KR100494385B1 - system and method for speed control of motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 로봇속도정보가 저장되는 로봇구동정보저장부와, 상기 로봇속도정보에 기초하여 속도제어함수를 생성하는 모션프로파일생성부와, 상기 속도제어함수에 따라 로봇을 동작시키는 구동부를 갖는 로봇속도제어시스템 및 로봇속도제어방법에 관한 것이다. 본 로봇속도제어시스템은, 상기 로봇속도를 변경하기 위한 사용자입력값이 입력되는 사용자입력부와, 상기 사용자입력부에 의해 로봇속도변경시 상기 로봇속도제어함수의 시간변수를 상기 사용자입력값에 비례하는 시간변수로 변환하며 상기 변환된 시간변수를 갖는 로봇속도제어함수에 기초하여 상기 로봇구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 로봇속도변경시 모션프로파일을 새로 생성할 필요없이 실시간으로 로봇의 속도를 변경할 수 있다.The present invention provides a robot drive information storage unit for storing the robot speed information, a motion profile generation unit for generating a speed control function based on the robot speed information, and a robot for driving the robot according to the speed control function. The present invention relates to a speed control system and a robot speed control method. The robot speed control system includes a user input unit to which a user input value for changing the robot speed is input, and a time variable proportional to a time variable of the robot speed control function when the robot speed is changed by the user input unit. And a controller for converting the variable into a variable and controlling the robot driver based on the robot speed control function having the converted time variable. Accordingly, when changing the robot speed, it is possible to change the speed of the robot in real time without having to create a new motion profile.
Description
본 발명은, 로봇속도제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실시간으로 로봇속도를 제어할 수 있는 로봇속도제어시스템 및 로봇속도제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a robot speed control method, and more particularly, to a robot speed control system and a robot speed control method capable of controlling the robot speed in real time.
일반적으로 로봇이나 MC에서 목표점까지 이동동작을 부드럽게 하기 위해 가감속에 의해 원하는 속도를 만들어 내며, 이때의 이동속도는 프로그램에 의해 정해진다. 따라서, 한번 제어프로그램을 정하면 이동 경로 및 속도는 항상 같은 상태로 유지된다. In general, in order to smooth the movement from the robot or MC to the target point, the desired speed is generated by acceleration and deceleration, and the movement speed is determined by the program. Therefore, once the control program is defined, the movement path and the speed always remain the same.
사용자입력에 따라 로봇의 속도를 제어하기 위한 마이컴의 제어블록은 도 6에 도시된 바와 같이, 로봇의 가감속정보 및 등속정보 및 이동거리정보 등의 기본정보를 수집하는 로봇정보수집부(113), 사용자로부터의 속도 변경 지령을 수령하는 사용자입력수령부(115), 로봇정보수집부(113)와 사용자입력수령부(115)로부터 모션프로파일을 생성하는 모션프로파일생성부(117)로 구성된다. As shown in FIG. 6, the control block of the microcomputer for controlling the speed of the robot according to a user input includes a robot information collecting unit 113 which collects basic information such as acceleration and deceleration information, constant speed information, and moving distance information. , A user input receiver 115 for receiving a speed change command from the user, a robot information collector 113, and a motion profile generator 117 for generating a motion profile from the user input receiver 115.
도 8에는 로봇의 최초 구동시 생성된 초기 모션프로파일(a)과, 사용자입력에 의한 사용자입력수령부(115)에서 속도변경이 발생시에 로봇정보수집부(113)와 사용자입력수령부(115)로부터의 정보에 기초하여 모션프로파일생성부(117)가 새로이 생성한 모션 프로파일(b)이 표시되어 있다.8 shows the initial motion profile a generated when the robot is initially driven, and the robot information collecting unit 113 and the user input receiving unit 115 when a speed change occurs in the user input receiving unit 115 by user input. The motion profile b newly generated by the motion profile generator 117 is displayed based on the information from the information.
속도변경그래프에서'①'표시는 사용자로부터 입력이 발생한 시점이고, '②'는 새로운 모션프로파일(b)에 의해 로봇의 모션이 변경되는 시점이며, '①'와'②'사이의 시간은 프로파일생성부가 연산을 수행완료하는 데 걸리는 시간이다.In the speed change graph, '①' is the time when the input is generated from the user, '②' is the time when the motion of the robot is changed by the new motion profile (b), and the time between '①' and '②' is the profile. The time taken for the generator to complete the operation.
종래의 로봇 속도제어방법(도7 참조)은 로봇의 초기구동시(P1) 로봇정보와 사용자입력에 의한 로봇속도 및 목표지점설정에 기초하여 모션프로파일을 생성하여(P5) 로봇을 구동시키며(P7), 로봇의 구동 중 사용자입력이 발생하면(P9) 프로파일생성부가 새로운 모션프로파일을 생성하기 위해 로봇의 정보를 다시 수집하여 사용자입력에 기초하여 새로이 연산함으로써 새로운 모션프로파일을 생성한다(P11).The conventional robot speed control method (see FIG. 7) generates a motion profile based on the robot information and the robot speed and the target point set by the user input at the initial driving of the robot (P1) to drive the robot (P5) (P7). When a user input occurs while driving the robot (P9), the profile generator generates a new motion profile by collecting information of the robot again to newly generate the motion profile to generate a new motion profile (P11).
그런데, 종래의 로봇 속도제어방법은, 로봇의 속도변경시마다 모션프로파일을 재생성하므로,'a'와'e'구간의 시간동안 불필요한 연산으로 인해 응답지연(△t)이 발생하는 문제점이 있다. However, in the conventional robot speed control method, the motion profile is regenerated every time the speed of the robot is changed, and thus there is a problem in that a response delay Δt occurs due to unnecessary operations during the time periods 'a' and 'e'.
따라서, 본 발명의 목적은, 로봇속도변경시 모션프로파일을 생성하지 아니하고 실시간으로 로봇의 속도를 변경할 수 있는 로봇속도제어시스템 및 그 속도제어방법을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot speed control system and a speed control method capable of changing the speed of a robot in real time without generating a motion profile when changing the robot speed.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 로봇속도정보가 저장되는 로봇구동정보저장부와, 상기 로봇속도정보에 기초하여 로봇속도제어함수를 생성하는 모션프로파일생성부와, 상기 속도제어함수에 따라 로봇을 동작시키는 구동부를 갖는 로봇속도제어시스템에 있어서, 상기 로봇속도를 변경하기 위한 사용자입력값이 입력되는 사용자입력부와, 상기 사용자입력부에 의해 로봇속도변경시 상기 로봇속도제어함수의 시간변수를 상기 사용자입력값에 비례하는 시간변수로 변환하며 상기 변환된 시간변수를 갖는 로봇속도제어함수에 기초하여 상기 로봇구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것에 의해 달성된다.According to the present invention, the robot drive information storage unit for storing the robot speed information, a motion profile generation unit for generating a robot speed control function based on the robot speed information, and the robot according to the speed control function A robot speed control system having a driving unit for operating the robot, comprising: a user input unit to which a user input value for changing the robot speed is input, and a time variable of the robot speed control function when the robot speed is changed by the user input unit; And a controller for converting the robot variable into a time variable proportional to a value and controlling the robot driver based on the robot speed control function having the converted time variable.
여기서, 상기 제어부는 상기 변환된 시간변수를 갖는 로봇속도제어함수에 따른 로봇의 전체이동면적은 동일하게 유지하는 것이 바람직하다.Here, the controller preferably maintains the entire moving area of the robot according to the robot speed control function having the converted time variable.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 로봇속도제어정보가 저장되는 로봇구동정보저장부와, 상기 로봇구동정보에 기초하여 속도제어함수를 생성하는 모션프로파일생성부와, 상기 속도제어함수에 따라 구동되는 로봇구동부를 갖는 로봇속도제어방법에 있어서, 로봇구동 선택시 상기 로봇속도제어함수를 생성하는 단계와; 로봇속도변경을 위한 사용자 입력을 수령하는 단계와; 상기 로봇속도제어함수의 시간변수를 사용자입력값에 비례하는 값으로 변환하는 단계와; 상기 변환된 시간변수를 갖는 로봇속도제어함수에 따라 상기 로봇을 구동시키는 단계를 포함하는 로봇속도방법에 의해서도 달성될 수 있다.On the other hand, according to another field of the present invention, the object is a robot drive information storage unit for storing the robot speed control information, a motion profile generation unit for generating a speed control function based on the robot drive information, and the speed control A robot speed control method having a robot driver driven according to a function, comprising: generating the robot speed control function when selecting a robot drive; Receiving a user input for changing the robot speed; Converting the time variable of the robot speed control function into a value proportional to a user input value; It can also be achieved by a robot speed method comprising the step of driving the robot according to the robot speed control function having the converted time variable.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 로봇의 속도제어시스템의 제어블록도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 사용자 입력부(1)와, 사용자입력에 따라 로봇을 구동제어하는 제어프로그램이 저장되는 제어부(10)와, 제어부(10)의 제어에 따라 로봇을 구동시키는 로봇구동부(20)를 갖는다. 1 is a control block diagram of a speed control system of a robot according to the present invention. As shown in the figure, a user input unit 1, a control unit 10 for storing a control program for driving and controlling the robot according to the user input, and a robot driving unit 20 for driving the robot under control of the control unit 10. Has
제어부(10)는 로봇의 가감속정보 및 등속정보 및 이동거리정보 등의 기본정보를 수집하는 로봇정보수집부(11), 사용자입력부(1)에서 입력된 내용을 수령하는 사용자입력수령부(15)와, 로봇정보수집부(11)의 정보에 기초하여 모션프로파일을 생성하는 프로파일생성부(13)와, 사용자입력부(1)에서 속도 변경(Feedrate)이 발생하면 모션프로파일(로봇제어함수)의 시간변수를 사용자입력에 비례하는 시간변수로 대체하여 프로파일생성부(13)에 제공하는 시간변수변환부(17)를 가진다. The controller 10 collects basic information such as acceleration / deceleration information, constant speed information, and moving distance information of the robot, and a user input receiver 15 that receives contents input from the user input unit 1. ), A profile generation unit 13 for generating a motion profile based on the information of the robot information collecting unit 11, and a speed change (Feedrate) occurs in the user input unit 1 of the motion profile (robot control function). It has a time variable converting unit 17 to replace the time variable with a time variable proportional to the user input and provide it to the profile generator 13.
시간변수변환부(17)가 시간변수를 변환하는 방법에 대해서는 이하에서 도 3 내지 도 5를 참조하여 서술하기로 한다.A method of converting the time variable by the time variable converting unit 17 will be described below with reference to FIGS. 3 to 5.
도 2는 본 발명에 따른 로봇 속도제어방법의 제어순서도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 로봇의 초기구동시(S1) 사용자입력부(1)에 의해 로봇속도와 목표시점을 설정한다(S3). 제어부(10)는 로봇정보와 사용자입력에 기초하여 모션프로파일을 생성하여(S5) 모션프로파일에 따라 로봇구동부(20)를 구동시킨다(S7). 이후에, 로봇의 구동 중 사용자입력이 발생하면(S9), 모션프로파일의 시간변수를 사용자입력속도에 비례하는 시간변수로 변환하여(S11), 변경된 시간변수를 갖는 모션프로파일에 따라 로봇구동부(20)를 구동시킨다(S13). 2 is a control flowchart of the robot speed control method according to the present invention. As shown in the figure, the robot speed and the target time point are set by the user input unit 1 at the time of initial driving of the robot (S1). The controller 10 generates a motion profile based on the robot information and the user input (S5) and drives the robot driver 20 according to the motion profile (S7). Subsequently, when a user input occurs while driving the robot (S9), the time variable of the motion profile is converted into a time variable proportional to the user input speed (S11), and the robot driver 20 according to the motion profile having the changed time variable. (S13).
도 3은 로봇 최초 구동시 로봇의 모션프로파일에 따른 속도함수그래프이고, 도 4는 도 1의 시간변수를 2배로 변환하여 업데이트한 모션프로파일에 따른 속도함수그래프이며, 도 5는 도 1의 시간변수를 1/2배로 변환하여 업데이트한 모션프로파일에 따른 속도함수그래프이다.3 is a speed function graph according to the motion profile of the robot when the robot is initially driven, FIG. 4 is a speed function graph according to the motion profile updated by converting the time variable of FIG. 1 to 2 times, and FIG. 5 is a time variable of FIG. Is a function graph of the motion profile updated by converting to 1/2 times.
여기서, Ts는 로봇의 동작시 속도를 산출하기 위한 시간변수이고, TimeBase는 로봇속도를 변환하기 위해 시간변수를 변환한 것이고, Elapsed time은 TimeBase의 누계이다. a는 로봇의 가속도이며, a=Vc/4*Ts의 함수에 의해 산출된다.Here, Ts is a time variable for calculating the speed of the robot's operation, TimeBase is a time variable for converting the robot speed, and Elapsed time is a total of TimeBase. a is the acceleration of the robot and is calculated as a function of a = Vc / 4 * Ts.
로봇의 Ts(시간변수)와 TimeBase가 일치하는 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇이 최초의 속도로 구동한다. If Ts (time variable) of the robot coincides with TimeBase, as shown in Fig. 2, the robot is driven at the initial speed.
한편, TimeBase가 Ts에 비해 큰 경우에, 예를 들어 TimeBase가 Ts의 2배라 하면, TimeBase=2*Ts이고, 기본 모션프로파일 가속도는 a이다. On the other hand, when TimeBase is larger than Ts, for example, if TimeBase is twice Ts, TimeBase = 2 * Ts, and the basic motion profile acceleration is a.
즉, 사용자가 속도를 2배로 설정하는 경우 도 3에 도시된 바와 같이, TimeBase는 Ts의 2배의 샘플링주기를 가지게 되어 시간변수는 2Ts가 되며, 변환된 시간변수에 따라 업데이트된 로봇 제어루프에서 속도는 다음과 같은 함수식에 의해 산출된다.That is, when the user sets the speed to 2 times, as shown in FIG. 3, the timebase has a sampling period twice that of Ts, and the time variable becomes 2Ts. In the updated robot control loop according to the converted time variable, The speed is calculated by the following function.
시간변수가 변환된 모션프로파일의 두 번째 로봇 제어루프에서 속도는In the second robot control loop of the motion profile with the converted time variable,
= accel[2]*elapsed_time[2]=2*(2*Ts)*a*2*Ts= accel [2] * elapsed_time [2] = 2 * (2 * Ts) * a * 2 * Ts
= 8*a*Ts*Ts -----------------------(1.1) = 8 * a * Ts * Ts ----------------------- (1.1)
기본 모션프로파일의 두 번째 로봇 제어루프에서의 속도는The speed in the second robot control loop of the basic motion profile is
= accel[2]*elapsed_time[2]=2*Ts*a*2*Ts= accel [2] * elapsed_time [2] = 2 * Ts * a * 2 * Ts
= 4*a*Ts*Ts ------------------------(1.2)= 4 * a * Ts * Ts ------------------------ (1.2)
이와 같이, 두 번째 로봇 제어루프에서 속도는 (1.1)과 (1.2)로부터 기본 프로파일의 두 배가 된다. Thus, in the second robot control loop, the speed is doubled from the basic profile from (1.1) and (1.2).
한편, TimeBase가 Ts에 비해 작은 경우에, 예를 들어 TimeBase가 Ts의 1/2배라 하면, TimeBase=0.5*Ts이고, 기본 모션프로파일 가속도는 a이다. On the other hand, when TimeBase is smaller than Ts, for example, if TimeBase is 1/2 times Ts, TimeBase = 0.5 * Ts, and the basic motion profile acceleration is a.
즉, 사용자가 속도를 1/2배로 설정하는 경우 도 4에 도시된 바와 같이, TimeBase는 Ts의 1/2배의 샘플링주기를 가지게 되어 시간변수는 0.5Ts가 되며, 변환된 시간변수에 따라 업데이트된 서보로봇 제어루프에서 속도는 다음과 같은 함수식에 의해 산출된다. That is, when the user sets the speed to 1/2 times, as shown in FIG. 4, the timebase has a sampling period of 1/2 times Ts, and the time variable becomes 0.5Ts, and is updated according to the converted time variable. In the servo robot control loop, the speed is calculated by the following function.
시간변수가 변환된 모션프로파일의 여덟 번째 서보로봇 제어루프에서 속도는In the eighth servo robot control loop of the motion profile with the converted time variable,
= accel[8]*elapsed_time[8]=8*(0.5Ts)*a*8*Ts= accel [8] * elapsed_time [8] = 8 * (0.5Ts) * a * 8 * Ts
= 32*a*Ts*Ts ---------------------(2.1)= 32 * a * Ts * Ts --------------------- (2.1)
기본 모션프로파일의 여덟 번째 서보제어루프에서의 속도는The velocity in the eighth servo control loop of the basic motion profile is
= accel[8]*elapsed_time[8]=8*Ts*a*8*Ts= accel [8] * elapsed_time [8] = 8 * Ts * a * 8 * Ts
= 64*a*Ts*Ts ----------------------(2.2) = 64 * a * Ts * Ts ---------------------- (2.2)
이와 같이, 두 번째 로봇 제어루프에서 속도는 (2.1)과 (2.2)로부터 기본 모션프로파일의 1/2배가 된다. Thus, in the second robot control loop, the speed is 1/2 times the basic motion profile from (2.1) and (2.2).
이러한 구성에 의하여, 로봇의 구동 중에 속도를 변경할 경우, 로봇을 제어하기 위한 모션프로파일의 시간변수 Ts를 사용자 입력에 비례하는 시간변수로 변환함으로써, 종래의 로봇속도제어방법과 같이 로봇정보와 로봇속도지령에 따라 새로이 모션프로파일을 작성하지 않아도 되므로 시간지연이 발생하지 않아 실시간으로 로봇속도를 제어할 수 있다. With this configuration, when the speed is changed during the operation of the robot, by converting the time variable Ts of the motion profile for controlling the robot into a time variable proportional to the user input, the robot information and the robot speed as in the conventional robot speed control method As there is no need to create a new motion profile according to the instruction, there is no time delay and the robot speed can be controlled in real time.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 로봇속도변경시 모션프로파일을 생성하지 아니하고 실시간으로 로봇의 속도를 변경할 수 있는 로봇속도제어시스템 및 그 속도제어방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a robot speed control system and a speed control method capable of changing the speed of a robot in real time without generating a motion profile when the robot speed is changed.
도 1은 본 발명에 따른 로봇속도제어시스템의 제어블록도,1 is a control block diagram of a robot speed control system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 로봇속도제어방법의 순서도,2 is a flow chart of the robot speed control method according to the present invention;
도 3은 최초구동시 로봇의 모션프로파일에 따른 속도함수그래프,Figure 3 is a speed function graph according to the motion profile of the robot at the first start,
도 4는 도 1의 시간변수를 2배로 변환하여 업데이트한 모션프로파일에 따른 속도함수그래프,4 is a velocity function graph according to a motion profile updated by converting the time variable of FIG.
도 5는 도 1의 시간변수를 1/2배로 변환하여 업데이트한 모션프로파일에 따른 속도함수그래프,5 is a speed function graph according to the motion profile updated by converting the time variable of FIG.
도 6은 종래의 로봇속도제어시스템의 제어블록도,6 is a control block diagram of a conventional robot speed control system;
도 7은 종래의 로봇속도제어방법의 순서도,7 is a flow chart of a conventional robot speed control method,
도 8은 종래의 로봇의 모션프로파일에 따른 속도함수그래프이다.8 is a speed function graph according to the motion profile of a conventional robot.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 사용자입력부 10 : 제어부 1: user input unit 10: control unit
11 : 로봇정보수집부 13 : 프로파일생성부11: robot information collection unit 13: profile generation unit
15 : 사용자입력수령부 17 : 시간변수변환부15: user input receiving unit 17: time variable conversion unit
20 : 로봇구동부20: robot driving unit
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20120531 Year of fee payment: 8 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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