KR100218379B1 - 로보트팔 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로보트팔 제어방법에 관한 것으로, 종래의 로보트팔의 경우 지정된 교시점들의 각 구간의 속도를 합성하여 합성곡선에 따라 중간 경유점에서의 정지동작없이 그대로 최종이동점으로 이동하는 유연동작을 실행함으로써 이동속도는 증가하나 이동거리가 동일하므로 이동시간의 감축효과가 제한적인 문제점을 해결하기 위하여 지정된 교시점외에 이동중 지정된 유연동작 시작점인 S점을 통과하는 순간 설정된 감속도로 감속시켰을 때 로보트팔이 정지하게 될 가상의 점을 새로운 경유점으로 지정하여 상기 새로운 경유점과 유연동작시작점간의 속도곡선과, 새로운 경유점과 다음 교시점간의 속도곡선을 합성하여 그에 따라 로보트팔을 이동시킴으로써 이동속도 뿐만 아니라 이동거리도 감소시킴으로써 로보트팔을 보다 빠르게 이동시킬 수 있는 효과가 있으며, 수직관절형 로보트팔 뿐만 아니라 수평, 직교 로봇 등 속도곡선을 사용하여 동작하는 모든 동작기기에 적용할 수 있다.

Description

로보트팔 제어방법

제1도는 종래의 기술에 의한 로보트팔의 궤적을 도시한 상태도.

제2도는 제1도의 로보트팔의 제어 방법을 도시한 순서도.

제3도는 제1도의 로보트팔의 제어신호 파형도.

제4도는 본 발명에 의한 로보트팔의 궤적을 도시한 상태도.

제5도는 제4도의 로보트팔의 제어방법을 도시한 순서

제6도는 제4도의 로보트팔의 제어신호 파형도.

본 발명은 로보트(robot) 팔의 제어방법에 관한 것으로, 특히 새로운 경유점을 설정하여 동작을 좀 더 부드럽고 정확하게 하기 위한 로보트팔의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 로보트의 동작은 교시된 점간의 이동으로 이루어지는데, 간단하게는 점과 점 사이에서 정지-가속-등속-감속-정지 등의 동작을 연속하는 것이라 할 수 있다.

따라서 이러한 동작으로 여러점들을 연속적으로 이동하기 위해서는 정지-가속-등속-감속-정지동작이 계속하여 반복수행됨으로써 시간이 많이 소요되어, 정지 후 작업이 필요하지 않은 점에서는 정지동작없이 바로 다음 위치점으로 이동하는 유연(smoothing)동작이 필수적인데, 종래의 로보트팔은 제1도에 도시한 바와 같이 수직관절형 로보트팔의 경우 이동경로상에 있는 A,B,C의 교시점을 이동하기 위해 제2도의 순서에 따라 그 동작을 제어하게 되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이동경로상의 A,B,C 점이 교시되면 A점과 B점간의 이동속도(AB간 속도)와 B점과 C점간의 이동속도(BC간 속도), 가감속도 및 경유를 시작하는 점인 S점을 설정한다.

그리고 상기 설정된 AB간 속도에 따라 월드(world)좌표의 속도그래프인 제3도 (a)도의 전단부에 도시한 바와 같은 AB간 속도곡선을 만들고, 이를 기준으로 로보트팔을 이동시킨 후 S점에 도착했는가를 확인하여 S점에 도착하였으면 다시 제3도의 (a)의 후단부에 도시한 바와 같은 BC간 속도곡선을 만들며, 이 BC간 속도곡선을 제3도의 (b)에 도시한 바와 같이 먼저 만들어진 상기 AB간 속도곡선과 합성시켜 이 합성된 곡선을 기준으로 로보트팔을 이동시키며, C점에 도착했는지를 확인하여 C점에 도착하게 되면 동작을 정지한다.

이에따라 상기 방법에 의하면, 제3도의 (b)에 도시한 바와 같이 각구간의 속도를 합성함으로써 재성성된 합성곡선에 따라 경유점 B에서의 정지동작없이 그대로 C점으로 이동하는 유연동작을 함으로써 제3도의 (a)와 같이 각 구간마다 만들어진 속도곡선에 따라 이동하여 로보트팔이 경유점 B에서 일단 정지한 후 C점으로 이동함으로써 이동속도가 느려지게 되는 것을 감소시킬 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 제3도의 이동거리를 나타내는 속도곡선의 사다리꼴 면적에서 볼 수 있듯이 제3도의(a)와 (b)의 사다리꼴 면적이 동일하여 정지점없이 이동하더라도 속도만 증가하였을뿐 이동거리가 동일하므로 이동시간의 감축효과가 제한적인 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 새로운 경유점을 설정하여 이동거리를 단축시킴으로써 이동시간을 크게 감축시킬 수 있는 로보트팔의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로보트팔의 제어방법은 이동경로를 나타내는 다수의 교시점(A,B,C)을 지정하는 과정과, 상기 각 교시점간의 이동속도와, 가감속도 및 경유시작점(S)을 설정하는 과정과, 최초 두 개의 교시점간의 이동속도에 따라 로보트팔을 경유시작점(S)으로 이동시키는 과정과, 경유시작점(S)으로의 이동 후 상기 교시점 중 다른 교시점(A,C)들 사이에 위치하는 교시점(B)을 앞선 교시점(A) 쪽으로 이동시킨 새로운 경유점(B')을 지정하고 경유시작점(S)과의 속도곡선을 만드는 과정과, 상기 새로운 경유점(B')과 다음 교시점 (C)간의 속도곡선을 만드는 과정과, 새로운 경유점(B')과 경유시작점(S)간의 속도곡선과 새로운 경유점(B')과 다음 교시점(C)간의 속도곡선을 합성시키는 과정과, 상기 합성된 곡선을 기준으로 로보트팔을 이동시키는 과정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명의 로보트팔은 제4도에 도시한 바와 같이 종래와 동일한 A,B,C의 교시점외에 B점을 A점쪽으로 이동시킨 B'점을 새로지정하여 이동을 실시한다.

이때 상기 B'점은 상기 이동중 지정된 유연동작 시작점인 S점을 통과하는 순간 설정된 감속도로 감속시켰을 때 로보트팔이 정지하게될 가상의 점으로서, 월드좌표의 속도그래프인 제6도의 (b)에 도시한 바와 같이 S점에서의 동작속도를 V₁이라하면 상기 S점 + (V₁ ²) / (2 x 설정감속도)의 식으로 계산할 수 있으며, 이와 같이 새로운 경유점(B')을 이용한 로보트팔의 이동은 제5도의 순서에 따라 그 동작을 제어하게 되는데, 이를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이동경로상의 A,B,C 점이 교시되면 AB간 속도와 BC간 속도, 가감속도 및 경유를 시작하는 점인 S점을 설정하고, 상기 설정된 AB간 속도에 따라 제6도의 (a)의 전단부에 도시한 바와 같은 AB간 속도곡선을 만들고, 이를 기준으로 로보트팔을 이동시킨 후 S점에 도착했는가를 확인하여 S점에 도착하였으면 다시 제6도의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 식(S점 + (V₁ ²) / ( 2 x 설정감속도))에 따라 로보트팔이 정지하게 되는 B'점을 계산하여 SB'간 속도곡선을 만든다.

그리고 상기 B'점에 따른 B'C간 속도곡선을 만들어, 이 B'C간 속도곡선을 제6도의 (c)에 도시한 바와 같이 먼저 만들어진 상기 SB'간 속도곡선과 합성시켜 이 합성된 곡선을 기준으로 로보트팔을 계속해서 이동시키며, C점에 도착했는지를 확인하여 C점에 도착하게 되면 동작을 정지한다.

이에따라 상기 방법에 의하면, 제6도의 (c)와 제3도의 (b)를 비교함으로써 볼 수 있듯이, 종래의 각 구간의 속도를 합성함으로써 재성성된 합성곡선에 따라 이동할때보다 이동거리(사다리꼴면적)가 감축됨을 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면 유연동작시 새로운 경유점을 설정하는 간단한 방법으로 수직관절형 로보트팔뿐만 아니라 수평, 직교 로보트 등 속도곡선을 사용하여 동작하는 모든 동작기기의 이동시간을 감축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 이동경로를 나타내는 다수의 교시점(A,B,C)을 지정하는 과정과, 상기 각 교시점간의 이동속도와, 가감속도 및 경유시작점을(S)을 설정하는 과정과, 최초 두 개의 교시점간의 이동속도에 따라 로보트팔을 경유시작점(S)으로 이동시키는 과정과, 상기 경유시작점(S)으로의 이동 후 상기 교시점 중 다른 교시점(A,C)들 사이에 위치하는 교시점(B)을 앞선 교시점(B)을 앞선 교시점(A)쪽으로 이동시킨 새로운 경유점(B')을 지정하고 상기 경유시작점(S)과의 속도곡선을 만드는 과정과, 상기 새로운 경유점(B')과 다음 교시점(C)간의 속도곡선을 만드는 과정과, 상기 새로운 경유점(B')과 경유시작점(S)간의 속도곡선과 상기 새로운 경유점(B')과 다음 교시점(C)간의 속도곡선을 합성시키는 과정과, 상기 합성된 곡선을 기준으로 로보트팔을 계속 이동시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 로보트팔 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 새로운 경유점(B')은 상기 로보트팔의 이동중 지정된 유연동작 시작점(S)을 통과하는 순간 설정된 감속도로 감속시켰을 때 상기 로보트팔이 정지하게 되는 점으로 설정됨을 특징으로 하는 로보트팔의 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 새로운 경유점(B')은 유연동작 시작점(S) + (유연동작 시작점(S)에서의 동작속도(V₁))²/ (2 x 유연동작시작점에서의 설정감속도)로 결정됨을 특징으로 하는 로보트팔의 제어방법.