KR20140049669A - 로봇 제어 장치 - Google Patents

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KR20140049669A
KR20140049669A KR1020120115748A KR20120115748A KR20140049669A KR 20140049669 A KR20140049669 A KR 20140049669A KR 1020120115748 A KR1020120115748 A KR 1020120115748A KR 20120115748 A KR20120115748 A KR 20120115748A KR 20140049669 A KR20140049669 A KR 20140049669A
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정태혁
강태선
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현대중공업 주식회사
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/06—Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
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    • H04L2012/40208—Bus networks characterized by the use of a particular bus standard
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Abstract

본 발명의 로봇 제어 장치는, 복수개의 디바이스(device)들 및 몸체부를 포함하며 제어신호에 따라 작업을 수행하는 로봇; 서로 다른 통신 방식을 사용하는 모듈에 동일한 인터페이스 방식의 디지털 통신이 구현되도록 해주는 소프트웨어를 내장하고 있으며, 상기 디지털 통신을 통해 상기 디바이스(device)들에게 분산 입출력 신호를 전송하는 로봇 제어기; 개방형 필드버스(field bus)를 통해 제1 분산 입출력 신호를 상기 로봇 제어기로 전송하는 제1 분산 IO 모듈; 상기 로봇 제어기로부터 상기 디지털 통신을 통해 서로 다른 속도로 전송되는, 상기 제1 분산 입출력 신호 및 제2 분산 입출력신호를 전송받아 상기 디바이스(device)들에게 각각 전송하는 제2 분산 IO 모듈을 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

로봇 제어 장치{ROBOT CONTROL DEVICE}
본 발명은 로봇 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개방형 필드버스(field bus) 방식의 제1 분산 IO 모듈과 비개방형의 제2 분산 IO 모듈 등 서로 다른 통신 방식을 사용하는 모듈에 동일한 인터페이스 방식을 적용하여 디지털 통신이 구현되도록 해주는 소프트웨어(S/W)를 로봇 제어기에 내장하고, 이를 통해 서로 다른 전송속도로 분산 입출력 신호들을 로봇의 디바이스로 전송함으로써 로봇을 제어할 수 있는 로봇 제어 장치에 관한 것이다.
최근 산업현장에 로봇을 응용하여 작업을 수행하고 있으며, 이들 로봇을 제어하는데 분산형 시스템을 응용하고 있다.
분산형 시스템들은 네트워크 내에서 상호 접속된 관련 프로세서 노드들을 구비한 적어도 복수개의 모듈들로 구성될 수 있다.
프로세서 노드들은 통상 관련 모듈들을 동작시키기 위한 프로세싱 유닛과 네트워크 내에서 프로세서 노드들의 통신을 제공하는 프로세서 인터페이스로 구성된다.
프로세싱 유닛은 코드, 즉 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드를 실행하는데, 이 코드는 비휘발성 메모리와 같은 메모리에 저장되어서 관련 모듈을 동작시킨다.
도 1은 종래기술에 의한 로봇 제어 장치를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 종래기술에 의한 로봇 제어 장치(100)는 로봇 제어기(110), 분산 IO 모듈(120), 디바이스넷 마스터 모듈(130), IO 인터페이스 보드(140) 및 로봇(150)을 포함하여 구성된다.
로봇 제어기(110)는 내부에 메인보드(main board)를 포함하여 각종 신호를 처리하며, 외부에 설치된 디바이스넷 마스터 모듈(130) 및 IO 인터페이스 보드(140)를 제어한다.
분산 IO 모듈(120)은 개방형 필드버스(field bus)를 통해 필드 정보를 디바이스넷 마스터 모듈(130)로 전송하며, 디바이스넷 마스터 모듈(130)은 전송받은 필드 정보에 대한 분산 IO 신호를 로봇 제어기(110)로 전송한다.
IO 인터페이스 보드(140)는 고속의 IO 신호에 대한 입출력을 처리하기 위한 보드로써, 로봇 제어기(110)로부터 IO 신호를 수신 받으며, 로봇(250)에 설치된 제1 디바이스(151) 또는 제2 디바이스(152)로 수신된 IO 신호를 전송한다.
이 경우 IO 인터페이스 보드(140)는 실제로 설치된 제1 배선을 통해 제1 디바이스(151)와 연결될 뿐 아니라, 실제로 설치된 제2 배선을 통해 제2 디바이스(152)와 연결된다.
하지만, 종래기술은 하기와 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래기술은 서로 다른 형태의 이종 통신을 구현하기 위해 디바이스넷 마스터 모듈(130) 및 IO 인터페이스 보드(140)를 별도로 로봇 제어기(110)에 장착해야 하는 문제점이 있었다.
둘째, 종래기술은 IO 인터페이스 보드(140)와 디바이스들(151, 152)간 입출력 신호가 실제 배선들을 통해 통신됨으로써, 실제 배선들을 설치 및 유지보수 하는데 소요되는 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 개방형 필드버스(field bus) 방식의 제1 분산 IO 모듈과 비개방형의 제2 분산 IO 모듈 등 서로 다른 통신 방식을 사용하는 모듈에 동일한 인터페이스 방식을 적용하여 디지털 통신이 구현되도록 해주는 소프트 웨어(S/W)를 로봇 제어기에 내장하고, 이를 통해 서로 다른 전송속도로 분산 입출력 신호들을 로봇의 디바이스로 전송함으로써 로봇을 제어할 수 있는 로봇 제어 장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 로봇 제어 장치는, 복수개의 디바이스(device)들 및 몸체부를 포함하며 제어신호에 따라 작업을 수행하는 로봇; 서로 다른 통신 방식을 사용하는 모듈에 동일한 인터페이스 방식의 디지털 통신이 구현되도록 해주는 소프트웨어를 내장하고 있으며, 상기 디지털 통신을 통해 상기 디바이스(device)들에게 분산 입출력 신호를 전송하는 로봇 제어기; 개방형 필드버스(field bus)를 통해 제1 분산 입출력 신호를 상기 로봇 제어기로 전송하는 제1 분산 IO 모듈; 상기 로봇 제어기로부터 상기 디지털 통신을 통해 서로 다른 속도로 전송되는, 상기 제1 분산 입출력 신호 및 제2 분산 입출력신호를 전송받아 상기 디바이스(device)들에게 각각 전송하는 제2 분산 IO 모듈을 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 서로 다른 형태의 이종 통신을 구현하기 위해 종래기술과 같은 디바이스넷 마스터 모듈 및 IO 인터페이스 보드를 별도로 장착할 필요가 없어짐으로써, 이로 인한 설치, 관리, 비용 등이 발생하지 않는 효과가 있다.
또한 본 발명은 종래기술과 같이 IO 인터페이스 보드와 로봇의 디바이스들 간에 입출력 신호 전송을 위한 실제 배선들을 설치 및 유지보수 할 필요가 없어짐으로써, 이로 인한 설치, 관리, 비용 등이 발생하지 않는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 로봇 제어 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 로봇 제어 장치를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 이종 통신을 동일한 인터페이스 방식으로 지원하기 위한 소프트웨어 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 로봇을 제어하는 데 있어서, 장치 간 신호 흐름을 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 의한 로봇 제어 장치를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 로봇 제어 장치(200)는 로봇 제어기(210), 제1 분산 IO 모듈(220), 제2 분산 IO 모듈(240) 및 로봇(250)을 포함하여 구성된다.
로봇 제어기(210)는 캔 포트부(211) 및 메인 제어부(213)를 포함한다.
캔 포트부(211)는 캔(Controller Area Network, CAN) 통신을 구현하기 위해 복수개의 캔 포트(CAN port, 미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 캔(CAN) 통신은 복수개의 ECU(Electroinc Control Unit)를 병렬로 연결하여 데이터를 주고받는 통신방법으로, 2개의 버스(bus) 통신선을 가지며 통신선상에 데이터를 띄어놓고 필요한 데이터를 가져다 사용하는 방식으로, ISO 11898 표준 통신방식을 채택하고 있다.
캔(CAN) 통신은 노이즈에 매우 강하고, 통신 속도가 빠르며, 실시간 메시지 통신이 가능하다는 장점을 가지고 있어 실제 산업현장에 많이 사용되고 있다.
메인 제어부(213)는 캔 포트부(211)를 제어할 뿐 아니라, 종래의 디바이스넷 마스터 모듈(130)의 기능을 소프트 웨어(Soft Ware, S/W)적으로 구현하는 디바이스넷 마스터 S/W 및 고속의 분산 IO 통신을 소프트 웨어(Soft Ware, S/W)적으로 구현하는 IO 통신 마스터 S/W를 내장한다.
제1 분산 IO 모듈(220)은 개방형 필드버스(field bus)를 통해 필드 정보를 메인 제어부(213)로 전송한다.
여기서 필드 정보는 온도, 압력, 유량 등의 계측 데이터, 모터 속도 제어, 개폐 상태 등을 포함하는 조작 신호와 같은 계측 제어 정보를 의미한다.
제2 분산 IO 모듈(240)은 캔 포트부(211)와 연결되어 캔(CAN) 통신을 통해 서로다른 전송속도로 전송된 분산 입출력(IO) 신호들을 로봇(250)에 설치된 제1 디바이스(251) 또는 제2 디바이스(252)로 전송한다.
여기서 캔 포트부(211)는 분산 IO 통신을 구현하기 위해 복수개의 캔 포트(CAN port)를 포함할 수 있으며, 하기 [표1]과 같이 구현될 수 있다.
Figure pat00001
로봇(250)은 제1 디바이스(251), 제2 디바이스(252) 및 주요 몸체부(255)로 구성되며, 이때 로봇(250)은 엘시디(LCD)를 핸들링(handling) 하는데 이용될 수 있다.
여기서 제1 디바이스(251)는 일예로 로봇 몸체를 제어하기 위한 각종 센서 등일 수 있고, 제2 디바이스(252) 일예로 로봇 몸체를 제어하기 위한 엑츄에이터(actuator) 등일 수 있으며, 기타 디바이스 들은 필요시 더 추가할 수 있음은 당연하다.
주요 몸체부(255)는 제1 디바이스(251)와 제2 디바이스(252)를 제외한 기타 부분을 의미한다.
도 3은 본 발명에 의한 이종 통신을 동일한 인터페이스 방식으로 지원하기 위한 소프트웨어 구조를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 우선 캔 드라이버(310)는 디바이스넷 마스터 S/W(320)와 폴링(polling) 방식에 의해 데이터를 송수신하고, IO 통신 마스터 S/W(320)와 인터럽트(interrupt) 방식에 의해 데이터를 송신하는 과정을 갖는다.
다음과정으로, 디바이스넷 마스터 S/W(320) 및 IO 통신 마스터 S/W(330)는 IO 객체(340)에게 각각의 분산 입출력(IO) 신호를 전송하는 과정을 갖는다.
다음과정으로, IO 객체(340)는 로봇언어 해석수행기(350) 및 PLC(Programmable Logic Controller, 360)에게 분산 입출력(IO) 데이터를 전송하면, 로봇 응용프로그램 생성기(370)는 로봇언어 해석수행기(350)가 분석한 로봇언어 정보와 PLC(360)가 처리한 로직(logic), 시퀀싱(sequencing), 타이밍(timing), 카운팅(counting), 연산 등의 프로그램 정보를 통해 로봇 응용프로그램을 생성하는 과정을 갖는다.
여기서 분산 입출력(IO) 데이터는 분산 입출력(IO) 번호(FNn.X,Y)를 이용해 입출력을 처리하기 위한 데이터로서, 하기 [표2]와 같은 형태를 갖는다.
Figure pat00002
도 4는 본 발명의 로봇을 제어하는 데 있어서, 장치 간 신호 흐름을 나타낸 것이다.
도 4 및 도 2를 참조하면, 로봇 제어기(210)에 내장된 CPU(410)는 캔 포터부(211)에 설치된 제1 캔 포트(420a)와 제2 캔 포트(420b)가 캔(CAN) 통신을 수행하도록 제어한다.
제1 캔 포트(420a)가 개방형 필드버스 방식으로 저속(이를테면, 500kbps)의 디지털 통신을 수행함으로 제1 분산 입출력(IO) 신호를 분산 IO 모듈(430)로 전송하면, 분산 IO 모듈(430)은 로봇(250)에 설치된 제1 디바이스(440a)에게 제1 분산 입출력(IO) 신호를 전송함으로 상호간 입출력 신호를 교환한다.
마찬가지 방식으로, 제2 캔 포트(420b)가 고속(이를테면, 1Mbps)의 디지털 통신을 수행함으로 제2 분산 입출력(IO) 신호를 분산 IO 모듈(430)로 전송하면, 분산 IO 모듈(430)은 로봇(250)에 설치된 제2 디바이스(440b)와 분산 입출력(IO) 번호를 전송함으로 상호간 입출력 신호를 교환한다.
이로써, 본 발명은 개방형 필드버스(field bus) 방식의 제1 분산 IO 모듈(220)과 비개방형의 제2 분산 IO 모듈(240) 등 서로 다른 통신 방식을 사용하는 모듈에 동일한 인터페이스 방식을 적용하여 디지털 통신이 구현될 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
210 : 로봇 제어기
211 : 캔 포터부
220 : 제1 분산 IO 모듈
240 : 제2 분산 IO 모듈
250 : 로봇
251 : 제1 디바이스
252 : 제2 디바이스
255 : 주요 몸체부

Claims (3)

  1. 복수개의 디바이스(device)들 및 몸체부를 포함하며 제어신호에 따라 작업을 수행하는 로봇;
    서로 다른 통신 방식을 사용하는 모듈에 동일한 인터페이스 방식의 디지털 통신이 구현되도록 해주는 소프트웨어를 내장하고 있으며, 상기 디지털 통신을 통해 상기 디바이스(device)들에게 분산 입출력 신호를 전송하는 로봇 제어기;
    개방형 필드버스(field bus)를 통해 제1 분산 입출력 신호를 상기 로봇 제어기로 전송하는 제1 분산 IO 모듈;
    상기 로봇 제어기로부터 상기 디지털 통신을 통해 서로 다른 속도로 전송되는, 상기 제1 분산 입출력 신호 및 제2 분산 입출력신호를 전송받아 상기 디바이스(device)들에게 각각 전송하는 제2 분산 IO 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 로봇 제어기는,
    복수개의 캔 포트(CAN port)들을 포함하여 캔(Controller Area Network, CAN) 통신을 구현하는 캔 포트부; 및
    상기 제1 분산 IO 모듈의 필드 정보를 소프트웨어 적으로 처리하기 위한 디바이스넷 마스터 S/W 및 고속의 분산 IO 통신을 소프트웨어 적으로 구현하기 위한 IO 통신 마스터 S/W를 통합 내장하고 있는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 캔 포트부는,
    상기 캔(Controller Area Network, CAN) 통신을 통해 상기 제1 분산 입출력 신호를 상기 제2 분산 IO 모듈로 전송하는 제1 캔 포트; 및
    상기 캔(Controller Area Network, CAN) 통신을 통해 상기 제1 분산 입출력 신호의 전송속도보다 빠른 속도로, 상기 제2 분산 입출력 신호를 상기 제2 분산 IO 모듈로 전송하는 제2 캔 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 제어 장치.
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CN106773854A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 南京熊猫电子股份有限公司 一种用于机器人的多功能io模块
KR20180009344A (ko) * 2015-07-10 2018-01-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 프로그램 생성 장치 및 그 방법

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