KR20120072834A - Method of controlling working robot and working robot system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 작업 로봇의 제어 방법 및 작업 로봇 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of a work robot and a work robot system.
선체 블록이나 기타 작업 환경이 좋지 못한 환경에서 도장 작업을 할 때에는 도장 로봇 등을 사용하여 작업하는 것이 일반적이다. 이러한 도장 로봇은 4개의 회전축과 1개의 직선축을 가지는 5축 로봇이나 4개의 회전축과 1개의 직선축 외에 주행축을 더 가지는 6축 로봇일 수 있다.When painting in hull blocks or other unfavorable working conditions, it is common to work with a painting robot. Such a painting robot may be a five-axis robot having four rotational axes and one linear axis, or a six-axis robot further having a travel axis in addition to the four rotational axes and one linear axis.
5축 도장 로봇의 경우 주행축의 연동이 불가능하기 때문에 길이가 긴 거더(girder)면을 도장하는 경우에 회전축을 중심으로 한 회전 이동만으로 도장 작업을 수행해야 하는 불편함이 있다.In the case of a five-axis painting robot, it is inconvenient to perform painting work only by rotating the rotation around the rotating shaft when painting a long girder surface because the driving shaft cannot be interlocked.
6축 도장 로봇의 경우에는 주행축과 연동하여 이동이 가능하지만 길이가 짧은 플로어면의 작업 시에 작업 영역의 상당 부분에서 도장을 위한 자세가 불가능하여 사용이 제한될 수 있다.In the case of a six-axis painting robot, it is possible to move in conjunction with the travel shaft, but the use of the posture for painting can be restricted in a large part of the work area when working with a short floor surface.
본 발명의 일 실시예는 작업이 수행되는 면이 거더면이든 플로어면이든 상관없이 용이하게 작업면에 대한 작업을 수행할 수 있는 작업 로봇의 제어 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a control method and system for a work robot that can easily perform the work on the work surface irrespective of whether the work surface is a gird surface or floor surface.
본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 제어 방법은, 서로 직각을 이루는 제1면과 제2면을 포함하는 작업면에 작업을 수행하는 작업 로봇의 제어 방법으로서, 4개의 회전축과 1개의 직선축 및 1개의 주행축을 가지는 로봇 기구부를 상기 주행축이 상기 제2면과 평행하도록 상기 작업면 앞에 설치하는 단계, 상기 로봇 기구부에 상기 주행축을 제외한 5축 로봇 기구학을 적용하여 상기 제1면에 대한 작업을 실시하는 단계, 그리고 상기 로봇 기구부에 6축 로봇 기구학을 적용하여 상기 제2면에 대한 작업을 실시하는 단계를 포함한다.A control method of a work robot according to an embodiment of the present invention is a control method of a work robot that performs work on a work surface including a first surface and a second surface perpendicular to each other, and includes four rotating shafts and one straight line. Installing a robot mechanism having an axis and one travel shaft in front of the working surface such that the travel shaft is parallel to the second surface, and applying the 5-axis robot kinematics except for the travel shaft to the robot mechanism with respect to the first surface. Performing the work, and applying the six-axis robot kinematics to the robot mechanism to perform the work on the second surface.
상기 제1면은 상기 제2면보다 수평 길이가 짧을 수 있다.The first surface may have a shorter horizontal length than the second surface.
상기 제1면은 플로어면이고, 상기 제2면은 거더면일 수 있다.The first surface may be a floor surface, and the second surface may be a girder surface.
상기 4개의 회전축은 제1 내지 제4 회전축을 포함하고, 상기 주행축, 상기 제1 회전축, 상기 제2 회전축, 상기 직선축, 상기 제3 회전축 및 상기 제4 회전축이 차례대로 배열되는 경우, 상기 4개의 회전축과 상기 직선축 및 상기 주행축은 인접한 축들끼리 서로 직각을 이룰 수 있다.The four rotary shafts include first to fourth rotary shafts, and when the driving shaft, the first rotary shaft, the second rotary shaft, the linear shaft, the third rotary shaft and the fourth rotary shaft are sequentially arranged, the Four rotary shafts, the linear shaft and the traveling shaft may be perpendicular to each other adjacent axes.
상기 제어 방법은, 작업 명령을 수신하는 단계, 그리고 상기 작업 명령의 좌표로부터 작업해야 할 면이 상기 제1면인지 아닌지 판단하는 단계를 포함하며, 작업해야 할 면이 상기 제1면이라고 판단되면 상기 제1면 작업 단계를 수행하고, 그렇지 않으면 상기 제2면 작업 단계를 수행할 수 있다.The control method may include receiving a work command, and determining whether a face to be worked from the coordinates of the work command is the first face, and if it is determined that the face to be worked is the first face, The first surface work step may be performed, or the second surface work step may be performed.
상기 작업 로봇이 수행하는 작업은 도장 작업일 수 있다.The work performed by the work robot may be a painting work.
본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇 시스템은, 이동 장치와 이에 탑재된 작업 로봇을 포함하는 로봇 기구부, 그리고 상기 로봇 기구부를 제어하는 로봇 제어기를 포함하고, 상기 이동 장치는 주행축 방향으로 뻗은 안내 레일을 포함하고, 상기 작업 로봇은, 상기 이동 장치의 안내 레일을 따라 상기 주행축 방향으로 미끄럼 이동 가능한 탑재대, 상기 탑재대 위에 탑재되어 있으며, 상기 주행축과 직각을 이루는 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 탑재대와 결합되어 있는 회전 받침대, 상기 제1 회전축과 직각을 이루는 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 회전 받침대와 결합되어 있고 직선축 방향으로 길이가 조절될 수 있는 이중 링크, 상기 직선축과 직각을 이루는 제3 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 이중 링크와 결합되어 있는 거치대, 그리고 상기 제3 회전축과 직각을 이루는 제4 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 거치대와 결합되어 있는 작업 도구를 포함하며, 상기 로봇 제어기는, 상기 주행축과 직각을 이루는 플로어면에 대한 작업을 실시할 때에는 상기 제1 내지 제4 회전축 및 상기 직선축을 포함하는 5축 기구학을 상기 로봇 기구부에 적용하고, 상기 주행축과 평행인 거더면에 대한 작업을 실시할 때에는 상기 제1 내지 제4 회전축, 상기 직선축 및 상기 주행축을 포함하는 6축 기구학을 상기 로봇 기구부에 적용한다.A work robot system according to an embodiment of the present invention includes a robot mechanism part including a moving device and a work robot mounted thereon, and a robot controller for controlling the robot mechanism part, wherein the moving device is guided extending in a travel axis direction. And a rail, wherein the work robot is mounted on the mounting table which is slidable in the traveling axis direction along the guide rail of the moving device, and is mounted on the mounting table, and is centered on a first rotating shaft perpendicular to the traveling axis. A rotary pedestal coupled to the mount so as to be rotatable, a dual link coupled to the rotatable pedestal so as to be rotatable about a second axis of rotation perpendicular to the first axis of rotation, the length of which may be adjusted in a linear axis direction; It is coupled with the double link to be rotatable about a third axis of rotation perpendicular to the linear axis. Includes a cradle and a work tool coupled to the cradle to be rotatable about a fourth rotation shaft perpendicular to the third rotation shaft, wherein the robot controller works on a floor surface perpendicular to the travel shaft. 5 axis kinematics including the first to fourth rotational axis and the linear axis is applied to the robot mechanism, and the first to fourth rotational axis is performed when working on the girder surface parallel to the travel axis. And six-axis kinematics including the linear axis and the travel axis.
본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇의 제어 방법에서는 작업면이 플로어면이든 거더면이든 상관없이 효율적으로 작업을 수행할 수 있다.In the control method of the work robot according to an exemplary embodiment of the present invention, the work may be efficiently performed regardless of whether the work surface is a floor surface or a girder surface.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇 기구부의 사시도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 로봇 시스템에 5축 로봇 기구학을 적용하여 플로어(floor)면에 대한 작업을 실시하는 것을 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 로봇 시스템에 6축 로봇 기구학을 적용하여 거더(girder)면에 대한 작업을 실시하는 것을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 로봇 시스템을 5축 로봇 기구학으로 해석한 개략도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 로봇 시스템을 6축 로봇 기구학으로 해석한 개략도이다.
도 7은 작업면에 작업을 하는 순서를 나타낸 작업면의 정면도이다.1 is a block diagram of a work robot system according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a working robot mechanism part according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing the operation of the floor surface by applying 5-axis robot kinematics to the robot system according to the present embodiment.
4 is a plan view showing the operation of the girder surface by applying the six-axis robot kinematics to the robot system according to the present embodiment.
5 is a schematic diagram of the robot system according to the present embodiment analyzed by 5-axis robot kinematics.
6 is a schematic diagram of a six-axis robot kinematics analysis of the robot system according to the present embodiment.
7 is a front view of a working surface showing a procedure of working on the working surface.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.First, a working robot system according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇 시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 로봇 기구부의 사시도이다.1 is a block diagram of a work robot system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a work robot mechanism according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 작업 로봇 시스템은 로봇 기구부(100)와 이를 제어하는 로봇 제어기(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the work robot system according to the present embodiment includes a
도 2를 참고하면, 로봇 기구부(100)는 작업면에 대한 작업을 수행하는 작업 로봇(10)과 작업 로봇(10)을 탑재하여 이동 가능한 이동 장치(20)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the
이동 장치(20)는 예를 들면 바퀴(22)를 가지고 있어 원하는 장소로 이동 가능하며 작업 로봇(10)이 직선 이동할 수 있도록 안내 레일을 구비하고 있다.The
작업 로봇(10)은 탑재대(11), 받침대(12), 이중 링크(13, 14), 거치대(17) 및 분무기(18) 등을 포함한다.The
탑재대(11)는 이동 장치(20)의 안내 레일을 따라 직선으로 미끄럼 가능하도록 이동 장치(20)와 결합되어 있다.The mounting table 11 is coupled to the moving
회전 받침대(12)는 탑재대(11) 위에 탑재되어 있으며 제1 회전축(1)을 중심으로 회전 가능하도록 탑재대(11)와 결합되어 있다.The
이중 링크(13, 14)는 일렬로 결합되어 있는 하부 및 상부 링크(13, 14)를 포함한다. 하부 링크(13)는 제2 회전축(2)을 중심으로 회전 가능하도록 회전 받침대(12)와 결합되어 있으며, 받침대(12) 및 하부 링크(13)에 양단이 고정된 이절 구동부(19)에 의하여 회전한다. 상부 링크(14)는 유압이나 공압에 의하여 길이 조절이 가능하도록 하부 링크(13)와 결합되어 있으며, 하부 링크(13) 내부를 이동할 수 있는 하방부(15)와 이에 고정된 상방부(16)를 포함한다. 따라서 하부 링크(13) 하단에서 상부 링크(14) 상단까지의 길이는 대략 상부 링크(14)의 하방부(15) 길이만큼 조절이 가능하다.The
거치대(17)는 제3 회전축(4)을 중심으로 회전 가능하도록 상부 링크(14)와 결합되어 있으며, 분무기(18)는 제4 회전축(도시하지 않음)을 중심으로 회전 가능하도록 거치대(17)와 결합되어 있다.The
도 2에는 작업 로봇(10)이 도장 작업을 수행하기 위하여 도료를 분사하는 분무기(18)를 장착하고 있는 것으로 도시되어 있으나, 분무기 대신 블래스팅 건(blasting gun)이나 히터(heater) 등 다른 작업 도구(tool)를 장착하여 블래스팅 작업이나 건조 작업 등 다른 작업을 수행할 수도 있다.FIG. 2 shows that the
로봇 제어기(200)는 로봇 프로세스(210)와 응용 프로그램 프로세스(220)을 포함한다.The robot controller 200 includes a
로봇 프로세스(210)는 로봇 기구부(100)와 연결되어 있으며, 로봇 종류 설정부(211), 경로 생성부(212), 로봇 기구학 해석부(213), 서보 제어 및 추종부(214), 그리고 출력부(215)를 포함한다.The
응용 프로그램 프로세스(220)는 작업 영역을 지시하는 컴퓨터의 운영 소프트웨어(300)과 연결되어 있으며, 작업면의 종류를 판단하고(221) 판단 결과에 따라 5자유도 로봇 기구학을 선택하거나(222) 6자유도 로봇 기구학을 선택하여(223) 그 결과를 로봇 프로세스(210)의 로봇 종류 설정부(211)에 전달한다.The
그러면, 도 3 내지 도 7을 참고하여 이러한 로봇 시스템의 동작에 대하여 상세하게 설명한다.Next, the operation of the robot system will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 7.
도 3은 본 실시예에 따른 로봇 시스템에 5축 로봇 기구학을 적용하여 플로어(floor)면에 대한 작업을 실시하는 것을 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 실시예에 따른 로봇 시스템에 6축 로봇 기구학을 적용하여 거더(girder)면에 대한 작업을 실시하는 것을 나타낸 평략도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 로봇 시스템을 5축 로봇 기구학으로 해석한 개략도이고, 도 6은 본 실시예에 따른 로봇 시스템을 6축 로봇 기구학으로 해석한 개략도이며, 도 7은 작업면에 작업을 하는 순서를 나타낸 작업면의 정면도이다.3 is a plan view showing the operation of the floor (floor) by applying the 5-axis robot kinematics to the robot system according to the present embodiment, Figure 4 is a six-axis robot kinematics to the robot system according to this embodiment FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the girder surface by applying, FIG. 5 is a schematic diagram of the robot system according to the present embodiment as a 5-axis robot kinematics, and FIG. 6 is a robot system according to the present embodiment. Is a schematic diagram of 6-axis robot kinematics analysis, and FIG. 7 is a front view of the working surface showing the procedure of working on the working surface.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 실시예에 따른 작업 로봇을 이용한 작업 방법에서는 상대적으로 길이가 짧은 플로어(floor)면(410)과 길이가 긴 거더(girder)면(420)에 서로 다른 로봇 기구학을 적용하여 로봇 기구부(100)를 제어한다. 즉 플로어면(410)에 대해서는 5축 기구학을 적용하고, 거더면(420)에 대해서는 6축 기구학을 적용한다.Referring to FIGS. 3 and 4, in the working method using the working robot according to the present embodiment, the robot is different from the
도 5를 참고하면, 5축 기구학은 로봇 기구부(100)를 1개의 직선축(3)과 4개의 회전축(1, 2, 4, 5)으로 이루어진 것으로 본다. 제1 회전축(1), 제2 회전축(2), 직선축(3), 제3 회전축(4), 제4 회전축(5)의 순서로 일렬로 배열되어 있다. 인접한 회전축(1, 2, 4, 5) 사이의 각도는 실질적으로 직각이고, 직선축(3)과 이에 인접한 회전축(2, 4) 사이의 각도 역시 실질적으로 직각이다. 즉, 제1 회전축(1)과 제2 회전축(2)이 서로 직각을 이루고, 제2 회전축(2)과 직선축(3)이 서로 직각을 이루고, 직선축(3)과 제3 회전축(4)이 서로 직각을 이루고, 제3 회전축(4)과 제4 회전축(5)이 서로 직각을 이룬다.Referring to FIG. 5, the 5-axis kinematics considers the
5축 기구학 적용 시에는 z축을 회전축(1, 2, 4, 5)과 직선축(3)의 축 방향으로 잡으며, x, z 좌표가 각각 5개씩 필요하다. 제1 회전축(1)을 기준으로 두 개의 좌표(x0, z0), 제2 회전축(2)을 기준으로 세 개의 좌표(x1, x2, z1), 직선축(3)을 기준으로 하나의 좌표(z2), 제3 회전축(4)을 기준으로 두 개의 좌표(x3, z3), 제4 회전축(5)을 기준으로 네 개의 좌표(x4, x5, z4, z5)가 적용된다. 기구학 적용 시에 필요한 다른 값은 제1 회전축(1)과 제2 회전축(2) 사이의 거리(d1), 제2 회전축(2)과 제3 회전축(4) 사이의 거리(d3), 그리고 제3 회전축(4)과 제4 회전축(5) 사이의 거리(d4)이다.In the 5-axis kinematics, the z-axis is held in the axial directions of the rotational axes (1, 2, 4, 5) and the linear axis (3), and five x and z coordinates are required. Two coordinates (x 0 , z 0 ) with respect to the first axis of rotation (1), Three coordinates (x 1 , x 2 , z 1 ) with respect to the second axis of rotation (2), based on the linear axis (3) One coordinate (z 2 ), two coordinates (x 3 , z 3 ) based on the third axis of rotation (4), four coordinates (x 4 , x 5 , z 4 based on the fourth axis of rotation (5) , z 5 ) applies. Other values required for kinematic applications include the distance d 1 between the first and second rotational axes 1 , 2, and the distance d 3 between the second and second
도 2의 로봇 기구부(100)에는 제1, 제2 및 제3 회전축(1, 2, 4)이 도 5와 동일한 도면 부호로 도시되어 있으며, 링크(13, 14)가 직선축(3)에 대응하며, 제4 회전축(5)은 분무기(18)의 회전축으로서 따로 도시되어 있지 않다.In the
도 6을 참고하면, 6축 기구학은 로봇 기구부(100)를 1개의 직선축(3)과 4개의 회전축(1, 2, 4, 5) 외에 주행축(6)을 더하여 이루어진 것으로 본다. 주행축(6)은 제1 회전축(1)과 직각을 이루며, 도 2에서 안내 레일의 길이 방향에 대응한다.Referring to FIG. 6, the six-axis kinematics is regarded as the
6축 기구학 적용 시에는 5축 기구학 적용 시 사용되는 5쌍의 x, z 좌표 외에 주행축(6)을 기준으로 한 세 개의 좌표(x0, y0, z0)가 더 필요하다. 도 6에서 각 좌표의 첨자는 0를 제외하면, 도 5의 대응하는 좌표의 첨자에 1을 더한 것과 같다. 예를 들면, 도 6의 좌표 x1, z1은 도 5의 좌표 x0, z0에 대응한다. 또한, 인접 회전축(1, 2, 4, 5) 사이의 거리(d2, d4, d5) 외에 주행축(6)의 길이(d1)도 필요하다.In the six-axis kinematics application, three coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) based on the driving
다시 도 1로 돌아가서, 작업 과정을 구체적으로 설명하자면, 먼저 로봇 기구부(100)의 이동 장치(20)를 작업할 위치로 이동한다. 운영 소프트웨어(300)에서 로봇 제어기(200)의 응용 프로그램 프로세스(220)에 작업 명령을 내리면, 응용 프로그램 프로세스(220)에서는 작업 명령의 좌표를 분석하여 작업면이 플로어면(410)인지 아닌지를 판단한다(221). 예를 들어, 도 3 및 도 4에서 이동 장치의 안내 레일의 길이 방향(430)이 y축과 평행하다고 하자. 이 경우, 작업 명령의 x 좌표가 변하면 플로어면(410)에 대한 작업이고, y 좌표가 변하면 거더면(420)에 대한 작업을 나타낸다.1 again, the working process will be described in detail. First, the moving
응용 프로그램 프로세스(220)는 작업면이 플로어면(410)이면 5축 로봇 기구학을 선택하고(222), 그렇지 않으면 6축 로봇 기구학을 선택하여(223), 로봇 프로세스(210)에 전달한다.The
로봇 프로세스(210)의 로봇 종류 설정부(211)는 응용 프로그램 프로세스(220)에서 선택한 로봇 기구학에 따라서 로봇 기구학의 종류를 설정하고, 경로 생성부(212)는 작업 로봇(10)이 이동할 경로를 생성한다. 로봇 기구학 해석부(213)는 설정된 로봇 기구학과 이동 경로에 따라 작업 로봇(10)의 각 부분을 회전축(1, 2, 4, 5), 직선축(3), 주행축(6)에 대하여 얼마만큼 구동해야 할지를 결정한다. 즉, 회전축(1, 2, 4, 5)을 중심으로 한 회전각, 직선축(3) 방향의 이동 거리, 주행축(6) 방향의 이동 거리 등을 로봇 기구학 해석부(213)에서 결정한다. 서보 제어 및 추종부(214)는 로봇 기구학 해석부(212)가 결정한 구동량에 따라 로봇 기구부(100)를 구동하여 작업을 수행하도록 한다. 출력부(215)는 사용자가 로봇의 제어 상황을 확인할 수 있도록 모니터 등에 표시한다.The robot type setting unit 211 of the
플로어면(410)과 거더면(420) 중 하나의 작업면(400)을 개략적으로 도시한 도 7을 참고하면, 작업, 예를 들면 도장 작업은 분무기(18)가 작업면(400)에서 수평 방향의 일직선을 따라 이동하면서 도료를 분무하고, 아래 또는 위로 수직으로 내려온 다음 다시 반대 방향으로 이동하면서 도료를 분무하는 식으로 이루어지는데, 작업 로봇(10)의 구체적인 움직임이 플로어면(410)과 거더면(420)에서 달라진다. 도 3 및 도 4의 경우를 예로 들어 구체적으로 살펴본다.Referring to FIG. 7, which schematically illustrates the
도 3 및 도 4는 ㄷ자형의 부재를 세워 놓고 그 안쪽 면에 대하여 작업을 수행하는 모습을 위에서 내려다 보아 개략적으로 도시한 것으로 ㄷ자의 중간에 위치한 짧은 부분이 플로어면(410)이 되고 그 양쪽의 긴 면이 거더면(420)이 된다.3 and 4 schematically show the top of the U-shaped member to perform the work on the inner surface of the upper part of the floor, the short portion in the middle of the letter C is the
도 3의 경우처럼 플로어면(410)을 도장하는 경우, 분무기(18)가 일직선을 따라 수평으로 이동할 때, 작업 로봇(10)이 이동 장치(20)의 특정 위치에 고정된 상태에서 제1 회전축(1)을 중심으로 회전하면서 도료를 분사한다. 이때 분무기(18)가 항상 작업면과 동일한 각도를 이루도록 제4 회전축(5)을 중심으로 회전할 수 있으며, 분무기(18)와 작업면 사이의 거리가 일정하게 되도록 링크(13, 14)의 길이가 조절된다.In the case of painting the
분무기(18)가 다음 라인을 도장하기 위하여 수직으로 내려올 때에는 작업 로봇(10)을 이동 장치(20)의 안내 레일을 따라 이동함으로써 분무기(18)의 높이를 조절할 수 있다.When the
도 4의 경우처럼 거더면(420)을 도장하는 경우, 분무기(18)가 일직선을 따라 수평으로 이동할 때, 작업 로봇(10)의 모든 부분이 고정된 채로 작업 로봇(10) 전체가 이동 장치(20)의 안내 레일을 따라 이동하면서 도료를 분사한다. 분무기(18)가 다음 라인을 도장하기 위하여 수직으로 내려올 때에는 작업 로봇(10)의 링크(13, 14)의 길이를 조절한다.In the case of painting the
블래스팅 작업이나 건조 작업 등 다른 작업을 수행하는 경우에도 마찬가지 순서로 작업이 수행될 수 있다. 여기에서 블래스팅 작업은 예를 들면 도장을 하기 전에 플로어면(410)이나 거더면(420) 등의 작업면(400)을 블래스팅 그리트로 때려주는 것이고, 건조 작업의 예는 도장을 마친 후에 도장이 완료된 작업면(400)을 히터로 가열하여 건조시키는 것이다.In the case of performing other operations such as a blasting operation or a drying operation, the operations may be performed in the same order. Here, the blasting operation is to hit the working
앞에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면 작업 로봇이 플로어면에 대한 작업을 실시할 때는 5축 기구학을 적용하고 거더면에 대한 작업을 실시할 때에는 6축 기구학을 적용함으로써 효율적으로 작업을 수행할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the work robot can efficiently perform work by applying 5-axis kinematics when working on the floor surface and applying 6-axis kinematics when working on the girder surface. .
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
1, 2, 4, 5: 회전축
3: 직선축
6: 주행축
10: 작업 로봇
11: 탑재대
12: 회전 받침대
13, 14, 15, 16: 링크
17: 거치대
18: 분무기
19: 이절 구동부
20: 이동 장치
22: 바퀴
100: 로봇 기구부
200: 로봇 제어기
210: 로봇 프로세스
211: 로봇 종류 설정부
212: 경로 설정부
213: 로봇 기구학 해석부
214: 서보 제어 및 추종부
215: 출력부
220: 응용 프로그램 프로세스
300: 운영 소프트웨어
400: 작업면
410: 플로어면
420: 거더면
430: 이동 장치 안내 레일의 길이 방향1, 2, 4, 5: axis of rotation
3: linear axis
6: driving shaft
10: working robot
11: mounting table
12: rotating pedestal
13, 14, 15, 16: link
17: stand
18: atomizer
19: drive section
20: shifting device
22: wheels
100: robot mechanism part
200: robot controller
210: robot process
211: robot type setting unit
212: route setting section
213: robot kinematics analysis unit
214: servo control and follower
215: output unit
220: application process
300: operating software
400: working surface
410: floor surface
420: Girdle
430: longitudinal direction of the moving device guide rail
Claims (7)
4개의 회전축과 1개의 직선축 및 1개의 주행축을 가지는 로봇 기구부를 상기 주행축이 상기 제2면과 평행하도록 상기 작업면 앞에 설치하는 단계,
상기 로봇 기구부에 상기 주행축을 제외한 5축 로봇 기구학을 적용하여 상기 제1면에 대한 작업을 실시하는 단계, 그리고
상기 로봇 기구부에 6축 로봇 기구학을 적용하여 상기 제2면에 대한 작업을 실시하는 단계를 포함하는 작업 로봇의 제어 방법.A control method of a work robot performing a work on a work surface including a first surface and a second surface perpendicular to each other,
Installing a robot mechanism having four rotary shafts, one linear shaft and one traveling shaft in front of the working surface such that the traveling shaft is parallel to the second surface,
Applying the 5-axis robot kinematics except for the traveling shaft to the robot mechanism to perform work on the first surface; and
Applying a six-axis robot kinematics to the robot mechanism to perform work on the second surface.
상기 제1면은 상기 제2면보다 수평 길이가 짧은, 작업 로봇의 제어 방법.In claim 1,
And said first surface is shorter in horizontal length than said second surface.
상기 제1면은 플로어면이고, 상기 제2면은 거더면인, 작업 로봇의 제어 방법.In claim 2,
The first surface is a floor surface, the second surface is a girder surface control method.
상기 4개의 회전축은 제1 내지 제4 회전축을 포함하고,
상기 주행축, 상기 제1 회전축, 상기 제2 회전축, 상기 직선축, 상기 제3 회전축 및 상기 제4 회전축이 차례대로 배열되는 경우,
상기 4개의 회전축과 상기 직선축 및 상기 주행축은 인접한 축들끼리 서로 직각을 이루는, 작업 로봇의 제어 방법.4. The method of claim 3,
The four rotary shafts include first to fourth rotary shafts,
When the running shaft, the first rotating shaft, the second rotating shaft, the linear shaft, the third rotating shaft and the fourth rotating shaft are arranged in sequence,
And said four rotary shafts, said linear shaft and said traveling shaft are perpendicular to each other adjacent axes.
작업 명령을 수신하는 단계, 그리고
상기 작업 명령의 좌표로부터 작업해야 할 면이 상기 제1면인지 아닌지 판단하는 단계를 더 포함하며,
작업해야 할 면이 상기 제1면이라고 판단되면 상기 제1면 작업 단계를 수행하고, 그렇지 않으면 상기 제2면 작업 단계를 수행하는
작업 로봇의 제어 방법.5. The method of claim 4,
Receiving a work order, and
Determining whether the plane to be worked from the coordinates of the work command is the first plane or not;
If it is determined that the surface to be worked is the first surface, the first surface work step is performed; otherwise, the second surface work step is performed.
Control method of working robot.
상기 작업 로봇이 수행하는 작업은 도장 작업인 작업 로봇의 제어 방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The work performed by the work robot is a control method of the work robot.
상기 로봇 기구부를 제어하는 로봇 제어기
를 포함하고,
상기 이동 장치는 주행축 방향으로 뻗은 안내 레일을 포함하고,
상기 작업 로봇은,
상기 이동 장치의 안내 레일을 따라 상기 주행축 방향으로 미끄럼 이동 가능한 탑재대,
상기 주행축과 직각을 이루는 제1 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 탑재대에 탑재되어 있는 회전 받침대,
상기 제1 회전축과 직각을 이루는 제2 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 회전 받침대와 결합되어 있고 직선축 방향으로 길이가 조절될 수 있는 이중 링크,
상기 직선축과 직각을 이루는 제3 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 이중 링크와 결합되어 있는 거치대, 그리고
상기 제3 회전축과 직각을 이루는 제4 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 거치대와 결합되어 있는 작업 도구
를 포함하며,
상기 로봇 제어기는,
상기 주행축과 직각을 이루는 플로어면에 대한 작업을 실시할 때에는 상기 제1 내지 제4 회전축 및 상기 직선축을 포함하는 5축 기구학을 상기 로봇 기구부에 적용하고,
상기 주행축과 평행인 거더면에 대한 작업을 실시할 때에는 상기 제1 내지 제4 회전축, 상기 직선축 및 상기 주행축을 포함하는 6축 기구학을 상기 로봇 기구부에 적용하는
작업 로봇 시스템.A robot mechanism part including a moving device and a working robot mounted thereon, and
Robot controller for controlling the robot mechanism
Including,
The moving device includes a guide rail extending in the travel axis direction,
The work robot,
Mounting table that can slide in the direction of the travel axis along the guide rail of the moving device,
A rotating pedestal mounted on the mounting table so as to be rotatable about a first rotating shaft perpendicular to the traveling shaft;
A dual link coupled to the rotating pedestal so as to be rotatable about a second rotational axis perpendicular to the first rotational axis, the length of which can be adjusted in a linear axis direction,
A cradle coupled with the dual link so as to be rotatable about a third rotational axis perpendicular to the linear axis, and
A work tool coupled with the holder to be rotatable about a fourth axis of rotation perpendicular to the third axis of rotation;
Including;
The robot controller,
When performing work on the floor surface perpendicular to the traveling shaft, the 5-axis kinematics including the first to fourth rotating shafts and the linear shaft is applied to the robot mechanism portion.
When carrying out work on the girder plane parallel to the traveling shaft, six-axis kinematics including the first to fourth rotary shafts, the linear shaft, and the traveling shaft are applied to the robot mechanism.
Working robot system.
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KR1020100134742A KR101291649B1 (en) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | Method of controlling working robot and working robot system |
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