KR101312003B1 - R축을 포함한 로봇의 보간 방법 - Google Patents

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KR101312003B1 KR1020120063370A KR20120063370A KR101312003B1 KR 101312003 B1 KR101312003 B1 KR 101312003B1 KR 1020120063370 A KR1020120063370 A KR 1020120063370A KR 20120063370 A KR20120063370 A KR 20120063370A KR 101312003 B1 KR101312003 B1 KR 101312003B1
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이동현
손수경
권준달
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Abstract

본 발명은 로봇의 보간 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 R축의 회전에 대한 좌표계 변환과 이로부터의 궤적 생성을 통해 R축 끝단의 선속도를 일정하게 유지할 수 있는 R축을 포함한 로봇의 보간 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 R축을 포함한 로봇의 보간 방법에 있어서, R축이 제외된 관절 끝단을 직교 좌표 기준의 제1 글로벌 좌표로 변환하는 제1 글로벌 좌표 변환 단계와, 상기 제1 글로벌 좌표를 R축이 반영된 R축 끝단의 좌표로 변환하되, 상기 R축 끝단의 회전에 따른 로컬 좌표로 변환하는 로컬 좌표 변환 단계 및, 상기 R축 끝단의 회전에 따른 로컬 좌표를 바탕으로 직교 좌표 기준의 궤적 연산을 통해 R축 끝단의 이동 궤적을 생성하는 궤적 생성 단계를 포함하며, 상기 궤적 생성 단계는 상기 R축 끝단이 일정한 선속도로 이동하도록 이동 궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

R축을 포함한 로봇의 보간 방법{INTERPOLATION METHOD OF ROBOT COMPRISING R-AXIS}
본 발명은 로봇의 보간 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 R축의 회전에 대한 좌표계 변환과 이로부터의 궤적 생성을 통해 R축 끝단의 선속도를 일정하게 유지할 수 있는 R축을 포함한 로봇의 보간 방법에 관한 것이다.
반도체, LCD 패널 공정이 점점 대형화 되면서 인력에 의한 작업이 산업용 로봇 시스템에 의한 작업으로 대체되고 있다. 상기와 같은 산업용 로봇의 활용으로 인한 자동 제어를 통해 파이프 라인에 의한 공정의 속도가 증가하여 공정의 효율성 및 수율이 향상되고 인권비 절감으로 인한 제조 원가가 감소되는 효과가 발생한다.
그리고, 이와 같은 산업용 로봇은 직교로봇으로서, 실링(sealing)이나 용접(welding)을 수행할 경우에 궤적 이동에 대한 선속도를 유지하는 것이 관건이다.
도 1은 종래 기술에 따른 보간 수행을 통해 로봇 관절의 동작을 제어하는 순서도이다.
도 1에 따른 종래 기술의 보간 방법은 관절 끝단의 좌표를 직교 좌표 기준의 좌표로 변환하고, 이때의 좌표를 이용해 관절의 이동 궤적을 생성하였다(S10,S12). 그리고, 생성된 상기 이동 궤적을 로봇의 각축이나 관절로 분배하여 로봇의 이동을 제어하였다(S14).
그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 R축을 포함한 직교로봇에서 보간을 수행하는 경우에, 직선 보간에서는 선속도를 유지하게 되지만, 원호 보간에서는 기구의 끝단과 R축의 끝단의 원호 길이가 서로 다르기 때문에 같은 선속도를 설정하여도 직선 보간과 원호 보간의 선속도가 서로 다르게 나타나는 문제가 있었다.
도 2는 종래 기술에 따라 직교로봇의 곡선구간 이동시에 관절 끝단과 R축 끝단의 움직임 도시한 도면이다.
R축을 사용한 보간에서 일반적으로 R축의 회전은 지정된 위치 이동에서 X,Y,Z축의 끝단의 이동완료 비율에 맞춰 회전하게 된다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, R축 끝단(B)에 의한 실제 이동 궤적은 내부적으로 관절 끝단(A)의 이동 경로로 계산되어 이동하게 된다.
따라서, R축을 이용한 보간에서 직선 보간의 경우에는 R축 끝단의 경로가 관절 끝단의 경로의 길이가 일치하기 때문에 선속도가 일정하게 유지되지만, 도 2에서와 같은 곡선구간의 원호 보간에 있어서는 관절 끝단(A0,A1,A2,A3,A4)의 이동 길이와 R축 끝단(B0,B1,B2,B3,B4)의 이동 길이가 서로 다르게 된다. 그리고, 관절 끝단(A)을 기준으로 이동 궤적이 계산되어 제어되기 때문에, R축 끝단(B)에서는 곡선구간에서 이동 속도가 증가해 선속도가 일정하지 않게 되는 문제가 있었다.
특히, 실링이나 용접 작업을 수행하는 로봇에서는 토출되는 속도나 용접 속도 등이 달라져 선의 두께가 달라지기 때문에 제품의 불량률을 증가시키는 문제가 되었다.
따라서, 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 R축을 포함한 로봇에서 R축 끝단의 선속도를 일정하게 유지할 수 있는 환경을 제공하고자 한다.
종래와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 목적은 글로벌 좌표를 R축 끝단에 대한 로컬 좌표로 변환해 이동 궤적을 생성함으로써, 곡선구간의 이동이나 R축의 회전시에 R축 끝단의 선속도를 일정하게 유지시킬 수 있는 R축을 포함한 로봇의 보간 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 R축 끝단을 기준으로 일정한 선속도를 갖는 이동궤적을 생성해 로봇의 동작을 제어함으로써, R축이 기울여진 평면상에 부착되거나 R축이 기울여진 행태로 회전하는 경우에도 기울여진 각도를 보상해 R축 끝단의 동작 속도를 일정하게 유지시킬 수 있는 환경을 제공하고자 한다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 R축을 포함한 로봇의 보간 방법에 있어서, R축이 제외된 관절 끝단을 직교 좌표 기준의 제1 글로벌 좌표로 변환하는 제1 글로벌 좌표 변환 단계와, 상기 제1 글로벌 좌표를 R축이 반영된 R축 끝단의 좌표로 변환하되, 상기 R축 끝단의 회전에 따른 로컬 좌표로 변환하는 로컬 좌표 변환 단계 및, 상기 R축 끝단의 회전에 따른 로컬 좌표를 바탕으로 직교 좌표 기준의 궤적 연산을 통해 R축 끝단의 이동 궤적을 생성하는 궤적 생성 단계를 포함하며, 상기 궤적 생성 단계는 상기 R축 끝단이 일정한 선속도로 이동하도록 이동 궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 R축 끝단의 로컬 좌표를 상기 R축이 제외된 관절 끝단의 제2 글로벌 좌표로 변환하되, R축 끝단의 이동 궤적에 따라 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 생성하는 제2 글로벌 좌표 변환 단계 및, R축이 제외된 관절 끝단의 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 관절들의 구동부로 분배하여 관절을 구동하는 구동 단계를 더 포함하며, 상기 구동 단계는 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 이용해 로봇의 관절들을 구동시켜 상기 R축 끝단을 일정한 선속도로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 궤적 생성 단계는 R축의 회전이 기울여진 각도를 갖는 경우, 기울여진 각도에 따른 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)의 회전을 모두 보상하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로컬 좌표 변환 단계는
R축의 회전에 대한 로컬 좌표를
Figure 112012047106814-pat00001
에 따라 변환하는 것을 특징으로 한다. 여기서,
Figure 112012047106814-pat00002
는 R축의 회전에 대한 R축 끝단의 로컬 좌표값,
Figure 112012047106814-pat00003
는 원점으로부터 관절 끝단에 대한 글로벌 좌표값,
Figure 112012047106814-pat00004
는 관절 끝단으로부터 R축 끝단에 대한 좌표값이며, θ는 R축의 Z축 회전에 따른 롤(roll), φ는 R축의 Y축 회전에 의한 피치(pitch), ψ는 R축의 X축 회전에 따른 요(yaw)이다.
또한, 상기 로컬 좌표 변환 단계는 X,Y,Z 방향의 오일러 각 회전을 통해 로컬 좌표를 생성하고, 상기 제2 글로벌 좌표 변환 단계는 Z,Y,X 방향의 오일러 각 회전을 통해 글로벌 좌표를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 R축을 포함한 로봇에서 R축 끝단의 선속도를 일정하게 유지할 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 글로벌 좌표를 R축 끝단에 대한 로컬 좌표로 변환해 이동 궤적을 생성함으로써, 곡선구간의 이동이나 R축의 회전시에 R축 끝단의 선속도를 일정하게 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
또한, 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 R축 끝단을 기준으로 일정한 선속도를 갖는 이동궤적을 생성해 로봇의 동작을 제어함으로써, R축이 기울여진 평면상에 부착되거나 R축이 기울여진 행태로 회전하는 경우에도 기울여진 각도를 보상해 R축 끝단의 동작 속도를 일정하게 유지시킬 수 있는 환경을 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 보간 수행을 통해 로봇 관절의 동작을 제어하는 순서도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 직교로봇의 곡선구간 이동시에 관절 끝단과 R축 끝단의 움직임 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 제어 시스템의 개략적인 구성이 도시된 블록구성도이다.
도 4는 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법을 통해 로봇 관절의 동작을 제어하는 순서도이다.
도 5는 R축이 관절의 끝단에 부착된 직교로봇을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 따른 직교로봇의 곡선구간 이동시의 관절 끝단과 R축 끝단의 움직임 도시한 도면이다.
도 7은 R축이 바닥면에 부착된 경우의 직교로봇을 도시한 사시도이다.
도 8은 R축이 바닥면에 부착된 경우의 직교로봇의 X,Y,Z축 기준의 회전에 따른 움직임을 도시한 도면이다.
도 9는 도 7에 따른 직교로봇의 곡선구간 이동시의 R축의 회전에 따른 관절 끝단의 움직임 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 제어 시스템의 개략적인 구성이 도시된 블록구성도이다.
도 3에 따른 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 제어 시스템은 좌표 변환부(10), 궤적 생성부(20), 제어부(30) 및, 구동부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
좌표 변환부(10)는 로봇의 이동 궤적을 생성해 구동하기 위한 글로벌 좌표나 로컬 좌표의 각종 좌표값들을 생성하며 변환하는 수단이다. 여기서, 글로벌 좌표는 로봇 기구상의 원점으로부터 R축을 제외한 관절의 끝단에 대한 좌표이며, 로컬 좌표는 R축의 회전이 반영된 기구상의 원점으로부터 관절 끝단이나 R축의 끝단에 대한 좌표를 의미한다.
궤적 생성부(20)는 R축 끝단이나 R축의 회전이 반영된 관절 끝단의 이동 궤적을 생성하는 수단이다. 본 발명이 적용되는 직교로봇은 R축의 끝단에서 실링(Sealing)이나 용접 등의 작업을 수행하므로, R축 끝단의 움직임이 일정하도록 R축 끝단에 대한 이동 궤적을 생성한다.
제어부(30)는 상기 좌표 변환부(10) 및 궤적 생성부(20)를 통해 좌표값을 변환해 이동 궤적을 생성하도록 제어하며, 이때 생성된 이동 궤적을 통해 R축 끝단이 일정한 속도로 이동하도록 하기 구동부(40)를 제어한다.
구동부(40)는 제어부(30)의 제어 신호에 따라 로봇의 각 관절을 구동하는 수단으로, 일반적인 모터나 서보모터 등으로 구현될 수 있다.
이하에서는, R축 끝단이 일정한 선속도를 갖도록 제어할 수 있도록 R축을 포함한 로봇의 보간 방법에 대해서 상세히 설명하겠다.
도 4는 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법을 통해 로봇 관절의 동작을 제어하는 순서도이다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 제1 글로벌 좌표 변환 단계, 로컬 좌표 변환 단계, 궤적 생성 단계, 제2 글로벌 좌표 변환 단계 및, 구동 단계를 포함한다.
제1 글로벌 좌표 변환 단계는 관절 끝단에 대한 직교 좌표 기준의 글로벌 좌표를 생성해 변환하는 단계이다(S20). 여기서, 제1 글로벌 좌표는 로봇의 원점으로부터 관절의 끝단에 대한 직교 좌표값을 의미한다.
로컬 좌표 변환 단계는 상기 제1 글로벌 좌표를 R축이 반영된 R축 끝단의 좌표로 변환하는 단계이다(S22). 따라서, 로컬 좌표 변환 단계는 회전에 대한 R축 끝단의 로컬 좌표를 생성하는 단계이다. 여기서, 이때의 로컬 좌표는 로봇의 원점으로부터 R축 끝단에 대한 좌표가 된다.
그리고, 로컬 좌표는 아래의 수학식 1에 따라 글로벌 좌표에 R축의 회전을 반영해 생성한다.
Figure 112012047106814-pat00005
여기서,
Figure 112012047106814-pat00006
는 R축의 회전에 대한 R축 끝단의 로컬 좌표값,
Figure 112012047106814-pat00007
는 원점으로부터 관절 끝단에 대한 글로벌 좌표값,
Figure 112012047106814-pat00008
는 관절 끝단으로부터 R축 끝단에 대한 좌표값이며, θ는 R축의 Z축 회전에 따른 롤(roll), φ는 R축의 Y축 회전에 의한 피치(pitch), ψ는 R축의 X축 회전에 따른 요(yaw)이다.
그리고, X, Y, Z 축에 대한 회전은 각각 아래의 수학식 2와 같이 표현된다.
Figure 112012047106814-pat00009
Figure 112012047106814-pat00010
Figure 112012047106814-pat00011
따라서, 로컬 좌표 생성 단계는 X,Y,Z축 방향의 오일러 각 회전을 통해 로컬 좌표를 생성하게 됨을 알 수 있다. 이는, 일반적인 방위 상에서 X축 방향으로의 회전과 Y축 방향으로의 회전각이 표현될 수도 있지만, 일정 각도 기울여진 상태에서 Z축 방향의 회전을 주요 사용하기 때문에, 회전 순서를 X,Y,Z 방향의 오일러 각 회전으로 표현하였다.
궤적 생성 단계는 R축 끝단의 회전에 따른 로컬 좌표를 바탕으로 직교 좌표 기준의 궤적 연산을 통해 R축 끝단의 이동 궤적을 생성하는 단계이다(S24). 여기서, 궤적 생성 단계는 상기 R축 끝단이 일정한 선속도로 이동하도록 이동 궤적을 생성하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 궤적 생성 단계는 R축의 회전이 기울여진 각도를 갖는 경우, 기울여진 각도에 따른 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)의 회전을 모두 보상할 수 있게 된다.
제2 글로벌 좌표 변환 단계는 R축 끝단의 로컬 좌표를 상기 R축이 제외된 관절 끝단의 글로벌 좌표로 변환하는 단계이다(S26). 그리고, 제2 글로벌 좌표 변환 단계는 R축 끝단의 이동 궤적에 따라 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 생성한다.
제2 글로벌 좌표 변환 단계는 상기 로컬 좌표 변환 단계에 의한 수학식 1의 역변환을 통해서 로컬 좌표로부터 글로벌 좌표로 변환한다. 그리고, 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적은 R축이 제외된 관절 끝단에 대한 이동 궤적으로서, 본 발명에 의해 직접적으로 구동이 제어되는 이동 궤적이다.
구동 단계는 R축이 제외된 관절 끝단의 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 관절들의 구동부(40)로 분배하여 관절을 구동하는 단계이다(S28).
따라서, 구동 단계는 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 이용해 로봇의 관절들을 구동시키므로, 본 발명이 적용된 로봇의 R축 끝단은 일정한 선속도로 이동하게 된다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따라 본 발명의 보간 방법이 적용될 수 있는 R축이 관절의 끝단에 부착된 직교로봇을 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명이 적용되는 직교로봇은 로봇의 X축, Y축, Z축의 직선방향으로 이동하는 암(arm)들과, 로봇의 끝단에 회전할 수 있는 R축의 툴(Rotation tool)을 포함하여 구성된다. 여기서, 본 발명의 관절 끝단은 A 지점이며, R축 끝단은 B 지점을 의미한다.
도 6은 본 발명의 도 4에 따른 직교로봇의 곡선구간 이동시의 관절 끝단과 R축 끝단의 움직임 도시한 도면이다.
본 발명은 관절 끝단(A`)에 대한 글로벌 좌표를 생성하고, 이때의 글로벌 좌표를 R축 끝단(B`)에 대한 로컬 좌표로 변환한다. 그리고, 로봇의 구동에 따른 R축 끝단의 이동 궤적(B`0,B`1, B`2,B`3,B`4)을 생성하는데, 이때의 이동 궤적은 일정한 선속도로 이동하도록 한다.
그리고, 본 발명은 R축 끝단(B`)의 이동 궤적을 통해 관절 끝단(A`)의 움직임을 제어하게 된다. 따라서, 도 5에서와 같이 본 발명은 R축 끝단(B`)이 직선구간에서 뿐만 아니라 곡선구간에서도 일정한 선속도를 갖고 이동하게 된다.
도 7은 R축이 바닥면에 부착된 경우의 직교로봇을 도시한 사시도이다.
도 7에 따른 직교로봇은 도 5에서와 달리 R축이 바닥면에 부착되어 회전하도록 구현될 수 있다. 그리고, 직교로봇의 관절 끝단이 R축의 회전과 병행하여 다양한 작업 등을 수행하게 된다.
도 8은 R축이 바닥면에 부착된 경우의 직교로봇의 X,Y,Z축 기준의 회전에 따른 움직임을 도시한 도면이다.
도 8(a)는 X축을 기준으로의 회전을 의미하며, R축이 기울여진 각을 가지고 회전하는 경우에 롤(roll)에 따른 움직임을 나타낸다. 마찬가지로, 도 8(b)는 Y축 기준으로의 회전으로서 R축이 기울여진 각을 가지고 회전하는 경우에 피치(pitch)에 따른 움직임을 나타내며, 도 8(c)는 Z축 기준으로의 회전으로서 R축이 기울여진 각을 가지고 회전하는 경우에 요(yaw)에 따른 움직임을 나타낸다.
본 발명은 R축 끝단을 기준으로 일정한 선속도를 갖는 이동궤적을 생성해 로봇의 동작을 제어함으로써, R축이 기울여진 평면상에 부착되거나 R축이 기울여진 행태로 회전하는 경우에도 기울여진 각도를 보상해 R축 끝단의 동작 속도를 일정하게 유지시킬 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 도 6에 따른 직교로봇의 곡선구간 이동시의 R축의 회전에 따른 관절 끝단의 움직임 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 관절 끝단의 이동은 A"와 같이 작은 원호를 그리며 이동하게 된다. 그러나, R축이 바닥면에 부착되어 회전하게 되므로, 관절 끝단의 이동과 R축의 회전에 의해 실제로 그려지는 원호는 B"와 같이 보다 큰 원호를 형성하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 9과 같은 경우에도, R축의 회전이 반영된 원호 B"가 일정한 속도로 이동하도록 이동궤적을 생성하고, 이때의 이동궤적을 관절 끝단의 글로벌 좌표로 변환해 관절 끝단을 제어하게 된다.
즉, 본 발명은 R축이 바닥면에 부착된 경우에도 R축의 회전이 반영된 로컬 좌료로부터 이동 궤적을 생성하는 보간을 통해서 관절 끝단의 구동을 제어할 수 있으며, R축이 회전하더라도 일정한 선속도로 작업할 수 있음을 보여준다.
또한, 본 발명의 R축을 포함한 로봇의 보간 방법은 실링이나 용접등을 수행하기 위한 직교 로봇에서 뿐만아니라, 다관절 구조의 로봇들에서 R축을 포함한 보간을 수행하는 경우에 적용이 가능하다.
이상에서, 본 발명에 따른 R축을 포함한 로봇의 보간 방법 및 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
10: 좌표 변환부 20: 궤적 생성부
30: 제어부 40: 구동부

Claims (5)

  1. R축을 포함한 로봇의 보간 방법에 있어서,
    R축이 제외된 관절 끝단을 직교 좌표 기준의 제1 글로벌 좌표로 변환하는 제1 글로벌 좌표 변환 단계;
    상기 제1 글로벌 좌표를 R축이 반영된 R축 끝단의 좌표로 변환하되, 상기 R축 끝단의 회전에 따른 로컬 좌표로 변환하는 로컬 좌표 변환 단계;
    상기 R축 끝단의 회전에 따른 로컬 좌표를 바탕으로 직교 좌표 기준의 궤적 연산을 통해 R축 끝단의 이동 궤적을 생성하는 궤적 생성 단계;
    R축 끝단의 로컬 좌표를 상기 R축이 제외된 관절 끝단의 제2 글로벌 좌표로 변환하되, R축 끝단의 이동 궤적에 따라 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 생성하는 제2 글로벌 좌표 변환 단계; 및
    R축이 제외된 관절 끝단의 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 관절들의 구동부로 분배하여 관절을 구동하는 구동 단계;
    를 포함하며,
    상기 궤적 생성 단계는 상기 R축 끝단이 일정한 선속도로 이동하도록 이동 궤적을 생성하고, 상기 구동 단계는 상기 제2 글로벌 좌표의 이동 궤적을 이용해 로봇의 관절들을 구동시켜 상기 R축 끝단을 일정한 선속도로 이동시키는 것을 특징으로 하는 R축을 포함한 로봇의 보간 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 궤적 생성 단계는
    R축의 회전이 기울여진 각도를 갖는 경우, 기울여진 각도에 따른 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)의 회전을 모두 보상하는 것을 특징으로 하는 R축을 포함한 로봇의 보간 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로컬 좌표 변환 단계는
    R축의 회전에 대한 로컬 좌표를
    Figure 112013075379414-pat00012
    에 따라 변환하는 것을 특징으로 하는 R축을 포함한 로봇의 보간 방법.
    여기서,
    Figure 112013075379414-pat00013
    는 R축의 회전에 대한 R축 끝단의 로컬 좌표값,
    Figure 112013075379414-pat00014
    는 원점으로부터 관절 끝단에 대한 글로벌 좌표값,
    Figure 112013075379414-pat00015
    는 관절 끝단으로부터 R축 끝단에 대한 좌표값이며, θ는 R축의 Z축 회전에 따른 롤(roll), φ는 R축의 Y축 회전에 의한 피치(pitch), ψ는 R축의 X축 회전에 따른 요(yaw)이다.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로컬 좌표 변환 단계는 X,Y,Z 방향의 오일러 각 회전을 통해 로컬 좌표를 생성하고, 상기 제2 글로벌 좌표 변환 단계는 Z,Y,X 방향의 오일러 각 회전을 통해 글로벌 좌표를 생성하는 것을 특징으로 하는 R축을 포함한 로봇의 보간 방법.
  5. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109164759A (zh) * 2018-08-01 2019-01-08 深圳市汇川技术股份有限公司 曲线插补方法、设备及计算机可读存储介质
CN117930833A (zh) * 2023-12-28 2024-04-26 遨博(江苏)机器人有限公司 机器人轨迹的评估优化方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765671B1 (ko) * 2005-02-25 2007-10-11 세이코 엡슨 가부시키가이샤 로봇 궤적 제어 방법 및 장치와 로봇 궤적 제어 방법의프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
JP2012040669A (ja) * 2010-08-23 2012-03-01 Ihi Corp バラ積みピッキング装置および方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765671B1 (ko) * 2005-02-25 2007-10-11 세이코 엡슨 가부시키가이샤 로봇 궤적 제어 방법 및 장치와 로봇 궤적 제어 방법의프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
JP2012040669A (ja) * 2010-08-23 2012-03-01 Ihi Corp バラ積みピッキング装置および方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109164759A (zh) * 2018-08-01 2019-01-08 深圳市汇川技术股份有限公司 曲线插补方法、设备及计算机可读存储介质
CN109164759B (zh) * 2018-08-01 2021-12-21 深圳市汇川技术股份有限公司 曲线插补方法、设备及计算机可读存储介质
CN117930833A (zh) * 2023-12-28 2024-04-26 遨博(江苏)机器人有限公司 机器人轨迹的评估优化方法

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