KR20100096908A - Direct teaching robot - Google Patents

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KR20100096908A
KR20100096908A KR1020090015995A KR20090015995A KR20100096908A KR 20100096908 A KR20100096908 A KR 20100096908A KR 1020090015995 A KR1020090015995 A KR 1020090015995A KR 20090015995 A KR20090015995 A KR 20090015995A KR 20100096908 A KR20100096908 A KR 20100096908A
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robot
sensor
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tip
direct teaching
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KR1020090015995A
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경진호
박찬훈
박동일
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한국기계연구원
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Abstract

PURPOSE: A direct teaching robot capable of detecting impact, which provides convenience by directly controlling a robot, and a method for detecting impact are provided to secure the safety of an operator by preventing damage to a robot by the malfunction of a robot. CONSTITUTION: A direct teaching robot capable of detecting impact is directly operated by an operator. The operator catches the leading end of a robot and operates the robot using a F/T(Force/Torque) sensor. The operator holds a middle shaft in which the F/T sensor is installed or the leading end of the robot, and controls the robot according to the free degree of the robot.

Description

충돌감지가 가능한 직접교시용 로봇 및 충돌감지를 위한 방법{Direct teaching robot}Robot for direct teaching and collision detection capable of collision detection {Direct teaching robot}

본 발명은 중간축 교시 및 충돌감지가 가능한 직접교시용 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다자유도 로봇의 선단 이외에도 중간축에 F/T센서를 추가로 장착하여 로봇의 선단에 구비된 F/T센서와 함께 상기 중간축에 장착된 F/T센서를 이용하여 오퍼레이터로 하여금 교시에 있어 중간축을 직접 움직이고자 하는 욕구를 충족시킴과 동시에 편리한 직접교시를 가능하게 하고, 로봇 선단의 F/T센서의 값과 중간축의 F/T센서의 값이 서로 상관관계가 없으면 충격신호로 받아들여 로봇을 정지함으로써 오퍼레이터의 안전을 보장하는 직접교시용 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a direct teaching robot capable of teaching intermediate axes and detecting collisions. More particularly, the present invention relates to an F / T sensor mounted on an intermediate axis in addition to the front end of a multi-degree of freedom robot. The F / T sensor mounted on the intermediate shaft together with the T sensor enables the operator to satisfy the desire to move the intermediate shaft directly while teaching, and enables convenient direct teaching, and the F / T sensor at the tip of the robot. If there is no correlation between the value of F and the T / T sensor of the intermediate axis, it relates to a direct teaching robot that guarantees the safety of the operator by accepting it as an impact signal and stopping the robot.

로봇의 선단에 구비된 F/T센서에 의해 오퍼레이터가 로봇의 선단을 잡고 움직이는데로 직접교시가 되는 로봇에서는 로봇 선단에 부착된 F/T센서만으로 로봇-오퍼레이터의 충돌시에 안전을 보장하기 어렵고, 보다 쉬운 직접교시를 수행하기 어려운 단점이 있다.In the robot where the operator is directly taught as the operator grabs the tip of the robot and moves by the F / T sensor provided at the tip of the robot, it is difficult to guarantee safety in the event of a robot-operator collision only with the F / T sensor attached to the tip of the robot. There is a disadvantage that it is difficult to perform easy direct teaching.

즉, 로봇을 직접교시하는 오퍼레이터는 로봇의 선단을 기준으로 제 3,4축을 직접 움직이고자 하는 욕구를 갖게 되는데 이와 같은 행동을 취할 경우 로봇의 선 단에 부착된 F/T센서만으로는 직접교시에 따른 정교성이 저하되는 단점이 있다.In other words, the operator who directly teaches the robot has a desire to move the 3rd and 4th axes directly with respect to the tip of the robot. If such an action is taken, only the F / T sensor attached to the tip of the robot can be used. There is a disadvantage that the sophistication is lowered.

또한, 로봇의 오동작으로 인한 로봇과 오퍼레이터와의 충돌이 발생할 경우는 충돌을 감지하는 기술적 구성의 부재로 인해 안전사고가 발생할 위험이 있다.In addition, when a collision between a robot and an operator occurs due to a malfunction of the robot, a safety accident may occur due to the absence of a technical configuration for detecting a collision.

이를 위해 자유도를 갖는 로봇의 모든 축에 1자유도의 토크센서 내장된 형태의 로봇이 가장 이상적이어서 실제로 DLR 등에서는 이러한 구조의 로봇을 개발하여 좋은 결과를 얻고 있다. 그러나 매우 경량형의 로봇에서는 이러한 구조가 가능하지만, 일반적인 산업용 로봇의 경우에는 이런 경량형의 구조를 가지기가 매우 어렵고, 이러한 구조에서 제1,2 축 등에 토크센서를 삽입하면 로봇 전체 강성의 하락을 야기한다. To this end, a robot with a torque sensor of 1 degree of freedom is ideal for all axes of a robot having degrees of freedom, and in fact, the DLR has developed a robot having such a structure and has obtained good results. However, such a structure is possible in a very lightweight robot, but in the case of a general industrial robot, it is very difficult to have such a lightweight structure.In this structure, when the torque sensor is inserted into the first and second axes, the overall rigidity of the robot is reduced. Cause.

본 발명의 목적은 로봇을 직접교시함에 있어서 오퍼레이터의 편의성을 제공하고, 로봇의 오동작으로 인한 오퍼레이터의 안전 및 로봇의 파손을 방지하는 데 있다.An object of the present invention is to provide the convenience of the operator in direct teaching of the robot, and to prevent the safety of the operator and damage to the robot due to the malfunction of the robot.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 로봇의 선단에 구비된 F/T센서에 의해 오퍼레이터가 로봇의 선단을 잡고 움직이는데로 직접교시가 되는 로봇에 있어서, 상기 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 중간축에 F/T센서를 구비하여 오퍼레이터가 로봇의 선단, 또는 F/T센서가 구비된 축을 단독으로 잡고 로봇의 자유도에 따라 움직이는데로 로봇을 직접교시하는 것을 특징으로 하거나, In order to achieve the above object, the present invention provides a robot in which the operator is directly taught as the operator grasps the tip of the robot by the F / T sensor provided at the tip of the robot, and includes at least one of the axes constituting each degree of freedom of the robot. One or more intermediate shafts are provided with an F / T sensor so that the operator directly grasps the tip of the robot or the axis provided with the F / T sensor and moves the robot according to the degree of freedom of the robot.

로봇의 선단에 구비된 F/T센서에 의해 오퍼레이터가 로봇의 선단을 터치하는 방향으로 직접교시되는 로봇에 있어서, 상기 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 구비하여 오퍼레이터가 의도하지 않은 중간축 신호는 외부의 충격신호로 받아들여 오퍼레이터의 안전을 위해 로봇을 정지함으로써 안전하게 로봇을 직접교시하는 것을 특징으로 한다.In a robot in which the operator is directly taught in the direction in which the operator touches the tip of the robot by the F / T sensor provided at the tip of the robot, the F / T sensor is provided on at least one of the axes constituting each degree of freedom of the robot. The intermediate axis signal, which is not intended by the operator, is taken as an external shock signal, and the robot is safely taught directly by stopping the robot for the safety of the operator.

여기서, 상기 로봇은 자유도가 높은 다축로봇에 더욱 유용하며, 전자에 기술된 로봇의 직접교시는 오퍼레이터가 로봇의 선단과 F/T센서가 구비된 축을 동시에 잡고 움직이는데로 로봇을 직접교시할 수 있으며, 로봇은 오퍼레이터가 로봇의 선 단과 축을 동시에 잡고 움직일 때 로봇의 선단의 F/T센서에서 출력되는 신호와 축의 F/T센서에서 출력되는 신호를 각각 필터링하고 필터링된 신호들을 서로 비교하여 그 차이가 일정범위 이상이거나 상관관계가 없는 경우 충격신호로 간주하여 로봇의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.Here, the robot is more useful for a multi-axis robot with high degree of freedom, and the direct teaching of the robot described in the electronic can directly teach the robot as the operator grabs the tip of the robot and the axis equipped with the F / T sensor at the same time. The robot filters the signal output from the F / T sensor at the tip of the robot and the signal output from the F / T sensor at the axis when the operator grips and moves the robot's tip and axis at the same time, and compares the filtered signals with each other. If it is above the range or there is no correlation, the robot is considered to be a shock signal and the driving of the robot is stopped.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다른 카테고리로서 로봇의 선단과, 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 구비하여 오퍼레이터가 로봇의 선단, 또는 F/T센서가 구비된 축을 단독, 또는 동시에 잡고 교시하게 하는 단계와; 상기 F/T센서들에서 발생하는 신호를 입력받아 각 신호에 포함된 ripple과 noise를 제거하는 필터링 단계와; 상기 필터링 단계를 거친 각 신호를 서로 비교하여 그 차이가 일정범위 이상일 경우나 상관관계가 없는 경우는 충격신호로 간주하여 로봇의 구동을 정지시키고, 일정범위 내의 경우이거나 상관관계가 있으면 로봇에 직접교시 명령을 생성하는 단계와; 상기 교시단계, 필터링 단계, 직접교시 명령을 생성하는 단계를 무한루프 형태로 반복 실행하되, 오퍼레이터가 교시작업을 멈추면 반복실행을 정지하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, in order to achieve the above object, the present invention provides a F / T sensor on at least one of the front end of the robot and the axis forming each degree of freedom of the robot as another category, the operator is the front end of the robot, or F / Holding and teaching the shaft provided alone or simultaneously with a T sensor; A filtering step of receiving signals generated from the F / T sensors and removing ripple and noise included in each signal; Compare each signal that has passed the filtering step with each other and if the difference is more than a certain range or there is no correlation, the robot is stopped as a shock signal, and if it is within a certain range or there is a correlation, the robot is taught directly. Generating a command; The teaching step, the filtering step, and the step of generating a direct teaching command are repeatedly executed in an endless loop form, and the operation of stopping the repeating operation when the operator stops the teaching work.

본 발명에 의하면 오퍼레이터가 로봇의 선단 외에도 다른 축을 잡고 직접교시할 수 있어 편리성이 제공되고, 로봇의 오동작으로 인한 오퍼레이터의 안전 및 로봇의 파손이 방지되는 효과가 있다.According to the present invention, the operator can directly teach by holding another axis in addition to the tip of the robot, thereby providing convenience, and the operator's safety and damage to the robot due to malfunction of the robot are prevented.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들과 관련하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 다자유도를 갖는 로봇으로서 로봇의 선단에만 F/T센서가 부착되어 직접교시되는 로봇의 일예를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a robot having a multiple degree of freedom, in which an F / T sensor is attached and directly taught to only the tip of the robot.

7축(10)에는 도시되지 않았지만 F/T센서가 구비(내장)되어 있고, 직접교시는 오퍼레이터가 핸들(70)을 잡고 로봇을 움직이면 움직이는 방향으로 F/T센서가 반응하여 나타난 신호를 기초로 직접교시 명령을 생성하고 이를 로봇제어에 적용함으로써 이루어진다.Although not shown, the F / T sensor is provided (built-in) on the 7-axis 10, and direct teaching is based on a signal generated by the F / T sensor reacting in the moving direction when the operator grabs the handle 70 and moves the robot. This is done by creating a direct teach command and applying it to robot control.

이와 같이 직접교시용 로봇으로 직접교시를 실행하다 보면 다음과 같은 경험적 결론에 도달하게 된다. 즉, 로봇 선단에 부착된 F/T센서만으로는 로봇과 사람과의 충돌시 안전이 보장되지 않는다. 또한, 로봇 선단에 부착된 F/T센서만으로는 더 쉬운 직접교시를 수행하기 어렵다. 또한, 로봇을 직접교시하는 오퍼레이터는 로봇의 3,4축(30,40)을 직접 움직이고자 하는 욕구를 갖게 되는데 이러한 문제를 해결할 수 없다.In this way, direct teaching with the direct teaching robot leads to the following empirical conclusion. In other words, the F / T sensor attached to the tip of the robot alone does not guarantee safety when the robot collides with a person. In addition, it is difficult to perform easy direct teaching only with the F / T sensor attached to the tip of the robot. In addition, the operator directly teaching the robot has a desire to move the 3, 4 axes (30, 40) of the robot directly, but this problem cannot be solved.

따라서, 본 발명은 중간축 중에서 두 축을 선정하여 3,4축에 F/T센서가 부착된 구조로 로봇을 설계하였다.Therefore, in the present invention, the robot was designed with a structure in which F / T sensors are attached to 3 and 4 axes by selecting two axes among the intermediate axes.

도 2는 본 발명에 따른 중간축 교시와 충돌감지가 가능한 직접교시용 로봇의 일예로서 좌측부터 정면도, 측면도, 사시도이다. 이를 통해 본 발명에 따른 충돌감지가 가능한 직접교시용 로봇의 외관을 알 수 있다.2 is a front view, a side view, and a perspective view from the left as an example of a direct teaching robot capable of detecting an intermediate axis and a collision detection according to the present invention. Through this, the appearance of the robot for direct teaching that can detect a collision according to the present invention can be seen.

도 3은 도 2의 3축과 4축에 장착된 F/T센서를 상세히 나타낸 도면으로서, 제 3,4축에 내장된 F/T센서는 감속기와 로봇암 기구부의 사이에 설치된다. 따라서, 이러한 F/T센서를 통해 오퍼레이터가 로봇 조인트에 직접 인가하는 교시력을 인지하는 것이 가능하게 된다.3 is a view showing in detail the F / T sensor mounted on the three and four axes of Figure 2, the F / T sensor built in the third and fourth axes are installed between the reducer and the robot arm mechanism. Therefore, it is possible to recognize the teaching force applied by the operator directly to the robot joint through this F / T sensor.

이러한 구조에서는 도 4와 같이 로봇의 선단을 통한 직접교시 뿐만 아니라 제 3,4축을 직접교시하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라 로봇 선단의 F/T센서와 3,4축의 F/T센서 값을 비교함으로써 근사적으로 모든 축에 대한 오퍼레이터의 교시의도를 파악할 수 있다.In this structure, it is possible to directly teach the third and fourth axes as well as direct teaching through the tip of the robot as shown in FIG. In addition, by comparing the F / T sensor of the robot tip with the F / T sensor values of 3 and 4 axes, it is possible to grasp the operator's intention to teach about all axes.

또한, 본 발명에 따른 충돌감지가 가능한 직접교시용 로봇은 편리한 직접교시의 목적 이외에도 오퍼레이터의 안전을 위한 목적에도 접합하다. 즉, 직접교시로봇에서는 오퍼레이터와 로봇이 작업공간을 공유하게 되는데, 이때 로봇의 오작동 혹은 오퍼레이터의 실수로 인하여 로봇과 오퍼레이터가 충돌하는 상황이 발생할 수 있으며, 이러한 경우에는 3,4축에 구비된 F/T센서를 통하여 로봇이 오퍼레이터와의 충돌을 감지하여 즉각 정지하거나, 충격을 최소화하는 방향으로 운전할 수 있다.In addition, the collision detection direct teaching robot according to the present invention is bonded to the purpose for the safety of the operator in addition to the purpose of convenient direct teaching. In other words, in the direct teaching robot, the operator and the robot share a workspace. In this case, the robot and the operator collide due to the malfunction of the robot or the operator's mistake. The / T sensor allows the robot to detect collisions with the operator and stop immediately or drive in a direction that minimizes impact.

본 발명은 제어의 흐름도를 도 5와 같이 정리할 수 있다. 도 5와 같은 흐름도를 실제로 구성하기 위해서는 다양한 알고리즘이 존재할 수 있으나 큰 틀에서는 이범위를 벗어날 수 없다. 특히 오퍼레이터가 로봇의 선단 및 3,4축에 모두 힘을 가하여 교시하고 있을 경우, F/T(1)(2)센서를 이용한 직접교시 명령생성 알고리즘(6)이 동작하게 되는데, 이 알고리즘은 로봇의 동역학적 정보를 활용한다. 로봇의 선단 뿐만아니라 로봇의 3,4축을 직접교시하는 것이 가능하므로 매우 편리한 교시가 가능하다. The present invention can be summarized as shown in FIG. Various algorithms may exist in order to actually configure the flowchart as shown in FIG. 5, but may not be out of this range in a large framework. In particular, when the operator teaches by applying force to both the front and 3 and 4 axes of the robot, the direct teaching command generation algorithm (6) using the F / T (1) (2) sensor is operated. Use dynamic information from It is possible to teach not only the tip of the robot but also the 3 and 4 axes of the robot directly, which makes teaching very convenient.

도 1과 도 2의 기능적 차이는 도 6에 의한 다시 한번 간략히 정리된다. 도 6은 오퍼레이터의 충돌에도 대응가능하고, 로봇의 3,4축을 직접밀거나 당기는 형태의 직접교시도 가능한 반면에 도 1의 로봇은 오퍼레이터의 충돌에 대한 대응이 불가능하고, 로봇의 선단부를 통해서만 직접교시를 할 수 있다.The functional differences between FIG. 1 and FIG. 2 are briefly summarized once again by FIG. 6 is also applicable to the collision of the operator, direct teaching in the form of directly pushing or pulling the 3 and 4 axes of the robot is possible, while the robot of FIG. 1 cannot cope with the collision of the operator, only directly through the tip of the robot You can teach.

따라서, 본 발명은 다음과 같이 구성된다. 로봇의 선단에 구비된 F/T센서에 의해 오퍼레이터가 로봇의 선단을 잡고 움직이는데로 직접교시가 되는 로봇에 있어서, 상기 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 구비하여 오퍼레이터가 로봇의 선단, 또는 F/T센서가 구비된 축을 단독으로 잡고 로봇의 자유도에 따라 움직이는데로 로봇을 직접교시하도록 구성되거나, Accordingly, the present invention is constructed as follows. In a robot in which the operator is directly taught as the operator grasps the tip of the robot by the F / T sensor provided at the tip of the robot, the F / T sensor is provided on at least one axis among the axes forming each degree of freedom of the robot. It is configured to directly teach the robot as the operator grabs the tip of the robot or the axis equipped with the F / T sensor alone and moves according to the degree of freedom of the robot,

로봇의 선단에 구비된 F/T센서에 의해 오퍼레이터가 로봇의 선단을 터치하는 방향으로 직접교시되는 로봇에 있어서, 상기 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 구비하여 오퍼레이터가 의도하지 않은 중간축 신호는 외부의 충격신호로 받아들여 오퍼레이터의 안전을 위해 로봇을 정지함으로써 안전하게 로봇을 직접교시하도록 구성된다.In a robot in which the operator is directly taught in the direction in which the operator touches the tip of the robot by the F / T sensor provided at the tip of the robot, the F / T sensor is provided on at least one of the axes constituting each degree of freedom of the robot. The intermediate axis signal, which is not intended by the operator, is received as an external shock signal and configured to directly teach the robot safely by stopping the robot for the safety of the operator.

여기서 상기 로봇은 축수가 많은 다자유도 로봇이다. 그리고 전자의 구성에서 직접교시는 오퍼레이터가 로봇의 선단과 F/T센서가 구비된 축을 동시에 잡고 움직이는데로 로봇을 직접교시할 수 있으며, 이 경우에 상기 로봇은 오퍼레이터가 로봇의 선단과 축을 동시에 잡고 움직일 때 로봇의 선단의 F/T센서에서 출력되는 신호와 축의 F/T센서에서 출력되는 신호를 각각 필터링하고 필터링된 신호들을 서로 비교하여 그 차이가 일정범위 이상이거나 상관관계가 없는 경우 충격신호로 간주하여 로봇의 구동을 정지시키도록 구성한다.The robot is a multiple degree of freedom robot with a large number of axes. In the electronic configuration, direct teaching allows the operator to directly teach the robot as the operator grabs the tip of the robot and the axis equipped with the F / T sensor at the same time, and in this case, the robot can move and hold the tip and axis of the robot simultaneously. When the signal output from the F / T sensor at the tip of the robot and the signal output from the F / T sensor on the axis are respectively filtered and the filtered signals are compared with each other, the difference is over a certain range or there is no correlation. To stop driving of the robot.

한편, 본 발명의 다른 카테고리로서, 직접교시용 로봇의 충돌감지를 위한 방법은 도 5와 같은 흐름을 갖는다.On the other hand, as another category of the present invention, the method for collision detection of the direct teaching robot has the flow as shown in FIG.

즉, 직접교시용 로봇의 충돌감지를 위한 방법은 로봇의 선단과, 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 구비하여 오퍼레이터가 로봇의 선단, 또는 F/T센서가 구비된 축을 단독, 또는 동시에 잡고 교시하게 하는 단계(S10)와, 상기 F/T센서들에서 발생하는 신호를 입력받아 각 신호에 포함된 ripple과 noise를 제거하는 필터링 단계(S20)와, 상기 필터링 단계를 거친 각 신호를 서로 비교하여 그 차이가 일정범위 이상일 경우나 상관관계가 없는 경우는 충격신호로 간주하여 로봇의 구동을 정지시키고, 일정범위 내의 경우이거나 상관관계가 있으면 로봇에 직접교시 명령을 생성하는 단계(S30)와, 상기 교시단계, 필터링 단계, 직접교시 명령을 생성하는 단계를 무한루프 형태로 반복 실행하되, 오퍼레이터가 교시작업을 멈추면 반복실행을 정지하는 단계(S40)로 이루어진다.That is, the collision detection method of the direct teaching robot includes an F / T sensor on at least one of the tip of the robot and one of the axes forming each degree of freedom of the robot, so that the operator is provided with the tip of the robot or the F / T sensor. And a step (S10) of holding and teaching the provided axis alone or simultaneously, and a filtering step (S20) of receiving signals generated from the F / T sensors and removing ripple and noise included in each signal, and the filtering. Compare each signal which has passed through the steps and if the difference is over a certain range or there is no correlation, the robot is stopped as a shock signal and if the difference is within a certain range or there is a correlation, a command for direct teaching to the robot is given. Generating step (S30), and the step of generating the teaching step, the filtering step, the direct teaching command iteratively repeat in an endless loop form, the operator repeats the teaching operation is repeated It is made to stop the step (S40).

여기서, 상기 필터링 단계(S20)는 F/T센서에 의해 센싱된 신호를 교시신호로 사용하기 위하여 신호 증폭과 신호 필터링 과정을 거친다. 오퍼레이터에 의해 입력된 교시력 신호를 바탕으로 신호 증폭 및 로패스 필터(Low-pass filter) 등을 적용한 결과는 도 7과 같다. Here, the filtering step (S20) undergoes signal amplification and signal filtering to use the signal sensed by the F / T sensor as the teaching signal. The result of applying the signal amplification and the low-pass filter based on the teaching force signal input by the operator is shown in FIG. 7.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분 야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the preferred embodiment, those belonging to the technical field of the present invention will be able to easily make various changes and modifications within the scope without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense, and that the true scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof, .

도 1은 로봇의 선단에만 F/T센서가 부착되어 직접교시되는 로봇의 일예를 도시한 도면,1 is a view showing an example of a robot that is directly taught by attaching the F / T sensor only to the front end of the robot,

도 2는 본 발명에 따른 충돌감지가 가능한 직접교시용 로봇의 일예로서 좌측부터 정면도, 측면도, 사시도,2 is a front view, a side view, a perspective view from the left as an example of a direct teaching robot capable of detecting a collision according to the present invention;

도 3은 도 2의 3축과 4축에 장착된 F/T센서를 상세히 나타낸 도면,3 is a view showing in detail the F / T sensor mounted on the 3 and 4 axes of FIG.

도 4는 본 발명에 따른 충돌감지가 가능한 직접교시용 로봇의 직접교시 일예도,Figure 4 is an example of direct teaching of a direct teaching robot capable of collision detection according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 직접교시용 로봇의 충돌감지를 위한 방법을 위한 제어 흐름도,5 is a control flowchart for a method for detecting a collision of a direct teaching robot according to the present invention;

도 6은 본 발명의 개념을 개략적으로 도시한 도면,6 schematically illustrates the concept of the invention;

도 7은 본 발명의 필터링 단계에서 F/T센서로부터 입력된 신호를 교시신호로 이용하기 위한 필터링 결과를 나타낸 그래프.7 is a graph showing a filtering result for using the signal input from the F / T sensor as a teaching signal in the filtering step of the present invention.

Claims (5)

로봇의 선단에 구비된 F/T센서에 의해 오퍼레이터가 로봇의 선단을 잡고 움직이는데로 직접교시가 되는 로봇에 있어서,In a robot where the operator directly teaches to hold the robot's tip by the F / T sensor provided at the tip of the robot, 상기 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 추가로 구비하여 오퍼레이터가 로봇의 선단, 또는 F/T센서가 구비된 중간축을 잡고 로봇의 자유도에 따라 움직이는데로 로봇을 직접교시하는 것을 특징으로 하는 직접교시용 로봇.An F / T sensor is additionally provided on at least one of the axes constituting each degree of freedom of the robot so that the operator directly moves the robot according to the robot's degree of freedom by holding the tip of the robot or an intermediate axis equipped with the F / T sensor. Direct teaching robot, characterized in that teaching. 로봇의 선단에 구비된 F/T센서에 의해 오퍼레이터가 로봇의 선단을 터치하는 방향으로 직접교시되는 로봇에 있어서,In a robot in which the operator is directly taught in the direction in which the operator touches the tip of the robot by the F / T sensor provided at the tip of the robot, 상기 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 추가로 구비하여 오퍼레이터가 로봇의 선단과 중간축을 동시에 잡고 움직일 때 로봇 선단의 F/T센서에서 출력되는 신호와 중간축 F/T센서에서 출력되는 신호를 서로 분석하여 그 차이가 일정범위 이상이거나 직접교시 신호와 상관관계가 없는 경우 충격신호로 간주하여 로봇의 구동을 정지시킴으로써 안전하게 직접교시를 가능하게 하는 직접교시용 로봇.The F / T sensor is additionally provided on at least one of the axes constituting each degree of freedom of the robot so that the operator outputs the signal from the F / T sensor of the robot tip and the intermediate axis F when the operator simultaneously grabs the tip and the intermediate axis of the robot. Direct teaching robot that analyzes the signals output from the / T sensor to each other and makes the direct teaching safe by stopping the operation of the robot when the difference is over a certain range or does not correlate with the direct teaching signal. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 로봇은 적어도 6자유도를 갖는 6축 이상의 로봇인 것을 특징으로 직접 교시용 로봇.The robot is a direct teaching robot, characterized in that the robot is at least six axes having at least six degrees of freedom. 로봇의 선단과, 로봇의 각 자유도를 이루는 축 중 적어도 하나 이상의 축에 F/T센서를 구비하여 오퍼레이터가 로봇의 선단, 또는 F/T센서가 구비된 축을 단독, 또는 동시에 잡고 교시하게 하는 단계와;Providing an F / T sensor at the front end of the robot and at least one of the axes constituting each degree of freedom of the robot to allow the operator to hold and teach the front end of the robot or the axis with the F / T sensor alone or simultaneously; ; 상기 F/T센서들에서 발생하는 신호를 입력받아 각 신호에 포함된 ripple과 noise를 제거하는 필터링 단계와;A filtering step of receiving signals generated from the F / T sensors and removing ripple and noise included in each signal; 상기 필터링 단계를 거친 각 신호를 서로 비교하여 그 차이가 일정범위 이상일 경우나 상관관계가 없는 경우는 충격신호로 간주하여 로봇의 구동을 정지시키고, 일정범위 내의 경우이거나 상관관계가 있으면 로봇에 직접교시 명령을 생성하는 단계와;Compare each signal that has passed the filtering step with each other and if the difference is more than a certain range or there is no correlation, the robot is stopped as a shock signal, and if it is within a certain range or there is a correlation, it is taught directly to the robot. Generating a command; 상기 교시단계, 필터링 단계, 직접교시 명령을 생성하는 단계를 무한루프 형태로 반복 실행하되, 오퍼레이터가 교시작업을 멈추면 반복실행을 정지하는 단계;Repeating the teaching step, the filtering step, and generating the direct teaching command in an endless loop form, and stopping the repeating operation when the operator stops the teaching work; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직접교시용 로봇의 충돌감지를 위한 방법.Method for detecting the collision of the direct teaching robot, characterized in that consisting of. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 필터링 단계는 F/T센서에 의해 센싱된 신호를 증폭하고 Low-pass filter를 적용하여 컷오프 프리퀀시(Cutoff frequency) 분석을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 직접교시용 로봇의 충돌감지를 위한 방법.The filtering step amplifies the signal sensed by the F / T sensor and a low-pass filter by applying a cutoff frequency (Cutoff frequency) analysis, characterized in that for the collision detection of the direct teaching robot.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101329853B1 (en) * 2012-11-14 2013-11-14 고려대학교 산학협력단 Collision detection system of manipulator using torque filtering and control system and method of manipulator using the same
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