 증분형의 제1의 위치검출기(11) 및 제2의 위치검출기(12)를 장착하고, 각각 1회전할때마다 발생하는 기준펄스를 제어장치(15)에 입력하는 동시에 제1의 위치검출기(11)로부터 소정각도 회동할때에 발생하는 펄스 A를 위치카운터(14)에서 카운트시켜서 그 카운트값을 제어장치(15)에 입력함으로서, 제어장치(15)에서는 로보트축의 임의의 위치에 있어서의 제1 및 제2의 위치검출기(11),(12)의 기준펄스의 펄스수차이(P₂i)를 판독하고, 이어서 다음의 기준펄스의 기준위치로부터의 펄스수(i

)를 i=(P₁-P₂i)/(P₁-P₂)에 의해 산출한 후, 로보트축의 위치를 P₁×i에 의해 구하도록 한 것이다.

따라서, 증분형의 위치검출기를 사용해서 로보트축의 위치를 검출하여도 기준점의 검출에 필요로하는 이동거리를 위치검출기의 2회전이하로 대폭으로 단축할 수 있으므로, 기준점의 검출에 필요로하는 시간을 대폭으로 단축할 수 있으며, 로보트의 가동준비시간을 단축할 수 있다. 또, 로보트축의 위치검출에 필요로하는 이동거리를 대폭으로 단축할 수 있으므로, 기준점검출시의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 로보트의 하나의 이동축에 대해서 서술했으나, 로보트의 전체이동축에 대해서도 상술한 바와 마찬가지의 구성을 취할 수 있는 것은 물론이다.

이상 서술한 바와같이 본 발명에 의하면, 증분형 펄스발생기를 위치검출기로서 사용하여도 기준점 위치검출시간의 대폭적인 단축이 가능해지므로, 로보트가동준비시간을 단축할 수 있음과 동시에 위치검출에 필요로하는 로보트축의 이동거리를 대폭으로 단축해서 기준점검출시의 안정성을 향상시킬 수 있는 로보트의 위치검출방법을 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 로보트 이동축의 이동거리에 대해서 다른 수의 펄스신호를 발생하는 2개의 증분형 위치검출기를 로보트 이동축에 각각 연동시켜서 회전가능하게 착설하고, 이들 위치검출기로부터 발생하는 펄스수 차이를 검출해서 로보트위치를 검출함에 있어서, 상기 로보트 이동축의 임의의 위치에 있어서의 상기 양위치검출기의 기준펄스의 펄스수차이(P₂i)를 판독하고, 이어서 다음의 기준펄스의 기준위치로부터의 펄스수(i)를 i=(P₁-P₂i)/(P₁-P₂)에 의해서 산출한 후(단, P₁,P₂는 위치검출기의 1회전당의 발생펄스수이다). 상기 로보트 이동축의 위치를 P₁×i에 의해 구해서 검출하는 것을 특징으로 하는 로보트의 위치검출방법.

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