KR820001953B1 - 공업용 로보트 위치 선정기구(A Positioning Device for an Industrial Robot) - Google Patents

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내용 없음.

Description

공업용 로보트 위치 선정기구(A Positioning Device for an Industrial Robot)

제1도는 본 발명의 이용을 통한 위치선정에 의거 그 조작이 조절되는 공업용 로보트를 표시함.

제2도는 본 발명의 이용에 의하여 위치선정을 행하기 위한 제어회로,

제3도는 제2도에 도시된 제어회로내의 축선위치 제어유니트(Axis position control unit)의 회로도,

제4도는 제2도에 도시된 제어회로의 디지탈 출력 유니트를 설명하기 위한 상세 블록도.

본 발명은 공업용 로보트의 아암(arm)의 위치선정과 공구의 위치선정 또는 기계공구등을 동작하는데에 사용되는 위치선정기구에 관한 것이다. 공업용 로보트의 아암(arm)의 동작은 3종의 운동으로 구성된다.

즉 Z-축선운동과 θ-축선운동 및 R-축선운동이다. Z-축선운동은 아암의 수직운동이고 θ-축선운동은 아암의 지지기등을 도는 아암의 회전운동이며 R-축선운동은 아암의 길이에 따라 움직이는 아암의 신장 및 수축운동이다. 이러한 3종의 운동을 조절하기 위하여 제어유니트에는 속도유니트가 필요하다.

종전의 공업용 로보트에 있어서는 제어유니트내에 3개의 속도유니트를 가지고 있으며 각 속도유니트는 상기 3종의 운동의 하나에 대응하는 것이다.

그러나 단 하나의 속도유니트라도 매우 비싸기 때문에 속도유니트의 수량은 전체기구를 매우 비싸게 하는 경향을 가지기 때문에 따라서 공업용 로보트의 효용도를 제한한다.

상기 종전의 로보트는 예컨대 후지쓰 파나크 회사 발행된 파나크 로보트모델 Ⅱ를 위한 유지보수용 메뉴얼에 기술된 바와 같다. .

본 발명은 종전의 것에 존재하는 상기의 문제점을 해결하기 위한 한 제안이다.

본 발명의 주목적은 속도유니트의 조작을 통합함으로써 전체적인 제어유니트의 가격을 경제적으로 되게하면서 또한 공업용 로보트 동작의 신뢰도를 계속 유지하는데 있다.

본 발명의 구체예를 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 두개의 수직 안내폴(guide pole)(115 및 115')는 기어(116)에 부착되어 있으며 나사구동축(114)은 수직안내폴(115 및 115/) 사이에 위치한다.

케이싱(casing)(113)에는 수직 안내폴(115 및 l15')과 나사구동축(114)이 통과한다.

케이싱(113)은 그 안에 있는 암나사와 맞물리면서 Z-축선모우터(12)에 의하여 작동하는 나사구동축(114)의 회전에 의하여 수직으로 움직안다.

케이싱(113)에는 다른 기어장치가 있는데 이 기어장치에 의하여 아암(112)는 R-축선모우터(14)의 작동에 의하여 수평으로 움직인다.

수직안내폴(115,115')와 나사구동축(114)와 케이싱(113) 및 아암(112)으로 구성된 본 구조물은 기어(116)에 의하여 지지되며 θ-축선모우터(13)에 의하여 구동되는 기어(116)의 회전에 의하여 나사구동축(114)의 축선 주위를 회전하게 된다. 아암(112)은 그 단면에 핸드(11)를 보유한다.

Z-축선모우터(12)와 θ-축선모우터(13) 및 R-축선모우터(14)는 각각 펄스부호기(pulse coder)(15),(16) 및 (17)에 결합되어 있으며, 이 펄스부호기는 아암의 3방향운동 즉 수직방향(Z-축선)과 회전방향(θ-축선) 및 신장 수축방향(R-축선)의 3방향으로의 운동을 검지한다.

제2도에 있어서 제어유니트(2)는 공업용 로보트(1)를 조절하는데 이 로보트는 아암(제1도의 112)와 핸드(제1도의 111)를 가진 기계장치(11)를 구동시키고 위치를 검지하는 3개의 모우터(12,13,14)와 3개의 펄스부호기(15,16,l7)로 구성되어 있다.

제어유니트(2)에는 에드레스버스(66)와 데이터버스(data bus)(67)에 연결되어 있는 중앙처리 유니트(central processing unit)(68)가 있다.

기억장치(69)와 조작판넬(70)과 축선위치 제어유니트(45,46,47) 및 디지탈출력유니트(65)는 어드레스버스(66)와 데이타 버스(67)에 연결되어 있다.

클록펄스발생기(48)는 축선위치 제어유니트(45,46,47)에 클록펄스를 제공한다.

축선위치 제어유니트(45,46,47)는 중앙처리장치(68)로부터의 명령값과 로보트의 3개 축선의 운동속도를 나타내는 속도피드백신호(40,42,44) 사이의 차이 값에 따라서 속도명령신호(39,41,43)를 발생한다.

디지탈출력유니트(65)는 중앙처리장치(68)로부터 축선데이타를 공급받으며 이 데이타는 출력터미날(36,37,38)의 한개에 축선선택신호를 생성하기 위하여 해독된다.

그래서 3개의 릴레이(21A,22A,23A)중 하나가 전원(59)에 의하여 여자되도록 선택되어지며 그것은 디지탈출력유니트(65)의 선택된 출력터미날에 대응한다.

따라서 모터(12,13 및 14)를 위한 공급회로에 있는 계전기 접점(relay contact) (21, 22 및 23) 중 하나가 선택되어 닫혀진다.

축선위치 제어유니트(45,46,47)는 3개의 게이트(gate)(33,34,35) 중의 하나와 디지탈-아날로그변환기(29) 또는 주파수-전압변환기(30) 중의 하나를 통하여 속도유니트(26)에 연결된다.

속도유니트(26)의 출력라인(24,25)은 계전기 접점(21,22,23)의 선택적인 동작에 따라 모우터(12 13,14)중의 하나에 연결될 수 있다.

속도유니트(26)는 사이리스트(261)의 도통위상을 조절하며 그 결과 입력(27)으로서 공급된 속도명령신호는 입력(28)으로서 공급된 속도피드백신호와 같게 된다.

따라서 속도유니트(26)는 속도명령신호와 속도피드백신호 사이의 차이에 따라서 전류를 계전기 접점(21,22,23)의 동작에 의하여 선택된 모우터에 공급한다.

기억장치(69)의 기억블럭(memory block)(691, 692......69N)에는 로봇제어용 교습데이터가 차례차례 기억된다.

교습데이터는 예컨대 공급속도(feeding rate)(F), Z-축선명령(Z), θ-축선명령(θ), R-축선명령(R), 핸드의 움켜쥐는 운동을 위한 보조기능명령(S) 등과 같은 것이다.

축선제어유니트(45,46,47)의 한 예로서 Z-축선위치제어유니트(45)의 상세한 도시가 제3도이다.

θ-축선 및 R-축선위치기어유니트(46,47)도 제3도와 갈이 도시할 수 있다.

Z-축선위치제어유니트(45)는 프리세트계수기(451)와 오차기억장치(452), 방향판별장치(453)와 위상(位相) 신호발생기(454)로 구성된다. Z -축선명령값이 데이터버스(67)에 의하여 프리세트계수기(451)에 초기설정된다.

프리세트계수기(451)에 설정된 값을 감소시키기 위하여 그리고 오차기억장치(452)에 기억된 값을 증가시키기 위하여 클록펄스발생기(48)에 생성된 클록펄스(49)는 프리세트계수기(451)와 오차기억장치(452)에 공급된다.

프리세트계수기(451)에 초기설정값이 "0"이 되어 그 결과로서 명령값에 상응하는 펄스의 수가 오차기억장치(452)에 부가될 때까지 클록펄스(49)는 계속적으로 공급된다.

피드백펄스(52,53)는 펄스부호기(15)로부터 방향판별장치(453)의 두 위상에서 방향이 구별된다.

그리고 이 출력은 오차기억장치(452)의 감소된 입력에 공급된다. 따라서 오차기억장치(452)는 명령값과 Z-축선방향을 따라 움직이는 아암(112)의 운동량과의 차이를 기록하게 된다.

참조펄스(58)는 오차기억장치(452)의 출력에 의하여 펄스폭변조되는 위상신호발생기(454)는 오차기억장치(452)의 기억된 값에 비례하는 속도명령신호(39)로서 위상신호를 발생한다.

방향판별장치(453)는 속도피드백 펄스연속신호(40)를 생성하며 이것은 피드백펄스속도에 상응하는 주파수를 가진다.

상술한 프리세트계수기(451)의 초기설정은 그 초기설정이 모든 명령값에 대해서 한 단계 또는 사전설정된 모든 명령값 몇개만의 각각에 다수의 단계에 영향을 미치도록 작동될 수 있다.

제4도는 제2도에 도시된 제어회로의 디지탈출력유니트(65)를 설명하기 위한 상세 블록이다.

디지탈출력유니트(45)는 어드레스디코우더(ARD)(651), 플립플롭회로(FFZ,FFθ,FFR) (652,653,654)및 계전기구동증폭기(RDZ,RDθ,RDR)(655,656,657)로 구성되어 있다.

데이타버스의 상세한 라인이 각각 플립플롭회로(652,653,654)에 접속되어 있다.

제1라인(67-1)은 플립플롭회로(652)의 SET 입력단자에, 제2라인(67-2)은 플립플롭회로(653)의 SET입력단자에, 제3라인(67-3)은 플립플롭회로(654)의 SET 입력단자에 접속되어 있다.

어드레스버스(66)는 어드레스레디코우더(651)에 접속되어 있다.

디지탈출력유니트(65)를 지적하는 특수한 어드레스데이타가 어드레스버스(66)에 공급될 때 어드레스디코우더(651)는 플립플롭회로(652,653,754)를 트리거하며 그러므로 제1, 제2, 제3라인(67-1,67-2, 67-3)이 주어진 HIGH 레벨신호("1") 또는 LOW 레벨신호("0")가 플립플롭회로(652,653,654)에 기록된다.

이점에 대해서는 HIGH 레벨신호("1")는 단지 제1, 제2, 제3라인(67-1, 67-2, 67-3) 중의 하나에만 나타난다.

HIGH 레벨신호("1")가 플립플롭회로(652)에 입력될 때 출력단자(36)에 산출되는 신호는 계전기구동증폭기(655)에 의해서 증폭되어 "1" 상태가 되며 이 출력신호는 계전기(RLZ)(21A)를 여자시킨다.

비슷하게 HIGH레벨신호("1")가 플립플롭회로(653)에 입력될 때 출력단자(37)에 산출되는 신호는 계전기구동증폭기(656)에 의해서 증폭되어 "1" 상태가 되며 이 출력신호는 계전기(RLθ)(22A)를 여자시킨다.

또한 HIGH 레벨신호("1")가 플립플롭회로(654)에 입력될 때 계전기(RLR)(23A)는 여자된다.

따라서 계전기(21A,22A,23A)중의 하나가 데이타버스(67)의 제1, 제2, 제3라인(67-1, 67-2, 67-3)의 신호조합에 따라서 신택적으로 여자된다.

제어유니트(2)의 동작을 제1도 및 제3도와 관련하여 설명하면 다음과 갈다.

제어유니트(2)는 조작판넬(70)에 있는 시동버튼(701)을 눌러서 시동한다. 제어프로그램에 따라 기억블록(691),(692)에 기억된 데이타(F)와 데이타(Z)는 중앙처리장치(68)에 의하여 회수된다.

그러면 중앙처리장치(68)는 회수된 데이타에 따라 클록펄스발생기(48)로부터 전송클록펄스의 주파수를 변경하고 프리세트계수기(451)를 초기설정하는 다단계 중 각 단계를 위하여 부분적인 초기설정기간을 선택하는 작용을 한다.

그후 Z-축선선택데이타는 다음과 같이 동작하게 된다.

Z-축선릴레이(21A)는 Z-축선선택데이타에 따라 디지탈출력유니트(65)에 의하여 선택되며 그때 접점(321)은 닫혀진다.

그와 동시에 Z-축선위치제어유니트(45)는 게이트(33)를 통하여 속도유니트(26)에 연결되며 디지탈-아날로그변환기(29)에 연결되고 출력터미날(36)에 생성된 Z-축선선택신호를 받을 때 주파수-전압변환기(30)이 연결된다.

속도유니트(26)의 출력라인(24,25)은 닫힌 접점(21)을 통하여 Z-축선모우터(12)에 연결된다.

그러면 기억계(69)의 기억블럭(692)에 기억된 Z-축선명령값은 Z-축선위치제어유니트(45)의 프리세트계수기(451)에 초기 설정되며 그리고 Z-축선에 따라 위치선정이 시동된다.

Z-축선모우터가 초기설정값에 따라 그 회전을 완료하면 오차기억장치(452)의 기억값은 "0"이 되며 이것은 Z-축선위치선정의 완료를 표시하는 것이다.

상술한 Z-축선위치선정이 완료된 후 θ-축선위치선정은 기억블럭(693)에 기억된 θ-축선명령데이타에 따라 행해지며 그리고 Z-축선위치선정은 기억블럭(694)에 기억된 R-축선지시데이타에 따라 이루어진다.

그 결과 공업용 로보트아암(112)의 위치선정 전과정은 완료된다.

Claims (1)

1. 축선을 따라 운동을 하게 하는 다수의 모우터(12,13,14), 축선을 따른 운동을 검지하게 하는 상기 모우터에 접속된 다수의 검지기(15,16,17) 및 계전기 접점(21,22,23)을 통하여 상기 모우터에 접속된 속도유니트(26)를 가지고 있는 공업용 로보트와 같은 장치를 위한 위치선정기구에 있어서, 상기 속도유니트(26)는 디지탈-아날로그변환기(29), 주파수-전압변환기(30) 및 다수의 게이트(33,34,35)를 통하여 다수의 축위치제어유니트(45,46,47)에 접속되어 있으며, 상기 게이트의 제어입력은 디지탈출력유니트(65)의 출력에 접속되어 있으며, 상기 디지탈출력유니트의 출력은 상기 계전기 접점(21,22,23)을 작동시키는 다수의 계전기(21A,22A,23A)에 접속되어 있으며 상기 축위치 제어유니트(45,46,47)와 상기 디지탈출력유니트(65)는 중앙처리장치(68)의 제어에 따라서 기억장치(69)로부더 명령신호를 공급받는 것을 특징으로 하는 공업용 로보트 위치선정기구.

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