KR100243079B1 - Control unit of robot and its control method - Google Patents

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KR100243079B1 KR1019970077170A KR19970077170A KR100243079B1 KR 100243079 B1 KR100243079 B1 KR 100243079B1 KR 1019970077170 A KR1019970077170 A KR 1019970077170A KR 19970077170 A KR19970077170 A KR 19970077170A KR 100243079 B1 KR100243079 B1 KR 100243079B1
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Abstract

본 발명은 로봇(Robot)의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 로봇의 제어방법은, 작업아암과, 상기 작업아암을 구동시키며, 소정의 기준위치가 설정되어 있는 구동모터를 구비한 로봇의 제어방법에 있어서, 상기 작업아암의 정상복귀의 판단기준이 되는 소정의 기준편차를 미리 구하는 단계와; 상기 작업아암을 작업원점으로 복귀시킬 때의 구동모터의 정지위치와 상기 기준위치와의 편차를 산출하는 단계와; 상기 산출된 편차와 상기 기준편차를 비교하여, 상기 산출된 편차가 작을 경우, 상기 작업 아암을 작업원점으로 재복귀시키는 단계를 포함한다. 이에 의해, 로봇내의 작업아암이 원점복귀할 때 발생하는 구동모터의 정지위치의 편차에 관계없이, 일정한 작업위치에서 로봇의 작업이 이루어질 수 있다.The present invention relates to a control device for a robot and a control method thereof. A control method of a robot according to the present invention is a control method of a robot having a work arm and a drive motor for driving the work arm and a predetermined reference position is set, wherein the criterion for determining normal return of the work arm Obtaining a predetermined reference deviation in advance; Calculating a deviation between the stop position of the drive motor and the reference position when the work arm is returned to the work origin; Comparing the calculated deviation with the reference deviation, and if the calculated deviation is small, returning the working arm to the working origin. Thereby, the robot can work at a constant working position irrespective of the deviation of the stop position of the drive motor generated when the working arm in the robot returns to the origin.

Description

로봇의 제어장치 및 그 제어방법Robot control device and control method

본 발명은 로봇(Robot)의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 작업아암과, 상기 작업아암(Arm)을 구동시키며, 소정의 기준위치가 설정되어 있는 구동모터를 구비한 로봇의 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a robot and a control method thereof, and more particularly, to a control device for a robot having a work arm and a drive motor for driving the work arm and having a predetermined reference position. And a control method thereof.

공장등의 산업현장에서 인간의 노동력을 대체하기 위하여 다양한 형태의 로봇이 개발되어 이용되고 있으며, 이러한 로봇의 구성은 도 1에 도시되어 있다.Various types of robots have been developed and used to replace human labor in industrial sites such as factories, and the configuration of such robots is shown in FIG. 1.

도 1은 로봇의 개략적 구성도이다. 로봇은 작업위치로 이동하여 작업을 수행하는 작업아암(4)과, 이 작업아암(4)을 고정시키는 축(2)과, 이 축(2)을 구동하는 구동모터(6)와, 이 구동모터(6)에 전원을 공급하는 모터구동회로(7)를 가지고 있다. 이러한 구성을 가지는 로봇의 작업은, 로봇의 제어장치에 의해 제어되는 데, 로봇의 제어장치는 구동모터(6)가 최종적으로 정지하는 위치(이하 제어위치라 한다)에 기초하여 모터구동회로(7)를 제어한다. 제어위치는 일정한 간격으로 분할된 구동모터의 공간상의 위치의 수 및 구동모터의 회전수에 의해 정해지는 데, 구동모터의 한 공간상의 위치를 기준위치로 정하고, 이 기준위치를 0, 각 공간상의 위치는 순차적으로 1, 2, 3...N(구동모터의 공간상의 총 분할된 수 : 이하 모터의 분해능이라 한다)으로 표시된다. 여기서, 제어위치는 구동모터가 1회전할 때마다, 모터의 분해능만큼 가산되어 연속적인 값을 갖기 때문에 구동모터의 분해능보다 큰 값을 가질 수 있다. 이러한 제어위치는 먼저 작업아암을 작업시작의 기준점이 되는 작업원점에 복귀시킨 후, 작업아암의 원점복귀시의 구동모터의 위치와 작업아암의 직전의 원점복귀시의 구동모터의 위치와의 편차를 구하고, 이 편차를 직전의 제어위치에 반영하여 결정된다. 여기서, 작업아암의 원점복귀시의 구동모터의 위치는 기계적 또는 전기적 잡음 때문에, 직전의 원점복귀시의 구동모터의 위치와 일치하지 않는다. 로봇의 제어장치는 이 산출된 제어위치에 따라 모터구동회로(7)를 제어하여 작업아암(4)을 작업위치로 이동시킨다. 그런데, 작업아암의 원점복귀시의 구동모터의 위치가, 기준위치로부터 작업아암의 원점복귀시의 구동모터의 위치의 최대편차이내에 있는 경우, 작업위치가 아닌 곳에서 로봇의 작업이 이루어질 수 있다는 문제점이 생긴다. 이러한 문제점을, 모터의 분해능이 500, 작업아암의 직전의 원점복귀시의 구동모터의 위치가 10, 작업아암의 원점복귀시의 구동모터의 위치와의 최대편차가 30, 직전의 제어위치가 1,210인 경우를 예로 들어 설명한다. 본 예에서, 다시 작업아암을 원점복귀시킬 때, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 구동모터는 480과 40사이의 위치에 정지할 수 있다. 구동모터가 20에 위치하는 경우, 작업아암의 직전의 원점복귀시의 구동모터의 위치와의 편차가 +10이므로 새로운 제어위치는 1,220, 구동모터가 30에 위치하는 경우, 작업아암의 직전의 원점복귀시의 구동모터의 위치와의 편차가 +20이므로 새로운 제어위치는 1,230, 구동모터가 490에 위치하는 경우, 작업아암의 직전의 원점복귀시의 구동모터의 위치와의 편차가 -20이므로 새로운 제어위치는 1,190이 된다. 여기서, 구동모터의 회전량을 구동모터의 공간상의 분할된 위치의 수로 환산하여 보면, 구동모터가 20 또는 30에 위치하는 경우 구동모터의 회전량은 1200, 구동모터가 490에 위치하는 경우 구동모터의 회전량은 700이 된다. 따라서, 작업아암의 원점복귀시의 구동모터의 위치가 490인 경우에는 작업아암이 작업위치로 이동하기 위해서, 구동모터는 1,200만큼 회전해야 함에도 불구하고 700만큼 회전함으로써, 작업위치가 아닌 곳에서 로봇의 작업이 이루어지게 된다.1 is a schematic configuration diagram of a robot. The robot moves to a work position to perform work, a work arm 4 for fixing the work arm 4, a drive motor 6 for driving the work shaft 2, and this drive. It has the motor drive circuit 7 which supplies power to the motor 6. As shown in FIG. The work of the robot having such a configuration is controlled by the control device of the robot, which is based on the position where the drive motor 6 finally stops (hereinafter referred to as the control position). ). The control position is determined by the number of positions in the space of the drive motor divided at regular intervals and the number of rotations of the drive motor. The position of the drive motor is defined as a reference position, and the reference position is 0, in each space. The positions are sequentially indicated by 1, 2, 3 ... N (total divided number of spaces in the drive motor: referred to as the resolution of the motor). Here, the control position may have a value larger than the resolution of the drive motor because the driving motor has a continuous value by adding as much as the resolution of the motor each time the drive motor rotates. This control position first returns the working arm to the working origin, which is the reference point of the start of work, and then determines the deviation between the position of the drive motor at the time of homing of the working arm and the position of the drive motor at the time of homing immediately before the working arm. This deviation is determined by reflecting this deviation in the immediately preceding control position. Here, the position of the drive motor at the time of homing of the working arm does not coincide with the position of the drive motor at the time of homing just before, because of mechanical or electrical noise. The control device of the robot controls the motor drive circuit 7 according to the calculated control position to move the working arm 4 to the working position. By the way, when the position of the drive motor at the time of homing of the working arm is within the maximum deviation of the position of the drive motor at the time of homing of the working arm from the reference position, the robot can work at a position other than the working position. This occurs. The problem is that the motor resolution is 500, the position of the drive motor at the time of homing immediately before the working arm is 10, the maximum deviation from the position of the drive motor at the time of homing the working arm is 30, and the control position immediately before the operation is 1,210. The case is described as an example. In this example, when returning to the working arm again, the drive motor can stop at a position between 480 and 40, as shown in FIG. If the drive motor is located at 20, the deviation from the position of the drive motor at the time of returning to the home position just before the working arm is +10. Therefore, if the new control position is 1,220 and the drive motor is located at 30, the home position just before the work arm Since the deviation from the position of the drive motor at return is +20, the new control position is 1,230, and if the drive motor is at 490, the deviation from the position of the drive motor at the time of home return immediately before the working arm is -20. The control position is 1,190. Here, when the rotation amount of the drive motor is converted into the number of divided positions in the space of the drive motor, when the drive motor is located at 20 or 30, the rotation amount of the drive motor is 1200 and the drive motor is located at 490 The rotation amount of becomes 700. Therefore, when the drive motor position is 490 when the work arm returns to the origin, the drive motor rotates by 700 even though it must rotate by 1,200 in order to move the work arm to the work position. Will be done.

따라서, 본 발명의 목적은, 로봇내의 작업아암이 원점복귀할 때 발생하는 구동모터의 정지위치의 편차에 관계없이, 일정한 작업위치에서 로봇의 작업이 가능한 로봇의 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a control device for a robot and a control method thereof, which are capable of working a robot at a constant working position irrespective of the deviation of the stop position of the drive motor generated when the working arm in the robot returns to the origin. will be.

도 1은 로봇의 개략적 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a robot;

도 2는 작업아암의 원점복귀시 구동모터의 정지가능한 범위를 도시한 도면,FIG. 2 is a view showing a stoppable range of the drive motor when the working arm returns to the origin; FIG.

도 3은 본 발명에 따른 로봇의 제어장치 및 로봇의 개략적 구성도,3 is a schematic configuration diagram of a robot control apparatus and a robot according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 로봇의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a control method of a robot according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 : 로봇 2 : 축1: robot 2: axis

4 : 작업아암 6 : 구동모터4: working arm 6: driving motor

7 : 모터구동회로 11 : 로봇의 제어장치7 motor drive circuit 11 robot control device

12 : 제어부 13 : 원점복귀 검출센서12: control unit 13: home position return detection sensor

15 : 구동모터위치 검출센서 17 : 기준편차 산출부15: drive motor position detection sensor 17: reference deviation calculator

19 : 정지위치편차 산출부19: stop position deviation calculator

상기 목적은, 본 발명에 따라, 작업아암과, 상기 작업아암을 구동시키며, 소정의 기준위치가 설정되어 있는 구동모터를 구비한 로봇의 제어방법에 있어서, 상기 작업아암의 정상복귀의 판단기준이 되는 소정의 기준편차를 미리 구하는 단계와; 상기 작업아암을 작업원점으로 복귀시킬 때의 구동모터의 정지위치와 상기 기준위치와의 편차를 산출하는 단계와; 상기 산출된 편차와 상기 기준편차를 비교하여, 상기 산출된 편차가 작을 경우, 상기 작업 아암을 작업원점으로 재복귀시키는 단계를 포함하는 로봇의 제어방법에 의해 달성된다.The object of the present invention is to provide a control method for a robot having a work arm and a drive motor for driving the work arm and having a predetermined reference position set. Obtaining a predetermined reference deviation in advance; Calculating a deviation between the stop position of the drive motor and the reference position when the work arm is returned to the work origin; Comparing the calculated deviation and the reference deviation, when the calculated deviation is small, it is achieved by the control method of the robot comprising the step of returning the working arm to the working origin.

여기서, 상기 기준편차를 구하는 단계에서, 상기 작업 아암을 원점복귀시킬 때의 구동모터의 직전의 정지위치와의 편차를 다수 구하고, 상기 편차중 최대값을 기준편차로 취할 수 있다.Here, in the step of obtaining the reference deviation, a large number of deviations from the stop position immediately before the drive motor when the working arm is returned to the origin can be obtained, and the maximum value of the deviations can be taken as the reference deviation.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 작업아암과, 상기 작업아암을 구동시키며, 소정의 기준위치가 설정되어 있는 구동모터를 구비한 로봇의 제어장치에 있어서, 상기 작업아암의 정상복귀의 판단기준이 되는 소정의 기준편차를 산출하는 기준편차 산출부와; 상기 작업아암을 작업원점으로 복귀시킬 때의 구동모터의 정지위치와 상기 기준위치와의 편차를 산출하는 정지위치편차 산출부와; 상기 산출된 편차와 상기 기준편차를 비교하여, 상기 산출된 편차가 작을 경우, 상기 작업 아암을 작업원점으로 재복귀시키는 제어부를 포함하는 로봇의 제어장치에 의해 달성된다.On the other hand, according to another field of the present invention, the above object is a control device of a robot having a work arm and a drive motor for driving the work arm and having a predetermined reference position set, wherein the work arm is normal. A reference deviation calculation unit for calculating a predetermined reference deviation that becomes a criterion for returning; A stop position deviation calculator for calculating a deviation between the stop position of the drive motor and the reference position when the work arm is returned to the work origin; Comparing the calculated deviation with the reference deviation, when the calculated deviation is small, it is achieved by the control device of the robot including a control unit for returning the working arm to the working origin.

여기서, 상기 기준편차 산출부는, 상기 작업 아암을 원점복귀시킬 때의 구동모터의 직전의 정지위치와의 편차를 다수 구하고, 상기 편차중 최대값을 기준편차로 취할 수 있다.Here, the reference deviation calculator can obtain a large number of deviations from the stop position immediately before the drive motor when the working arm is returned to the origin, and can take the maximum value of the deviations as the reference deviation.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 로봇의 제어장치 및 로봇의 개략적 구성도, 도 4는 본 발명에 따른 로봇의 제어방법을 나타낸 흐름도이다. 여기서, 로봇의 구성에 대해서, 설명의 편의를 위하여 동일구성요소 및 동일명칭에 대해서는 도 1과 동일부호를 사용하기로 한다.3 is a schematic configuration diagram of a control apparatus and a robot of the robot according to the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method of the robot according to the present invention. Here, for the configuration of the robot, the same reference numerals are used for the same components and the same names for convenience of description.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇의 제어장치는, 로봇의 모터구동회로(7)를 제어하는 제어부(12)와, 제어부(12)의 작업아암(4)의 재복귀여부의 판단기준이 되는 기준편차를 산출하는 기준편차 산출부(19)와, 제어부(12)의 작업아암(4)의 재복귀여부의 판단자료가 되는 작업아암(4)의 원점복귀시의 구동모터(6)의 위치와 기준위치와의 편차를 산출하는 정지위치편차 산출부(19)와, 기준편차 산출부(17) 및 정지위치편차 산출부(19)에 작업아암(4)의 원점복귀시의 구동모터(6)의 위치를 검출하여 제공하는 구동모터위치 검출센서(15)와, 제어부(12)에 작업아암(4)의 원점복귀여부를 검출하여 제공하는 원점복귀검출센서(13)를 가지고 있다.As shown in FIG. 3, the control apparatus of the robot according to the present invention includes a control unit 12 that controls the motor driving circuit 7 of the robot, and whether the work arm 4 of the control unit 12 is returned. The drive motor at the time of returning to the origin of the reference deviation calculation unit 19 for calculating the reference deviation, which is the judgment criterion of the control arm, and the working arm 4, which is the judgment data of whether the working arm 4 of the control unit 12 is returned. When the working arm 4 returns to the origin, the stop position deviation calculating unit 19, which calculates the deviation between the position of (6) and the reference position, and the reference deviation calculating unit 17 and the stop position deviation calculating unit 19 A drive motor position detection sensor 15 that detects and provides a position of the drive motor 6 of the motor and a home position return detection sensor 13 that detects and provides the home position return of the working arm 4 to the controller 12. Have.

제어부(12)는, 사용자의 로봇작업 명령에 따라, 모터구동회로(7)를 제어하여 작업아암(4)을 원점복귀시킨다(S1). 이 때 제어부(12)는 구동모터(6)를 일방향으로 고속으로 회전시킨후 원점복귀검출센서(13)로부터 원점복귀신호가 입력될 때 구동모터(6)의 회전속도를 감소시켜 정지시킨다(S2). 구동모터(6)가 정지하면, 제어부(12)는 구동모터(6)의 직전의 회전방향과 반대방향으로 저속으로 회전시킨 후 원점복귀검출센서(13)로부터 원점복귀신호가 다시 입력될 때 구동모터(6)의 회전속도를 감소시켜 정지시킬 수 있다(S3). 구동모터위치 검출센서(15)는 작업아암(4)의 원점복귀시의 구동모터(6)의 위치를 검출하여(S4), 검출된 위치를 기준편차 산출부(17) 및 정지위치편차 산출부(19)에 제공한다. 기준편차 산출부(17)는 작업아암(4)을 원점복귀시킬 때의 구동모터(6)의 직전의 정지위치와의 편차중 최대값을 기준편차로 취하고, 이 기준편차를 제어부(12)에 제공한다. 정지위치편차 산출부(19)는 작업아암(4)을 원점복귀시킬 때의 구동모터(6)의 기준위치와의 편차를 구하고(S5), 이 편차를 제어부(12)에 제공한다. 제어부(12)는 정지위치편차 산출부(19)로부터의 편차와 기준편차 산출부(17)로부터의 기준편차를 비교하여(S6), 정지위치편차 산출부(19)로부터의 편차가 작을 경우, 상기 작업 아암(4)을 작업원점으로 재복귀시키도록 모터구동회로(7)를 제어한다. 한편, 정지위치편차 산출부(19)로부터의 편차가 클 경우 제어부(12)는 제어위치를 산출하고, 이 제어위치에 기초하여 모터구동회로(7)를 제어한다.The control part 12 controls the motor drive circuit 7 according to a user's robot work instruction, and makes the working arm 4 return to origin (S1). At this time, the control unit 12 rotates the drive motor 6 at a high speed in one direction, and then stops by reducing the rotational speed of the drive motor 6 when the home return signal is input from the home return detection sensor 13 (S2). ). When the driving motor 6 stops, the control unit 12 rotates at a low speed in a direction opposite to the rotational direction immediately before the driving motor 6 and then drives when the home return signal is input again from the home return detection sensor 13. The rotational speed of the motor 6 can be reduced to stop (S3). The drive motor position detection sensor 15 detects the position of the drive motor 6 at the time of returning to the origin of the working arm 4 (S4), and detects the detected position by the reference deviation calculator 17 and the stop position deviation calculator. Provided in 19. The reference deviation calculation unit 17 takes the maximum value of the deviation from the stop position immediately before the drive motor 6 when the working arm 4 is returned to the home position as the reference deviation, and gives the reference deviation to the control unit 12. to provide. The stop position deviation calculation unit 19 obtains a deviation from the reference position of the drive motor 6 at the time of returning the working arm 4 to the origin (S5), and provides the deviation to the control unit 12. The control unit 12 compares the deviation from the stop position deviation calculator 19 and the reference deviation from the reference deviation calculator 17 (S6), and when the deviation from the stop position deviation calculator 19 is small, The motor drive circuit 7 is controlled to return the working arm 4 back to the working origin. On the other hand, when the deviation from the stop position deviation calculation unit 19 is large, the control unit 12 calculates a control position and controls the motor drive circuit 7 based on this control position.

따라서, 본 발명에 따르면, 로봇의 작업을 제어함에 있어, 로봇내의 작업아암이 원점복귀할 때 발생하는 구동모터의 정지위치의 편차에 관계없이, 일정한 작업위치에서 로봇의 작업이 이루어질 수 있다.Therefore, according to the present invention, in controlling the work of the robot, the work of the robot can be performed at a constant work position, regardless of the deviation of the stop position of the drive motor generated when the working arm in the robot returns to the origin.

Claims (4)

작업아암과, 상기 작업아암을 구동시키며, 소정의 기준위치가 설정되어 있는 구동모터를 구비한 로봇의 제어방법에 있어서,In a control method of a robot having a work arm and a drive motor for driving the work arm and having a predetermined reference position set therein, 상기 작업아암의 정상복귀의 판단기준이 되는 소정의 기준편차를 미리 구하는 단계와;Obtaining a predetermined reference deviation that is a criterion for determining normal return of the working arm; 상기 작업아암을 작업원점으로 복귀시킬 때의 구동모터의 정지위치와 상기 기준위치와의 편차를 산출하는 단계와;Calculating a deviation between the stop position of the drive motor and the reference position when the work arm is returned to the work origin; 상기 산출된 편차와 상기 기준편차를 비교하여, 상기 산출된 편차가 작을 경우, 상기 작업 아암을 작업원점으로 재복귀시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 제어방법.Comparing the calculated deviation with the reference deviation, and if the calculated deviation is small, returning the working arm to the working origin. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기준편차를 구하는 단계는,Obtaining the reference deviation, 상기 작업 아암을 원점복귀시킬 때의 구동모터의 직전의 정지위치와의 편차를 다수 구하고, 상기 편차중 최대값을 기준편차로 취하는 것을 특징으로 하는 로봇의 제어방법.And a plurality of deviations from the stop position immediately before the drive motor at the time of returning the working arm to the home position, and taking the maximum value of the deviations as a reference deviation. 작업아암과, 상기 작업아암을 구동시키며, 소정의 기준위치가 설정되어 있는 구동모터를 구비한 로봇의 제어장치에 있어서,In the control device of the robot having a work arm and a drive motor for driving the work arm, the predetermined reference position is set, 상기 작업아암의 정상복귀의 판단기준이 되는 소정의 기준편차를 산출하는 기준편차 산출부와;A reference deviation calculation unit for calculating a predetermined reference deviation that is a determination criterion for normal return of the working arm; 상기 작업아암을 작업원점으로 복귀시킬 때의 구동모터의 정지위치와 상기 기준위치와의 편차를 산출하는 정지위치편차 산출부와;A stop position deviation calculator for calculating a deviation between the stop position of the drive motor and the reference position when the work arm is returned to the work origin; 상기 산출된 편차와 상기 기준편차를 비교하여, 상기 산출된 편차가 작을 경우, 상기 작업 아암을 작업원점으로 재복귀시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇의 제어장치.And a control unit for comparing the calculated deviation with the reference deviation, and returning the working arm to the working origin when the calculated deviation is small. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 기준편차 산출부는,The reference deviation calculation unit, 상기 작업 아암을 원점복귀시킬 때의 구동모터의 직전의 정지위치와의 편차를 다수 구하고, 상기 편차중 최대값을 기준편차로 취하는 것을 특징으로 하는 로봇의 제어장치.And a plurality of deviations from a stop position immediately before the drive motor at the time of returning the working arm to the home position, and taking the maximum value of the deviations as a reference deviation.
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