KR100305944B1 - Calibration method for off-line application of robots in the bodywork production line - Google Patents
Calibration method for off-line application of robots in the bodywork production line Download PDFInfo
- Publication number
- KR100305944B1 KR100305944B1 KR1019980063501A KR19980063501A KR100305944B1 KR 100305944 B1 KR100305944 B1 KR 100305944B1 KR 1019980063501 A KR1019980063501 A KR 1019980063501A KR 19980063501 A KR19980063501 A KR 19980063501A KR 100305944 B1 KR100305944 B1 KR 100305944B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- robot
- calibration
- vehicle body
- line
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 31
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
- B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
- B62D65/024—Positioning of sub-units or components with respect to body shell or other sub-units or components
- B62D65/028—Positioning of sub-units or components with respect to body shell or other sub-units or components by determining relative positions by measurement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
본 발명은 로봇의 캘리브레이션 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체생산라인 로봇의 작업프로그램을 오프라인 프로그램방법을 이용하여 생성하는 경우 작업라인상에 존재하는 여러장치들의 오차로 인하여 발생하는 절대위치오차를 최소화함으로써 오프라인 프로그램방법의 신뢰도를 증가시키는 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of calibrating a robot, and more particularly, to a method of calibrating a robot using a method of calibrating an absolute position error occurring due to errors of various devices on a work line And more particularly, to a calibration method for off-line program application of a robot of a vehicle body production line which increases the reliability of the offline program method by minimizing the number of the robot.
차체라인에서 사용되는 로봇의 작업프로그램을 오프라인방법으로 생성하는 경우 종래에는 차체라인에 대한 특별한 캘리브레이션 작업이 수행되지 않아 로봇의 절대위치오차로 인한 위치오차가 매우 커서 로봇을 작업지점에 근접교시하는 것이 불가능할 뿐만 아니라 차체생산라인 로봇의 작업프로그램을 생성하는데 적어도 5 내지 6시간이 소요되었으나, 본 발명의 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법에 의하면, 절대위치오차가 0.5 내지 2㎜에 불과하여 근접교시가 가능하며 신뢰도가 증가된 오프라인 프로그램을 이용하여 실제 로봇프로그램의 생성에 약 1시간정도 소요되며, 새로운 차체에 대한 로봇의 작업가능성 판단 및 간섭 유무를 정확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 차체라인에서 사용하고 있는 로봇의 작업프로그램을 컴퓨터에 입력할 경우 정확한 로봇작업상태를 판단할 수 있는 효과가 있다.When a work program of a robot used in a vehicle body line is generated by an off-line method, a special calibration operation for a body line has not been performed conventionally, so that a position error due to an absolute position error of the robot is very large, However, according to the calibration method for applying the off-line program of the vehicle body production line robot of the present invention, the absolute position error is only 0.5 to 2 mm And it takes approximately one hour to generate the actual robot program using the offline program with the increased reliability. In addition, it is possible to accurately determine whether the robot is operable or not, Of the robot used in When an up-program is input to a computer, it is possible to judge an accurate robot operation state.
Description
본 발명은 로봇의 캘리브레이션 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차체생산라인 로봇의 작업프로그램을 오프라인 프로그램방법을 이용하여 생성하는 경우 작업라인상에 존재하는 여러장치들의 오차로 인하여 발생하는 절대위치오차를 최소화함으로써 오프라인 프로그램방법의 신뢰도를 증가시키는 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of calibrating a robot, and more particularly, to a method of calibrating a robot using a method of calibrating an absolute position error occurring due to errors of various devices on a work line And more particularly, to a calibration method for off-line program application of a robot of a vehicle body production line which increases the reliability of the offline program method by minimizing the number of the robot.
현재 국내외적으로 차체생산라인의 배치를 결정하는 방법으로는 컴퓨터상에서 모델링하여 로봇의 위치, 용접건과 같은 사용될 작업툴, 기타 장치의 위치를 대략적으로 결정하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 작업의 목적은 실제 차체생산라인의 레이아웃을 설치하기 전에 컴퓨터상에서 가상적으로 레이아웃을 결정하여 구동시키므로써 로봇, 용접건, 장치간의 상호간섭여부 및 로봇의 작업가능성을 검토하는데 그 주된 목적이 있다. 특히, 로봇의 위치를 결정하고 사용될 작업툴인 용접건 등을 결정하는 데에는 매우 중요한 작업이다.Currently, the method of determining the layout of the car body production line is modeled on a computer, and a method of roughly determining the position of the robot, the work tool to be used such as the welding gun, and the position of other devices is used. The purpose of this work is to examine the possibility of mutual interference between robots, welding guns, devices, and the possibility of robot operation by virtually determining the layout of the robot on the computer before installing the layout of the actual body production line. Especially, it is very important to determine the position of the robot and to decide the welding tool, which is the working tool to be used.
이러한 작업을 거쳐 실제 차체생산라인의 레이아웃설치가 완료된 경우에는 로봇의 작업프로그램을 생성해야 한다. 이 경우에, 실제 로봇의 교시기를 이용하여 로봇의 작업프로그램을 생성하게 되면 상당한 시간이 소요되므로 이러한 소요시간을 줄이기 위해서 컴퓨터상에서 모델링된 로봇을 이용하여 작업프로그램을 생성하는 오프라인 프로그램방법을 사용한다.When the layout installation of the actual bodywork production line is completed through these operations, a work program of the robot should be created. In this case, since it takes a considerable amount of time to generate the robot work program using the actual robot teaching machine, the offline programming method is used to generate the work program using the robot modeled on the computer in order to reduce the time required.
그러나, 실제의 레이아웃상태는 여러 가지 장치의 설치오차로 인하여 컴퓨터상에서 모델링된 레이아웃과 상당한 위치오차를 가지고 있다. 이러한 오차를 줄이기 위해서는 차체라인상에서 오차를 발생시키는 장치를 찾아 이를 캘리브레이션해 주어야 한다.However, the actual layout state has a considerable positional error with the layout modeled on the computer due to installation errors of various devices. In order to reduce this error, it is necessary to find and calibrate a device that generates an error on the bodywork line.
그러나, 현재 차체생산라인의 경우 특별한 캘리브레이션 방법이 없는 상태이며, 이러한 이유로 현재는 차체생산라인 로봇의 작업프로그램을 작성하여 로봇에 입력하는 방법을 사용하고 있다. 즉, 대략적인 경유점만을 정의한 로봇작업프로그램을 생성한 후, 로봇교시기를 사용하여 용접점에 대한 정밀교시를 수행하여 로봇프로그램을 완성한다.However, currently, there is no special calibration method for the bodywork production line. For this reason, a work program of the bodywork production line robot is created and input to the robot is used. In other words, after generating a robot work program that defines only a rough way point, the robot program is completed by performing precise teaching about the welding point using the robot teaching machine.
상기와 같은 종래의 방법에서는 설계상의 도면을 참조하여 각종 장치를 컴퓨터상에서 모델링하게 되고 이를 이용하여 로봇의 작업프로그램을 생성하고 있다.In the conventional method as described above, various devices are modeled on a computer by referring to the design drawings, and a work program of the robot is generated using the models.
도 1은 이러한 모델링된 상태를 나타내고 있다. 이 경우 실제 차체라인과 컴퓨터상의 모델링된 차체라인간에는 설치위치상의 오차가 발생하게 되고, 이러한 오차발생으로 인하여 컴퓨터상에서 생성된 작업프로그램을 실제 로봇에 입력할 경우 상당한 절대위치오차가 발생하여 로봇의 정밀교시가 불가능하므로, 대략적인 위치로 근접시키는 작업프로그램의 생성에 만족해야 한다.Figure 1 shows this modeled state. In this case, an error occurs in the mounting position between the actual vehicle body line and the modeled vehicle body line on the computer. When the work program generated on the computer is input to the actual robot due to such an error, a considerable absolute position error occurs, Since it is impossible to teach, it must be satisfied with the creation of a work program that approximates to an approximate position.
이러한 경우 오프라인 프로그램방법을 이용하여 로봇작업프로그램을 생성하게 되면 완성도가 극히 떨어지므로 작업프로그램을 생성하기 위하여 온라인상에서 상당한 시간동안 작업해야 하는 문제점이 있다.In this case, if the robot work program is generated by using the offline program method, the completeness is extremely low. Therefore, there is a problem that it takes a considerable time to work on the on-line for generating a work program.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 차체라인상에 설치된 로봇의 절대위치오차를 최소화할 수 있는 캘리브레이션 방법이 필요하지만 아직 만족할 만한 캘리브레이션 방법을 개발하지 못한 상태이다.To solve this problem, a calibration method that minimizes the absolute position error of a robot installed on a vehicle body line is required, but a satisfactory calibration method has not been developed yet.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 차체생산라인 로봇의 작업프로그램을 오프라인 프로그램방법에 의하여 생성하는 경우 작업라인상에 존재하는 여러장치들의 오차로 인하여 발생하는 절대위치오차를 최소화함으로써 오프라인 프로그램방법의 신뢰도를 증가시키는 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법을 제공하는데 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a method and apparatus for generating a work program of a robot of a vehicle body production line by an offline programming method, And to provide a calibration method for offline program application of a robot of a bodywork production line which increases the reliability of the offline programming method by minimizing the position error.
도 1은 컴퓨터상에서 모델링된 차체용접공정을 도시한 도면,1 shows a body welding process modeled on a computer,
도 2는 비접촉식 방법을 이용한 캘리브레이션 장치를 도시한 개념도.2 is a conceptual diagram showing a calibration device using a non-contact method.
도 3은 접촉식 방법을 이용한 캘리브레이션 장치를 도시한 개념도,3 is a conceptual diagram showing a calibration apparatus using a contact-type method,
도 4는 측정용 지그를 도시한 사시도.4 is a perspective view showing a measurement jig.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
1:레이저센서 2:용접건1: Laser sensor 2: Welding gun
3:로봇 4:차체이송장치상의 기준면3: robot 4: reference plane on the vehicle body conveying device
5:차체위치고정지그 6:차체기준좌표계〔W〕5: Fixing jig 6: Body reference coordinate system [W]
7:측정용 지그 8:차체이송장치7: Measuring jig 8: Vehicle transport device
9:차체9: Body
WTJ:〔W〕에서 차체위치고정지그까지의 거리 W T J : Distance from [W] to the body position fixing jig
WTR:〔W〕에서 로봇까지의 거리 W T R : Distance from [W] to robot
RT6:로봇에서 로봇단부까지의 거리 R T 6 : Distance from robot to end of robot
6TT:로봇단부에서 용접건의 용접점까지의 거리 6 T T : Distance from end of robot to welding spot of welding gun
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법은 레이저센서를 이용한 비접촉식 방법과 측정용 지그를 이용하는 접촉식 방법을 포함한다.In order to accomplish the above object, a calibration method for applying an offline program to a robot of a vehicle body production line of the present invention includes a non-contact method using a laser sensor and a contact method using a measurement jig.
먼저, 레이저센서를 이용한 비접촉식 방법에 의하여 이루어지는 경우를 설명하면 다음과 같다.First, a non-contact method using a laser sensor will be described.
본 발명의 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법은 레이저센서를 이용하여 차체이송장치에 다수개 존재하는 작업대상물인 차체고정용 로케이션핀이 설치된 기준면(Pn) 3개 이상을 측정하는 제1단계와, 상기에서 측정한 값을 이용하여 차체기준좌표계〔W〕를 정의하는 제2단계와, 로봇의 작업범위내에 존재하는 상기 로케이션핀(Jn) 3개 이상을 레이저센서로 위치를 측정하여 공칭값과의 오차를 측정하는 제3단계와, 로봇작업범위상에서 캘리브레이션 수행에 필요한 데이터인 작업지점의 좌표계〔T〕를 레이저센서에 의하여 측정하는 제4단계와, 상기 제3단계에서 측정된 로케이션핀(Jn)들을 컴퓨터상에 입력하여 차체이송장치의 모델링을 수정하는 제5단계와, 상기 제4단계에서 측정된 데이터를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A calibration method for off-line program application of a vehicle body production line robot according to the present invention is a method for measuring three or more reference planes (Pn) provided with a vehicle body locating pin, which is a work object, A second step of defining a vehicle body reference coordinate system [W] by using the values measured in the first step and the above-mentioned values; and a second step of measuring the position of at least three of the locating pins Jn existing within the working range of the robot with a laser sensor A fourth step of measuring the coordinate system [T] of the work point, which is data necessary for performing calibration in the robot work range, by a laser sensor, and a fourth step of measuring the error of the position measured in the third step A fifth step of inputting pins Jn on a computer to modify the modeling of the vehicle body conveying device, and a fifth step of calibrating using the data measured in the fourth step Claim 6 is characterized in that comprising the step of performing.
이하, 본 발명의 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법의 일 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a calibration method for off-line program application of the robot of the vehicle body production line of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 컴퓨터상에서 모델링된 차체용접공정을 도시한 도면이고, 도 2는 비접촉식 방법을 이용한 캘리브레이션 장치를 도시한 개념도이다.FIG. 1 is a view showing a body welding process modeled on a computer, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing a calibration device using a non-contact method.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 점용접 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법은 레이저센서(1)를 이용하여 차체이송장치(8)에 다수개(보통 4개 이상) 존재하는 작업대상물인 차체고정용 로케이션핀(location pin, 차체위치고정핀)이 설치된 기준면(Pn) 3개 이상을 측정하는 제1단계(S1)와, 상기에서 측정한 값을 이용하여 차체기준좌표계〔W〕를 정의하는 제2단계(S2)와, 로봇의 작업범위내에 존재하는 상기 로케이션핀(Jn) 3개 이상을 레이저센서(1)로 위치를 측정하여 공칭값과의 오차를 측정하는 제3단계(S3)와, 로봇의 작업범위상에서 캘리브레이션 수행에 필요한 데이터인 용접건(2) 접점의 좌표계〔T〕를 레이저센서(1)에 의하여 측정하는 제4단계(S4)와, 상기 제3단계(S3)에서 측정된 로케이션핀(Jn)들을 컴퓨터상에 입력하여 차체이송장치(8)의 모델링을 수정하는 제5단계(S5)와, 상기 제4단계(S4)에서 측정된 데이터를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 제6단계(S6)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, a method for calibrating an offline program of a spot welding robot according to an embodiment of the present invention uses a laser sensor 1, (S1) of measuring at least three reference planes (Pn) provided with a location pin (vehicle body position fixing pin) for fixing a vehicle body, which is an existing work object, A second step (S2) of defining a reference coordinate system [W]; measuring the position of at least three of the locating pins (Jn) existing in the working range of the robot with the laser sensor (1) A fourth step S4 of measuring the coordinate system [T] of the contact point of the welding gun 2, which is data necessary for carrying out the calibration on the working range of the robot, by the laser sensor 1, The location pins (Jn) measured in the third step (S3) Input and comprises a fifth step (S5) of modifying the models of the car body conveying device (8), a sixth step of using the data measured in the first step 4 (S4) to perform a calibration (S6).
상기 기준면(Pn)은 P1, P2 및 P3의 3개이고, 상기 로케이션핀(Jn)은 J1, J2 및 J3의 3개이다.The reference plane Pn is three of P1, P2, and P3, and the location pin Jn is three of J1, J2, and J3.
이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 점용접 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법의 작용에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the calibration method for applying the offline program of the spot welding robot according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
차체용접작업라인은 로봇(3), 용접건(2), 차체이송장치(8) 및 각종 지그들로 구성되어 있다. 본 발명의 캘리브레이션 방법은 측정오차를 최소화하기 위해서 차체(9)상의 기준좌표계〔W〕를 측정하여 이를 기준으로 모든 측정이 이루어지도록 한다. 또한, 차체(9)를 위치시키는 지그의 위치오차를 차체기준좌표계〔W〕에 대해서 측정함으로써 캘리브레이션을 위한 데이터의 측정오차를 최소화한다.The body welding work line is composed of a robot 3, a welding gun 2, a body-moving device 8, and various jigs. In the calibration method of the present invention, the reference coordinate system [W] on the vehicle body 9 is measured in order to minimize the measurement error, and all the measurements are performed based on the measurement. In addition, the measurement error of the data for calibration is minimized by measuring the position error of the jig for positioning the vehicle body 9 with respect to the vehicle body reference coordinate system [W].
이러한 캘리브레이션 작업은 기본적으로 도 2와 같은 상태에서 다음과 같은 순서에 의하여 수행된다.This calibration operation is basically carried out in the following state in the state shown in FIG.
먼저, 레이저센서(1)를 이용하여 차체이송장치(8)의 기준면(Pn)을 측정한다. 이 기준면(Pn)을 기준으로 하여 차체이송장치(8)위의 모든 지그의 위치가 결정된다. 또한, 이러한 기준면은 차체기준좌표계〔W〕에 대해서 정의되므로 차체기준좌표계〔W〕를 결정하는데 이용된다. 즉, 여기서 측정된 값을 이용하여 차체기준좌표계〔W〕의 위치 및 방향벡터를 정의한다. 이 차체기준좌표계〔W〕의 정의는 매우 중요하며 캘리브레이션 중 발생하는 측정오차를 최소화시키기 위해서는 이 좌표계〔W〕를 기준으로 캘리브레이션에 필요한 데이터를 측정해야 한다.First, the reference plane Pn of the vehicle body conveying device 8 is measured using the laser sensor 1. [ The positions of all the jigs on the vehicle body conveying device 8 are determined based on the reference plane Pn. Further, this reference plane is defined for the vehicle body reference coordinate system [W], and thus is used for determining the vehicle body reference coordinate system [W]. That is, the position and direction vector of the body reference coordinate system [W] are defined using the measured values here. The definition of this body reference coordinate system [W] is very important and in order to minimize the measurement error that occurs during the calibration, the data necessary for the calibration should be measured based on this coordinate system [W].
다음으로 측정오차를 발생시키는 부분은 차체(9)를 위치시키는 지그이다. 비록 차체기준좌표계〔W〕가 정확히 정의된다 하더라도 작업대상물인 차체(9)를 위치시키는 지그의 위치를 정확하게 측정하지 못하면 오차가 누적되어 결과적으로 측정오차가 발생하게 된다. 이러한 이유로 레이저센서(1)를 이용하여 지그의 위치인 로케이션핀(Jn)의 J1, J2, J3 및 J4를 측정한다. 이 위치는 차체기준좌표계〔W〕에 대해서 정의된다. 즉, 도 2의 측정점의 위치(WTJ)를 측정한다. 여기서,WTJ는 〔W〕에서 J까지의 거리를 나타낸다.Next, a portion for generating a measurement error is a jig for positioning the vehicle body 9. [ Even if the body reference coordinate system [W] is accurately defined, if the position of the jig for positioning the work body 9, which is an object to be worked, can not be accurately measured, errors are accumulated, resulting in a measurement error. For this reason, J1, J2, J3 and J4 of the position pin Jn, which is the position of the jig, are measured using the laser sensor 1. [ This position is defined for the vehicle body reference coordinate system [W]. That is, the position ( W T J ) of the measurement point in FIG. 2 is measured. Here, W T J represents the distance from [W] to J.
위와 같은 작업을 통해 캘리브레이션 중 발생하는 측정오차를 최소화할 수 있다.In this way, it is possible to minimize the measurement error occurring during the calibration.
이러한 과정이 완료되면 실제 캘리브레이션에 필요한 데이터를 측정하게 된다. 즉, 레이저센서(1)를 이용하여 로봇(3)의 작업공간상에서 실제 용접이 일어나는 위치인 〔T〕를 측정한다. 도 3은 이러한 측정과정을 보여주고 있다. 여기서 측정되는 측정점의 수는 로봇(3)의 모델 파라미터에 따라 다르지만, 일반적인 6축 다관절로봇의 경우 9 내지 50점 정도의 측정점을 갖는다. 그리고, 각 측정점에서 로봇조인트값(
다음은 측정된 J1, J2, J3 및 J4의 값을 컴퓨터상에 입력하여 모델링되어 있는 지그의 위치를 수정한다. 이는 컴퓨터상에서 모델링된 J1, J2, J3 및 J4의 위치는 설계상의 위치이므로, 이를 실제 측정된 값으로 수정해 주어야 작업대상물인 차체(9)의 위치를 보정할 수 있기 때문이다.Next, input the measured values of J1, J2, J3, and J4 on the computer to modify the position of the jig being modeled. This is because the positions of J1, J2, J3 and J4 modeled on the computer are the positions in the design, and therefore, it is necessary to correct the actual measured values so that the position of the body 9 as the work object can be corrected.
이러한 측정이 완료되면 측정된 데이터를 캘리브레이션 프로그램에 입력하여 캘리브레이션을 수행한다. 여기서 나오는 결과는 로봇(3)의 링크 파라미터의 캘리브레이션 유무에 따라 전체 캘리브레이션(full calibration)과 국부 캘리브레이션(local calibration)으로 나누어진다. 전체 캘리브레이션의 경우 도 2의WTR,RT6,6TT의 모델 파라미터가 캘리브레이션되고, 국부 캘리브레이션의 경우WTR,6TT의 모델 파라미터만 캘리브레이션되고RT6는 공칭 파라미터를 사용한다.When these measurements are completed, the measured data is input to the calibration program to perform the calibration. The results are divided into a full calibration and a local calibration depending on whether or not the link parameter of the robot 3 is calibrated. For an in-calibration is also the model parameter of 2 W T R, R T 6, 6 T T and the calibration, in the case of a local calibration W T R, 6 calibration only model parameters of T T and R T 6 uses the nominal parameters do.
전체 캘리브레이션(full calibration)은 다음과 같은 알고리즘에 의해서 수행되며, 이 경우 캘리브레이션을 수행하기 위한 측정점은 50개이다.The full calibration is performed by the following algorithm, in which case there are 50 measurement points for performing the calibration.
여기서, Forward()는 로봇의 순 기구학(Forward kinematic) 함수이고,
국부캘리브레이션(local calibration)은 다음과 같은 알고리즘에 의해서 수행되며, 이 경우 캘리브레이션을 수행하기 위한 측정점은 9 내지 12개이다.Local calibration is performed by the following algorithm, where 9 to 12 measurement points are used to perform the calibration.
여기서,WTnT는 초기에 정의된 〔T〕의 공칭값이며 식(3)과 같은 방법을 사용하지 않고 최소자승법(least square method)을 이용하여
다음에, 측정용 지그(7)를 이용하는 접촉식 방법에 의하여 이루어지는 경우를 설명하면 다음과 같다.Next, a case of the contact type method using the measuring jig 7 will be described.
본 발명의 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법은 레이저센서를 이용하여 차체이송장치에 다수개 존재하는 작업대상물인 차체고정용 로케이션핀이 설치된 기준면(Pn) 3개 이상을 측정하는 제1단계와, 상기에서 측정한 값을 이용하여 차체기준좌표계〔W〕를 정의하는 제2단계와, 로봇의 작업범위내에 존재하는 상기 로케이션핀(Jn) 3개 이상을 레이저센서로 위치를 측정하여 공칭값과의 오차를 측정하는 제3단계와, 로봇의 작업범위상에서 캘리브레이션 수행에 필요한 데이터인 작업지점의 좌표계〔T〕를 차체가 위치하는 지그상에 설치된 측정용 지그에 의하여 3개 이상의 측정점(MPn)으로 교시하는 제4단계와, 상기 제3단계에서 측정된 로케이션핀(Jn)들을 컴퓨터상에 입력하여 차체이송장치의 모델링을 수정하는 제5단계와, 상기 제4단계에서 측정된 데이터를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A calibration method for off-line program application of a vehicle body production line robot according to the present invention is a method for measuring three or more reference planes (Pn) provided with a vehicle body locating pin, which is a work object, A second step of defining a vehicle body reference coordinate system [W] by using the values measured in the first step and the above-mentioned values; and a second step of measuring the position of at least three of the locating pins Jn existing within the working range of the robot with a laser sensor A coordinate system [T] of the work point, which is data necessary for calibration in the working range of the robot, is measured by a measuring jig placed on the jig on which the vehicle body is located, MPn), and a fourth step of inputting the location pins (Jn) measured in the third step on a computer to modify the modeling of the vehicle body conveying device And, using the data obtained in the fourth step is characterized in that comprising a sixth step of performing a calibration.
이하, 본 발명의 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법의 일 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a calibration method for off-line program application of the robot of the vehicle body production line of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 접촉식 방법을 이용한 캘리브레이션 장치를 도시한 개념도이고, 도 4는 측정용 지그를 도시한 사시도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram showing a calibration apparatus using a contact-type method, and FIG. 4 is a perspective view showing a measurement jig.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 점용접 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법은 레이저센서(1)를 이용하여 차체이송장치(8)에 다수개 존재하는 작업대상물인 차체고정용 로케이션핀이 설치된 기준면(Pn) 3개 이상을 측정하는 제1단계(T1)와, 상기에서 측정한 값을 이용하여 차체기준좌표계〔W〕를 정의하는 제2단계(T2)와, 로봇의 작업범위내에 존재하는 상기 로케이션핀(Jn) 3개 이상을 레이저센서(1)로 위치를 측정하여 공칭값과의 오차를 측정하는 제3단계(T3)와, 로봇의 작업범위상에서 캘리브레이션 수행에 필요한 데이터인 작업지점의 좌표계〔T〕를 차체(9)가 위치하는 지그상에 설치된 측정용 지그(7)에 의하여 3개 이상의 측정점(MPn)으로 교시하는 제4단계(T4)와, 상기 제3단계(T3)에서 측정된 로케이션핀(Jn)들을 컴퓨터상에 입력하여 차체이송장치(8)의 모델링을 수정하는 제5단계(T5)와, 상기 제4단계(T4)에서 측정된 데이터를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 제6단계(T6)로 이루어진다.As shown in FIG. 3, a method for calibrating an off-line program of a spot welding robot according to an embodiment of the present invention includes the steps of: using a laser sensor 1, A first step (T1) of measuring three or more reference planes (Pn) provided with locating pins for fixing the vehicle body, a second step (T2) of defining a vehicle body reference coordinate system [W] , A third step (T3) of measuring the position of at least three of the locating pins (Jn) in the working range of the robot with the laser sensor (1) and measuring an error with the nominal value, A fourth step (T4) of teaching the coordinate system [T] of the working point, which is data necessary for carrying out, to three or more measuring points (MPn) by the measuring jig (7) provided on the jig on which the vehicle body (9) In the third step (T3), the position pin J a fifth step T5 for inputting the model data of the vehicle body transfer device 8 on the computer and inputting the model data of the vehicle body transfer device 8 onto the computer and a sixth step of performing the calibration using the data measured in the fourth step T4, ).
상기 기준면(Pn)은 P1, P2 및 P3의 3개이고, 상기 로케이션핀(Jn)은 J1, J2 및 J3의 3개이며, 상기 측정점(MPn)은 MP1, MP2 및 MP3의 3개이다.The reference plane Pn is three of P1, P2, and P3, the location pin Jn is three of J1, J2, and J3, and the measurement point MPn is three of MP1, MP2, and MP3.
이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 점용접 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법의 작용에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the calibration method for applying the offline program of the spot welding robot according to the embodiment of the present invention will be described in detail.
상기 측정용 지그(7)를 이용하는 접촉식 방법에 의하여 이루어지는 경우는 상술한 비접촉식 방법과 대부분 동일하다. 즉, 측정오차를 최소화시키기 위한 차체기준좌표계〔W〕의 측정 및 지그의 측정과정은 동일하나, 캘리브레이션을 수행하기 위한 데이터 측정방법은 상기 비접촉식 방법과 다르다.The contact type method using the measuring jig 7 is mostly the same as the above-mentioned non-contact type method. That is, the measurement of the body reference coordinate system [W] and the measurement of the jig are the same in order to minimize the measurement error, but the data measurement method for performing the calibration is different from the non-contact method.
여기서는 도 4에 도시된 바와 같은 측정용 지그(7)를 이용하여 차체(9)를 위치시키는 지그상에 설치하고, 도 3에서와 같이 측정용 지그(7)상에 존재하는 측정점(MPn)인 MP1, MP2 및 MP3에 로봇(3)의 용접건 접점의 좌표계〔T〕를 교시함으로써 데이터를 입력받는다. 측정용 지그(7)상에도 제작오차가 존재하므로 측정기를 이용하여 각 측정점의 위치를 측정하여 컴퓨터상에 모델링되어 있는 지그의 측정점 위치를 수정해 주어야 한다. 여기서 측정되는 측정점의 수는 9 내지 12개이고, 이 방법을 사용하는 경우 측정할 수 있는 측정점의 수가 많지 않으므로 전체 캘리브레이션(full calibration)은 불가능하며 국부 캘리브레이션(local calibration)을 위해서 사용된다.Here, the measuring jig 7 is placed on a jig for positioning the car body 9 using the measuring jig 7 as shown in Fig. 4, and the measurement point MPn (MPn) existing on the measuring jig 7 MP1, MP2, and MP3, the coordinate system [T] of the welding gun contact point of the robot 3 is instructed to receive data. Since there is also a manufacturing error on the measuring jig 7, it is necessary to measure the position of each measuring point using a measuring device and correct the position of the measuring point of the jig modeled on the computer. Here, the number of measurement points to be measured is 9 to 12, and when this method is used, full calibration is not possible because there are not many measurement points to be measured, and it is used for local calibration.
상기와 같이 본 발명의 실시예로서 설명된 로봇은 점용접용 로봇이지만, 이외의 다른 목적으로 사용되는 로봇의 캘리브레이션에도 본 발명의 방법을 적용하여 캘리브레이션 중의 측정오차를 최소화할 수 있다. 즉, 차체아크용접(arc welding), 실링(sealing), 핸들링(handling) 로봇이 사용되는 차체라인에 대한 레이아웃의 캘리브레이션방법에 적용가능하다. 이는 상기의 모든 로봇작업상태가 차체기준좌표계를 기준으로 설계되고 설치되기 때문이다.As described above, the robot described as the embodiment of the present invention is a robot for spot welding, but the method of the present invention can also be applied to calibration of a robot used for other purposes, thereby minimizing the measurement error during calibration. That is, the present invention is applicable to a method of calibrating a layout of a vehicle body line in which a vehicle body arc welding, sealing, and handling robots are used. This is because all the above-mentioned robot operation states are designed and installed based on the body reference coordinate system.
차체라인에서 사용되는 로봇의 작업프로그램을 오프라인방법으로 생성하는 경우 종래에는 차체라인에 대한 특별한 캘리브레이션 작업이 수행되지 않아 로봇의 절대위치오차로 인한 위치오차가 매우 커서 로봇을 작업지점에 근접교시하는 것이 불가능할 뿐만 아니라 차체생산라인 로봇의 작업프로그램을 생성하는데 적어도 5 내지 6시간이 소요되었으나, 앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 차체생산라인 로봇의 오프라인프로그램 적용을 위한 캘리브레이션 방법에 의하면, 절대위치오차가 0.5 내지 2㎜에 불과하여 근접교시가 가능하며 신뢰도가 증가된 오프라인 프로그램을 이용하여 실제 로봇프로그램의 생성에 약 1시간정도가 소요된다.When a work program of a robot used in a vehicle body line is generated by an off-line method, a special calibration operation for a body line has not been performed conventionally, so that a position error due to an absolute position error of the robot is very large, However, according to the calibration method for applying the off-line program of the vehicle body production line robot of the present invention as described above, the absolute position error is 0.5 to 6 hours, It takes about 1 hour to generate the actual robot program by using the off-line program in which the proximity teaching is possible and the reliability is increased.
특히, 하나의 라인에서 여러 차종을 생산하는 경우 종래의 차체라인에 여러 가지의 장치가 추가되는 것이 필요한데, 이 때 각 장치의 위치를 정확하게 정의하는데 많은 도움이 된다.Particularly, when a plurality of models are produced in one line, it is necessary to add various devices to the conventional vehicle body line, and it is very helpful to accurately define the position of each device.
또한, 새로운 차체에 대한 로봇의 작업가능성 판단 및 간섭 유무를 정확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 차체라인에서 사용하고 있는 로봇의 작업프로그램을 컴퓨터에 입력할 경우 정확한 로봇작업상태를 판단할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 자동차 제조산업상 매우 유용한 발명인 것이다.In addition, it is possible to accurately judge the possibility of operation and interference of the robot with respect to a new vehicle body, and to provide an excellent effect of determining an accurate robot operation state when a robot's operation program is input to a computer This is a very useful invention in the automobile manufacturing industry.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980063501A KR100305944B1 (en) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | Calibration method for off-line application of robots in the bodywork production line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019980063501A KR100305944B1 (en) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | Calibration method for off-line application of robots in the bodywork production line |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20000046778A KR20000046778A (en) | 2000-07-25 |
KR100305944B1 true KR100305944B1 (en) | 2002-05-01 |
Family
ID=19570075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019980063501A Expired - Fee Related KR100305944B1 (en) | 1998-12-31 | 1998-12-31 | Calibration method for off-line application of robots in the bodywork production line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100305944B1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114322874A (en) * | 2021-12-27 | 2022-04-12 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Body-in-white measuring method and system |
-
1998
- 1998-12-31 KR KR1019980063501A patent/KR100305944B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20000046778A (en) | 2000-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100345150B1 (en) | Method for compensating robot position using laser analyzer | |
US7333879B2 (en) | Offline programming device | |
US20120078418A1 (en) | Robot calibration apparatus and method for same | |
US6812665B2 (en) | In-process relative robot workcell calibration | |
CA2321738A1 (en) | Robot calibration system | |
KR20080088165A (en) | Robot calibration method | |
Cheng | Calibration of robot reference frames for enhanced robot positioning accuracy | |
JPH06131032A (en) | Robot device and teaching method for robot device | |
KR100301231B1 (en) | The automatic compensation method for robot working path | |
KR100305944B1 (en) | Calibration method for off-line application of robots in the bodywork production line | |
Leali et al. | A calibration method for the integrated design of finishing robotic workcells in the aerospace industry | |
CN109968347B (en) | Zero calibration method of seven-axis robot | |
KR100482562B1 (en) | Calibration method for robot | |
KR100336459B1 (en) | Method for off-line control of robot | |
Yukhimets et al. | Method of identification of kinematic and elastostatic parameters of multilink manipulators without external measuring devices | |
KR100244758B1 (en) | Calibration method of vertical articulated welding robot and its device | |
Goryl et al. | Calibration of Panasonic TM-2000 Welding Robot Using Simulation Software | |
KR100263442B1 (en) | The method of self-compensation for robot cell using the data of size of manufactured articles | |
Mako | Principles of mastering at KUKA robots | |
Yamaguchi et al. | Proposal of position error compensation method that enables immediate work when replacing industrial robots | |
KR20030069381A (en) | Method for tool calibration in robot | |
WO2024023310A1 (en) | Coordinate positioning machine | |
KR980008410A (en) | A method of constructing an off-line program for welding work of steel structures and a robot and workpiece position fixing device | |
Wang | A methodology of fixture evaluation, analysis and optimisation | |
JPS6257784A (en) | Calibration method for robot tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19981231 |
|
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 19981231 Comment text: Request for Examination of Application |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20001027 Patent event code: PE09021S01D |
|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20010524 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20010803 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20010803 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20040712 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20050729 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20060727 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070802 Year of fee payment: 7 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20070802 Start annual number: 7 End annual number: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
PC1903 | Unpaid annual fee |