KR100219841B1 - 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법 및 그 장치 - Google Patents

가공용 로봇 경로 자동 생성 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로봇 가공시 가장 기본적이고 빈번하게 등장하는 형상인 평면, 원통형, 구형 가공물을, 그 가공물의 형상특징을 파악할 수 있는 최소한의 점만을 교시하고 그 값들을 이용하여 가공물의 형상을 모델링하고, 이를 이용하여 가공에 가장 적합한 로봇 이동 경로점들을 생성하는 방법과, 개발된 알고리즘을 원-칩 프로세서 보드에 내장하고 작업자가 손쉽게 이 알고리즘을 이용할 수 있도록, 로봇 경로 생성 기능을 아이콘화하여 작업 대상의 형태만 결정하여 그 형태에 해당하는 아이콘을 선택하고 그 가공물의 가공에 필요한 경로를 생성하기 위한 최소한의 점들을 교시하기만 하면 로봇의 경로가 자동으로 생성되어 로봇에 RS232C Serial 통신을 이용하여 전달되는 기능을 갖춘 로봇 교시반을 포함하여 구성되어 부가적인 장치나 설비없이, 오차를 유발시키고 많은 시간을 요하는 가공을 위한 로봇 경로 생성을 더욱 손쉽고 빨리 처리할 수 있게 함으로써 로봇을 이용한 가공 자동화 공정의 효율을 한층 높일 수 있게 되는 것이다.

Description

가공용 로봇 경로 자동 생성 방법 및 그 장치
본 발명은 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법에 관한 것으로, 특히 최소한의 교시로 가공용 로봇의 경로를 자동으로 생성시킬 수 있도록 한 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업용 로봇은 산업현장의 생산자동화 부분에서 가장 큰 몫을 담당하고 있다.
대부분의 경우 로봇의 이동 경로는 미리 작업자가 수작업으로 교시하여 로봇에 입력하는 방식을 채택하고 있다. 그러나 실제 가공물을 대상으로하여 정확한 위치로 로봇을 이동시켜 교시하는 것은 대단히 번거롭고 어려운 일이다. 더구나 가공물의 전체면을 가공하기 위해서는 가공 패턴의 크기와 형상을 고려하여 로봇의 경로점들을 측정하여 교시하여야 하는데 이는 측정중에 오차를 유발시킬 염려가 있으며, 이로 인해 균일한 가공면을 얻지 못할 수가 있다. 또 측정을 제대로 하였다 하여도 그 측정점에 정확히 로봇을 이동시켜 교시하는 것 역시 상당히 어렵다고 할 수 있다. 더구나 가공용 로봇의 경우 작업패턴의 기본적인 크기가 제한이 되어 있으므로 로봇이 한 번 움직일 때 가공할 수 있는 범위는 제한되어 있다. 그러므로 가공물의 크기가 커지게 되면 전체 가공물의 모든 범위를 가공하기 위해서는 로봇이 움직여야 할 포인트의 수가 상당히 증가하게 된다. 이럴 경우 많은 수의 로봇 이동 경로점을 일일이 교시하는 것은 엄청난 시간도 요하게 된다. 따라서 효과적이고 정확한 로봇의 경로 생성을 위해서는 최소한의 교시점으로 가공물의 형상을 인식하고 가공패턴의 크기와 형상을 고려하여 로봇의 경로를 자동적으로 생성해주는 모듈의 개발이 필요하다.
가공물의 형상인식과 이를 통한 로봇의 경로를 생성해주는 방법중 현장에서 주로 사용하는 방법은 대부분 다음과 같은 방법들이다.
그 하나의 방법으로는 가공물의 설계 사양을 담고 있는 CAD 데이터를 읽어들여 가공물의 형상을 인식하는 방법이 있고, 또 다른 방법으로는 로봇에 센서를 부착하여 가공물의 형상을 인식하는 방법이 있다. 그리고 수동으로 경로를 생성하는 경우는 로봇에 연결된 로봇 교시반(teaching box)으로 로봇을 원하는 위치로 이동시켜 로봇에 교시하는 방법을 사용하고 있다.
그러나 상기 종래의 로봇 경로 자동 생성 기술은 상술한 바와 같이 대부분 CAD 데이터나 센서를 사용하고 있으므로 기본적인 로봇 시스템에 부가적인 장치나 계측기 등이 첨가되어야 하므로 경제적으로 가격 경쟁이 되지 못하고 있으며, 시스템의 전체 구성 또한 매우 복잡해진다. 또 수동으로 교시하여 형상을 인식하는 경우는 모든 경로점들을 교시하는데 많은 시간이 걸리며 정확도 또한 떨어져 작업의 효율이 낮게 된다.
본 발명의 목적은 로봇을 이용한 가공 공정시 가공 특성에 맞는 로봇의 경로를 가공물의 특징을 파악할 수 있는 최소한의 교시를 통하여 용이하게 생성할 수 있으며, 이를 작업자가 손쉽게 사용할 수 있도록 한 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법 및 그 장치를 제공하려는 것이다.
도 1a 및 도 1b는 평면형 가공물의 모델링을 위한 좌표계 구성도.
도 2는 측정된 점의 오차 보정 과정을 설명하기 위한 도면.
도 3은 원통형 가공물에 대한 로봇 경로 자동 생성을 위한 원통형 모델링 도면.
도 4는 로봇 경로 생성을 위한 원통형 가공물 모델의 단면도.
도 5는 원호보간법을 설명하기 위한 도면.
도 6는 6점 교시에 의한 로봇 경로 자동 생성을 위한 구(球) 모델링 도면.
도 7는 전체 구 모델중 선택된 가공부에 자동 생성된 로봇 경로점을 보인 도면.
도 8은 로봇 경로 자동 생성 방법을 구현하기 위한 장치의 구성을 보인 계통도.
도 9은 작업 순서도.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 평면형 가공물의 형상을 파악할 수 있는 최소 개수인 3점 또는 4점을 교시하는 단계와; 교시값의 측정 오차를 보정하는 단계와; 이들 보정된 교시값을 이용하여 기하학적인 해석을 통하여 평면형 가공물의 전체적인 모델을 얻어내는 단계 및; 이를 이용하여 전체 모델중 가공부위에 해당하는 로봇 경로를 자동으로 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법과, 원통형 가공물의 형상을 파악할 수 있는 최소 개수인 6점을 교시하는 단계와; 이 교시값을 이용하여 기하학적인 해석을 통하여 원통형 가공물의 전체적인 모델을 얻어내는 단계와; 이 모델을 이용하여 전체 모델중 가공부위에 해당하는 로봇 경로를 자동으로 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법과, 구형 가공물의 형상을 파악하기 위한 최소 필요 개수인 4점과 측정 오차 보정을 위해 2점을 추가하여 6점을 교시하는 단계와; 이 교시값을 이용하여 해석적 방법을 통해 구 모델을 얻어내는 단계 및; 전체 모델중 교시점에 의해 지시된 가공부에 대한 로봇 경로를 자동 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법 및, 로봇의 교시 기능, 좌표계 설정 기능과, 로봇 경로 자동 생성 알고리즘을 내장한 원-칩 프로세서 보드를 탑재하여 이 알고리즘을 작업자가 용이하게 사용할 수 있도록 아이콘화하여 작업 대상의 형태만 선택하면 자동으로 로봇의 경로를 생성하여 로봇에 RS232C Serial 통신을 이용하여 전달하는 기능을 갖춘 로봇 교시반을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 장치가 제공된다.
이하, 본 발명에 의한 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법을 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시례를 도시하는 것이다.
본 실시례는 가공물이 평면인 경우를 보인 것으로, 도 1a 및 도 1b와 같이 모델링한다.
우선 로봇이 가공할 평면을 삼각 평면과 사각 평면으로 나누어 각각의 평면을 모델링하기 위하여 3점과 4점의 삼차원 좌표값을 필요로 한다.
삼각 평면의 경우 3점의 좌표값이 있으며 수학적으로 완전한 평면을 이루는 수식을 만들 수 있으므로 측정된 3점의 오차를 보정하는 과정을 거치지 않고 다음의 과정을 위하여 두점을 잇는 직선위에 한점을 만들어 측정된 3점의 영역을 벗어나지 않는 한 평면 위에 4점을 생성해 낸다.
사각 평면의 경우 측정된 4점의 좌표값이 수식적으로 정확한 한 평면위에 있도록 하기 위하여 오차를 보정한다.
보정방법은 대각선 방향의 두점을 잇는 두 벡터를 구하여 서로의 벡터가 꼬인 양을 계산하여 보정한다.
여기서 보정방법은 측정된 점이 도 2와 같이
Figure kpo00001
,
Figure kpo00002
,
Figure kpo00003
,
Figure kpo00004
일 때, 대각선을 잇는 두 직선의 방정식을 구한 후, 두 직선의 최소 거리 벡터
Figure kpo00005
를 구한다.
최소 거리 벡터
Figure kpo00006
는 두 직선의 수선이 최소가 되는 두 점
Figure kpo00007
를 구한 후, 이 두 점의 벡터로 계산한다.
Figure kpo00008
과
Figure kpo00009
를 잇는 직선의 방정식은 수학식 1과 같고,
Figure kpo00010
와
Figure kpo00011
를 잇는 직선의 방정식은 수학식 2와 같다.
[수학식 1]
Figure kpo00012
[수학식 2]
Figure kpo00013
이때 계산을 통하여 변수s와t를 구하면 수학식 3과 수학식 4가 된다.
[수학식 3]
Figure kpo00014
[수학식 4]
Figure kpo00015
이때,
Figure kpo00016
이다.
따라서
Figure kpo00017
는 수학식 5와 같이 되고,
Figure kpo00018
는 수학식 6과 같이 된다.
[수학식 5]
Figure kpo00019
[수학식 6]
Figure kpo00020
따라서
Figure kpo00021
는
Figure kpo00022
가 된다. 그러므로 측정된 점의 오차를 보저안 평면의 점
Figure kpo00023
는 수학식 7과 같이 된다.
[수학식 7]
Figure kpo00024
삼각평면이나 사각평면에서 이렇게 하여 얻은 4점은 수식적으로 완전한 한 평면에 있고, 측정할 때 생기는 측정오차는 보정된다(도 1a, 도 1b).
이 4점으로 로봇의 6축 끝단에 달린 공구(tool)의 가공 패턴 크기에 따라 로봇 경로를 생성한다.
우선, 한 평면위에 4점이 위치할 경우의 수는 도 1a 및 도 1b와 같이 8가지의 경우인데 P1와 P2의 거리와 P3와 P4의 거리를 비교하여 도 1b와 같은 경우는 도 1a와 같이 점의 순서를 바꾸어 4가지의 경우의 수로 줄인다.
즉, 도 1a와 같이
Figure kpo00025
와
Figure kpo00026
의 연장선이 오른쪽에서 만날 때,
1)
Figure kpo00027
와
Figure kpo00028
가 둔각이고
Figure kpo00029
와
Figure kpo00030
가 예각일 경우,
2)
Figure kpo00031
와
Figure kpo00032
가 둔각이고
Figure kpo00033
와
Figure kpo00034
가 둔각일 경우,
3)
Figure kpo00035
와
Figure kpo00036
가 예각이고
Figure kpo00037
와
Figure kpo00038
가 예각일 경우,
4)
Figure kpo00039
와
Figure kpo00040
가 예각이고
Figure kpo00041
와
Figure kpo00042
가 둔각일 경우의 4가지 경우와,
도 1b와 같이
Figure kpo00043
와
Figure kpo00044
의 연장선이 왼쪽에서 만날 때,
5)
Figure kpo00045
와
Figure kpo00046
가 둔각이고
Figure kpo00047
와
Figure kpo00048
가 예각일 경우,
6)
Figure kpo00049
와
Figure kpo00050
가 둔각이고
Figure kpo00051
와
Figure kpo00052
가 둔각일 경우,
7)
Figure kpo00053
와
Figure kpo00054
가 예각이고
Figure kpo00055
와
Figure kpo00056
가 예각일 경우,
8)
Figure kpo00057
와
Figure kpo00058
가 예각이고
Figure kpo00059
와
Figure kpo00060
가 둔각일 경우의 4가지 경우의 8가지의 경우가 있다.
다음은 로봇의 경로를 생성하기 위한 기준 좌표계로 P1과 P2를 잇는 벡터(
Figure kpo00061
)와 P1을 지나고 P3과 P4의 연장선 위에 있는 벡터(
Figure kpo00062
)를 잡는다. 이를 기준 좌표계로 하여 가공 패턴의 크기를 기준으로 벡터(
Figure kpo00063
)와 평행하게 가공 평면을 분할한다. 여기서 벡터
Figure kpo00064
는 P1과 P2가 이루는 직선과 수직인 선분이 P1을 지나 P3와 P4가 이루는 직선의 연장선과 만나는 점 P5에 대한 벡터이다.
이렇게 분할된 가공 평면의 좌표값은 모두 4점(P1,P2,P3,P4)을 잇는 직선의 테두리 위에 있으므로 이를 일정한 가공 패턴을 가지는 로봇의 경로를 만들어 주기 위하여 좌표값을 가공 패턴 중심으로 변환시켜 준다.
도 3 및 도 4본 발명의 다른 실시례를 도시하는 것이다.
본 실시례는 가공물이 원통형인 경우를 보인 것으로, 도 3 및 도 4과 같이 모델링한다.
우선, 원통 양단의 단면을 구성하는 원의 형태를 얻기 위해서는 원호상에 위치한 최소한 3점의 좌표를 얻어야 한다. 또한 원통의 길이 및 가공물의 기울기를 파악하기 위해서는 또 다른 끝면의 단면인 원의 형태를 파악해야 하고 이를 위해서 역시 그 원호상에 있는 또 다른 3점의 좌표값이 필요하다.
그러므로 원통형 가공물의 로봇 경로생성을 위해서는 P1,P2,P3,P4,P5,P6의 6점을 교시한다.
그리고 측정점의 오차를 보정하기 위해 가공 부위의 바닥 평면을 이루는 4점이 동일 평면상에 존재하도록 P1,P4를 잇는 직선과 P2,P5를 잇는 직선의 거리가 최단거리가 되도록 하기 위하여 상술한 바와 같은 사각평면에서 사용한 오차보정법을 이용하여 새로운 6점(P1,P2,P3,P4,P5,P6)을 얻는다.
또 원통의 한쪽끝 단면을 이루는 원의 중심점을 얻기 위해 우선 오차 보정을 통해 얻어진 새로운 P5, P6을 연결한 직선을 방향 코사인으로 갖고 P5, P6 의 중심을 지나는 평면(수학식 8)과, 역시 오차 보정을 통해 얻어진 P6, P1를 연결한 직선을 방향 코사인으로 갖고 그 중점을 지나는 평면(수학식 9)이 이루는 교선을 얻는다.
[수학식 8]
Figure kpo00065
[수학식 9]
Figure kpo00066
여기서 수학식 8과 9가 만나서 이루는 교선과 바닥 평면의 중점들을 연결한 직선을 방향코사인 dir_cos으로 하고, P5 와 P1을 지나는 평면과 만나는 점이 원의 중심점이 된다. 또 다른 한쪽끝의 원의 중심은 P3을 지나고 dir_cos을 방향코사인으로 갖는 평면과 dir_cos을 방향코사인으로 하고 다른 한쪽원의 중심점을 지나는 직선이 만나는 점으로 구한다.
이상과 같이 원통형 가공물의 모델링을 한 후 로봇의 경로 생성을 위한, 가공 패턴의 크기, 겹쳐지는 양, 원통의 전체 길이를 고려한 원통의 길이 방향쪽에 생성되어야 할 로봇의 이동점의 개수 n 은 다음 수학식 10으로부터 얻을 수 있다.
[수학식 10]
Figure kpo00067
여기서,L: 원통 전체의 길이를
pattern_size: 가공패턴의 크기
overlap_ratio: 가공 부위의 겹쳐지는 양
그리고 원주방향의 로봇경로는, 가공 패턴 하나가 차지하는 각도를 α, 원통의 반지름을radius라고 할 때
[수학식 11]
Figure kpo00068
가 된다.
한편, 전체 원호중에서 가공을 요하는 부분은 도 3에 나타난 것처럼 전체 원통 표면적의 일부분이므로 전체 원호중에서 가공의 시작부분과 끝부분은, 원통위에 설정된 지역좌표계(local coordinate)가 도 3 및 도 4와 같이 설정되어 있으므로, β1,β2 로 나타낼 수 있다.
여기서,
[수학식 12]
Figure kpo00069
[수학식 13]
Figure kpo00070
한편 지금까지의 계산은 모두 원통위에 설정된 지역 좌표계를 기준으로 한 값들이므로 실제적인 가공물상의 로봇 경로의 좌표값을 계산하려면 절대좌표계와의 상대변위와 회전량 등의 정보를 포함하고 있는 변환 매트릭스(transformation matrix)를 사용하여 좌표값을 계산한다.
일반적으로 로봇은 3점의 좌표값을 알면 3점으로 이루어진 원호상의 좌표값을 원호보간법을 통하여 생성할 수 있으므로 가공부위의 시작점, 끝점과 두점의 중간점의 3점의 좌표만 계산하면 원통형 가공물에 대한 로봇의 경로를 모두 생성할 수 있다.
여기서 원호 보간법이란 도 5와 같이 3점이 주어질 때 이 세점이 원호상의 3점이라고 가정하고 로봇의 경로를 생성하는 방법을 말한다. 임의의 점 P1,P2,P3가 있을 때 이 세점을 지나는 원호의 반지름을 아래의 수학식 14에서 얻을 수 있다.
[수학식 14]
Figure kpo00071
먼저, 위의 수학식 14에 3점을 대입시켜 연립하면 a,b,c를 얻을 수 있다.
이 때 반지름 r은 수학식 15으로 구해진다.
[수학식 15]
Figure kpo00072
이 때 구한 반지름 r을 이용하면 각 점들 사이의 임의의 각
Figure kpo00073
에 있는 임의점 x,y는 수학식 16으로 구해진다.
Figure kpo00074
도 6 및 도 7본 발명의 또 다른 실시례를 도시하는 것이다.
본 실시례에서는 가공물이 구면인 경우를 보인 것으로, 도 6 및 도 7와 같이 모델링한다.
구의 일반적인 수학적 일반식은 다음 수학식 17와 같다.
[수학식 17]
Figure kpo00075
위 수학식 17에서 볼 수 있듯이 구의 수학식을 풀기 위해서는 최소한 4점의 좌표값이 필요함을 알 수 있다.
그러나 교시중에 발생할 수 있는 오차를 줄이기 위해 6점을 교시하고 최소 자승법을 이용하여 구를 모델링을 한다.
이 과정을 수학적으로 전개하면 다음과 같다. 6개의 측정점을 P1(x1,y1,z1), P2(x2,y2,z2), P3(x3,y3,z3), P4(x4, y4,z4), P5(x5,y5,z5), P6(x6,y6,z6)라 하고 수학식 7 에 대입하면 다음과 같은 수학식 18을 얻을 수 있다.
[수학식 18]
Figure kpo00076
위의 식에서 얻어진 a, b, d, d를 이용하면 구의 중심점 C(x,y,z)와 반경의 길이 r을 구할 수 있다.
[수학식 19]
Figure kpo00077
[수학식 20]
Figure kpo00078
위 수학식 19,20으로부터 도 6와 같은 구의 모델을 얻을 수 있다.
한편 로봇의 경로는 구의 장점으로부터 나선형의 형태로 이동하도록 만들어 주면 균일한 가공면을 얻을 수 있다. 이를 위해서 먼저 전체 구 모델중 가공부분을, 가공 패턴에 해당하는 일정한 각도로 균일하게 몇 개의 조각으로 나누고 그 각각의 조각을 다시 4개의 조각으로 나눈 다음 각 조각마다 90°의 위상차를 갖는 4점을 생성한다. 그리고 앞서 원통형 경로 생성에서 설명한 로봇의 원호 보간기능을 사용하여 위상차를 갖고 높이가 다른 3점을 연결하면 하나의 원호가 생성되며 이러한 원호들을 연결하면 도 7에 나타난 것처럼 전체 구 모델중 가공부위에 해당하는 로봇의 경로가 생성이 된다.
한편 로봇의 자세는 최대의 가공력을 보장할 수 있도록 로봇의 각 경로점에 로봇의 최종축이 가공면에 대하여 수직을 유지할 수 있도록, 원통의 경우 양단을 이루는 원의 중심과 로봇 경로점을 잇는 벡터를, 구면의 경우 구의 중심점과 로봇 경로점을 잇는 벡터를 한 축으로 하는 새로운 좌표계를 도입하여 로봇의 자세를 법선 제어하였다.
이러한 경로 생성알고리즘을 원-칩 프로세서 보드에 내장하고, 로봇의 좌표계 선택 아이콘, 로봇 교시용 조이 스틱(joy-stick), 작업자와의 통신(communication)을 위한 LCD 액정이 있는 도 8과 같은 로봇 교시반을 구성한다. 그리고 이 교시반에 로봇 경로 생성 아이콘과 자동으로 경로가 생성되는 기본적인 가공물 형상 각각(평면, 원통형, 구형)에 대한 아이콘을 추가하였다. 이와 같이 하여 작업자가 로봇 경로 생성 아이콘(Auto-robot-path generation icon)을 선택한 후 가공물의 형상에 맞는 아이콘(Plane, cylinder, sphere icon)을 선택하면 LCD 액정에 필요한 교시 점의 개수가 표시가 된다. 이때 교시반에 있는 조이 스틱을 이용, 필요한 점들을 교시하면 얻어진 점들의 좌표값이 로봇 콘트롤러로부터 RS232C serial 통신을 통해 교시반의 원-칩 프로세서 보드로 전달이 되고, 이미 원-칩 프로세서 보드에 내장되어 있고, 작업자에 의해 선택된 형상의 가공물 경로 생성에 필요한 알고리즘이 이미 전달된 좌표값들을 이용하여 로봇의 경로를 생성한다. 그리고 작업자가 좌표 전송 아이콘(Point transmission icon)을 누르면 생성된 경로점들을 다시 RS232C 통신을 통해 로봇 컨트롤러로 전달한다.
본 발명의 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법을 구현하기 위한 장치의 구성은 도 8과 같다.
본 장치는 로봇(R)의 교시를 위한 조이 스틱(11), 로봇 좌표계 선택부(12), 기본 형상 가공물(W)의 경로생성을 위한 가공물 형상 선택부(13)로 구성된 교시반(10), 가공용 로봇(20), 제어기(30) 등으로 구성되어 있다.
상기 가공물 형상 선택부(13)에는 평면, 원통, 구면 등을 선택할 수 있는 로봇 경로 자동 생성용 아이콘(13p,13c,13s)가 구비되어 있다. 또 상기 교시반(10)에는 LCD패널(14)이 구비되어 있다.
상기 제어기(30)는 제어컴퓨터(31)와 로봇제어기(32) 및 공구제어기(33)으로 구성되며, 상기 로봇(R), 교시반(10)에 연결되어 있다.
도면에서 T는 로봇(R)의 공구이다.
이러한 장치에 의한 작업절차는 도 9에 플로우차트로 나타내었다.
첫단계는 작업자가 교시반(10)의 로봇 경로 자동생성 아이콘(13p,13c,13s)중 가공물(W)의 형상을 보고 판단하여 그 형상에 맞는 가공물 형상 선택아이콘을 누르면 교시반(10)은 교시 대기 상태가 된다.
두 번째 단계는 내장된 알고리즘과 선택된 형상의 가공물(W)에 대한 경로생성을 위한 교시점의 숫자가 LCD패널(14)에 표시되고 작업자가 경로 생성에 필요한 수만큼 교시반의 조이 스틱(11)을 움직여 필요한 좌표값을 교시한다. 이때 교시된 좌표값들은 RS232C Serial 통신을 통해 전달된다. 그리고 전달된 좌표값들과 앞서 설명한 알고리즘을 이용하여 그 가공물(W)의 가공을 위한 로봇(R)의 경로점들을 생성한다.
세 번째로는 이때 얻어진 로봇 경로 좌표값이 RS232C serial 통신을 이용하여 로봇제어기(32)에 전달한다.
마지막으로 로봇제어기(32)에서 앞서 설명한 3점을 이용한 원호 보간 기능을 이용하여 로봇 경로 좌표값 및 자세 제어 정보를 로봇(W)에 전달하고, 로봇은 이러한 정보들을 이용하여 작업을 한다.
본 발명에서 개발한 최소교시에 의한 로봇 가공 경로 자동 생성 모듈은 로봇을 이용한 가공 자동화 공정중 가장 중요하고 가장 번거로운 작업인 로봇 경로 교시 공정을 단순화시킨 대단히 효과적이고 기본적인 장치이다. 이로 인하여 기존의 수작업으로 수행되어 시간 소모가 크고 오차 유발의 가능성이 있는 로봇 경로 교시공정을 자동화할 수 있다. 또 기존의 방법중 CAD 데이터를 사용하거나 기타의 센서를 이용하는 경우와는 달리 부가적인 장치의 설치없이 자동 경로 생성이 가능하므로 가격 또한 저렴하다 할 수 있다. 그리고 로봇 교시반에 기본적인 가공 형상의 아이콘을 추가하여 작업자가 손쉽게 이용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 평면형 가공물의 형상을 파악할 수 있는 최소 개수인 3점 또는 4점을 교시하는 단계와; 교시값의 측정 오차를 보정하는 단계와; 이들 보정된 교시값을 이용하여 기하학적인 해석을 통하여 평면형 가공물의 전체적인 모델을 얻어내는 단계 및; 이를 이용하여 전체 모델중 가공부위에 해당하는 로봇 경로를 자동으로 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법.
  2. 원통형 가공물의 형상을 파악할 수 있는 최소 개수인 6점을 교시하는 단계와; 이 교시값을 이용하여 기하학적인 해석을 통하여 원통형 가공물의 전체적인 모델을 얻어내는 단계와; 이 모델을 이용하여 전체 모델중 가공부위에 해당하는 로봇 경로를 자동으로 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가공물의 전체 길이와 형상 등을 고려하여 균일한 가공면을 얻기 위해, 일정한 양의 가공부위 겹침량을 사용함을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법.
  4. 구형 가공물의 형상을 파악하기 위한 최소 필요 개수인 4점과 측정 오차 보정을 위해 2점을 추가하여 6점을 교시하는 단계와; 이 교시값을 이용하여 해석적 방법을 통해 구 모델을 얻어내는 단계 및; 전체 모델중 교시점에 의해 지시된 가공부에 대한 로봇 경로를 자동 생성하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 방법.
  5. 로봇의 교시 기능, 좌표계 설정 기능과, 로봇 경로 자동 생성 알고리즘을 내장한 원-칩 프로세서 보드를 탑재하여 이 알고리즘을 작업자가 용이하게 사용할 수 있도록 아이콘화하여 작업 대상의 형태만 선택하면 자동으로 로봇의 경로를 생성하여 로봇에 RS232C Serial 통신을 이용하여 전달하는 기능을 갖춘 로봇 교시반을 포함하여 구성됨을 하는 가공용 로봇 경로 자동 생성 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019112110A1 (ko) * 2017-12-07 2019-06-13 한화정밀기계 주식회사 로봇의 직접교시 방법

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