KR101679835B1 - Robot manipulator device being capable of observing the frictional torque on the articulation of the same and a method for controlling the same - Google Patents

Robot manipulator device being capable of observing the frictional torque on the articulation of the same and a method for controlling the same Download PDF

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Abstract

본 발명은, 구동 모터를 통하여 가동되는 관절부를 구비하는 로봇 머니퓰레이터의 제어부의 감지 제어 신호에 따라 감지부가 상기 관절부의 회전각을 포함하는 감지 관절 정보를 취득하고, 상기 구동 모터에 인가되는 모터 전류가 취득되어 상기 제어부로 전달되는 감지 단계와, 상기 감지 단계에서 취득된 상기 감지 관절 정보, 모터 전류 및 상기 제어부와 연결되는 저장부에 사전 설정 저장된 추정 데이터에 기초하여 상기 관절부에서 발생하는 마찰 토크를 추정 산출하는 추정 분석 단계를 포함하는 로봇 머니퓰레이터 제어 방법 및 로봇 머니퓰레이터를 제공한다.According to the present invention, the sensing part acquires the sensing joint information including the rotation angle of the joint part according to the sensing control signal of the control part of the robot manipulator having the joint part operated through the driving motor, and the motor current applied to the driving motor And estimating friction torque generated in the joint part based on the sensing joint information acquired in the sensing step, the motor current, and the estimated data stored in advance in the storage part connected to the control part, A robot manipulator control method including the estimated analyzing step to be performed and a robot manipulator are provided.

Description

로봇 머니퓰레이터 및 이의 제어 방법{ROBOT MANIPULATOR DEVICE BEING CAPABLE OF OBSERVING THE FRICTIONAL TORQUE ON THE ARTICULATION OF THE SAME AND A METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a robot manipulator and a control method thereof,

본 발명은 로봇 머니퓰레이터의 각 관절에서 발생하는 마찰력을 추정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가속도 센서, 힘/토크 센서와 같은 추가적인 센서의 사용 없이 로봇에 기본적으로 내장되어 있는 모터와 엔코더만을 이용하여 로봇 관절에서 발생하는 마찰력에 의한 마찰 토크를 산출할 수 있는 로봇 머니퓰레이터 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for estimating a frictional force generated in each joint of a robot manipulator, and more particularly, to a method and apparatus for estimating a frictional force generated in each joint of a robot manipulator using only a motor and an encoder built in the robot without using additional sensors such as an acceleration sensor and a force / To a robot manipulator capable of calculating a friction torque due to a frictional force generated in a robot joint, and a control method thereof.

로봇 머니퓰레이터의 관절에서 발생하는 마찰력은 로봇의 위치 및 속도 오차, 응답성능 저하, stick-slip 운동 등과 같은 비선형 마찰현상을 야기하여 로봇의 정밀 제어 및 관절토크 기반 제어의 성능을 저하하는 주요 원인이다. Frictional forces generated in the joints of robot manipulators cause nonlinear friction phenomena such as robot position and velocity error, response degradation and stick-slip motion, which are major causes of deteriorating performance of robot precise control and joint torque-based control.

마찰현상으로 인한 로봇의 제어성능 저하를 로봇의 관절 마찰력을 예측하여 적절히 보상함으로써 개선할 수 있으며, 이러한 기술을 로봇 머니퓰레이터의 마찰 보상 기술이라 한다. This can be improved by anticipating and compensating the joint friction force of the robot due to the friction phenomenon, and this technique is called the friction compensation technique of the robot manipulator.

로봇의 관절에서 발생하는 마찰력을 예측하기 위해서는 마찰력의 수학적 모델을 구성해야 하며, 마찰력의 수학적 모델을 구성하기 위해서는 마찰력을 추정하는 과정이 반드시 필요하다. In order to predict the frictional force generated by the joint of the robot, a mathematical model of frictional force must be constructed. In order to construct a mathematical model of frictional force, a process of estimating frictional force is indispensable.

로봇 머니퓰레이터의 관절에 작용하는 마찰력을 산출하는 방법은 크게 두 가지 방법으로 구분할 수 있다. The method of calculating the frictional force acting on the joint of the robot manipulator can be divided into two methods.

첫째는 힘/토크 센서를 이용하여 직접적으로 로봇의 관절 마찰력을 측정하는 방법이고, 둘째는 로봇의 동역학 수식과 관측기를 바탕으로 간접적으로 로봇의 관절 마찰력을 추정하는 방법이다.The first is a method of directly measuring the joint friction force of a robot using a force / torque sensor, and the second is a method of indirectly estimating a joint friction force of a robot based on a dynamic equation of a robot and an observer.

센서 기반의 마찰력 측정 방법은 힘/토크 센서 등을 이용하여 로봇 관절에 내장된 모터에서 출력되어 관절로 인가된 힘과 토크를 측정하고, 로봇 링크에 작용한 힘과 토크를 측정함으로써 모터에서 출력된 힘과 토크 중 관절 마찰로 손실되어 로봇의 링크로 전달되지 않은 힘과 토크를 산출하는 방법이다. 센서 기반의 마찰력 측정 방법은 비선형적인 특성이 강한 로봇의 관절 마찰력을 정확하게 산출할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이러한 방법은 힘/토크 센서와 같은 고가의 센서가 필요하므로 경제적이지 못하며, 산업현장에서 사용되는 대부분의 로봇에는 힘/토크 센서가 장착되어 있지 않아 센서의 설치를 위한 추가적인 기구부의 장착 또는 설계의 변경을 수반하므로 실용적이지 못하다. The sensor based friction force measurement method uses a force / torque sensor to measure the force and torque applied to the joints output from the motor incorporated in the robot joint, and measures the force and torque acting on the robot link, It is a method to calculate force and torque which are lost due to joint friction among force and torque and not transmitted by link of robot. The sensor based friction force measurement method has an advantage that the joint friction force of a robot having a nonlinear characteristic can be accurately calculated. However, this method is not economical because it requires an expensive sensor such as a force / torque sensor, and since most robots used in the industrial field are not equipped with a force / torque sensor, It is not practical because it involves changes.

또한, 관측기 기반의 마찰력 추정 방법은 로봇 관절의 위치, 속도, 가속도 등과 같이 로봇의 상태를 나타낼 수 있는 지표들과 로봇의 동역학 수식을 활용하여 관절 마찰력의 관측기를 설계하고, 설계된 관측기를 이용하여 마찰 토크를 간접적으로 추정하는 방법이다. In addition, observer-based friction force estimation methods are designed to design an observer of joint frictional force using the indexes of the robot's state such as the position, speed, and acceleration of the robot and the kinematic equations of the robot, This is a method of indirectly estimating the torque.

관측기 기반의 마찰력 추정 방법은 힘/토크 센서의 설치와 로봇의 설계 변경을 수행하지 않고 마찰력을 산출할 수 있으므로 매우 경제적이나 마찰력 추정을 위한 관측기의 설계 과정에서 비선형적인 마찰현상의 선형화 및 단순화가 필요하므로 매우 제한적인 조건에서만 가능하다는 한계가 수반된다.
Observer based friction force estimation method is very economical because it can calculate frictional force without installation of force / torque sensor and design change of robot. Therefore it is necessary to linearize and simplify nonlinear frictional phenomenon in observer design process for frictional force estimation Therefore, there is a limitation that it is possible only under very limited conditions.

본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 추가적인 힘/토크 센서 및 로봇 관절의 가속도 정보를 사용하지 않고, 로봇 머니퓰레이터의 각 관절에서 발생하는 마찰력을 추정하는 방법 및 이를 수행하는 로봇 머니퓰레이터를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the above problems and provide a method of estimating a friction force generated in each joint of a robot manipulator without using additional acceleration / torque sensor and acceleration information of the robot joint, and a robot manipulator .

따라서 로봇 머니퓰레이터의 동작의 구현을 위하여 기본적으로 로봇 머니퓰레이터에 내장되어 있는 모터와 엔코더만을 이용하여 로봇의 관절에서 발생하는 마찰력 및 마찰 토크를 추정할 수 있는 방법 및 이를 수행하는 로봇 머니퓰레이터를 제공한다. Accordingly, a robot manipulator is provided for estimating the frictional force and friction torque generated in the joint of a robot using only a motor and an encoder built in the robot manipulator in order to realize the operation of the robot manipulator.

또한 마찰 현상의 선형화 및 단순화를 수행하지 않고, 마찰력을 추정할 수 있는 마찰력 관측기를 고안하여 로봇 머니퓰레이터의 급격한 상태 변화 및 비선형적인 마찰력의 발생 시에도 정확하게 마찰력에 의한 마찰 토크를 추정할 수 있도록 한다.
In addition, a frictional force observer capable of estimating the frictional force is designed without linearization and simplification of the frictional phenomenon, so that the frictional torque due to frictional force can be accurately estimated even when a sudden change in the state of the robot manipulator or a nonlinear frictional force occurs.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동 모터를 통하여 가동되는 관절부를 구비하는 로봇 머니퓰레이터의 제어부의 감지 제어 신호에 따라 감지부가 상기 관절부의 회전각을 포함하는 감지 관절 정보를 취득하고, 상기 구동 모터에 인가되는 모터 전류가 취득되어 상기 제어부로 전달되는 감지 단계와, 상기 감지 단계에서 취득된 상기 감지 관절 정보, 모터 전류 및 상기 제어부와 연결되는 저장부에 사전 설정 저장된 추정 데이터에 기초하여 상기 관절부에서 발생하는 마찰 토크를 추정 산출하는 추정 분석 단계를 포함하는 로봇 머니퓰레이터 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a robot manipulator comprising: a sensing unit for sensing movement of a joint of a robot manipulator, A sensing step of sensing a motor current applied to the motor and transmitting the sensed motor current to the control unit; and a sensing step of sensing, based on the sensing joint information, the motor current, and the estimated data stored in advance in the storage unit, And an estimated analyzing step of estimating and calculating a friction torque generated in the robot manipulator.

상기 로봇 머니퓰레이터 제어 방법에 있어서, 상기 추정 분석 단계는: 상기 감지 토크 정보와 상기 모터 전류와 상기 추정 데이터에 기초하여 상기 제어부의 추정 제어 신호에 따라 관측기에서 마찰 추정 토크가 연산되는 마찰 추정 토크 연산 단계를 포함하고, 상기 마찰 추정 토크 연산 단계는, 상기 관측기에 저역 통과 필터가 구비되고, 상기 저역 통과 필터를 통한 저역 통과 필터링되어 상가 마찰 추정 토크가 산출되는 것을 포함할 수도 있다. The robot manipulator control method according to claim 1, wherein the estimating and analyzing step includes: a friction estimation torque computing step of computing a friction estimation torque in an observer based on the sensing torque information, the motor current, And the step of calculating the friction estimated torque may include a step of providing a low-pass filter to the observer and performing low-pass filtering through the low-pass filter to calculate an up-close friction estimated torque.

상기 로봇 머니퓰레이터 제어 방법에 있어서, 상기 저역 통과 필터링 단계를 통하여 산출되는 상기 마찰 토크는,In the robotic manipulator control method, the friction torque calculated through the low-

Figure 112014053615133-pat00001
로 표현되고,
Figure 112014053615133-pat00001
Lt; / RTI >

상기 구동 모터의 출력 토크는 감속기를 통하여 상기 관절부에 연결되고, 여기서, t는 시간을 나타내는 시간 변수이고, τm 은 상기 구동 모터의 출력토크, τf 는 상기 관절부 내부의 기계요소들에 의하여 손실된 마찰토크, K는 상기 저역통과 필터의 차단주파수, r (>1)는 상기 감속기의 감속비, M은 상기 로봇 머니퓰레이터의 관성행렬, CT 는 상기 로봇 머니퓰레이터의 코리올리력 및 원심력를 포함하는 비선형 항을 나타내는 행렬(C)의 트랜스포즈,

Figure 112015098293887-pat00060
및 q는 상기 로봇 머니퓰레이터의 상기 관절부에 대한 속도 벡터 및 변위 벡터, g는 중력벡터일 수도 있다. Wherein an output torque of the drive motor is connected to the joint through a speed reducer, wherein t is a time variable representing time, τ m is an output torque of the drive motor, and τ f is a loss Wherein K is a cut-off frequency of the low-pass filter, r (> 1) is a reduction ratio of the speed reducer, M is a inertia matrix of the robot manipulator, C T is a nonlinear term including the Coriolis force and centrifugal force of the robot manipulator A transpose of the matrix C indicating,
Figure 112015098293887-pat00060
And q may be a velocity vector and a displacement vector for the joint portion of the robot manipulator, and g may be a gravity vector.

상기 로봇 머니퓰레이터 제어 방법에 있어서, 상기 제어부의 제어기가 상기 마찰 추정 토크를 이용하여 상기 관절부에 상기 출력 토크를 보상하도록 상기 구동 모터를 제어하는 보상 제어 단계를 포함할 수도 있다. In the robotic manipulator control method, the controller of the control unit may include a compensation control step of controlling the drive motor to compensate the output torque to the joint part using the friction estimation torque.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 관절부의 제어 동작을 이루는 로봇 머니퓰레이터로서, 상기 관절부를 가동시키기 위한 출력 토크를 형성하고 감속기를 통하여 상기 관절부에 연결되는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 구동 제어 신호인 모터 전류 신호를 인가하는 제어기를 구비하는 제어부와, 상기 제어부의 감지 제어 신호에 따라 상기 관절부의 회전각을 감지하는 관절 위치 측정부를 포함하고 상기 제어부에 감지 관절 정보를 제공하는 감지부와, 상기 감지부에서 취득된 상기 감지 관절 정보, 상기 구동 모터에 인가되는 모터 전류 신호의 모터 전류 및 사전 설정 저장된 추정 데이터를 저장하는 저장부와, 상기 제어부의 연산 제어 신호에 따라 소정의 연산 과정을 실행하는 연산부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 감지 관절 정보, 모터 전류 및 상기 사전 설정 저장된 추정 데이터에 기초하여 상기 관절부에서 발생하는 마찰 토크를 추정 산출하는 관측기를 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 머니퓰레이터를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a robot manipulator for performing a control operation of a joint part, the robot manipulator comprising: a drive motor that forms an output torque for moving the joint part and is connected to the joint part through a speed reducer; A sensing unit for sensing the rotation angle of the joint according to a sensing control signal of the sensing unit and providing sensory joint information to the sensing unit; A storage unit for storing the sensing joint information acquired in the control unit, the motor current of the motor current signal applied to the driving motor, and the presumed stored estimation data, and an operation unit for executing a predetermined calculation process according to the operation control signal of the control unit Wherein the controller is configured to control the sensing joint information, the motor current, And an observer for estimating and calculating a friction torque generated in the joint part based on the presumed stored estimation data.

상기 로봇 머니퓰레이터에 있어서, 상기 관측기가 산출하는 상기 마찰 추정 토크는:In the robot manipulator, the friction estimated torque calculated by the observer is:

Figure 112014053615133-pat00003
로 표현되고,
Figure 112014053615133-pat00003
Lt; / RTI >

상기 구동 모터의 출력 토크는 감속기를 통하여 상기 관절부에 연결되고, An output torque of the drive motor is connected to the joint through a speed reducer,

여기서, t는 시간을 나타내는 시간 변수이고, τm 은 상기 구동 모터의 출력토크, τf 는 상기 관절부 내부의 기계요소들에 의하여 손실된 마찰토크, K는 상기 저역통과 필터의 차단주파수, r (>1)는 상기 감속기의 감속비, M은 상기 로봇 머니퓰레이터의 관성행렬, CT 는 상기 로봇 머니퓰레이터의 코리올리력 및 원심력를 포함하는 비선형 항을 나타내는 행렬(C)의 트랜스포즈,

Figure 112015098293887-pat00061
및 q는 상기 로봇 머니퓰레이터의 상기 관절부에 대한 속도 벡터 및 변위 벡터, g는 중력벡터일 수도 있다. Where t is the time variable representing the time, τ m is the output torque of the drive motor, τ f is the frictional torque lost by the mechanical elements within the joint, K is the cutoff frequency of the low pass filter, r ( > 1) is a reduction ratio of the speed reducer, M is an inertia matrix of the robot manipulator, C T is a transpose of a matrix (C) representing a nonlinear term including a coriolis force and a centrifugal force of the robot manipulator,
Figure 112015098293887-pat00061
And q may be a velocity vector and a displacement vector for the joint portion of the robot manipulator, and g may be a gravity vector.

상기 로봇 머니퓰레이터에 있어서, 상기 제어기가 상기 마찰 추정 토크를 이용하여 상기 관절부에서의 상기 출력 토크를 보상하도록 상기 구동 모터를 제어하도록 상기 구동 모터에 보상 제어 신호를 인가하여 보상할 수도 있다.
In the robot manipulator, the controller may compensate by applying a compensation control signal to the drive motor to control the drive motor to compensate for the output torque at the joint using the friction estimation torque.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다. The robot manipulator control method according to the present invention having the above-described configuration has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 및 이의 제어 방법은, 추가적인 센서를 사용하지 않고, 기본적으로 로봇 머니퓰레이터에 내장되어 있는 구동 모터의 전류정보와 엔코더로 구현되는 감지부의 관절 위치 측정값만을 사용함으로써, 경제적으로 관절 마찰력을 추정할 수 있으며, 설계의 변경 및 추가적인 기구의 장착이 필요 없어 이미 산업현장에서 사용되고 있는 일반적인 로봇 머니퓰레이터에의 적용성이 상당히 수월하다.First, the robot manipulator and the control method thereof according to the present invention use only the current information of the drive motor built in the robot manipulator and the joint position measurement values of the sensing part implemented by the encoder, basically without using additional sensors, It is possible to estimate the joint friction force, and it is considerably easier to apply to a general robot manipulator which is already used in the industrial field, since the design is not changed and the additional mechanism is not installed.

둘째, 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 및 이의 제어 방법은, 본 발명의 저역통과 필터 기반의 관측기를 사용하면 마찰 현상의 선형화 및 단순화를 수행하지 않고 로봇 머니퓰레이터의 관절에서 발생한 마찰력을 추정할 수 있어 복잡하고 비선형성이 강한 마찰력을 정확하게 추정 가능하여, 다양한 마찰력의 추정에 적용 가능하게 한다. Second, the robot manipulator and its control method according to the present invention can estimate the frictional force generated in the joint of the robot manipulator without performing linearization and simplification of the friction phenomenon by using the low pass filter based observer of the present invention, It is possible to accurately estimate the frictional force having a nonlinearity and to be applicable to estimation of various frictional forces.

셋째, 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 및 이의 제어 방법은, 로봇 머니퓰레이터 관절에서 발생하는 마찰을 추정하고, 추정된 마찰력의 마찰 추정 토크를 바탕으로 마찰을 보상함으로써 로봇의 정밀 제어 성능을 향상시킬 수 있다.
Third, the robot manipulator and its control method according to the present invention can improve the precision control performance of the robot by estimating the friction generated in the robot manipulator joint and compensating the friction based on the estimated friction torque of the estimated friction force.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

도 1는 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 제어 방법을 실행하는 로봇 머니퓰레이터의 개략적인 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 머니퓰레이터의 개략적인 블록 선도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇 머니퓰레이터의 개략적인 관절부의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 제어 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 제어 방법의 세부 단계에 대한 구성도 및 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a robot manipulator for executing a robot manipulator control method according to the present invention.
2 is a schematic block diagram of a robot manipulator according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a joint part of a robot manipulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic flowchart of a robot manipulator control method according to the present invention.
5 to 7 are block diagrams and flow charts of the detailed steps of the robot manipulator control method according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method for controlling a robot manipulator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 제어 방법은 로봇 머니퓰레이터(10)의 관절부에서 형성되는 마찰토크(τf)를 관측기를 통한 추정 산출하는 것으로, 이를 통하여 추정 산출된 마찰토크(τf)를 이용하여 각 관절부에서의 힘토크제어를 통한 입력된 작업 모드 수행 내지 충돌과 같은 비정상적인 외력에 의한 영향 발생 감지 및 대응 제어 등을 실행할 수 있다. The robot manipulator control method according to the present invention estimates and calculates the frictional torque? F formed at the joint portion of the robot manipulator 10 through an observer and calculates the frictional torque? F at each joint using the estimated frictional torque? It is possible to perform an input operation mode through force torque control or to detect and respond to the occurrence of an influence due to an abnormal external force such as a collision.

본 발명의 로봇 머니퓰레이터(10)는 하나 이상의 관절부(100)를 구비하는데, 관절부(100)에는 가동을 위한 구동 모터(1)가 배치된다. 도 1에는 간략화된 로봇 머니퓰레이터(10)의 개략적인 상태도가 도시되고, 도 2에는 로봇 머니퓰레이터(10)의 관절부에서의 개략적인 구조도가 도시된다. 도 1에서 일축 로봇 머니퓰레이터를 도시하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 다축 로봇 머니퓰레이터에도 적용 가능하다. The robot manipulator (10) of the present invention includes at least one joint part (100), in which a drive motor (1) for movement is arranged. Fig. 1 shows a simplified state diagram of the simplified robot manipulator 10, and Fig. 2 shows a schematic structural view at the joint portion of the robot manipulator 10. 1, the uniaxial robot manipulator is shown, but the present invention is not limited to this, and is applicable to a multi-axis robot manipulator.

도 2에서 τm은 관절부에 대응하는 구동 모터에서 생성되는 모터 출력 토크를 나타내고, τj 는 각 관절부에서 구동 모터(1)에 연결되는 감속비(r)를 갖는 감속기(1b)를 거쳐 관절에서 출력되는 관절 출력 토크를 나타내고, τf는 각 관절부에서의 감속기(1b) 등의 기계적 요소에서 발생하는 관절부에 대한 마찰 토크를 나타낸다.2, τm denotes a motor output torque generated in the drive motor corresponding to the joint portion, and τj denotes a joint output from the joint through the reducer 1b having a reduction ratio r connected to the drive motor 1 at each joint portion. Represents an output torque, and? F represents a friction torque for a joint occurring in a mechanical element such as the speed reducer 1b in each joint portion.

본 발명의 로봇 머니퓰레이터 및 이의 제어 방법은 고가의 토크 센서 내지 가속도 센서를 배제하고 엔코더로서의 감지부의 관절 위치 측정부를 통하여 감지되는 회전각과 구동 모터에 인가되는 전류를 이용하여 각 관절부에서의 마찰 토크를 관측 추정 산출하는데, 이렇게 추정 산출된 마찰 토크(τf)는 로봇 머니퓰레이터(10)의 힘-토크 제어를 실행하는데 사용되거나, 로봇 머니퓰레이터(10)의 이상 작동 여부를 감지 대응하는데 사용되거나, 또는 관절에서의 로봇 머니퓰레이터(10)와 외부 환경, 예를 들어 작업자 내지 물체 등과의 충돌로 인하여 발생하여 로봇 머니퓰레이터(10)에 인가되는 비정상적인 외력에 의한 외력 토크를 감지하는데 사용될 수 있는 등 다양한 제어 용도로 사용될 수 있다.
The robot manipulator and its control method of the present invention observe the friction torque at each joint portion by using the rotation angle sensed through the joint position measuring portion of the sensing portion as the encoder and the current applied to the drive motor, The friction torque f calculated in this way is used to perform the force-torque control of the robot manipulator 10, to detect whether the robot manipulator 10 is abnormal or to use it for the purpose of detecting Can be used for various control purposes such as being able to be used for detecting an external force due to an abnormal external force applied to the robot manipulator 10 due to a collision with the robot manipulator 10 in an external environment, for example, an operator or an object .

로봇 머니퓰레이터(10)는 제어부(20)와 저장부(30)를 구비하고, 제어부(20)와 연결되는 연산부(40)를 구비할 수 있다. 입력부(60)를 통하여 작업자에 의한 입력 정보 제공도 가능한데, 입력부(60)는 별도의 통신부(50)를 통하여 제어부(20)와 신호 전달을 이루는 구조를 취할 수도 있고 경우에 따라 입력부(60)가 직접 제어부(20)와 직결되어 신호 전달을 이루는 구조를 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. The robot manipulator 10 may include a control unit 20 and a storage unit 30 and an operation unit 40 connected to the control unit 20. The input unit 60 may be configured to transmit signals to the control unit 20 through a separate communication unit 50. The input unit 60 may be connected to the input unit 60 It is possible to adopt a structure in which signal transmission is performed directly with the direct control unit 20, and various modifications are possible according to design specifications.

또한, 여기서 구체적으로 명시되지는 않으나 로봇 머니퓰레이터(10)는 관절 토크 센서 기반으로 힘제어를 실행하여 로봇 머니퓰레이터(10)의 엔드이펙터, 즉 말단에서 작업 대상에 대한 소정의 힘을 가하여 설정된 소정의 작업을 실행하는데, 이는 관절 토크 센서 기반의 힘제어의 통상적인 과정을 이루는바 이에 대한 구체적 설명은 생략한다. Although not specifically described herein, the robot manipulator 10 performs force control based on a joint torque sensor to apply a predetermined force to an end effector of the robot manipulator 10, i.e., a distal end of the robot manipulator 10, Which is a typical process of force control based on the joint torque sensor, and a detailed description thereof will be omitted.

로봇 머니퓰레이터(10)는 제어부(20)를 포함하는데, 제어부(20)는 감지부(5)에서 감지되는 관절부(100)의 관절 토크인 감지 관절 토크 정보를 포함하는 감지 정보를 취득하여 제어부(20)로 전달한다.  The robot manipulator 10 includes a control unit 20. The control unit 20 acquires sensing information including sensing joint torque information which is a joint torque of the joint part 100 sensed by the sensing unit 5, ).

감지부(5)는 관절 위치 측정부(2)와 관절 속도 측정부(3)를 포함할 수 있는데, 관절 위치 측정부(2)와 관절 속도 측정부(3)는 구동 모터(1)에 내장될 수 있고, 경우에 따라 관절 위치 측정과 관절 속도 측정은 구동 모터(1)에 인가되는 전류 신호를 사용하여 연산되어 추출 사용되는 구조를 취할 수도 있고, 또는 구동 모터 및/또는 감속기(1b)를 통하여 연결되는 별도의 외부 엔코더를 통하여 는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. 관절 위치 측정부(2)와 관절 속도 측정부(3)는 관절부(100)에 배치되는 엔코더로 구현될 수 있고 경우에 따라 회전 속도를 감지하기 위한 자이로 센서를 더 구비할 수도 있으나 본 실시예는 엔코더로 관절부에서의 관절 위치 측정 및 관절 속도 측정을 실행하는 것으로 구현하여 제조 원가를 절감하고 구성을 간단하게 형성하도록 한다. The sensing unit 5 may include a joint position measuring unit 2 and a joint speed measuring unit 3. The joint position measuring unit 2 and the joint speed measuring unit 3 are mounted on the drive motor 1 The joint position measurement and the joint speed measurement may be taken out and used by being calculated using the current signal applied to the drive motor 1, or the drive motor and / or the speed reducer 1b A variety of configurations are possible through a separate external encoder connected through a backplane according to the design specifications. The joint position measuring unit 2 and the joint speed measuring unit 3 may be implemented by an encoder disposed in the joint 100 and may further include a gyro sensor for sensing the rotational speed, It is implemented by performing joint position measurement and joint speed measurement at the joint part with the encoder to reduce the manufacturing cost and to simplify the configuration.

또한, 본 실시에에서는 각 관절에서의 각가속도를 감지하는 별도의 관절 가속도 측정부를 구비하지 않고, 가속도 항목을 배제하는 방식의 동역학적 모델을 통하여 각 관절에서의 회전각 및 각속도를 이용하여 각 관절부에서의 마찰토크를 추정하는 방식을 중심으로 설명한다.In this embodiment, a separate joint acceleration measuring unit for sensing the angular acceleration of each joint is not provided, and a rotational kinetic model of a method of excluding the acceleration item is used to calculate the angular velocity at each joint The friction torque is estimated based on the estimated friction torque.

저장부(30)는 하기되는 제어부(20)와 연결되는데, 저장부(30)는 사전 설정 데이터를 포함하여 소정의 제어 신호 인가 내지 관측 기능을 통한 예측치 연산 등의 기초가 되는 사전 설정 추정 데이터를 포함하는 정보 데이터를 제공할 수 있다. The storage unit 30 is connected to the control unit 20 as described below. The storage unit 30 stores preset presumed data including a preset data, such as a predetermined control signal, It is possible to provide the information data including the information.

제어부(20)는 제어기(21)와 관측기(23)를 포함하는데, 제어기(21)는 감지부(5)로부터 감지된 감지 정보 내지 작업자에 의하여 입력부(6)를 통하여 입력되는 입력 정보에 기초하여 구동 모터(1)에 소정의 구동 제어 신호를 인가함으로써 로봇 머니퓰레이터(10)를 구성하는 가동부인 링크를 가동시키기 위한 구동력을 제공하거나 관측기(23)에서 관측되는 마찰 추정 토크를 이용하여 실제로 구동 모터 및/또는 감속기에서 발생하는 마찰 토크를 보상하여 목표로 설정된 구동력을 제공하도록 구동력 제어를 실행하는데 사용될 수 있다. The controller 20 includes a controller 21 and an observer 23. The controller 21 controls the operation of the controller 21 based on sensing information sensed by the sensing unit 5 or input information input through the input unit 6 by the operator By applying a predetermined drive control signal to the drive motor 1 to provide a drive force for actuating a link which is a movable part constituting the robot manipulator 10 or by actually using the friction estimation torque observed by the observer 23, / RTI > and / or the frictional torque generated in the speed reducer to provide a target driving force.

또한, 본 발명에 따른 제어부(20)의 제어기(21)는 관절부에서의 오작동 여부 내지는 현재 접촉이 예상치 못한 충돌인지 예상된 충돌인지 여부를 판단하여 각각의 경우에 대한 소정의 사전 설정된 작동 모드를 실행하기 위한 제어 신호를 인가할 수도 있다. In addition, the controller 21 of the control unit 20 according to the present invention determines whether or not a malfunction in the joint part or a current contact is an unexpected collision or an expected collision, and executes a predetermined preset operation mode for each case The control signal may be applied.

관측기(23)는 감지부(5)로부터 감지된 감지 관절 정보를 포함하는 감지 정보 및 저장부(30)에 저장되는 사전 설정 데이터에 기초하여 소정의 관절부를 통하여 연결되는 관절 링크(도 1 참조)의 가동을 예측하여 관절부에서 발생하는 기계적 요소로 인한 마찰 토크(τf) 가해지는 관절 토크를 추정 산출할 수 있다.
The observer 23 is connected to a joint link (see FIG. 1) connected through a predetermined joint based on sensing information including sensed joint information sensed by the sensing unit 5 and preset data stored in the storage unit 30, It is possible to estimate and calculate the joint torque at which the frictional torque? F due to the mechanical element occurring in the joint part is estimated.

본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터 제어 방법(S1,S2)은 감지 단계(S10)와 추정 분석 단계(S20)를 포함한다. 이와 같은 본 발명의 마찰 토크를 추정 관측하는 로봇 머니퓰레이터 제어 방법은 로봇 머니퓰레이터(10)의 엔드이펙터 말단에 대한 힘제어를 실행하는 과정(S1) 상에서 진행될 수 있는데, 관절 토크 기반 힘제어를 실행하는 관절 토크 기반 힘제어 단계로서 추정된 마찰 추정 토크를 보상하여 목표 토크를 출력하도록 하는 보상 제어 단계(S30)를 포함할 수 있다.
The robot manipulator control method (S1, S2) according to the present invention includes a sensing step (S10) and an estimation analysis step (S20). The robot manipulator control method estimating and observing the friction torque of the present invention can be performed in a step S1 of executing force control on the end effector end of the robot manipulator 10, And a compensation control step (S30) for compensating the estimated friction torque as a torque-based force control step so as to output a target torque.

그런 후, 감지 단계(S10)에서 제어부(20)의 제어기(21)는 후속적인 추정 분석 단계(S20)를 실행하기 위한 관절부(100)의 감지 관절 정보를 취득하도록 하는 감지 제어 신호를 감지부(5)로 인가한다. 감지 제어 신호를 인가받은 감지부(5)의 관절 위치 측정부(3)는 관절부(100)의 위치 변동에 따른 각변화, 즉 관절부의 회전각을 감지하고 감지된 감지 관절 정보를 제어부(20)의 제어기(21) 및/또는 관측기(23)로 전달하는데, 감지부(5)의 관절 위치 측정부(3)가 감지한 감지 관절 정보는 관측기(23)로 직접 전달될 수도 있고, 제어부(20)의 제어기(21)를 통하여 관측기(23)로 전달될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. The controller 21 of the control unit 20 in the sensing step S10 transmits a sensing control signal for acquiring the sensing joint information of the joint part 100 for executing the subsequent estimation analysis step S20 to the sensing unit 5). The joint position measuring unit 3 of the sensing unit 5 which receives the sensing control signal senses the angle change according to the positional change of the joint part 100, that is, the rotation angle of the joint part, To the controller 21 and / or the observer 23 of the sensing unit 5. The sensing joint information sensed by the joint position measuring unit 3 of the sensing unit 5 may be directly transmitted to the observer 23, Or may be transmitted to the observer 23 through the controller 21 of the control unit 21, according to the design specification.

또한, 감지 단계(S10)에서 제어부(20)는 구동 모터(1)에 인가되는 모터 전류(i)를 취득하는데, 구동 모터(1)는 제어부(20)의 제어기(21)의 구동 제어 신호에 따라 입력되는 구동 제어 신호로서의 모터 전류(i) 신호에 따라 구동되어 소정의 토크를 생성 출력한다. 구동 모터(1)의 모터 전류(i)는 감지 관절 정보와 함께 제어부(20)로 전달되는데, 이는 앞선 감지 관절 정보와 마찬가지로 관측기(23)로 직간접적으로 전달될 수 있다. In the sensing step S10, the control unit 20 acquires the motor current i applied to the driving motor 1, and the driving motor 1 outputs the driving current I to the driving control signal of the controller 21 of the control unit 20 And is driven in accordance with a motor current (i) signal as a drive control signal to generate and output a predetermined torque. The motor current i of the drive motor 1 is transmitted to the controller 20 together with the sensory joint information, which can be directly or indirectly transmitted to the observer 23 in the same manner as the previous sensory joint information.

감지 단계(S10)가 실행된 후, 제어부(20)의 제어기(21)는 추정 분석 단계(S20)를 실행한다. 제어부(20)는 감지 단계(S10)에서 취득된 감지 관절 정보 및 제어부(20)와 연계되는 저장부(30)에 사전 설정되어 저장된 사전 설정 저장 추정 데이터에 기초하여 관절부(100)의 마찰 추정 토크를 산출하는 추정 분석 단계(S20)를 실행하는데, 추정 분석 단계(S20)는 감지 단계(S10)에서 취득된 감지 관절 정보, 모터 전류 및 사전 설정 저장 추정 데이터를 사용하여 관절부에서 발생하는 마찰 토크를 추정하여 마찰 추정 토크를 산출한다. 여기서, 사전 설정 저장 추정 데이터는 제어부(20)와 연결되는 저장부(30)에 저장되는 데이터로서, 소정의 제어 신호 인가 내지 관측 기능을 통한 마찰 추정 토크 산출에 사용될 수 있다. After the sensing step S10 is executed, the controller 21 of the control unit 20 executes the estimation analysis step S20. The control unit 20 determines the friction estimation torque of the joint part 100 based on the sensing joint information acquired in the sensing step S10 and the preset storage estimation data stored in advance in the storage unit 30 associated with the control unit 20. [ (S20). The estimation analysis step S20 uses the sensing joint information, the motor current, and the presets stored estimation data acquired in the sensing step S10 to calculate the friction torque generated in the joint part And estimates the friction estimated torque. Here, the preset storage estimated data is data stored in the storage unit 30 connected to the control unit 20 and can be used for calculating a friction estimation torque through a predetermined control signal application or observation function.

추정 분석 단계(S20)는 본 실시예에서 마찰 추정 토크 연산 단계(S21)를 포함하는데, 경우에 따라 마차 토크 연산 단계 후 충돌 등의 비정상 상태 여부를 판단하기 위한 외력 토크 추정 단계를 더 구비할 수도 있는 등 설계 사양에 따른 다양한 변형이 가능하나, 본 실시예에서의 추정 분석 단계(S20)는 마찰 추정 토크 연산 단계(S21)를 구비하는 경우를 중심으로 기술된다.The estimation analysis step S20 includes a friction estimation torque calculation step S21 in this embodiment, and may further include an external torque estimation step for determining whether or not the vehicle is in an abnormal state such as a collision after the wagon-torque calculation step The estimation analysis step S20 of the present embodiment is described mainly in the case of including the friction estimation torque calculation step S21.

마찰추정 토크 연산 단계(S21)는 감지 관절 정보와 모터 전류(i) 및 사전 설정 추정 데이터에 기초하여 제어부(20)의 추정 제어 신호에 따라 외력 추정 관측기(23)에서 마찰 추정 토크(τf)가 연산된다. 경우에 따라 마찰 추정 토크 연산과 더불어 별도로 구비되는 외력 변화 추정 관측기를 통하여 외력 변화 추정값을 산출하고, 이를 이용하여 마찰 추정 토크에 대한 고주파 성분 등을 더 연산하여 비정상 토크 발생 여부를 확인하는 방식을 구현할 수도 있으나, 본 실시예에서는 이에 대한 설명은 생략한다. The friction estimation torque calculation step S21 calculates the friction estimation torque? F in the external force estimation observer 23 according to the estimated control signal of the control unit 20 based on the sensing joint information, the motor current i and the preset estimation data . A method of calculating an external force change estimation value through an external force change estimation observer separately provided in addition to the friction estimation torque operation and further calculating a high frequency component or the like for the friction estimation torque using the calculated external force change estimation observer, However, a description thereof will be omitted in the present embodiment.

마찰 추정 토크 연산 단계(S21)에서 마찰 추정 토크가 연산되는 경우, 사전설정 추정 데이터의 일환으로, 로봇 머니퓰레이터(10)의 관성 및 길이 및 감속기의 감속비(γ) 등과 같은 모델 정보는 사전 설정되어 저장부(30)에 저장되는데, 로봇 머니퓰레이터(10)는 다음과 같이 모델링될 수 있다(도 1 및 도 2 참조).When the friction estimation torque is calculated in the friction estimation torque calculation step S21, the model information such as the inertia and the length of the robot manipulator 10 and the reduction ratio? Of the reducer are preset and stored The robot manipulator 10 can be modeled as follows (see FIGS. 1 and 2).

모터 전류(i)는 제어부(20)의 제어기(21)를 통하여 모터 드라이버(1a)에서 구동 모터(1)에 입력된 전류이고, 모터 출력 토크(τ m )는 모터의 출력토크인 동시에 감속기의 입력토크이다. 앞서 기술된 바와 같이, 도면 부호 τ f 는 감속기 및 로봇 머니퓰레이터의 관절부 내부의 기계요소들에 의하여 손실된 마찰토크(τ f )이고, τ j 는 로봇 머니퓰레이터의 관절부(100)의 출력 토크로 최종적으로 링크에 전달되는 토크인데, 로봇 머니퓰레이타(10)의 관절부(100)에 마찰력이 존재하지 않는다면 모터 출력 토크(τ m )는 감속비 r (>1) 인 감속기(1b)에서 r배 증폭되어 감속기에서 출력되므로 감속기를 거쳐 링크에서 직접 출력되는 출력토크는 rτ m 의 수치를 갖게되나, 감속기(1b)를 구성하는 기계요소들에 의해서 발생한 마찰 토크(τ f )만큼 감속기의 출력토크는 손실되므로 실제 감속기의 출력 토크 는 rτ m -τ f 이고, 이러한 크기의 토크가 로봇 머니퓰레이터(10)의 링크에 전달된다. 따라서 로봇 머니퓰레이터(10)의 링크에 작용하는 토크(τ j )는 아래 식과 같이 나타낼 수 있다. The motor current i is the current input to the drive motor 1 from the motor driver 1a through the controller 21 of the control unit 20 and the motor output torque ? M is the output torque of the motor, Input torque. As described above, τ f is the frictional torque ( τ f ) lost by the mechanical elements inside the reducer and the joint of the robot manipulator, and τ j is the frictional torque ( τ f ) of the joint 100 of the robot manipulator If the frictional force does not exist in the joint part 100 of the robot manipulator 10, the motor output torque ? M is amplified by r times in the speed reducer 1b with the reduction ratio r (> 1) The output torque directly output from the link via the speed reducer has a value of r? M , but the output torque of the speed reducer is lost by the friction torque ? F generated by the mechanical elements constituting the speed reducer 1b the actual output torque of the reduction gear is rτ m -, and τ f, the torque of this magnitude is transmitted to the link of the robot manipulator (10). Therefore, the torque ? J applied to the link of the robot manipulator 10 can be expressed by the following equation.

Figure 112014053615133-pat00005
Figure 112014053615133-pat00005

위와 같이 표현되는 토크 관계를 마찰 토크(τ f )에 대해서 다시 정리하면 아래와 같다. The torque relationship expressed as above Rearranging for the friction torque (τ f) as follows:

Figure 112014053615133-pat00006
Figure 112014053615133-pat00006

위 식에서 알 수 있듯이, 로봇 머니퓰레이터(10)의 관절에서 발생하는 마찰토크(τ f )는 구동 모터(1)의 모터출력토크(τ m )와 구동 모터(1)와 연결되는 감속기(1b)의 감속비(r), 로봇 머니퓰레이터(10)의 링크에 작용하는 관절부(100)에서의 출력 토크(τ j )로 표현 및 산출될 수 있다. 여기서, 모터출력토크(τ m )는 모터에 인가된 모터전류(i)에 비례하고, 대부분의 상용 모터는 해당 모터의 제조사에서 모터전류(i)와 모터출력토크(τ m ) 사이의 비례 관계식을 제공하며, 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다. As can be seen from the above equation, the frictional torque ? F generated in the joint of the robot manipulator 10 is the sum of the motor output torque ? M of the drive motor 1 and the speed of the speed reducer 1b connected to the drive motor 1 The reduction ratio r and the output torque ? J in the joint part 100 acting on the link of the robot manipulator 10 can be expressed and calculated. Here, the motor output torque ? M is proportional to the motor current i applied to the motor, and most commercial motors have a proportional relationship between the motor current ( i ) and the motor output torque ? M in the manufacturer of the motor Which is expressed by the following formula.

Figure 112014053615133-pat00007
Figure 112014053615133-pat00007

여기서 α는 i와 τ m 사이의 관계를 정의하는 비례상수로서 구동 모터(1)의 특성에 따라 결정된다. 로봇 머니퓰레이터(10)의 구동 모터(1)에 연결되는 모터 드라이버(1a)에서 구동 모터(1)에 인가되는 모터 전류(i)를 측정하고 위 관계를 이용하여 모터출력토크(τ m )를 계산할 수 있다. 관절부(100)에서의 출력 토크(τ j )는 로봇 머니퓰레이터(10)의 관절부(100)에서 출력되어 관절부(100)에 연결되는 링크에 입력되는 토크이므로 로봇 머니퓰레이터(10)의 동역학 수식과 각 관절부의 위치, 속도, 가속도를 바탕으로 계산할 수 있으며, 로봇 머니퓰레이터(10)의 동역학 수식을 바탕으로 표현된 출력 토크(τ j )는 아래와 같다.Where a is a proportional constant defining the relationship between i and < RTI ID = 0.0 & gt; # m , < / RTI > Measuring the motor current (i) applied to the drive motor (1) from the drive motor (1), a motor driver (1a) connected to the robot manipulator (10) using the relationship above to compute the motor output torque (τ m) . The output torque ? J in the joint part 100 is a torque inputted to the link connected to the joint part 100 by being output from the joint part 100 of the robot manipulator 10, so that the kinetic equation of the robot manipulator 10, And the output torque ? J expressed on the basis of the kinetic equation of the robot manipulator 10 is as follows.

Figure 112014053615133-pat00008
Figure 112014053615133-pat00008

여기서, M(q)는 관절부(100)를 통하여 연결되는 관절 링크의 관성 행렬을,

Figure 112014053615133-pat00009
는 코리올리 및 구심력을 나타내는 비선형 항을 나타내는 행렬을, g(q)는 중력 벡터를,
Figure 112014053615133-pat00010
,
Figure 112014053615133-pat00011
, q는 각각 관절부(100)의 가속도 벡터, 속도 벡터, 변위 벡터이다. 상기 관계식에서 M,C,g는 로봇 머니퓰레이터의 물성치에 해당하여 도출할 수 있으며,
Figure 112014053615133-pat00012
,q는 감지부(5)의 관절 위치 측정부(3)인 엔코더를 이용하여 감지 측정될 수 있다. Here, M (q) denotes an inertia matrix of a joint link connected through the joint 100,
Figure 112014053615133-pat00009
A matrix representing a Coriolis and a nonlinear term representing centripetal force, g (q) a gravity vector,
Figure 112014053615133-pat00010
,
Figure 112014053615133-pat00011
, q are the acceleration vector, velocity vector, and displacement vector of the joint 100, respectively. In the above relation, M, C, and g can be derived corresponding to the physical properties of the robot manipulator,
Figure 112014053615133-pat00012
, q can be sensed and measured using an encoder which is a joint position measuring unit 3 of the sensing unit 5. [

종래의 로봇의 가속도 처리에 있어 각 관절부에서의 가속도를 엔코더를 이용하여 측정하면 신뢰성이 낮아지므로,

Figure 112014053615133-pat00013
를 측정하기 위해서는 추가적인 가속도 센서가 필요하였으나, 본 발명은 가속도 센서와 같은 추가적인 센서를 사용하지 않는 방식을 취하여 마찰토크(τ f )를 추정 산출하기 위해
Figure 112014053615133-pat00014
를 사용하지 않고 마찰토크(τ f )를 기술하는 방식을 취한다. 이를 위하여 먼저 출력 토크(τ j )의 동역학 수식은 다음과 같이 표현될 수 있다.In the conventional acceleration processing of robots, when the acceleration at each joint is measured using an encoder, the reliability is lowered,
Figure 112014053615133-pat00013
An additional acceleration sensor is required to measure the friction torque T. However, the present invention is not limited to the case where an additional sensor such as an acceleration sensor is not used to estimate the friction torque ? F
Figure 112014053615133-pat00014
And the frictional torque ? F is described without using the friction torque ? F. For this purpose, the kinetic equation of the output torque ( τ j ) can be expressed as follows.

Figure 112014053615133-pat00015
Figure 112014053615133-pat00015

여기서, Mij와 Cij는 각각 M(q) 및

Figure 112014053615133-pat00016
행렬의 i행j열의 요소이며, gi는 각각 g(q) 벡터의 i번째 요소이다. 이때 Cij는 일반적으로 유일해를 갖지 않으므로, Cij를 다음과 같이 정의한다. Here, Mij and Cij are M (q) and
Figure 112014053615133-pat00016
The i-th column of the matrix, where g i is the i-th element of the g (q) vector. Since Cij generally does not have a unique solution, Cij is defined as follows.

Figure 112014053615133-pat00017
Figure 112014053615133-pat00017

이와 같이 설정된 Cij는

Figure 112014053615133-pat00018
가 교대 대칭 행렬(skew-symmmetric matrix)가 되도록 구성하는데, M(q)는 대칭이므로 다음과 같이 기술될 수 있다.The Cij set in this way
Figure 112014053615133-pat00018
Is a skew-symmetric matrix. Since M (q) is symmetric, it can be described as follows.

Figure 112014053615133-pat00019
Figure 112014053615133-pat00019

Figure 112014053615133-pat00020
Figure 112014053615133-pat00020

이러한 관계에서, 본 발명의 로봇 머니퓰레이터(10)의 동역학 수식 관계에서, In this relation, in the dynamic equation relation of the robot manipulator 10 of the present invention,

Figure 112014053615133-pat00021
의 관계가 성립되므로, M과 C는 다음의 관계가 성립된다.
Figure 112014053615133-pat00021
, The following relationship holds between M and C.

Figure 112014053615133-pat00022
Figure 112014053615133-pat00022

따라서,

Figure 112014053615133-pat00023
의 관계가 형성되어, 관절부(100)에서의 출력 토크(τ j )는 다음과 같은 관계로 표현된다. therefore,
Figure 112014053615133-pat00023
And the output torque ? J in the joint part 100 is represented by the following relationship.

Figure 112014053615133-pat00024
Figure 112014053615133-pat00024

한편,

Figure 112014053615133-pat00025
이므로,
Figure 112014053615133-pat00026
의 관계로 표현되고, 이러한 관계식을 상기 마찰토크(τ f )에 대한 관계식에 입력 정리하면, 마찰토크(τ f )는 다음과 같이 표현된다.Meanwhile,
Figure 112014053615133-pat00025
Because of,
Figure 112014053615133-pat00026
, And the friction torque ( ? F ) is represented as follows by inputting this relational expression into a relational expression for the friction torque ( ? F ).

Figure 112014053615133-pat00027
Figure 112014053615133-pat00027

따라서, C가 특정한 조건을 만족하도록 표현함으로써

Figure 112014053615133-pat00028
를 사용하지 않고 이와 같은 마찰토크(τ f )의 표현이 가능하다. 따라서, 마찰토크(τ f )는 아래와 같이 정리될 수 있다.Thus, by expressing C to satisfy a certain condition
Figure 112014053615133-pat00028
It is possible to express such a frictional torque ? F without using the friction torque ? F. Therefore, the friction torque ? F can be summarized as follows.

Figure 112014053615133-pat00029
Figure 112014053615133-pat00029

즉, 로봇 매니퓰레이터(10)의 관절부(100)에서의 마찰토크(τ f )가 모델링화되어 설정되는 사전 설정 추정 데이터 및 감지부의 엔코더를 이용하여 측정 또는 계산할 수 있는 값만으로 기술될 수 있다. That is, the frictional torque ? F at the joint part 100 of the robot manipulator 10 can be described by only the values that can be measured or calculated by using the preset estimation data and the encoder of the sensing unit, which are modeled and set.

한편, 본 발명의 마찰 추정 토크 연산 단계(S21)는 추정값의 신뢰도 향상을 위하여 강인성을 증대시키도록 추정되는 마찰토크를 저역통과 필터링시키는 과정을 포함한다. 즉, 본 발명의 마찰 추정 토크 연산 단계(S21)에서 추정하고자 하는 마찰토크(τ f )에서 기술되는

Figure 112014053615133-pat00030
는
Figure 112014053615133-pat00031
을 차분하여 산출되는 값이므로, 관절 위치 측정기(3)인 엔코더의 출력값만을 이용하는 과정에서
Figure 112014053615133-pat00032
에 존재하는 전기적 오차가 증폭되어 계산된 값의 신뢰성이 보장되기 어렵다는 문제점을 해결하고자, 본 발명은 상기 마찰토크(τ f )의 표현 시 사용된
Figure 112014053615133-pat00033
의 차분을 사용하지 않고, 마찰토크(τ f )를 추정할 수 있는 방법으로 저역통과 필터링 과정을 수행하는 관측기(23)를 구성한다. 즉, 저역통과 필터링 과정을 수행하는 관측기(23)를 통하여,
Figure 112014053615133-pat00034
의 차분을 배제함으로써,
Figure 112014053615133-pat00035
에 존재하는 전기적 오차가의 증폭을 방지함으로써 출력값의 신뢰성을 확보할 수 있다. Meanwhile, the friction estimation torque calculation step S21 of the present invention includes a process of low-pass filtering the friction torque estimated to increase the robustness in order to improve the reliability of the estimated value. That is, as described in the friction torque (τ f) to be estimated from the estimated friction torque calculating step (S21) of the present invention
Figure 112014053615133-pat00030
The
Figure 112014053615133-pat00031
And therefore, in the process of using only the output value of the encoder which is the joint position measurer 3
Figure 112014053615133-pat00032
In order to solve the problem that the reliability of the calculated value is difficult to be guaranteed by amplifying the electrical error existing in the friction torque ? F ,
Figure 112014053615133-pat00033
The observer 23 is configured to perform the low-pass filtering process in such a manner that the frictional torque ? F can be estimated without using the difference between them. That is, through the observer 23 performing the low-pass filtering process,
Figure 112014053615133-pat00034
By eliminating the difference between them,
Figure 112014053615133-pat00035
It is possible to secure the reliability of the output value.

도 4에 도시된 바와 같이, 저역통과 필터는 특정 신호에 포함되어 있는 주파수 중 필터의 차단주파수보다 낮은 주파수 영역의 신호는 통과시키고, 차단주파수보다 높은 주파수 영역의 신호는 감쇄시키는 필터로서, 저역통과 필터의 입력신호를 구성하는 주파수가 대부분 해당 저역통과 필터의 차단주파수보다 아래의 주파수 영역에 존재하면, 입력신호가 거의 손실되지 않고, 저역통과 필터를 통과할 수 있는데, 본 발명의 저역통과 필터의 입력은 도면 부호 τ f 로 지시되는 추정하고자 하는 마찰 토크를 나타내고, 저역통과 필터의 출력은 도면 부호

Figure 112014053615133-pat00036
로 지시되는 마찰 토크의 추정값, 즉 마찰 추정 토크를 나타낸다. As shown in FIG. 4, the low-pass filter is a filter for passing a signal in a frequency region lower than a cutoff frequency of a filter among frequencies included in a specific signal, and attenuating a signal in a frequency region higher than the cutoff frequency, If the frequency of the input signal of the filter is in a frequency region lower than the cut-off frequency of the corresponding low-pass filter, the input signal is hardly lost and can pass through the low-pass filter. The input represents the frictional torque to be estimated, indicated by the reference & lt ; RTI ID = 0.0 & gt ; # f & lt; / RTI > and the output of the low-
Figure 112014053615133-pat00036
, I.e., a friction estimated torque.

Figure 112014053615133-pat00037
Figure 112014053615133-pat00037

여기서, s는 라플라스 변수이고, K는 저역통과 필터의 차단주파수를 나타낸다. 즉, 본 발명은 K를 설정 조정하여 마찰토크(τ f )가 저역통과 필터를 통과하며 손실되는 주파수 영역을 최소화되도록 하여, 출력되는 마찰 추정 토크(

Figure 112014053615133-pat00038
)를 이용하여 마찰토크(τ f )를 관측한다. 마찰토크(τ f )를 추종하는 마찰 추정 토크(
Figure 112014053615133-pat00039
)는 마찰토크(τ f )와는 달리 로봇 머니퓰레이터(10)의 관절부(100)에서의 가속도나 차분없이 산출 가능한 값으로, 다음과 같은 과정을 통하여 산출될 수 있다. Here, s is a Laplace variable, and K represents a cut-off frequency of the low-pass filter. That is, according to the present invention, by setting K to minimize the frequency region where the friction torque ? F passes through the low-pass filter and is lost, the friction estimation torque
Figure 112014053615133-pat00038
) It is observed by using a frictional torque (τ f). The friction estimation torque following the friction torque ? F
Figure 112014053615133-pat00039
Is a value that can be calculated without acceleration or difference in the joint part 100 of the robot manipulator 10, which is different from the friction torque ? F , and can be calculated through the following process.

즉, 상기 저역통과 필터 차단 주파수를 이용하여 저역통과 필터 입출력의 관계는 다음 같이 표현된다.That is, the relationship of the low-pass filter input / output using the low-pass filter cut-off frequency is expressed as follows.

Figure 112014053615133-pat00040
Figure 112014053615133-pat00040

이를 다시 차단 주파수(K)를 중심으로 표현하면, 다음과 같이 정리된다. If this is expressed again with the cutoff frequency (K) as the center, it is summarized as follows.

Figure 112014053615133-pat00041
Figure 112014053615133-pat00041

이는 라플라스 영역(laplace domain)에서 기술된 수식으로, 이를 라플라스 인버스 트랜스포메이션을 이용하여 시간 영역(time domain)에서 재기술할 경우 다음과 같이 표현된다.This is the equation described in the laplace domain, which is rewritten in the time domain using the Laplace inverse transformation.

Figure 112014053615133-pat00042
Figure 112014053615133-pat00042

여기서, t는 시간을 나타내는 변수이며, 관측을 시작한 시점으로부터 관측을 하고 있는 시점까지의 시간을 나타내는데, 이와 같이 마찰 추정 토크 연산 단계(S21)에서 저역통과 필터를 이용한 관측기를 사용하면

Figure 112014053615133-pat00043
의 차분을 수행하지 않고 마찰 추정 토크(
Figure 112014053615133-pat00044
)를 산출할 수 있다.Here, t is a variable representing time, and represents the time from the start of the observation to the time of observation. If the observer using the low-pass filter is used in the friction estimation torque calculation step S21
Figure 112014053615133-pat00043
Without performing the difference between the friction estimation torque
Figure 112014053615133-pat00044
) Can be calculated.

도 5 및 도 6에는 본 발명의 로봇 머니퓰레이터(10)의 구동 모터(1) 및 모터 드라이버(1a)와 제어부(20)의 연결 관계 및 제어부(20) 관측기(23)의 구체적 구성도가 도시된다. 로봇 머니퓰레이터(10)의 작동 시, 관절부(100)에서 관절 마찰력에 의하여 마찰 토크(τ f )가 발생하는 경우, 로봇 머니퓰레이터(10)의 제어부(20)와 연결되는 구동 모터(1)의 모터 드라이버(1a)에 감지 제어 신호를 인가하여, 현재 구동 모터(1)에 인가되는 구동 모터 전류(i)를 취득하고, 감지부(5)의 관절 위치 측정부(2)의 감지 신호를 취득하고 이를 이용하여 로봇 머니퓰레이터(10)의 각 관절부(100)의 감지 관절 정보인 위치 및 속도(q,

Figure 112014053615133-pat00045
)를 측정 산출함으로써, 모터 전류(i)와 관절부(100)의 감지 관절 정보가 제어부(20)의 관측기(23)로 입력됨으로써, 관절부(100)에서 발생하는 마찰 토크에 대한 추정값으로서의 마찰 추정 토크(
Figure 112014053615133-pat00046
)가 산출된다. 이와 같이, 본 발명은 마찰 추정 토크 연산 단계(S21)에서 저역 통과 필터를 통한 필터링 과정을 실행하되, 종래 기술과 같은 로봇 머니퓰레이터의 관절부에서의 가속도 정보를 이용하지 않고 마찰력에 의한 마찰토크의 선형화 내지 단순화를 수행하지 않고, 물리계에서의 실제 마찰력에 의한 마찰 토크와 거의 유사한 형태의 마찰 추정 토크(
Figure 112014053615133-pat00047
)를 취득할 수 있다.
5 and 6 show the connection relationship between the drive motor 1 and the motor driver 1a of the robot manipulator 10 of the present invention and the control unit 20 and the specific configuration of the observer 23 of the control unit 20 . When a frictional torque ? F is generated by the joint frictional force in the joint part 100 when the robot manipulator 10 is operated, the motor driver 10 of the drive motor 1, which is connected to the control part 20 of the robot manipulator 10, The drive motor current i applied to the drive motor 1 is acquired by applying a sense control signal to the drive motor 1a to acquire the sense signal of the joint position measurement unit 2 of the sense unit 5, The position and velocity ( q , t ) of the joint joint information of each joint 100 of the robot manipulator 10,
Figure 112014053615133-pat00045
The motor current i and the sensing joint information of the joint part 100 are inputted to the observer 23 of the control part 20 so that the friction estimation torque as an estimated value of the friction torque generated in the joint part 100 (
Figure 112014053615133-pat00046
) Is calculated. As described above, according to the present invention, the filtering process through the low-pass filter is performed in the friction estimation torque calculation step S21, and the linearization of the friction torque due to the friction force is performed without using the acceleration information in the joint part of the robot manipulator, Without performing the simplification, the friction estimation torque of the form almost similar to the friction torque due to the actual friction force in the physical system
Figure 112014053615133-pat00047
) Can be acquired.

본 발명의 제어 방법은 보상 제어 단계(S30)를 더 구비할 수도 있다. 즉, 단계 S21에서 마찰 추정 토크가 연산된 후, 제어부(20)의 제어기(21)는 마찰 토크를 로봇 머니퓰레이터(10)를 가동시킴에 있어 구동 모터(1) 및 감속기(1b)를 거쳐 출력되는 관절부(100)에서의 출력 토크는 rτ m 의 수치를 갖게되나, 감속기(1b)를 구성하는 기계요소들에 의해서 발생한 마찰 토크(τ f )만큼 감속기의 출력토크는 손실되므로 제어기(21)는 마찰 토크(τ f )를 오차로 판단하여 오차를 줄이기 위한 소정의 보상 제어 과정을 실행할 수 있는데, 제어기(21)는 관측기(23)에서 산출된 마찰 추정 토크(

Figure 112014053615133-pat00048
)를 오차로 설정하고, 상응하는 게인값(미도시)을 조정하여 이를 피드백시킴으로써, 구동 모터(1)에 입력되는 모터 전류(i)를 조정하여 관절부(100)에서 최종적으로 출력되는 출력 토크를 마찰 토크만큼 보상하는 보상 제어 단계(S30)를 실행할 수도 있다.
The control method of the present invention may further comprise a compensation control step (S30). That is, after the friction estimation torque is calculated in step S21, the controller 21 of the control unit 20 outputs the friction torque through the drive motor 1 and the speed reducer 1b to operate the robot manipulator 10 The output torque at the joint part 100 has a value of rτ m but the output torque of the speed reducer is lost by the friction torque ? F generated by the mechanical elements constituting the speed reducer 1b, The controller 21 may perform a predetermined compensation control process for determining an error by determining the torque tau f as an error to reduce the error. The controller 21 compares the friction estimated torque calculated by the observer 23
Figure 112014053615133-pat00048
And the output torque finally output from the joint part 100 is adjusted by adjusting the motor current i input to the drive motor 1 by adjusting the gain value (not shown) A compensation control step S30 for compensating for the friction torque may be executed.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 로봇 머니퓰레이터의 관절부에서의 마찰 토크를 관측 추정할 수 있고, 이를 이용하여 관절부에서의 출력 토크 제어를 실행하는 방식을 기술하였으나, 마찰 추정 토크를 이용하여 관절부의 이상 거동을 감지 대응하거나 또는 충돌 등의 비정상 상태 감지 대응을 이루는 등의 제어 과정을 실행할 수도 있는 등, 마찰 토크를 추정 관측하는 범위에서 는 방식을 하여 이에 기초하여 충돌 등의 비정상 외력의 발생 여부를 판단하는 범위에서 다양한 변화를 도출하는 다양한 구성이 가능하다. As described above, the method of estimating the friction torque at the joint portion of the robot manipulator according to the present invention and using the same to perform the output torque control at the joint portion has been described. However, by using the friction estimation torque, It is possible to perform a control process such as detecting the behavior or making a countermeasure against abnormality such as a collision, etc. In the range in which the frictional torque is estimated and observed, it is judged whether an abnormal external force such as a collision is generated or not A variety of configurations are possible to derive various changes in the range.

1...구동 모터 2...관절 위치 측정부
3...관절 속도 측정부 4...관절 토크 측정부
5...감지부 10...로봇 머니퓰레이터
20...제어부 30...저장부
40...연산부 50...통신부
60...입력부1 ... drive motor 2 ... joint position measuring part
3 ... joint speed measuring part 4 ... joint torque measuring part
5 ... Detector 10 ... Robot manipulator
20 ... control unit 30 ... storage unit
40 ... operation unit 50 ... communication unit
60 ... input

Claims (7)

구동 모터를 통하여 가동되는 관절부를 구비하는 로봇 머니퓰레이터의 제어부의 감지 제어 신호에 따라 감지부가 상기 관절부의 회전각을 포함하는 감지 관절 정보를 취득하고, 상기 구동 모터에 인가되는 모터 전류가 취득되어 상기 제어부로 전달되는 감지 단계와, 상기 감지 단계에서 취득된 상기 감지 관절 정보, 모터 전류 및 상기 제어부와 연결되는 저장부에 사전 설정 저장된 추정 데이터에 기초하여 상기 관절부에서 발생하는 마찰 토크를 추정 산출하는 추정 분석 단계를 포함하고,
상기 추정 분석 단계는: 상기 감지 관절 정보와 상기 모터 전류와 상기 추정 데이터에 기초하여 상기 제어부의 추정 제어 신호에 따라 관측기에서 마찰 추정 토크가 연산되는 마찰 추정 토크 연산 단계를 포함하고, 상기 마찰 추정 토크 연산 단계는, 상기 관측기에 저역 통과 필터가 구비되고, 상기 저역 통과 필터를 통한 저역 통과 필터링되어 상가 마찰 추정 토크가 산출되는 것을 포함하고,
상기 저역 통과 필터링 단계를 통하여 산출되는 상기 마찰 추정 토크는,
Figure 112016075682762-pat00049
로 표현되고,
상기 구동 모터의 출력 토크는 감속기를 통하여 상기 관절부에 연결되고,
여기서, t는 시간을 나타내는 시간 변수이고, τm 은 상기 구동 모터의 출력토크, τf 는 상기 관절부 내부의 기계요소들에 의하여 손실된 마찰토크, K는 상기 저역통과 필터의 차단주파수, r (>1)는 상기 감속기의 감속비, M은 상기 로봇 머니퓰레이터의 관성행렬, CT 는 상기 로봇 머니퓰레이터의 코리올리력 및 원심력를 포함하는 비선형 항을 나타내는 행렬(C)의 트랜스포즈,
Figure 112016075682762-pat00062
및 q는 상기 로봇 머니퓰레이터의 상기 관절부에 대한 속도 벡터 및 변위 벡터, g는 중력벡터인 것을 특징으로 하는 로봇 머니퓰레이터 제어 방법.The sensing part acquires the sensing joint information including the rotation angle of the joint part according to the sensing control signal of the control part of the robot manipulator having the joint part operated through the driving motor and acquires the motor current applied to the driving motor, An estimation step of estimating and calculating a friction torque generated in the joint part based on the sensing joint information acquired in the sensing step, the motor current, and estimated data stored in advance in a storage part connected to the control part, ≪ / RTI >
Wherein the estimation analysis step includes a friction estimation torque calculation step in which a friction estimation torque is calculated in an observer based on the sensing joint information, the motor current, and the estimation data in accordance with an estimation control signal of the control unit, Wherein the calculating step includes a low pass filter provided in the observer and low pass filtered through the low pass filter to calculate an uphill friction estimated torque,
Wherein the friction estimated torque calculated through the low-
Figure 112016075682762-pat00049
Lt; / RTI >
An output torque of the drive motor is connected to the joint through a speed reducer,
Where t is the time variable representing the time, τ m is the output torque of the drive motor, τ f is the frictional torque lost by the mechanical elements within the joint, K is the cutoff frequency of the low pass filter, r ( > 1) is a reduction ratio of the speed reducer, M is an inertia matrix of the robot manipulator, C T is a transpose of a matrix (C) representing a nonlinear term including a coriolis force and a centrifugal force of the robot manipulator,
Figure 112016075682762-pat00062
And q is a velocity vector and a displacement vector for the joint part of the robot manipulator, and g is a gravitational vector. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제어부의 제어기가 상기 마찰 추정 토크를 이용하여 상기 관절부에 상기 출력 토크를 보상하도록 상기 구동 모터를 제어하는 보상 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 머니퓰레이터 제어 방법.The method according to claim 1,
And the controller of the controller controls the drive motor to compensate the output torque to the joint using the friction estimated torque. 관절부의 제어 동작을 이루는 로봇 머니퓰레이터로서, 상기 관절부를 가동시키기 위한 출력 토크를 형성하고 감속기를 통하여 상기 관절부에 연결되는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 구동 제어 신호인 모터 전류 신호를 인가하는 제어기를 구비하는 제어부와, 상기 제어부의 감지 제어 신호에 따라 상기 관절부의 회전각을 감지하는 관절 위치 측정부를 포함하고 상기 제어부에 감지 관절 정보를 제공하는 감지부와, 상기 감지부에서 취득된 상기 감지 관절 정보, 상기 구동 모터에 인가되는 모터 전류 신호의 모터 전류 및 사전 설정 저장된 추정 데이터를 저장하는 저장부와, 상기 제어부의 연산 제어 신호에 따라 소정의 연산 과정을 실행하는 연산부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 감지 관절 정보, 모터 전류 및 상기 사전 설정 저장된 추정 데이터에 기초하여 상기 관절부에서 발생하는 마찰 토크를 추정하여 마찰 추정 토크를 산출하는 관측기를 구비하고, 상기 관측기는 저역 통과 필터링하는 저역 통과 필터를 구비하고,
상기 관측기가 산출하는 상기 마찰 추정 토크는:
Figure 112016075682762-pat00051
로 표현되고,
상기 구동 모터의 출력 토크는 감속기를 통하여 상기 관절부에 연결되고,
여기서, t는 시간을 나타내는 시간 변수이고, τm 은 상기 구동 모터의 출력토크, τf 는 상기 관절부 내부의 기계요소들에 의하여 손실된 마찰토크, K는 상기 저역통과 필터의 차단주파수, r (>1)는 상기 감속기의 감속비, M은 상기 로봇 머니퓰레이터의 관성행렬, CT 는 상기 로봇 머니퓰레이터의 코리올리력 및 원심력를 포함하는 비선형 항을 나타내는 행렬(C)의 트랜스포즈,
Figure 112016075682762-pat00052
및 q는 상기 로봇 머니퓰레이터의 상기 관절부에 대한 속도 벡터 및 변위 벡터, g는 중력벡터인 것을 특징으로 하는 로봇 머니퓰레이터.A robot manipulator for performing a control operation of a joint part, comprising: a drive motor that forms an output torque for moving the joint part and is connected to the joint part through a speed reducer; and a controller that applies a motor current signal as a drive control signal to the drive motor And a joint position measuring unit for sensing a rotation angle of the joint according to a sensing control signal of the controller, the sensor comprising: a sensing unit for providing sensing information to the sensing unit; A storage unit for storing the motor current of the motor current signal applied to the drive motor and the presumed stored estimated data; and an operation unit for executing a predetermined operation process according to the operation control signal of the control unit, Sensing joint information, motor current, and the presumed stored presumed data Having an observer for estimating the friction torque generated in the friction joint calculates the estimated torque, and on the basis of the observer, and is provided with a low-pass filter for low-pass filtering,
Wherein the friction estimated torque calculated by the observer is:
Figure 112016075682762-pat00051
Lt; / RTI >
An output torque of the drive motor is connected to the joint through a speed reducer,
Where t is the time variable representing the time, τ m is the output torque of the drive motor, τ f is the frictional torque lost by the mechanical elements within the joint, K is the cutoff frequency of the low pass filter, r ( > 1) is a reduction ratio of the speed reducer, M is an inertia matrix of the robot manipulator, C T is a transpose of a matrix (C) representing a nonlinear term including a coriolis force and a centrifugal force of the robot manipulator,
Figure 112016075682762-pat00052
And q is a velocity vector and a displacement vector for the joint part of the robot manipulator, and g is a gravitational vector. 삭제delete 제 5항에 있어서,
상기 제어기가 상기 마찰 추정 토크를 이용하여 상기 관절부에서의 상기 출력 토크를 보상하도록 상기 구동 모터를 제어하도록 상기 구동 모터에 보상 제어 신호를 인가하여 보상하는 것을 특징으로 하는 로봇 머니퓰레이터.6. The method of claim 5,
Wherein the controller compensates the drive motor by applying a compensation control signal to the drive motor so as to control the drive motor to compensate the output torque at the joint using the friction estimation torque.
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