KR0170266B1 - 다중로보트 통신제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로보트를 사용하는 공장자동화라인, 수치제어기, 로보트 제어시스템 등에서의 로보트간의 통신에 관한 것으로, 특히 여러 대의 로보트를 제어하는 다중제어 로보트 시스템에서 각 로보트와 다중으로 통신을 가능하도록 하는 다중로보트 통신제어시스템에 관한 것이다.
이에 따라서 다중로보트를 제어하는 시스템의 실시간 통신을 보장하며 외부의 정보교환을 즉각적이며 독립적으로 처리할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 특히 다품종 소량 생산체제를 위한 자동화 라인과 CIM(Computer Integrated Manufacturing) 체제에서 절실히 요구되는 통신시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.

Description

다중 로보트 통신제어시스템
제1도는 종래의 다중 로보트 제어시스템에서의 직렬통신 제어블럭도.
제2도는 제1도에 따른 종래의 다중 로보트 제어시스템에서의 순차적 통신접속방식을 도시한 블럭도.
제3도는 본 발명에 따른 다중로보트 통신제어시스템의 블럭도.
제4도는 CPU의 시간 스케쥴링에 따른 통신지원을 도시하는 도.
제5도는 본 발명에 따른 다중로보트 제어시스템에서의 통신시스템을 도시한 도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,140 : 주제어기 20,30,130 : 메모리
40,120 : 통신제어부 50,150 : 위치제어부
60,1151,...1153 : RS232C 1101,...,1103 : 외부기기
1601,...,1603 : 로보트
본 발명은 로보트를 사용하는 공장자동화라인, 수치제어기, 로봇제어시스템 등에서의 로보트간의 통신에 관한 것으로, 특히 여러 대의 로보트를 제어하는 다중제어 로보트 시스템에서 로보트와 다중으로 통신을 가능하도록 하는 다중로보트 통신제어시스템에 관한 것이다.
점차로 산업이 발달해감에 따라 산업계 전반에 걸쳐서 로보트에 대한 수요가 증가하고 있으며, 산업현장에서 사용되는 로보트들의 자체적인 성능의 향상뿐만 아니라 각각의 로보트들간의 제어도 더욱 고도화되고 동시에 복잡화되는 추세이다. 따라서, 외부 기기와 실시간(real time) 통신을 통한 통합적인 자동화시스템을 구성하고자 하는 요구가 커지고 있다.
그러나, 지금까지는 로보트 제어시스템에서의 통신지원은 하나의 직렬통신으로 외부 기기와 통신하도록 되어 있어 다중 로보트를 제어하는 로보트 제어시스템에서는 각 로보트별로 실시간 통신이 원활하게 이루어지지 못하였다. 즉, 여러 대의 로보트를 제어하면서 외부 기기와 실시간으로 통신하는 시스템에서는 한번에 하나의 직렬포트를 통하여 하나의 로보트만이 통신이 가능하였기 때문에 다른 로보트와는 실시간으로 통신이 이루어지지 못하는 문제점을 가지고 있었다. 환원하면, 종래의 로보트 제어시스템의 단일 직렬통신은 단지 단일 로보트만을 제어하는데 적합할 뿐 여러 대의 로보트를 동시에 제어하는 다중 로보트 제어시스템에 있어서는 실시간 통신이 불가능하였다.
따라서, 종래의 방식에 따른 단일 직렬통신으로는 보다 복잡하고 다양하게 외부 기기와 통신을 이루어 가면서 로보트를 제어할 수 없으므로 각 로보트에 일대일로 대응하는 직렬포트를 구성하여 다중으로 직렬통신을 하도록 하여 다중로보트 제어시스템에서도 직렬통신이 가능하도록 해야 하는 문제점이 발생하게 되었다.
또한, 종래의 단일 직렬통신으로 다중 로보트 제어 시에는 외부 기기와 통신하는 방식을 순차적으로 각 로보트마다 돌아가면서 통신지원을 하도록 함으로써 실제적으로 실시간으로 각 로보트에 필요한 정보가 전달되지 못할 뿐만 아니라 통신 처리시간이 각 로보트마다 극히 한정되어 있어 데이타의 유실이 야기되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기와 같은 문제로 기존의 다중로보트 제어시스템에서의 외부 기기와 단일 직렬통신은 로보트와 특정된 로보트에만 한정될 뿐 동시에 여러 대의 로보트와 직렬통신이 이루어지지 못하였다. 이러한 종래의 다중로보트 제어시스템의 구성과 방법을 제1도와 제2도를 참조하여 설명한다.
제1도는 종래의 직렬통신에 의한 다중로보트 제어시스템의 블럭도이다. 제1도에서 10은 동작에 대한 전반적인 제어를 위한 주제어기(Central Processing Unit)이고, 20과 30은 주제어기로 부터 전송되는 제어데이타와 자료데이타를 일시적으로 저장하기 위하여 사용되는 메모리, 40은 외부 기기와의 통신제어를 위하여 사용되는 통신제어부, 50은 제어시스템(100)에 접속되는 다수의 로보트들의 동작을 제어하는 위치제어부, 60은 외부 기기와의 통신접속을 위하여 사용되는 RS232C, 70은 주제어기와의 통신을 수행하는 외부 기기이고, 801내지 803은 제어시스템(100)에 접속되어 위치 또는 동작이 각각 제어되는 로보트들이다.
상기와 같은 구성을 가지는 다중 로보트 제어시스템에서는 주제어기(10)가 접속되는 다수의 로보트 (801내지 803)를 제어하기 위해서 제어데이타를 메모리(30)에 보내면 메모리(30)에 저장된 데이타를 받아서 위치제어부(50)에서는 접속되는 다수의 로보트(801내지 803)중 어느 하나를 선택하여 동작을 제어를 할 수 있었다. 즉, 다수의 로보트에 대해서 하나의 직렬포트만을 통하여 로보트와 통신이 가능하기 때문에 다른 로보트와는 실시간으로 통신이 어렵다는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 제2도는 외부와의 순차적인 통신방법을 블럭도로 단순화하여 도시한 것으로 외부와 단일의 직렬통신을 통하여 해당 데이타가 메모리로 전송되면 주제어기(10)에서 제어데이타에 따라 로보트를 제어하기 위하여 지정된 로보트를 선택한 후에 해당 로보트로 자료데이타를 전송하거나 자료데이타를 받는 동작을 수행한다. 물론 전체 로보트에 대한 제어를 위해서는 순차적으로 각각의 로보트에 대해서 제어동작을 수행한다. 그러나, 이러한 방법은 앞서 기술한 것처럼 실시간으로 로보트에 데이타가 전달되지 못하며 통신시간이 각 로보트마다 한정되어 데이타의 유실이 야기될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다중 로보트 제어시스템에서의 각각의 로보트들과 외부기기간의 실시간 통신지원을 가능하도록 다중으로 직렬통신을 지원할 수 있는 다중 로보트 제어시스템에서의 다중 직렬 통신방법을 수행하는 다중로보트 통신제어시스템을 제공하는 것이다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본원을 발명은 다수의 외부기기와 로보트들간의 통신을 제어하는 통신제어 시스템에 있어서, 상기 다수의 외부기기가 접속되는 포트별로 할당된 영역의 사용여부 및 사용중인 로보트의 번호를 표시하는 지정플래그와 제어데이타를 포함하는 데이타공간 및 인터럽트 요청에 대한 인식신호를 기록하는 영역으로 구분된 메모리부; 상기 다수의 외기 기기로부터 상기 로보트들에 대한 통신요구에 대하여 상기 메모리부의 지정플래그 정보를 이용하여 통신가능 여부를 판단하여 인터럽트 명령을 발생시키는 통신제어부; 상기 통신제어부에서 발생되는 인터럽트 명령에 의하여 매 샘플링타임마다 상기 메모리부에서 포트별로 제어데이타를 읽어 내어 작업전환을 수행하며 접속된 다수의 로보트들을 제어하기 위한 주제어부; 및 상기 주제어부에서 전달되는 제어데이타에 따라 상기 다수의 로보트들의 위치 및 동작상태를 제어하는 위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부도면을 참조하여 본원의 발명을 보다 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 다중 로보트 통신제어 시스템의 구성을 도시한 것이다.
제3도에 도시된 것처럼 전반적인 구성은 제1도에 도시된 종래 구성과 유사하지만 본 발명에서의 다중 직렬통신방법은 로보트의 주제어기(140)사이에 접속되는 메모리(130)를 통하여 인터럽트방식에 의하여 통신제어부(120)와 통신을 하고 각 부분별로 메모리 통신영역을 할당하여 동시에 여러 개의 포트를 통하여 다중으로 직렬통신을 가능하게 하고자 하는 것으로 접속포트를 통하여 접속되는 외부 기기가 3개인 경우의 예를 가정하여 본 발명의 따른 일 실시 예를 도시한 것이다.
제3도에 도시된 형태의 구성을 가지는 본 발명에서의 다중 로보트 제어시스템에서의 직렬통신을 위하여 사용되는 메모리(130)의 구성은 제4도에 도시한 형태의 구성을 가진다.
즉, 제4도는 메모리(130)의 각 영역을 도시한 것으로 각 영역은 특정 외부기기 (1101내지 1103)가 접속되는 포트별로 할당되는 메모리(130)의 사용여부 및 사용중인 로보트의 번호를 표시하는 지정플래그와 자료 또는 제어데이타 등을 포함하는 데이타공간으로 나누고 통신시스템에서의 로보트의 주제어기(140)에 대한 인터럽트의 요청여부를 표시하는 부분(INT_TO_RBT)과 인터럽트요청에 대한 인식신호를 기록하는 영역(INT_ACK)으로 크게 구분된다.
상기와 같은 구성에 따라 통신을 위하여 사용되는 RS232C (1151내지 1153)를 통한 외부기기 (1101내지 1103)와의 통신은 통신을 요청하는 송신측인 외부기기들 중 어느 하나의 통신요구에 의해 시작된다.
통신제어부(120)는 외부 기기로부터의 통신요구에 대하여 수신측인 로보트 (1601내지 1603)들과의 통신이 가능한 가의 여부를 메모리의 특정영역들에 기록된 내용을 판단하여 통신가능 혹은 통신불가능의 상태를 결정하여 통신요청측인 외부기기들에 알려준다.
이러한 통신의 가능여부는 각 통신포트에 대한 메모리(130)의 지정플래그(PFLAG)를 이용하여 각 통신포트가 현재 외부 기기와 통신중인가를 표시하여 알려준다. 각각의 포트는 로보트들과 일대일로 대응되게 할당할 수 있으며, 각 포트는 각 로보트에 대하여 직렬통신을 수행한다.
따라서, 멀티태스킹을 제어하는 로보트의 주제어기(140)는 각 로보트에 대한 해당 작업을 수행할 때 각 로보트에 지정된 포트의 플래그가 세트되어 있는가를 감지하여 통신을 수행함으로써 실시간 통신이 이루어지도록 한다. 메모리(130)는 해당 포트에 따라 각각의 로보트에 대한 독립적인 통신영역을 구성함으로써 데이타의 유실이나 데이타의 충돌 등을 방지하여 각 로보트마다 실시간 통신지원을 가능하도록 한다.
이러한 로보트들간의 통신지원은 제5도에 도시된 것처럼 각 통신포트들에 대하여 일정 시간간격으로 주어지는 매 샘플링 타임동안 해당 특정 로보트의 상태를 제어하면서 통신을 지원하며 이때 해당 로보트가 대응하는 전용포트에 통신요구가 들어왔는지를 통신여부 플래그를 이용하여 체크하며 실시간 통신지원을 한다.
상기와 같은 방식으로 다른 로보트들도 라운드 로빈방식으로 돌아가면서 통신지원을 함으로써 각 로보트에 대한 통신을 독립적으로 다중직렬통신이 이루어지도록 한다.
따라서 본 발명에 따른 다중로보트 통신제어에 의한 다중직렬통신방식은 다중로보트를 제어하는 시스템의 실시간 통신을 보장하며 외부의 정보교환을 즉각적이며 독립적으로 처리할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 특히 다품종 소량 생산체제를 위한 자동화 라인과 CIM(Computer Integrated Manufacturing) 체제에서 절실히 요구되는 통신시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 다수의 외부 기기와 로보트들간의 통신을 제어하는 통신제어 시스템에 있어서, 상기 다수의 외부 기기가 접속되는 포트별로 할당된 영역의 사용여부 및 사용중인 로보트의 번호를 표시하는 지정플래그와 제어데이타를 포함하는 데이타공간 및 인터럽트 요청에 대한 인식신호를 기록하는 영역으로 구분된 메모리부; 상기다수의 외부 기기로 부터 상기로보트들에 대한 통신요구에 대하여 상기메모리부의 지정플래그 정보를 이용하여 통신가능 여부를 판단하여 인터럽트 명령을 발생시키는 통신제어부; 상기 통신제어부에서 발생되는 인터럽트 명령에 의하여 매 샘플링타임마다 상기 메모리부에서 포트별로 제어데이타를 읽어내어 작업전환을 수행하며 접속된 다수의 로보트들을 제어하기 위한 주 제어부; 및 상기 주제어부에서 전달되는 제어데이타에 따라 상기 다수의 로보트들의 위치 및 동작상태를 제어하는 위치제어부를 포함하는 다중로보트 통신제어시스템.
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