KR960000289B1 - 로보트의 원점세트 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로보트의 원점세트 장치 및 그 방법

제1도는 일반적인 로보트의 원점세트 방법을 도시한 동작도이고,

제2도는 일반적인 로보트의 원점세트 방법에서 Z상과 홈센서가 겹친 경우의 문제점을 도시한 동작도이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 로보트의 원점세트 장치의 구성 블록도이고,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 로보트의 원점세트 방법의 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 센서 입력부 20 : 마이크로 프로세서

30 : 모터 구동부 40 : 모터

50 : 위치 발생부 60 : 피제어부

이 발명은 로보트의 원점세트 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 모터에 의해 구동되는 로보트 및 산업용 기기에서 상기 모터는 마이크로 프로세서에 의해 제어되고 마이크로 프로세서는 로보트 및 산업용 기기의 동작 기준이 되는 기구적인 원점을 찾기 위한 제어명령을 생성하도록 함으로써 기구적인 원점이 정확하게 세팅되도록 하는 로보트의 원점세트 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

원점이란 로보트나 산업용 수치제어 기기의 동작상의 기준을 말하며, 상기 원점을 찾는 과정을 원점세트 또는 홈동작(Homing)이라고 한다. 원점세트를 위한 장치에는 센서가 많이 사용되는데, 로보트 축의 끝단에 설치되어 동작영역을 알리는 리미트센서(Limit Sensor)와 기구적인 원점에 설치되는 홈센서(Home Sensor)가 있다. 또한, 상기 홈센서의 발광부와 수광부 사이를 가리어 주어 현재위치를 알리는 홈도그(Home Dog)가 있다.

제1도는 일반적인 로보트의 원점세트 방법을 도시한 동작도이다.

제1도에서 (a)는 홈도그의 현재위치가 리미트센서(Limit(-))와 홈센서(Home) 사이에 있을 경우이고, (b)는 홈도그의 현재위치가 홈센서(Home)와 겹쳐 있을 경우이며, (c)는 홈도그의 현재위치가 리미트센서(Limit(＋))와 홈센서(Home) 사이에 있을 경우에 있어서 원점세트 방법을 도시한 것이다. 도면에서 Z상은 모터의 위치 발생부에 의해 검출되는 신호로서 모터의 일회전당 한번 발생하여 원점을 찾기 위해 이용된다.

제1도와 같이 도시되는 일반적인 로보트의 원점세트 방법의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 먼저 제1도의 (a)와 같이 홈도그의 현재위치가 리미트센서(Limit(-))와 홈센서(Home)의 사이에 있는 경우에는, 모터가 양의 방향으로 고속 구동된다. 모터가 양의 방향으로 고속 회전하는 동안 홈센서(Home)가 온상태(ON)인지 오프상태(OFF)인지는 계속 검출된다.

홈센서(Home)가 온상태인 경우에는 모터의 회전이 중지되며, 다시 홈센서(Home)가 오프상태로 될때까지 모터가 음의 방향으로 저속 구동된다. 홈센서(Home)가 오프상태로 되면 모터는 정지되며, 정확한 홈센서(Home)의 위치를 찾기위해 홈센서(Home)가 온상태로 될때까지 모터는 다시 양의 방향으로 저속 구동된다.

모터가 양의 방향으로 저속 구동되는 홈센서(Home)가 온상태로 되면, 모터는 정지된다. 상기와 같이 정확한 홈센서(Home)가 찾아지면, 홈센서(Home)에서 가장 가까운 Z상을 찾기 위해 모터가 음의 방향으로 구동된다. Z상이 찾아지면 홈도그의 현재위치가 리미트센서(Limit(-))와 홈센서(Home)의 사이에 있는 경우에 대한 원점세트가 완료된다.

제1도의 (b)는 홈도그의 현재위치가 홈센서(Home)와 겹쳐 있는 경우로서 모터가 구동되기 전에 이미 홈센서(Home)가 온상태이다. 따라서, 모터는 홈센서(Home)가 오프상태로 될때까지 음의 방향으로 저속 구동된다. 홈센서(Home)가 오프상태로 되면 모터는 정지하고, 더 정확하게 홈센서(Home)를 찾기 위해 홈센서(Home)가 온상태로 될때까지 모터는 양의 방향으로 저속 구동된다.

상기와 같이 정확한 홈센서(Home)가 찾아지면, 홈센서(Home)에서 가장 가까운 Z상을 찾기 위해 모터가 음의 방향으로 구동된다. Z상이 찾아지면 홈도그의 현재위치가 홈센서(Home)와 겹쳐 있는 경우에 대한 원점세트가 완료된다.

제1도의 (c)는 홈도그의 현재위치가 홈센서(Home)와 리미트센서(Limit(＋))의 사이에 있는 경우로서 모터는 양의 방향으로 고속 구동된다. 모터가 양의 방향으로 구동되면 리미트센서(Limit(＋))가 온상태로 되며, 리미트센서(Limit(＋))가 온상태로 되면 모터는 정지되었다가 다시 음의 방향으로 고속 구동된다.

모터가 음의 방향으로 고속 구동되다가 홈센서(Home)가 온상태로 되면, 음의 방향으로 저속 구동된다. 음의 방향으로 저속 구동되다가 홈센서(Home)가 오프상태로 변하면, 모터는 일시 정지하였다가 양의 방향으로 저속 구동되어 홈센서(Home)의 정확한 위치를 찾게 된다.

모터가 양의 방향으로 저속 구동되다가 홈센서(Home)가 온상태로 되면 일시 정지되며, 홈센서(Home)에서 가장 가까운 Z상을 찾기 위해 음의 방향으로 저속 구동된다. Z상이 찾아지면 홈도그의 현재위치가 홈센서(Home)와 리미트센서(Limit(＋))의 사이에 있는 경우에 대한 원점세트가 완료된다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 로보트의 원점세트 방법은 Z상과 홈센서가 겹치는 경우에 있어서 언제나 일정한 Z상 세트되지 않는 문제점이 있다.

제2도의 일반적인 로보트의 원점세트 방법에서 Z상과 홈센서가 겹칠 경우에 발생하는 문제점을 도시한 동작도이다.

제2도의 (a)는 홈도그의 현재위치가 모터의 Z상으로 지나기 전에 홈센서가 온상태로 변한 것으로, 이 경우에는 제2도의 (a)와 같이 홈센서와 겹쳐 있는 Z상의 1회전 이전의 Z상으로 원점세트된다. 반면에, 제2도의 (b)는 현재위치가 모터의 Z상을 지난 후에 홈센서가 온상태로 변한 것으로, 제2도의 (b)와 같이 홈센서가 겹쳐 있는 Z상으로 원점세트 된다.

따라서, 종래의 로보트의 원점세트 방법은 홈센서와 Z상이 겹칠 경우에 홈센서와 겹쳐있는 Z상으로 원점세트되거나 홈센서와 겹쳐 있는 Z상으로부터 모터의 일회전거리 이전의 Z상으로 원점세트되어서 원점이 자주 변하는 단점이 있다.

그러므로, 이 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로 모터가 양의 방향으로 저속 구동되어 홈센서를 찾아낸후에 Z상을 찾기 위해 음의 방향으로 저속 구동되는데 이때 홈센서의 센싱능력에 해당하는 거리를 오프세트(OFFSET) 거리로 설정하여 상기 오프세트 거리만큼 음의 방향으로 이동시킨 후에 Z상을 찾게 함으로써 홈센서와 Z상이 겹치는 경우에 있어서도 원점이 일정하게 세트될 수 있도록 하는 로보트의 원점세트 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 로보트의 원점세트 장치의 구성은, 입력되는 구동신호에 따라 요구되는 회전방향과 회전속도를 회전하는 모터와; 상기 모터의 회전축에 결합되어 Z상 신호를 검출하는 위치 발생부와; 홈센서와 리미트센서로부터 현재위치에 관한 정보를 받아들이는 센서입력부와; 상기 센서입력부의 홈센서와 리미트센서에 관한 정보로부터 현재위치를 알아내고 상기 현재위치를 일방향 고속이동과 반대방향의 저속이동과 일방향 저속이동시킴으로써 홈센서를 찾아내며 반대방향으로 오프세트 거리만큼 이동시켜 상기 위치발생부에서 출력되는 Z상에 현재위치가 세트되도록 하기 위하여 모터의 제어명령을 생성하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서의 모터 제어명령으로부터 모터를 구동하기 위한 신호를 출력시키는 모터 구동부로 이루어진다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 로보트의 원점세트 방법의 구성은, 홈센서가 온상태가 될때까지 모터를 일방향으로 고속 회전시키며 리미트센서가 온상태일 경우에는 반대방향으로 고속 회전시키는 홈센서를 찾는 단계와; 홈센서가 오프상태로 될때까지 상기 일방향의 반대방향으로 모터를 저속 회전시키는 홈센서 탈출단계와; 정확한 홈센서의 위치를 알아내기 위해 홈센서가 온상태가 될때까지 모터를 일방향으로 저속 회전시켜 홈센서로 이동하는 단계와; 오프세트 거리가 설정되어 있을 경우 상기 일방향의 반대방향으로 오프세트 거리만큼 모터를 저속 회전시키는 단계와; Z상과 일치하도록 일방향의 반대방향으로 모터를 저속 회전시키는 단계로 이루어진다.

상기 구성에 의한 이 발명의 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 로보트의 원점세트 장치의 구성 블록도이다.

제3도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 로보트의 원점세트 장치의 구성은, 홈센서와 리미트센서의 상태신호를 출력하는 센서입력부(10)와; 모터의 위치신호를 출력하는 위치발생부(50)와; 상기 센서입력부(10)와 위치발생부(50)의 출력신호를 입력으로 하여 모터의 제어신호를 출력시키는 마이크로 프로세서(20)와; 상기 마이크로 프로세서(20)의 출력신호를 입력으로 하여 모터를 구동하기 위한 신호를 출력하는 모터구동부(30)와; 상기 모터구동부(30)의 출력신호에 따라 회전하는 모터부(40)와; 상기 모터(40)의 회전에 의해 제어되는 피제어부(60)로 이루어진다.

상기 구성에 의한 로보트의 원점세트 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 전원이 인가되면, 센서입력부(10)가 작동하여 홈센서와 리미트센서의 상태에 관한 정보들이 검출된다. 상기 홈센서와 리미트센서의 상태에 관한 정보들은 모터(40)에 의해 구동되는 피제어부(60)의 현재위치를 알 수 있게 하여 마이크로 프로세서(20)로 출력된다.

한편, 모터(40)의 구동축에 결합된 위치발생부(50)는 모터의 구동축이 일회전 할때마다 하나의 펄스를 발생시킨다. 상기 신호를 Z상 신호라 하며 Z상 신호는 모터(40)를 비롯한 피제어부(60)가 조립되면 일정위치에서 발생되게 고정된다. 위치발생부(50)에서 검출된 Z상 신호는 마이크로 프로세서(20)로 출력된다.

센서입력부(10)의 출력신호와 위치발생부(50)의 Z상신호를 입력으로 하는 마이크로 프로세서(20)는 원점세트를 수행하기 위한 프로그램을 로딩한다. 상기 로딩된 프로그램에 따라 모터를 제어하기 위한 명령은 생성되고, 상기 명령은 마이크로 프로세서(20)에 의해 모터구동부(30)로 출력된다.

상기 마이크로 프로세서(20)의 출력신호를 입력으로 하는 모터구동부(30)는 입력신호로부터 모터를 구동하기 위한 신호를 생성하며, 상기 생성된 신호는 모터(40)에 출력된다. 모터구동부(30)에서 출력되는 구동신호를 입력으로 하는 모터(40)는 상기 구동신호에 해당하는 회전방향과 속도만큼 회전한다.

따라서, 모터(40)의 구동축에 결합된 피제어부(60)는 상기 모터가 회전하는 방향과 속도에 의해 기구적인 동작을 수행하게 된다.

다음으로, 마이크로 프로세서(20)에서 로딩되며 원점세트를 위해 제어명령을 발생하는 로보트의 원점세트 방법에 대해 알아보자.

먼저 마이크로 프로세서(20)에 의해 로딩되면, 모터의 회전방향과 속도가 설정되는 단계(S21)가 수행된다. 상기 단계(S21)에서 모터는 양의 방향(＋)과 고속이 설정된다. 이것은 홈센서를 찬기 위해 현재위치를 일단 한방향으로 고속 이동시키기 위함이다.

모터가 양의 방향(＋)으로 고속 회전하도록 설정되면, 설정된 대로 회전하는 단계(S22)가 수행된다. 모터가 회전하는 동안에는 홈센서가 온상태인지를 판단하는 단계(S23)가 수행되며, 홈센서가 온상태이면 모터의 회전이 정지되는 단계(S26)가 수행된다. 즉, 홈센서가 발견되면 모터는 회전이 정지된다.

상기 홈센서가 온상태인지를 판단하는 단계(S23)에서 홈센서가 온상태가 아니면, 리미트센서(Limit(＋))가 온상태인지를 판단하는 단계(S24)가 수행된다. 상기 리미트센서는 피제어부(60) 동작영역의 한계점에 설치된다.

리미트센서가 온상태이면 모터의 회전방향을 음의 방향(-)으로 바꾸고 모터회전단계(S22)부터 반복 수행되며, 리미트센서가 온상태가 아니면 회전방향을 바꾸지 않고 홈센서를 찾기 위한 모터회전단계(S22)부터 반복수행된다.

홈센서가 온상태가 되어 홈센서가 발견되면, 모터는 홈센서를 탈출하기 위한 음의 방향(-)과 저속이 설정하는 단계(S31)가 수행된다. 모터의 조건이 설정되면 그것에 따라 회전하는 단계(S32)가 수행되며, 홈센서를 완전히 벗어났는지를 확인하는 홈센서의 오프상태를 판단하는 단계(S33)가 수행된다.

홈센서가 오프상태이면 모터의 회전이 정지되는 단계(S34)가 수행되고, 오프상태가아니면 모터를 회전시키는 단계(S32)부터 반복수행된다. 상기와 같이 홈센서를 탈출한 후에는 현재위치를 정확하게 홈센서에 맞추기 위하여 모터를 양의 방향(＋)으로 설정하는 단계(S41)가 수행된다.

상기와 같이 모터가 양의 방향(＋)으로 설정되면 저속으로 회전하는 단계(S42)가 수행되고, 홈센서가 온상태인지를 판단하는 단계(S43)가 수행된다. 상기 단계(S43)에서 홈센서가 온상태이면 모터의 회전을 정지하는 단계(S44)가 수행되고, 홈센서가 온상태가 아니면 모터의 회전단계(S42)부터 반복수행된다.

정확한 홈센서의 위치가 찾아지면 오프세트 동작을 위해 모터의 회전방향이 음의 방향(-)으로 설정되는 단계(S51)가 수행된다. 상기 단계(S51)가 수행되면 오프세트 거리가 설정되었는지를 판단하는 단계(S52)가 수행되고, 상기 단계(S52)에서 오프세트 거리가 설정되었으면 오프세트 거리만큼 이동하는 단계(S53)가 수행된다.

상기 단계(S52)에서 오프세트 거리가 설정되지 않았으면 모터를 회전하는 단계(S61)가 수행된다. 모터가 회전하면 Z상이 온상태인지를 판단하는 단계(S62)가 수행되는데, Z상이 온상태가 아니면 모터의 회전단계(S61)부터 반복수행된다. Z상이 온상태이면 모터의 회전이 정지되는 단계(S63)가 수행되고 원점세트 동작이 완료된다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서 홈센서와 Z상이 겹칠 경우에 홈센서의 센싱거리에 해당하는 오프세트 거리를 설정하여 오프세트 거리만큼 현재위치를 이동시킨 후에 Z상을 찾도록 함으로써 홈센서와 Z상이 겹칠 경우에도 정확하게 원점을 세트할 수 있도록 하는 효과를 가진 로보트의 원점세트 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 입력되는 구동신호에 따라 요구되는 회전방향과 회전속도에 해당하는 것만큼 회전하는 모터(40)와; 상기 모터(40)의 회전축에 결합되어 Z상신호를 검출하는 위치 발생부(50)와; 홈센서와 리미트센서로부터 현재위치에 관한 정보를 받아들이는 센서입력부(10)와; 상기 센서입력부(10)의 홈센서와 리미트센서에 관한 정보로부터 현재위치를 알아내고 상기 현재위치를 일방향 고속이동과 반대방향의 저속이동과 일방향 저속이동시킴으로써 홈센서를 찾아내며 반대방향으로 오프세트 거리만큼 이동시켜 상기 위치발생부(50)에서 출력되는 Z상에 현재위치가 세트되도록 하기 위하여 모터의 제어명령을 생성하는 마이크로 프로세서(20)와; 상기 마이크로 프로세서(20)의 모터 제어명령으로부터 모터를 구동하기 위한 신호를 출력시키는 모터 구동부(30)로 구성되어짐을 특징으로 하는 로보트의 원점세트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 마이크로 프로세서(20)는 홈센서가 온상태로 되면 모터(40)의 회전을 정지시킴으로써 홈센서의 위치를 찾는 것을 특징으로 하는 로보트의 원점세트 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기한 마이크로 프로세서(20)는 홈센서의 위치를 탈출할 때까지 백래쉬 구동하는 것을 특징으로 하는 로보트의 원점세트 장치.
4. 모터를 일방향(＋)으로 고속 회전시키며 리미트센서가 발견되면 반대방향(-)으로 고속 회전시켜 홈센서를 찾는 단계(S20)와; 상기 일방향의 반대방향(-)으로 모터를 저속 회전시켜 홈센서를 탈출하는 단계(S30)와; 정확한 홈센서의 위치를 알아내기 위해 모터를 일방향(＋)으로 저속 회전시켜 홈센서로 이동하는 단계(S40)와; 오프세트 거리가 설정되어 있을 경우 상기 일방향의 반대방향(-)으로 오프세트 거리만큼 모터를 저속 회전시키는 단계(S50)와; Z상과 일치하도록 일방향의 반대방향(-)으로 모터를 저속 회전시키는 단계(S60)로 이루어짐을 특징으로 하는 로보트의 원점세트 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기한 홈센서를 찾는 단계(S20)는 홈센서가 온상태가 되면 모터의 회전을 정지함을 특징으로 하는 로보트의 원점세트 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기한 홈센서를 탈출하는 단계(S30)는 홈센서가 오프상태가 되면 모터의 회전을 정지함을 특징으로 하는 로보트의 원점세트 방법.
7. 제4항에 있어서, 상기한 홈센서로 이동하는 단계(S40)는 홈센서가 온상태가 되면 모터의 회전을 정지함을 특징으로 하는 로보트의 원점세트 방법.