KR0176589B1 - 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법에 관한 것이다.

목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법은 α를 구하는 단계 21과, △θ3를 구하는 단계 22와, 상기 α가 0을 초과하는지 알아보는 단계 23과, 상기 α가 0을 초과하면 상기 α에서 360을 빼는 단계 24와, 상기 α가 0을 초과하지 않으면 상기 α에 360을 더하는 단계 25와, 단계 24 또는 단계 25 이후에 △θ31을 구하는 단계 26과, △θ31이 △θ3 보다 작은지 알아보는 단계 27과, △θ31이 △θ3 보다 작으면 θ3을 θ31과 같게 하는 단계 28 및 단계 28 후 또는 △θ31이 △θ3 보다 작지 않으면 프로그램이 종료되는 단계 29를 포함하여 작업 대상물 까지의 그리퍼 이동 시간을 줄일 수 있다.

Description

목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법

제1도는 작업 영역 내에서 로봇이 작업 대상물을 잡아 이동시키는 일반적인 제어 시스템을 도시하고,

제2도는 이동 시간 단축을 위한 각도 보정을 위한 플로우 차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제어부 3 : 제1회전축

5 : 제2회전축 7 : 제3회전축

9 : 그리퍼 11 : 작업 대상물

본 발명은 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자가 교시한 목표 위치로 로봇 팔 이동시 로봇 팔의 자세에는 영향을 주지 않으면서 이동 시간을 단축할 수 있도록 회전 각도를 보정하는 방법에 관한 것이다.

제1도는 작업 영역 내에서 로봇이 작업 대상물을 잡아 이동시키는 일반적인 제어 시스템을 도시한다.

제어부(1)는 로봇 구동에 관련된 연산과 제어를 총괄하며, 제1회전축(3)은 Z축을 중심으로 θ1 만큼 회전하고, 제2회전축(5)은 Z축을 중심으로 θ2 만큼 회전하고, 제3회전축(7)은 Z축을 중심으로 θ3 만큼 회전하며, 작업 대상물(11)을 조작하기 위해 제3회전축(7)에 부착된 그리퍼(9)는 Z축을 중심으로 α만큼 회전하여 작업 대상물(11)에 대해 어떤 자세인지를 나타낸다. 작업 대상물(11)은 로봇에 의해 조작되며 그 각각의 위치가 교시 상자에 의해 교시되며 작업 대상물(11) 각각은 Z축을 중심으로 다양하게 회전된 자세를 갖는다.

이때, 로봇 팔이 어떤 초기 위치에서 위치가 교시된 각 작업 대상물(11)로 이동하여 해당 작업 대상물(11)을 조작하기 위해서는 다음의 조건을 고려해야 한다.

첫 째, 그리퍼(9)의 위치가 교시된 위치와 일치하는가

둘 째, 작업 대상물(11)들의 주변과 충돌하지 않도록 로봇 팔의 모양을 유지하는가

셋 째, 부착된 그리퍼(9)의 자세, 즉 각도 α가 교시된 작업 대상물(11)의 놓여진 위치와 일치하는가

넷 째, 작업 대상물의 위치에 도달하는 시간이 최소인가

상기 조건 중 첫 째와 둘 째 조건이 만족되면 셋 째 조건을 만족하기 위해서는 식 1에 의해 얻어진 α가 작업 대상물의 자세와 일치하면 된다.

그러나, 위에서 설명한 바와 같이 첫 째, 둘 째 및 셋 째 조건을 만족시키면 로봇 팔을 이용하여 작업 대상물을 조작할 수 있지만, 로봇 팔을 이동시켜 작업 대상물의 자세를 교시할 때 제3회전축의 각도 θ3의 교시에 의하여 θ3 이동 변위량이 증가하여 초기 위치로부터 작업 대상물까지의 이동 시간이 길어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 작업 대상물의 자세에 대한 잘못된 교시로 인해 발생될 수 있는 이동 시간 증가가 택 타임(tack time)에 영향을 줄 수 있으므로 이같은 경우를 보정하는 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명에 따른 목표위치 까지의 이동시간 단축을 위한 로봇의 회전각도 보정방법에 있어서, 제1,2 및 작업 대상물을 조작하는 그리퍼가 달린 제3회전축을 가지는 3축 로봇에서 중심축(Z)을 중심으로 상기 제1,2 및 제3회전축의 회전각도를 각각 θ1, θ2, θ3 라 하고, θ30을 상기 제3회전축의 초기 회전각도, θ31을 상기 제3회전축의 다른 회전각도라 하면, 상기 θ1, θ2, θ3를 합산한 α를 구하는 제1단계와, △θ3=θ3-θ30를 구하는 제2단계와, 상기 α가 0을 초과하는지 알아보는 제3단계와, 상기 α가 0을 초과하면 상기 α에서 360을 빼는 제4단계와, 상기 α가 0을 초과하지 않으면 상기 α에 360을 더하는 제5단계와, 제4단계 또는 제5단계 이후에 △θ31=θ31-θ30을 구하는 제6단계와, 상기 △θ31이 △θ3 보다 작은지 알아보는 제7단계와, 상기 △θ31이 △θ3 보다 작으면 θ3을 θ31과 같게 하는 제8단계 및 상기 제8단계 후 또는 상기 △θ31이 △θ3 보다 작지 않으면 프로그램이 종료되는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예가 다음과 같이 설명된다.

작업 영역 내에서 로봇이 작업 대상물을 잡아 이동시키는 제어 시스템은 종래 기술에서와 같다.

작업 대상물을 조작하기 위한 조건을 식 1에 적용시켜 θ1, θ2, θ3 및 α의 연관 관계를 살펴 보면, 상기 첫 째와 둘 째 조건을 만족하기 위해서는 회전 각도 θ1과 θ2는 작업 대상물의 위치와 자세를 교시한 때의 값들과 일치되어야 한다. 그러므로 식 1에서 로봇 팔에 부착된 그리퍼의 자세 각도 α는 θ3을 어떻게 교시하는가에 따라 달라질 수 있다. 즉, 작업 대상물을 잡는 자세 각도 α는 두 개의 값을 가질 수 있다.

α에 360°또는 -360°를 더하더라도 그리퍼의 자세는 변화가 없기 때문에 식 1의 응용이 가능하다.

식 1을 응용하면, 다음과 같은 식 2와 식 3을 얻는다.

식 2와 식 3에서 제3회전축의 또 다른 값 θ31을 얻는다.

그리고, 제3회전축의 초기 각도를 θ30 이라 하면, 다음과 같은 식 4와 식 5를 얻는다.

식 4와 식 5에서 구해진 θ3의 변위량 중 작은 쪽의 θ3 또는 θ31을 선택한다.

이와 같이 얻어진 제3회전축의 θ3의 값을 로봇 팔에 적용하면 제3회전축의 회전 각도 변위량이 감소하게 되는데 이상과 같은 방법은 본 발명에 따른 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법에 적용된다.

제2도는 이동 시간 단축을 위한 각도 보정을 위한 플로우 차트이다.

제2도를 참조하면, 본 발명에 따른 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법은, 제1,2 및 작업 대상물을 조작하는 그리퍼가 달린 제3회전축을 가지는 3축 로봇에서 중심축(Z)을 중심으로 상기 제1,2 및 제3회전축의 회전각도를 각각 θ1, θ2, θ3 라 하고, θ30을 상기 제3회전축의 초기 회전각도, θ31을 상기 제3회전축의 다른 회전각도라 하면, 상기 θ1, θ2, θ3를 합산한 α를 구하는 제1단계와, △θ3=θ3-θ30를 구하는 제2단계와, 상기 α가 0을 초과하는지 알아보는 제3단계와, 상기 α가 0을 초과하면 상기 α에서 360을 빼는 제4단계와, 상기 α가 0을 초과하지 않으면 상기 α에 360을 더하는 제5단계와, 제4단계 또는 제5단계 이후에 △θ31=θ31-θ30을 구하는 제6단계와, 상기 △θ31이 △θ3 보다 작은지 알아보는 제7단계와, 상기 △θ31이 △θ3 보다 작으면 θ3을 θ31과 같게 하는 제8단계 및 상기 제8단계 후 또는 상기 △θ31이 △θ3 보다 작지 않으면 프로그램이 종료되는 제9단계를 포함한다.

본 발명에 따른 효과는 다음과 같다. 로봇 팔의 이동시 움직이는 축중 가장 변위량이 큰 축에 의하여 이동 시간이 결정되므로 이동 시간에 영향을 주는 축의 변위량을 최소로 하는 것이 필요한데 본 발명에 따른 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법을 적용하여 이동 시간을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (1)

1. 목표위치 까지의 이동시간 단축을 위한 로봇의 회전각도 보정방법에 있어서, 제1,2 및 작업 대상물을 조작하는 그리퍼가 달린 제3회전축을 가지는 3축 로봇에서 중심축(Z)을 중심으로 상기 제1,2 및 제3회전축의 회전각도를 각각 θ1, θ2, θ3 라 하고, θ30을 상기 제3회전축의 초기 회전각도, θ31을 상기 제3회전축의 다른 회전각도라 하면, 상기 θ1, θ2, θ3를 합산한 α를 구하는 제1단계와, △θ3=θ3-θ30를 구하는 제2단계와, 상기 α가 0을 초과하는지 알아보는 제3단계와, 상기 α가 0을 초과하면 상기 α에서 360을 빼는 제4단계와, 상기 α가 0을 초과하지 않으면 상기 α에 360을 더하는 제5단계와, 제4단계 또는 제5단계 이후에 △θ31=θ31-θ30을 구하는 제6단계와, 상기 △θ31이 △θ3 보다 작은지 알아보는 제7단계와, 상기 △θ31이 △θ3 보다 작으면 θ3을 θ31과 같게 하는 제8단계 및 상기 제8단계 후 또는 상기 △θ31이 △θ3 보다 작지 않으면 프로그램이 종료되는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 목표 위치까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법.