KR950013712B1 - Calibration device of robot - Google Patents

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박형욱
정상봉
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주식회사기아기공
김성웅
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
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Abstract

a microcomputer(1) consisting of a program treatment part(SP) and an interface part(IF1); the calibration device(2) consisting of an interface part(IF2) provided to match the output signals of the microcomputer(1) and a pretreatment part(PP); a robot controller(Rc) connected to the pretreatment part(PP); and a robot(R). The attitude change of the robot generated in tool exchange or in work exchange is corrected through the microcomputer.

Description

로보트(ROBOT)의 캘리브레이션(CALIBRATION)장치Robot calibration device

제 1 도는 본 발명의 장치도.1 is a device diagram of the present invention.

제 2 도는 본 발명의 시스템 구성도.2 is a system configuration diagram of the present invention.

제 3 도는 본 발명의 프리프로세서 흐름도.3 is a preprocessor flow diagram of the present invention.

제 4 도는 본 발명의 프리세서의 구성 블럭도.4 is a block diagram illustrating the structure of the processor of the present invention.

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

SP : 프로그램처리부 IF1, IF2: 인터페이스부SP: Program processing part IF 1 , IF 2 : Interface part

PP : 전처리부 RC: 로보트 콘트롤부PP: preprocessing part R C : robot control part

R : 로보트 1 : 컴퓨터R: Robot 1: Computer

2 : 캘리브레이션장치 3 : 로보트 시스템2: Calibration device 3: Robot system

본 발명은 로보트에 있어서 공구(Tool) 교환 및 이설작업등으로 발생되는 로보트의 자세변화를 컴퓨터를 통하여 교정하는 로보트의 캘리브레이션장치에 대한 것이다.The present invention relates to a robot calibrating device for correcting, via a computer, the posture change of the robot generated by tool replacement and relocation.

종래에는 로보트(ROBOT)의 공구(TOOL)값 또는 주위환경의 변화[즉, 로보트의 위치변동, 지그(JIG)의 위치변경, 오프라인 티칭(off line teaching)에 의한 설계치와 실제 환경의 차이]시 이를 적절히 교정할 수 있는 방법이 없었기 때문에 라인을 중단하고 재시험을 한 후 작업을 실시해야 하는 번거로움 및 작업능률 저하의 일요인이 되어 왔었다.Conventionally, when the tool value or the surrounding environment of the robot is changed (ie, the position of the robot, the position of the jig is changed, and the difference between the design value and the actual environment due to offline teaching), Since there was no way to properly correct this, it has been a factor in the hassle and deterioration of work to be taken after the line has been shut down and retested.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 로보트의 공구교환이나 이설작업등으로 발생되는 로보트의 자세변화를 컴퓨터를 통하여 간단하게 교정(alibration)토록 함으로써 라인중단상태 및 시험시간을 최소화하여 오프라인 티칭(off line teaching)을 가능케 하는데 그 목적이 있다. 이하, 본 발명의 캘리브레이션 장치를 첨부도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and minimizes the line interruption state and the test time by allowing the computer to easily calibrate the posture change of the robot caused by tool change or relocation of the robot. The purpose is to enable offline teaching. Hereinafter, the calibration device of the present invention will be described in more detail based on the accompanying drawings.

본 장치는 제 2 도의 구성도에서 예시하는 바와같이 프로그램처리부(SP)와 인터페이스부(IF1)로 구성되는 컴퓨터(1)와, 상기 컴퓨터(1)의 출력신호를 매칭시켜주는 인터페이스부(IF2) 및 전처리부(PP)로 구성되는 캘리브레이션장치(2)와, 상기 전처리부(PP)와 연결되는 로브트 콘트롤부(RC) 및 로보트(R)로 구성되는 로보트 시스템(3)을 구비시켜 로보트(R)이 자세변환시 컴퓨터(1)를 통한 교정으로 오프라인 티칭이 가능하도록 한 장치이다.As illustrated in the configuration diagram of FIG. 2, the apparatus includes a computer 1 including a program processing unit SP and an interface unit IF 1 , and an interface unit IF for matching an output signal of the computer 1. 2 ) and a calibration device 2 comprising a preprocessing unit PP, and a robot control unit R C and a robot system 3 consisting of a robot R connected to the preprocessing unit PP. The robot (R) is a device that allows offline teaching by calibration through the computer (1) during posture conversion.

이와같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다. 제 1 도의 로보트 캘리브레이션장치에 보는 바와 같이 본 발명은 주위환경의 변화로 인한 로보트의 자세변화에 따른 공구교환 또는 공구의 크기변경시 변경전과 변경후에 각각 2번의 다른 자세를 잡아 이를 로보트시스템(3)을 구성하는 로보트 콘트롤부(RC)에 입력시킨다. 이때 포지셔너(4)를 사용하여 3차원상의 값을 모르는 특정위치에 계속 유지시켜 놓는다.If described in detail the effects of the present invention configured as described above. As shown in the robot calibration apparatus of FIG. 1, the present invention has two different postures before and after each change in the tool change or the size change of the tool according to the change in the attitude of the robot due to the change in the surrounding environment. To the robot control unit (R C ). At this time, the positioner 4 is used to keep the three-dimensional value at a specific position that is unknown.

그리고 처음 스텝은 포지셔너와 로브트(R)의 손목축의 특정가공면과 일치시키고, 다음 스텝은 상기 포지셔너(4)와 공구(5)의 작용점과 일치시킨다. 로보트의 이설 또는 오프라인 티칭(off line teaching)시는 변경전 또는 오프라인 티칭시의 절대값과 이설후 또는 설치공간의 환경을 로보트콘트롤부(RC)에 입력한다.(최소 4번의 자세를 변경전과 후 각각 입력)The first step coincides with the specific machining surface of the wrist axis of the positioner and lobe R, and the next step coincides with the operating point of the positioner 4 and the tool 5. When moving or offline teaching of the robot, input the absolute value during the change or offline teaching and the environment of the installation space before or after the change in the robot control unit (R C ). After each input)

제 2 도 및 제 3 도에서 보는 바와 같이 본 발명은 컴퓨터(1)측의 소프트웨어 프로세서(SP)는 컴퓨터측에서 로보트를제어하기 위한 각종 데이타를 수록하고 이것을 전송하기 위한 통신인터페이스(IF1, IF2)은 양방향 아이솔레이트로 컴퓨터(1)와 캘리브레이트간에 데이타를 수신 및 송신이 가능하도록 하는 통신전송용 방식이다. 로보트 콘트롤부(RC)에서는 데이타 입력방식 결정에 의해 직접 입력을 하며 포트(Port)을 설정하고 전송속도를 설정하게 되어 데이타의 길이를 설정한후 정지신호비트(bit)를 설정하여 데이타를 점검하기 위해 패리티(parity)를 설정한다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, in the present invention, the software processor SP on the computer 1 stores a variety of data for controlling the robot on the computer side, and a communication interface IF 1 , IF for transmitting it. 2 ) is a bidirectional isolating method for communication transmission that enables data transmission and reception between the computer 1 and the calibration. The robot control unit (R C ) inputs the data input method directly, sets the port, sets the transmission speed, sets the data length, and then sets the stop signal bit to check the data. Set parity to do this.

캘리브레이트축(2)에 있는 프리-프로세서(pre-processer) 즉 전처리부(PP)는 로보트 콘트롤부(RC)에 입력된 데이타를 수신한다. 여기서 공구(5)값의 변화에 따른 공구의 변경을 판단하여 툴스텝을 선택(로보트의 특정부위와 올드툴과 뉴툴을 각각 포지셔너에 일치시킨 자세로 티칭된 스텝번호를 선택)하는 툴캘리브레이션을 실시한다.The pre-processor (ie, preprocessing unit PP) in the calibration shaft 2 receives the data input to the robot controller R C. Here, tool calibration is performed by judging the change of the tool according to the change in the value of the tool (5). do.

그리고 환경변화에 의한 축스텝을 선택(로보트의 작용점으로 가공물의 특정부위를 이동전(또는 오프라인티칭시)과 이동후 일치시키는 자세로 티칭된 스텝번호를 선택)하는 축캘리브레이션을 실시한 후 컴퓨터(1) 모터에 데이타를 전송 출력시킨다.After performing axis calibration to select the axis step by changing the environment (selecting the step number taught in the posture to match the specific part of the workpiece with the movement point of the robot before moving (or at the time of offline teaching) after moving). Send data to the motor and output it.

즉, 시뮬레이션을 시행한다. 여기서 시뮬레이션의 만족스러운 결과시 다시 이 데이타를 로보트 콘트롤부(RC)로 전송한다.In other words, the simulation is performed. Here, the data is sent back to the robot controller R C upon satisfactory result of the simulation.

제 4 도의 전처리부를 나타내는 블럭도에서 보는 바와 같이 본 발명은 중앙처리부에서 전처리 계산에 관련한 모든 처리를 행하며 전처리부 관리와 모터링 컴퓨터와의 통신, 티칭 데이타 메모리와의 데이타 입출력을 관리하게 된다. 롬은 2개의 메모리용을 사용하여 시스템 프로그램을 저장 등록하여 데이타를 읽어 들인다. 램은 2개를 사용하여 데이타 처리에 사용되며, 양방향 엑세스메모리로서 제어의 메인 보드와 데이타를 교환한다.As shown in the block diagram showing the preprocessor of FIG. 4, the present invention performs all processing related to preprocess calculation in the central processor, and manages preprocessor management, communication with the motoring computer, and data input / output with the teaching data memory. The ROM uses two memories for storing and registering the system program and reading the data. RAM is used for data processing using two, and it is bidirectional access memory to exchange data with main board of control.

입출력장치는 병렬 입출력회로로 되어 있으며 티칭메모리의 인터페이스이며 데이타의 입출력을 행하게 된다. 인터럽터 제어기는 8레벨의 인터럽트 신호를 발생시켜 중앙처리장치의 동작을 활성화시킨다. 인터럽터의 발생조건은 중앙처리장치와 병렬 통신과 제어의 메인 보드와의 인터페이스때에 시간간격을 설정하여 통신하기 위해 사용된다.The input / output device is composed of parallel input / output circuits, an interface of the teaching memory, and input / output of data. The interrupt controller generates an eight-level interrupt signal to activate the operation of the CPU. The interrupt condition is used to communicate by setting the time interval at the interface between the central processing unit and the main board of parallel communication and control.

타이머는 출력을 인터럽터 제어기와 타이머에 필요한 구형파 클럭으로 사용된다. 통신 제어기는 전처리부의 모든 통신을 신호를 제어하고 프로그램로직은 전처리부의 하드웨어 동작 로직으로 사용된다.The timer is used as the square wave clock for the interrupt controller and timer. The communication controller controls all communication signals of the preprocessor and the program logic is used as the hardware operation logic of the preprocessor.

이와같이 컴퓨터를 통한 캘리브레이션을 실시하는 방법으로 로보트의 자세변화에 대처토록한 본 발명은 톨값의 측정이 포지셔너와 로보트로 간단히 이루어질 수 있으며, 또한 주위환경 변화를 로보트로 측정하고 톨교환 변경시에 있어서도 캘리브레이션을 통하여 라인중단시간을 최소화 할 수가 있고(재티칭하지 않아도 됨), 라인 이설로 인한 환경변화시에도 캘리브레이션으로 라인중단 및 시험시간을 최소화하여 작업효율의 극대화 효과를 거둘 수 있는 것이다.As described above, the present invention, which can cope with the change in posture of the robot by the computer-calibrated method, can measure the toll value easily with the positioner and the robot, and also measure the change in the surrounding environment with the robot and even when the toll exchange is changed. It can minimize the line break time (no need to reteach) and maximize the work efficiency by minimizing the line break and test time even when the environment changes due to the relocation of the line.

Claims (4)

프로그램처리부(SP)와 인터페이스부(IF1)로 구성되는 컴퓨터(1)와, 상기 컴퓨터(1)의 출력신호를 매칭시켜 주는 인터페이스부(IF2) 및 전처리부(PP)로 구성되는 캘리브레이션장치(2)와, 상기 전처리부(PP)와 연결되는 로보트 콘트롤부(RC) 및 로보트(R)로 구성되는 로보트시스템(3)을 구비시켜 로보트(R)의 자세변화시 컴퓨터(1)를 통한 교정으로 오프라인 티칭을 가능토록 함을 특징으로 하는 캘리브레이션 장치.A calibration device composed of a computer 1 comprising a program processing unit SP and an interface unit IF 1 , an interface unit IF 2 for matching an output signal of the computer 1, and a preprocessing unit PP. (2) and a robot system (3) composed of a robot control unit (R C ) and a robot (R) connected to the preprocessor (PP) to change the computer (1) when the attitude of the robot (R) changes. Calibration device characterized by enabling offline teaching by calibration. 제 1 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 장치(2)를 구성하는 전처리부(PP)를 통해 툴값의 변화에 따른 툴캘리브레이션을 실시토록 함을 특징으로 하는 로보트의 캘리브레이션 장치.The robot calibration device according to claim 1, characterized in that tool calibration is performed according to a change in tool value through a preprocessing unit (PP) constituting the calibration device (2). 제 1 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 장치(2)를 구성하는 전처리부(PP)를 통해 환경변화에 따른 툴캘리브레이션을 실시토록 함을 특징으로 하는 로보트의 캘리브레이션 장치.The robot calibration device according to claim 1, characterized in that tool calibration is performed according to environmental changes through a preprocessing unit (PP) constituting the calibration device (2). 제 1 항에 있어서, 상기 캘리브레이션 장치(2)를 구성하는 전처리부(PP)를 통해 환경 변화 측정시 로버트를 이용하여 변경전 및 변경후의 4개 자세변화를 입력시키도록 함을 특징으로 하는 로보트의 캘리브레이션 장치.2. The robot according to claim 1, wherein the robot is configured to input four posture changes before and after the change by using a Robert when measuring environmental changes through the preprocessing unit PP constituting the calibration device 2. Calibration device.
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