KR100244443B1 - Continuous motion controller of robot and method of the same - Google Patents

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KR100244443B1 KR1019970074492A KR19970074492A KR100244443B1 KR 100244443 B1 KR100244443 B1 KR 100244443B1 KR 1019970074492 A KR1019970074492 A KR 1019970074492A KR 19970074492 A KR19970074492 A KR 19970074492A KR 100244443 B1 KR100244443 B1 KR 100244443B1
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Abstract

본 발명은 로봇의 연속동작을 위해 로봇이 운동경로 및 속도의 연속성을 가지도록 로봇의 구동모터를 제어하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치 및 그 방법에 의하면, 로봇의 운동속도, 시점, 경유점, 종점, 존의 길이등의 입력조건이 설정되면, 내장된 프로그램에 의해 운동경로 및 운동속도를 선정하고 이에 상응하는 제어신호를 모터구동수단에 출력하여 구동모터를 제어하므로써 여러개의 운동경로를 연속으로 빠르게 이동할수 있도록 하며, 모서리의 이동시 부드러운 로봇의 동작을 만들 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a control apparatus and a method of a driving motor for the continuous operation of the robot for controlling the driving motor of the robot so that the robot has a continuity of the movement path and speed for the continuous operation of the robot, the robot according to the present invention According to the control device and the method of the driving motor for continuous operation of the robot, if the input conditions such as the movement speed, the start point, the waypoint, the end point, and the zone length of the robot are set, the movement path and the speed are By selecting and outputting the corresponding control signal to the motor driving means to control the driving motor, it is possible to move several movement paths quickly and continuously, and there is an excellent effect of making a smooth robot motion when moving the corners.

Description

로봇의 연속동작(ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＰＡＴＨ ＭＯＴＩＯＮ)을 위한 구동모터의 제어장치 및 그 방법Control device and method for driving motor for continuous operation of robot (COON THIN MOSS MONTION)

본 발명은 로봇의 연속동작을 위해 로봇이 운동경로 및 속도의 연속성을 가지도록 로봇의 구동모터를 제어하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control apparatus and a method of a drive motor for the continuous operation of the robot for controlling the drive motor of the robot so that the robot has a continuity of the motion path and speed for the continuous operation of the robot.

일반적으로 수직 다관절 로봇의 연속동작을 위한 이상적인 운동경로는 도 1에 도시한 바와같이 시점(P0)에서 움직이기 시작하여, 경유점(P1)의 통과 정확도가 중요하지 않은 조건하에서 경유점(P1)에서 정지하지 않고, 연속적으로 통과하여 이동시간을 단축하기위해 모서리의 이동시 부드러운 곡선 형태를 나타내며, 종료점(P2)까지 이동이 된다. 여기서, Z1은 첫 번째 경로의 존(ZONE)이고, L1은 첫 번째 경로의 존의 길이이며, Z2는 두 번째 경로의 존이며, L2는 두 번째 경로의 존의 길이이다.In general, the ideal motion path for continuous operation of the vertical articulated robot starts to move at the point of time P0 as shown in FIG. 1, so that the pass point P1 is under a condition where the passing accuracy of the waypoint P1 is not important. It does not stop at) and it passes continuously and shows smooth curve shape when moving corners to shorten the moving time, and it moves to end point (P2). Here, Z1 is the zone of the first path (ZONE), L1 is the length of the zone of the first path, Z2 is the zone of the second path, L2 is the length of the zone of the second path.

종래 로봇의 연속동작기술은 도 2에 도시한 바와같이 첫 번째 경로의 속도프로파일(a)과 두 번째 경로의 속도프로파일(b)을 합쳐서 로봇의 연속동작으로 구현하는 방법이다.The continuous operation technology of the conventional robot is a method of implementing the continuous operation of the robot by combining the speed profile (a) of the first path and the speed profile (b) of the second path as shown in FIG. 2.

그러나, 상기와 같은 종래 로봇의 연속동작기술은 합쳐지게 되는 두 경로의 속도프로파일이 등속구간에서 겹치게 되면 중간 경로가 부드러운 곡선이 되지 않고, 직선 또는 볼록한 원(c)이 되어 매우 부자연스런 경로를 얻게 된다.However, in the continuous motion technique of the conventional robot as described above, when the velocity profiles of two paths that are combined overlap in the constant velocity section, the intermediate path does not become a smooth curve, but a straight or convex circle (c) to obtain a very unnatural path. do.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 로봇이 여러개의 경로를 연속으로 빠르게 이동할수 있도록 하며, 모서리의 이동시 부드러운 로봇의 동작을 만들 수 있도록 로봇의 구동모터를 제어하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to enable the robot to move quickly in a plurality of paths in succession, the drive motor of the robot to make the motion of the robot smooth movement of the corners It is to provide a control apparatus and a method of a drive motor for the continuous operation of the robot to control the.

도 1은 두 경로의 연속동작을 설명하기위한 도면,1 is a view for explaining the continuous operation of two paths,

도 2는 종래의 기술에 의한 두 경로의 연속동작을 위해 두 경로의 속도프로파일을 겹칠 때의 문제점을 도시한 도면,2 is a view showing a problem when overlapping the speed profile of two paths for the continuous operation of the two paths according to the prior art

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치에 대한 제어블록도,3 is a control block diagram of a control apparatus of a driving motor for continuous operation of a robot according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치에 대한 제어방법을 도시한 플로우챠트,4 is a flowchart illustrating a control method for a control apparatus of a driving motor for continuous operation of a robot according to an embodiment of the present invention;

도 5는 도 3의 제어수단내에 저장된 속도프로파일을 도시한 도면,5 shows a velocity profile stored in the control means of FIG.

도 6은 도 4의 스텝(S11)을 설명하기위한 도면,FIG. 6 is a diagram for explaining step S11 of FIG. 4;

도 7은 도 4의 스텝(S12)을 설명하기위한 도면,FIG. 7 is a diagram for explaining step S12 of FIG. 4;

도 8은 도 4의 스텝(S10)을 설명하기위한 도면.FIG. 8 is a diagram for explaining step S10 of FIG. 4.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 입력수단 200 : 제어수단100: input means 200: control means

300 : 모터구동수단300: motor driving means

상기의 목적을 달성하기위한 본 발명의 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치는 로봇의 운동속도, 시점, 경유점, 종점, 존의 길이와 같은 입력조건을 설정하기 위해 키조작신호를 발생하는 입력수단과, 상기 입력수단에서 키조작신호를 인가받아 입력조건이 내부에 설정되고, 내장된 프로그램에 의해 운동경로 및 운동속도를 선정하여 이에상응하는 제어신호를 모터구동수단에 출력하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The control device of the drive motor for the continuous operation of the robot of the present invention for achieving the above object generates a key operation signal to set the input conditions such as the movement speed, time, waypoint, end point, zone length of the robot A control means for inputting a key operation signal from the input means, an input condition is set therein, and selecting a motion path and a speed using an embedded program and outputting a corresponding control signal to the motor driving means. Characterized in that consisting of.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명의 로봇의 연속동작을 위한 구동모터 제어장치의 제어방법은 입력수단을 통해 로봇의 운동속도, 시점, 경유점, 종점, 존의 길이와 같은 입력조건을 설정하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 설정된 입력조건에 따라 두 경로의 속도프로파일이 결정되는 제 2단계와, 첫 번째 경로의 존의 길이(L1), 존의 통과시간(t1)을 계산하는 제 3단계와, 두 번째 경로의 존의 길이(L2), 존의 통과시간(t2)을 계산하는 제 4단계와, 상기 제 2단계에서 결정된 두 경로의 속도프로파일의 겹치는 등속구간의 시간(dt)을 계산하는 제 5단계와, 상기 겹치는 등속구간(dt)이 있는지의 여부를 판단하는 제 6단계와, 상기 제 6단계에서 겹치는 등속구간이 없으면 상기 시간 t1,t2의 크기를 비교하는 제 7단계와, 상기 제 7단계에서 상기 시간 t1과 t2가 같으면 두경로의 시간 t1, t2를 그대로 유지하도록 하는 제 8단계와, 결정된 운동경로 및 운동속도에 상응하는 제어신호를 모터구동수단에 출력하는 제 9단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the control method of the drive motor control device for the continuous operation of the robot of the present invention configured as described above is set by the input means such as setting the input conditions such as the movement speed, time, waypoint, end point, zone length of the robot A first step, a second step of determining a velocity profile of two paths according to the input condition set in the first step, and a third step of calculating a zone length L1 of the first path and a passage time t1 of the zone. And a fourth step of calculating the length L2 of the zone of the second path, the passage time t2 of the zone, and the time dt of overlapping constant velocity sections of the velocity profiles of the two paths determined in the second step. A fifth step of calculating, a sixth step of determining whether there is an overlapping constant velocity section dt, and a seventh step of comparing the magnitudes of the times t1, t2 if there is no overlapping constant velocity section in the sixth step; In the seventh step, the time t1 and t2 are the same Surface is characterized in that in the eighth step to as to keep the time t1, t2 of the two paths, comprising a control signal corresponding to the determined movement path and movement speed in a ninth step for outputting to the motor drive means.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a control apparatus and a method of a driving motor for continuous operation of a robot according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치에 대한 제어블록도로서, 입력수단(100)과 제어수단(200)으로 이루어져 있다.3 is a control block diagram of a control apparatus of a driving motor for continuous operation of a robot according to an embodiment of the present invention, and includes an input means 100 and a control means 200.

상기 입력수단(100)은 로봇 운동속도, 운동의 시점, 종점, 존의 길이등의 입력조건을 설정하기 위해 상기 제어수단(200)에 키조작신호를 인가하는 수단으로서 예를 들면 키조작버튼을 들 수 있다.The input means 100 is a means for applying a key operation signal to the control means 200 in order to set the input conditions such as the robot movement speed, the start point of the movement, the end point, the zone length, etc. Can be mentioned.

또한, 상기 제어수단(200)은 상기 입력수단(100)에서 키조작신호를 인가받아 내부에 입력조건이 설정되고, 내장된 프로그램에 의해 로봇의 운동경로 및 운동속도를 선정하여 이에 상응하는 제어신호를 모터구동수단(300)에 출력하는 역할을 하며, 그 구성은 입/출력인터페이스장치와, 메모리, 중앙처리장치(CPU) 및 타이머등으로 이루어진다.In addition, the control means 200 receives the key operation signal from the input means 100, the input condition is set therein, and selects the movement path and the movement speed of the robot by the built-in program, the corresponding control signal It serves to output to the motor driving means 300, the configuration is composed of an input / output interface device, a memory, a central processing unit (CPU) and a timer.

상기의 구성요소들로 이루어진 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치에 대한 작용을 다음도면을 참조하여 설명하기로 한다.The operation of the control device of the drive motor for the continuous operation of the robot consisting of the above components will be described with reference to the following drawings.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치에 대한 제어방법을 도시한 플로우챠트이고, 도 5는 도 3의 제어수단내에 저장된 속도프로파일을 도시한 도면이며, 도 6은 도 4의 스텝(S11)을 설명하기위한 도면이며, 도 7은 도 4의 스텝(S12)을 설명하기위한 도면이며, 도 8은 도 4의 스텝(S10)을 설명하기위한 도면으로서, 여기서 S는 스텝(STEP)을 의미한다.4 is a flowchart illustrating a control method for a control apparatus of a driving motor for continuous operation of a robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view illustrating a speed profile stored in the control means of FIG. 3. 6 is a view for explaining step S11 of FIG. 4, FIG. 7 is a view for explaining step S12 of FIG. 4, and FIG. 8 is a view for explaining step S10 of FIG. 4. Here, S means step (STEP).

먼저, 스텝(S1)에서는 입력수단(100)이 키조작되어 제어수단(200)에 키조작신호를 인가하여 로봇의 운동속도, 시점, 경유점, 종점, 존의 길이와 같은 입력조건을 설정하고, 스텝(S2)에서는 제어수단(200)이 메모리에 저장된 도 5에 도시한 각 경로에 대한 속도프로파일 중 상기 스텝(S1)에서 설정된 입력조건에 따라 두 경로의 속도프로파일을 선택하며, 스텝(S3)에서는 제어수단(200)이 상기 스텝(S2)에서 선택한 두 경로의 속도프로파일에 있어서, 첫 번째 경로의 존의 길이(L1), 존의 통과시간(t1)을 계산하며, 스텝(S4)에서는 제어수단(200)이 두 번째 경로의 존의 길이(L2), 존의 통과시간(t2)을 계산한다.First, in step S1, the input means 100 is keyed to apply a key operation signal to the control means 200 to set input conditions such as the robot's movement speed, time point, waypoint, end point, and zone length. In step S2, the control means 200 selects the speed profiles of the two paths according to the input conditions set in the step S1 among the speed profiles for each path shown in FIG. 5 stored in the memory, and in step S3. In the step S2, the control means 200 calculates the length L1 of the zone of the first path and the passage time t1 of the zone in the velocity profile of the two paths selected in step S2, and in step S4. The control means 200 calculates the length L2 of the zone of the second path and the passage time t2 of the zone.

스텝(S5)에서는 제어수단(200)이 상기 스텝(S2)의 두 경로의 속도프로파일에서 겹치는 등속구간의 시간(dt)을 계산하고, 스텝(S6)에서 제어수단(200)은 상기 등속구간의 시간(dt)이 0보다 큰지의 여부를 판단하므로써, 겹치는 등속구간이 있는지의 여부를 판단한다.In step S5, the control means 200 calculates the time dt of the constant velocity section overlapping in the velocity profile of the two paths of step S2, and in step S6, the control means 200 calculates the constant velocity section. By judging whether time dt is greater than zero, it is determined whether there is an overlapping constant velocity section.

상기 스텝(S6)에서 상기 dt가 0이면, 즉 두 경로의 속도프로파일에서 겹치는 등속구간이 없으면(NO), 스텝(S7)으로 진행되어 제어수단(200)은 상기 첫 번째 경로의 존의 통과시간(t1)과 두 번째 경로의 존의 통과시간(t2)의 크기를 비교한다.If the dt is 0 in the step S6, that is, if there is no overlapping constant velocity section in the velocity profile of the two paths (NO), the process proceeds to a step S7 where the control means 200 passes through the zone of the first path. Compare the size of t1 with the time t2 of the zone of the second path.

상기 스텝(S7)에서 상기 시간 t1과 t2가 같으면 제어수단(200)은 상기 두 경로의 시간 t1, t2를 그대로 유지하도록 하며, 스텝(S9)으로 진행되어 제어수단(200)은 결정된 운동경로 및 운동속도에 상응하는 제어신호를 모터구동수단(300)에 출력하고 종료한다.If the time t1 and t2 are the same at step S7, the control means 200 maintains the time t1 and t2 of the two paths as it is, and the process proceeds to step S9 where the control means 200 determines the determined movement path and The control signal corresponding to the movement speed is output to the motor driving means 300 and ends.

한편, 상기 스텝(S6)에서 상기 dt가 0보다크면, 즉 두 경로의 속도프로파일간에 겹치는 등속구간이 있으면(YES), 스텝(S10)으로 진행되어 제어수단(200)은 상기 두 경로의 속도프로파일의 종점을 dt/3만큼 연장하고(도 8참조), 상기 스텝(S9)으로 진행된다.On the other hand, if the dt is greater than 0 in step S6, that is, if there is a constant velocity section overlapping between the velocity profiles of the two paths (YES), the process proceeds to step S10 where the control means 200 controls the velocity profiles of the two paths. The end point of is extended by dt / 3 (see FIG. 8), and the flow proceeds to the step S9.

그리고, 상기 스텝(S7)에서 상기 시간 t1이 t2보다크면, 스텝(S11)으로 진행되어 제어수단(200)은 두 번째 경로의 존의 통과시간(t2)을 t1로 변경시키고(도 6참조), 상기 스텝(S9)으로 진행된다.If the time t1 is greater than t2 in step S7, the flow advances to step S11, whereby the control means 200 changes the passage time t2 of the zone of the second path to t1 (see FIG. 6). It proceeds to the said step S9.

반면에, 상기 스텝(S7)에서 상기 시간 t1이 t2보다 작으면, 스텝(S12)으로 진행되어 제어수단(200)은 첫 번째 경로의 존의 통과시간(t1)을 t2로 변경시키고(도 7참조), 상기 스텝(S9)으로 진행된다.On the other hand, if the time t1 is smaller than t2 in step S7, the flow advances to step S12, whereby the control means 200 changes the passage time t1 of the zone of the first path to t2 (Fig. 7). Reference), the process proceeds to the step S9.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치 및 그 방법에 의하면, 로봇의 운동속도, 시점, 경유점, 종점, 존의 길이등의 입력조건이 설정되면, 내장된 프로그램에 의해 운동경로 및 운동속도를 선정하고 이에 상응하는 제어신호를 모터구동수단에 출력하여 구동모터를 제어하므로써 여러개의 운동경로를 연속으로 빠르게 이동할수 있도록 하며, 모서리의 이동시 부드러운 로봇의 동작을 만들 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.As described above, according to the control apparatus and method of the driving motor for continuous operation of the robot according to the present invention, if the input conditions such as the movement speed, time, waypoint, end point, zone length, etc. of the robot are set, By selecting the motion path and speed by the program and outputting the corresponding control signal to the motor driving means to control the driving motor, it is possible to move several motion paths in rapid succession, and to make the motion of the robot smooth when moving the corners. It has a great effect.

Claims (5)

로봇의 운동속도, 시점, 경유점, 종점, 존의 길이와 같은 입력조건을 설정하기 위해 키조작신호를 발생하는 입력수단과, 상기 입력수단에서 키조작신호를 인가받아 입력조건이 내부에 설정되고 내장된 프로그램에 의해 운동경로 및 운동속도를 선정하여 이에상응하는 제어신호를 모터구동수단에 출력하는 제어수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터의 제어장치.Input means for generating a key operation signal to set the input conditions such as the movement speed, time, waypoint, end point, zone length of the robot, and the input condition is set therein by receiving the key operation signal from the input means. The control device of the drive motor for continuous operation of the robot, characterized in that the control means for selecting the movement path and the movement speed by the built-in program and outputs a corresponding control signal to the motor drive means. 입력수단을 통해 로봇의 운동속도, 시점, 경유점, 종점, 존의 길이와 같은 입력조건을 설정하는 제 1단계와, 상기 제 1단계에서 설정된 입력조건에 따라 두경로의 속도프로파일이 결정되는 제 2단계와, 첫 번째 경로의 존의 길이(L1), 존의 통과시간(t1)을 계산하는 제 3단계와, 두 번째 경로의 존의 길이(L2), 존의 통과시간(t2)을 계산하는 제 4단계와, 상기 제 2단계에서 결정된 두경로의 속도프로파일의 겹치는 등속구간의 시간(dt)을 계산하는 제 5단계와, 상기 겹치는 등속구간(dt)이 있는지의 여부를 판단하는 제 6단계와, 상기 제 6단계에서 겹치는 등속구간이 없으면 상기 시간 t1,t2의 크기를 비교하는 제 7단계와, 상기 제 7단계에서 상기 시간 t1과 t2가 같으면 두경로의 시간 t1, t2를 그대로 유지하도록 하는 제 8단계와, 결정된 운동경로 및 운동속도에 상응하는 제어신호를 모터구동수단에 출력하는 제 9단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터 제어장치의 제어방법.A first step of setting input conditions such as a moving speed, a starting point, a waypoint, an end point, and a zone length of the robot through the input means; and a speed profile of two paths determined according to the input condition set in the first step. Step 2, the third step of calculating the length (L1) of the zone of the first path, the passage time (t1) of the zone, and the length (L2) of the zone of the second path, the time of passage (t2) of the zone And a fifth step of calculating a time dt of overlapping constant velocity sections of the velocity profiles of the two paths determined in the second step, and a sixth step of determining whether there is the overlapping constant velocity section dt. Step 7 compares the magnitudes of the times t1 and t2 if there is no overlapping constant velocity section in the sixth step, and maintains the times t1 and t2 of the two paths if the times t1 and t2 are the same in the seventh step. The eighth step and the determined path and speed The driving control method of a motor control apparatus for the continuous operation of the robot, characterized in that made the response control signal to a ninth step for outputting to the motor drive means. 제 2항에 있어서, 상기 제 6단계에서 두 경로의 속도프로파일간에 겹치는 등속구간이 있으면, 두 경로의 속도프로파일의 종점을 dt/3 만큼 연장하고 상기 제 9단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터 제어장치의 제어방법.The robot according to claim 2, wherein in the sixth step, if there is a constant velocity section overlapping between the speed profiles of the two paths, the end point of the speed profiles of the two paths is extended by dt / 3 and the robot proceeds to the ninth step. Control method of drive motor controller for continuous operation. 제 2항에 있어서, 상기 제 7단계에서 t1＞t2 이면, 두 번째 경로의 존의 통과시간(t2)을 상기 시간 t1으로 변경하고, 상기 제 9단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터 제어장치의 제어방법.The robot continuously operating according to claim 2, wherein if t1> t2 in the seventh step, the passage time t2 of the zone of the second path is changed to the time t1, and the robot proceeds to the ninth step. Control method of the drive motor controller for the. 제 2항에 있어서, 상기 제 7단계에서 t1＜t2 이면, 첫 번째 경로의 존의 통과시간(t1)을 상기 시간 t2으로 변경하고, 상기 제 9단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 로봇의 연속동작을 위한 구동모터 제어장치의 제어방법.The continuous operation of the robot according to claim 2, wherein if t1 &lt; t2 in the seventh step, the passage time t1 of the zone of the first path is changed to the time t2, and the process proceeds to the ninth step. Control method of the drive motor controller for the.
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