WO2016195176A1 - 델타 로봇 캘리브레이션 방법 및 델타 로봇 캘리브레이션 장치 - Google Patents

델타 로봇 캘리브레이션 방법 및 델타 로봇 캘리브레이션 장치 Download PDF

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WO2016195176A1
WO2016195176A1 PCT/KR2015/010424 KR2015010424W WO2016195176A1 WO 2016195176 A1 WO2016195176 A1 WO 2016195176A1 KR 2015010424 W KR2015010424 W KR 2015010424W WO 2016195176 A1 WO2016195176 A1 WO 2016195176A1
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calibrating
effector
camera
delta robot
arm
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PCT/KR2015/010424
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Inventor
홍진광
Original Assignee
한화테크윈 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls

Definitions

  • the present invention relates to a delta robot calibration method and a delta robot calibration device, and more particularly, to a delta robot calibration method and a delta robot calibration device for kinematic calibration of a delta robot.
  • Delta robots are automated robots that perform high-speed pick-and-place operations within a predetermined operating radius using two or more robot arms.
  • the end effector is often not accurately controlled by assembling deviation caused by assembling a plurality of robot arms assembled on the base and end effectors assembled on the ends of the robot arms.
  • An object of the present invention is to provide a delta robot calibration method and a delta robot calibration device capable of assembling a delta robot precisely and verifying the precision of delta robot control.
  • Delta robot calibration method for solving the above problems, a base, a reduction motor installed on the base, an active arm connected to the deceleration motor and a facet arm connected to the active arm
  • a calibration method for a delta robot comprising a; a coupling a calibrator comprising a calibrating bar of a predetermined length and a calibrating effector coupled to a lower end of the calibrating bar to the base, the passive arm to the base; Connecting to a calibrating effector, photographing the lower and side surfaces of the calibrating effector, the calibrator, the deceleration motor, the active arm and the passive based on the image of the calibrating effector photographed. Calibrating at least one of the arms and calibrating the calibrator. I and comprises the steps of assembling the end effector to the passive arm.
  • Delta robot calibration apparatus for solving the above problems, a base, a reduction motor installed on the base, an active arm connected to the deceleration motor and a facet arm connected to the active arm
  • a delta robot calibration device used for calibration of a delta robot comprising: a support plate detachably coupled to a lower surface of the base, a calibrating bar extending downward from the support plate, and a calibrating bar;
  • a calibrator including a calibrating effector coupled to a lower end, an XY camera photographing a lower surface of the calibrating effector, an XY stage on which the XY camera is movable, and an XY moving the XY camera on the XY stage XY photographing unit including a drive motor and the cal
  • a YZ photographing unit including a YZ camera photographing a side of a regenerating effector, a YZ stage on which the YZ camera is movably installed, and a YZ driving motor to move the YZ
  • FIG. 1 is a perspective view showing a three-axis delta robot in a schematic modeling structure.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which a delta robot calibration device according to an embodiment of the present invention is mounted on the three-axis delta robot of FIG. 1.
  • FIG 3 is a perspective view showing a calibrator of the delta robot calibration device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom view illustrating a bottom surface of a calibrating effector according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a side view showing one side of the calibrating effector according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a bottom view illustrating a bottom surface and a first grid panel of a calibrating effector according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view of one side and a second grid panel of a calibrating effector according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a control configuration of a delta robot calibration device and a delta robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a delta robot calibration method according to an embodiment of the present invention using a delta robot calibration apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 10 and 11 are diagrams each showing an example of a verification method used in the verification step of FIG. 9.
  • first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, these elements, components and / or sections are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Therefore, the first device, the first component, or the first section mentioned below may be a second device, a second component, or a second section within the technical spirit of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a three-axis delta robot in a schematic modeling structure.
  • the delta robot 1 includes a support frame 10, a robot base 20, a reduction motor 31, 32, 33, and active arms 41, 42. 43, passive arms 51, 52, 53 and end effector 60.
  • the support frame 10 includes an upper frame 11 supporting the robot base 20, a side frame 12 extending downward from the upper frame 11, and a side frame 12. And a lower frame 13 that supports and forms the bottom of the support frame 10. If necessary, the lower frame 13 may be omitted.
  • the robot base 20 is fixedly installed on the upper frame 11.
  • the upper frame 11 is shown as a structure for supporting the lower part of the robot base 20 in FIG. 1, this shows the delta robot 1 in a schematic modeling structure, and the active arms 41, 42, 43,
  • the upper frame 11 includes at least one of the upper, side and lower portions of the robot base 20 so that the robot base 20 is stably fixed while the passive arms 51, 52, 53, the end effector 60, and the like are operating. I can support one.
  • FIG. 1 schematically illustrates a three-axis delta robot as an example of the delta robot 1 and shows a robot base 20 having a substantially triangular shape
  • the shape of the robot base 20 may be applied in various forms. .
  • the robot base 20 is provided with a plurality of reduction motors 31, 32, and 33.
  • Each reduction motor 31, 32, 33 is composed of a rotating motor (not shown) and a plurality of reduction gears connected to the rotating shaft of the rotating motor, so that the rpm of the rotating motor may be decelerated and output.
  • FIG. 1 schematically illustrates a three-axis delta robot as an example of the delta robot 1, but three reduction motors 31, 32, and 33 are shown.
  • the number of the reduction motors may vary depending on the type of the delta robot 1. .
  • a two-axis delta robot may be equipped with two reduction motors
  • a four-axis delta robot may be equipped with four reduction motors.
  • Each reduction motor 31, 32, 33 is provided with an active arm 41, 42, 43. Each active arm 41, 42, 43 is rotated by the reduction motors 31, 32, 33.
  • Passive arms 51, 52, and 53 are connected to the lower ends of the active arms 41, 42, and 43.
  • the upper ends of the passive arms 51, 52, 53 are articulated with the lower ends of the active arms 41, 42, 43 to have one or more degrees of freedom.
  • each passive arm 51, 52, 53 is assembled to one end effector 60.
  • the lower end of each passive arm 51, 52, 53 forms a triangle and may be rotatably connected to the end effector 60.
  • Each passive arm 51, 52, 53 connects the end effector 60 and the active arms 41, 42, 43, and is activated by the reduction motors 31, 32, 33. It rotates and is dependent on the movement to move the end effector 60 in the three-dimensional region.
  • the end effector 60 is shown in FIG. 1.
  • the reduction motors 31, 32, 33 are individually controlled by the delta robot control unit 101 (see FIG. 8), and each active arm 41, 42, 43 is moved to move the end effector 60 to a desired position. Rotate
  • FIG. 1 schematically shows a three-axis delta robot as an example of the delta robot 1, so three active arms 41, 42, 43 and three passive arms 51, 52, 53 are shown.
  • the number of active and passive arms may vary depending on the type.
  • a two-axis delta robot may have two active arms and a passive arm, respectively
  • a four-axis delta robot may have four active arms and a passive arm, respectively.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which a delta robot calibration device according to an embodiment of the present invention is mounted on the three-axis delta robot of FIG. 1, and FIG. 3 is a calibrator of the delta robot calibration device according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view showing.
  • the calibration apparatus includes a calibrator 70, an XY imaging unit 80, and a YZ imaging unit 90.
  • the calibrator 70 includes a calibrating effector 71, a calibrating bar 72, and a support plate 73.
  • the support plate 73 is detachably coupled to the lower surface of the base 20 of the delta robot 1.
  • a plurality of coupling pins 73a may protrude from an upper surface of the support plate 73.
  • a plurality of receiving grooves may be formed in the lower surface of the base 20 to accommodate the coupling pins 73a.
  • the calibrator 70 is a reference component for precise assembly of the active arms 41, 42, 43, the passive arms 51, 52, 53, and the like of the delta robot 1. Therefore, the alignment state of the support plate 73 and the base 20 of the calibrator 70 greatly affects the assembly result of the delta robot 1.
  • a plurality of coupling pins 73a protrude from the upper surface of the support plate 73, and a plurality of coupling pins 73a are accommodated in the lower surface of the base 20.
  • An accommodating groove is formed, and the support plate 73 and the base 20 are simply assembled by assembling the support plate 73 to the lower surface of the base 20 so that the plurality of coupling pins 73a are inserted into the plurality of accommodating grooves. Derives the planned alignment of.
  • the calibrating bar 72 extends by a predetermined length from the bottom surface of the support plate 73.
  • the length of the calibrating bar 72 becomes one of the elements for the calibration of the reduction motors 31, 32, 33, the active arms 41, 42, 43 and the passive arms 51, 52, 53. Details thereof will be described later.
  • the lower side of the calibrating bar 72 is coupled to the calibrating effector 71.
  • the calibrating effector 71 is formed in the same shape and size as the end effector 60 of the delta robot 1.
  • the three-axis delta robot is described as an example of the delta robot 1, a triangular calibrating effector 71 is shown, but the calibrating effector 71 according to the type of the delta robot 1 is used.
  • the shape of may vary.
  • Figure 4 is a bottom view showing the lower surface of the calibrating effector according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a side view showing one side of the calibrating effector according to an embodiment of the present invention.
  • first grid patterns 71a and 71b may be formed on a lower surface of the calibrating effector 71.
  • a triangular grid pattern 71a including a plurality of dots arranged at regular intervals along an outline of a lower surface of a calibrating effector 71 forming a triangle is illustrated.
  • first grid patterns 71a and 71b composed of a central grid pattern 71b formed at the center of the triangular grid pattern 71a.
  • the first grid patterns 71a and 71b illustrated in FIG. 4 are just one example, and various grid patterns may be used. However, it is preferable to use a grid pattern formed with a certain rule as the grid pattern.
  • a second grid pattern 71c may be formed on one side of the calibrating effector 71 to form a predetermined pattern on the bottom surface.
  • a grid pattern composed of a plurality of dots arranged in a line with a predetermined interval is illustrated.
  • the second grid pattern 71c illustrated in FIG. 5 is just one example, and various grid patterns such as a plurality of columns may be used. However, it is preferable to use a grid pattern formed with a certain rule as the grid pattern.
  • the second grid pattern 71c may be formed on all three sides.
  • the second grid pattern 71c may be formed only on the side to which the YZ camera 93 (see FIG. 2) photographing one side of the calibrating effector 71 is directed.
  • Figure 6 is a bottom view showing the lower surface and the first grid panel of the calibrating effector according to another embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a side view of a calibrating effector according to another embodiment of the present invention And a side view of the second grid panel.
  • the calibrating effector 171 is provided with a first grid panel mounting groove 171a in a lower surface thereof.
  • the first grid panel 174 having the grid pattern 174a formed therein may be installed in the first grid panel installation groove 171a so that the calibrating effector 171 may form the grid pattern 174a on the lower surface thereof. have.
  • the first grid panel 174 is detachably installed in the first grid panel mounting groove 171a, and each corner of the first grid panel mounting groove 171a to facilitate disassembly of the first grid panel 174.
  • the finger groove 171b may be formed in the portion. In order to separate the first grid panel 174 installed in the first grid panel mounting groove 171a from the calibrating effector 171, the user easily inserts a finger into the finger groove 171b to allow the first grid panel 174 to be removed. Can be separated.
  • the calibrating effector 171 can be selectively used on the lower surface of the plurality of first grid panels 174 having various grid patterns 174a formed thereon.
  • the calibrating effector 171 has a second grid panel mounting groove 171c formed on one side thereof.
  • the second grid panel 175 having the grid pattern 175a formed therein may be installed in the second grid panel installation groove 171c, so that the calibrating effector 171 may form the grid pattern 175a on one side thereof. have.
  • the second grid panel 175 is detachably installed in the second grid panel mounting groove 171c, and each corner of the second grid panel mounting groove 171c to facilitate disassembly of the second grid panel 175c.
  • a finger groove 171d may be formed in the portion. In order to separate the second grid panel 175 installed in the second grid panel mounting groove 171c from the calibrating effector 171, the user easily inserts a finger into the finger groove 171d to allow the second grid panel 175 to be removed. Can be separated.
  • the calibrating effector 171 can be selectively used on one side of the plurality of second grid panels 175 on which the various grid patterns 175a are formed.
  • the XY photographing unit 80 includes an XY stage 81, an XY camera driver 82, and an XY camera 83.
  • the XY stage 81 may be supported by the side frame 12 or the lower frame 13 as shown in FIG. 2.
  • the XY stage 81 is installed on a predetermined XY reference plane.
  • the XY reference plane may be set to be parallel to the base 20. Alternatively, it may be set to be parallel to the bottom surface of the end effector 60 or the calibrating effector 71 located at the reference position.
  • the XY camera driver 82 moves the XY camera 83 along the XY stage 81.
  • the XY camera driver 82 may include an XY drive motor (not shown) for moving the XY camera 83 two-dimensionally.
  • the XY camera 83 moves two-dimensionally on the XY stage 81 by the XY camera driver 82 to photograph the lower surface of the calibrating effector 71 or the end effector 60.
  • the YZ imaging unit 90 includes a YZ stage 91, a YZ camera driver 92, and a YZ camera 93.
  • the YZ stage 91 may be supported and supported by the side frame 12 as shown in FIG. 2.
  • the YZ stage 91 is installed on a preset YZ reference plane.
  • the YZ reference plane may be set as a plane perpendicular to the XY reference plane.
  • the YZ camera driver 92 moves the YZ camera 93 along the YZ stage 91.
  • the YZ camera driver 92 may include a YZ driving motor (not shown) for moving the YZ camera 93 two-dimensionally.
  • the YZ camera 93 moves two-dimensionally on the YZ stage 91 by the YZ camera driver 92 and photographs one side of the calibrating effector 71 or the end effector 60.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a control configuration of a delta robot calibration apparatus and a delta robot according to an embodiment of the present invention.
  • the first deceleration motor 31, the second deceleration motor 32, and the third deceleration motor 33 of the delta robot 1 are individually controlled by the delta robot controller 101.
  • the delta robot controller 101 controls the first deceleration motor 31, the second deceleration motor 32, and the third deceleration motor 33, respectively, so that the rotation directions of the three active arms 41, 42, 43 and The rotational speed is controlled, resulting in the end effector 60 moving to the intended position.
  • the XY drive motor 84 and the YZ drive motor 94 of the delta robot calibration device are individually controlled by the camera control unit 102.
  • the camera control unit 102 controls the XY drive motor 84 and the YZ drive motor 94, respectively, to move the XY camera 83 and the YZ camera 93 to the intended positions, respectively.
  • the XY camera 83 and the YZ camera 93 of the delta robot calibration apparatus transmit the captured image to the image processor 103.
  • the image processor 103 may perform a grid pattern in the image image transmitted from the XY camera 83 and the YZ camera 93, and image edge processing of the calibrating effector 71 or the end effector 60.
  • the image processor 103 determines whether the calibrating effector 71 or the end effector 60 is present in the video image transmitted from the XY camera 83 and the YZ camera 93, and the calibrating effector from the center of the video image. It is possible to determine whether the 71 or the end effector 60 is eccentric.
  • the image processor 103 may determine how much deviation the calibrating effector 71 makes from the reference position from the grid pattern in the image image transmitted from the XY camera 83 and the YZ camera 93.
  • the image processor 103 may control photographing of the XY camera 83 and the YZ camera 93.
  • the central processing unit 104 is connected to the delta robot control unit 101, the camera control unit 102, the image processing unit 103, and the display unit 105.
  • the central processing unit 104 transmits the processing result of the image processing unit 103 to the display unit 105 so that the image captured by the XY camera 83 and the YZ camera 93 and the image processing result of the image are displayed on the display unit 105. To be displayed via.
  • the central processing unit 104 may transmit a command for controlling the XY driving motor 84 and the YZ driving motor 94 to the camera control unit 102.
  • the camera preparation unit 102 centers the shooting preparation signal indicating that the camera is ready to shoot the XY camera 83 and the YZ camera 93.
  • the central processing unit 104 may transmit a control command to the image processing unit 103 to photograph the XY camera 83 and the YZ camera 93.
  • the central processing unit 104 applies a control signal to the camera control unit 102 so that the XY camera 83 and the YZ camera 93 perform the end effector 60 at the corresponding point. It can be moved to the position where it can be taken. Then, in order to verify whether the end effector 60 accurately moves to a specific point, the central processing unit 104 applies a control signal to the delta robot control unit 101 to control the first deceleration motor 31 and the second deceleration motor. The end effector 60 is moved to the corresponding point by controlling the 32 and the third reduction motor 33, respectively.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a delta robot calibration method according to an embodiment of the present invention using a delta robot calibration apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the base 20 is installed in the upper frame 11.
  • the upper frame 11 may be provided with a plurality of positioning pins (not shown) for determining the assembly position of the base 20.
  • the calibrator 70 is assembled to the base 20 by engaging the support plate 73 to the lower surface of the base 20.
  • the support plate 73 and the base 20 so that the coupling pin 73a of the support plate 73 is inserted into a plurality of receiving grooves (not shown) formed in the lower surface of the base 20, the calibrator 70 May be coupled in place.
  • the camera control unit 102 controls the XY drive motor 84 and the YZ drive motor 94, respectively, to move the XY camera 83 and the YZ camera 93 to the reference position.
  • the reference position of the XY camera 83 and the YZ camera 93 means a position at which the lower surface and one side of the calibrating effector 71 can be photographed in a state in which the calibrator 70 is assembled at the correct position.
  • the camera control unit 102 transmits a shooting preparation signal to the central processing unit 104, and the central processing unit 104 sends the XY to the image processing unit 103.
  • the control command is transmitted to the camera 83 and the YZ camera 93 to take a picture.
  • the image processing unit 103 receives images of the lower surface and one side of the calibrating effector 71 from the XY camera 83 and the YZ camera 93, respectively, to determine whether the calibrator 70 is assembled in place. To judge.
  • the image processing unit 103 uses the first grid patterns 71a and 71b in the image photographing the lower surface of the calibrating effector 71 so that the calibrating effector 71 is moved from the right position in the X-axis direction and the Y-axis direction. It is possible to determine whether the arrangement is made with a deviation. At the same time, the image processor 103 may determine a rotational deviation (yaw deviation) in the Z-axis direction of the calibrating effector 71.
  • the image processing unit 103 prestores the reference image photographed by the calibrating effector 71 in the correct position, and the image processing unit 103 pre-stores the reference image stored by the XY camera 83. By comparing the images of the lower surface of the rating effector 71, it is possible to determine the amount of deviation of the calibrating effector 71.
  • the image processing unit 103 may be configured such that the calibrating effector 71 is moved from its position in the Y-axis direction and the Z-axis direction through the second grid pattern 71c in the image photographing one side of the calibrating effector 71. It is possible to determine whether the arrangement is made with a deviation.
  • the image processor 103 may determine a rotation deviation (pitch deviation) in the X axis direction of the calibrating effector 71.
  • the image processing unit 103 previously stores the reference image photographed by the calibrating effector 71 in the correct position, and the image processing unit 103 pre-stores the reference image stored by the YZ camera 93. By comparing the images of one side of the rating effector 71, it is possible to determine the amount of deviation of the calibrating effector 71.
  • the user performs the calibration of the calibrator 70 by reassembling the calibrator 70 or adjusting the assembly state based on the information displayed on the display unit 105.
  • the user may determine whether the calibrator 70 is a product having a normal value by measuring the values of the components 71, 72, and 73 of the calibrator 70.
  • step S14 of determining whether or not the calibrator is completed it is determined whether the calibration of the calibrator is completed by the user or the image processing unit 103.
  • the first grid patterns 71a and 71b and the second grid pattern 71c in the image of the lower and one side of the calibrating effector 71 are determined. On the basis of this, it is determined whether the calibrating effector 71 is located at the correct position.
  • the calibrating effector 71 is controlled by the display unit 105. Information may be displayed to notify that is in position.
  • step S14 If it is determined in step S14 that the calibrator has not been calibrated, it is determined that the calibrator 70 is not located at the correct position. Then, the calibrator 70 is reassembled or the assembly state is adjusted (S12). (S13).
  • the first shaft assembly S15 is performed.
  • the first deceleration motor 31, the first active arm 41, and the first passive arm 51 are assembled.
  • the first reduction motor 31 is installed in the base 20.
  • the base 20 may be provided with a positioning pin (not shown) for determining an assembly position of the first reduction motor 31.
  • the delta robot control unit 101 controls the first deceleration motor 31 in the first shaft assembling step S15 so that the first active arm 41 maintains the installation angle of the first deceleration motor 31. Can be assembled.
  • the lower end of the first passive arm 51 is coupled to the calibrating effector 71, and the upper end is articulated with the lower end of the first active arm 41.
  • the assembling effector 71 is positioned in the correct position while the assembly of the first deceleration motor 31, the first active arm 41 and the first passive arm 51 is completed. Check whether or not.
  • step S16 the user checks the control state of the first deceleration motor 31 and the assembly state of the first active arm 41 and the first passive arm 51 based on the information displayed on the display unit 105. And adjusting their settings and / or assembly conditions to perform calibration on the first axis.
  • the user measures the values of the first active arm 41 and the first passive arm 51 to determine whether the first active arm 41 and the first passive arm 51 have normal values. You can also check
  • Determining whether or not the calibration of the first axis is completed is also similar to the above-described step S14, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the second deceleration motor 32, the second active arm 42 and the second passive arm 52 are assembled. Since the assembly process of the second reduction motor 32, the second active arm 42 and the second passive arm 52 is similar to the above-described step S15, detailed description thereof will be omitted.
  • the first reduction motor 31, the first active arm 41, the first passive arm 51, the second reduction motor 32, the second active arm 42, and the second passive With the assembly of the arm 52 completed, it is checked whether or not the calibrating effector 71 is positioned at the correct position.
  • step S19 the user checks the control state of the second deceleration motor 32 and the assembling state of the second active arm 42 and the second passive arm 52 based on the information displayed on the display unit 105. And adjusting their settings and / or assembly conditions to perform calibration on the second axis.
  • the user measures the values of the second active arm 42 and the second passive arm 52 to determine whether the second active arm 42 and the second passive arm 52 have normal values. You can also check
  • Determining whether or not the calibration of the second axis is completed is also similar to the above-described step S14, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • step S21 the third deceleration motor 33, the third active arm 43 and the third passive arm 53 are assembled. Since the assembly process of the third deceleration motor 33, the third active arm 43, and the third passive arm 53 is similar to step S15 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first reduction motor 31, the first active arm 41, the first passive arm 51, the second reduction motor 32, the second active arm 42, and the second passive When the assembly of the arm 52, the third reduction motor 33, the third active arm 43, and the third passive arm 53 is completed, it is checked whether the calibrating effector 71 is positioned in the correct position. do.
  • step S22 the user checks the control state of the third deceleration motor 33 and the assembly state of the third active arm 43 and the third passive arm 53 based on the information displayed on the display unit 105. And adjusting their settings and / or assembly conditions to perform calibration on the third axis.
  • the user measures the values of the third active arm 43 and the third passive arm 53 to determine whether the third active arm 43 and the second passive arm 53 have normal values. You can also check
  • Determining whether or not the calibration of the third axis is completed is also similar to the above-described step S14, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the calibrating effector even when the assembly of the first axis (31, 41, 51), the second axis (32, 42, 52) and the third axis (33, 43, 53) is completed 71 is located in the correct position.
  • step S23 when it is determined in step S23 that the calibration of the third axis is completed, the calibration of the third axis is completed, the first axes 31, 41, 51, the second axes 32, 42, 52, and the third axis. It means that the assembly of the shaft (33, 43, 53) is made normally. Accordingly, the calibrator 70 is removed from the base 20 (S24), and the end effector 60 connecting the three passive arms 51, 52 and 53 is assembled (S25).
  • step (S26) it is verified whether or not the assembled delta robot 1 is operating normally through the assembly and calibration process of steps S11 to S25.
  • 10 and 11 are diagrams each showing an example of a verification method used in the verification step of FIG. 9.
  • the camera control unit 102 is the XY camera 83 and the YZ camera 93 so as to direct (x1, y1, z1) coordinates corresponding to any one point T1 of the plurality of points T1 to T6. Move it. For example, the camera control unit 102 moves the XY camera 83 to (x1, y1) coordinates on the XY stage 81 and moves the YZ camera 93 to (y1, z1) on the YZ stage 91. By moving to the coordinates, the XY camera 83 and the YZ camera 93 can be directed to the (x1, y1, z1) coordinates.
  • the central processing unit 104 After the camera control unit 102 moves the XY camera 83 and the YZ camera 93 to the respective coordinates, the central processing unit outputs a signal indicating that the XY camera 83 and the YZ camera 93 are ready to be photographed.
  • the central processing unit 104 transmits a control command to the delta robot control unit 101, and the delta robot control unit 101 transmits three reduction motors 21, according to the control command of the central processing unit 104. 22 and 23 to move the end effector 60 to the (x1, y1, z1) coordinates.
  • the central processing unit 104 performs the image processing unit 103.
  • the control command can be transmitted to the XY camera 83 and the YZ camera 93 to take a picture.
  • the image processing unit 103 coordinates the (x1, y1, z1) end effector 60 based on the bottom and side images of the end effector 60 captured by the XY camera 83 and the YZ camera 93. It is determined whether or not it is located exactly at.
  • the bottom and side images of the end effector 60 captured by the XY camera 83 and the YZ camera 93, and the determination result of the image processing unit 103 are displayed on the display unit 105.
  • the end effector 60 is not accurately positioned at some of the points T1 to T6, since the assembly and calibration of the delta robot 1 is not performed normally, the first deceleration motor 31 and the first active Arm 41, first passive arm 51, second reduction motor 32, second active arm 42, second passive arm 52, third reduction motor 33, third active arm 43 And adjusting a setting and / or an assembly state of at least one of the third passive arms 53 and performing the verification step S26 again.
  • the end effector 60 may be removed and again performed from step S12.
  • the end effector 60 since the movable area of the end effector 60 is dependent on the lengths of the active arms 41, 42, 43 and the passive arms 51, 52, 53, etc., the end effector 60 has a working radius toward the lower portion. It is gradually narrowed, in the verification step (S26) it can also check the working radius (R) for each height of the end effector (60).
  • the plurality of points are preferably composed of points having various separation distances from the center coordinates (0, 0, z). Do.
  • the plurality of points Tg may be composed of a plurality of rows and a plurality of columns of points at regular intervals.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 방법은, 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 감속 모터와, 상기 감속 모터에 연결되는 액티브 암 및 상기 액티브 암에 연결되는 패시트 암을 포함하는 델타 로봇에 대한 캘리브레이션 방법이며, 일정 길이의 캘리브레이팅 바 및 상기 캘리브레이팅 바의 하단에 결합된 캘리브레이팅 이펙터를 포함하는 캘리브레이터를 상기 베이스에 결합하는 단계, 상기 패시브 암을 상기 캘리브레이팅 이펙터에 연결하는 단계, 상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 측면을 촬영하는 단계, 상기 촬영된 상기 캘리브레이팅 이펙터의 이미지를 기초로 상기 캘리브레이터, 상기 감속 모터, 상기 액티브 암 및 상기 패시브 암 중 적어도 하나를 캘리브레이션하는 단계 및 상기 캘리브레이터를 제거하고 상기 패시브 암에 엔드 이펙터를 조립하는 단계를 포함한다.

Description

델타 로봇 캘리브레이션 방법 및 델타 로봇 캘리브레이션 장치
본 발명은 델타 로봇 캘리브레이션 방법 및 델타 로봇 캘리브레이션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 델타 로봇의 키네마틱 캘리브레이션을 위한 델타 로봇 캘리브레이션 방법 및 델타 로봇 캘리브레이션 장치에 관한 것이다.
델타 로봇은 2개 이상의 로봇암을 이용해 소정의 작동 반경 내에서 고속의 픽앤플레이스 동작을 수행하는 자동화 로봇이다.
델타 로봇의 조립 과정에서 베이스에 조립되는 복수의 로봇암, 로봇암의 끝단에 조립되는 엔드 이펙터 등을 조립하며 발생되는 조립 편차 등에 의해 엔드 이펙터가 정확하게 제어되지 않는 경우가 종종 발생한다.
특히, 전자 부품 등의 실장과 같이 정밀한 제어가 요구되는 작업에 델타 로봇의 경우에는 엔드 이펙터 제어의 미세한 오차로 인해 대량의 불량이 발생할 수도 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 델타 로봇을 정밀하게 조립할 수 있고, 델타 로봇 제어의 정밀성을 검증할 수 있는 델타 로봇 캘리브레이션 방법 및 델타 로봇 캘리브레이션 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 방법은, 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 감속 모터와, 상기 감속 모터에 연결되는 액티브 암 및 상기 액티브 암에 연결되는 패시트 암을 포함하는 델타 로봇에 대한 캘리브레이션 방법이며, 일정 길이의 캘리브레이팅 바 및 상기 캘리브레이팅 바의 하단에 결합된 캘리브레이팅 이펙터를 포함하는 캘리브레이터를 상기 베이스에 결합하는 단계, 상기 패시브 암을 상기 캘리브레이팅 이펙터에 연결하는 단계, 상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 측면을 촬영하는 단계, 상기 촬영된 상기 캘리브레이팅 이펙터의 이미지를 기초로 상기 캘리브레이터, 상기 감속 모터, 상기 액티브 암 및 상기 패시브 암 중 적어도 하나를 캘리브레이션하는 단계 및 상기 캘리브레이터를 제거하고 상기 패시브 암에 엔드 이펙터를 조립하는 단계를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치는, 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 감속 모터와, 상기 감속 모터에 연결되는 액티브 암 및 상기 액티브 암에 연결되는 패시트 암을 포함하는 델타 로봇의 캘리브레이션에 사용되는 델타 로봇 캘리브레이션 장치이며, 상기 베이스의 하부면에 착탈 가능하게 결합되는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트로부터 하방으로 연장 형성되는 캘리브레이팅 바 및 상기 캘리브레이팅 바의 하단에 결합되는 캘리브레이팅 이펙터를 포함하는 캘리브레이터, 상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면을 촬영하는 XY 카메라, 상기 XY 카메라가 이동 가능하게 설치되는 XY 스테이지 및 상기 XY 카메라를 상기 XY 스테이지 상에서 이동시키는 XY 구동 모터를 포함하는 XY 촬영 유닛 및 상기 캘리브레이팅 이펙터의 측면을 촬영하는 YZ 카메라, 상기 YZ 카메라가 이동 가능하게 설치되는 YZ 스테이지 및 상기 YZ 카메라를 상기 YZ 스테이지 상에서 이동시키는 YZ 구동 모터를 포함하는 YZ 촬영 유닛을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
델타 로봇의 정밀한 조립이 가능하다.
또한, 델타 로봇의 조립 결과에 대한 검증이 가능하다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 3축 델타 로봇을 개략적 모델링 구조로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 3축 델타 로봇에 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치를 장착한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치의 캘리브레이터를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 하부면을 도시한 저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 일측면을 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 제1 그리드 패널을 도시한 저면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 일측면 및 제2 그리드 패널을 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치 및 델타 로봇의 제어 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 검증 단계에서 사용되는 검증 방법의 일례를 각각 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 델타 로봇을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 3축 델타 로봇을 개략적 모델링 구조로 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇(1)은 지지 프레임(10), 로봇 베이스(20), 감속 모터(31, 32, 33), 액티브 암(41, 42, 43), 패시브 암(51, 52, 53) 및 엔드 이펙터(60)를 포함한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(10)은 로봇 베이스(20)를 지지하는 상부 프레임(11), 상부 프레임(11)으로부터 하방으로 연장되는 사이드 프레임(12) 및 사이드 프레임(12)을 지지하며 지지 프레임(10)의 저면을 형성하는 하부 프레임(13)을 포함한다. 필요에 따라 하부 프레임(13)은 생략될 수 있다.
상부 프레임(11)에는 로봇 베이스(20)가 고정 설치된다.
도 1에는 상부 프레임(11)이 로봇 베이스(20)의 하부를 지지하는 구조로 도시되어 있지만, 이는 델타 로봇(1)을 개략적 모델링 구조로 도시한 것이며, 액티브 암(41, 42, 43), 패시브 암(51, 52, 53), 엔드 이펙터(60) 등이 작동하는 중에 로봇 베이스(20)가 안정적으로 고정되도록, 상부 프레임(11)은 로봇 베이스(20)의 상부, 측부 및 하부 중 적어도 하나를 지지할 수 있다.
또한 도 1에는 델타 로봇(1)의 일례로써 3축 델타 로봇을 개략적으로 도시하여 대략 삼각형의 형상을 갖는 로봇 베이스(20)를 도시하였지만, 로봇 베이스(20)의 형상은 다양한 형태로 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 베이스(20)에는 복수의 감속 모터(31, 32, 33)가 설치된다. 각 감속 모터(31, 32, 33)는 회전 모터(미도시)와 회전 모터의 회전축에 연결되는 복수의 감속 기어 등으로 구성되어 회전 모터의 rpm이 감속되어 출력될 수 있다.
도 1에는 델타 로봇(1)의 일례로써 3축 델타 로봇을 개략적으로 도시하였으므로 3개의 감속 모터(31, 32, 33)가 도시되어 있지만, 델타 로봇의 종류에 따라 감속 모터의 수는 달라질 수 있다. 예를 들어 2축 델타 로봇은 2개의 감속 모터가 장착되고, 4축 델타 로봇은 4개의 감속 모터가 장착될 수 있다.
각 감속 모터(31, 32, 33)에는 액티브 암(41, 42, 43)이 설치된다. 각 액티브 암(41, 42, 43)은 감속 모터(31, 32, 33)에 의해 회전하게 된다.
각 액티브 암(41, 42, 43)의 하단에는 패시브 암(51, 52, 53)이 연결된다. 패시브 암(51, 52, 53)의 상단은 액티브 암(41, 42, 43)의 하단과 1축 이상의 자유도를 갖도록 관절 연결된다.
각 패시브 암(51, 52, 53)의 하단은 하나의 엔드 이펙터(60)에 조립된다. 각 패시브 암(51, 52, 53)의 하단은 삼각형을 형성하며 엔드 이펙터(60)에 회동 가능하게 연결될 수 있다.
각 패시브 암(51, 52, 53)은 엔드 이펙터(60)와 액티브 암(41, 42, 43)을 연결하며, 감속 모터(31, 32, 33)에 의해 액티브 암(41, 42, 43)이 회전하며 이동함에 종속되어 3차원 영역 내에서 엔드 이펙터(60)를 이동시킨다.
다만, 엔드 이펙터(60)의 이동 가능한 영역은 액티브 암(41, 42, 43) 및 패시브 암(51, 52, 53)의 길이 등에 의해 종속되므로, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터(60)는 하부로 갈수록 작업 반경이 점차 좁아지는 대략 역원뿔대 형상의 작업 가능 영역(A) 내에서 이동된다.
감속 모터(31, 32, 33)는 델타 로봇 제어부(101, 도 8 참고)에 의해 개별적으로 제어되며, 원하는 위치로 엔드 이펙터(60)가 이동하도록 각각의 액티브 암(41, 42, 43)을 회전시킨다.
도 1에는 델타 로봇(1)의 일례로써 3축 델타 로봇을 개략적으로 도시하였으므로 3개의 액티브 암(41, 42, 43)과 3개의 패시브 암(51, 52, 53)이 도시되었지만, 델타 로봇의 종류에 따라 액티브 암 및 패시브 암의 수는 달라질 수 있다. 예를 들어 2축 델타 로봇은 각각 2개의 액티브 암 및 패시브 암을 구비하고, 4축 델타 로봇은 각각 4개의 액티브 암 및 패시브 암을 구비할 수 있다.
도 2는 도 1의 3축 델타 로봇에 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치를 장착한 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치의 캘리브레이터를 도시한 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이션 장치는 캘리브레이터(70), XY 촬영 유닛(80) 및 YZ 촬영 유닛(90)을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 캘리브레이터(70)는 캘리브레이팅 이펙터(71), 캘리브레이팅 바(72) 및 지지 플레이트(73)를 포함한다.
지지 플레이트(73)는 델타 로봇(1)의 베이스(20)의 하부면에 착탈 가능하게 결합된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 지지 플레이트(73)의 상부면에는 복수의 결합핀(73a)이 돌출 형성될 수 있다. 그리고, 지지 플레이트(73)의 결합핀(73a)에 대응하여, 베이스(20)의 하부면에는 결합핀(73a)을 수용하는 복수의 수용홈(미도시)이 형성될 수 있다.
캘리브레이터(70)는 델타 로봇(1)의 액티브 암(41, 42, 43), 패시브 암(51, 52, 53) 등의 정밀한 조립을 위한 기준이 되는 구성 요소이다. 따라서, 캘리브레이터(70)의 지지 플레이트(73)와 베이스(20)의 정렬 상태는 델타 로봇(1)의 조립 결과에 큰 영향을 미친다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지 플레이트(73)의 상부면에는 복수의 결합핀(73a)이 돌출 형성되고, 베이스(20)의 하부면에는 결합핀(73a)을 수용하는 복수의 수용홈이 형성되어, 복수의 결합핀(73a)이 복수의 수용홈에 삽입되도록 지지 플레이트(73)를 베이스(20)의 하부면에 조립하는 것만으로도 지지 플레이트(73)와 베이스(20)의 계획된 정렬 상태를 유도한다.
캘리브레이팅 바(72)는 지지 플레이트(73)의 하부면으로부터 일정 길이만큼 연장 형성된다. 캘리브레이팅 바(72)의 길이는 감속 모터(31, 32, 33), 액티브 암(41, 42, 43) 및 패시브 암(51, 52, 53)의 캘리브레이션을 위한 요소 중 하나가 된다. 이에 대한 자세한 내용은 후술한다.
캘리브레이팅 바(72)의 하단에는 캘리브레이팅 이펙터(71)가 결합된다. 캘리브레이팅 이펙터(71)는 델타 로봇(1)의 엔드 이펙터(60)와 동일한 형상 및 크기로 형성된다.
본 실시예에서는, 델타 로봇(1)의 일례로써 3축 델타 로봇을 기준으로 설명하므로, 삼각 형상의 캘리브레이팅 이펙터(71)를 도시하였지만, 델타 로봇의 종류에 따라 캘리브레이팅 이펙터(71)의 형상은 달라질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 하부면을 도시한 저면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 일측면을 도시한 측면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면에는 일정한 패턴을 형성하는 제1 그리드 패턴(71a, 71b)이 형성될 수 있다. 도 4에는 제1 그리드 패턴(71a, 71b)의 일례로서, 삼각형을 이루는 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면의 아웃라인을 따라 일정 간격으로 배열되는 복수의 도트로 구성되는 삼각 그리드 패턴(71a)과 삼각 그리드 패턴(71a)의 중앙에 형성되는 중앙 그리드 패턴(71b)으로 구성된 제1 그리드 패턴(71a, 71b)을 도시하였다. 다만, 도 4에 도시된 제1 그리드 패턴(71a, 71b)은 하나의 예일 뿐이며, 다양한 그리드 패턴이 사용될 수 있다. 다만, 그리드 패턴으로는 일정한 규칙을 갖고 형성된 그리드 패턴을 사용하는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 캘리브레이팅 이펙터(71)의 일측면에는 하부면에는 일정한 패턴을 형성하는 제2 그리드 패턴(71c)이 형성될 수 있다. 도 5에는 제2 그리드 패턴(71c)의 일례로서, 일정 간격을 유지하며 일렬로 배열되는 복수의 도트로 구성되는 그리드 패턴을 도시하였다. . 다만, 도 5에 도시된 제2 그리드 패턴(71c)은 하나의 예일 뿐이며, 복수 열로 구성되는 등의 다양한 그리드 패턴이 사용될 수 있다. 다만, 그리드 패턴으로는 일정한 규칙을 갖고 형성된 그리드 패턴을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터(71)는 3개의 측면을 가지므로 3개의 측면에 모두 제2 그리드 패턴(71c)이 형성될 수 있다. 또는, 캘리브레이팅 이펙터(71)의 일측면을 촬영하는 YZ 카메라(93, 도 2 참고)가 지향하는 측면에만 제2 그리드 패턴(71c)이 형성될 수도 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 제1 그리드 패널을 도시한 저면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터의 일측면 및 제2 그리드 패널을 측면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터(171)는 하부면에 제1 그리드 패널 설치홈(171a)이 형성된다. 그리고 그리드 패턴(174a)이 형성된 별도의 제1 그리드 패널(174)을 제1 그리드 패널 설치홈(171a) 내에 설치하여 캘리브레이팅 이펙터(171)는 하부면에 그리드 패턴(174a)을 형성할 수 있다.
제1 그리드 패널(174)은 제1 그리드 패널 설치홈(171a)에 착탈 가능하게 설치되며, 제1 그리드 패널(174)의 분해를 용이하게 하기 위해 제1 그리드 패널 설치홈(171a)의 각 코너부에는 핑거홈(171b)이 형성될 수 있다. 사용자는 제1 그리드 패널 설치홈(171a) 내에 설치된 제1 그리드 패널(174)을 캘리브레이팅 이펙터(171)로부터 분리하기 위해, 핑거홈(171b)에 손가락을 넣어 쉽게 제1 그리드 패널(174)을 분리할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 다양한 그리드 패턴(174a)이 형성된 복수의 제1 그리드 패널(174)을 선택적으로 캘리브레이팅 이펙터(171)는 하부면에 설치하여 사용하는 것이 가능하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 캘리브레이팅 이펙터(171)는 일측면에 제2 그리드 패널 설치홈(171c)이 형성된다. 그리고 그리드 패턴(175a)이 형성된 별도의 제2 그리드 패널(175)을 제2 그리드 패널 설치홈(171c) 내에 설치하여 캘리브레이팅 이펙터(171)는 일측면에 그리드 패턴(175a)을 형성할 수 있다.
제2 그리드 패널(175)은 제2 그리드 패널 설치홈(171c)에 착탈 가능하게 설치되며, 제2 그리드 패널(175)의 분해를 용이하게 하기 위해 제2 그리드 패널 설치홈(171c)의 각 코너부에는 핑거홈(171d)이 형성될 수 있다. 사용자는 제2 그리드 패널 설치홈(171c) 내에 설치된 제2 그리드 패널(175)을 캘리브레이팅 이펙터(171)로부터 분리하기 위해, 핑거홈(171d)에 손가락을 넣어 쉽게 제2 그리드 패널(175)을 분리할 수 있다.
이러한 구성에 의해, 다양한 그리드 패턴(175a)이 형성된 복수의 제2 그리드 패널(175)을 선택적으로 캘리브레이팅 이펙터(171)는 일측면에 설치하여 사용하는 것이 가능하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, XY 촬영 유닛(80)은 XY 스테이지(81), XY 카메라 구동부(82) 및 XY 카메라(83)를 포함한다.
XY 스테이지(81)는 도 2에 도시된 바와 같이 사이드 프레임(12)에 지지되거나, 하부 프레임(13)에 지지될 수 있다. XY 스테이지(81)는 기 설정된 XY 기준면에 설치된다. XY 기준면은 베이스(20)에 평행하도록 설정될 수 있다. 또는, 기준 위치에 위치한 엔드 이펙터(60) 또는 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면과 평행하도록 설정될 수 있다.
XY 카메라 구동부(82)는 XY 카메라(83)를 XY 스테이지(81)를 따라 이동시킨다. 이를 위해 XY 카메라 구동부(82)는 XY 카메라(83)를 2차원 이동시키는 XY 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
XY 카메라(83)는 XY 카메라 구동부(82)에 의해 XY 스테이지(81) 상에서 2차원 이동하며 캘리브레이팅 이펙터(71) 또는 엔드 이펙터(60)의 하부면을 촬영한다.
도 2에 도시된 바와 같이, YZ 촬영 유닛(90)은 YZ 스테이지(91), YZ 카메라 구동부(92) 및 YZ 카메라(93)를 포함한다.
YZ 스테이지(91)는 도 2에 도시된 바와 같이 사이드 프레임(12)에 지지되 지지될 수 있다. YZ 스테이지(91)는 기 설정된 YZ 기준면에 설치된다. YZ 기준면은 XY 기준면과 수직하는 면으로 설정될 수 있다.
YZ 카메라 구동부(92)는 YZ 카메라(93)를 YZ 스테이지(91)를 따라 이동시킨다. 이를 위해 YZ 카메라 구동부(92)는 YZ 카메라(93)를 2차원 이동시키는 YZ 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
YZ 카메라(93)는 YZ 카메라 구동부(92)에 의해 YZ 스테이지(91) 상에서 2차원 이동하며 캘리브레이팅 이펙터(71) 또는 엔드 이펙터(60)의 일측면을 촬영한다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치 및 델타 로봇의 제어 구성을 도시한 블록도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 델타 로봇(1)의 제1 감속 모터(31), 제2 감속 모터(32), 제3 감속 모터(33)는 델타 로봇 제어부(101)에 의해 개별적으로 제어된다. 델타 로봇 제어부(101)는 제1 감속 모터(31), 제2 감속 모터(32) 및 제3 감속 모터(33)을 각각 제어하여, 3개의 액티브 암(41, 42, 43)의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하고, 그 결과로 엔드 이펙터(60)가 의도된 위치로 이동하게 한다.
델타 로봇 캘리브레이션 장치의 XY 구동 모터(84) 및 YZ 구동 모터(94)는 카메라 제어부(102)에 개별적으로 의해 제어된다. 카메라 제어부(102)는 XY 구동 모터(84) 및 YZ 구동 모터(94)를 각각 제어하여, XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)를 각각 의도된 위치로 이동시킨다.
델타 로봇 캘리브레이션 장치의 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)는 촬영한 영상을 영상 처리부(103)로 전송한다.
영상 처리부(103)는 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)로부터 전달된 영상 이미지 내의 그리드 패턴, 캘리브레이팅 이펙터(71) 또는 엔드 이펙터(60)의 이미지 에지 처리 등을 수행할 수 있다.
영상 처리부(103)는 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)로부터 전달된 영상 이미지 내에 캘리브레이팅 이펙터(71) 또는 엔드 이펙터(60)가 존재하는지 여부, 영상 이미지의 중심으로부터 캘리브레이팅 이펙터(71) 또는 엔드 이펙터(60) 얼마나 편심되어 있는지 여부 등을 판단할 수 있다.
영상 처리부(103)는 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)로부터 전달된 영상 이미지 내의 그리드 패턴으로부터 캘리브레이팅 이펙터(71)가 기준 위치 대비 얼마의 편차를 이루는지를 판단할 수 있다.
영상 처리부(103)는 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)의 촬영을 제어할 수 있다.
중앙 처리부(104)는 델타 로봇 제어부(101), 카메라 제어부(102) 및 영상 처리부(103)와 표시부(105)와 연결된다.
중앙 처리부(104)는 영상 처리부(103)의 처리 결과를 표시부(105)로 전달하여 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 촬영한 이미지 및 해당 이미지에 대한 영상 처리 결과가 표시부(105)를 통해 디스플레이되록 한다.
중앙 처리부(104)는 카메라 제어부(102)에 XY 구동 모터(84) 및 YZ 구동 모터(94)를 제어하는 명령을 전달할 수 있다. 또한, 카메라 제어부(102)가 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)를 특정 포인트로 이동시킨 후 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)의 촬영 준비가 완료되었음을 의미하는 촬영 준비 신호를 중앙 처리부(104)로 전달하면, 중앙 처리부(104)는 영상 처리부(103)에 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 촬영을 하도록 제어 명령을 전달할 수 있다.
후술하는 검증 단계(S26, 도 9 참고)에서 중앙 처리부(104)는 카메라 제어부(102)에 제어 신호를 인가하여 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 해당 지점의 엔드 이펙터(60)를 촬영할 수 있는 위치로 이동되도록 할 수 있다. 그 후 엔드 이펙터(60)가 특정 지점으로 정확히 이동하는지 여부를 검증하기 위해, 중앙 처리부(104)는 델타 로봇 제어부(101)에 제어 신호를 인가하여 제1 감속 모터(31), 제2 감속 모터(32) 및 제3 감속 모터(33)을 각각 제어하게 함으로써 엔드 이펙터(60)를 해당 지점으로 이동시킨다.
이하에서는, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 방법에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 장치를 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 델타 로봇 캘리브레이션 방법을 도시한 순서도이다.
베이스 조립 단계(S11)에서는, 베이스(20)를 상부 프레임(11)에 설치한다. 상부 프레임(11)에는 베이스(20)의 조립 위치를 결정하는 복수의 위치 결정핀(미도시)이 구비될 수 있다.
캘리브레이터 조립 단계(S12)에서는, 베이스(20)의 하부면에 지지 플레이트(73)를 결합하여 캘리브레이터(70)를 베이스(20)에 조립한다. 지지 플레이트(73)의 결합핀(73a)이 베이스(20)의 하부면에 형성된 복수의 수용홈(미도시)에 삽입되도록 지지 플레이트(73)와 베이스(20)를 결합함으로써, 캘리브레이터(70)는 정위치에 결합될 수 있다.
캘리브레이션 수행 단계(S16)에서는, 베이스(20)에 조립된 캘리브레이터(70)가 정위치에 조립된 상태인지 여부를 확인한다.
이를 위해, 카메라 제어부(102)는 XY 구동 모터(84) 및 YZ 구동 모터(94)를 각각 제어하여, XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)를 기준 위치로 이동시킨다. XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)의 기준 위치는 캘리브레이터(70)가 정위치에 조립된 상태에서 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면 및 일측면을 촬영할 수 있는 위치를 의미한다.
XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 기준 위치에 위치하면, 카메라 제어부(102)는 촬영 준비 신호를 중앙 처리부(104)로 전달하고, 중앙 처리부(104)는 영상 처리부(103)에 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 촬영을 하도록 제어 명령을 전달한다.
영상 처리부(103)는 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)로부터 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면 및 일측면에 대한 이미지를 각각 전달받아 캘리브레이터(70)가 정위치에 조립되었는지 여부를 판단한다.
영상 처리부(103)는 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면을 촬영한 이미지 내의 제1 그리드 패턴(71a, 71b)을 통해 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치로부터 X축 방향 및 Y축 방향 편차를 이루며 배치되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 동시에 영상 처리부(103)는 캘리브레이팅 이펙터(71)의 Z축 방향 회전 편차(yaw 편차)를 판단할 수 있다.
이를 위해, 영상 처리부(103)에는 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에서 촬영된 기준 이미지가 미리 저장되고, 영상 처리부(103)는 미리 저장된 기준 이미지와 XY 카메라(83)가 촬영한 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면에 대한 이미지를 비교하여, 캘리브레이팅 이펙터(71)의 편차량을 판단할 수 있다.
또한, 영상 처리부(103)는 캘리브레이팅 이펙터(71)의 일측면을 촬영한 이미지 내의 제2 그리드 패턴(71c)을 통해 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치로부터 Y축 방향 및 Z축 방향 편차를 이루며 배치되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 영상 처리부(103)는 캘리브레이팅 이펙터(71)의 X축 방향 회전 편차(pitch 편차)를 판단할 수 있다.
이를 위해, 영상 처리부(103)에는 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에서 촬영된 기준 이미지가 미리 저장되고, 영상 처리부(103)는 미리 저장된 기준 이미지와 YZ 카메라(93)가 촬영한 캘리브레이팅 이펙터(71)의 일측면에 대한 이미지를 비교하여, 캘리브레이팅 이펙터(71)의 편차량을 판단할 수 있다.
XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 촬영한 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면 및 일측면에 대한 이미지 및 영상 처리부(103)가 이들 이미지로부터 판단한 캘리브레이팅 이펙터(71)의 정위치에 대한 편차량에 대한 정보를 함께 표시부(105)를 통해 디스플레이된다.
사용자는 표시부(105)에 디스플레이된 정보를 바탕으로 캘리브레이터(70)를 재조립하거나 조립 상태를 조정하여 캘리브레이터(70)에 대한 캘리브레이션을 수행한다. 또한, 사용자는 캘리브레이터(70)의 각 구성(71, 72, 73)의 수치를 측정하여 캘리브레이터(70)가 정상 수치를 갖는 제품인지 여부를 확인할 수도 있다.
캘리브레이터의 캘리브레이션 완료 여부를 판단하는 단계(S14)에서는, 사용자 또는 영상 처리부(103)에 의해 캘리브레이터의 캘리브레이션이 완료되었는지 여부가 판단된다.
사용자에 의해 캘리브레이션 완료 여부가 판단되는 경우에, 사용자가 표시부(105)에 디스플레이된 정보를 바탕으로 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하였는지 여부를 판단한다.
영상 처리부(103)에 의해 캘리브레이션 완료 여부가 판단되는 경우에, 캘리브레이팅 이펙터(71)의 하부면 및 일측면에 대한 이미지 내의 제1 그리드 패턴(71a, 71b) 및 제2 그리드 패턴(71c)을 기초로 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하였는지 여부를 판단한다.
영상 처리부(103)에 의해 캘리브레이션 완료 여부가 판단되는 경우에, 영상 처리부(103)가 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하였다고 판단한 때에는 표시부(105)를 통해 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하였음을 통지하는 정보를 표시할 수 있다.
캘리브레이터의 캘리브레이션 완료 여부를 판단하는 단계(S14)에서 캘리브레이터(70)가 정위치에 위치하지 않았다고 판단된 경우에는, 캘리브레이터(70)를 재조립하거나 조립 상태를 조정하고(S12), 다시 캘리브레이션 수행 단계(S13)를 진행하게 된다.
캘리브레이터의 캘리브레이션 완료 여부를 판단하는 단계(S14)에서 캘리브레이터(70)가 정위치에 위치한다고 판단된 경우에는, 제1 축 조립(S15)을 진행한다.
제1 축 조립 단계(S15)에서는, 제1 감속 모터(31), 제1 액티브 암(41) 및 제1 패시브 암(51)이 조립된다.
제1 감속 모터(31)는 베이스(20)에 설치된다. 베이스(20)에는 제1 감속 모터(31)의 조립 위치를 결정하는 위치 결정핀(미도시)가 구비될 수 있다.
캘리브레이팅 바(72)의 길이, 제1 액티브 암(41) 및 제1 패시브 암(51)이 결정되어 있으므로, 제1 액티브 암(41)의 설치 각도 역시 결정된다. 따라서, 제1 축 조립 단계(S15)에서 델타 로봇 제어부(101)는 제1 감속 모터(31)를 제어하여 제1 액티브 암(41)이 해당 설치 각도를 유지하며 제1 감속 모터(31)에 조립되도록 할 수 있다.
제1 패시브 암(51)의 하단은 캘리브레이팅 이펙터(71)에 결합되고, 상단은 제1 액티브 암(41)의 하단과 관절 결합된다.
캘리브레이션 수행 단계(S16)에서는, 제1 감속 모터(31), 제1 액티브 암(41) 및 제1 패시브 암(51)의 조립이 완료된 상태에서, 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하는지 여부를 확인한다.
캘리브레이션 수행 단계(S16)의 구체적인 내용은 전술한 S13 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
다만, S16 단계에서는, 사용자가 표시부(105)에 디스플레이된 정보를 바탕으로 제1 감속 모터(31)의 제어 상태, 제1 액티브 암(41)과 제1 패시브 암(51)의 조립 상태를 확인하고, 이들의 세팅 및/또는 조립 상태를 조정하여 제1 축에 대한 캘리브레이션을 수행한다.
또한, S16 단계에서 사용자는 제1 액티브 암(41)과 제1 패시브 암(51)의 수치를 측정하여 제1 액티브 암(41)과 제1 패시브 암(51)이 정상 수치를 갖는 제품인지 여부를 확인할 수도 있다.
제1 축의 캘리브레이션 완료 여부를 판단하는 단계(S17) 역시 구체적인 내용은 전술한 S14 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
제2 축 조립 단계(S18)에서는, 제2 감속 모터(32), 제2 액티브 암(42) 및 제2 패시브 암(52)이 조립된다. 제2 감속 모터(32), 제2 액티브 암(42) 및 제2 패시브 암(52)의 조립 과정은 전술한 S15 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
캘리브레이션 수행 단계(S19)에서는, 제1 감속 모터(31), 제1 액티브 암(41), 제1 패시브 암(51), 2 감속 모터(32), 제2 액티브 암(42) 및 제2 패시브 암(52)의 조립이 완료된 상태에서, 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하는지 여부를 확인한다.
캘리브레이션 수행 단계(S19)의 구체적인 내용은 전술한 S13 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
다만, S19 단계에서는, 사용자가 표시부(105)에 디스플레이된 정보를 바탕으로 제2 감속 모터(32)의 제어 상태, 제2 액티브 암(42)과 제2 패시브 암(52)의 조립 상태를 확인하고, 이들의 세팅 및/또는 조립 상태를 조정하여 제2 축에 대한 캘리브레이션을 수행한다.
또한, S19 단계에서 사용자는 제2 액티브 암(42)과 제2 패시브 암(52)의 수치를 측정하여 제2 액티브 암(42)과 제2 패시브 암(52)이 정상 수치를 갖는 제품인지 여부를 확인할 수도 있다.
제2 축의 캘리브레이션 완료 여부를 판단하는 단계(S20) 역시 구체적인 내용은 전술한 S14 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
제3 축 조립 단계(S21)에서는, 제3 감속 모터(33), 제3 액티브 암(43) 및 제3 패시브 암(53)이 조립된다. 제3 감속 모터(33), 제3 액티브 암(43) 및 제3 패시브 암(53)의 조립 과정은 전술한 S15 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
캘리브레이션 수행 단계(S22)에서는, 제1 감속 모터(31), 제1 액티브 암(41), 제1 패시브 암(51), 2 감속 모터(32), 제2 액티브 암(42), 제2 패시브 암(52) 제3 감속 모터(33), 제3 액티브 암(43) 및 제3 패시브 암(53)의 조립이 완료된 상태에서, 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하는지 여부를 확인한다.
캘리브레이션 수행 단계(S22)의 구체적인 내용은 전술한 S13 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
다만, S22 단계에서는, 사용자가 표시부(105)에 디스플레이된 정보를 바탕으로 제3 감속 모터(33)의 제어 상태, 제3 액티브 암(43)과 제3 패시브 암(53)의 조립 상태를 확인하고, 이들의 세팅 및/또는 조립 상태를 조정하여 제3 축에 대한 캘리브레이션을 수행한다.
또한, S22 단계에서 사용자는 제3 액티브 암(43)과 제3 패시브 암(53)의 수치를 측정하여 제3 액티브 암(43)과 제2 패시브 암(53)이 정상 수치를 갖는 제품인지 여부를 확인할 수도 있다.
제3 축의 캘리브레이션 완료 여부를 판단하는 단계(S23) 역시 구체적인 내용은 전술한 S14 단계와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.
제3 축의 캘리브레이션이 완료되면, 제1 축(31, 41, 51), 제2 축(32, 42, 52) 및 제3 축(33, 43, 53)의 조립이 완료된 상태에서도 캘리브레이팅 이펙터(71)가 정위치에 위치하게 된다.
따라서, 제3 축의 캘리브레이션 완료 여부를 판단하는 단계(S23)에서 제3 축의 캘리브레이션이 완료된 것으로 판단되면, 제1 축(31, 41, 51), 제2 축(32, 42, 52) 및 제3 축(33, 43, 53)의 조립이 정상적으로 이루어진 것을 의미한다. 따라서, 캘리브레이터(70)를 베이스(20)에서 제거하고(S24), 3개의 패시브 암(51, 52, 53)을 연결하는 엔드 이펙터(60)를 조립한다(S25).
검증 단계(S26)에서는, S11 단계 내지 S25 단계의 조립 및 캘리브레이션 과정을 통해 조립된 델타 로봇(1)이 정상적으로 작동하는지 여부를 검증한다.
도 10 및 도 11은 도 9의 검증 단계에서 사용되는 검증 방법의 일례를 각각 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 검증 단계(S26)에서는 기 설정된 복수의 포인트(T1 ~ T6)에 엔드 이펙터(60)가 정확히 위치하는지 여부를 확인하여 델타 로봇(1)이 정상적으로 조립되었는지를 여부를 확인할 수 있다.
구체적으로, 카메라 제어부(102)는 복수의 포인트(T1 ~ T6) 중 어느 하나의 포인트(T1)에 대응하는 (x1, y1, z1) 좌표를 지향하도록 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)를 이동시킨다. 예를 들어, 카메라 제어부(102)는, XY 카메라(83)를 XY 스테이지(81) 상의 (x1, y1) 좌표로 이동시키고, YZ 카메라(93)를 YZ 스테이지(91) 상의 (y1, z1) 좌표로 이동시켜, XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 (x1, y1, z1) 좌표를 지향하게 할 수 있다.
카메라 제어부(102)가 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)를 각각 해당 좌표로 이동시킨 이후에, XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)의 촬영 준비가 완료되었음을 의미하는 신호를 중앙 처리부(104)로 전달하면, 중앙 처리부(104)는 델타 로봇 제어부(101)에 제어 명령을 전달하고, 델타 로봇 제어부(101)은 중앙 처리부(104)의 제어 명령에 따라 3개의 감속 모터(21, 22, 23)를 구동하여 엔드 이펙터(60)를 (x1, y1, z1) 좌표로 이동시킨다.
이후, 델타 로봇 제어부(101)로부터 3개의 감속 모터(21, 22, 23)의 구동을 완료하였음을 의미하는 신호가 중앙 처리부(104)로 전달되면, 중앙 처리부(104)는 영상 처리부(103)에 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 촬영을 하도록 제어 명령을 전달할 수 있다.
그리고, 영상 처리부(103)는 XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 촬영한 엔드 이펙터(60)의 하부면 및 측면 이미지를 기초로 엔드 이펙터(60)가 (x1, y1, z1) 좌표에 정확하게 위치하였는지 여부를 판단한다.
XY 카메라(83) 및 YZ 카메라(93)가 촬영한 엔드 이펙터(60)의 하부면 및 측면 이미지 및 영상 처리부(103)의 판단 결과는 표시부(105)를 통해 디스플레이된다.
순차적으로, 복수의 포인트(T1 ~ T6) 중 나머지 포인트(T2 ~ T6)에 대해 유사한 방법으로 엔드 이펙터(60)가 각 포인트(T2 ~ T6)에 해당하는 좌표에 위치하였는지 여부를 판단한다.
엔드 이펙터(60)가 각 포인트(T1 ~ T6)들에 정확하게 위치된 경우에는 델타 로봇(1)의 조립 및 캘리브레이션이 정상적으로 이루어진 것으로 판단할 수 있다.
엔드 이펙터(60)가 각 포인트(T1 ~ T6)들 중 일부에 정확하게 위치하지 않은 경우에는 델타 로봇(1)의 조립 및 캘리브레이션이 정상적으로 이루어지지 않은 것이므로, 제1 감속 모터(31), 제1 액티브 암(41), 제1 패시브 암(51), 2 감속 모터(32), 제2 액티브 암(42), 제2 패시브 암(52) 제3 감속 모터(33), 제3 액티브 암(43) 및 제3 패시브 암(53) 중 적어도 하나에 대한 세팅 및/또는 조립 상태를 조정하고, 다시 검증 단계(S26)를 수행할 수 있다. 또는 엔드 이펙터(60)를 제거하고, 다시 S12 단계부터 다시 수행할 수도 있다.
한편, 엔드 이펙터(60)의 이동 가능한 영역은 액티브 암(41, 42, 43) 및 패시브 암(51, 52, 53)의 길이 등에 의해 종속되므로, 엔드 이펙터(60)는 하부로 갈수록 작업 반경이 점차 좁아지게 되는데, 검증 단계(S26)에서는 엔드 이펙터(60)의 높이 별로 작업 반경(R)을 확인할 수도 있다.
검증 단계(S26)에서 엔드 이펙터(60)의 높이 별 작업 반경(R)을 확인하기 위해, 복수의 포인트는 중심 좌표(0, 0, z)로부터 다양한 이격 거리를 갖는 포인트들로 구성되는 것이 바람직하다.
또는, 도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 포인트(Tg)는 일정 간격을 두고 복수 행 및 복수 열의 포인트로 구성될 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 감속 모터와, 상기 감속 모터에 연결되는 액티브 암 및 상기 액티브 암에 연결되는 패시트 암을 포함하는 델타 로봇에 대한 캘리브레이션 방법에 있어서,
    일정 길이의 캘리브레이팅 바 및 상기 캘리브레이팅 바의 하단에 결합된 캘리브레이팅 이펙터를 포함하는 캘리브레이터를 상기 베이스에 결합하는 단계;
    상기 패시브 암을 상기 캘리브레이팅 이펙터에 연결하는 단계;
    상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 측면을 촬영하는 단계;
    상기 촬영된 상기 캘리브레이팅 이펙터의 이미지를 기초로 상기 캘리브레이터, 상기 감속 모터, 상기 액티브 암 및 상기 패시브 암 중 적어도 하나를 캘리브레이션하는 단계; 및
    상기 캘리브레이터를 제거하고 상기 패시브 암에 엔드 이펙터를 조립하는 단계를 포함하는, 델타 로봇 캘리브레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이팅 이펙터는 상기 엔드 이펙터와 동일한 형상 및 크기로 형성되는, 델타 로봇 캘리브레이션 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이터는,
    상기 캘리브레이팅 바의 상단에 결합되어 상기 베이스의 하부면에 체결되는 지지 플레이트를 더 포함하는, 델타 로봇 캘리브레이션 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 측면에는 그리드 패턴이 형성되고,
    상기 캘리브레이션하는 단계에서는,
    상기 촬영하는 단계에서 촬영된 상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 측면의 상기 그리드 패턴을 기초로 상기 캘리브레이팅 이펙터의 위치를 기 설정된 기준 위치와 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과를 기초로 상기 캘리브레이터, 상기 감속 모터, 상기 액티브 암 및 상기 패시브 암 중 적어도 하나의 세팅을 조정하는 단계를 포함하는, 델타 로봇 캘리브레이션 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 엔드 이펙터를 설치하는 단계 이후,
    상기 감속 모터를 구동하여 상기 액티브 암, 상기 패시브 암 및 상기 엔드 이펙터의 조립 상태를 검증하는 단계를 더 포함하는, 델타 로봇 캘리브레이션 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검증하는 단계는,
    상기 감속 모터의 구동에 의해 상기 액티브 암 및 상기 패시브 암이 상기 엔드 이펙터를 기 설정된 복수의 포인트 상에 위치시키는지 여부를 확인하는 단계를 포함하는, 델타 로봇 캘리브레이션 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 검증하는 단계는,
    상기 엔드 이펙터의 높이 별 작업 반경을 확인하는 단계를 포함하는, 델타 로봇 캘리브레이션 방법.
  8. 베이스와, 상기 베이스에 설치되는 감속 모터와, 상기 감속 모터에 연결되는 액티브 암 및 상기 액티브 암에 연결되는 패시트 암을 포함하는 델타 로봇의 캘리브레이션에 사용되는 델타 로봇 캘리브레이션 장치에 있어서,
    상기 베이스의 하부면에 착탈 가능하게 결합되는 지지 플레이트, 상기 지지 플레이트로부터 하방으로 연장 형성되는 캘리브레이팅 바 및 상기 캘리브레이팅 바의 하단에 결합되는 캘리브레이팅 이펙터를 포함하는 캘리브레이터;
    상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면을 촬영하는 XY 카메라, 상기 XY 카메라가 이동 가능하게 설치되는 XY 스테이지 및 상기 XY 카메라를 상기 XY 스테이지 상에서 이동시키는 XY 구동 모터를 포함하는 XY 촬영 유닛; 및
    상기 캘리브레이팅 이펙터의 측면을 촬영하는 YZ 카메라, 상기 YZ 카메라가 이동 가능하게 설치되는 YZ 스테이지 및 상기 YZ 카메라를 상기 YZ 스테이지 상에서 이동시키는 YZ 구동 모터를 포함하는 YZ 촬영 유닛을 포함하는, 델타 로봇 캘리브레이션 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 측면에는 그리드 패턴이 형성되는, 델타 로봇 캘리브레이션 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 그리드 패턴이 형성된 적어도 하나의 그리드 패널을 더 포함하고,
    상기 캘리브레이팅 이펙터의 하부면 및 측면 중 적어도 하나에는 상기 그리드 패널이 착탈 가능하게 설치되는 그리드 패널 설치홈이 형성되는, 델타 로봇 캘리브레이션 장치.
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