KR0160639B1 - 비율연산에 의한 로보트운동 궤적계획 연산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법에 관한 것이다.

본 발명은 로봇이 두 지점 사이를 이동시 각 축별 총이동량과 도착 지점까지 도달하는데 최장 시간이 걸리는 축선별과 가감속을 고려한 샘플링 구간수를 구하는 단계; 상기 제1단계에서 선별된 축에 대하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하는 단계; 상기 제2단계에서 궤적계획 계산루틴에 적용된 축을 제외한 나머지 축에 대하여 비율연산을 수행하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하는 단계를 포함하여 된 점에 특징이 있다.

따라서, 궤적계획시 축별로 속도명령 계산루틴을 반복하는 것을 피하고, 비율연산을 수행하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하게 되므로 사칙연산의 반복으로 인한 불필요한 시간의 과다소요를 방지할 수 있어 조립공정의 시간단축으로 생산성 향상을 도모할 수 있다.

Description

비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법

제1도는 종래의 궤적 계획 루틴에 의한 연산방법의 흐름도.

제2도는 본 발명에 따른 비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법의 흐름도.

본 발명은 로봇운동에 필요한 궤적계획(trajectory plan) 계산 루틴(routine)에 관한 것으로서, 특히 궤적계획시 축별로 속도명령 계산루틴을 반복하는 것을 방지하고, 모든 축이 동시에 궤적계획을 완료하게 함으로써 계산시간을 단축할 수 있는 비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법에 관한 것이다.

오늘날, 산업의 급속한 발전과 함께 산업현장에는 산업용 로봇(robot)가 생산공정에 광범위하게 사용되고 있다. 이와 같은 산업용 로봇은 통상 컴퓨터(마이크로 프로세서)에 의해 정해진 궤적루틴을 반복함으로써 소정의 작업을 수행하게 된다.

첨부 도면의 제1도는 그와 같은 로봇운동과 관련된 종래의 궤적계획 계산루틴의 일예를 나타낸 흐름도이다.

이를 참조하면, 종래 궤적계획 계산루틴은 로봇이 두 지점 사이를 이동시 각 축별로의 이동량과 최대이동시간 샘플링(sampling) 구간의 개수를 구하는 부분(11)과, 샘플링 구간별 이동량(속도명령)을 계산하는 부분(12)과, 정수연산에 의해 잘려진 잔류이동량을 보상하는 부분(13)으로 크게 구분된다.

이와 같은 시스템으로 구성된 종래 궤적계획 계산 루틴의 시스템 동작관계를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 제1도에서 총이동량(Si)과, 최대이동시간(Tmax) 및 샘플링 구간의 개수가 설정되면, 이들 값을 이용하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하기 위해 궤적계획 계산루틴을 축마다 반복하게 된다. 그런 후, 그렇게 하여 얻어진 각 축에 대한 이동량(ΔPi[K])을 계산한다. 그런 다음 샘플링 구간의 마지막까지 궤적계획을 수행한 후(샘플링 구간 수가 N과 같을 때까지), 모든 축에 대해 총 이동량(Si)과 ｛ΔPi[1]+...+ΔPi[N]｝의 값이 같은 지를 비교한다. 그 결과, 비교해서 같지 않은 축에 대하여 잔류이동량이 보상될 때까지 궤적계획 계산루틴을 계속 반복하여 실행하게 된다.

그런데. 이와 같은 시스템의 종래 궤적계획 계산루틴을 실행함에 있어서, 축별로 동일형식의 루틴을 반복실행하게 되어 계산식에 포함되어 있는 사칙연산을 항상 반복하게 되므로 시간이 과다하게 소요되며, 잔류이동량을 보상하는 축이 존재할 경우 로봇 핸드(hand)가 도착점에 도달하는 시간이 지연되는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 궤적계획시 축별로 속도명령 계산루틴을 반복하는 것을 방지하고, 모든 축이 동시에 궤적계획을 완료하게 함으로써 계산시간은 단축할 수 있는 비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법은,

(1) 로봇이 두 지점 사이를 이동시 각 축별 총이동량과 도착 지점까지 도달하는데 최장 시간이 걸리는 축선별과 가감속을 고려한 샘플링 구간수를 구하는 단계;

(2) 상기 제 (1)단계에서 선별된 축에 대하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하는 단계;

(3)상기 제(2)단계에서 궤적계획 계산루틴에 적용된 축을 제외한 나머지 축에 대하여 비율연산을 수행하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하는 단계를 포함하는 것에 그 특징이 있다.

이와 같이 본 발명의 궤적계획 연산방법은 궤적계획시 축별로 속도명령 계산루틴을 반복하는 것이 아니라, 비율연산을 수행하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하게 되므로 사칙연산의 반복으로 인한 불필요한 시간의 과다소요를 방지할 수 있는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 비유연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법의 시스템을 나타낸 흐름도이다.

이를 참조하여 본 발명의 궤적계획 연산루틴을 설명하면, 우선 로봇 핸드가 출발점에서 도착점까지 이동시에 요구되는 축별 총이동량(Si)을 구하고, 모든 축중에서 도착점까지 도달하는데 최장시간이 소요되는 (Tmax가 걸리는) 축을 선별하여 그 축의 총이동량을 Smax로 설정한다. 그런 다음 가감속을 고려한 샘플링 구간의 총갯수(N)를 구한다. 그 다음에 최대이동시간(Tmax)으로 선별된 축에 대하여 궤적계획 계산루틴을 적용하여 샘플링 구간별 이동량(ΔPmax[K])을 계산한다. 그리고, 나머지 축에 대하여는 비율계산을 적용하게 된다. 즉, 최대이동시간(Tmax)으로 선별된 축의 총이동량(Smax)과 샘플링 구간별 이동량(ΔPmax[K])의 비율을 나머지 축의 총이동량(Si)에 곱하면 나머지 축의 샘플링 구간별 이동량 ΔPi[K]를 구할 수 있다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.

이와 같이 해서 선별축의 마지막 샘풀링 구간의 이동량의 계산이 끝나면, 나머지 축도 계산을 마무리하게 되어 이후의 시간지연은 없게 된다. 이 관계를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법은 종래와는 달리 궤적계획시 축별로 속도명령 계산루틴을 반복하는 것을 피하고, 비율연산을 수행하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하게 되므로 사칙연산의 반복으로 인한 불필요한 시간의 과다소요를 방지할 수 있어 조립공정의 시간단축으로 생산성 향상을 도모할 수 있다.

Claims (1)

1. (1) 로봇이 두 지점 사이를 이동시 각 축별 총이동량과 도착지점까지 도달하는데 최장 시간이 걸리는 축선별과 가감속을 고려한 샘플링 구간수를 구하는 단계; (2) 상기 제(1)단계에서 선별된 축에 대하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하는 단졔; (3)상기 제(2)단계에서 궤적계획 계산루틴에 적용된 축을 제외한 나머지 축에 대하여 비율연산을 수행하여 샘플링 구간별 이동량을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비율연산에 의한 로봇운동 궤적계획 연산방법.