KR102034543B1

KR102034543B1 - A robot system component asssembly and control method thereof

Info

Publication number: KR102034543B1
Application number: KR1020180079841A
Authority: KR
Inventors: 김재균; 박병학; 정광욱
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2019-10-21

Abstract

Disclosed is a control method of a robot system for assembling a component. The control method of the robot system for assembling the component according to one embodiment of the present invention recognizes a work space for assembling the component through a virtual vision coordinate system which is recognized through a camera of a vision unit, and is capable of automatically performing work such as component regulation, position correction, component joining, welding, product inspection, and the like by using a plurality of hanger robots mounted with hangers and one or more welding robots mounted with a welding machine, and specifically, each position coordinate in the vision coordinate system is compared and analyzed together with a separation coordinate value at a position separated from each other by a predetermined distance in a work space of a matching component, and an interference between the components is predicted and determined in advance to assemble in a state of avoiding the interference between the component by correcting the position of the component.

Description

Control method of robot system for assembly of parts {A ROBOT SYSTEM COMPONENT ASSSEMBLY AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부품 조립을 위한 작업공간을 비전유닛의 카메라를 통해 인식되는 가상의 비전 좌표계상의 위치좌표를 이용하여 부품에 대한 비전 좌표계와 모델 좌표계 상의 위치를 일치시켜 부품간의 간섭을 회피한 상태로 조립할 수 있는 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a robot system for assembling parts, and more specifically, a work space for assembling parts using a position coordinate on a virtual vision coordinate system recognized through a camera of a vision unit. It relates to a control method of a robot assembly for component assembly that can be assembled in a state in which interference between components is avoided by matching the position on the model coordinate system.

일반적으로 산업분야에서, 부품들을 조립하기 위해서는 부품들을 전용 지그를 통하여 규제한 상태로 용접 설비를 이용하여 조립작업을 진행한다. In general, in the industrial field, in order to assemble parts, assembly work is performed by using a welding facility in which the parts are regulated through a dedicated jig.

즉, 부품들을 조립하는 과정은 작업자가 각 부품들을 전용 지그 상에 안착시켜 센서 등을 통하여 부품의 누락여부, 안착상태 등을 감지한 후, 클램퍼로 각 부품들을 고정한 상태로, 용접용 로봇이 정해진 경로를 따라 용접기를 진입시켜 용접작업을 진행하여 조립한다.That is, in the process of assembling parts, a worker places each part on a dedicated jig to detect a missing part, a seating state, etc. through a sensor, and then fixes each part with a clamper, and a welding robot is determined. Enter the welding machine along the path and proceed to welding.

그러나 종래의 경우에는 부품 조립 작업 시, 고정된 전용 지그 상에 작업자가 부품들을 고정한 후, 용접용 로봇이 정해진 경로를 따라 용접기를 진입시켜 용접작업을 진행하기 때문에 부품들의 성형 공차에 능동적으로 대응하지 못하는 문제점이 있다.However, in the conventional case, since the worker fixes the parts on the fixed dedicated jig and the welding robot enters the welding machine along the predetermined path to perform welding work, it does not actively respond to the forming tolerances of the parts. There is a problem.

이와 같이, 부품들의 성형 공차나 작업자의 실수 등으로 인하여 부품 간에 용접불량이 발생하는 경우, 수동으로 보강 용접을 진행하거나, 불량 제품으로 폐기하게 되는 문제로 이어진다. As such, when welding defects occur between parts due to molding tolerances of the parts or a mistake of an operator, reinforcing welding may be performed manually, or the waste may be disposed of as a defective product.

한편, 상기와 같은 전용 지그는 해당 부품들의 전용설비로 제작되는 바, 신규 차종을 개발할 때마다 새롭게 제작해야 하며, 이로 인해 매번 지그 제작비 및 전장공사 등의 설비 투자비가 발생하는 단점이 있다.On the other hand, the dedicated jig as described above is produced as a dedicated equipment of the corresponding parts, each time to develop a new model must be newly produced, and this has the disadvantage that the equipment investment costs, such as jig production costs and electrical equipment construction every time.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in this Background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention, and may include matters not previously known to those of ordinary skill in the art.

본 발명의 실시 예는 부품 조립을 위한 작업공간을 비전유닛의 카메라를 통해 인식되는 가상의 비전 좌표계를 통해 인식하고, 복수의 행거 로봇과 하나 이상의 용접 로봇을 이용하여 부품규제, 위치보정, 부품결합 및 용접과 제품검사 등의 작업을 자동으로 수행할 수 있는 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention recognizes a workspace for assembling parts through a virtual vision coordinate system that is recognized through a camera of the vision unit, by using a plurality of hanger robots and one or more welding robots to regulate the parts, position correction, parts And to provide a control method of the robot assembly for component assembly that can automatically perform tasks such as welding and product inspection.

또한, 본 발명의 실시 예는 서로 매칭되는 부품들을 작업공간상의 상호 일정 거리 이격된 위치에서, 비전 좌표계 상의 각 위치좌표를 이격좌표 값과 함께 비교 분석하여 부품간의 간섭을 미리 예측 판단하여 부품의 위치 보정을 통해 부품간의 간섭을 회피한 상태로 조립하는 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법을 제공하고자 한다.In addition, an embodiment of the present invention by comparing the parts matched with each other in the work space at a predetermined distance from each other, by comparing each position coordinates on the vision coordinate system with the spaced coordinate values to predict the interference between the parts in advance to determine the position of the parts The purpose of the present invention is to provide a control method for a robot assembly system for assembling parts by assembling them in a state of avoiding interference between parts.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 카메라를 구비하는 비전유닛, 각 행거를 구비하는 복수의 행거 로봇, 용접기를 구비하는 하나 이상의 용접 로봇, 비전 제어기, 및 로봇 제어기를 포함하는 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 있어서, 각 행거 로봇의 최소 3점 거동에 따른 각 행거 로봇 상의 보정툴의 위치를 상기 카메라로 스캔하여 생성되는 비전 좌표계 상의 3점 위치좌표와 로봇 좌표계 상의 해당 3점 위치좌표를 비교하여 산출되는 보정치로 상기 로봇 좌표계를 보정하여 비전 좌표계와 로봇 좌표계를 일치시키는 제1 보정단계(S1); 상기 각 행거 로봇의 행거를 통하여 조립할 각 부품을 그립하여 각 행거에 규제하는 부품규제단계(S2); 상기 각 행거 로봇 상의 상기 보정툴과 상기 각 행거 상에 규제된 부품에 대해 비전유닛의 카메라로 스캔하여 상기 보정툴과 상기 부품의 비전 좌표계 상의 각 위치좌표의 좌표 차이값으로 산출되는 보정치로 제1 보정단계에서 보정된 로봇 좌표계를 다시 보정하여 상기 부품을 기준으로 로봇 좌표계를 설정하는 제2 보정단계(S3); 상기 각 행거 로봇을 제어하여 조립을 위해 상호 매칭되는 부품 중, 하나의 부품에 조립되는 다른 하나의 부품에 이격좌표 값을 적용하여 작업공간 상의 상호 일정 거리 이격된 위치에 상기 부품들을 이동시키는 부품이격단계(S4); 상기 비전유닛의 카메라를 통해 작업공간상에서 상호 일정 거리 이격된 상기 부품들을 스캔하면, 상기 비전 제어기가 상기 부품들의 비전 좌표계 상의 각 위치좌표를 생성하고, 상기 각 위치좌표와 상기 이격좌표 값을 함께 비교 분석하여 상기 부품간의 간섭을 예측하여 상기 부품들의 각 위치좌표의 좌표 간섭값에 대한 제3 보정치를 산출하며, 상기 부품들 중, 하나의 부품에 매칭되는 다른 하나의 부품에 대한 위치좌표에 상기 제3 보정치를 적용하여 위치를 보정하는 제3 보정단계(S5); 상기 다른 하나의 부품을 행거로 규제하는 행거 로봇을 제어하여 작업공간에서 상기 하나의 부품에 상기 다른 하나의 부품을 이격좌표 값만큼 복귀시켜 상기 부품들을 상호 매칭시키는 부품매칭단계(S6); 상기 하나 이상의 용접 로봇과 용접기를 제어하여 상호 매칭된 부품들의 용접부를 용접하는 용접단계(S7); 및 상기 부품들의 용접부를 용접한 제품을 상기 카메라로 스캔하여 생성되는 비전 좌표계상의 위치좌표를 모델 좌표계상의 모델 데이터 좌표와 비교하여 허용오차범위여부에 따른 불량검사를 진행하는 검사단계(S8)를 포함할 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a vision system having a camera, a plurality of hanger robots having respective hangers, at least one welding robot having a welder, a vision controller, and a robot system for assembling parts including a robot controller. In the control method of, the three-point position coordinates on the vision coordinate system generated by scanning the position of the correction tool on each hanger robot according to the minimum three-point behavior of each hanger robot with the camera and the corresponding three-point position coordinates on the robot coordinate system A first correction step (S1) of correcting the robot coordinate system with a correction value calculated to match the vision coordinate system and the robot coordinate system; A part regulation step of controlling each hanger by gripping each part to be assembled through the hanger of each hanger robot (S2); A first correction value calculated by calculating a coordinate difference value between the correction tool on each hanger robot and a component regulated on each hanger with a camera of a vision unit, and calculating the coordinate difference value between the correction tool and each position coordinate on the vision coordinate system of the part; A second correction step S3 of correcting the robot coordinate system corrected in the correction step and setting the robot coordinate system based on the component; Control parts of the hanger robot to apply the distance coordinates to the other parts assembled to one of the parts that are matched for assembly, the parts to move the parts to a distance spaced apart from each other in the work space Step S4; When the parts are spaced apart from each other in the work space by the camera of the vision unit, the vision controller generates respective position coordinates on the vision coordinate system of the parts, and compares the respective position coordinates and the spaced coordinate values together. Analyze and predict the interference between the parts to calculate a third correction value for the coordinate interference value of each of the position coordinates of the parts, wherein the position coordinates for the other one matching the one of the parts, A third correction step S5 of correcting a position by applying three correction values; A part matching step (S6) of controlling the hanger robot for regulating the other part as a hanger and returning the other part to the one part by a spaced coordinate value in a workspace to match the parts together; Welding step (S7) for welding the weld of the matched parts by controlling the at least one welding robot and the welding machine; And an inspection step (S8) of performing a defect inspection according to a tolerance range by comparing a position coordinate on a vision coordinate system generated by scanning a product welded on the welded parts of the parts with the camera and model data coordinates on a model coordinate system. can do.

상기 제1 보정단계(S1)는 상기 비전유닛의 카메라를 통해 작업공간상에서 각 행거 로봇의 최소 3점 거동에 따른 각 행거 로봇 상의 보정툴의 꼭지점을 스캔하면, 상기 비전 제어기가 상기 보정툴의 꼭지점에 대한 비전 좌표계 상의 3점 위치좌표를 생성하고, 상기 로봇 제어기로부터 수신되는 상기 보정툴의 꼭지점에 대한 로봇 좌표계 상의 해당 3점 위치좌표와 상기 비전 좌표계 상의 3점 위치좌표를 비교하여 좌표 차이값에 대한 제1 보정치를 산출하고, 상기 로봇 제어기에 설정된 로봇 좌표계에 상기 제1 보정치를 적용하여 제1 보정 로봇 좌표계로 보정하여 설정하는 단계로 이루어질 수 있다.In the first correction step S1, when the vertex of the correction tool on each hanger robot is scanned according to the minimum three-point behavior of each hanger robot on the work space through the camera of the vision unit, the vision controller vertices of the correction tool. Generate a three-point position coordinate on the vision coordinate system, and compare the three-point position coordinate on the robot coordinate system with respect to the vertex of the correction tool received from the robot controller and compare the three-point position coordinate on the vision coordinate system with the coordinate difference value. Calculating a first correction value for the robot, and applying the first correction value to the robot coordinate system set in the robot controller to correct and set the first correction value.

즉, 상기 제1 보정단계(S1)는 상기 로봇 제어기가 각 행거 로봇을 제어하여 작업공간상의 임의의 3점 위치로 3점 거동하는 단계(S11); 상기 비전유닛의 카메라를 통해 각 행거 로봇의 3점 거동에 따른 임의의 3점 위치에 대해 각 행거 로봇의 아암 선단에 고정된 보정툴의 꼭지점을 스캔하여 영상정보를 출력하는 단계(S12); 상기 각 행거 로봇의 임의의 3점 위치에 대한 상기 보정툴의 영상정보를 분석하여 상기 보정툴의 꼭지점에 대한 비전 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표를 생성하는 단계(S13); 상기 각 행거 로봇의 임의의 3점 위치의 상기 보정툴의 꼭지점에 대한 로봇 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표를 상기 로봇 제어기로부터 수신하는 단계(S14); 로봇 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표 값과 비전 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표의 좌표 차이값에 대한 제1 보정치를 산출하는 단계(S15); 및 상기 제1 보정치를 상기 로봇 제어기에 송출하여 로봇 좌표계를 제1 보정 로봇 좌표계로 보정하여 설정하는 단계(S16)를 포함할 수 있다. That is, the first correction step (S1) is a step of the robot controller to control each hanger robot three-point movement to any three-point position in the workspace (S11); Outputting image information by scanning a vertex of a correction tool fixed to an arm tip of each hanger robot with respect to an arbitrary 3-point position according to the 3-point behavior of each hanger robot through the camera of the vision unit (S12); Analyzing image information of the correction tool for any three-point position of each hanger robot to generate first, second and third position coordinates on a vision coordinate system for a vertex of the correction tool (S13); Receiving (S14) first, second and third position coordinates on the robot coordinate system for the vertex of the correction tool at any three point positions of the hanger robots; Calculating a first correction value for the coordinate difference values between the first, second, and third position coordinates on the robot coordinate system and the first, second, and third position coordinates on the vision coordinate system (S15); And transmitting the first correction value to the robot controller to correct and set the robot coordinate system to the first correction robot coordinate system (S16).

상기 제2 보정단계(S3)는 상기 비전유닛의 카메라를 통해 작업공간상에서 각 행거 로봇 상의 보정툴의 꼭지점과, 각 행거 상에 규제된 부품상의 임의의 한 점을 스캔하면, 상기 비전 제어기가 상기 보정툴의 꼭지점과 상기 부품상의 임의의 한 점에 대한 비전 좌표계 상의 각 위치좌표를 생성하고, 상기 각 위치좌표의 좌표 차이값에 대한 제2 보정치를 산출하며, 상기 제1 보정단계에서 상기 로봇 제어기에 보정된 로봇 좌표계에 상기 제2 보정치를 적용하여 제2 보정 로봇 좌표계로 다시 보정하여 설정하는 단계로 이루어질 수 있다.The second calibration step S3 is performed by scanning the vertices of the calibration tool on each hanger robot and any one point on the parts regulated on each hanger in the work space through the camera of the vision unit. Generate each position coordinate in the vision coordinate system for a vertex of the correction tool and any one point on the part, calculate a second correction value for the coordinate difference value of each position coordinate, and in the first correction step, the robot controller The method may be performed by applying the second correction value to the corrected robot coordinate system and correcting and setting the second corrected robot coordinate system again.

여기서, 상기 제2 보정 로봇 좌표계는 상기 각 행거 로봇의 제어를 위한 기준좌표를 보정툴의 꼭지점인 로봇 회전 중심점(RRCP)에서 부품상의 임의의 한 점인 부품 회전 중심점(PRCP)으로 이동시킨 좌표계로 이루어질 수 있다.Here, the second calibration robot coordinate system is composed of a coordinate system in which a reference coordinate for controlling each hanger robot is moved from a robot rotation center point (RRCP), which is a vertex of the calibration tool, to a component rotation center point (PRCP), which is an arbitrary point on the part. Can be.

즉, 상기 제2 보정단계(S3)는 상기 로봇 제어기가 각 행거 로봇을 제어하여 각 행거 로봇상의 각 행거에 규제된 부품을 작업공간상의 설정위치에 위치시키는 단계(S31); 상기 비전유닛의 카메라를 통해 작업공간상의 각 행거 로봇의 아암 선단에 고정된 보정툴의 꼭지점과, 각 행거에 규제된 부품의 임의의 한 점을 스캔하여 영상정보를 출력하는 단계(S32); 상기 보정툴의 꼭지점에 대한 영상정보를 분석하여 비전 좌표계 상의 로봇 회전 중심점(RRCP)이 되는 제1 위치좌표를 생성하는 단계(S33); 상기 부품의 임의의 한 점에 대한 영상정보를 분석하여 비전 좌표계 상의 부품 회전 중심점(PRCP)이 되는 제2 위치좌표를 생성하는 단계(S34); 비전 좌표계 상의 상기 제1, 제2 위치좌표의 좌표 차이값에 대한 제2 보정치를 산출하는 단계(S35); 및 상기 제2 보정치를 상기 로봇 제어기에 송출하여 상기 제1 보정단계에서 보정된 로봇 좌표계를 제2 보정 로봇 좌표계로 보정하여 설정하는 단계(S36)를 포함할 수 있다.That is, the second correcting step (S3) includes the step of the robot controller controlling each hanger robot to position the parts regulated on each hanger on each hanger robot at a set position on the work space (S31); Outputting image information by scanning a vertex of a correction tool fixed to an arm tip of each hanger robot on a work space and an arbitrary point of a part restricted to each hanger through a camera of the vision unit (S32); Analyzing first image information about a vertex of the correction tool to generate a first position coordinate which becomes a robot rotation center point (RRCP) on a vision coordinate system (S33); Analyzing the image information of any one point of the part and generating a second position coordinate which becomes a part rotation center point (PRCP) on a vision coordinate system (S34); Calculating a second correction value for a coordinate difference value of the first and second position coordinates on the vision coordinate system (S35); And transmitting the second correction value to the robot controller, correcting and setting the robot coordinate system corrected in the first correction step to a second correction robot coordinate system (S36).

상기 제3 보정단계(S5)는 하나의 행거 로봇이 하나의 부품을 도면 프로그램에 설정된 모델 좌표계 상의 모델 데이터 좌표로 작업공간상에 위치시키는 단계(S51); 다른 행거 로봇이 상기 하나의 부품에 조립되는 다른 하나의 부품을 도면 프로그램에 설정된 모델 좌표계 상의 모델 데이터 좌표에서 일정 거리 이격된 위치의 이격좌표 값을 적용하여 작업공간상에 위치시키는 단계(S52); 상기 비전유닛의 카메라를 통해 상기 하나의 부품과 다른 하나의 부품에 대한 상호 매칭 포인트를 스캔하여 영상정보를 출력하는 단계(S53); 상기 하나의 부품과 다른 하나의 부품에 대한 영상정보를 분석하여 비전 좌표계 상에서 이격된 상태의 각 매칭 포인트에 대한 제1, 제2 위치좌표를 생성하는 단계(S54); 비전 좌표계 상의 상기 제1, 제2 위치좌표를 상기 이격좌표 값과 함께 비교 연산하여 좌표 간섭값으로 상기 하나의 부품과 다른 하나의 부품 사이에 간섭 유무를 판단하는 단계(S55); 상기 하나의 부품과 다른 하나의 부품 사이에 간섭 발생 시, 상기 좌표 간섭값에 대한 제3 보정치를 산출하는 단계(S56); 및 상기 제3 보정치를 상기 로봇 제어기에 송출하여 상기 다른 하나의 부품에 대한 로봇 좌표계 상의 위치좌표에 적용하여 상기 다른 하나의 부품의 작업공간상의 위치를 보정하는 단계(S57)를 포함할 수 있다.The third correcting step (S5) includes a step in which one hanger robot places one part on a work space with model data coordinates on a model coordinate system set in a drawing program (S51); Positioning another part assembled by the other hanger robot on the work part by applying a spaced coordinate value of a predetermined distance from the model data coordinates set in the drawing program (S52); Outputting image information by scanning mutual matching points for the one component and the other component through the camera of the vision unit; Generating first and second position coordinates of each matching point in a state spaced apart from the vision coordinate system by analyzing image information about the one component and the other component (S54); Comparing the first and second positional coordinates on a vision coordinate system with the spaced coordinate values to determine whether there is interference between the one component and the other component as coordinate interference values (S55); Calculating a third correction value for the coordinate interference value when an interference occurs between the one component and the other component (S56); And transmitting the third correction value to the robot controller and applying the third correction value to a position coordinate on the robot coordinate system with respect to the other component to correct the position of the other component in the working space (S57).

여기서, 상기 모델 데이터 좌표는 상기 부품의 도면 프로그램 상의 모델 데이터에 비전 좌표계상의 좌표 기준이 되는 기준핀의 데이터를 삽입하여 상기 기준핀의 위치좌표를 기준좌표로 하는 부품 모델의 좌표값으로 이루어질 수 있다.Here, the model data coordinates may be configured as coordinate values of a part model in which data of a reference pin, which is a coordinate reference on a vision coordinate system, is inserted into model data on a drawing program of the part, and the position coordinate of the reference pin is a reference coordinate. .

본 발명의 실시 예는 부품 조립을 위한 작업공간을 비전유닛의 카메라를 통해 인식되는 가상의 비전 좌표계를 통해 인식하고, 행가가 장착된 복수의 행거 로봇과 용접기가 장착된 하나 이상의 용접 로봇을 이용하여 부품규제, 위치 보정, 부품결합 및 용접과 제품검사 등의 작업을 하나의 공정에서 자동으로 수행할 수 있다. An embodiment of the present invention recognizes a workspace for assembling parts through a virtual vision coordinate system recognized through the camera of the vision unit, using a plurality of hangers equipped with a hanger and at least one welding robot equipped with a welder Parts regulation, position compensation, parts joining, welding and product inspection can be done automatically in one process.

즉, 본 발명의 실시 예는 비전 좌표계로 인식되는 작업공간상에서, 복수의 행거 로봇과 하나 이상의 용접 로봇을 이용하여 부품의 조립을 수행하므로, 종전의 복잡한 전용 지그유닛 등의 설비가 불필요하며, 다양한 사양의 부품에 대한 호환성이 있어 조립을 위한 전장 설비비를 절약할 수 있으며, 제품의 불량 검사를 위한 검사치구 등의 장비를 별도로 구비할 필요가 없다는 이점이 있다. That is, in the embodiment of the present invention, since the assembly of parts is performed using a plurality of hanger robots and one or more welding robots in a work space recognized as a vision coordinate system, a facility such as a conventional complicated dedicated jig unit is unnecessary, and various The compatibility of the parts of the specification can save the electrical equipment cost for assembly, there is an advantage that does not need to provide a separate equipment such as inspection jig for defect inspection of the product.

또한, 본 발명의 실시 예는 서로 매칭되는 부품들을 작업공간상의 상호 일정 거리 이격된 위치에서, 비전유닛의 카메라를 통해 인식되는 비전 좌표계상의 각 위치좌표를 이격좌표 값과 함께 비교 분석하여 부품간의 간섭을 미리 예측 판단하고, 부품의 위치 보정을 통해 부품간의 간섭을 회피한 상태로 조립할 수 있도록 한다. In addition, an embodiment of the present invention compares the parts matched with each other in the work space by a predetermined distance from each other, each position coordinates on the vision coordinate system recognized by the camera of the vision unit with the comparison of the separation coordinates to compare the interference between the parts Predictive determination of the pre-correction, and by assembling the parts can be assembled in a state of avoiding the interference between the parts.

이에 따라, 부품 간의 간섭에 의한 억지 조립으로 발생하는 변형 산포나 조립 제품의 품질 산포를 방지할 수 있으며, 전용 검사치구의 제작이 불필요하여 치구 제작비를 절감할 수 있다.As a result, it is possible to prevent deformation scattering caused by interference assembly due to interference between parts and quality distribution of the assembled product, and it is not necessary to manufacture a dedicated inspection jig, thereby reducing jig production costs.

이외에도 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, the effects that can be obtained or predicted by the embodiments of the present invention will be disclosed directly or implicitly in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects predicted according to an embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 제어방법이 적용되는 부품 조립용 로봇 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제어방법이 적용되는 부품 조립용 로봇 시스템 상의 비전유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제어방법이 적용되는 부품 조립용 로봇 시스템의 제어 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 공정도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제1 보정단계(S1)의 제어 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제1 보정 단계(S1)의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제2 보정단계(S3)의 제어 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제2 보정 단계(S3)의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제3 보정단계(S5)의 제어 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제3 보정 단계(S5)의 예시도이다.1 is an overall configuration diagram of a robot system for assembly of parts to which a control method according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a perspective view of a vision unit on a robot system for assembly of parts to which a control method according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a control block diagram of a robot system for assembly of parts to which a control method according to an exemplary embodiment of the present invention is applied.
4 is a process diagram according to a control method of a robot system for assembly of parts according to an embodiment of the present invention.
5 is a control flowchart of a first correction step S1 according to a control method of a component assembly robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view of a first correction step S1 according to a control method of a robot system for assembly of parts according to an embodiment of the present invention.
7 is a control flowchart of a second correction step S3 according to a control method of a robot system for assembly of parts according to an embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view illustrating a second correction step S3 according to a control method of a robot system for assembly of parts according to an embodiment of the present invention.
9 is a control flowchart of a third correction step S5 according to a control method of a robot system for assembly of parts according to an embodiment of the present invention.
10 is an exemplary view of a third correction step S5 according to a control method of a robot system for assembly of parts according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면과 상세한 설명을 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템 및 제어방법의 실시 예에 대한 구성 및 작동 원리를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and the detailed description will be described in detail the configuration and operating principle of the embodiment of the robot assembly for assembly and control method according to an embodiment of the present invention.

다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것으로, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되는 것은 아니다.However, the drawings shown below and the following detailed description relate to one preferred embodiment among various embodiments for effectively explaining the features of the present invention, and the present invention is not limited to the following drawings and descriptions.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으며, 그 정의는 본 발명의 기술 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or custom, and the definitions should be interpreted based on the contents throughout the technology of the present invention. .

또한, 본 발명의 실시 예는 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In addition, the embodiments of the present invention will be used to appropriately modify, integrate, or separate the terminology so that those skilled in the art to which the present invention pertains may clearly understand the core technical features. Thereby, this invention is not limited at all.

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명하며, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In addition, in order to clearly describe the embodiments of the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same or similar components will be described with the same reference numerals throughout the specification, and the names of the components are described in the following description. The first, second, and the like are classified to have the same names, and are not necessarily limited to the order thereof.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템에 적용되는 비전유닛의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어 블록도이다. 1 is an overall configuration diagram of a robot assembly for component assembly according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a vision unit applied to the robot assembly for component assembly according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a present invention A control block diagram of a robot system for assembly of parts according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템은 부품 조립이 이루어지는 작업공간상에 설비되는 비전유닛(VU), 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)으로 구성되는 3기의 행거 로봇(R1,R2,R3), 및 1기의 용접 로봇(R4)을 포함하며, 상기 비전유닛(VU)의 제어를 위한 비전 제어기(VC), 및 상기 3기의 행거 로봇(R1,R2,R3)과 1기의 용접 로봇(R4)의 제어를 위한 로봇 제어기(RC)를 포함한다. 1 to 3, a robot assembly for parts assembly according to an embodiment of the present invention includes a vision unit (VU), first, second, and third hanger robots R1 installed on a work space where parts are assembled. (3) hanger robots (R1, R2, R3) composed of (R2) and (R3), and one welding robot (R4), and a vision controller (VC) for controlling the vision unit (VU). And a robot controller RC for controlling the three hanger robots R1, R2, and R3 and the welding robot R4.

상기 비전유닛(VU)은 작업공간의 일측에 설치되는 프레임(13)과, 상기 프레임(13) 상의 일측에 구성되어 좌표 기준이 되는 기준핀(15)과, 상기 프레임(13)에 대하여 상하방향으로 이동하는 제1 리니어 레일(LR1), 상기 제1 리니어 레일(LR1) 상에서 좌우방향으로 이동하는 제2 리니어 레일(LR2), 상기 제2 리니어 레일(LR2) 상에서 전후방향으로 이동하면서, 상기 제1, 제2 리니어 레일(LR1)(LR2)의 이동과 함께 전체 6축 방향 거동이 가능하게 설치되는 카메라(11)를 포함한다.The vision unit VU includes a frame 13 installed at one side of the work space, a reference pin 15 configured at one side of the frame 13 to serve as a coordinate reference, and a vertical direction with respect to the frame 13. The first linear rail LR1 moving in the direction, the second linear rail LR2 moving in the left and right direction on the first linear rail LR1, and moving forward and backward on the second linear rail LR2, The first and second linear rails LR1 and LR2 together with the camera 11 is installed so as to enable the overall six-axis movement.

상기 프레임(13)은 사각의 빔으로 형성되는 2개의 기둥빔(13a)이 작업공간상의 양측에 고정 설치되고, 상부빔(13b)이 양측 기둥빔(13a)의 각 상단을 연결하여 설치된다.The frame 13 has two pillar beams 13a, which are formed as square beams, fixedly installed at both sides of the work space, and an upper beam 13b is installed by connecting the upper ends of both pillar beams 13a.

이 외에, 상기 프레임(13)은 바닥면에 대해 양측 기둥빔(13a)의 고정을 위하여 별도의 지지빔을 추가적으로 설치할 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 생략한다. In addition, the frame 13 may additionally install additional support beams for fixing both pillar beams 13a to the bottom surface, which will be omitted in the embodiment of the present invention.

상기 기준핀(15)은 상기 상부빔(13b)의 하면 양측에 각각 2개씩 설치되는데, 각각의 선단은 뾰족하게 정밀 가공되어 구성된다. Two reference pins 15 are respectively provided on both sides of the lower surface of the upper beam 13b, each end of which is precisely processed.

상기 제1 리니어 레일(LR1)은 상기 양측 기둥빔(13a) 사이에 배치되어 구동수단을 통하여 양측 기둥빔(13a)을 따라 상하로 이동하면서 회전 가능하게 구성된다. The first linear rail LR1 is disposed between the two pillar beams 13a and configured to be rotatable while moving up and down along the pillar beams 13a through the driving means.

상기 구동수단은 제1 모터(M1)가 상기 상부빔(13b)의 전면 중앙에 고정되고, 양측 연결축(41)이 상기 상부빔(13b)의 전면 양측에 각각 회전 가능하게 설치되어 상기 상부빔(13b)의 전면 중앙에 설치되는 기어박스(GB)를 통하여 상기 제1 모터(M1)의 구동축과 동력 전달 가능하게 구성된다.The driving means has a first motor (M1) is fixed to the front center of the upper beam (13b), both connecting shafts (41) are rotatably installed on both sides of the front of the upper beam (13b), respectively, the upper beam It is configured to be capable of transmitting power with the drive shaft of the first motor (M1) through the gear box (GB) installed in the front center of the front (13b).

또한, 양측 안내레일(43, 일측 미도시)이 상기 양측 기둥빔(13a)의 길이방향 각 내측면을 따라 상하방향으로 구성되고, 양측 스크루 축(45)이 상기 양측 기둥빔(13a)의 길이방향 각 전면을 따라 상하방향으로 배치되어 회전 가능하게 설치된다. In addition, both side guide rails 43 (one side not shown) are configured in the vertical direction along each of the inner side surfaces in the longitudinal direction of the two pillar beams 13a, and both screw shafts 45 are the lengths of the pillar beams 13a. It is installed rotatably in the up and down direction along each front direction.

상기 양측 스크루 축(45)은 각 상단부가 상기 양측 기둥빔(13a)의 각 상단 전면에 설치되는 기어박스(GB)를 통해 상기 양측 연결축(41)의 각 외측단부와 동력 전달 가능하게 연결되어 제1 모터(M1)의 회전동력을 전달받는다. The two screw shafts 45 are connected to each of the outer end portions of the two connecting shafts 41 so as to be capable of power transmission through a gear box GB installed at each upper end of each of the upper pillar beams 13a. Receives the rotational power of the first motor (M1).

여기서, 상기 기어박스(GB)는 제1 모터(M1)의 회전동력을 90도로 변환하여 전달하기 위한 각종 기어가 내장되어 있는 박스를 의미하며, 이때, 내부에 적용되는 각종 기어로는 직선, 곡선, 헬리컬, 제롤 타입의 베벨 기어 또는 웜 기어, 하이포이드 기어 등이 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 모터의 회전동력을 일정각 변환하여 전달할 수 있는 기어세트이면 적용이 가능하다. Here, the gear box GB means a box in which various gears for converting and transmitting the rotational power of the first motor M1 by 90 degrees are incorporated. In this case, the various gears applied therein are straight and curved. Bevel gears, worm gears, worm gears, hypoid gears, etc. may be applied, but the present invention is not limited thereto, and may be applicable as long as the gear set converts the rotational power of the motor at a predetermined angle.

상기 양측 기둥빔(13a) 상의 각 안내레일(43)과 각 스크루 축(45)에는 각각 스크루 축(45)에 치합된 상태로, 각 안내레일(43)을 따라 상하방향으로 이동 가능하게 양측 승하강 슬라이더(51)(53)가 구성된다. The guide rails 43 and the screw shafts 45 on the both side beams 13a are engaged with the screw shafts 45, respectively, so as to move upward and downward along the guide rails 43, respectively. The falling sliders 51 and 53 are configured.

여기서, 일측 승하강 슬라이더(51) 상에는 감속기(55)를 포함하는 제2 모터(M2)가 설치되고, 타측 승하강 슬라이더(53) 상에는 베어링 블록(BB)이 설치된다.Here, the second motor M2 including the speed reducer 55 is installed on one side lowering slider 51, and the bearing block BB is provided on the other side lowering slider 53.

또한, 상기 양측 승하강 슬라이더(51)(53) 사이에는 회전판(57)이 양단을 통하여 상기 감속기(55)와 상기 베어링 블록(BB)에 각각 설치되고, 상기 회전판(57)은 제2 모터(M2)의 회전동력을 감속기(55)를 통해 감속하여 전달받아 양측 승하강 슬라이더(51)(53)에 대하여 360도 회전 작동한다. In addition, a rotation plate 57 is installed between the two lowering sliders 51 and 53 at both ends of the reducer 55 and the bearing block BB through both ends, and the rotation plate 57 is connected to the second motor ( The rotational power of M2) is decelerated through the reducer 55 and is rotated 360 degrees with respect to both of the elevating sliders 51 and 53.

여기서, 상기 제1 리니어 레일(LR1)은 상기 회전판(57) 상에 설치되어 상기 회전판(57)과 함께 회전 작동하며, 상기 제1 리니어 레일(LR1) 상에는 레일방향인 좌우방향으로 슬라이드 이동하는 제1 슬라이더(SR1)가 구성된다. Here, the first linear rail (LR1) is installed on the rotating plate 57 and rotates with the rotating plate 57, the first sliding slide movement in the left and right directions in the rail direction on the first linear rail (LR1) One slider SR1 is comprised.

상기 제2 리니어 레일(LR2)은 상기 제1 리니어 레일(LR1) 상에 제1 슬라이더(SR1)를 통하여 중앙부가 설치되며, 상기 제2 리니어 레일(LR2) 상에는 레일방향인 전후방향으로 슬라이드 이동하는 제2 슬라이더(SR2)가 구성된다. The second linear rail LR2 is provided with a central portion on the first linear rail LR1 through the first slider SR1, and slides in the front and rear directions in the rail direction on the second linear rail LR2. The second slider SR2 is configured.

이때, 상기 제2 리니어 레일(LR2)은 상기 제1 리니어 레일(LR1) 상에 제1 슬라이더(SR1)를 통하여 설치되는바, 상기 회전판(57)과 함께 회전 작동한다.In this case, the second linear rail LR2 is installed on the first linear rail LR1 through the first slider SR1, and rotates together with the rotating plate 57.

여기서, 상기 제1, 제2 리니어 레일(LR1)(LR2)은 통상의 모터와 스크루 구동방식의 직선형 레일이 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 코일에 공급되는 전류에 의한 자속과 자석의 자속이 작용하여 발생되는 추력을 이용하는 리니어 모터가 적용될 수 있다.Here, the first and second linear rails (LR1) (LR2) may be applied to a linear rail of a conventional motor and a screw driving method, but is not necessarily limited thereto, the magnetic flux of the magnetic flux and the magnet by the current supplied to the coil A linear motor using thrust generated by the action of the magnetic flux can be applied.

상기 카메라(11)는 상기 제2 리니어 레일(LR2) 상에 제2 슬라이더(SR2)를 통하여 설치되며, 피사체의 공간좌표 생성을 위한 3D 영상을 획득할 수 있도록 3D 비전 카메라가 적용될 수 있다. The camera 11 may be installed on the second linear rail LR2 through a second slider SR2, and a 3D vision camera may be applied to acquire a 3D image for generating a spatial coordinate of the subject.

이러한 카메라(11)는 상기 제2 리니어 레일(LR2)을 따라 전후방향으로 이동하여 상기 제1, 제2 리니어 레일(LR1)(LR2)의 이동과 함께 전체 6축 방향으로 거동하면서 피사체를 촬영하여 영상정보를 출력한다.The camera 11 moves forward and backward along the second linear rail LR2 and photographs a subject while moving in all six axes along with the movement of the first and second linear rails LR1 and LR2. Output video information.

즉, 이러한 비전유닛(VU)은 카메라(11)를 통해 기준핀(15)의 선단을 인식하고, 이를 기준좌표(원점좌표)로 하여 작업공간을 가상의 비전 좌표계로 인식할 수 있도록 하며, 작업공간상에 위치되는 각 로봇(R1,R2,R3)과 부품(P1,P2,P3) 등의 피사체를 카메라(11)로 인식하여 상기 기준핀(15)을 기준좌표로 하는 영상정보를 출력한다.That is, the vision unit (VU) recognizes the front end of the reference pin 15 through the camera 11, and uses this as a reference coordinate (origin coordinate) to recognize the working space as a virtual vision coordinate system, work Each robot R1, R2, R3 and parts P1, P2, P3, etc., which are located in the space, are recognized by the camera 11 and output image information using the reference pin 15 as reference coordinates. .

그리고 상기 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)은 6축 서보모터의 구동으로 제어되는 다관절 로봇의 아암 선단에 부품 규제를 위한 각 행거(H1)(H2)(H3)가 설치되어 구성되며, 작업공간상에서 상기 비전유닛(VU)의 전방 일측과 양 측방에 각각 구성된다.The first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 are hangers H1 and H2 for component regulation at the tip of an arm of an articulated robot controlled by a six-axis servomotor. (H3) is installed and configured, and is configured on the front one side and both sides of the vision unit (VU) on the work space, respectively.

본 발명의 실시 예에서는 상기 행거 로봇(R1,R2,R3)을 3기로 한정하였으나, 2기 또는 4기를 구성할 수 있으며, 작업공간과 조립되는 부품의 개수를 고려하여 효율적 운용이 가능한 수준에서 결정될 수 있다. In the exemplary embodiment of the present invention, the hanger robots R1, R2, and R3 are limited to three, but may be configured as two or four, and may be determined at a level capable of efficient operation in consideration of the number of parts assembled with the work space. Can be.

또한, 상기 용접 로봇(R4)은 6축 서보모터의 구동으로 제어되는 다관절 로봇의 아암 선단에 용접기(W)가 설치되어 구성되며, 작업공간상에서 상기 비전유닛(VU)의 후방 일측에 구성된다.In addition, the welding robot (R4) is configured by the welding machine (W) is installed on the tip of the arm of the articulated robot controlled by the drive of the six-axis servo motor, it is configured on the rear side of the vision unit (VU) in the working space. .

이때, 상기 용접기(W)는 아크 용접기, 저항 용접기, 마찰교반 용접기, 셀프 피어싱 리벳팅 접합기, 레이저 용접기 등 용접방식에 한정되지 않으나, 부품 소재의 용접 특성, 용접부의 구조적 특징, 작업공간상에서 운용성 등을 고려하여 효율적인 용접법에 따라 적용될 수 있다. At this time, the welding machine (W) is not limited to the welding method such as an arc welding machine, resistance welding machine, friction stir welding machine, self-piercing riveting jointer, laser welding machine, welding properties of the part material, structural characteristics of the welding portion, operability in the work space, etc. In consideration of this can be applied according to the efficient welding method.

본 발명의 실시 예에서는 상기 용접 로봇(R4)을 1기로 한정하였으나, 2기 또는 3기를 구성할 수 있으며, 작업공간과 적용되는 용접방법 등을 고려하여 효율적 운용이 가능한 수준에서 결정될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the welding robot R4 is limited to one, but may be configured as two or three, and may be determined at a level capable of efficient operation in consideration of a work space and a welding method applied thereto.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 다관절 로봇을 6축 서보모터로 구동 제어하는 것으로 한정하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 부품(P1,P2,P3) 또는 용접기(W)의 위치 선정에 지장이 없는 범위에서 서보모터의 개수가 정해질 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the articulated robot is limited to drive control by a 6-axis servo motor, but the present invention is not limited thereto, and it may be difficult to select the position of the parts P1, P2, P3 or the welding machine W. The number of servomotors can be determined in the range not found.

여기서, 상기 행거 로봇(R1,R2,R3)과 용접 로봇(R4)은 사용 용도에 따라 구분하기 위하여 명칭을 달리하였을 뿐이며, 동일한 로봇으로 구성될 수 있으며, 자세제어를 위한 로봇 제어기(RC)의 제어신호에 의해 전반적인 동작이 제어된다. Here, the hanger robot (R1, R2, R3) and the welding robot (R4) is only different names to distinguish according to the intended use, may be composed of the same robot, the robot controller (RC) of the attitude control The overall operation is controlled by the control signal.

상기 비전 제어기(VC)는 작업공간상의 외부 일측에 구비되어 카메라(11)의 위치제어를 위해 비전유닛(VU)의 전반적인 기구학적 설정정보를 저장하며, 각 로봇(R1,R2,R3)과 부품(P1,P2,P3)을 인식하도록 카메라(11)의 위치제어를 위한 전반적인 동작을 제어하고, 카메라(11)를 통해 인식된 각 로봇(R1,R2,R3)과 부품(P1,P2,P3) 등의 영상정보를 통해 작업공간상에서의 정확한 위치정보로 생성하거나, 좌표보정을 통해 보정치를 설정한다. The vision controller VC is provided at an external side of the work space to store overall kinematic setting information of the vision unit VU for position control of the camera 11, and each robot R1, R2, and R3 and parts thereof. Control the overall operation for position control of the camera 11 to recognize (P1, P2, P3), and each robot (R1, R2, R3) and parts (P1, P2, P3) recognized through the camera 11 Create accurate position information in the work space through image information such as) or set the correction value through coordinate correction.

이러한 비전 제어기(VC)는 카메라(11)의 위치제어를 위한 프로그램 및 데이터를 활용하는 적어도 하나 이상의 프로세서가 구성될 수 있으며, 상기 카메라(11)의 위치제어는 비전유닛(VU)의 기구학적 설정정보를 토대로 계산되는 이상적인 이론값으로 해당 카메라(11)를 순차적으로 이동시키기 위한 복수의 이동지점과 각 이동지점에서 취할 수 있는 적어도 하나의 자세를 포함한다.The vision controller VC may be configured with at least one processor utilizing a program and data for position control of the camera 11, the position control of the camera 11 is a kinematic setting of the vision unit (VU) An ideal theoretical value calculated based on information includes a plurality of moving points for sequentially moving the camera 11 and at least one posture that can be taken at each moving point.

또한, 상기 비전 제어기(VC)는 비전유닛(VU) 상의 기준핀(15)을 좌표 기준으로 하여 작업공간을 카메라(11)를 통해 인식되는 가상의 비전 좌표계로 설정하고, 작업공간상에 위치되는 각 로봇(R1,R2,R3)과 부품들(P1,P2,P3)의 비전 좌표계 상의 좌표값을 토대로 각 로봇(R1,R2,R3)과 부품(P1,P2,P3)의 위치보정을 위한 캘리브레이션을 수행하며, 카메라(11)의 위치, 원하는 위치로의 이동 및 자세제어를 통한 적어도 하나의 작업을 제어할 수 있다.In addition, the vision controller VC sets the workspace to the virtual vision coordinate system recognized by the camera 11 based on the reference pin 15 on the vision unit VU as a coordinate reference, and is located on the workspace. Position correction for each robot R1, R2, R3 and parts P1, P2, P3 based on the coordinate values on the vision coordinate system of each robot R1, R2, R3 and parts P1, P2, P3. The calibration may be performed and at least one operation may be controlled through the position of the camera 11, the movement to a desired position, and the posture control.

여기서, 상기 비전 좌표계(Vx,Vy,Vz)는 비전 제어기(VC)에서, 비전유닛(VU)의 카메라(11)를 통하여 작업공간 내의 임의의 한 점을 기준으로 작업공간을 가상의 공간좌표로 표시하는 좌표계로써, 부품 조립을 위한 작업공간 내에서 카메라(11)를 통해 인식되는 각 로봇(R1,R2,R3) 또는 부품(P1,P2,P3)의 위치를 기준핀(15)의 꼭지점을 기준으로 하는 공간좌표로 표시할 수 있다.Here, the vision coordinate system Vx, Vy, Vz is a vision controller VC, through the camera 11 of the vision unit (VU) on the basis of any one point in the workspace in virtual space coordinates. As the coordinate system to display, the vertex of the reference pin 15 is determined by the position of each robot R1, R2, R3 or the parts P1, P2, P3 recognized by the camera 11 in the work space for assembling the parts. It can be displayed in spatial coordinates as a reference.

이러한 비전 제어기(VC)는 부품 조립을 위한 작업공간상에서 각 로봇(R1,R2,R3)과 부품(P1,P2,P3)의 전반적인 좌표생성 및 좌표보정을 위한 프로그램과 데이터를 활용하는 다수의 프로세서가 구성된 메인 제어기로서, PLC(Programable Logic Controller), PC, WORKSTATION 등일 수 있거나 이들에 의해 제어될 수 있다.Such a vision controller (VC) is a plurality of processors utilizing programs and data for the overall coordinate generation and coordinate correction of each robot (R1, R2, R3) and parts (P1, P2, P3) in the workspace for parts assembly As the main controller configured, may be a programmable logic controller (PLC), a PC, a WORKSTATION, or the like.

상기 로봇 제어기(RC)는 작업공간상의 외부 일측에 구비되어 로봇의 자세제어를 위한 기구학적 설정정보를 저장하며, 부품 조립 및 용접 작업을 위해 로봇의 자세제어를 위한 전반적인 동작을 제어한다. The robot controller RC is provided at an external side of the work space to store kinematic setting information for the posture control of the robot, and controls the overall operation of the posture control of the robot for assembly and welding of parts.

이러한 로봇 제어기(RC)는 로봇의 자세제어를 위한 프로그램 및 데이터를 활용하는 적어도 하나 이상의 프로세서가 구성될 수 있으며, 상기 로봇의 자세제어는 로봇의 기구학적 설정정보를 토대로 계산되는 이상적인 이론값으로 해당 로봇을 순차적으로 거동시키기 위한 복수의 이동지점과 각 이동지점에서 취할 수 있는 적어도 하나의 자세를 포함한다.The robot controller RC may be configured with at least one processor utilizing a program and data for attitude control of the robot, and the attitude control of the robot corresponds to an ideal theoretical value calculated based on the kinematic setting information of the robot. It includes a plurality of movement points for moving the robot sequentially and at least one posture that can be taken at each movement point.

또한, 상기 로봇 제어기(RC)는 로봇 좌표계에 기초하여 작업공간상에서 각 로봇(R1,R2,R3,R4)의 거동 및 자세제어를 위한 캘리브레이션을 수행하며, 각 로봇(R1,R2,R3,R4)의 위치, 원하는 위치로의 이동 및 자세제어를 통한 적어도 하나의 작업을 제어할 수 있다.In addition, the robot controller RC performs calibration for behavior and attitude control of each robot R1, R2, R3, and R4 in a work space based on the robot coordinate system, and each robot R1, R2, R3, and R4. At least one task can be controlled through the position of the), the movement to the desired position and the posture control.

여기서, 상기 로봇 좌표계(Rx,Ry,Rz)는 로봇 제어기(RC)를 통하여 각 행거(H1,H2,H3)의 거동을 인식하기 위한 로봇의 고유 좌표계로써, 로봇 제어기(RC)에 프로그램된 좌표계로 정의하며, 로봇 아암 상의 보정툴(미도시)의 꼭지점 위치를 공간좌표로 표시할 수 있다. Here, the robot coordinate systems Rx, Ry, and Rz are unique coordinate systems of the robot for recognizing the behavior of each of the hangers H1, H2, and H3 through the robot controller RC, and are coordinate systems programmed in the robot controller RC. The position of the vertex of the correction tool (not shown) on the robot arm can be displayed in spatial coordinates.

또한, 상기 로봇 제어기(RC)는 3기의 행거 로봇(R1,R2,R3) 상의 각 행거(H1,H2,H3)의 작동, 및 1기의 용접 로봇(R4) 상의 용접기(W)의 작동을 제어하기 위한 제어로직을 포함한다.In addition, the robot controller RC operates each hanger H1, H2, H3 on the three hanger robots R1, R2, R3, and the welding machine W on one welding robot R4. It includes a control logic to control the.

한편, 본 발명의 실시에서는 모델 좌표계(Mx,My,Mz)가 사용되는데, 상기 모델 좌표계(Mx,My,Mz)는 각 부품(P1,P2,P3)의 도면 프로그램 상에서, 부품 모델의 형상을 공간좌표로 표시하는 좌표계로서, 비전 좌표계상의 좌표 기준이 되는 기준핀(15)을 도면 프로그램 상의 모델 데이터에 삽입하여 상기 기준핀(15)의 위치좌표를 기준좌표로 하는 모델 데이터 좌표(즉, car-line 좌표라고도 함)를 생성하여 운용될 수 있다.Meanwhile, in the practice of the present invention, model coordinate systems Mx, My, and Mz are used, and the model coordinate systems Mx, My, and Mz are used to change the shape of a part model on a drawing program of each component P1, P2, and P3. As a coordinate system expressed in spatial coordinates, model data coordinates (that is, car) having a reference pin 15, which is a coordinate reference on a vision coordinate system, inserted into model data on a drawing program and using the position coordinates of the reference pin 15 as reference coordinates. also called -line coordinates).

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템에는 모니터(21)와 경보기(31)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the robot assembly for component assembly according to an embodiment of the present invention may further include a monitor 21 and the alarm 31.

상기 모니터(21)는 상기 로봇 제어기(RC) 또는 비전 제어기(VC)의 작동 중에 발생되는 각 행거 로봇(R1,R2,R3)과 용접 로봇(R4) 등의 동작 정보 및 결과 정보를 표시할 수 있다. 즉, 상기 모니터(21)는 비전유닛(VU)의 카메라(11)로 촬영한 영상정보 및 각 행거 로봇(R1,R2,R3)과 용접 로봇(R4)의 이동경로정보를 좌표값으로 표시할 수 있으며, 작업공간 내의 각 부품(P1,P2,P3)의 위치정보 등을 좌표값으로 표시할 수 있다.The monitor 21 may display operation information and result information of each of the hanger robots R1, R2, and R3 and the welding robot R4 generated during the operation of the robot controller RC or the vision controller VC. have. That is, the monitor 21 may display image information captured by the camera 11 of the vision unit VU and movement path information of each hanger robot R1, R2, R3 and the welding robot R4 as coordinate values. In addition, the position information of each component P1, P2, and P3 in the workspace may be displayed as a coordinate value.

또한, 상기 모니터(21)는 상기 로봇 제어기(RC)와 비전 제어기(VC)의 제어에 따라 불량정보를 문자 등으로 표시할 수 있다.In addition, the monitor 21 may display defect information by text or the like under the control of the robot controller RC and the vision controller VC.

이러한 모니터(21)는 동작 정보 및 결과 정보 등을 표시할 수 있으면 그 종류는 무관하다. 예를 들어, 상기 모니터(21)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기 발광 장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기 영동 표시 장치(Electro Phoretic Display: EPD), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 표시 장치 중 하나일 수도 있다.The type of monitor 21 is irrelevant as long as it can display operation information and result information. For example, the monitor 21 may include a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting display (OLED), an electrophoretic display (EPD), and a light emitting diode (Light Emitting). Diode (LED) may be one of the display devices.

또한, 상기 경보기(31)는 상기 로봇 제어기(RC) 또는 비전 제어기(VC)의 제어에 따라 부품(P1,P2,P3)의 불량 정보를 출력하는데, 여기서, 상기 불량 정보는 부품(P1,P2,P3) 또는 제품에 불량이 발생하였다는 것을 작업자에게 알려주기 위한 정보를 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 상기 불량 정보는 음성, 그래픽, 빛 등으로 이루어질 수 있다. In addition, the alarm 31 outputs failure information of the parts P1, P2, and P3 under the control of the robot controller RC or the vision controller VC, wherein the failure information is the parts P1 and P2. Or P3) or information for informing a worker that a defect has occurred in the product, for example, the defect information may be made of voice, graphics, light, or the like.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 부품 조립용 로봇 시스템을 통하여 작업공간상에서, 비전유닛(VU), 3기의 행거 로봇(R1,R2,R3)과 각 행거(H1)(H2)(H3) 및 1기의 용접 로봇(R4)과 용접기(W)를 이용하여 다수의 부품들(P1,P2,P3)을 상호 조립하기 위한 부품 조립용 로봇 시스템의 비전 제어기(VC)와 로봇 제어기(RC)에 의한 제어방법을 설명한다.Hereinafter, the vision unit VU, three hanger robots R1, R2, and R3 and each hanger H1, H2, and H3 in the work space through the parts assembly robot system having the configuration as described above. And a vision controller (VC) and a robot controller (RC) of a component assembly robot system for assembling a plurality of components P1, P2, and P3 using one welding robot R4 and a welding machine W. The control method will be described.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어 흐름도이다. 4 is a control flowchart of a robot system for assembly of parts according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법은 제1 보정단계(S1), 부품규제단계(S2), 제2 보정단계(S3), 부품이격단계(S4), 제3 보정단계(S5), 부품매칭단계(S6), 용접단계(S7), 및 검사단계(S8)와 같이, 전체 8단계의 작업공정을 순차적으로 진행하여 이루어진다. Referring to Figure 4, the control method of the robot assembly for component assembly according to an embodiment of the present invention, the first correction step (S1), the part regulation step (S2), the second correction step (S3), the component separation step (S4) ), The third correction step (S5), the part matching step (S6), the welding step (S7), and the inspection step (S8), a total of eight steps are made by sequentially proceeding the work process.

이러한 각 단계(S1 ~ S8)는 로봇 제어기(RC)와, 상기 로봇 제어기(RC)와 통신하는 비전 제어기(VC)를 주체로 하여 설명한다.Each of these steps S1 to S8 is mainly described with the robot controller RC and the vision controller VC communicating with the robot controller RC.

먼저, 상기 제1 보정단계(S1)는 상기 로봇 제어기(RC)의 제어에 의해 작업공간상에서 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)이 각 3점 거동하는 동안, 상기 비전 제어기(VC)의 제어에 의해 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3) 상의 각 보정툴(T)의 꼭지점을 상기 비전유닛(VU)의 카메라(11)를 통해 스캔하면, 상기 비전 제어기(VC)가 상기 각 보정툴(T)의 꼭지점에 대한 비전 좌표계 상의 3점 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 생성한다. First, the first correction step S1 is performed while the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 each move three points on the work space under the control of the robot controller RC. The vertex of each of the correction tools T on the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 is controlled by the vision controller VC to control the camera 11 of the vision unit VU. In the following example, the vision controller VC generates three-point position coordinates Vx, Vy, and Vz on the vision coordinate system for the vertices of the respective calibration tools T.

상기 비전 제어기(VC)는 로봇 제어기(RC)로부터 수신되는 상기 보정툴(T)의 꼭지점에 대한 로봇 좌표계 상의 해당 3점 위치좌표(Rx,Ry,Rz)와 상기 비전 좌표계 상의 3점 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 비교하여 좌표 차이값에 대한 보정 좌표값으로 이루어지는 제1 보정치를 산출한다. The vision controller VC is a corresponding three-point position coordinates (Rx, Ry, Rz) on the robot coordinate system with respect to the vertex of the correction tool (T) received from the robot controller (RC) and three-point position coordinates on the vision coordinate system ( Vx, Vy, and Vz) are compared to calculate a first correction value consisting of correction coordinate values for the coordinate difference values.

상기 비전 제어기(VC)는 상기 로봇 제어기(RC)에 제1 보정치를 송출하여 로봇 제어기(RC)에 설정된 로봇 좌표계에 상기 제1 보정치를 적용하여 제1 보정 로봇 좌표계로 보정하여 설정하는 단계로 이루어진다. The vision controller VC transmits a first correction value to the robot controller RC, applies the first correction value to a robot coordinate system set in the robot controller RC, and corrects and sets the correction value in the first correction robot coordinate system. .

이러한 제1 보정단계(S1)는 로봇 제어기(RC)에 고유 좌표계로 설정된 로봇 좌표계를 제1 보정치로 보정하여 비전 좌표계와 일치시킨다.The first correction step S1 corrects the robot coordinate system set as the intrinsic coordinate system in the robot controller RC with the first correction value to match the vision coordinate system.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제1 보정단계(S1)의 제어 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제1 보정 단계(S1)의 예시도이다.5 is a control flowchart of a first correction step S1 according to a control method of a component assembly robot system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a control method of a component assembly robot system according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig. 1 shows an example of the first correction step S1 according to the present invention.

도 5와 도 6을 참조하여 상기 제1 보정단계(S1)를 세부 단계별로 상세하게 설명한다.The first correction step S1 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.

즉, 상기 제1 보정단계(S1)는 상기 로봇 제어기(RC)가 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)을 순차적으로 제어하여 작업공간상의 임의의 3점 위치로 3점 거동시킨다.(S11)That is, in the first correction step S1, the robot controller RC sequentially controls the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3, so that any three-point positions on the work space are provided. 3-point behavior with (S11)

이때, 상기 비전 제어기(VC)는 상기 비전유닛(VU)을 제어하여 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 3점 거동에 따른 임의의 3점 위치에 대해 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 각 아암 선단에 고정된 각 보정툴(T)의 꼭지점을 카메라(11)를 통해 스캔하여 영상정보를 출력한다.(S12)At this time, the vision controller (VC) controls the vision unit (VU) to any three-point position according to the three-point behavior of the first, second, third hanger robot (R1) (R2) (R3). The vertex of each correction tool T fixed to each arm tip of the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 is scanned through the camera 11 to output image information. S12)

이어서, 상기 비전 제어기(VC)는 상기 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 임의의 3점 위치에 대한 상기 각 보정툴의 영상정보를 분석하여 각 보정툴(T)의 꼭지점에 대한 비전 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 생성한다.(S13) Subsequently, the vision controller VC analyzes the image information of each of the correction tools for any three-point positions of the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 to correct each of the correction tools. First, second and third position coordinates Vx, Vy, and Vz on the vision coordinate system for the vertex of (T) are generated.

이때, 상기 비전 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Vx,Vy,Vz)는 Vx₁,Vy₁,Vz₁와, Vx₂,Vy₂,Vz₂, 및 Vx₃,Vy₃,Vz₃ 로 표시되는 3차원 공간좌표인 3D 좌표로 생성될 수 있다.In this case, the first, second and third position coordinates (Vx, Vy, Vz) on the vision coordinate system are Vx ₁ , Vy ₁ , Vz ₁ , Vx ₂ , Vy ₂ , Vz ₂ , and Vx ₃ , Vy ₃ , 3D coordinates, which are three-dimensional spatial coordinates represented by Vz ₃ , may be generated.

그리고 상기 비전 제어기(VC)는 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 임의의 3점 위치의 상기 보정툴(T)의 꼭지점에 대한 로봇 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Rx,Ry,Rz)를 상기 로봇 제어기(RC)로부터 수신한다.(S14) In addition, the vision controller VC may include the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 in the robot coordinate system with respect to the vertex of the correction tool T at any three point positions. Second and third position coordinates Rx, Ry, and Rz are received from the robot controller RC. (S14)

이때, 상기 로봇 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Rx,Ry,Rz)는 Rx₁,Ry₁,Rz₁와, Rx₂,Ry₂,Rz₂, 및 Rx₃,Ry₃,Rz₃ 로 표시되는 3차원 공간좌표인 3D 좌표로 생성될 수 있다.In this case, the first, second and third position coordinates (Rx, Ry, Rz) on the robot coordinate system are Rx ₁ , Ry ₁ , Rz ₁ , Rx ₂ , Ry ₂ , Rz ₂ , and Rx ₃ , Ry ₃ , 3D coordinates, which are three-dimensional spatial coordinates represented by Rz ₃ , may be generated.

여기서, 상기 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 임의의 거동을 3점으로 한정하였으나, 이는 상기 비전 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Vx,Vy,Vz)와 상기 로봇 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Rx,Ry,Rz)로 각각 3차원 공간좌표인 3D 좌표를 생성하기 위한 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 3D 좌표 생성의 신뢰성에 필요하다면 3점 이상의 거동을 통해 이루어질 수 있다. Here, although the arbitrary behaviors of the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 are limited to three points, the first, second, and third position coordinates Vx on the vision coordinate system Vx. , Vy, Vz and first, second, and third position coordinates Rx, Ry, and Rz on the robot coordinate system, respectively, to generate 3D coordinates, which are three-dimensional spatial coordinates, but are not necessarily limited thereto. If necessary for the reliability of the coordinate generation can be achieved through the behavior of three or more points.

이후, 상기 비전 제어기(VC)는 로봇 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Rx,Ry,Rz) 값과 비전 좌표계 상의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 비교하여 좌표 차이값에 대한 보정 좌표값으로 이루어지는 제1 보정치를 산출한다.(S15)Thereafter, the vision controller VC includes first, second and third position coordinates Rx, Ry and Rz on the robot coordinate system and first, second and third position coordinates Vx, Vy and Vz on the vision coordinate system. ) Is calculated to calculate a first correction value comprising correction coordinate values with respect to the coordinate difference value (S15).

상기 비전 제어기(VC)는 상기 제1 보정치를 로봇 제어기(RC)에 송출하면, 상기 로봇 제어기(RC)가 로봇 좌표계에 제1 보정치를 적용하여 제1 보정 로봇 좌표계로 보정하여 로봇 좌표계를 다시 설정한다.(S16)When the vision controller VC sends the first correction value to the robot controller RC, the robot controller RC applies the first correction value to the robot coordinate system and corrects it with the first correction robot coordinate system to reset the robot coordinate system. (S16)

상기 부품규제단계(S2)는 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 로봇 제어기(RC)가 상기 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3) 및 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 제1, 제2, 제3 행거(H1)(H2)(H3)를 제어하여 조립할 제1, 제2, 제3 부품(P1)(P2)(P3)을 각각 그립하여 규제한다. As shown in FIG. 1, the component control step S2 includes the first, second, and third hanger robots R1, R2, R3, and the first, second, and third robots. The first, second, and third parts P1 (P2) to be assembled by controlling the first, second, and third hangers H1, H2, and H3 of the third hanger robot R1, R2, and R3. (P3) is gripped and regulated.

상기 제2 보정단계(S3)는 상기 비전 제어기(VC)의 제어에 의해 작업공간상에서 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3) 상의 각 보정툴(T)의 꼭지점과, 제1, 제2, 제3 행거(H1)(H2)(H3) 상에 규제된 각 부품(P1,P2,P3)상의 임의의 한 점(D)을 상기 비전유닛(VU)의 카메라(11)를 통해 스캔하면, 상기 비전 제어기(VC)가 각 보정툴(T)의 꼭지점과 각 부품(P1,P2,P3)상의 임의의 한 점(D)에 대한 비전 좌표계 상의 각 위치좌표(Vxt,Vyt,Vzt)(Vxd,Vyd,Vzd)를 생성한다.The second correction step S3 is a vertex of each correction tool T on the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 on the work space under the control of the vision controller VC. And any one point D on each of the parts P1, P2, and P3 regulated on the first, second, and third hangers H1, H2, and H3, the camera of the vision unit VU. Scanning through (11), the vision controller VC causes each position coordinate on the vision coordinate system for the vertex of each correction tool T and any one point D on each component P1, P2, P3. Vxt, Vyt, Vzt) (Vxd, Vyd, Vzd).

상기 비전 제어기(VC)는 각 위치좌표(Vxt,Vyt,Vzt)(Vxd,Vyd,Vzd)의 좌표 차이값에 대한 보정 좌표값으로 제2 보정치를 산출한다. The vision controller VC calculates a second correction value as a correction coordinate value for a coordinate difference value of each position coordinate Vxt, Vyt, Vzt (Vxd, Vyd, Vzd).

상기 비전 제어기(VC)는 상기 로봇 제어기(RC)에 제2 보정치를 송출하여 상기 제1 보정단계(S1)에서 상기 로봇 제어기(RC)에 보정된 제1 보정 로봇 좌표계에 상기 제2 보정치를 적용하여 제2 보정 로봇 좌표계로 다시 보정하여 설정하는 단계로 이루어진다. The vision controller VC sends a second correction value to the robot controller RC and applies the second correction value to the first correction robot coordinate system corrected to the robot controller RC in the first correction step S1. By the second calibration robot coordinate system.

이러한 제2 보정단계(S3)는 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 거동을 위한 로봇 좌표계를 제2 보정치로 보정하여 각 행거 로봇(R1,R2,R3)이 각 부품(P1,P2,P3)을 기준으로 거동되도록 한다.The second correction step S3 corrects the robot coordinate system for the behavior of the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 to a second correction value, thereby providing each hanger robot R1, R2, and R3. ) Will behave based on each component (P1, P2, P3).

여기서, 상기 제2 보정 로봇 좌표계는 상기 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 제어를 위한 각각의 기준좌표를 각 보정툴(T)의 꼭지점인 로봇 회전 중심점(RRCP)에서 해당 부품(P1,P2,P3)상의 임의의 한 점(D)인 부품 회전 중심점(PRCP)으로 이동시킨 좌표계로 이루어진다. Here, the second correction robot coordinate system is a robot rotation center point that is a vertex of each of the correction tools (T) for each reference coordinate for controlling the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3. It consists of a coordinate system moved from RRCP to the component rotation center point PRCP, which is an arbitrary point D on the component P1, P2, P3.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제2 보정단계(S3)의 제어 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제2 보정 단계(S3)의 예시도이다.7 is a control flowchart of a second correction step (S3) according to a control method of a component assembly robot system according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 8 is a control method of a component assembly robot system according to an exemplary embodiment of the present disclosure. An illustration of the second correction step S3 according to the present invention.

도 7과 도 8을 참조하여 상기 제2 보정단계(S3)를 세부 단계별로 상세하게 설명한다. The second correction step S3 will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8.

즉, 상기 제2 보정단계(S3)는 상기 로봇 제어기(RC)가 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)을 순차적으로 제어하여 제1, 제2, 제3 행거(H1)(H2)(H3)에 규제된 부품(P1,P2,P3)을 작업공간상의 설정위치에 위치시킨다.(S31) That is, in the second correction step S3, the robot controller RC sequentially controls the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 so that the first, second, and third devices may be controlled. The parts P1, P2, and P3 regulated by the hangers H1, H2, and H3 are positioned at the set positions on the work space (S31).

상기 비전 제어기(VC)가 상기 비전유닛(VU)을 제어하여 작업공간상의 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 아암 선단에 고정된 각 보정툴(T)의 꼭지점과, 제1, 제2, 제3 행거(H1)(H2)(H3)에 규제된 각 부품(P1,P2,P3)의 임의의 한 점(D)을 카메라(11)를 통해 스캔하여 영상정보를 출력한다.(S32)The vision controller VC controls the vision unit VU, and each of the correction tools T fixed to the arm tips of the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 on the work space. Scans through the camera 11 any vertex D of any of the components P1, P2, P3 regulated at the vertices of the first, second, and third hangers H1, H2, and H3. And outputs the image information. (S32)

상기 비전 제어기(VC)는 상기 각 보정툴(T)의 꼭지점에 대한 영상정보를 분석하여 비전 좌표계 상의 각 로봇 회전 중심점(RRCP)이 되는 각각의 제1 위치좌표(Vxt,Vyt,Vzt)를 생성한다.(S33)The vision controller VC analyzes the image information of the vertices of each of the correction tools T and generates respective first position coordinates Vxt, Vyt, and Vzt, which become respective robot rotation center points RRCP on the vision coordinate system. (S33)

이때, 상기 비전 좌표계 상의 각각의 제1 위치좌표(Vxt,Vyt,Vzt)는 Vxt₁,Vyt₁,Vzt₁와, Vxt₂,Vyt₂,Vzt₂, 및 Vxt₃,Vyt₃,Vzt₃로 표시되는 3차원 공간좌표인 3D 좌표로 생성될 수 있다.In this case, each of the first positional coordinates Vxt, Vyt and Vzt on the vision coordinate system is represented by Vxt ₁ , Vyt ₁ , Vzt ₁ , Vxt ₂ , Vyt ₂ , Vzt ₂ , and Vxt ₃ , Vyt ₃ , Vzt ₃ . The 3D coordinates may be generated as 3D coordinates.

이어서, 상기 비전 제어기(VC)는 상기 각 부품(P1,P2,P3)의 임의의 한 점에 대한 영상정보를 분석하여 비전 좌표계 상의 각 부품 회전 중심점(PRCP)이 되는 각각의 제2 위치좌표(Vxd,Vyd,Vzd)를 생성한다.(S34)Subsequently, the vision controller VC analyzes image information about any one point of each of the components P1, P2, and P3, so that each second position coordinate (PRCP) becomes a center point of rotation of each component on the vision coordinate system ( Vxd, Vyd, and Vzd) are generated (S34).

이때, 상기 비전 좌표계 상의 각각의 제2 위치좌표(Vxd,Vyd,Vzd)는 Vxd₁,Vyd₁,Vzd₁와, Vxd₂,Vyd₂,Vzd₂, 및 Vxd₃,Vyd₃,Vzd₃로 표시되는 3차원 공간좌표인 3D 좌표로 생성될 수 있다.In this case, each of the second positional coordinates (Vxd, Vyd, Vzd) on the vision coordinate system is represented by Vxd ₁ , Vyd ₁ , Vzd ₁ , Vxd ₂ , Vyd ₂ , Vzd ₂ , and Vxd ₃ , Vyd ₃ , Vzd ₃ . The 3D coordinates may be generated as 3D coordinates.

이후, 상기 비전 제어기(VC)는 비전 좌표계 상의 상기 제1, 제2 위치좌표(Vxt,Vyt,Vzt) (Vxd,Vyd,Vzd)의 좌표 차이값에 대한 보정 좌표값으로 이루어지는 제2 보정치를 산출한다.(S35)Thereafter, the vision controller VC calculates a second correction value including a correction coordinate value for a coordinate difference value of the first and second position coordinates Vxt, Vyt, and Vzt (Vxd, Vyd, Vzd) on the vision coordinate system. (S35)

상기 비전 제어기(VC)는 상기 제2 보정치를 로봇 제어기(RC)에 송출하면, 상기 로봇 제어기(RC)가 상기 제1 보정단계(S1)에서 보정된 제1 보정 로봇 좌표계를 제2 보정 로봇 좌표계로 보정하여 로봇 좌표계를 다시 설정한다.(S36)When the vision controller VC sends the second correction value to the robot controller RC, the robot controller RC converts the first correction robot coordinate system corrected in the first correction step S1 into a second correction robot coordinate system. Set the robot coordinate system again by calibrating with (S36).

상기 부품이격단계(S4)는 상기 로봇 제어기(RC)가 상기 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)을 제어하여 조립을 위해 제1 부품(P1)에 대하여 매칭되는 제2, 제3 부품(P2)(P3)에 순차적으로 이격좌표 값을 적용하여 작업공간상의 제1 부품(P1)에 대해 일정 거리 이격된 위치에 제2, 제3 부품(P2)(P3)을 각각 이동시킨다. In the component separation step S4, the robot controller RC controls the first, second, and third hanger robots R1, R2, and R3 to match the first component P1 for assembly. The second and third parts P2 and P3 are sequentially applied to the second and third parts P2 and P3 to be spaced apart by a predetermined distance from the first part P1 in the workspace. Move each).

상기 제3 보정단계(S5)는 상기 비전 제어기(VC)의 제어에 의해 상기 부품이격단계(S4)에서 작업공간의 제1 부품(P1)과, 상기 제1 부품(P1)에 대하여 일정 거리 이격된 제2, 제3 부품(P2)(P3)을 상기 비전유닛(VU)의 카메라(11)를 통해 스캔하면, 상기 비전 제어기(VC)가 상기 제1, 제2, 제3 부품(P1)(P2)(P3)의 비전 좌표계 상의 각 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 생성한다. The third correction step S5 may be spaced apart from the first part P1 and the first part P1 of the workspace by the control of the vision controller VC in the part separation step S4. The scanned second and third parts P2 and P3 through the camera 11 of the vision unit VU, the vision controller VC causes the first, second, and third parts P1 to pass through. Each positional coordinate (Vx, Vy, Vz) on the vision coordinate system of (P2) (P3) is generated.

상기 비전 제어기(VC)는 상기 각 위치좌표(Vx,Vy,Vz)와 상기 이격좌표(Dx,Dy,Dz) 값을 함께 비교 분석하여 상기 제1 부품(P1)에 대한 제2, 제3 부품(P2)(P3)의 간섭을 예측하고, 상기 제1 부품(P1)에 대한 제2, 제3 부품(P2)(P3)의 각 위치좌표(Vx,Vy,Vz)의 좌표 간섭값에 대한 보정 좌표값으로 각각의 제3 보정치를 산출한다. The vision controller VC compares and analyzes each of the position coordinates Vx, Vy, and Vz and the values of the spaced coordinates Dx, Dy, and Dz together to form second and third components for the first component P1. Predict the interference of (P2) (P3), and for the coordinate interference value of the respective position coordinates (Vx, Vy, Vz) of the second and third components (P2) (P3) with respect to the first component (P1) Each third correction value is calculated from the correction coordinate values.

상기 비전 제어기(VC)는 상기 로봇 제어기(RC)에 상기 각각의 제3 보정치를 송출하여 상기 제1 부품(P1)에 매칭되는 제2, 제3 부품(P2)(P3)에 대한 각 위치좌표(Vx,Vy,Vz)에 각각의 제3 보정치를 적용하여 상기 제1 부품(P1)에 대한 제2, 제3 부품(P2)(3)의 각 위치를 보정하는 단계로 이루어진다. The vision controller VC sends each of the third correction values to the robot controller RC and coordinates each position with respect to the second and third parts P2 and P3 matching the first part P1. And correcting each position of the second and third components P2 and 3 with respect to the first component P1 by applying respective third correction values to (Vx, Vy, Vz).

이러한 제3 보정단계(S5)는 작업공간상의 제1 부품(P1)에 대하여 매칭되는 제2, 제3 부품(P2)(P3)을 제1 부품(P1)과 일정 거리 이격 위치상에서 비전 좌표계 상의 각 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 이용하여 각 부품(P1,P2,P3)간의 간섭을 미리 예측하여 비전 좌표계와 모델 좌표계 상의 각 부품(P1,P2,P3)에 대한 위치좌표(Vx,Vy,Vz)(Mx,My,Mz)를 일치시키는 위치 보정을 이루게 된다. In the third correction step S5, the second and third parts P2 and P3 matched with respect to the first part P1 in the work space are positioned on the vision coordinate system on a position spaced apart from the first part P1 by a predetermined distance. Predict the interference between each component (P1, P2, P3) by using the position coordinates (Vx, Vy, Vz) in advance to determine the position coordinates of each component (P1, P2, P3) on the vision coordinate system and the model coordinate system (Vx, Position correction is made to match Vy, Vz) (Mx, My, Mz).

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제3 보정단계(S5)의 제어 흐름도이다고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템의 제어방법에 따른 제3 보정 단계(S5)의 예시도이다.FIG. 9 is a control flowchart of a third correction step S5 according to a control method of a component assembly robot system according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. An illustration of the third correction step S5 according to the method.

도 9와 도 10을 참조하여 상기 제3 보정단계(S5)를 세부 단계별로 상세하게 설명한다. 9 and 10, the third correction step S5 will be described in detail for each step.

즉, 상기 제3 보정단계(S5)는 상기 로봇 제어기(RC)가 제1 행거 로봇(R1)을 제어하여 제1 부품(P1)을 도면 프로그램에 설정된 모델 좌표계 상의 모델 데이터 좌표(Mx,My,Mz)로 비전 좌표계 상의 작업공간에 위치시킨다.(S51) That is, in the third correction step S5, the robot controller RC controls the first hanger robot R1 so that the first component P1 may be model data coordinates Mx, My, and the like on the model coordinate system set in the drawing program. Mz) in the workspace on the vision coordinate system (S51).

이어서, 상기 로봇 제어기(RC)가 제2, 제3 행거 로봇(R2)(R3)을 순차적으로 제어하여 상기 제1 부품(P1)에 조립되는 제2, 제3 부품(P2)(P3)을 도면 프로그램에 설정된 모델 좌표계 상의 모델 데이터 좌표(Mx,My,Mz)에서 일정 거리 이격된 위치의 이격좌표(Dx,Dy,Dz) 값을 적용하여 비전 좌표계 상의 작업공간에 위치시킨다.(S52)Subsequently, the robot controller RC sequentially controls the second and third hanger robots R2 and R3 so as to assemble the second and third parts P2 and P3 assembled to the first part P1. A distance coordinate (Dx, Dy, Dz) value of a position spaced a certain distance from the model data coordinates (Mx, My, Mz) on the model coordinate system set in the drawing program is applied and placed in the workspace on the vision coordinate system (S52).

이후, 상기 비전 제어기(VC)는 상기 비전유닛(VU)을 제어하여 상기 제1 부품(P1)과, 상기 제1 부품(P1)에 매칭되는 제2, 제3 부품(P2)(P3)의 각 매칭 포인트를 카메라(11)를 통해 스캔하여 영상정보를 출력한다.(S53)Thereafter, the vision controller VC controls the vision unit VU to control the first component P1 and the second and third components P2 and P3 matching the first component P1. Each matching point is scanned through the camera 11 to output image information (S53).

상기 비전 제어기(VC)는 상기 제1, 제2, 제3 부품(P1)(P2)(P3)의 각 매칭 포인트에 대한 영상정보를 분석하여 비전 좌표계 상에서 이격된 상태의 각 매칭 포인트에 대한 제1, 제2, 제3 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 생성한다.(S54) The vision controller VC analyzes image information of each matching point of the first, second, and third components P1, P2, and P3, and analyzes the image information of each matching point in a state spaced apart from the vision coordinate system. The first, second, and third position coordinates Vx, Vy, and Vz are generated (S54).

이때, 상기 비전 좌표계 상의 각각의 제1, 제2, 제3 위치좌표(Vx,Vy,Vz)는 Vx₁,Vy₁,Vz₁와, Vx₂,Vy₂,Vz₂, 및 Vx₃,Vy₃,Vz₃로 표시되는 3차원 공간좌표인 3D 좌표로 생성될 수 있다.In this case, each of the first, second, and third position coordinates Vx, Vy, and Vz on the vision coordinate system is Vx ₁ , Vy ₁ , Vz ₁ , Vx ₂ , Vy ₂ , Vz ₂ , and Vx ₃ , Vy. ₃ , Vz ₃ may be generated as a 3D coordinate, which is a three-dimensional space coordinate.

이어서, 상기 비전 제어기(VC)는 비전 좌표계 상의 상기 제1, 제2, 제3 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 상기 이격좌표(Dx,Dy,Dz) 값과 함께 비교 연산하여 좌표 간섭값으로 상기 제1 부품(P1)에 대한 제2, 제3 부품(P2)(P3)의 간섭 유무를 판단한다.(S55)Subsequently, the vision controller VC compares the first, second, and third positional coordinates Vx, Vy, and Vz on the vision coordinate system with the spacing coordinates Dx, Dy, and Dz, to determine a coordinate interference value. As a result, it is determined whether the second and third components P2 and P3 have interference with the first component P1.

이때, 상기 비전 제어기(VC)는 상기 제1 부품(P1)에 대해 제2 부품(P2) 또는 제3 부품(P3)의 간섭 발생 시, 상기 좌표 간섭값에 대한 보정 좌표값으로 해당 부품(P2)(P3)의 제3 보정치를 산출한다.(S56)At this time, the vision controller VC is a corrected coordinate value for the coordinate interference value when the interference occurs between the second component P2 or the third component P3 with respect to the first component P1. (P56), the third correction value is calculated.

상기 비전 제어기(VC)는 상기 제3 보정치를 로봇 제어기(RC)에 송출하면, 상기 로봇 제어기(RC)가 상기 제1 부품(P1)에 간섭되는 제2 부품(P2) 또는 제3 부품(P3)에 대한 로봇 좌표계 상의 위치좌표(Rx,Ry,Rz)에 해당 제3 보정치를 적용하여 상기 제1 부품(P1)에 간섭되는 부품(P2 or P3)의 작업공간상의 위치를 보정한다.(S57)When the vision controller VC sends the third correction value to the robot controller RC, the robot controller RC interferes with the first component P1 or the second component P2 or the third component P3. The third correction value is applied to the position coordinates Rx, Ry, and Rz on the robot coordinate system to correct the position on the work space of the component P2 or P3 that interferes with the first component P1. )

이러한 제3 보정단계(S5)에서, 상기 모델 데이터 좌표(Mx,My,Mz)는 상기 제1, 제2, 제3 부품(P1)(P2)(P3)의 도면 프로그램 상의 각 모델 데이터에 비전 좌표계상의 좌표 기준이 되는 기준핀(15)의 데이터를 삽입하여 상기 기준핀(15)의 위치좌표를 기준좌표로 하는 부품 모델의 좌표값으로 이루어질 수 있다.In this third correction step S5, the model data coordinates Mx, My, and Mz are transmitted to each model data on the drawing program of the first, second, and third components P1, P2, and P3. By inserting the data of the reference pin 15, which is the coordinate reference on the coordinate system, the position coordinates of the reference pin 15 may be composed of the coordinate values of the part model.

상기 부품매칭단계(S6)는 상기 로봇 제어기(RC)가 상기 제2, 제3 부품(P2)(P3)을 각 행거(H2)(H3)로 규제하는 제2, 제3 행거 로봇(R2)(R3)을 순차적으로 제어하여 작업공간에서 상기 제1 부품(P1)에 대해 상기 제2, 제3 부품(P2)(P3)을 이격좌표(Dx,Dy,Dz) 값만큼 순차적으로 복귀시켜 상기 제1, 제2, 제3 부품(P1)(P2)(P3)을 각 매칭 포인트에서 상호 매칭시킨다. In the component matching step S6, the robot controller RC regulates the second and third parts P2 and P3 to the hangers H2 and H3, respectively. By sequentially controlling the R3, the second and third parts P2 and P3 are sequentially returned by the distance coordinates Dx, Dy, and Dz with respect to the first part P1 in the workspace. The first, second, and third components P1, P2, and P3 are matched with each other at each matching point.

이후, 상기 용접단계(S7)는 상기 로봇 제어기(RC)가 상기 용접 로봇(R4)과 용접기(W)를 제어하여 상호 매칭된 상기 제1, 제2, 제3 부품(P1)(P2)(P3)의 각 용접부를 용접하여 조립한다.Subsequently, in the welding step S7, the robot controller RC controls the welding robot R4 and the welding machine W to match the first, second, and third parts P1 (P2) ( Each welding part of P3) is welded and assembled.

그리고 상기 검사단계(S8)는 상기 비전 제어기(VC)가 상기 비전유닛(VU)을 제어하여 상기 제1, 제2, 제3 부품(P1)(P2)(P3)의 각 용접부를 용접한 제품을 카메라(11)로 스캔하여 영상정보를 출력하면, 상기 비전 제어기(VC)는 상기 제품에 대한 비전 좌표계상의 위치좌표(Vx,Vy,Vz)를 모델 좌표계상의 모델 데이터 좌표(Mx,My,Mz)와 비교하여 좌표 차이값이 허용 오차 범위 내에 있는지를 판단하여 불량검사를 진행한다.In the inspection step S8, the vision controller VC controls the vision unit VU to weld each welded part of the first, second, and third components P1, P2, and P3. Is scanned by the camera 11 and outputs the image information, the vision controller VC converts the position coordinates Vx, Vy, Vz on the vision coordinate system for the product to the model data coordinates Mx, My, Mz on the model coordinate system. ) And determine whether the coordinate difference is within the tolerance range and proceed with the defect inspection.

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템 및 제어방법은 비전유닛(VU)에 의해 비전 좌표계로 인식되는 작업공간 상에서, 상호 조립하기 위한 복수의 부품들(P1,P2,P3)을 자동으로 규제하여 위치 보정한 상태로 용접을 통해 조립한 후, 제품검사까지 조립작업을 한 번에 수행할 수 있다. Therefore, the robot system and the control method for assembling parts according to an embodiment of the present invention automatically in a plurality of parts (P1, P2, P3) for assembling each other in a work space recognized as a vision coordinate system by the vision unit (VU) After assembling by welding in the state that is regulated and corrected, the assembly work can be performed at one time until the product inspection.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템 및 제어방법은 비전 좌표계로 인식되는 작업공간상에서, 제1, 제2, 제3 행거 로봇(R1)(R2)(R3)과 용접 로봇(R4)을 이용하여 부품(P1,P2,P3)의 조립작업을 수행하므로, 종전의 복잡한 전용 지그유닛 등의 설비가 불필요하고, 다양한 사양의 부품에 대한 호환성이 있어 조립을 위한 전용장비 구축을 위한 설비비를 절약할 수 있다. 또한, 제품의 불량 검사를 위한 검사치구 등의 장비를 별도로 구비할 필요가 없다.That is, the robot assembly and control method for parts assembly according to an embodiment of the present invention, the first, second, third hanger robot (R1) (R2) (R3) and the welding robot (in a work space that is recognized as a vision coordinate system) As R4) is used to assemble parts (P1, P2, P3), it is not necessary to install complicated complex jig units, etc., and it is compatible with parts of various specifications. It can save equipment cost. In addition, it is not necessary to separately provide equipment such as an inspection jig for inspecting a defect of the product.

또한, 종래에는 초기 비전유닛(VU)과 각 로봇을 먹줄 또는 레이저 레벨러 등을 이용하여 장비간의 틀어짐을 최소화 하여 정확한 위치에 설치하여도 비전유닛(VU)과 각 로봇은 좌표계 왜곡이 발생하여 로봇의 이동좌표와 비전유닛(VU)의 인식좌표는 상이하여 수차례의 보정작업에 의해 생산성이 저하되는 문제가 있었다.In addition, in the related art, even if the initial vision unit (VU) and each robot are installed at the correct position by minimizing the distortion between the equipment by using a feeder or a laser leveler, the vision unit (VU) and each robot generate coordinate system distortions. Since the moving coordinates and the recognition coordinates of the vision unit VU are different, there is a problem that productivity is lowered by several corrections.

그러나 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템 및 제어방법은 상기한 제1 보정단계(S1)를 통해 비전 좌표계와 로봇 좌표계를 일치시켜 로봇 제어기(RC)가 비전 좌표계 상의 작업공간상에서 각 행거 로봇(R1)(R2)(R3)의 거동 위치를 정확하게 인식할 수 있도록 하고, 동시에 보정된 좌표값으로 부품(P1,P2,P3)의 이동량 및 회전각 등을 정확하게 제어할 수 있도록 한다.However, the robot assembly and control method for parts assembly according to an embodiment of the present invention by matching the vision coordinate system and the robot coordinate system through the first correction step (S1) described above, the robot controller RC each hanger in the work space on the vision coordinate system It is possible to accurately recognize the movement position of the robot (R1) (R2) (R3), and at the same time to accurately control the movement amount and rotation angle of the parts (P1, P2, P3) with the corrected coordinate values.

또한, 종래에는 행거 로봇을 통한 부품의 규제 및 이송 시, 로봇의 기준좌표를 로봇 상의 한 점으로 설정하고, 수동으로 기준좌표를 티칭하여 로봇 좌표계를 형성하였으나, 이에 따라, 부품에 변화가 생기거나 완전히 동일한 부품을 규제하지 못한 경우, 이의 검출 및 좌표보정이 불가능하여 부품간의 매칭 오차로 용접 불량의 원인이 되는 문제가 있었다.In addition, in the related art, when regulating and transferring parts through a hanger robot, a robot coordinate system was formed by setting the reference coordinate of the robot to a point on the robot and teaching the reference coordinate manually, but accordingly, a change occurred in the part If the same parts are not regulated, there is a problem that the detection and coordinate correction thereof are impossible and cause a welding defect due to a matching error between the parts.

그러나 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템 및 제어방법은 상기한 제2 보정단계(S3)를 통해 비전 좌표계 상의 부품(P1,P2,P3)을 기준으로 보정된 제2 보정 로봇 좌표계를 통해 각 행거 로봇(R1,R2,R3)을 제어할 수 있도록 하여 각 행거 로봇(R1,R2,R3)의 반복 거동에 따른 부품 규제 오차나 부품(P1,P2,P3)의 성형 공차 또는 부품(P1,P2,P3)의 용접에 따른 변형 오차 등의 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 제2 보정 로봇 좌표계를 통해 각 행거 로봇(R1,R2,R3)의 각 행거(H1)(H2)(H3)에 규제되는 부품(P1,P2,P3)에 변형이 생기거나, 완전하게 동일한 형상의 부품이 규제되지 않더라도 정확한 회전 좌표값을 산출할 수 있으며, 좌표값의 보정도 용이하다.However, the robot assembly and control method for parts assembly according to an embodiment of the present invention is a second correction robot coordinate system corrected based on the parts (P1, P2, P3) on the vision coordinate system through the second correction step (S3) It is possible to control each hanger robot (R1, R2, R3) through the component regulation error or forming tolerances or parts of the parts (P1, P2, P3) according to the repeating behavior of each hanger robot (R1, R2, R3) The occurrence of deformation error due to welding of P1, P2, P3) can be minimized. In addition, a deformation occurs in the parts P1, P2, and P3 regulated to each hanger H1, H2, and H3 of each hanger robot R1, R2, and R3 through the second correction robot coordinate system, or completely. Even if parts of the same shape are not regulated, accurate rotation coordinate values can be calculated, and correction of coordinate values is also easy.

또한, 종래에는 상호 조립되는 부품들(P1,P2,P3)을 도면 프로그램 상의 모델 데이터 좌표(Mx,My,Mz)를 기준으로 작업공간상에 이동시키는 경우, 부품(P1,P2,P3)간에 간섭이 발생하여 부품의 품질 문제인지, 로봇 이송 시에 발생하는 산포인지 등의 원인분석이 불가하여 동일한 품질의 제품을 연속적으로 생산할 수 없는 문제가 있었다.In addition, conventionally, when moving the parts (P1, P2, P3) to be assembled to each other in the work space based on the model data coordinates (Mx, My, Mz) in the drawing program, between the parts (P1, P2, P3) There is a problem in that it is impossible to continuously produce a product of the same quality because the cause of the interference is not possible because of the quality of the parts, the scattering occurs during the robot transfer.

그러나 본 발명의 실시 예에 따른 부품 조립용 로봇 시스템 및 제어방법은 서로 매칭되는 부품들(P1,P2,P3)을 작업공간상의 상호 일정 거리 이격된 위치에서 비전유닛(VU)의 카메라(11)를 통해 인식되는 위치좌표 값으로 부품(P1,P2,P3)간의 간섭을 미리 예측 판단하여 부품의 위치 보정을 통해 부품(P1,P2,P3)간의 간섭을 회피한 상태로 용접할 수 있다. However, the robot assembly and control method for parts assembly according to an embodiment of the present invention, the camera 11 of the vision unit (VU) at a position spaced apart from each other by a predetermined distance in the work space matching the parts (P1, P2, P3) The interference between the parts P1, P2, and P3 may be predicted and determined in advance by using the position coordinate values recognized through the welding, so that the interference between the parts P1, P2 and P3 may be avoided by correcting the position of the parts.

이에 따라, 부품(P1,P2,P3) 간의 간섭에 의한 억지 조립으로 발생하는 변형 산포나 조립 제품의 품질 산포를 방지할 수 있으며, 전용 검사치구의 제작이 불필요하여 치구 제작비를 절감할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent deformation scattering caused by interference assembly due to interference between the parts P1, P2, and P3 and quality distribution of the assembled product, and it is possible to reduce the production cost of the jig by eliminating the production of a dedicated inspection jig.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and is easily changed by those skilled in the art to which the present invention pertains. It includes all changes to the extent deemed acceptable.

VU: 비전유닛
R1,R2,R3: 제1, 제2, 제3 행거 로봇
R4: 용접 로봇
VC: 비전 제어기
RC: 로봇 제어기
11: 카메라
13: 프레임
13a: 기둥빔
13b: 상부빔
15: 기준핀
21: 모니터
31: 경보기
41: 연결축
43: 안내레일
45: 스크루 축
51,53: 승하강 슬라이더
55: 감속기
57: 회전판
LR1,LR2: 제1, 제2 리니어 레일
SR1, SR2: 제1, 제2 슬라이더
M1,M2: 제1, 제2 모터
P1,P2,P3: 제1, 제2, 제3 부품
T: 보정툴
H1,H2,H3: 제1, 제2, 제3 행거
W: 용접기
GB: 기어박스VU: Vision Unit
R1, R2, R3: first, second, third hanger robot
R4: welding robot
VC: vision controller
RC: robot controller
11: camera
13: frame
13a: pillar beam
13b: upper beam
15: reference pin
21: monitor
31: alarm
41: connecting shaft
43: guide rail
45: screw shaft
51,53: descent slider
55: reducer
57: rotating plate
LR1, LR2: first and second linear rails
SR1, SR2: first and second slider
M1, M2: first and second motors
P1, P2, P3: first, second, third parts
T: Calibration Tool
H1, H2, H3: first, second, third hangers
W: welding machine
GB: gearbox

Claims

In the control method of a robot system for assembly of parts comprising a vision unit having a camera, a plurality of hanger robots having each hanger, at least one welding robot having a welding machine, a vision controller, and a robot controller,
The correction value is calculated by comparing the 3-point position coordinates on the vision coordinate system and the corresponding 3-point position coordinates on the robot coordinate system generated by scanning the position of the correction tool on each hanger robot according to the minimum 3-point behavior of each hanger robot. A first correction step S1 of correcting the robot coordinate system to match the vision coordinate system with the robot coordinate system;
A part regulation step of controlling each hanger by gripping each part to be assembled through the hanger of each hanger robot (S2);
A first correction value calculated by calculating a coordinate difference value between the correction tool on each hanger robot and a component regulated on each hanger with a camera of a vision unit, and calculating the coordinate difference value between the correction tool and each position coordinate on the vision coordinate system of the part; A second correction step S3 of correcting the robot coordinate system corrected in the correction step and setting the robot coordinate system based on the component;
Control parts of the hanger robot to apply the distance coordinates to the other parts assembled to one of the parts that are matched for assembly, the parts to move the parts to a distance spaced apart from each other in the work space Step S4;
When the parts are spaced apart from each other in the work space by the camera of the vision unit, the vision controller generates respective position coordinates on the vision coordinate system of the parts, and compares the respective position coordinates and the spaced coordinate values together. Analyze and predict the interference between the parts to calculate a third correction value for the coordinate interference value of each position coordinate of the parts, wherein the position coordinates for the other one matching the one of the parts, A third correction step S5 of correcting a position by applying three correction values;
A part matching step (S6) of controlling the hanger robot for regulating the other part as a hanger and returning the other part to the one part by a spaced coordinate value in a workspace to match the parts together;
Welding step (S7) for welding the weld of the matched parts by controlling the at least one welding robot and the welding machine; And
An inspection step (S8) of performing a defect inspection according to a tolerance range by comparing a position coordinate on a vision coordinate system generated by scanning a product welded on the welded parts of the parts with the camera by model data coordinates on a model coordinate system;
Control method of a robot system for assembly of parts comprising a.

The method of claim 1,
The first correction step (S1) is
Scanning the vertices of the calibration tool on each hanger robot according to the minimum three-point behavior of each hanger robot on the work space through the camera of the vision unit, the vision controller coordinates the 3-point position on the vision coordinate system with respect to the vertex of the calibration tool. Generates a first correction value for the coordinate difference value by comparing the three-point position coordinates on the robot coordinate system with respect to the vertex of the correction tool received from the robot controller and the three-point position coordinates on the vision coordinate system; And applying the first correction value to the robot coordinate system set in the robot controller to correct and set the first correction robot coordinate system.

The method of claim 2,
The first correction step (S1) is
The robot controller controlling each hanger robot to move three points to an arbitrary three point position on the work space (S11);
Outputting image information by scanning a vertex of a correction tool fixed to an arm tip of each hanger robot with respect to an arbitrary 3-point position according to the 3-point behavior of each hanger robot through the camera of the vision unit (S12);
Analyzing image information of the correction tool for any three-point position of each hanger robot to generate first, second and third position coordinates on a vision coordinate system for a vertex of the correction tool (S13);
Receiving (S14) first, second and third position coordinates on the robot coordinate system for the vertex of the correction tool at any three point positions of the hanger robots;
Calculating a first correction value for the coordinate difference values between the first, second, and third position coordinates on the robot coordinate system and the first, second, and third position coordinates on the vision coordinate system (S15); And
Transmitting the first correction value to the robot controller and correcting and setting the robot coordinate system with the first correction robot coordinate system (S16);
Control method of a robot system for assembly of parts comprising a.

The method of claim 1,
The second correction step S3 is
The vision controller scans the vertex of the calibration tool on each hanger robot and any point on the regulated part on each hanger in the workspace by means of the camera of the vision unit, and the vision controller verifies the vertex of the calibration tool and any on the part. Generating respective position coordinates on the vision coordinate system for one point of the second position, calculating a second correction value for the coordinate difference value of each position coordinate, and adding the second correction value to the robot coordinate system corrected by the robot controller in the first correction step. A method of controlling a robot system for assembly of parts, comprising applying a correction value and correcting and setting the second correction robot coordinate system again.

The method of claim 4, wherein
The second correction robot coordinate system
And a coordinate system in which a reference coordinate for controlling each hanger robot is moved from a robot rotation center point (RRCP), which is a vertex of a correction tool, to a component rotation center point (PRCP), which is an arbitrary point on the part.

The method of claim 4, wherein
The second correction step S3 is
Controlling, by the robot controller, each hanger robot to position a part regulated by each hanger on each hanger robot at a set position on a work space (S31);
Outputting image information by scanning a vertex of a correction tool fixed to an arm tip of each hanger robot on a work space and an arbitrary point of a part restricted to each hanger through a camera of the vision unit (S32);
Analyzing first image information of a vertex of the correction tool to generate a first position coordinate which becomes a robot rotation center point (RRCP) on a vision coordinate system (S33);
Analyzing the image information of any one point of the part and generating a second position coordinate which becomes a part rotation center point (PRCP) on a vision coordinate system (S34);
Calculating a second correction value for a coordinate difference value of the first and second position coordinates on the vision coordinate system (S35); And
Transmitting the second correction value to the robot controller and correcting and setting the robot coordinate system corrected in the first correction step with a second correction robot coordinate system (S36);
Control method of a robot system for assembly of parts comprising a.

The method of claim 1,
The third correction step (S5)
A step in which one hanger robot places one part on the workspace with model data coordinates on the model coordinate system set in the drawing program (S51);
Positioning another part assembled by the other hanger robot on the work part by applying a spaced coordinate value of a predetermined distance from the model data coordinates set in the drawing program (S52);
Outputting image information by scanning mutual matching points for the one component and the other component through a camera of the vision unit;
Generating first and second position coordinates of each matching point in a state spaced apart on a vision coordinate system by analyzing image information about the one component and the other component (S54);
Comparing the first and second positional coordinates on a vision coordinate system with the spaced coordinate values to determine whether there is interference between the one component and the other component as coordinate interference values (S55);
Calculating a third correction value for the coordinate interference value when an interference occurs between the one component and the other component (S56); And
Sending the third correction value to the robot controller and applying the third correction value to a position coordinate on the robot coordinate system with respect to the other component to correct the position of the other component in the working space (S57);
Control method of a robot system for assembly of parts comprising a.

The method of claim 7, wherein
The model data coordinates are
Robot component for assembly of parts comprising the coordinates of the part model, the positional coordinates of the reference pin as the reference coordinates by inserting the data of the reference pin that is the coordinate reference on the vision coordinate system into the model data on the drawing program of the component Control method.