KR0151017B1 - Robot teaching device & method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로보트의 교시 방법에 관한 것으로, 상세하게는 로보트을 이용하여 조립 작업이나 용접, 페인팅 등의 작업 교시시 교시가 불가능하거나 매우 어려운 스플라인 곡선과 같은 곡선을 작업자가 일일이 로보트의 손끝(end-effector)을 원하는 형태로 이동시킨 후 이를 간단하게 재생(play-back)할 수 있는 로보트의 교시 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of teaching a robot, and more particularly, an end-effector of a robot by a worker using a robot such as a spline curve that is impossible or very difficult to teach during assembly work, welding, or painting work. ) Is a teaching method of a robot that can be moved to a desired form and then simply played back.
즉, 본 발명에 따른 로보트 교시 장치 및 방법은 교시가 매우 어려운 곡선, 예를 들면 스플라인 곡선을 교시할 때 작업자가 일일이 스플라인 곡선에 해당하는 포인트를 로보트에 교시하는 것이 아니라 작업자가 로보트의 손끝(end-effector)을 원하는 형태로 이동시키면서 미리 설정된 교시 거리 이상 움직이면 교시점으로 기억시키는 방법으로, 이 기억된 교시점을 로보트가 재생(play-back)하면서 작업을 하므로 곡선의 교시를 간단하게 실현할 수 있을 뿐만 아니라 메모리를 절약할 수 있는 장점도 있다.That is, the robot teaching apparatus and method according to the present invention does not teach the robot a point corresponding to the spline curve when the user teaches a curve that is very difficult to teach, for example, a spline curve, instead of the operator's finger tip (end) of the robot. By moving the -effector to the desired shape and moving it over the preset teaching distance, the robot can play back the stored teaching point as the teaching point. It also has the advantage of saving memory.
Description
제1도는 종래의 스플라인 보간시 로보트 손끝의 이동 경로를 나타낸 설명도이고,1 is an explanatory diagram showing the movement path of the robot fingertip in the conventional spline interpolation,
제2도는 본 발명에 따른 로보트 교시 장치의 하드웨어의 구성을 나타내는 블록도이고,2 is a block diagram showing the hardware configuration of the robot teaching apparatus according to the present invention.
제3도는 본 발명의 방법을 실현하기 위한 순서도이고,3 is a flowchart for realizing the method of the present invention,
제4도는 본 발명에 따른 스플라인 보간시 로보트 손끝의 이동 경로를 나타낸 설명도이다.4 is an explanatory diagram showing a movement path of a robot fingertip during spline interpolation according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 티칭 펜던트 2 : CPU1: teaching pendant 2: CPU
3 : 카운터 4 : ROM3: counter 4: ROM
5 : RAM 6 : 서보 제어부5: RAM 6: Servo Control
7 : 모터 8 : 인코더7: motor 8: encoder
9 : 로보트 몸체9: robot body
본 발명은 로보트의 교시 방법에 관한 것으로, 상세하게는 로보트를 이용하여 조립 작업이나, 용접, 페인팅 등의 작업 교시시 교시가 불가능하거나 매우 어려운 스플라인 곡선과 같은 곡선을 작업자가 일일이 로보트의 손끝(end-effector)을 원하는 형태로 이동시킨 후 이를 간단하게 재생(play-back)할 수 있는 로봇의 교시 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for teaching a robot. Specifically, a robot uses a robot's fingertips (ends) to spun a curve such as a spline curve that is impossible or very difficult to teach during assembly, welding, painting, and the like. The present invention relates to a method of teaching a robot that can move a -effector to a desired form and then simply play-back it.
종래에는 로보트를 이용하여 조립 작업이나 용접, 페인팅 등을 할 때 CP(full spelling?)운동으로서 직선, 원호, 스플라인(spline) 곡선보간들이 주로 사용되며, 이 CP운동을 로보트이 하기 위해서는 사용자가 미리 로보트가 해야할 운동이 직선, 원호, 스플라인 운동인가를 판단하여 이 운동의 방정식을 미리 구해 로보트에 필요한 데이터를 입력하는 방식을 사용하였다. 그러나 이 방법은 작업자가 원호, 혹은 스플라인 곡선의 방정식을 미리 계산하여 로보트에 그 곡선상의 점들을 입력하여 곡선 운동을 시키는 방법으로, 교시하기가 매우 번거롭거나 까다로운 문제점이 있었다.Conventionally, linear, circular, and spline curve interpolation is mainly used as CP (full spelling?) Motion when assembling, welding, painting, etc. using a robot. To determine whether the motion is a straight line, circular arc, or spline motion, the equation of the motion was obtained in advance and the data required for the robot was input. However, this method has a problem that the operator has to calculate the arc or spline curve equation in advance and input the points on the robot to perform the curved motion, which is very troublesome or difficult to teach.
실제로, 제1도는 종래의 스플라인 보간시 로보트 손끝의 이동 경로를 나타낸 설명도인데, 여기서 그 방법을 살펴보면 다음과 같다.In fact, Figure 1 is an explanatory diagram showing the movement path of the robot fingertip in the conventional spline interpolation, where the method is as follows.
도시된 바와 같이, 스플라인 곡선을 따라 로보트의 손끝을 이동시키기 위해서는 사용자가 스플라인 곡선상의 점(p1~p6)들의 위치를 계산하여 로보트 제어기에 입력하여야 한다. 이때 점(p1~p6)들의 위치를 입력할 때 사용자는 스플라인 곡선의 식을 계산하여야 하기 때문에 교시시간이 오래 걸리고, 계산이 복잡하고 어려운 단점이 있는 것이다.As shown, in order to move the fingertip of the robot along the spline curve, the user must calculate the position of the points (p1 ~ p6) on the spline curve to the robot controller. In this case, when the user inputs the positions of the points p1 to p6, the user needs to calculate the equation of the spline curve, which takes a long teaching time, and the calculation is complicated and difficult.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 로보트의 CP운동시 특히 스플라인 운동시 로보트에 대한 교시가 손쉽고, 교시 시간이 단축되며, 정확하게 교시할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for easily teaching, shortening, and precisely teaching a robot during CP movement of a robot, particularly during a spline exercise.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로보트 교시 장치는, 로보트의 손끝을 손으로 원하는 위치로 이동시키면서 그 이동된 위치를 기억시켜 교시하기 위한 교시 수단; 상기 교시 수단의 교시에 의해 로보트의 동작을 제어하는 제어 수단; 상기 제어 수단의 제어에 따라 로보트 구동 모터를 서보 구동하는 서보 구동 수단; 그리고 상기 로보트 구동 모터의 회전에 따라 소정의 펄스를 발생시켜 로봇의 위치에 관한 정보를 제공하는 인코드 수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the robot teaching apparatus according to the present invention comprises: teaching means for memorizing and teaching the moved position while moving the fingertip of the robot to a desired position by hand; Control means for controlling the operation of the robot by teaching the teaching means; Servo drive means for servo driving the robot drive motor according to the control of the control means; And encoding means for generating a predetermined pulse according to the rotation of the robot drive motor and providing information regarding the position of the robot.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 로보트 교시 방법은, 로보트 교시 방법에 있어서, 로보트 동작 시작 위치를 제어기에 기억시키는 단계; 곡선 교시 모드인가를 판단하는 단계; 운동 해야할 곡선을 따라 손으로 로보트의 손끝을 이동시키면서 로보트의 이동 위치를 기억시켜 상기 동작 시작 위치와의 거리차를 기억시키는 단계;In addition, the robot teaching method according to the present invention to achieve the above object, the robot teaching method, comprising the steps of: storing the robot operation start position in the controller; Determining whether it is in a curve teaching mode; Storing the robot's moving position by moving the fingertip of the robot by hand along a curve to be exercised to store the distance difference from the start position of the robot;
상기 거리차가 미리 설정된 교시 기준 거리 보다 큰가를 판단하는 단계; 그리고 상기 판단 단계에서 상기 거리차가 상기 교시 기준 거리보다 클 때 상기 이동 위치를 기억시키는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.Determining whether the distance difference is greater than a preset teaching reference distance; And storing the moving position when the distance difference is greater than the teaching reference distance in the determining step.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 로보트 교시 장치 및 방법을 설명한다.Hereinafter, a robot teaching apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
제2도는 본 발명에 따른 로보트 교시 장치의 하드웨어의 구성을 나타내는 블록도 이다. 여기서 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.2 is a block diagram showing the hardware configuration of the robot teaching apparatus according to the present invention. The configuration is as follows.
로보트의 동작을 교시하기 위한 티칭 펜던트(1)가 구비하여 통상의 PTP 동작 시 로보트의 손끝을 원하는 포인트까지 이동시켜 그 이동된 포인트를 로보트에 기억시킨다. 이때 기억은 로보트 내에 설치된 CPU(2)의 레지스터들에 기억된다. 또한 이CPU(2)는 로보트 제어의 전반을 담당하는 마이크로프로세서이며, 로보트를 제어하기 위한 제어프로그램을 저장하는 롬(ROM;3)으로부터 제어 프로그램을 제공받는다. 또한 동작중의 로보트의 위치 등을 기억하는 램(RAM;4)이 마련되며, 로보트의 현재 위치를 알려주는 카운터(3)가 마련되어 상기 CPU(2) 및 롬(3)과 함께 제어부(10)를 이룬다.A teaching pendant 1 for teaching the operation of the robot is provided to move the fingertips of the robot to a desired point during normal PTP operation and to store the moved point in the robot. At this time, the memory is stored in registers of the CPU 2 installed in the robot. The CPU 2 is a microprocessor that is in charge of the overall robot control, and receives a control program from a ROM 3 that stores a control program for controlling the robot. In addition, a RAM (RAM) 4 for storing the position of the robot in operation and the like is provided, and a counter 3 for indicating the current position of the robot is provided and the control unit 10 together with the CPU 2 and the ROM 3. To achieve.
그리고 서보 구동부(6)가 마련되어 제어기(10)의 제어에 따라 로보트 몸체(9)의 구동 모터(7)의 속도 및 전류를 제어하는 구동을 하며, 인코더(8)는 모터(7)의 회전 속도에 비례하는 펄스를 발생시켜 상기 제어기의 카운터(3)가 이 펄스의 증감을 카운트하여 로보트의 위치를 알 수 있도록 한다.In addition, a servo driver 6 is provided to drive the speed and current of the drive motor 7 of the robot body 9 according to the control of the controller 10, and the encoder 8 rotates the speed of the motor 7. By generating a pulse proportional to, the counter 3 of the controller counts the increase and decrease of this pulse so that the position of the robot can be known.
이상과 같은 하드웨어적 구성을 가지는 로보트 교시 장치의 교시 방법을 제3도의 순서도 및 제4도를 참조하여 살펴보기로 한다.The teaching method of the robot teaching apparatus having the hardware configuration as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and FIG. 4.
로보트가 동작을 시작하면 먼저 로보트의 시작 위치를 CPU(2)의 A1레지스터에 기억시킨다(1단계). 다음에 로보트의 동작 모드가 곡선 교시 모드인가를 판단한다(2단계). 다음으로 로보트가 일정거리 이동한 위치를 CPU(2)의 A2레지스터에 기억시킨다(3단계). 그리고 나서 A1레지스터에 기억된 위치와 A2레지스터에 기억된 위치의 거리를 구하여 CPU(2)의 A3레지스터에 기억시킨다(4단계).When the robot starts to operate, the robot first position is stored in the A1 register of the CPU 2 (step 1). Next, it is determined whether the operation mode of the robot is the curve teaching mode (step 2). Next, the position where the robot has moved a certain distance is stored in the A2 register of the CPU 2 (step 3). Then, the distance between the position stored in the A1 register and the position stored in the A2 register is obtained and stored in the A3 register of the CPU 2 (step 4).
다음에 A2레지스터에 기억된 로보트의 위치 정보를 A1레지스터로 옮겨 기억시킨다(5단계). 이는 다음 이동 위치를 A2레지스터에 기억시켜 이동간의 거리를 차례로 구하기 위함이다. 다음으로 사용자가 설정한 기준 교시 거리 B와 A3레지스터에 기억된 로보트의 이동간 거리를 비교한다(6단계). 이때 로보트의 이동간 거리가 더 크거나 같으면 로보트의 현 위치를 읽어 램(4)에 저장하고(7단계) 작으면 상기 거리 연산 과정(3단계에서 6단계 과정)을 반복한다. 여기서 기준 교시 거리 B는 사용자가 로보트가 곡선상에서 움직인 양이 어느 정도 클 때만 곡선상의 점을 교시하기 위한 기준점이 되는 값으로서 사용자가 미리 파라미터로서 결정하는 값이다.Next, the position information of the robot stored in the A2 register is transferred to the A1 register and stored (step 5). This is to store the next moving position in the A2 register to find the distance between the movements in order. Next, the distance between the movement of the robot stored in the A3 register and the reference teaching distance B set by the user is compared (step 6). In this case, if the distance between the movements of the robot is greater than or equal to the robot, the current position of the robot is read and stored in the RAM 4 (step 7). If the distance is small, the distance calculation process (steps 3 to 6) is repeated. Here, the reference teaching distance B is a value which is a reference point for teaching the point on the curve only when the amount of movement of the robot on the curve is somewhat large, and is determined by the user as a parameter in advance.
다음 곡선 교시 모드가 종료인가를 판단(8단계)하여 종료가 아니면 교시점을 램에 기억하는 과정을 반복하고 소망하는 바의 곡선 교시가 끝나면 곡선 교시 모드를 종료한다.If it is determined that the next curve teaching mode is finished (step 8), if it is not the end, the process of storing the teaching point in the RAM is repeated and the curve teaching mode is terminated when the desired curve teaching is finished.
실제 곡선 교시예를 제4도를 참고하면서 설명하면 다음과 같다.The actual curve teaching example is explained with reference to FIG.
제1단계에서 로보트의 위치를 동작 시작 위치 P1을 카운터(3)로부터 읽어 A1레지스터에 기억시킨다. 다음 제2단계로 곡선 교시 모드인가를 판단하여 곡선 교시 모드이면 로보트의 이동한 현재 위치 P2를 읽어 A2레지스터에 기억시킨다. 이때 로보트가 움직이지 않았으면 레지스터 A1 및 A2에 기억된 값은 같으므로 제4단계에서의 값(로봇의 이동간 거리)은 0이 되고, 로봇이 움직인 경우에는 움직인 거리가 증분된 값이 A3레지스터에 기억된다. 즉 P1에서 P2로 움직였다고 하면, A3레지스터에는 10mm가 기억된다. 제5단계에서는 A2레지스터의 값 10mm를 A1레지스터에 기억시킨다.In the first step, the robot start position P1 is read from the counter 3 and stored in the A1 register. In the next step 2, it is determined whether or not it is in the curve teaching mode. In the curve teaching mode, the current position P2 of the robot is read and stored in the A2 register. At this time, if the robot has not moved, the values stored in registers A1 and A2 are the same, so the value in step 4 (distance between robot movements) is 0, and if the robot moves, the value of incremented distance is A3. It is stored in a register. In other words, if it moves from P1 to P2, 10mm is stored in the A3 register. In the fifth step, the value 10mm of the A2 register is stored in the A1 register.
그리고 제6단계에서 로보트를 교시하기 위한 기준거리로 설정하는 B값을 8mm라 가정하면, P1에서 P2로 로보트가 이동한 경우 10mm를 이동했기 때문에 제7단계로 진행되어 로보트의 이동한 현재 위치 P2값을 램에 기억시켜 곡선상에서의 첫번째 교시점이 된다.In addition, assuming that the B value set as the reference distance for teaching the robot in step 6 is 8 mm, when the robot moves from P1 to P2, the robot moves from 10 mm because the robot moves from P1 to P2. The value is stored in RAM to make the first point on the curve.
또한 P2에서 P3로 이동한 경우에는 이동한 거리가 5mm이기 때문에 미리 설정된 기준 교시거리 8mm 보다 작기 때문에 P3는 교시점으로 받아들이지 않고 로보트가 움직이면서 8mm이상 움직였을 때만 로보트의 교시점으로 받아들인다. 이와 같이, 로보트를 복잡한 곡선 상으로 움직이게 할 때 사용자가 로보트의 손끝을 잡고 미리 곡선상을 따라 움직이도록 동작시키면서 미리 정해진 기준 교시 거리 이상을 움직였을 때만 교시점으로 받아들이기 때문에 메모리(RAM)도 절약되고 곡선을 손쉽게 교시한다.In addition, when moving from P2 to P3, the distance traveled is 5mm, which is smaller than the preset reference teaching distance 8mm. Therefore, P3 is not accepted as a teaching point, but only when the robot moves more than 8mm while the robot moves. In this way, when the robot is moved on a complicated curve, the user can hold the robot's fingertips and move the robot along the curve in advance, and the memory is saved because it is accepted as a teaching point only when the robot moves more than a predetermined reference teaching distance. Teaching curves easily
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 로보트 교시 장치 및 방법은 교시가 매우 어려운 곡선, 예를 들면 스플라인 곡선을 교시할 때 작업자가 일일이 스플라인 곡선에 해당하는 포인트를 로보트에 교시하는 것이 아니라 작업자가 로보트의 손끝(end-effector)을 원하는 형태로 이동시키면서 미리 설정된 교시 거리 이상 움직이면 교시점으로 기억시키는 방법으로, 이 기억된 교시점을 로보트가 재생(play-back)하면서 작업을 하므로 곡선의 교시를 간단하게 실현할 수 있을 뿐만 아니라 메모리를 절약할 수 있는 장점도 있다.As described above, the robot teaching apparatus and method according to the present invention does not teach the robot a point corresponding to the spline curve when the user teaches a curve that is very difficult to teach, for example, a spline curve. By moving the end-effector to the desired shape and moving it over the preset teaching distance, the teaching point is stored as a teaching point. Not only can it be realized, it also has the advantage of saving memory.
Claims (3)
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Cited By (1)
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1994
- 1994-12-28 KR KR1019940038342A patent/KR0151017B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| KR100771733B1 (en) * | 2001-02-09 | 2007-10-30 | 엘지전자 주식회사 | An apparatus and method for controlling a toy capable of motion imitating |
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