KR101713195B1 - 로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법 - Google Patents

로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2축/3축 다관절로 이루어진 CNC 선반용 로봇의 관절각을 산업용 PLC 래더 프로그램을 이용하여 산출하여 매니플레이터를 구동시킬 수 있도록 하는 로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법에 관한 것에 관한 것으로, 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 마련되어 있으며, 수직상하운전이 가능한 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 시스템에 있어서, 상기 CNC 선반용 로봇에 마련되며, 상기 제 2 회전암(200) 및 상기 제 3 회전암(300)이 연결되어 있는 제 3 조인트(C)의 좌표값을 산출하고, 상기 제 1 회전암(100)이 연결되어 있는 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출하고, 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 산출한 후 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B) 및 제 3 조인트(C)를 상호 각각 연결하여 형성된 삼각형의 3변 길이를 이용하여 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B) 및 제 3 조인트(C)의 각도를 산출하며, 산출된 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B) 및 제 3 조인트(C)의 각도를 기반으로 하여 서보 각도를 산출하여 제공한다. 이에 따라, 고가의 로봇 컨트롤러를 사용하지 않고도 동일한 효과를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 고가의 CNC 선반용 로봇을 저가로 공급할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법{Joint angle calculation system of robot and method thereof}
본 발명은 로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 2축/3축 다관절로 이루어진 CNC 선반용 로봇의 관절각을 산업용 PLC 래더 프로그램을 이용하여 산출하여 매니플레이터를 구동시킬 수 있도록 하는 로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
CNC 공작기계는 제품에 따라 작성된 프로그램에 기초하여 소재를 자동으로 가공함으로써 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 구성되어 있으며, 산업발전에 따라 사용범위가 기계, 자동차, 항공, 조선, IT, 전자 산업 등 점차적으로 넓어지고 있는 실정이다.
일반적인 공정은 CNC 선반에 공작물을 공급 및 가공 작업 후 취출하는 방법으로 작업자의 수작업으로 이루어졌으며, 이로 인해 작업 소요시간이 과다하게 낭비되고, 작업자의 숙련도에 의해 제품의 품질이 좌우되어 제품 신뢰성 저하 및 생산성 저하의 문제점을 가지고 있다.
따라서, 근래에 들어서는 CNC 선반으로 공작물을 자동 공급하고 취출할 수 있는 장치로, 겐츄리 로더(GANTRY LOADER), 산업용 로봇, 상하 로딩 시스템, 수평식 로딩 시스템 등이 이용되고 있다.
특히 산업현장에서는 팔의 기계구조가 평행축인 회전 조인트를 가지며, 축에 직교하는 평면 내에서 컴플라이언스를 가진 로봇인 스카라 로봇 및 사람의 어깨, 팔, 팔꿈치, 손목과 같은 관절을 가지고 있어서 사람이 하는 운동과 비슷하게 운동할 수 있는 다관절 매니플레이터(다관절 로봇)이 많이 적용되고 있다.
이러한 스카라 로봇 또는 다관절 로봇을 제어하기 위해서는 PC 또는 별도의 로봇 컨트롤러를 사용하여 로봇의 작업 경로, 토오크, 가감속 및 기타 파라미터를 설정해야 한다.
그러나 이러한 PC 또는 별도의 로봇 컨트롤러는 로봇 시스템의 30% 이상의 비용이 소요될 정도로 고가이기 때문에 중소기업 및 영세 기업들의 로봇 시스템 운영이 현실적으로 불가능하다는 문제점이 있다.
또한, 로봇 시스템은 공작기계 정면에 장착되어 있기 때문에 작업자의 공구 교환 및 기타 작업을 수행하기 불편하다는 문제점이 있다.
또한, 로봇 시스템의 경우 130Kg 이상의 고중량을 가지게 되기 때문에 충돌사고의 위험이 매우 높다는 문제점이 있다.
일본 공개특허 제 1995-155947 호[발명의 명칭 : 미소 패드다잉 공작 기계] 한국 등록특허 제 10-0834919 호[발명의 명칭 : 공작기계의 소재공급 및 가공물 취출장치] 일본 공개특허 제 2009-202236 호[발명의 명칭 : 승강기능이 있는 주축 유니트, CNC 공작 기계 및 가공 라인] 한국 등록특허 제 10-1149361 호[발명의 명칭 : 공작기계용 소재 급속 로딩 및 언로딩 시스템]
이와 같은 필요성을 충족시키기 위해 본 발명은 2축/3축 다관절로 이루어진 CNC 선반용 로봇의 관절각을 산업용 PLC 래더 프로그램을 이용하여 산출하여 매니플레이터를 구동시킬 수 있도록 하는 로봇의 관절각 산출 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 로봇의 관절각 산출 시스템은 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 마련되어 있으며, 수직상하운전이 가능한 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 시스템에 있어서, 상기 CNC 선반용 로봇에 마련되며, 상기 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 연결된 제 3 조인트(C)의 좌표값을 산출하고, 상기 제 1 회전암(100)이 연결된 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 각각의 끝단을 연결하여 삼각형을 형성시킨 후 x축을 기준으로 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 산출한 후 산출된 상기 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 이용하여 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출하고, 삼각형 세변의 길이(AB, BC, AC)를 이용하여 삼각형의 면적(S)을 산출하며, 산출된 삼각형의 면적(S)과 삼각형의 각 변의 길이를 토대로 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 1 회전암(100) 및 상기 제 2 회전암(200)이 연결된 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 산출하고, 산출된 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 이용하여 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 회전각도인 서보 각도를 산출하여 제공하는 로봇 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 삼각형 두변의 길이(AB)(BC)는 상기 제 1 회전암(100), 상기 제 2 회전암(200)의 길이와 동일할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도는 하기 수학식 ac_angle=atan(Cy/Cx)에 의해 산출될 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도는 수학식 A=asin(2S/(AB*AC)), B=asin(2S/(AB*BC)), C=asin(2S/(AC/BC))에 의해 산출되고, 상기 서보 각도는 수학식 servo_A=ac_angle+A, Servo_B=B, servo_C=t_angle-servo_B-servo_A에 의해 산출될 수 있다. 여기서, S는 삼각형의 면적, AB, AC, BC는 삼각형 각변의 길이이고, A,B,C는 미리 설정된 각 조인트의 서보 각도 값이다.
본 발명의 실시예에 따른 로봇의 관절각 산출 방법은 로봇 컨트롤러(600)는, 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)의 관절각을 산출하여 전후 이송 유니트(400) 및 좌우 이송 유니트(500)를 제어하는 로봇 컨트롤러(600)를 포함하고, 수직상하운전이 가능한 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 방법에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러(600)는, 상기 제 2 회전암(200) 및 상기 제 3 회전암(300)이 연결된 제 3 조인트(C)의 좌표값(X,Y)을 산출하는 단계; 상기 제 1 회전암(100)이 연결된 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 각각의 끝단을 연결하여 삼각형을 형성시킨 후 x축을 기준으로 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 산출하고, 산출된 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 이용하여 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출하는 단계; 산출된 삼각형 면적과 삼각형의 각 변의 길이를 이용하여 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 1 회전암(100) 및 상기 제 2 회전암(200)이 연결된 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 이용하여 서보 각도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 삼각형 두변의 길이(AB)(BC)는 상기 제 1 회전암(100), 상기 제 2 회전암(200)의 길이와 동일할 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 각도는 하기 수학식 ac_angle=atan(Cy/Cx)에 의해 산출될 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도는 수학식 A=asin(2S/(AB*AC)), B=asin(2S/(AB*BC)), C=asin(2S/(AC/BC))에 의해 산출되고, 상기 서보 각도는 수학식 servo_A=ac_angle+A, Servo_B=B, servo_C=t_angle-servo_B-servo_A에 의해 산출될 수 있다. 여기서, S는 삼각형의 면적, AB, AC, BC는 삼각형 각변의 길이이고, A,B,C는 미리 설정된 각 조인트의 서보 각도 값이다.
본 발명은 2축/3축 다관절로 이루어진 CNC 선반용 로봇의 관절각을 산업용 PLC 래더 프로그램을 이용하여 산출하여 매니플레이터를 구동시킬 수 있도록 함으로써, 고가의 로봇 컨트롤러를 사용하지 않고도 동일한 효과를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 고가의 CNC 선반용 로봇을 저가로 공급할 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 CNC 선반용 로봇을 저가로 공급할 수 있도록 하여 기업의 인력난 해소와 부가가치 창출, 나아가 기업 및 국가의 경쟁력을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇의 관절각 산출 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 기하학적 해석도이다.
도 3은 본 발명에 따른 로봇의 관절각 산출 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 로봇의 관절각 산출 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 먼저 CNC 선반용 로봇은 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 마련되어 있으며, 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)의 전후 운동을 제어하는 전후 액추에이터를 가지는 전후 이송 유니트(400)와, 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)의 좌우 운동을 제어하는 좌우 액추에이터를 가지는 좌우 이송 유니트(500)와, 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)의 관절각(조인트 각도)을 산출하여 전후 이송 유니트(400) 및 좌우 이송 유니트(500)를 제어하는 로봇 컨트롤러(600)로 이루어진다. 여기서 로봇 컨트롤러(600)는 저가로 구현 가능한 산업용 PLC(PROGRAM LOGIC CONTROLLER)로 이루어지며, 산업용 PLC의 래더 프로그램(LADDER PROGRAM)을 이용하여 2 자유도 또는 3 자유도를 가지는 스카라 및 다관절 로봇의 관절각(joint angle)을 산출하는데, 특히 삼각함수를 이용하여 산출하는 로봇 컨트롤러(600)로 이루어진다.
로봇 컨트롤러(600)는 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 마련되어 있으며, 수직상하운전이 가능한 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 시스템에 있어서, CNC 선반용 로봇에 마련되며, 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 연결되어 있는 제 3 조인트(C)의 좌표값을 산출하고, 제 1 회전암(100)이 연결되어 있는 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 각각의 끝단을 연결하여 삼각형을 형성시킨 후 x축을 기준으로 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 산출한 후 산출된 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 이용하여 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출하고, 삼각형 세변의 길이(AB, BC, AC)를 이용하여 삼각형의 면적(S)을 산출하며, 삼각형의 면적(S)을 토대로 제 1 조인트(A), 제 1 회전암(100) 및 제 2 회전암(200)이 연결되어 있는 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 산출하고, 산출된 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 이용하여 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 회전각도인 서보 각도를 산출하여 제공한다.
삼각형 두변의 길이(AB)(BC)는 상기 제 1 회전암(100), 상기 제 2 회전암(200)의 길이와 동일하다.
제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도는 하기 수학식 ac_angle=atan(Cy/Cx)에 의해 산출된다.
제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도는 수학식 A=asin(2S/(AB*AC)), B=asin(2S/(AB*BC)), C=asin(2S/(AC/BC))에 의해 산출되고, 상기 서보 각도는 수학식 servo_A=ac_angle+A, Servo_B=B, servo_C=t_angle-servo_B-servo_A에 의해 산출된다. 여기서, S는 삼각형의 면적, AB, AC, BC는 삼각형 각변의 길이이고, A,B,C는 미리 설정된 각 조인트의 서보 각도 값이다.
상기와 같이 구성된 로봇의 관절각 산출 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 기하학적 해석도이다. 도 3은 본 발명에 따른 로봇의 관절각 산출 방법을 설명하기 위한 동작흐름도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 로봇 컨트롤러(600)는 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 연결되어 있는 제 3 조인트(C)의 좌표값(X,Y)을 산출(S110)한다.
여기서, 제 3 조인트(C)의 좌표값(X,Y)을 산출하기 위한 수학식은 C(x)=Tx-CT*cos(t_angle), C(y)=Ty-CT*sin(t_angle)이고, 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출하기 위한 수학식은 AC=sqr(Cx2+Cy2)이다. 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)는 피타고라스 정리에 입각하여 산출할 수 있다. 즉, 위의 수학식에 의해 산출된 제 3 조인트(C)의 X 좌표값의 제곱과 제 3 조인트(C)의 Y 좌표값의 제곱을 합산시킨 결과값에 루트를 적용시키게 되면 직각 삼각형의 빗변인 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)가 산출된다. 여기서, AC는 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트 사이의 길이로서, Cx, Cy는 상기 AC를 빗변으로 가지는 직각을 낀 두 변의 길이이다. 그리고, CT는 상기 제 3 조인트(C)로부터 시작된 제 3 회전암(300)의 길이이고, T는 공작물의 공급·가공·취출의 목표지점(Target point)으로서, 상기 T의 좌표값(Tx, Ty)은 CNC 선반에 공작물을 공급 및 가공 작업 후 취출하는 방법에 대응하여 미리 정해지며, 상기 t_angle는 제 3 회전아암(300)의 각도로서, 이 역시 CNC 선반에 공작물을 공급 및 가공 작업 후 취출하는 방법에 대응하여 미리 정해진다.
도 2에 도시된 바와 같이 로봇 컨트롤러(600)는 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 각각의 끝단을 연결하여 삼각형을 형성시킨 후 x축을 기준으로 수학식 ac_angle=atan(Cy/Cx)를 이용하여 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 산출하고, 산출된 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 이용하여 제 1 조인트(A)와 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출(S120)한다. 이로써, 로봇 컨트롤러(600)는 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B) 및 제 3 조인트(C)를 꼭지점으로 가지는 삼각형의 세변의 길이(AB, BC, AC)를 가지게 된다. 여기서 삼각형의 두변의 길이(AB, BC)는 제 1 회전암(100) 및 제 2 회전암(200)의 길이로 알 수 있게 된다.
삭제
로봇 컨트롤러(600)는 S130 단계를 통해 가지게 된 삼각형 세변의 길이(AB, BC, AC)를 수학식 S=sqr((s*(s-AB)*(s-BC)*(s-AC))에 적용시켜 삼각형의 면적(S)을 산출한다. 여기서, 매개변수 (s) 는 (s)=(AB+BC+AC)/2 이다.
즉, 위에서 언급된 매개변수 (s) 및 삼각형의 면적(S)은 Heron's formula 증명방식에 의해 산출되는 것이다.
여기서 사인 법칙을 이용하면 sin(A)/BC=sin(B)/AC=sin(C)/AB=AB*BC*AC/2S와 같다. 그러므로 로봇 컨트롤러(600)는 수학식인 A=asin(2S/(AB*AC)), B=asin(2S/(AB*BC)), C=asin(2S/(AC/BC))에 위에서 산출된 값들을 적용시켜 관절인 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 산출(S130)한다.
그리고 로봇 컨트롤러(600)는 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 수학식 servo_A=ac_angle+A, Servo_B=B, servo_C=t_angle-servo_B-servo_A에 적용시켜 서보 각도를 산출한다.
위에서 언급된 S는 삼각형의 면적, AB, AC, BC는 삼각형 각변의 길이이고, A,B,C는 미리 설정된 각 조인트의 서보 각도 값이다.
그리고 로봇 컨트롤러(600)는 이렇게 산출된 서보 각도를 전후 이송 유니트(400) 및 좌우 이송 유니트(500) 각각으로 제공(S140)하여, 산출된 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 회전각도인 서보 각도를 기반으로 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200), 제 3 회전암(300)이 회전되도록 제어한다.
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전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 제 1 회전암
200 : 제 2 회전암
300 : 제 3 회전암
A : 제 1 조인트
B : 제 2 조인트
C : 제 3 조인트

Claims (8)

  1. 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)이 마련되어 있으며, 수직상하운전이 가능한 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 시스템에 있어서,
    상기 CNC 선반용 로봇에 마련되며, 상기 제 2 회전암(200) 및 상기 제 3 회전암(300)이 연결된 제 3 조인트(C)의 좌표값을 산출하고, 상기 제 1 회전암(100)이 연결된 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 각각의 끝단을 연결하여 삼각형을 형성시킨 후 x축을 기준으로 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 산출한 후 산출된 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 이용하여 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출하고, 삼각형 세변의 길이(AB, BC, AC)를 이용하여 삼각형의 면적(S)을 산출하며, 산출된 삼각형의 면적(S)과 삼각형의 각 변의 길이를 토대로 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 1 회전암(100) 및 상기 제 2 회전암(200)이 연결된 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 산출하고, 상기 산출된 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 이용하여 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 회전각도인 서보 각도를 산출하여 제공하는 로봇 컨트롤러를 포함하는 로봇의 관절각 산출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼각형 두변의 길이(AB)(BC)는 상기 제 1 회전암(100), 상기 제 2 회전암(200)의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 로봇의 관절각 산출 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도는 하기 수학식 ac_angle=atan(Cy/Cx)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절각 산출 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도는 수학식 A=asin(2S/(AB*AC)), B=asin(2S/(AB*BC)), C=asin(2S/(AC/BC))에 의해 산출되고, 상기 서보 각도는 수학식 servo_A=ac_angle+A, Servo_B=B, servo_C=t_angle-servo_B-servo_A에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절각 산출 시스템.
    여기서, S는 삼각형의 면적, AB, AC, BC는 삼각형 각변의 길이이고, A,B,C는 미리 설정된 각 조인트의 서보 각도 값이다.
  5. 제 1 회전암(100), 제 2 회전암(200) 및 제 3 회전암(300)의 관절각을 산출하여 전후 이송 유니트(400) 및 좌우 이송 유니트(500)를 제어하는 로봇 컨트롤러(600)를 포함하고, 수직상하운전이 가능한 CNC 선반용 로봇의 관절각 산출 방법에 있어서,
    상기 로봇 컨트롤러(600)는, 상기 제 2 회전암(200) 및 상기 제 3 회전암(300)이 연결된 제 3 조인트(C)의 좌표값(X,Y)을 산출하는 단계;
    상기 제 1 회전암(100)이 연결된 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 각각의 끝단을 연결하여 삼각형을 형성시킨 후 x축을 기준으로 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 산출하고, 산출된 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도를 이용하여 상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 길이(310)를 산출하는 단계;
    산출된 삼각형 면적과 삼각형의 각 변의 길이를 이용하여 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 1 회전암(100) 및 상기 제 2 회전암(200)이 연결된 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)의 관절 각도를 이용하여 서보 각도를 산출하는 단계를 포함하는 로봇의 관절각 산출 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 삼각형은, 상기 제 1 조인트(A), 상기 제 2 조인트(B), 상기 제 3 조인트(C)를 각 꼭지점으로 하고,
    상기 제 1 조인트(A)와 제 2 조인트(B)를 연결하는 삼각형의 어느 한 변의 길이는 상기 제 1 회전암(100)의 길이와 동일하며, 상기 제 2 조인트(B)와 제 3 조인트(C)를 연결하는 삼각형의 어느 한 변의 길이는 상기 제 2 회전암(200)의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 로봇의 관절각 산출 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 조인트(A)와 상기 제 3 조인트(C) 사이의 각도는 하기 수학식 ac_angle=atan(Cy/Cx)에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절각 산출방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 조인트(A), 제 2 조인트(B), 제 3 조인트(C)의 관절 각도는 수학식 A=asin(2S/(AB*AC)), B=asin(2S/(AB*BC)), C=asin(2S/(AC/BC))에 의해 산출되고, 상기 서보 각도는 수학식 servo_A=ac_angle+A, Servo_B=B, servo_C=t_angle-servo_B-servo_A에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 로봇의 관절각 산출 방법.
    여기서, S는 삼각형의 면적, AB, AC, BC는 삼각형 각변의 길이이고, A,B,C는 미리 설정된 각 조인트의 서보 각도 값이다.
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