KR940001209B1 - 로보트 폭주 방지 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로보트 폭주 방지 장치

제1도는 종래의 로보트 조정 장치의 전체적인 제어블록도.

제2도는 본 발명의 로보트 폭주방지장치의 제어블록도.

제3도는 제2도의 동작 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 중앙처리장치 20 : 분주기

30 : 인터럽트 제어기 40 : 위치제어부

50 : 모터드라이버 60 : 모터

본 발명은 로보트 시스템에 있어서, 로보트의 동작중 중앙처리장치가 오동작하는 경우에는 모터드라이버단에 인가되는 전원을 차단시켜서 모터의 구동이 정지되도록하여 로보트의 폭주 현상을 방지토록 한 로보트 폭주 방지 장치에 관한 것이다.

종래의 로보트 제어시스템은 제1도에 도시한 바와 같은 구성으로 되어, 4MHZ의 클럭신호를 분주기(2)에 의해 500HZ로 분주하여 인터럽트 제어기(3)에 솔출하면 중앙처리장치(1)의 동작을 매 일정시간마다 인터럽트 제어하여 위치제어부(4)인 래치(4)에 송출한다.

상기 래치는 다음 신호가 입력될 때까지 이미 입력된 신호를 기억하는 것으로써 펄스폭 변조된 온/오프신호를 모터 드라이버(5)에 송출하여 필요에 따라 모터(6)에 공급되는 전류를 온 또는 오프하여 모터(6)의 구동을 제어하도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 로보트 제어시스템은 이상상태발생시 하드웨어적인 안전장치가 미흡하여 중앙처리장치가 오동작하는 경우 모터에 공급하는 전원을 차단시키는 기능이 없으므로 로보트가 폭주하는 경우가 발생될 수 있다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 중앙처리장치가 오동작하는 경우에는 모터 드라이버단에 인가되는 전원을 차단시키므로 모터의 구동이 정지되도록하여 로보트의 폭주 현상을 방지하는 로보트 폭주 방지 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 로보트 폭주방지장치는, 중앙처리장치와, 클럭신호주파수를 정수분의 1로 분주하는 분주기와, 상기 중앙처리장치의 동작을 일정시간마다 인터럽트 하도록 제어하는 인터럽트 제어기와, 상기 중앙처리장치의 제어에 의해 펄스폭변조 파형을 발생하는 위치제어부와, 상기 위치제어부의 펄스폭 변조 온/오프 명령 신호를 인가받아 모터에 전류를 공급 또는 차단하는 모터 드라이버로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 로보트 폭주방지장치의 제어블록도이고, 제3도는 제2도의 동작 파형도이다.

제2도에 있어서, (10)은 중앙처리장치이고, (20)은 4MHZ의 클럭신호를 분주(초당 400만개의 펄스)하는 분주기이며, (30)은 매 2[ms](mill second : 10^-3초)마다 상기 중앙처리장치(10)에 인터럽트를 걸어주기 위한 인터럽트 제어기이다.

(40)은 3개 래치(40-1, 40-2, 40-3)로 구성된 위치제어부로써, 래치(40-1)의 출력단(1Q)이 래치(40-2)의 입력단(D)에 접속되고, 래치(40-1)의 출력단(2Q)은 앤드게이트(80)에 접속된다.

또, 래치(40-2)의 출력단(Q)의 래치(40-3)의 입력단(D)에 접속됨과 동시에 exclusive OR 게이트(70)에 접속되고, 래치(40-3)의 출력단(Q)은 상기 exclusive OR 게이트(70)에 입력되어 상기 래치(40-2)의 출력단(Q)의 출력값(Q1)과 조합되어 논리작용을 수행한다.

또한, 상기 exclusive OR 게이트(70)의 출력은 앤드게이트(80)에 입력값(I1)으로 입력되어 상기 래치(40-1)의 출력단(2Q)으로 부터의 입력값(I2)과 조합되어 논리작용을 수행하여 펄스폭 변조된 온/오프 신호를 발생한다.

한편, 상기 래치(40-2)와 래치(40-3)의 클럭단자(CK)에는 분주기(20)로 부터 분주된 클럭신호가 입력된다.

(50)은 상기 위치제어부(40)로 부터 펄스 폭 변조된 신호를 입력받아 모터(60)에 전류를 인가하거나 차단함으로써 모터(60)의 구동을 유지시키거나 정지시키는 모터 드라이버이다.

이와같이 구성된 본 발명의 로보트 폭주방지 장치는, 모터 드라이버(50)를 제어하는 위치제어부(40)에서는 분주기(20)를 통해서 출력되는 2[ms]의 클럭신호에 동기되어 매 2[ms]마다 인터럽트루틴을 수행하여 이 루틴에서 모터 드라이버(50)에 속도명령을 출력하거나 또는 이상상태를 발생시 펄스폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation)된 온/오프 명령신호를 이용하여 펄스폭 변조 신호를 오프시키는 기능을 수행한다.

상기 펄스폭변조 온/오프 명령 신호는 모터(60)에 공급하기 위한 모터 드라이버(50)의 전원을 온 또는 오프하는 명령 신호로써 온(하이상태)일때는 모터(60)에 전원이 공급되어 정상구동이 행해지고 오프(로우상태)일때는 모터(60)에는 공급되는 전원이 차단되어 로보트의 폭주를 방지하는 것이다.

다음에 본 발명에 의한 로보트의 폭주 방지 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 중앙처리장치(10)가 정상적으로 동작할 경우에는, 모터드라이버(50)에 펄스폭 변조된 신호를 온 하기 이전에 인터럽트 제어기(20)에 의한 매2[ms]마다의 인터럽트 수행 루틴에서 위치제어부(40)를 구성하는 래치(40-1)의 출력(1Q)(제3도 a)을 하이 및 로우 상태를 발전시키면서 출력한다.

이에 따라, 상기 래치(40-1)의 출력단(1Q)의 출력값(제3도 a)이 래치(40-2)의 입력단(D)에 입력되어 출력단(Q)을 통해서 제3도(b)에 도시한 바와같은 2분주된 파형신호(Q1)을 래치(40-3)의 입력단(D) 및 exclusive OR 게이트(70)에 입력한다.

그러면, 상기 래치(40-3)는 출력단(Q)을 통해서 제3도(c)에 도시한 바와같은 파형신호(Q1)를 exclusive OR게이트(70)에 입력하고, 상기 exclusive OR 게이트(70)에서는 래치(40-2)의 출력값(Q1) 및 래치(40-3)의 출력값(Q2)이 서로 반전된 상태로 동작하기 때문에 항상 하이신호가 되어 제3도(d)에 도시한 바와같은 파형신호를 앤드게이트(80)에 입력신호(I1)로 입력한다.

이에따라, 상기 앤드게이트(80)는 exclusive OR 게이트(70)의 출력값(I1)과 상기 래치(40-1)의 출력단(2Q)의 출력값(I2)(제3도 e)을 논리 조합하여 제3도(f)에 도시한 바와같은 파형신호(O1)을 발생시킨다.

즉, 상기 앤드게이트(80)에 입력되는 입력값(I1)이 하이상태가 된 시점에서 펄스 폭변조신호를 하기 위해서 상기 래치(40-1)의 출력단(2Q)으로 부터의 하이신호를 앤드게이트(80)에 입력하면(제3도 e의 파형을 입력하면) 상기 앤드게이트(80)의 입력값(I1, I2)의 전부 하이상태가 되므로 하이신호가 된다(0101).

이에따라, 상기 하이신호가 모터 드라이버(50)에 인가되어 펄스폭변조신호가 온 상태가 되어 모터(60)를 정상구동하는 것이다.

한편, 중앙처리장치(10)가 비정상적으로 동작하는 경우(예를들어, ROM 데이타가 지워진 경우나 전압변동등의 악 조건의 영향으로 오동작하는 경우)에는, 인터럽트 제어기(30)에 의한 매 2[ms]마다의 주기적인 인터럽트 기능을 수행하지 못하게 되고, 설혹 수행한다 할지라도 래치(40-1)의 출력단(1Q)의 출력값이 하이, 로우 상태로 반전되지 못하고, 일정한 값을 유지하게 된다.

그런데, 래치(40-2)에는 분주기(20)에 의해 분주된 클럭 펄스가 항상 입력되기 때문에 상술한 매2[ms]의 인터럽트 시간이 지나면 래치(40-2)의 출력값(Q1)과 래치(40-3)의 출력값(Q2)의 동일한 상태가 되고, 결국 exclusive OR 게이트(70)의 출력값(I1)이 로우신호가 되어 앤드게이트(80)의 출력값(O1)은 상기 래치(40-1)로 부터 입력되는 입력값(I2)에 관계없이 로우 신호 상태가 된다.

즉, 만일 중앙처리장치가 오 동작 하는 경우에는 2[ms] 이내에 펄스폭 변조신호가 오프 되어 모터 드라이버(50)에 인가되는 전원을 오프시킴으로써 모터(60)의 구동을 정지시켜서 로보트의 폭주현상을 방지하는 것이다.

이와같이 본 발명의 로보트의 폭주 방지 장치에 의하면, 중앙처리장치가 오동작하는 경우에는 모터에 인가되는 전류를 차단하여 로보트의 폭주를 방지하므로 안전사고를 방지 할 뿐만 아니라 로보트 자체 또는 주변기기의 파손을 미연에 방지할 수 있는 경제적인 효과가 있다.

Claims (4)

1. 중앙처리장치와, 클럭신호주파수를 정수분의 1로 분주하는 분주기와, 상기 중앙처리장치의 동작을 일정시간마다 인터럽트하도록 제어하는 인터럽트 제어기와, 상기 중앙처리장치의 제어에 의해 펄스폭 변조 파형을 발생하는 위치제어부와, 상기 위치제어부의 펄스폭 변조온/오프 명령 신호를 인가받아 모터에 전류를 공급 또는 차단하는 모터 드라이버로 이루어진 것을 특징으로 하는 로보트의 폭주방지 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 위치제어부는 상호 접속된 3개의 래치로 구성된 것을 특징으로 하는 로보트 폭주방지 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 위치제어부는 중앙처리장치가 정상 동작하는 경우에는 펄스폭 변조신호를 온 상태로 하여 전압이 모터 드라이버에 입력되도록 하는 것을 특징으로 하는 로보트 폭주방지장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 위치제어부는 중앙처리장치가 비정상으로 동작하는 경우에는 펄스폭 변조신호를 오프상태로 하여 모터 드라이버에 인가되는 전압을 차단하는 것을 특징을 하는 로보트 폭주방지장치.