KR20010011272A - Object-oriented robot programming system and method - Google Patents

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    • F16G3/16Devices or machines for connecting driving-belts or the like

Abstract

PURPOSE: A system and a method of object oriented robot programming are provided to eliminate a load of additional code for object processing by using object oriented robot programming. CONSTITUTION: A graphic user interface unit(1) generates objects necessary for making up a robot program and designates attribute of the objects without coding procedure. A program editor(5) performs coding interrelationship among the objects and method of each objects. A program executor(7) translates and executes the program. An object data base(3) stores information of the objects. The information stored in the object data base(3) contains one or more indispensable basic elements abstracted from robots, motions, events, digital signal, analog signal and modules. When a user selects objects necessary for the robot programming, the objects and their attributes are generated and designated respectively. The robot program completed by coding the method of the each object and interrelationship among the objects is executed and debugged for application to the robot.

Description

객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템 및 방법{OBJECT-ORIENTED ROBOT PROGRAMMING SYSTEM AND METHOD}OBJECT-ORIENTED ROBOT PROGRAMMING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은, 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 객체(Object)를 기반으로 그래픽 사용자 인터페이스(GUI : Graphic User Interface)를 이용하여 사용자 친숙도를 높인 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an object-based robot programming system and method, and more particularly, to an object-based robot programming system having a user familiarity using a graphic user interface (GUI) based on an object. It is about.

일반적으로 종래의 로봇 프로그래밍 방식은 프로그래밍 요소의 형상화가 시스템 매개변수(System Parameter), 시스템 자원(System Resource) 정도로 한정되고 이러한 요소를 제어하기 위해서는 모두 제어 명령을 사용하는 프로그램 코드가 필요하였으며 일부 이러한 구성에 로봇의 프로그래밍 요소를 동작 대상, 명령어셋(Command Set), 이동 위치, 타스크(Task) 등으로 구분하여 그 각각에 해당하는 데이터베이스(Database)를 추가하여 데이터베이스의 데이터를 중심으로 운영되도록 한 형태도 있었다.In general, the conventional robot programming method is that the shaping of programming elements is limited to system parameters and system resources, and in order to control these elements, program code using control commands is required. The robot's programming elements are divided into operation targets, command sets, movement locations, tasks, etc., and a database corresponding to each is added to operate the data in the database. there was.

도 4는 종래 로봇 프로그래밍 순서도로 로봇 프로그래밍은 먼저 로봇의 구성 요소를 데이터 집합으로 정의하고(S101) 정의된 데이터간의 관계를 지정하는 관계 데이터를 정의한다(S103). 여기에 로봇의 이동 위치에 대한 데이터를 추가 정의하고(S105) 이상의 데이터를 수행할 프로그램을 작성한다(S107). 프로그램 작성은 개발자가 로봇의 동작 제어 흐름 순서에 맞추어 직접 코딩을 하고(S107) 작성된 프로그램을 실행 및 디버깅하여(S109) 로봇 제어에 적용하는(S111) 일련의 과정들을 거친다.4 is a flowchart of a conventional robot programming, in which robot programming first defines components of a robot as a data set (S101) and defines relationship data for specifying a relationship between the defined data (S103). Here, data about the movement position of the robot is further defined (S105), and a program for performing the above data is created (S107). Programming is performed through a series of processes in which the developer directly codes the robot's motion control flow sequence (S107), executes and debugs the created program (S109), and applies the robot control (S111).

그런데, 이러한 과정을 따르는 종래의 로봇 프로그래밍 시스템은 프로그램 언어가 스크립트(Script) 형태의 코드 중심이어서 사용자 친숙도가 떨어지고 최근의 그래픽 사용자 인터페이스에 의한 프로그래밍 처리에 한계가 있었으며 데이터 중심으로 프로그램을 작성하기 때문에 일반적인 객체 중심 컴퓨터 프로그래밍의 장점을 도입하고자 할 때 객체 처리에 소요되는 추가 코드로 인해 로봇 프로그램 개발자들에게 부담이 되는 문제점이 있었다.However, the conventional robot programming system following this process has a poor user-friendliness because the programming language is script-oriented code-oriented, and there is a limit in programming processing by the recent graphical user interface. In order to introduce the advantages of general object-oriented computer programming, there is a problem that the robot program developers are burdened by the additional code required for object processing.

따라서, 본 발명의 목적은, 사용자 친숙도를 높이고 객체 중심 프로그래밍의 장점을 로봇 프로그래밍에 도입하면서 객체 처리에 요구되는 추가적인 코드에 대한 부담을 제거하기 위해서 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하는 로봇 프로그래밍 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot programming system and method that uses a graphical user interface to increase user friendliness and remove the burden of additional code required for object processing while introducing the advantages of object-oriented programming to robot programming. To provide.

도 1은 본 발명에 따른 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템 구성도,1 is a block diagram of an object-based robot programming system according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스 환경 구성도,2 is a graphical user interface configuration diagram of an object-based robot programming system according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 그래픽 사용자 인터페이스를 사용한 객체 기반 로봇 프로그래밍 순서도,3 is an object-based robot programming flow chart using a graphical user interface in accordance with the present invention;

도 4는 종래 로봇 프로그래밍 순서도이다.4 is a conventional robot programming flowchart.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

13 : 객체 선택창 15 : 객체 탐색창13: object selection window 15: object search window

17 : 객체 생성창 19 : 객체 속성지정창17: object creation window 19: object property designation window

상기 목적은 본 발명에 따라, 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템에 있어서, 프로그램 작성에 필요한 객체를 생성하고 객체의 속성을 지정하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스부와, 상기 생성된 각 객체의 메소드와 객체들 상호간의 관계를 코딩하기 위한 프로그램 편집기와, 프로그램을 번역하고 실행하는 프로그램 실행기와, 객체들의 정보 유지를 위한 데이터베이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템에 의해 달성된다.According to the present invention, in the object-based robot programming system, a graphical user interface for creating an object for designing a program and specifying an attribute of the object, and the relationship between the method and the objects of the generated object It is achieved by an object-based robot programming system comprising a program editor for coding a program, a program executor for translating and executing a program, and a database for maintaining information of objects.

여기서, 상기 그래픽 사용자 인터페이스부를 사용하여 코딩작업 없이 객체를 생성하고 객체의 속성을 지정하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to use the graphical user interface unit to create an object and specify properties of the object without coding.

또한, 객체의 생성, 삭제 또는 객체속성의 변경 시 각 객체에 대한 정보는 데이터베이스에 자동으로 저장과 삭제가 되는 것이 바람직하다.In addition, when creating, deleting, or changing an object property, information about each object is automatically stored and deleted in a database.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 방법에 있어서, 프로그램 작성에 필요한 객체를 선택하는 단계와, 상기 선택된 객체를 생성하는 단계와, 상기 생성된 객체의 속성을 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 방법이 제공된다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention, in an object-based robot programming method using a graphical user interface, selecting an object required for program creation, generating the selected object, and attributes of the generated object Provided is an object-based robot programming method comprising the step of specifying.

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 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템 구성도로 이 도면에 도시된 바와 같이, 프로그램 작성에 필요한 객체를 생성하고 객체의 속성을 지정하는데 사용하는 그래픽 사용자 인터페이스부(1), 각 객체의 메소드와 객체들 상호간의 관계를 코딩하기 위한 프로그램 편집기(5), 프로그램을 번역하고 실행하는 프로그램 실행기(7), 객체들에 대한 정보 유지를 위한 객체 데이터베이스(3)로 구성된다.1 is a schematic diagram of an object-based robot programming system according to the present invention. As shown in this figure, a graphical user interface unit 1 used to create an object required for program creation and to specify properties of an object, a method of each object And a program editor 5 for coding a relationship between objects and objects, a program launcher 7 for translating and executing a program, and an object database 3 for maintaining information about objects.

일반적으로 객체 기반 프로그래밍은 객체 지향 또는 객체 중심 프로그래밍이라고도 부르며 종래의 절차적인 프로그래밍에서의 문제점을 극복하여 프로그램의 개발과 유지보수에 소요되는 시간과 비용을 줄이고 프로그램의 재사용성을 높이는 프로그래밍 방법이다. 여기서, 객체란 객체 지향 프로그래밍(object-oriented programming)에서 중심이 되는 개념으로서, 하나의 구성단위를 말한다. 객체는 데이터와 그 데이터를 처리하기 위한 메소드로 구성된다.In general, object-based programming, also called object-oriented or object-oriented programming, is a programming method that overcomes the problems of conventional procedural programming to reduce the time and cost of program development and maintenance, and to increase program reusability. Here, an object is a concept that is central to object-oriented programming and refers to a unit of construction. An object consists of data and methods for processing that data.

상기 그래픽 사용자 인터페이스부(1)는 별도의 코딩작업이 필요없이 프로그램 작성에 필요한 객체를 생성하고 객체의 속성을 지정하기 위한 것으로 개발자는 이를 이용하여 개발 속도를 향상시킬 수 있다. 프로그램 작성에 필요한 객체는 로봇 프로그램의 추상화된 하나 이상의 필수 기본요소로부터 생성된다. 일반적으로 상기 추상화된 필수 기본요소를 객체 기반 프로그래밍에서는 클래스(Class)라고 부르는데 모든 객체는 클래스로부터 생성된다. 즉, 추상화된 클래스로부터 구체화된 객체가 생성된다.The graphical user interface unit 1 is for generating an object for designing a program and specifying an attribute of the object without a separate coding operation, and the developer can improve the development speed by using the same. The objects needed to create a program are created from one or more abstracted essential elements of the robot program. In general, the abstracted essential primitives are called classes in object-based programming, and all objects are created from classes. In other words, a materialized object is created from the abstracted class.

상기 데이터베이스(3)는 객체들의 정보를 유지하기 위한 것으로 로봇 프로그램의 추상화된 하나 이상의 필수 기본요소에 대한 정보를 기본적으로 갖고 있다. 로봇 프로그램의 필수 기본요소들은 로봇(Robots), 모션(Motions), 이벤트(Events), 디지털신호(Sigs), 아날로그신호(Asigs), 모듈(Modules)로 추상화할 수 있다.The database 3 basically holds information about one or more essential essential elements of the robot program in order to maintain information of objects. Essential elements of a robot program can be abstracted into robots, motions, events, digital signals, analog signals, and modules.

도 2는 본 발명에 따른 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템의 그래픽 사용자 인터페이스 환경 구성도이다.2 is a diagram illustrating a graphical user interface environment of an object-based robot programming system according to the present invention.

개발자에게 보여지는 그래픽 사용자 인터페이스는 객체를 선택하는 부분(13), 객체를 생성하는 부분(17), 객체를 탐색하는 부분(15)과 객체의 속성을 지정하는 부분(19)과 이들 모든 부분을 포함하는 부분(11)으로 구성된다. 일반적으로 그래픽 사용자 인터페이스는 창(Window)을 기본으로 하므로 이에 따르면 상기 각 부분은 객체 선택창(13), 객체 생성창(17), 객체 탐색창(15), 객체 속성지정창(19), 기본창(11)이 된다.The graphical user interface presented to the developer includes the part that selects the object (13), the part that creates the object (17), the part that navigates the object (15), the part that specifies the properties of the object (19), and all of these parts. It consists of a part 11 including. In general, the graphical user interface is based on a window, and accordingly, each of the parts is an object selection window 13, an object creation window 17, an object search window 15, an object property setting window 19, and a default. Window 11.

추상화된 로봇 프로그래밍의 필수 기본요소들은 객체 선택창(13)에 표시되는데 메뉴바(Menu Bar)의 형태로 기본 창의 기본 메뉴바 아래에 위치하며 각 기본요소들은 마우스(Mouse)로 클릭(Click)이 가능한 메뉴아이콘(Menu Icon)으로 표현된다. 개발자는 객체 선택창(13)에서 생성할 요소를 마우스로 선택하여 객체 생성창(17)에 선택된 요소가 표시되게 함으로써 객체를 생성한다. 생성된 객체는 객체 탐색창(15)을 통해 계층구조로 탐색이 가능하고 생성된 객체의 속성은 객체 속성지정창(19)을 통해 지정한다. 객체 속성지정창(19)은 객체의 속성을 표시하는 객체속성 표시부(33)와 그 속성을 가지는 객체의 이름을 표시하는 객체이름 표시부(31)로 구성된다. 속성을 지정할 객체의 이름을 객체이름 표시부(31)에서 선택하면 해당 객체의 속성이 객체속성 표시부(33)에 표시되는데 이 객체속성 표시부에서 변경할 속성을 지정한다. 이와 같이 객체의 생성과 객체속성의 지정까지 별도의 코딩작업은 필요하지 않으므로 객체 중심 프로그래밍 시에 요구되는 추가적인 코드에 대한 부담은 줄고 사용자 친숙도는 높아진다.Essential basic elements of abstracted robot programming are displayed in the object selection window (13), which is located under the main menu bar of the main window in the form of a menu bar, and each basic element is clicked with a mouse. Represented as a possible Menu Icon. The developer creates an object by selecting an element to be created in the object selection window 13 with a mouse so that the selected element is displayed in the object creation window 17. The created object can be searched in a hierarchical structure through the object search window 15 and the property of the created object is designated through the object property designation window 19. The object property specifying window 19 is composed of an object property display unit 33 for displaying the property of an object and an object name display unit 31 for displaying the name of an object having the property. If the name of the object to specify the attribute is selected in the object name display unit 31, the attribute of the object is displayed on the object attribute display unit 33. The object attribute display unit specifies the attribute to change. As such, no additional coding is required to create objects and specify object attributes, which reduces the burden on additional code required for object-oriented programming and increases user friendliness.

그리고, 각 개체의 메소드와 개체들간의 상호관계를 코딩하기 위해서는 프로그램 편집창(21)을 이용한다. 작성된 프로그램은 개발 환경에서 바로 실행 가능하도록 하고 실행 결과를 확인하여 디버깅할 수 있게 함으로써 프로그램 개발을 위한 통합개발환경을 제공한다. 이것은 프로그램 개발을 훨씬 용이하게 한다.In addition, the program edit window 21 is used to code the interrelationship between the methods and the objects of each object. The written program can be directly executed in the development environment, and the execution result can be checked and debugged to provide an integrated development environment for program development. This makes program development much easier.

도 3은 본 발명에 따른 그래픽 사용자 인터페이스를 사용한 객체 기반 로봇 프로그래밍 순서도이다.3 is an object-based robot programming flowchart using a graphical user interface in accordance with the present invention.

객체 선택창(13)에서 프로그램 작성에 필요한 객체를 선택한 후(S1), 객체 생성창(17)내의 임의의 위치에서 왼쪽 단추를 누른 채 마우스를 드래그(Drag)하고 왼쪽 단추를 상승시켜 객체를 생성한다(S3). 이것은 별도의 코딩 과정이 없이 객체 생성부분의 프로그램 작성이 가능하게 함으로써 객체 처리에 따르는 코드에 대한 부담을 없애고 사용자 친숙도를 높여준다.After selecting the object required for program creation in the object selection window (13) (S1), drag the mouse while pressing the left button at an arbitrary position in the object creation window (17) and raise the left button to create the object. (S3). This eliminates the burden on the code and improves user friendliness by allowing you to program the object creation without any additional coding.

상기 과정에서 생성된 객체에 관한 정보는 자동으로 객체 데이터베이스에 등록되고 이상의 과정을 필요한 객체 모두를 생성할 때까지 반복한다. 생성된 객체를 제거하고자 할 때는 객체 생성창안에 있는 객체를 선택한 후 삭제 명령을 실행하고 이 때 제거된 객체는 자동으로 객체 데이터베이스에서도 삭제된다. 또한, 생성된 객체는 객체 탐색창(15)에서 계층구조로 탐색이 가능하며(S3) 객체 탐색창(15)에서 선택된 객체의 속성은 객체 속성지정창(19)에 표시된다.The information about the object created in the above process is automatically registered in the object database and the above process is repeated until all necessary objects are created. To remove the created object, select the object in the object creation window and execute the delete command. The removed object is then automatically deleted from the object database. In addition, the created object can be searched in a hierarchical structure in the object search window 15 (S3) and the property of the object selected in the object search window 15 is displayed in the object property designation window 19.

객체 속성지정창(19)은 객체의 속성을 표시하는 객체속성 표시부(33)와 그 속성을 가지는 객체의 이름을 표시하는 객체이름 표시부(31)로 구성된다. 각 객체들에 고유한 속성은 객체 탐색창(15)이나 객체 속성지정창(19) 내의 객체이름 표시 부(31)에서 해당 객체를 선택함으로써 객체속성 표시부(33)에 나타난다. 이 상태에서 객체속성 표시부(33)에 지정하고자 하는 해당 속성 값을 입력함으로써 객체의 속성을 지정한다(S5). 이 때 객체의 변경된 속성 정보대로 객체 데이터베이스에 저장되어있던 해당 객체의 정보도 갱신된다.The object property specifying window 19 is composed of an object property display unit 33 for displaying the property of an object and an object name display unit 31 for displaying the name of an object having the property. Attributes unique to each object are displayed on the object attribute display section 33 by selecting the object from the object name display section 31 in the object search window 15 or the object property specifying window 19. In this state, the property of the object is specified by inputting a corresponding property value to be specified in the object property display unit 33 (S5). At this time, the information of the corresponding object stored in the object database is updated according to the changed property information of the object.

객체속성 지정을 마친 후(S5) 프로그램 편집기로 각 객체의 메소드와 객체간의 상호 관계를 코딩하여 프로그램 작성을 완료한다(S7). 위의 과정을 통해 작성된 프로그램은 프로그램 실행기를 거쳐서 수행되고 디버깅 과정을 거쳐(S9) 최종적으로 로봇 제어에 적용된다(S11).After finishing specifying the object property (S5), the program editor completes the program by coding the interrelationship between the method and the object of each object (S7). The program created by the above process is executed through the program executor and is finally applied to the robot control through the debugging process (S9) (S11).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 사용자 친숙도를 높이고 객체 처리에 추가되는 부담을 줄인 로봇 프로그래밍 시스템 및 방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a robot programming system and method that increases user friendliness and reduces the burden added to object processing.

Claims (4)

객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템에 있어서,In the object-based robot programming system, 프로그램 작성에 필요한 객체를 생성하고 객체의 속성을 지정하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스부와;A graphical user interface unit for creating an object for programming and designating an attribute of the object; 상기 생성된 각 객체의 메소드와 객체들 상호간의 관계를 코딩하기 위한 프로그램 편집기와;A program editor for coding a method of each generated object and a relationship between objects; 프로그램을 번역하고 실행하는 프로그램 실행기와;A program launcher for translating and executing the program; 객체들의 정보 유지를 위한 데이터베이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템.An object-based robot programming system comprising a database for maintaining information of objects. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 그래픽 사용자 인터페이스부를 사용하여 코딩작업 없이 객체를 생성하고 객체의 속성을 지정하는 것을 특징으로 하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템.An object-based robot programming system using the graphical user interface to create an object and specify properties of the object without coding. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 객체의 생성, 삭제 또는 객체속성의 변경 시 각 객체에 대한 정보가 데이터베이스에 자동으로 저장과 삭제가 되는 것을 특징으로 하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 시스템.An object-based robot programming system, wherein information about each object is automatically stored and deleted in a database when an object is created, deleted, or changed. 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 방법에 있어서,In the object-based robot programming method using a graphical user interface, 프로그램 작성에 필요한 객체를 선택하는 단계와;Selecting an object for creating a program; 상기 선택된 객체를 생성하는 단계와;Creating the selected object; 상기 생성된 객체의 속성을 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 객체 기반 로봇 프로그래밍 방법.And specifying an attribute of the created object.
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