KR940007171B1 - 이동하는 콘베어 장치상의 자동차에 대한 유리창 삽입시스템 - Google Patents

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리챠드 스탠리 안토쥬스키
프란시스 존 시울리
페르디난드 로날드 팰리스
그레고리 미첼 토토
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웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이션
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Abstract

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Description

이동하는 콘베어 장치상의 자동차에 대한 유리창 삽입시스템
제1도는 본 발명의 교시에 의한 이동하는 모든 종류의 자동차에 대한 유리창(windshield) 삽입시스템의 개략 평면도.
제2도는 본 발명의 양호한 실시예에서 사용되는 직교축 산업용 로보트 시스템(manipulator system)의 등각투영도.
제3도는 본 발명의 양호한 실시예에서 유리창을 인도하여 방위시키는 플립오버(flip-over)와 중앙장치의 등각투영도.
제4도는 본 발명의 시스템 구성을 나타내는 개통도.
제5도는 본 발명의 유리창 삽입 시스템의 동작의 주요순서에 포함되는 여러 단계들을 나타내는 유통도.
제6도는 본 발명에 의한 모든 "삽입하라"절차들을 나타내는 유통도.
제7도는 본 발명의 교시에 의한 모든 "트랙킹(tracking)하라" 공정들을 나타내는 유통도.
본 발명은 조립공정 라인을 통하여 이동하는 제품속으로 부품을 삽입하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히, 자동차에 유리창을 삽입하기 위한 로보트 시스템을 제공하는데 있다. 삽입하는 동안 자동차는 콘베어상에서 이동한다. 로보트가 취득할 수 있도록 유리창은 자동으로 중심잡힌다.
유리창이 이동하는 콘베어 장치상에서 변화되는 방위를 갖는 자동차의 유리창 구멍내에 삽입될 수 있도록 로보트를 안내하기 위해 다중감지기 정보는 즉시 응답경로 수정신호들로 변환된다.
생산성을 개선하기 위한 기본요건으로서 산업자동화의 일반적인 호응성은 여러 산업분야의 자동화를 성취시키기 위한 메카니즘으로서 로보트 또는 산업용 로보트(manipulator)장치의 호응도를 중가시켜 왔다. 유용한 산업 "공구"로서 로보트들에 대한 호응성은 지금까지 어렵고, 위험하고 또는 지루한 일을 수행할 수 있는 로보트 시스템에 대한 시장수요를 야기시키게 되었다.
자동차 산업은 생산성을 개선하고 또한 완성된 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 로보트들이나 산업용로보트들을 사용할 특별한 기회들이 있다. 현재 계속 반복적인 일들은 인간 작업자와 로보트들이 나란히 상대가 되어 효율적으로 또한 효과적으로 행해지고 있다. 예를들면 현재 로보트들을 사용하여 자동차의 여러가지 부품들에 접착제와 밀봉재를 부착시키고 있다. 또한 로보트들을 사용하여 무거운 부품들을 옮겨서 자동차의 여러부품들을 함께 용접할 뿐만 아니라 자동차에 페인트칠을 행한다. 그러나, 지금까지 자동으로 행하지 않고 있는 일들이 있다. 그러한 일의 일예가 자동차에 유리창을 삽입 또는 치장하는 것이다. 치창하는 공정의 자동화는 여러가지 요인들에 의해 방해되고 있다. 자동차의 유리창 구멍에 유리창을 놓기 위해서는 고도의 정밀성이 필요하다. 치장하는 공정중 약간의 오차가 생기면 자동차에 손상을 줄 뿐만 아니라 유리창이 파손될 수 있다. 그밖에도 자동차를 여러 작업장들을 통하여 이송시키는 기존 콘베어들을 상대적으로 안정되지 못하므로 이송되는 자동차의 정밀한 방위를 약간 변동시키는 원인이 되는 경향이 있다. 통상적으로 유리창을 삽입해야 될 거의 완성된 차는 콘베어 벨트상에서 위치 방위가 어느 정도 불규칙적이므로 유리창구멍의 정확한 위치설정을 일관성있게 할 수 없다. 따라서, 치장하는 동작은 지금까지 둘이상의 작업자가 손으로 들어올리는 장치로서 맞들어서 자동차의 양 측면을 따라 조립라인을 가로질러 걸아가서 자동차 유리창 구멍에 유리창을 수동으로 삽입함으로서 수행될 수 있었다. 이 기술은 기존 콘베어 시스템에 의해 자동차 치장부를 통해 계속 이송되는 동안 유리창을 정확하게 맞춰낄 수 있는 장점을 갖고 있다. 이 공정을 행하는 동안 자동차가 유리창 삽입부를 통과할 때 자동차 어느 한쪽에 있든 작업자가 자동차에 올라가 유리창을 창구멍에 삽입한다.
부품을 제품에 자동삽입시키기 위해서는, 제품의 정확한 방위와 위치를 알아야 한다. 이 정보에 따라 부품의 방위를 설정하여 산업용 로보트에 의해 즉시 취득하도록 하므로서 부품을 제품속에 쉽고도 용이하게 삽입할 수 있다. 그러나, 부품삽입을 행하는 작업장으로 제품을 이동시키기 위해 이동하는 콘베어 장치가 사용될 때 콘베어상의 제품을 정확하게 방위시키거나 로보트가 삽입공정을 행할 수 있도록 장시간동안 콘베어를 정지시켜야만 했다. 따라서 만일 제품의 방위를 모르거나 제품이 이송과정중 불규칙한 이동을 하게 되면 그러한 제품에 부품을 삽입하는 것은 아주 어렵게 된다.
변경 포트(alter port)를 갖는 Unimation Incorporated의 VAL II 제어기를 사용하는 산업용 로보트를 부합시킨 시스템이 설계된 바 있다. 이 변경 포트는 제1콘베어상의 조립라인을 아래로 이송시키는 차를 트랙시킬 수 있도록 콘베어 트랙킹을 사용하였다. 차로서 트랙킹되는 산업용 로보트는 차체의 부품을 들어올려 제1콘베어로부터 제2고가 콘베어로 이동시켰다. 차가 로보트에 의해 트랙되어 들어올려진다음 변경포트를 사용하여 그다음 콘베어상에 올려 놓을동안 로보트에 대하여 제1콘베어상에 차체를 위치시킬 시에 생기는 약간의 오차는 차를 들어올리기 위해 사용되었던 물림장치의 움직임정도에 의해 보상되었다. 이 시스템은 콘베어상에 있는 차의 전체 위치를 파악한 다음 차를 제2콘베어로 이송시키기 의해 들어올려주는 물림장치의 움직임에 의존하였다. 이 시스템은 이송되는 차의 정확한 위치를 확인함이 없이 단순히 콘베어를 엄격히 트랙킹시키는 원리를 사용했다.
본 발명의 주목적은 이동하는 콘베어장치상에서 상대적으로서 미정으로 변동되는 방위를 갖는 제품에 부품을 삽입할 수 있는 자동시스템을 제공하는데 있다.
따라서, 본 발명은 하나이상의 작업장들을 통하여 연속이송시키기 위한 콘베어 수단상에서 어느정도 불규칙한 방위상태로 배치되는 자동차의 유리창 구멍에 유리층을 삽입시키기 의한 장치에 있어서: 작업봉함체를 한정해주는 산업용 로보트 수단으로서, 그 봉함체를 통해 콘베어 수단이 자동차를 이송시키고 또한 봉함체내에는 X, Y, Z축 좌표를 따라 이동될 수 있을 뿐만 아니라 상기 축들 주위에서 회전될 수 있는 상기 산업용 로보트 수단이 봉함되어 있으며, 상기 산업용 로보트는 유리창을 작업봉함체내의 저장소로부터 제1의 예정된 장소로 회수 및 인도하기 위한 예정된 경로를 통해 이동시키기 위해 프로그림된 제어수단을 포함하며, 상기 제어수단온 즉시 응답 증분 변동들을 유도하기 위한 수단을 포함하며, 상기 산업용 로보트는 저장소로부터 유리창을 취득하여, 취측된 유리창을 자동차의 유리창 구멍에 삽입하기 위한 최종 이행수단을 더 포함하는 그러한 산업용 로보트와: 그리고 콘베어 수단상의 자동차가 상기 산업용 로보트의 작업봉함체내에 들어갔음을 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제1신호를 발생시키기 위한 제1수단을 포함하는 하나이상의 작업장들을 통하여 연속이송시키기 위한 콘베어 수단상에서 어느정도 불규칙한 방위상태로 배치되는 자동차의 유링창 구멍에 유리창을 삽입시키기 위한 장치에 있어서: 작업봉함체를 통한 상기 콘베어 수단의 이동을 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제2신호를 발생시키기 위해 로보트 제어기와 유통되는 제2수단으로서, 상기 제어기가 상기 제2신호에 응답하여, 그에의해 X축에 상관하여. 자동차의 이동을 연속 측정하여 봉함체의 X축을 따라 산업용 로보트의 이동을 조정하기 위한 제2수단과: 작업봉함체의 Y축에 대해 자동차의 적어도 전체위치를 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제3신호를 발생시키기 의한 제3수단으로서, 상기 제어기가 상기 제3신호에 응답하여, 그에의해 Y축에 상관하여 자동차의 위치를 연속측정하여 Y축을 따라 산업용 로보트의 위치설정을 조정하기 위한 제3수단과: 작업봉함체의 Z축에 대해 자동차의 적어도 전체위치를 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제4신호를 발생시키기 위한 제4수단으로서, 상기 제어기가 상기 제4신호에 응답하여, 그에의해 Z축에 대해 자동차의 위치를 연속 측정하여 Z축을 따라 산업용 로보트의 위치설정을 조정해주는 제4수단과: 유리창을 삽입하기 위해 유리창 구멍의 위치를 연속하여 최신의 것으로 갱신하기 위한 상기 산업용 로버트의 최종이행기와 동작가능하게 연관된 제5수단으로서, 상기 제어기에 입력시키기 위한 제5신호를 발생시키기 위한 제5수단과: 그리고 적어도 상기 제2, 제3, 제4 및 제5신로들에 응답하며 또한 즉시 응답 중분 변동들을 유도하기위한 수단을 포함하는 상기 제어기 수단에 입력을 제공하도록 프로그램되어 있는 컴퓨터 수단을 더 포함하는 것이 특징인 이동하는 콘베어 장치상의 자동차에 대한 유리창 삽입시스템을 제공한다.
이하 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
비록 본 발명에 의한 시스템은 제품에 부품을 삽입하고 또한 제품을 콘베어등에 의해 조립지역을 통과해 이송시키는 어떤 형의 조립공정에라도 적용할 수는 있지만 여기서는 이동하는 자동차에 대한 유리창 삽입시스템을 일예로 설명한다.
제l도에는 유리창 삽입 시스템부의 개략 평면도가 참조문자 11로 나타내며 또한 여러 주요 부품을을 포함하고 있다. 부품을 가운데는 산업용 로보트 13, 중심잡는(centering)장치 15, 로보트 제어기 17, 다중감지기 처리기 19 및 시각 제어기 21이 있다. 개략적인 도면은 또한 산업용 로보트 13에 인접하여 콘베어수단 23을 나타낸다. 본 발명의 독특한 장점들중 하나는 콘베어 벨트를 수정할 필요가 없다는 것이다. 그에따라 이 유리창 삽입 시스템으로서 자동차 자체는 유리창이 삽입되는 동안 반드시 정지시킬 필요가 없으므로 콘베어 23은 산업용 로보트 13의 작업봉함체 27내를 통해 자동차 25를 연속으로 이송시킬 수도 있다. 앞선 작업장에서 콘베어 23상에 안치된 자동차 25는 콘베어상에 정밀하게 위치되지 않으므로 콘베어에 대한 자동차의 실제방위를 산업용 로보트의 작업봉함체 27의 X, Y 및 Z축에 의해 한정된 좌표들을 따라 변동시킬 수도 있다. 이러한 어느 정도의 불규칙한 방위때문에, 콘베어를 일차 정지시킨다음, 치장동작을 행하는데 사용되는 로보트의 프로그램에 의해 설정된 바와같이 예정된 요구조건들에 따라 자동차를 위치시키는 것이 보장되지 않고서는 로보트를 사용하여 자동차에 치장하는 동작을 수행하는 겻이 지금까지 불가능하였다.
본 발명의 교시에 부합하는 시스템은 Unimation 6000 시리즈 기중기 로보트로서 설계되어 구성되었다. 이 로보트는 기중기 양측면과 양단부들에 점유되는 큰 장방형 작업봉함체에 의해 구별되어 있다. 이 로보트는 종래의 로보트들에서 통상적인 좀더 복잡한 극성좌표들과 대조되는 것으로 카티젼(cartesian) 좌표식으로 프로그램하는 것이 허락된다. 이 기중기 로보트 설계는 로보트 형식의 속도와 기민함이 허용되는 한편 고정밀성 및 반복성으로 기계공구 형식의 삽입(interpolation)동작을 지지할 수 있는 견고한 산업용 로보트를 제공해준다.
제2도를 다시 참조하면, X축 조립체, Y축 조립체 및 Z축 조립체로 구성되는 3개의 직교축 조립체들을 포함하는 Unimation 6000 시리즈 산업용 로보트 13의 도면으로 나타나 있다. 복수축 로타리 관절기구 W는 유리창을 취득해서 삽입하는데 사용할 수 있도록 특별히 설계된 최종 시행기 T를 수반하도록 Z축 조립체에 기계적으로 고정된다. 관절기구는 제2축 주위에서 제1축이동과 상호관계하여 또는 독립하여 회전운동을 제공하도록 제1축과 B축 모듈 주위에서 회전운동을 제공해주는 A축 모듈과 장착 브라켈을 포함한다. B축 모듈과 함께 사용하기 위한 공구장착 플랜지는 제2축 주위에서 최종 시행기의 회전운동을 제공한다. 각 모듈 유니트는 고조파 구동 유니트에 결합되는 고속 저 토르크 DC 모터에 의해 구동되는 회전부재를 갖고 있으며 또한 위치/신호 궤환기구를 가질 수도 있다.
X, Y 및 Z축 조립체 동작조합은 작업설비의 바닥 F에 고정되어 있는 수직 지지부재들 SM에 의해 기중기 형태로 지지된다. 이러한 기중기 헝태의 직교축 산업용 로보트 13은 소정의 작업공정을 행하는데 필요한 관절마디들의 수를 훨씬 줄여줄 뿐만 아니라 축상의 장치들에 대한 요구조건들도 또한 줄여준다. 각 축조립체의 폐쇄루프 DC 서브 모터장치에 대한 펄스폭 변조구동은 구동 캐비넬 DS 내에 위치된 종래의 구동회로를 사용하여 구동된다. 직결된 DC 서브모터장치는 모터 타코메터 포장 및 분해기(reso1ver)를 포함하고 있다. 제어상자 CS는 타코메터로부터 그리고 분해기로부터 속도궤환 정보를 그리고 구동모터로부터 직접 위치 궤환 정보를 수신한다. 이 정보는 고도의 안정된 서브 응답을 제공한다.
X측 조립체는 그것이 X축 안내 시스템을 따라 이동할때 X축 왕복대 22의 비틀림 편향을 최소화할 수 있는 폐쇄된 셀(cell)형 구조로 구성된다. 공장바닥 F상에 장치된 부재들 SM에 의해 지지된 이중 레일 시스템은 폐쇄루프 DC 서브제어에 응답하여 X축 왕복대 22의 부드러운 저마찰 이동을 보장해준다. X축 왕복대 22는 베아링들을 먼지로부터 보호해주도록 베아링 함체내에 미리 내장시켜 봉함된 선형 베아링들에 인해 안내 레일들23 및 25에 결합되어 있다.
X축 조립체에 대한 랙크(rack) 및 핀니온(pinion) 기계구동기는 DC 서브모터 및 타코메터 포장 26에 직접 결합되어 있다. 저 반동 구동소자들을 통하여 축조립체들을 구동모터들과 직접 결합시킴으로서 운동손실이 최소화된다.
산업용 로보트 시스템 13에 대한 케이블 배선은 X축 구조의 말단에 있는 접속상자 36으로부터 연장되어 유연성 케이블 운반체 37을 통해 이동가능한 축왕복대 22상의 접속상자 39로 연속되어 있다.
X축 조립체는 X축 조립체로부터 수직으로 연장되는 팔부재(arm)로서 기능을 한다. Y축 조립체는 작업봉함체 27내에서 Y축 조립체가 이동하는 동안뿐만 아니라 Z축 조립체가 이동하는 동안 응력과 회전 편향들을 최소화할 수 있도록 안내레일들 42 및 44를 포함하는 2중 레일배열과 Y축 지지부재 41을 포함하고 있다. 안내레일들 42와 44는 주름 커버들 43에 의해 보호되어 있다. X축 조립체에 대한 것과 마찬가지로 Y축 조립체에 대한 DC 서보구동기는 구동모터/타코메터 포장 51, 기어상자 분해기 포장 그리고 스토레이지소프트웨어 제한스위치들에 대한 보조로서 이동 및 원위치 한계들의 종료를 제공하는 하드웨어 제한 스위치포장을 포함하고 있다.
수직 Z축 조립체는 볼나사 기구를 사용한다. 로타리 인덱스 유니트 90은 산업용 로보트 시스템 13의 작업봉함체를 증가시켜 준다. 유니트 90은 X축 왕복대 22와 Y축 조립체의 사이에 위치되어 있어 Y축 조립체가 X축 왕복대의 이동말단에서 180°수평으로 회전될 수 있다. 왜냐하면 X축 왕복대 22의 복귀 이동은 제1 및 2도에 보인 바와같이 X축 조립체의 대향측면상의 제2장방형 공간작업 지역을 이용할 수 있기 때문이다.
Unimation 6000 시리즈 기중기 로보트의 이러한 독특한 구성은 Y축 팔부재가 Z축상에 배치된 산업용로보트를 유리창을 취득할 수 있도록 기중기 지지구조 SM의 일측면상에 우선 위치시켜준 다음, Y암에 의존하고 있는 취득된 유리창을 유리창 구멍속으로 삽입시킬 수 있도록 위치시키기 위해 기중기 지지구조SM의 대향측면으로 그 유리창을 이송시키도록 해준다.
제1 및 3도를 참조하면, l5로 나타낸 중심잡아주는 기구는 제1도에 개략도로 그리고 제3도에는 평면도로 나타나 있다. 중심잡아주는 기구는 중심잡아주는 장치 29와 유리창 W를 이송부 31로부터 중심잡아주는장치 29로 이송시키기 위한 플립오버 기구 15를 포함한다. 통상의 이송부는 입수대를 갖고 있어 여기에 하나이상의 유리창들이 콘베어에 의해 또는 또다른 산업용 로보트를 사용하여 또는 유리창을 수동조작하여 유리창 삽입부로 최초로 인도된다. 중심잡아주는 장치는 다수의 캠 85에 의해 작동되는 지지 팔부재들 87과 회전 볼 지지체 91를 갖고 있는 4개의 유리창 지지구 89를 포함하고 있어 그위에 유리창이 놓인다. 유리창W가 그렇게 놓임으로서 캠 작동되는 팔부재들 87은 유리창의 4측면들을 맞물어서 중심잡아주는 장치 29에 대해 중심위치로 유리창을 옮겨준다. 플립오버 기구 15는 그내에 내장되어 축 95주위에서 회전되는 모터에 의해 작동되는 플립오버 팔부재 93을 포함하고 있다. 팔부재 93의 가로막대에는 4개의 진공작동되는 최종시행기 97을 포함하는 유리창 물림장치가 유리창을 취득하여 그 유리창을 이송부 85로부터 회수해준다. 축 95주위에서 회전하는 플립오버 팔부재 93은 6000 시리즈 산업용 로보트의 최종 시행기들에 의해 취득할 수 있는 위치에 유리창을 옮겨준다. 이송부 31로부터 중심을 잡아주는 29로 유리창을 옮겨주는 플립오버 팔부재는 유리창이 6000시리즈 로보트에 의해 실제로 취득될 때까지 유리창 아래에 배치된 체로 그대로 있는다.적당한 감지기 수만이 중심을 잡는 장치상에, 제공되므로서 유리창이 적당히 중심잡혔는지 여부와 플립오버 이송중에 유리창이 손상되었는지 여부를 판정해 준다. 유리창이 시리즈 600로보트에 의해 취득되는 즉시 다른 유리창이 이송부 31로 인도되도록 플립오버 팔부재는 중심을 잡는 장치로부터 이송부로 다시 회전될 수있다.
제4도를 참조하면, VAL II 제어기, 정보를 수집하는 각종 감지기 수단 그리고 로보트를 안내하기 위해 즉시 응답경로 수정신호들로 변환시키기 위한 동시 감지기 정보를 시행해주는 중앙처리 유니트를 나타내는개통도가 도시되어 있다.
VAL II 제어기 개통 101로 나타내며 또한 변경포트를 103 그리고 병렬 입력 포트들을 105로 나타낸다. 셀 인터패이스 제어기는 VAL II 제어기의 변경포트 103으로 라인 109를 통하여 로보트 안내를 위해 즉시응답경로 수정신로들로 변환시키기 위한 동시감지기 정보를 제공하도록 다중 감지기 입력들을 수신하는 중앙처리 유니트 107을 갖고 있다. A-포스트 트리거(post trigger) 111은 자동차가 산업용 로보트의 작업봉합체속에 들어갔고 또한 자동차의 트랙킹이 개시되어야만 함을 나타내는 제1신호를 발생시킨다. 콘베어 인코더 113은 계수기 115와 커스톰 인터패이스 117을 통해 병렬 포트 119로 중앙처리 유니트 107과 유통된다.
콘베어 인코더는 A-포스트의 트리거링 후 작업봉함체를 통해 콘베어의 이동거리를 설정해주는 제2신호를 발생시킨다. 이 신호는 작업봉함체의 X축내에서 자동차의 이동에 상응한다. 초음파 범위검출기 121은 작업봉함체의 Y축에 대한 콘베어상의 자동차의 전체 위치를 나타내는 제3신호를 발생시킨다. 이 정보는 중앙처리 유니트 107의 직렬포트 123에 이송된다. 초음파 범위검출기들 l25의 또 다른 세트는 작업봉합체의 Z축에 대한 콘베어상의 자동차의 전체 위치를 나타내는 제4신호를 발생시킨다. 이 정보는 셀 인터패이스제어기 107의 직렬포트 127에 이송된다. 양호한 실시예에서, 129로 나타내는 화면시스템은 유리창이 삽입되는 유리창 구멍의 정확한 위치를 최종적으로 나타내주도록 Autoflex Inc.의 화면 시스템 137과 3개의 카메라들 131, 133 및 135를 부합하고 있다. 이 감지기 수단은 셀 인터패이스 제어기 107의 직렬 입력 139에 제공되는 제5신호를 발생시킨다.
Debug/TTY 보조장치 141은 시스템의 동작을 탐지하기 위한 오퍼레인터의 콘솔형으로 된 진단터미날이다. 그러나, 그것은 장상동작에는 필요없다. 그의 둘째 목적은 진단 및 디버그 콘솔형 제어로서, 사용하기위한 것이다. 터미날을 통하여 서어비스하는 사람은 감지기 시스템들의 동작을 탐지 및 제어할 수 있는 능력을 갖고 있다. 어떤 파라메터들을 조작 및/또는 특수 상태 플래그(flag)들은 탐지함으로서, 시스템에 대한 문제들을 쉽고도 신속하게 확인하여 교정할 수 있다. 이 장지는 또한 시스템의 시동 출발시의 조력자로서 역할을 할 수도 있다. 작업 셀의 중요한 특성들을 나타내며 또한 각 작업셀에 대해 독특한 어떤 파라메터들을 감지기 제어기 속에 삽입해야만 한다. 이것은 준비 모드(setup mode)를 사용하여 이 터미날로부터 행해진다. 삽입완료되는 즉시, 그 파라메터들은 불휘발성 RAM 메모리내에 기억된다. Allen-BradleyPLC143은 전체 치장동작의 행동을 탐지하도록 오퍼레인터에 의해 사용된 장치이다. 본 발명은 PLC에 신호를 제공하며 또한 PLC로부터 신흐들을 탐지한다. 신호들은 상태를 보고하는데 사용되며 또한 전체 치장동작의 동작을 조정하는데 사용된다. Unidex Rotary 145는 X축 주위에서 Y축의 회전을 제어한다. 그것은 또한 Y축 조립체를 언제 어디에 위치시켜야 될지에 관해 VAL II 제어기로부터 명령을 수신한다. 그다음, 그것은 일을 완료할때 로보트 제어기를 호출하여 집행하도록 적당한 프로그램을 선택한다. 인터패이스 147은 병렬 I/O신호를의 상이한 전압 및 레벨들을 셀 인터패이스 제어기 107에 겸용될 수 있는 전압과 전류로변환시킨다. 그 다음 제어기 107은 VAL II 제어기 101의 변경 포트를 통해 로보트 안내를 위한 즉시 응답경로 수정신호들로 변환시키기 위한 감지기 정보를 동시에 처리한다.
제5, 6 및 7도를 참조하면, 일련의 유통도들은 유리창을 일단 획득한 다음 이동하는 콘베어 라인상의 자동차에 삽입시키기 위해 유리창을 위치시키는 프로그램을 나타낸다. 제5도에는 주요순서가 유통도로 나타나있다. 그것은 만일 로보트가 삽입동작 201을 준비했는지를 일차 판정한다. 만일 로보트가 준비하지 않았다면 삽입공정은 지시신호가 제어기에 수신될 때까지 삽입동작은 더이상 진행되지 않는다. "로보트 준비완료"는 유리창이 시리즈 6000로보트의 최종 시행기에 의해 취득됐으며 또한 로보트가 "공격(pounce)위치" 203내에 유리창을 위치시킬 준비가 되었음을 나타낸다. 공격위치"는 유리창이 삽입될 수 있도록 아래로 통과하는 자동차에 대한 유리창을 움켜쥘 준비상태로 조립라인에 들어선다. 다시 로보트가 "공격위치" 203에 올때까지 공정은 대기한다. 그다음 결정 지점은 "A-포스트 트리거" 205이다. A-포스트 트리거가 작동될때 자동차가 콘베어상의 예정된 지점에 도달되면 트랙킹 처리가 개시된다. 따라서 트랙킹 공정을 통하여 로보트는 최종적으로 감지기 위치로 이동하므로 그에 의해 화면수단을 통해 유리창을 끼울 자동차의 유리창구멍을 볼 수 있다. 로보트가 "공격위치" 203에 오고 또한 A-포스트 트리거가 작동완료 205된 즉시 서브루틴 "삽입하라" 207이 개시된다. "삽입하라" 서부루틴이 완료되는 즉시 프로그램은 "로보트 공격" 203으로 재동작한다.
제6도를 참조하면, 제5도의 도면에 나타난 "삽입하라" 서브루틴에서의 일차적인 일은 제4도에 보인 VAL Ⅱ 제어기의 변경 포트상의 로보트와 통신을 설정해주는 것이다. 이 일을 개통 209에 도시되어 있다. 로보트상의 변경포트는 28밀리초마다 로보트의 위치를 수정하도록 약간씩 변경시킨다. "로보트 시동을 허락및 변경하라" 209는 로보트를 사진찍을 제1위치를 향해 로보트의 이동을 개시해준다. 그와동시에, 서브루틴 "트랙킹하라" 2l1이 개시되면 조립체 라인상에서 차동차이동이 트랙된다. 그다음 A-포스트 트리거 근처에 위치되는 제2감지기 수단 또는 도어(door) 초음파가 개시된다. 213의 "도어초음파"는 로보트의 Y좌표에 대한 자동차의 전체위치를 제공해준다. 이 정보는 트랙킹 동작에서 장래에 사용하기 위해 취득되어 기억된다. 그다음 로보트가 215의 사진 1을 찍는 지정에 도달완료 됐는지 여부의 결정시점이 된다. 이 질문에 대한 초기 답은 만일 로보트가 "사진 1을 찍어라" 위치에 아직 도달하지 않을 경우 그 루틴은 217의 "트래킹하라"로 되돌아각 때문에 항상 "아니오"로 진행된다. 그때에, 도어초음파는 로보트 최종시행기가 화면시스템의 범위내에 있게 되는 위치로 즉시 전체이동되도록 해주는 요소가 된다. "사진 1을 찍어라" 단계 215를 효과적으로 완료하는 즉시 그것은 로보트 최종시행기가 자동차로부터 예정된 거리에 있음을 인지하게 된다. "사진 1을 찍어라" 215가 완료되는 즉시, 제4감지수단은 "루프(roof) 초음파를 행하라" 219에서 작동된다. 이 제4감지수단 또는 루프 초음파는 자동차기 로보트의 평면에 대해 놓여있는 전체위치 즉, 자동차가 조립라인으로부터 얼마나 높이있는가를 알려준다.
그다음 이 정보를 추후 트랙킹에 사용하기 위해 221에 기억되며 또한 그와동시에 사진을 l을 찍으라는 요청이 223에 개시된다. 그 프로그램은 그것이 화면시스템이 중앙처리 유니트내의 처리를 위해 첫번째 사진을 제공완료할 때까지 그루프내에 그대로 남아 있는다. 동작들이 진행되는 동안 첫번째 사진을 약 4-5초 동안 그대로 유지된다. 따라서 225에서 사진 1이 대기해있는 동안 트랙킹이 계속된다. 정보를 입수할 수 있는 화면처리기가 신호를 발생완료하는 즉시 정보는 중앙처리 유니트를 통과하여 트랙킹을 위해 229에 기억된다. 그다음 로보트는 교정된 위치로 이동되어 231에서 "사진 2를 찍는다." 231의 "사진 2를 찍어라"는 단계는 213과 223에서의 두 초음파 검사에 의해 합쳐진 정보와 225에서의 화면시스템에 의해 취해진 첫번째 사진에따라 완전히 좌우된다. 이 정보는 트랙킹시스템내에 기억되며, 트랙킹 시스템을 로보트를 삽입위치에 출현되도록 위치시킨다. 231단계의 "사진 2를 찍어라"는 추가의 안전조치이다. "사진 2를 찍어라"는 단계 231은 조립라인의 이동으로 인해 조립라인에 대해 자동차가 움직이지 않는 것을 보장해준다. 트랙킹 서브루틴은 "사진 2"단계를 요청하도록 연속한다. 둘째사진 231과 233의 "트랙킹하라"서브루틴으로부터의 정보로서 로보트의 위치를 증분적으로 변동시켜주어 자동차의 이동에 대해 보상해주므로 유리청을 삽입할 수 있도록 알맛게 일렬로 정렬된다. 따라서, 235의 사진 2에 대한 요청이 완료되어 사진 2가 237에서 준비완료되는 즉시정보는 트랙킹을 위해 239에 기억된다. 상술한 바와같이 사진 2가 준비완료되지 않을 경우 조차 "트랙킹 서브루틴을 행하라" 단계 241이 계속된다.
이 시점에서, 프로그램은 245단계에서 로보트가 유리창 삽입을 행할 것을 요청한다.
VAL II 제어기의 변경 포트를 통하여 중앙처리 유니트로부터의 다중 감지기 정보를 처리하여 로보트를 위치설정 완료하면 유리창 삽입에 관한 결정시점에 도달한다. 만일 유리창이 삽입될 수 있음이 결정되면 프로그램은 "삽입을 요청하라"단계를 개시하는 개통 247로 이동한다. "삽입을 요청하라" 단계 247은 로보트내의 서브루틴으로서 자동차에 대해 로보트를 예정된 위치로부터 일정한 거리만큼 이동시켜 준다. 이동범위는 트랙킹 공정으부터 얻은 정보를 통해 설정되므로 유리창이 자동차의 유리창 프레임에 직접 삽임될 수 있다. 일정거리 이동이 완료된 후 물림 장치내의 감지기들은 249단계에서 삽입이 완료되었는지 여부를 나타내는 궤환신호를 로보트에 제공해준다. 만일 삽입이 완료되면, 25l단계에 트랙킹하지 말것을 명령한다. 만일 유리창이 계속적으로 완료되어 251단계에서 트랙킹 종료명령을 개시했을 경우, 그 즉시 로보트 프로그램은 주요순서 255로 복귀된다·
서부루틴 "트랙킹 하라"는 제7도에 도시되어 있다. 이 서브루틴에서, 개통 216은 프로그램이 인코더 버퍼를 판독할 것을 명령하는 것을 나타낸다. 인코더는 콘베어 장치 자체상에 장치되어 있어 산업용 로보트의 X축을 따라 콘베어의 이동율을 증분 펄스들로 계산한다. 인코더는 A-포스트가 트리거된 이후 콘베어가 얼마나 멀리 이동했는가를 나타내준다. "트랙킹을 하라"는 서브루틴에서 인코더 버퍼는 주어진 시간 기간동안 콘베어가 얼마나 멀리 이동됐는가를 알 수 있도록 판독한다. 그로부터, 최종 시행기와 자동차간에 일정한 거리를 유지하도록 하기 위해 X축에 대해 로보트가 재위치되어야 함을 나타내주는 오프세트(offset)신호가 발생될 수 있다. 이 오프세트 신로는 개통 263에 나타나 있다. 그와동시에 265단계에서 도어초음파가 완료되었는지 여부와 같은 기타 데이타가 재검토된다. 만일 도어 초음파가 완료됐을 경우, 그다음 결정해야될 것은 267단계의 루프 초음파가 완료됐는지 여부이다. 도어 초음파와 루프 초음파가 모두 행해졌다고 가정하자. 만일 루프 및 되어 초음파뿐만 아니라 사진 1과 사진 2가 완료되었다면 오프세트 신호는 273의 로보트 변경 포트로 전송된다. 오프세트 신호가 273의 로보트 변경포트로 연속적으로 전송된다고 가정할때 서브루틴은 제6도에서 개통 275로 도시된 트랙킹 프로그램내에 나타낸 단계로 복귀된다. 경우에 따라, 감지기 수단중 하나가 적당한 감지신호를 제공하지 못하게 되는 상황들이 발생할 것이다. 예를들어, 265의 초음파가 완전히 완료되지 못할 경우 그 시점에서, 데이타 277에서 입수 될 수 있는지 여부에 대한 질문이 생길것이다. 만일 데이타가 입수될 수 없을 경우 마지막오프세트 신호가 개통 273에 전송될 것이다·
만일 데이타가 입수될 수 있을 경우, 그 데이타는 그것이 279에서 모순없이 예정된 파라메터내에 있는지 여부를 판정하도록 분석될 것이다. 마찬가지로, 만일 이 루프 초음파가 277에서 행해지지 않을경우, 데이타가 입수될 수 있는지 여부에 관한 결정사항을 281로 보낸다. 만일 데이타가 나타나지 않을경우, 사전에 기억된 트랙킹 정보가 평가되어 변경포트로 이송될 것이다. 만일 데이타가 입수될 수 있을 경우 오프 세트신호는 283에서 통합되어 변경포트로 이송될 것이다. 285에서는 데이타가 예정된 파라메터들내에서 만족되는지 여부를 판정하도록 검사가 행해진다. 개통 269에서, 만일 사진 1이 행해지지 않을 경우, 데이타가 개통287에서 입수될 수 있는지 여부를 질문한다. 만일 데이타가 입수될 수 없을 경우, 오프세트 신호정보는 변경포트를 통해 로보트에 직접 전달된다.
만일 데이타가 입수될 수 있을 경우, 그것은 데이타가 알고 있는 파라메터들과 일치하는지 여부를 확인한다. 만일 그 데이타가 알고있는 파라메터들과 일치할 경우, 프로그램은 로보트 제어기의 변경포트에 전송시키기 위해 291에서 오프세트 신호를 통합시킨다. 마지막으로, 사진 2를 재검토하여 만일 사진 2가 행해지지않을 경우, 데이타가 293에서 입수될 수 있는지 여부를 질문한다· 만일 데이타가 입수될 수 있을 경우, 데이타가 295의 알고있는 파라메터들과 일치하는지 여부를 판정하도록 심사된다. 만일 그것이 알고있는 파라메터들내에 있을 경우, 오프세트 신호는 297에서 통합된다. 그다음 이 오프세트 신호는 개통 273의 로보트변경포트로 전송된다. 이 프로그램은 만일 감지기들중 어떤 감지기가 최종 시행기에 의해 지지되고 있는 유리창이 이동하는 자동차에 대해 전체적으로 위치밖에 있음을 나타낼 경우 삽입공정을 취소시킬 수 있는 옵션(선택권)을 갖고 있다.
그 다음 로보트는 공격위치로 복귀된 다음 조럽라인 상의 자동차가 로보트의 작업봉함체내에 들어갔음을 나타내주는 그다음 A-포스트 트리거신호를 대기한다.
오프세트 정보가 변경 포트를 통해 로보트로 이송될때 로보트는 변경 포트에 대한 28밀리초의 최신 입력들간에서만 이동되도록 제한된다. 따라서 트랙킹 정보를 개통 221에서와 같이 기억되며 또한 그 정보는 로보트 위치를 증분적으로 변동시켜 줌으로서 유리
창을 삽입하기 바로전의 예정된 위치에 최종 시행기가 적당히 정렬된 그 시간까지 로보트 제어기에 연속적으로 제공된다.
지금까지 설명한 것은 제품이 콘베어 라인상에서 로보트의 작업봉함체를 통해 연속이동시키는 동안 제품속에 부품을 삽입할 수 있는 산업용 로보트와 다수의 감지기들을 포함하는 시스템에 관한 것이다. 콘베어라인상에 이송되는 제품은 산업용 로보트의 X, Y 및 Z 조정시스템들내에서 트랙된다.

Claims (4)

  1. 작업봉함체를 한정해주는 산업용 로보트 수단으로서, 그 봉함체를 통해 콘베어 수단이 자동차를 이송시키고 또한 봉함체내에는 X, Y, Z축 좌표를 따라 이동될 수 있을 뿐만 아니라 상기 축들 주위에서 회전될수 있는 상기 산업용 로보트 수단이 봉함되어 있으며, 상기 산업용 로보트는 유리창을 작업봉함체내의 저장소로부터 제1의 예정된 장소로 회수 및 인도하기 위한 예정된 경로를 통해 이동시키기 위해 프로그램된 제어수단을 포함하며, 상기 제어수단은 즉시 응답 증분 변동들을 유도하기 위한 수단을 포함하며, 상기 산업용 로보트는 저장소로부터 유리창을 취득하여, 취득된 유리창을 자동차의 유리창 구멍에 삽입하기 위한 최종 이행수단을 더 포함하는 그러한 산업용 로보트와, 그리고 콘베어수단상의 자동차기 상기 산업용 로보트의 작업봉함체내에 들어갔음을 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제1신호를 발생시키기 위한 제1수단을 포함하는 하나 이상의 작업장들을 통하여 연속이송시키기 위한 콘베어수단상에서 어느정도 불규칙한 방위상태로 배치되는 자동차의 유리창 구멍에 유리창을 삽입시키기 위한 장치에 있어서: 작업봉함체를 통한 상기 콘베어 수단의 이동을 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제2신호를 발생시키기 위해 로보트 제어기와 유통되는 제2수단으로서, 상기 제어기가 상기 제2신호에 응답하여, 그에의해 X축에 상관하여 자동차의 이동을 연속 측정하여 봉함체의 X축을 따라 산업용 로보트의 이동을 조정하기 위한 제2수단과, 작업봉함체의 Y축에 대해 자동차의 적어도 전체위치를 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제3신호를 발생시키기 위한 제3수단으로서, 상기 제어기가 상기 제3신호에 응답하여, 그에의해 Y축에 상관하여 자동차의 위치를 연속측정하여 Y축을 따라 산업용 로보트의 위치설정을 조정하기 위한 제3수단과, 작업봉함체의 Z축에 대해 자동차의 작어도 전체위치를 나타내주는 상기 제어기에 입력시키기 위한 제4신호를 발생시키기 위한 제4수단으로서 상기 제어기가 상기 제4신호에 응답하여, 그에의해 Z축에 대해 자동차의 위치를 연속 측정하여 Z축을 따라 산업용 로보트의 위치설정을 조정해주는 제4수단과, 유리창을 삽입하기 위해 유리창 구멍의 위치를 연속하여 최신의 것으로 갱신하기 위한 상기 산업용 로보트의 최종 이행기와 동작가능하게 연관된 제5수단으로서, 상기 제어기에 입력시키기 위한 제5신호를 발생시키기 위한 제5수단과, 그리고 적어도 상기 제2, 제3, 제4 및 제5신호들에 응답하며 또한 즉시응답 증분 변동들을 유도하기 위한 수단을 포함하는 상기 제어기 수단에 입력을 제공하도록 프로그램되어 있는 컴퓨터 수단을 더 포함하는 것이 특징인 이동하는 콘베어 장치상의 자동차에 대한 유리창 삽입시스템.
  2. 제1항에서, 작업봉함체의 Y축에 대해 자동차의 최소한의 전체위치를 나타내는 제3신호를 발생시키기 위한 제3수단은 초음파 감지기 수단인 것이 특징인 이동하는 콘베어 장치상의 자동차에 대한 유리창 삽입시스템.
  3. 제1항에서, 작업봉함체의 Z축에 대해 자동차의 최소한의 전체위치를 나타내는 제4신호를 발생시키기 위한 제4수단은 초음파 감지기 수단인 것이 특징인 이동하는 콘베어 장치상의 자동차에 대한 유리창 삽입시스템 .
  4. , 1항에서, 제1자동차의 유리창구멍에 위치시키기 위한 산업용 로보트의 최종 시행기와 연관되어 동작되는 제5수단은 화면 시스템인 것이 특징인 이동하는 콘베어 장치상의 자동차에 대한 유리창 삽입시스템.
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