KR880000559B1 - 프리세트(Preset)식 로보트에 대한 포인트(point)특정방식 - Google Patents

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내용 없음.

Description

프리세트(Preset)식 로보트에 대한 포인트(point)특정방식

제1도는 본 발명의 근거가 되는 제어시스템의 블록다이어그램(Block diagram)이다.

제2도는 본 발명에 따라 포인트 특정방식을 예시한 흐름도(flowchart)이다.

본 발명은 프리세트(preset)식 산업로보트를 제어하는 방식과 관련된다. 특히, 본 발명은 프리세트식 산업로보트에 있어서의 운동점측정 방식과 이 측정된 점(点)에 따라 로보트의 운동을 보다 정밀하게 제어하는 방식등과 관련된다.

산업로보트를 제어하는 방식은 프리세트식(preset式), 프리프로그래밍식(preprogramming式), 그리고 플레이백식(playback式) 등으로 구분된다. 프리세트방식에서는 로보트를 움직이지 않고, 작동프로그램을 작성 기억시킨다. 이 기억된 프로그램은 그후 추출해독되어 로보트가 요구되는 동작을 취하게 해준다. 한편, 플레이백방식에서는 실제로 로보트를 움직이게하여 이 동작에 관련된 데이타를 추출, 기억시킨다. 그후 프리세트 방식에서와 같이 이 기억된 프로그램을 추출, 해독하여 요구되는 동작을 로보트가 행하게 한다.

프리세트방식은 위치결정형(positioning type)로보트의 동작에 적합하며 프로그래밍장치가 필요하긴 하나 복잡한 교수과정(teaching procedure)이 불필요하므로 상당한 잇점이 있다. 이 프리세트 방식은 예를들면 조립용 로보트 등의 제어에 일반적으로 많이 이용된다. 프리세트방식의 실제이용에 있어서 로보트가 요구되는 운동경로상의 각 동작점(motion point)을 도표상으로 나타나지며 작동프로그램은 도표상의 표시로부터 작성된다.

프리세트방식은 그 적합한 용도가 많음에도 불구하고 매우 높은 정밀도가 요구되는 부분이나 도면상에 따르지 못하는 부분 도면에 나타난 해당부분과는 치수가 다른 부분 등을 가진 공작물의 가공을 제어하는 데는 충분치 못하다. 플레이백방식은 이러한 경우에 사용될 수도 있으나, 복잡한 교수과정이 필요하다.

영국특허공보 2,027,938A에는 오프라인(off-line) 교수보조장치 및 온라인(on-line) 제어장치를 포함하는 로보트제어시스템이 서술되어 있다. 프로그램은 교수보조장치에서 작성된 후 로보트제어장치로 전달되어 직접 로보트의 조종 기아암의 작동을 제어하게 된다. 이 제어장치에서 사용되는 프로그램은 예정된 고정경로해(projected fixed path solution), 즉 미리 결정된 조종기아암의 고정동작경로 형태로 되어 있다. 저장된 데이타는 기준위치(reference position)로 부터의 공작물의 이동을 보정하는 데 사용하는 공작물의 예정된 위치(projected postion)까지 포함한다.

이러한 미리 계산된 고정경로해와 공작물의 예정된 위치 등으로 부터 조종기아암의 온동을 최적 효율을 얻을 수 있도록 제어된다. 그러나 이 시스템은 데이타를 교수보조장치에 입력시키므로 데이타의 표현이 불가할 뿐 아니라 저장된 데이타의 표현까지도 할 수가 없다. 더구나 이 시스템은 실제로 로보트를 움직여서 입력되거나 수정되는 고정밀도를 필요로 하는 면(area)에서 단지 포인트(point)만을 나타내는 프리세트 방식등을 사용하는 로보트인 경우에는 요구되는 운동경로에 필요한 대부분의 좌표를 신속하게 공급할 수가 없다.

본 발명에 따라 다수의 작동 프로그램을 프리세트 방식을 써서 작성하는 로보트의 운동을 제어하는 한 방식을 제공한다. 프리세트 방식을 사용한 경우보다 더 높은 정밀성이 요구되는 부분에 대해서는 측정되어 확인된 로보트의 실제위치에 따라 프로그램의 내용이 수정된다.

특히, 본 발명은 각각 분리된 프로그래밍장치와 로보트제어장치로 구성되는 제어시스템을 사용하여 로보트의 동작을 제어하는 한 방식을 제공한다. 이 시스템은 입력으로 공급되는 좌표위치까지 로보트를 움직여서 그 위치를 확인하고 로보트의 실제위치와 요구되는 위치간에 차이가 있을 경우 로보트를 약간 이동시킴으로서 위치를 수정하는 한편 그에 따라 프로그램의 좌표입력도 수정하게 한다. 로보트를 작동시키는 프로그램은 기본적으로 프리세트 방식을 통하여 작성되며 이것은 고정밀도와 위치 확인이 필요한 부분에 대해서만 영향을 미치는 확인 및 측정기능을 가진다. 본 발명의 방식에 따라 프로그램은 매우 정밀하게 그리고 극히 효율적으로 작성될 수가 있다.

본 발명은 이제, 구체화된 예시도 등을 참고로하여 상술될 것이다. 제1도는 본 발명의 근거가 되는 산업로보트(1)의 전(全)시스템을 보여주고 있다. 제어시스템은 프로그래밍장치(2)와 로보트제어장치(3)으로 구성되며, 프로그래밍장치(2)와 로보트 제어장치(3)은 각각 독립되어 있으나 분리가능한 통신케이블(4)로서 상호연결이 가능하다.

프로그래밍장치(2)는 로보트(1)을 작동시키는데 필요한 많은 프로그램을 작성 저장하며 이중에서 요구되는 프로그램을 추출 로보트제어장치(3)으로 전달시킨다. 프로그래밍장치(2)는 다음의 각 장치들, 즉 ; 좌표 및 프로그램 데이타, 모우드(mode), 포인트측정지령, 그리고 그외 다른 입력 사항들을 입력시키는 키보드(kyeboard)등의 입력장치(5) ; 제어장치 및 연산장치, 레지스터(registor)등으로 구성되며 처리 프로그램(예를들어 포인트측정을 위한 처리 프로그램, 기계어 집합 프로그램, 편집 프로그램, 좌표변환함수 등)을 저장하고 있어서 키보드(5)을 통하여 들어온 입력에 따라 프로그램을 편집하며 좌표변환이나 기계어 변환등의 기능을 수행하는 중앙연산장치(CPU)형태의 프로그램 편집 연산프로세서(6) ; 프로그램데이타, 좌표변환 데이타 및 기계어지령 등을 일시 저장하는 랜덤억세스 기억장치(RAM)형태의 기억장치(7) ; 자기(磁氣)테이프 또는 자기디스크(disk)등으로 구성되어 편집 완성된 프로그램을 다수 저장할 수 있는 대용량의 외부기억장치(8) ; 입력데이타나 저장된 데이타 및 측정치 등을 시각적으로 나타내주는 디스플레이장치(9) ; 지록용지에 프로그램을 인쇄하는 프린터(printer : 10) ; 그리고, 처리된 프로그램을 프로그램 편집 연산프로세서(6)를 통하여 로보트제어장치(3)으로 전달하며 이 로보트제어장치(3)으로부터는 측정치 및 기타 데이타등을 접수하는 기능의 통신회로(11)등으로 구성된다.

로보트 제어장치(3)은 극좌표형식의 로보트 동작을 제어한다. 이 장치는 측정치 및 프로그램을 접수 혹은 전달시키는 통신회로(12)와 ; 이 통신회로(12)를 통하여 접수된 다수의 프로그램을 저장하는 기억장치(13) ; 작동프로그램의 인쇄 혹은 해독을 선별하기 위하여 데이타 버스(data buses)를 변화시키는 셀렉터장치(14) ; 로보트가 요구되는 동작을 수행하도록 직접 제어하는데 적합한 형태의 신호(signal)를 발산하는 제어장치(15) ; 외부 입출력 제어장치(16) ; 로보트구동회로(17) ; 셀렉터장치(14)와 제어회로(15)에서 요구되는 작동형태(operating mode)를 셋팅(setting)해 주는 모드셋팅회로(18)등으로 구성된다.

프로그램 기억장치(13)은 다수의 RAM과 보조동력 공급원등을 보충시켜 상용동력원이 단절된 경우에도 RAM에 저장된 내용이 소멸되는 것을 방지할 수도 있다.

작업자가 모드셋팅회로(18)을 사용하여 연속적인 동작형태를 선택할 경우 제어회로(15)는 셀렉터장치(14)로 하여금 프로그램기억장치(13)의 RAM중 어느 하나의 내용을 로보트구동회로(17)로 전달하도록 지시한다. 외부 입출력제어회로(16)은 로보트(1)의 동작에 따라 반응하며 한계스위치나(limit switch), 암호기록기 혹은 유사장치를 사용하여 로보트의 동작 상태를 연속된 측정위치점으로서 검출해내어 이 측정된 포인트의 데이타를 제어장치(15)로 전달시킨다. 로보트구동회로(17)은 외부 입출력 제어장치(16)으로부터 신호를 받아서 계속적으로 이 신호를 확인하며 이에 따라 명령신호(command signal)를 모우터등의 구동장치로 보냄으로써 로보트(1)이 요구되는 동작을 행하게 한다.

프로그램 작성 및 작동은 이제 설명할 것이다. 작업자는 입력장치(5)를 작동시켜서 입력데이타를 예를들어 직교좌표계상의 X,Y로 표시된 작동위치나 척(chuck)의 이동각 그리고 미리 결정된 프로그램 작성과정에 따른 외부입력조건 등에 관련된 데이타를 입력시킨다. 입력데이타는 프로그램편집 연산프로세서(6)을 통하여 기억장치(7)에 일시 저장되었다가 외부 기억장치(8)의 한 특정번지내에 편집 완성된 형태로 저장된다. 프로그램 작성과정중 디스플레이장치(9)는 요구에 따라 저장된 내용을 시각적으로 나타내준다. 프로그래밍 장치(2)가 외부 기억장치(8)에 저장되어 있는 프로그램을 로보트제어장치(3)으로 전달하려고 할 때, 프로그래밍장치(2)와 로보트제어장치(3)은 온라인 시스템으로 상호 연결되며 어느 한 특정 프로그램은 프로그램 전달을 위해서 미리 결정된 입력 동작을 행하므로 외부기억장치(8)로부터 기억장치(7)까지 해독, 전달된다. 이후, 프로그램 편집 연산프로세서(6)은 기억장치(7)에 저장된 내용을 특정한 연산기능을 통하여 극좌표로 그리고 기계어로 변환시킨다. 기계어로 변환된 데이타는 통신회로(11) 및 통신케이블(4)를 통하여 로보트제어장치(3)의 통신회로(12)로 전송된다. 이때, 로보트제어장치는 모드셋팅회로(18)에 의하여 프로그램 저장 형태로 셋팅되어 있으며 동시에 셀렉터 장치(14)는 데이타 저장에 필요한 저장번지를 지정한다. 완성된 프로그램은 셀렉터장치(14)를 통하여 지정된 번지의 RAM에 저장한다. 이러한 방법으로 서 로보트제어장치(3)은 다수의 편집 완성된 프로그램을 저장한다. 이어서 프로그래밍장치(2)는 통신케이블(4)를 분리시킴으로써, 로보트제어장치(3)와는 오프라인 시스템을 형성한다.

로보트제어장치(3)은 이제 프로그래밍장치(2)와는 독립되어 로보트(1)의 동작을 제어할 수 있게 된다. 작업자는 이후 모드셋팅회로(18)을 제어하여 셀렉터장치(14)가 프로그램기억장치(13)로부터 요구되는 프로그램을 선별추출하도록 한다. 제어회로(15)는 지정된 프로그램을 해독하여 로보트구동회로(17)이 로보트(1)의 팔을 작동시키는데 필요한 구동력을 자주할 수 있게 한다. 동시에, 제어회로(15)는 로보트(1)의 동작에 관련된 외부입출력 제어장치(16)으로부터 신호를 받아서 이 신호를 계속적으로 확인함으로써, 추출된 프로그램의 제어하에서 로보트(1)를 작동시킬 수 있게 한다.

상술한 바와같이 제어시스템을 독립된 프로그래밍장치(2)와 필요에 따라 상호연결 가능한 로보트제어장치(3)으로 구성된다. 프로그래밍장치(2)는 실제의 경우 수개의 로보트(1)을 공유할 수 있는 잇점이 있다. 로보트제어장치(3)은 대용량의 기억장치, 혹은 대용량의 연산능력등을 가질 필요는 없으며 따라서 구조면에서도 상당히 간단해 질 수 있다.

본 발명에 따른 포인트 측정방식은 고정밀도가 요구되는 동작점에 대해서만 사용된다. 포인트측정 방식은 제2도에 나타난 과정에 따라 이루어진다. 첫째, 작업자는 인쇄된 회로판 등의 공작물을 로보트(1)의 작업위치에 놓는다. 그러면 이 과정은 1단계로서 시작된다. 2단계에서는 포인트의 측정 여부가 그리고 3단계에서는 로보트(1)이 아직 준비되지 않았으면, 동력공급상태 및 작동 형태등이 4단계에서 확인된다. 확인된 결과에 따라 작업자는 로보트제어장치(3)의 동력공급장치를 연결시키거나, 모드셋팅회로(18)가 5단계에서 모드를 셋팅할 수 있게 작동시킨다.

프로그래밍장치(2)와 로보트제어장치(3)은 6단계에서 온라인으로 상호연결되어 있으며, 포인트 측정은 입력장치(5)를 통하여 7단계에서 입력된다. 이 때, 디스플레이장치(9)는 8단계에서 사용되는 로보트의 형에 대한 질문을 나타내준다. 그러면 작업자는 입력장치(5)를 작동하여 9단계에서 로보트의 형을 지시하는 입력을 공급한다. 이에 따라 디스플레이장치(9)는 10단계에서, X-Y 좌표상의 원위치와 각 이동변위를 나타내준다. 프로그램작성중에는 로보트(1)은 출발위치에 위치해 있어야 한다. 만약 로보트(1)이 지정된 출발위치에 있지 않게 되면 11단계에서 자동적으로 출발위치로 귀한된다. 디스플레이장치(9)는 이제 12단계에서 수정 포인트에 대한 질문을 나타내준다, 그러면 작업자는 13단계에서 입력장치(5)의 키보드를 작동하여 포인트의 좌표를 측정하는 데 필요한 입력을 공급하고 14단계에서 출발을 지시한다. 요구되는 동작경로의 기본좌표가 도표 혹은 그와 유사한 형태로 표현될 수 있다 하더라도 다른 데이타가 이용 불가할 경우에는 계략적인 수치로도 충분해진다. 이제 로보트는 15단계에서 움직이기 시작하여 요구되는 동작경로의 좌표에 의해 표시된 위치에 도달할 때까지 계속 이동한다. 이때 실제 좌표는 제어회로(15)와 셀렉터장치(14)를 통하여 외부입출력 제어회로(16)으로부터 프로그래밍장치(2)로 전달되며 디스플레이장치(9)에 그 내용이 나타나게 된다.

그러면 작업자는 16단계에서 수정작업을 하기 위하여 입력장치(5)의 수정키이를 누른다. 이 수정키이가 눌러질 때마다 17단계에서 로보트(1)은 극히 짧은 거리. 예를 들면 0.05mm만큼씩 이동하게 된다.(로보트(1)이 이동하는 미소거리는 요구되는 정밀도에 따라 1mm의 간격상에 있다.) 수정키이가 눌러질 때, 요구되는 동작경로의 좌표도 수정되며 이것은 로보트제어장치(3)으로부터 프로그래밍장치(2)로 보내진다. 디스플레이장치(9)는 18단계에서 이 수정된 좌표를 나타내준다. 수정작업이 끝나면 19단계에서 프로그램의 인쇄여부를 결정하고 20단계에서는 그 결정에 따라 프린터(10)가 인쇄를 시작한다. 이후, 21단계에서는 수정과정의 완료 여부가 결정되고 22단계에서 작업자가 수정과정의 완료를 알리는 키이를 누를 경우 23단계에서는 디스플레이장치에 그러한 완료 상태가 나타남으로써 전 과정은 여기서 끝나게 된다.

전술한 과정은 요구되는 동작경로상의 단일점에 대한 수정작업에 관해 서술되었다. 만약 요구되는 동작경로내에 수정되어야 할 다른 점들이 있을 경우 이 과정은 인쇄결정을 위한 19단계 이후에 요구되는 각 점에 대한 수정작업을 위하여 수정단계인 16단계나 입력을 위한 13단계로 되돌아가야 한다.

본 발명의 장치로서 프로그램은 기본적으로 작동프로그램 데이타가 도표상 표기로부터 추출된 좌표점으로서 입력되는 프리세트 방식을 사용하여 작성된다. 따라서 도표상의 표기나 그와 유사한 형태에 의한 것보다도 더 높은 정밀성이 요구되는 부분에 대해서는 로보트를 실제요구되는 궤적을 따라 점에서 점으로의 위치 변화를 줌으로써 그리고 로보트의 실제 위치에 따라 요구되는 작동경로를 나타내는 저장 데이타를 수정함으로써 수정 입력이 작성 공급된다.

본 과정에 따라서 고정밀도 및 고적응성을 가진 프로그램의 작성이 가능해지게 된다.

Claims (5)

1. 본 방식은, 프리세트식 로보트에 대한 포인트측정방식으로서 이를 구성하는 프로그래밍 장치(2)와 로보트제어장치(3)은 서로 분리되어 좌표입력에 근거하여 프로그램을 작성한 후 전기 두 장치는 온 라인 시스템으로 상호 연결되어 프로그램을 로보트제어장치(3)으로 전달하며, 전기 제어장치(3)내에 프로그램을 저장하여 로보트(1)는 해독된 프로그램의 제어 아래 작동하게 되고, 전기의 방식은 다음의 각 단계들, 즉 전기 프로그래밍장치(2)와 전기 로보트제어장치(3)을 온라인 시스템으로 상호 연결시키는 단계 ; 전기로보트(1)의 요구되는 동작경로를 나타내는, 측정된 점들을 연속좌표로서 입력시키는 단계 ; 입력된 좌표와 요구되는 위치상에 차이가 있을 경우 로보트(1)을 미소거리로 이동시킴으로써, 로보트(1)의 요구되는 동작경로를 나타내는 전기 좌표를 수정하는 단계 ; 수정된 좌표를 디스플레이장치(9)에 나타내주는 단계 ; 그리고 그러한 수정된 좌표를 입력좌표로 사용하여 전기한 로보트를 작동시키는 단계등으로 구성된 포인트 측정방식.
2. 청구범위1항과 관련되어, 좌표를 수정하는 단계에, 로보트(1)를 요구되는 위치까지 도달할 때까지 미소거리 만큼씩 수정이동하게하는 것과, 전기 요구되는 위치에 따라 로보트의 요구되는 동작경로를 나타내는 좌표를 수정하는 작업등을 포함하는 포인트 측정방식.
3. 청구범위 1항과 관련되어 디스플레이단계이서는, 공급되는 입력들을 시각적으로 나타내주는 포인트측정방식.
4. 청구범위 1항과 관련되어, 전기 좌표는 직교 좌표계로서 표시되며, 수정된 좌표를 사용하는 단계에서는, 수정된 좌표를 극좌표계로 변환시키는 작업으로 이루어진 포인트측정방식.
5. 청구범위 1항과 관련되어 입력좌표를 로보트(1)의 요구되는 동작경로를 나타내는 도표형태의 표시로 공급하게 하는 포인트 측정방식.

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