KR0176249B1 - 관절 로봇의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

6개축을 초과하여 12개까지의 축을 갖는 관절 로봇의 제어 방법은 6개축 또는 그 이하로 각기 구성된 두 군으로 축을, 여분축(11)으로써 제공된 기준점에 인접하는 분할점(P)의 한측상에 위치된 축과, 기본축(12)으로써 제공된 로봇 손목(Q)에 인접하는 분할점의 다른 측상에 위치된 축으로 분할하는 단계와, 보간 방식에 의해 제 1제어점으로써 분할점(P)을 제어하고, 새로은 기준점으로써 간주된 제어되어진 제1 제어점을 보간 방식에 의해 제2 제어점으로써 로봇(Q)을 제어하는 단계를 포함하고, 관절 로롯의 모든 축은 보간 방식에 의해 제어된다.

Description

[발명의 명칭]

관절 로봇의 제어 방법

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 여분을 갖는 관절 로봇의 제어 방법에 관한 것이다.

[배경기술]

최근에, 산업 로봇은 보다 복잡한 일을 모방하기 위해 더욱 가요성 있게 움직이도록 요구되고, 또한 증가된 수의 제어축이 동시에 제어되도록 요구되어졌다. 일반적으로, 필요충분 조건으로 로봇이 소망의 손목위치와 소망의 손목상태에 이르려면 6개의 축(좌표)을 가져야 한다. 그러나, 최근의 적용에 있어서는 여분, 즉 6개의 축 이상을 갖는 산업로봇이 요구되었다.

로봇 손목에 대한 보간 동작을 위하여, 소정 통로상의 로봇 손목의 위치와 상태는 여분을 각 관절의 회전각에 의해 제어되어진다. 그러나, 6축 이상의 여분을 갖는 로봇은 엄청난 계산량이 요구되므로, 로봇 동작시에 기초가 되는 실제 시간상의 데이터 처리가 어렵게 되고, 그러한 로봇은 실제사용이 곤란하게 된다.

상기 문제점을 대한 한 해결책으로써, 지금까지는 네축의 회전각을 결정하기 위한 제어 방법이 제안되어졌으며, 일본국 특허 공개 제64-42704호(또는 제42704/89호)에 개시되어진 바와 같이, 제2축의 회전각의 코사인과 제6축의 회전각의 코사인과의 차나 합이 제7축 로봇에서 극치를 갖게 된다. 일본국 특허 공개 제64-16389호(또는 제16389/89호)는 고정된 여분축을 갖는 가상의 제6축의 복원을 통해 로봇 손목의 위치 및 상태를 제어하는 방법을 개시하였다.

그러나, 종래의 제어 방법은 제7축 로봇이나 또는 가상의 제6축 로봇으로써 제어된 로봇에 국한되었다. 여분축이 일시적으로 멈쳐져 모든 축은 동시에 제어되지 않으며, 로봇은 가요성 있는 운동을 제어하지 못하게 된다.

[본 발명의 개시]

본 발명의 목적은 로봇의 모든 축이 동시에 제어되는 관절 로봇의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 6 개축을 초과하여 12 개 축에 달하는 축을 가진 관절 로봇의 제어 방법은, 축을 6 개축 또는 그 이하로 각기 구성된 두개의 군으로 분할하는 단계로서, 여분축으로써 제공된 기준점에 근접하는 분할점의 한측상에 위치된 축과, 기본축으로써 로봇 손목에 근접한 분할점의 다른 측상에 위치된 축으로 분할하는 단계와, 보간 방식에 의해 제1제어점으로써 분할점을 제어하고, 제어된 제1제어점을 새로운 기준점으로 하여 보간 방식에 의해 제2제어점으로써 로봇 손목을 제어하는 단계를 포함한다.

기준점에서 제1제어점까지의 범위에 있는 축은 6개축 또는 그 이하를 포함하고, 제1제어점에서 제2제어점까지의 범위에 있는 축은 또한 6개축이나 또는 그 이하의 축을 포함한다. 제1제어점은 보간 방식에 의해 제어되고, 제2 제어점은 보간 방식에 의해 제어된 제1 제어점을 기준으로 보간 방식에 의해 제어되고, 각 보간은 종래의 제어방식에 따라 제어된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 과절 로봇 제어방식을 수행하기 위한 장치의 블록 다이어그램.

제2도는 제1 및 제2 제어점을 도시한 다이어그램.

제3도는 제2도를 상세히 도시한 다이어그램.

제4도는 본 발명에 따른 제어방법을 도시한 다이어그램.

[본 발명을 이행하기 위한 최상의 형태]

본 발명에 따르면, 제2도와 제3도에 도시된 바와 같이, 총 12개축이 6개축으로 각기 구성된 두 군으로 분할되는데, 여분축 (11)용의 제1 제어점으로써 제어점(P)과 기본축(12)용의 제2 제어점(로봇 손목)으로써 제어점(Q)이 각 군에서 P₁, Q₁과 P₂, Q₂로 나타내어진다. 로봇 손목에서 제어점 Q는 선형 보간동작으로 제어된다. 다음은, 제1도를 참조하여 본 발명에 따른 방법을 설명한다.

제2 제어점(Q₁, Q₂)를 나타내는 로봇의 각 축에 대한 펄스 데이터는 메모리(1)로 부터 받아들여 전방(forward) 컨버터(2)에 의해 전방으로 컨버터되고, 그리하여 제어점(P₁, Q₁, P₂, Q₂)용 데이터의 위치 및 상태를 계산한다. 상기 계산은 공지된바이므로 기술되지 않을 것이고, 각 축의 회전각과 로봇의 축 배치가 주어지면 실행된다. 공지된 기술은 MIT 프레스, 리챠드 피. 폴이 저자인 로봇 조종자 수학, 프로그래밍 및 제어 하에 상세히 기술되어 있다 (번역서 : 로봇 조종자, 코로나사 출판).

로봇 손목에서 제어점(Q)에 대하여, Q₁에서 Q₂까지의 선형보간을 위한 계산이 보간 계산 유닛(4)에 의해 실행되어진다. 이때, 젯수(n)에 대하여 i번째 제어점(Qi)의 위치 및 상태를 표시한 매트릭스가 제4도에 도시된 바와 같이 Ti(i=1, …, n)에 의해 나타내어진다. 더욱기, P1에서 P2까지의 보간동작이 이루어지도록 여분축용의 제어점(P)을 위한 계산이 보간 계산 유닛(3)에 의해 실행된다. 상기 보간 동작은 선형 보간 동작으로 한정되는 것은 아니며, 사용되는 로봇의 적용에 따라 결합동작, 선형 보간 동작, 또는 원형 보간 동작으로 할 수도 있다. 젯수(n)에 대하여 i번째 제어점(Pi)의 위치와 상태를 나타낸 매트릭스는 Si(i=1, …, n)에 의해 나타내어진다. 매트릭스(Si)가 역 컨버터(5)에 입력될때, 역컨버터는 여분축의 회전각(θ₁~θ₆)을 계산한다. 상기 계산은 일본국 특허 공개 제62-193786호(또는 제193786 / 87호)에 개시된 방법에 따라 수행된다.

기본축의 회전각(θ₇~θ₁₂)은, 다음 매트릭스 계산에 의해 얻어진 Ui를 역 컨버터(6)에 입력함으로써 계산된다.

상기 계산은 또한 상기 공개 공보에 개시된 방식에 따라 수행되어진다.

계산된 회전각(θ₁~θ₁₂)은 관절 로봇의 모든 축을 제어하는 각 축에 대해 서보 증폭기에 적용되는 위치 지령 유닛(7)의 출력신호에 공급된다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 의해, 관절 로봇의 축이 6개축 또는 그 이하의 축으로 구성된 군으로 분할되고, 제1 및 제2 제어점은 제1 제어점을 기준으로 제어된 제2 제어점으로 설정된다. 그러므로, 제어방식은 제7축 로봇에 한정되지 않거나 또는 여분축의 일시적 정지로 가상의 제6축 로봇으로써 로봇이 제어되지는 않는다.

따라서, 상기 제어방식은 동시에 12개의 축을 제어하는 경우에 가요성 있는 로봇 이동에 대한 여러가지 보간동작으로 로봇을 제어하는 것이 가능하게 된다.

Claims (1)

1. 6개축을 초과하여 12개까지의 축을 갖는 관절 로봇 제어 방법에 있어서, 축을 6개축 또는 그 이하로 각기 구성된 두개의 군으로 분할하는 단계로서, 여러축으로써 제공된 기준점에 근접하는 분할점의 한 측상에 위치된 축과, 기본축으로써 제공된 로봇 손목에 근접하는 분할점의 다른 측상에 위치된 축으로 분할하는 단계와, 보간 방식에 의해 제1 제어점으로써 분할점을 제어하고, 제어된 제1 제어점을 새로운 기준점으로 하여 보간 방식에 의해 제2 제어점으로써 로봇 손목을 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 관절 로봇의 제어 방법.