KR20190091695A

KR20190091695A - robot control method

Info

Publication number: KR20190091695A
Application number: KR1020180010551A
Authority: KR
Inventors: 남상준
Original assignee: 한화정밀기계 주식회사
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2018-01-29
Publication date: 2019-08-07

Abstract

According to an embodiment of the present invention, a method for controlling a robot relates to a method for controlling the robot in which a plurality of arms are sequentially connected, comprising: a step of calculating the mass of the load by calculating a maximum torque value of two arms among the plurality of arms when driving a robot equipped with the load; and a step of calculating a center of gravity of the load using the estimated mass. Therefore, an objective of the present invention is to provide the method for controlling the robot which can automatically calculate the mass and center of gravity of the load mounted on the robot.

Description

로봇 제어 방법{robot control method}Robot control method

본 발명은 로봇 제어 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 복수의 암으로 형성된 로봇에 장착된 부하의 질량과 무게 중심을 추정하는 로봇 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a robot control method, and more particularly, to a robot control method for estimating the mass and center of gravity of a load mounted on a robot formed of a plurality of arms.

인간에게 편리함을 제공하기 위해 다양한 로봇들이 개발되고 있다. 그 중, 다관절 로봇은 인간의 팔과 유사한 형태 및 기능을 갖도록 제작된 로봇으로, 의료업, 제조업, 운수업, 군수업 등 산업 전반에 걸쳐 인간을 대신하여 활약하고 있다.Various robots are being developed to provide convenience to humans. Among them, the articulated robot is a robot manufactured to have a shape and function similar to that of the human arm. The articulated robot is active on behalf of human beings throughout the medical, manufacturing, transportation, and military industries.

일반적으로 다관절 로봇은 각종 제품을 생산하는 생산현장에 설치되어 무인환경에서 실시되는 제품의 로딩(Loading) 및 언로딩(Unloading)에 주로 사용되고 있으며, 특히 크린룸에서 생산되는 반도체 소자나 칩부품, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 등의 부품을 픽업하는 경우 등에는 이에 맞게 전용의 로봇을 구비한다.In general, articulated robots are used in loading and unloading of products that are installed in production sites producing various products, and are mainly used for semiconductor devices, chip parts, and LCDs produced in clean rooms. When picking up parts such as a (Liquid Crystal Display) or a Plasma Display Panel (PDP), a dedicated robot is provided accordingly.

예를 들어, 작업대상물인 LCD, PDP 등의 대형화 추세에 따라 대형인 박판의 평판글래스를 핸들링할 때, LCD노광장비에서 노광공정이 완료된 글래스를 교환할 때 등과 같이 LCD, PDP 등과 같은 대형 박판 평판 글래스를 픽업하는 시스템에서 사용되는 수직 다관절 로봇에는 수직이동동작, 회전동작, 기울이기 동작 등과 같이 삼차원적인 동작이 요구되므로 복합적인 동작영역에 대응 가능하도록 진공흡착장치가 마련된 로봇 암이 사용될 수 있다.For example, when handling flat glass of large sheets in accordance with the trend of large-sized LCDs and PDPs, and when exchanging the glass for which the exposure process is completed in LCD exposure equipment, such as thin plates such as LCD and PDP Since the vertical articulated robot used in the glass pick-up system requires three-dimensional motion such as vertical movement, rotation, and tilting, a robot arm provided with a vacuum suction device may be used to cope with a complex operating area. .

이와 같이 여러 부품 혹은 작업대상물에 해당되는 부하를 로봇 암이 픽업할 경우, 부하의 질량 및 부하의 무게 중심을 정확하게 알아야 로봇의 성능의 저하와 오작동이 발생하는 것을 줄일 수 있다. 이에 따라 종래에는 사용자가 직접 부하의 질량과 무게 중심을 로봇에 입력하였다. 다만, 이 경우, 사용자가 로봇에 부하의 질량 또는 부하의 무게 중심을 잘못 입력함에 따라 로봇이 오작동하는 상황이 발행할 수 있다.As such, when the robot arm picks up loads corresponding to various parts or workpieces, it is necessary to accurately know the mass of the load and the center of gravity of the load, thereby reducing the performance degradation and malfunction of the robot. Accordingly, conventionally, the user directly inputs the mass and the center of gravity of the load into the robot. However, in this case, a situation in which the robot malfunctions may occur as a user incorrectly inputs the mass of the load or the center of gravity of the load to the robot.

한국등록특허 10-0261504Korea Patent Registration 10-0261504

본 발명은 로봇에 장착된 부하의 질량과 무게 중심을 자동적으로 산출할 수 있는 로봇 제어 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a robot control method that can automatically calculate the mass and center of gravity of the load mounted on the robot.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법은 복수의 암이 순차적으로 연결 형성된 로봇 제어 방법에 있어서, 부하를 장착한 로봇 구동 시 상기 복수의 암 중 두 개의 암의 최대 토크 값을 산출하여 상기 부하의 질량을 산출하는 단계, 상기 추정된 질량을 이용하여 상기 부하의 무게 중심을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In the robot control method according to an embodiment of the present invention, in the robot control method in which a plurality of arms are sequentially connected, a maximum torque value of two arms of the plurality of arms is calculated when driving a robot equipped with a load. Calculating the mass, and calculating the center of gravity of the load using the estimated mass.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to embodiments of the present invention has at least the following effects.

본 발명의 로봇에 장착된 부하의 질량을 산출함으로써, 부하의 무게 중심을 구할 수 있어, 사용자가 로봇에 부하의 무게 중심을 잘못 입력함에 따라 로봇이 오작동하는 상황을 없앨 수 있다.By calculating the mass of the load mounted on the robot of the present invention, it is possible to obtain the center of gravity of the load, thereby eliminating the situation in which the robot malfunctions as a user incorrectly inputs the center of gravity of the load on the robot.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법의 제1 암 구동 시 형성되는 전류 값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법의 제1 암을 제1 각도에 유지 시 형성되는 전류 값을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법의 제1 암과 제2 암을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법의 제1 암에 장착된 부하의 무게 중심을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법의 제1 암과 제3 암을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.1 is a view showing a robot control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a robot control method according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a current value formed when driving a first arm of a robot control method according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the current value formed when the first arm of the robot control method according to an embodiment of the present invention at a first angle.
5 is a view showing a first arm and a second arm of the robot control method according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the center of gravity of the load mounted to the first arm of the robot control method according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a first arm and a third arm of the robot control method according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart showing a robot control method according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and / or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 암으로 형성된 로봇 제어 장치를 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a robot control device formed of a plurality of arms according to an embodiment of the present invention.

로봇 제어 장치는 복수의 암으로 형성된 로봇(30), 로봇을 제어하는 제어부(20), 로봇(30)을 제어하기 위한 데이터들이 저장된 저장부(20)를 포함할 수 있다.The robot control apparatus may include a robot 30 formed of a plurality of arms, a controller 20 for controlling the robot, and a storage unit 20 in which data for controlling the robot 30 is stored.

로봇(30)은 복수의 암(arm)이 순자적으로 연결되어 사람의 팔처럼 다양한 동작을 하는 것이 가능하도록 해주며, 모터 등의 동력운과 동력을 전달하기 위한 동력전달장치를 포함되어 있어 제어부(10)의 제어에 따라 각 암은 회전하도록 형성될 수 있다. 또한, 각 암의 회전 각도를 측정하기 위하여 각 암마다 센서가 구비될 수 있다. 이에 따라, 도 1 에 도시된 바와 같이, 복수의 암 중 하나에 부하(40)를 부착하여 사용자가 원하는 위치에 부하(40)를 옮길 수 있도록 형성될 수 있다.The robot 30 allows a plurality of arms to be sequentially connected to enable various operations as human arms, and includes a power transmission device for transmitting power cloud and power such as a motor. Under the control of 10, each arm can be formed to rotate. In addition, a sensor may be provided for each arm to measure the rotation angle of each arm. Accordingly, as shown in FIG. 1, the load 40 may be attached to one of the plurality of arms so that the user may move the load 40 to a desired position.

도 1에는 제어부와 저장부가 로봇의 외부에 있는 것으로 도시되어 있지만, 로봇 내부에 위치할 수 있다.In FIG. 1, the controller and the storage unit are shown outside the robot, but may be located inside the robot.

이와 같이 형성된 로봇 제어 장치는 로봇(30)의 각 암의 정밀 제어와 충돌감지를 위해 로봇(30)에 장착된 부하(40)의 질량과 부하의 무게 중심에 대한 데이터를 정확하게 저장부(20)에 입력할 필요성이 있다. 그러나 사용자는 부하(40)의 질량 정보는 쉽게 측정이 가능하지만, 부하(40)의 무게 중심은 정확하게 알기 힘들어 잘못된 입력으로 인해 로봇(30)의 성능의 저하와 오작동을 발생시킬 수 있다.The robot control apparatus thus formed accurately stores data about the mass of the load 40 mounted on the robot 30 and the center of gravity of the load for precise control of each arm of the robot 30 and collision detection. There is a need to type in. However, the user can easily measure the mass information of the load 40, but the center of gravity of the load 40 is difficult to know accurately, which may cause a performance degradation and malfunction of the robot 30 due to an incorrect input.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법에 대하여 설명하도록 하겠다.Hereinafter, a robot control method according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법의 플로우 차트를 나타낸 도면이다.2 is a flowchart illustrating a robot control method according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고 해보면, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법은 부하의 질량을 산출하는 단계(S100)와 부하의 무게 중심 좌표를 산출하는 단계(S200)를 포함한다.Referring to Figure 2, the robot control method according to an embodiment of the present invention includes the step of calculating the mass of the load (S100) and the step of calculating the center of gravity coordinates of the load (S200).

부하(40)의 질량을 산출하는 단계(S100)는 부하를 장착한 로봇 구동 시 복수의 암 중 두 개의 암의 최대 토크 값을 산출하여 부하 질량을 산출하는 단계이고, 부하의 무게 중심을 산출하는 단계(S200)는 산출된 부하 질량을 이용하여 부하의 무게 중심에 대한 좌표를 산출하는 단계이다.Calculating the mass of the load 40 (S100) is a step of calculating the load mass by calculating the maximum torque value of two of the plurality of arms when driving the robot equipped with a load, and calculates the center of gravity of the load Step S200 is a step of calculating coordinates for the center of gravity of the load by using the calculated load mass.

기존에는 로봇(30)에 장착될 부하(40)의 질량과 부하(40)의 무게 중심을 일일이 사용자가 직접 입력을 하였지만, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법은 로봇(30)에 장착된 부하(40)의 질량과 부하(40)의 무게 중심을 사용자 입력 없이 자동적으로 산출할 수 있다.Conventionally, the user directly inputs the mass of the load 40 and the center of gravity of the load 40 to be mounted on the robot 30, but the robot control method according to the embodiment of the present invention is mounted on the robot 30. The mass of the load 40 and the center of gravity of the load 40 can be automatically calculated without user input.

먼저, 부하(40)의 질량을 산출하는 단계(S100)는 복수의 암 중 두 암인 제1 암(32)과 제2 암(34)을 지면과 평행하게 제어부(20)가 위치시킨다(S110). 지면은 본 발명의 로봇(10)이 설치된 지면을 나타내며, 제1 암과 제2 암은 복수의 암 중 서로 평행하고 지면과 평행하게 형성된 암들로 설정될 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예의 설명에 있어서 제1 암(32)은 일측에 부하가 장착된 암으로 설명하고, 제2 암(34)은 제어부에 의하여 제1 암(32)과 근접 평행하게 형성된 암으로 설명하도록 하겠다. 따라서, 제1 암(32)의 일측은 부하를 장착 또는 픽업할 수 있는 진공흡착장치로 형성될 수 있다.First, in the step S100 of calculating the mass of the load 40, the control unit 20 positions the first arm 32 and the second arm 34, which are two of the plurality of arms, in parallel with the ground (S110). . The ground represents the ground on which the robot 10 of the present invention is installed, and the first arm and the second arm may be set to arms formed in parallel with each other and parallel to the ground among the plurality of arms. However, in the description of the embodiment of the present invention, the first arm 32 is described as an arm with a load mounted on one side, and the second arm 34 is an arm formed in parallel with the first arm 32 by the control unit. I'll explain. Therefore, one side of the first arm 32 may be formed as a vacuum suction device capable of mounting or picking up the load.

이후, 제어부(10)는 제1 암(32)을 구동시키며(S120), 제1 암(32)을 중력과 수직하도록 가감속 회전된다. 구체적으로 제1암은 지면과 평행하게 형성된 제1 암(32)의 중심축(Ax1)을 기준으로 가감속 회전을 하게 된다.Thereafter, the controller 10 drives the first arm 32 (S120), and rotates the acceleration and deceleration so that the first arm 32 is perpendicular to gravity. In detail, the first arm rotates with respect to the center axis Ax1 of the first arm 32 formed in parallel with the ground.

이러한 구동에 따라 제어부(10)는 로봇에 입력되는 전류 및 제1 암의 회전각을 저장부(20)에 저장되고, 로봇(10)에 입력된 전류를 도 3에 도시된 바와 같이 그래프로 나타낼 수 있다.According to such driving, the controller 10 stores the current input to the robot and the rotation angle of the first arm in the storage unit 20, and the current input to the robot 10 is represented graphically as shown in FIG. 3. Can be.

도 3(a)는 제1 암이 일정 시간 동안 등속 운동을 하는 것을 나타내고, 도 3(b)는 등속 구간 내에서 형성된 전류 값으로부터 계산된 토크 값을 나타낸 그래프이다.3 (a) shows that the first arm performs a constant velocity movement for a predetermined time, and FIG. 3 (b) shows a torque value calculated from the current value formed in the constant velocity section.

이에 따라 제어부(10)는 이 전류 값을 통하여 등속 구간 내에서 최대 토크가 나오는 회전 각 위치를 구할 수 있다. 즉, 제1 암(32)의 제1 최대 토크 값을 산출하고, 제1 최대 토크 값에 대응되는 회전 각 위치인 제1 각도를 산출할 수 있다(S130). Accordingly, the control unit 10 can obtain the rotation angle position at which the maximum torque occurs in the constant velocity section through the current value. That is, the first maximum torque value of the first arm 32 may be calculated, and the first angle, which is the rotation angle position corresponding to the first maximum torque value, may be calculated (S130).

또한, 제어부(10)는 제1 암(32)을 제1 각도에 위치시키고, 제1 암의 제1 유지 토크 값을 산출한다(S140). 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 그래프와 같이 제1 암(32)이 제1 각도 유지 시, 제1 암의 제1 유지 토크 값을 산출할 수 있다. 도 4(a)는 제1 암이 회전이 없이 제1 각도에서 유지되고 있다는 것을 나타낸 그래프이고, 도 4(b)는 제1 암이 제1 각도에서 유지됨에 따라 형성되는 전류 값에 따른 토크 값을 나타낸 그래프이다.In addition, the controller 10 positions the first arm 32 at a first angle and calculates a first holding torque value of the first arm (S140). As shown in the graphs shown in FIGS. 4A and 4B, when the first arm 32 maintains the first angle, the first holding torque value of the first arm may be calculated. 4 (a) is a graph showing that the first arm is maintained at the first angle without rotation, and FIG. 4 (b) is a torque value according to the current value formed as the first arm is maintained at the first angle. Is a graph.

이후, 제어부(10)는 제1 암(32)을 제1 각도에 계속해서 위치시키며, 제2 암을 구동시킨다(S150).Thereafter, the controller 10 continuously positions the first arm 32 at the first angle and drives the second arm (S150).

제2 암(34)이 구동됨에 따라 전술 한 바와 같이, 도 2와 유사하게, 로봇(30)에 입력되는 전류 값을 통하여 등속 구간 내에서 최대 토크가 나오는 회전각 위치를 구할 수 있다. 즉, 제2 암(34)의 제2 최대 토크 값을 산출하고, 제2 최대 토크 값에 대응되는 회전 각 위치인 제2 각도를 산출할 수 있다(S160). As described above, as the second arm 34 is driven, similar to FIG. 2, the rotation angle position at which the maximum torque comes out in the constant velocity section may be obtained through the current value input to the robot 30. That is, the second maximum torque value of the second arm 34 may be calculated, and a second angle that is a rotation angle position corresponding to the second maximum torque value may be calculated (S160).

이와 같이 산출된 제2 최대 토크 값과 제2 토크 값을 이용하여 제어부(10)는 제1 암(32)의 일측에 장착된 부하(40)의 질량을 산출할 수 있다(S170). 이렇게 산출된 부하의 질량은 저장부(20)에 저장될 수 있다.The controller 10 may calculate the mass of the load 40 mounted on one side of the first arm 32 using the second maximum torque value and the second torque value calculated as described above (S170). The mass of the load thus calculated may be stored in the storage unit 20.

구체적으로 부하의 질량은 다음과 같이 수학식1과 수학식 2를 통하여 산출될 수 있다.Specifically, the mass of the load may be calculated through Equations 1 and 2 as follows.

[수학식1][Equation 1]

여기서,

는 상기 제1 암(32)의 제1 최대 토크 값을 나타내고,

는 저장부(20) 저장된 제1 암(32)의 무부하 토크 값을 나타내고, m은 부하의 질량을 나타내고,

는 중력을 나타내고, 도 5에 도시된 바와 같이

은 지면과 수평한 방향으로 제1 암(32)의 중심점(m1)을 지나가는 제1 선(L1)과 부하(40)의 무게 중심을 지나가는 제2 선(L2)이 수직 교차하여 제1 교차점(c1)이 형성될 경우, 제1 암의 중심점(m1)부터 제1 교차점(c1)까지의 거리를 나타낸다.here,

Represents a first maximum torque value of the first arm 32,

Denotes the no-load torque value of the first arm 32 stored in the storage unit 20, m denotes the mass of the load,

Represents gravity, as shown in FIG.

The first line L1 passing through the center point m1 of the first arm 32 and the second line L2 passing through the center of gravity of the load 40 in the horizontal direction with respect to the ground perpendicularly intersect the first intersection point ( When c1) is formed, the distance from the center point m1 of the first arm to the first intersection point c1 is represented.

[수학식2][Equation 2]

여기서

는 제2 암(34)의 제2 최대 토크 값을 나타내고,

는 저장부(10)에 미리 저장된 제2 암(34)의 무부하 토크 값을 나타내고, m은 부하의 질량을 나타내고,

는 중력을 나타내고, 도 5에 도시된 바와 같이

은 제1 암의 중심점부터 교차점까지의 거리를 나타내고,

는 제1 암과 제2 암 사이의 거리를 나타낸 것으로, 제1 암의 중심축(Ax1)부터 제2 암의 중심축(Ax2)까지의 거리를 나타낸다. here

Represents the second maximum torque value of the second arm 34,

Represents the no-load torque value of the second arm 34 previously stored in the storage unit 10, m represents the mass of the load,

Represents gravity, as shown in FIG.

Represents the distance from the center point of the first arm to the intersection,

Denotes the distance between the first arm and the second arm, and indicates the distance from the central axis Ax1 of the first arm to the central axis Ax2 of the second arm.

비록,

은 부하의 무게 중심으로 정확하게 알 수 없지만 수학식 1과 수학식 2은 다음과 같이 수학식 3으로 변형이 가능하므로 부하의 질량을 산출할 수 있다.Although,

Is not exactly known as the center of gravity of the load, but Equation 1 and Equation 2 can be transformed into Equation 3 as follows, so that the mass of the load can be calculated.

[수학식3][Equation 3]

한편, 각 암에 대한 무부하 토크 값은 부하를 장착하지 않은 상태에서 로봇의 각 암을 구동하고, 구동에 따라 로봇에 입력된 전류를 통하여 산출한 토크 값으로 저장부(20)에 저장될 수 있다.Meanwhile, the no-load torque value for each arm may be stored in the storage unit 20 as a torque value calculated by driving each arm of the robot without mounting a load and according to the driving current. .

이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어 방법은 로봇에 의하여 부하가 장착될 경우, 부하의 질량을 자동적으로 계산될 수 있어 사용자가 따로 부하의 질량을 제어부에 입력할 필요성이 없어지므로, 로봇의 전제적인 프로세스 과정을 줄일 수 있다.Accordingly, in the robot control method according to the embodiment of the present invention, when the load is mounted by the robot, the mass of the load can be automatically calculated so that the user does not need to separately input the mass of the load to the control unit. Reduce the overall process.

부하(40)의 무게 중심을 산출하는 단계(S200)는 제어부(10)에 의하여 무게 중심의 X 좌표와 Y 좌표를 산출하는 단계(S210)와 무게 중심의 Z 좌표를 산출하는 단계(S220)를 포함한다.Calculating the center of gravity of the load 40 (S200) is the step of calculating the X coordinate and Y coordinate of the center of gravity (S210) and calculating the Z coordinate of the center of gravity by the control unit 10 (S220) Include.

도 6를 참고해보면, 여기서, X 좌표는 상기 제1 암의 일측의 중심점(m1)을 지나며 지면과 수평하고 상기 제1 암(32)의 중심축(Ax1)과 수직하도록 형성된 x 축 상 값으로 형성되고, Y 좌표는 x 축과 수직하도록 제1 암의 중심점(m1)을 지나는 y축 상 값으로 형성되고, Z 좌표는 중심점(m1)을 지나며 제1 암의 중심축(Ax1)으로 형성된 z 축 상 값으로 형성된다.Referring to FIG. 6, the X coordinate is a value on the x-axis formed to pass through the center point m1 of one side of the first arm and to be horizontal to the ground and perpendicular to the center axis Ax1 of the first arm 32. And the Y coordinate is formed as a value on the y axis passing through the center point m1 of the first arm to be perpendicular to the x axis, and the Z coordinate is passed through the center point m1 and formed as the center axis Ax1 of the first arm. It is formed as an axial value.

구체적으로 X 좌표와 Y 좌표는 다음과 같이 수학식 4을 통해 산출될 수 있다.In detail, the X coordinate and the Y coordinate may be calculated through Equation 4 as follows.

[수학식 4][Equation 4]

는 제1 유지 토크 값을 나타내고,

는 저장부(20)에 저장된 제1 암의 무 부하 토크 값을 나타내고, m은 산출한 부하의 질량을 나타내고,

는 중력을 나타내고,

은 도 6에 도시된 바와 같이 제1 암(32)의 중심점(m1)부터 부하의 무게 중심(P)까지의 거리를 나타내고,

는 제1 각도를 나타낸다.

Represents a first holding torque value,

Represents a load-free torque value of the first arm stored in the storage unit 20, m represents the mass of the calculated load,

Represents gravity,

6 shows the distance from the center point m1 of the first arm 32 to the center of gravity P of the load,

Represents the first angle.

이에 따라, 부하(40)의 무게 중심(P)의 X 좌표와 Y 좌표는 다음과 같은 수학식 5으로 형성될 수 있다.Accordingly, the X coordinate and the Y coordinate of the center of gravity P of the load 40 may be formed by Equation 5 as follows.

[수학식 5][Equation 5]

부하(40)의 무게 중심(P)의 Z 좌표를 산출하는 단계(S220)는 먼저, 복수의 암 중 제1 암과 수직하게 형성된 암 중 하나를 구동 시킨다. 본 발명의 실시예의 설명에 있어서는 제1 암(32)의 타측에 제1 암(32)과 수직한 방향으로 연결된 제3 암(36)을 기준으로 설명하도록 하겠으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라 제어부(10)는 제3 암(36)을 구동시킨다(S222). 제3 암(36)은 제3의 중심축(Ax3)을 중심으로 회전을 하며 제3 암(36)이 회전 시, 제3 암(36)에 연결되어 있는 제1 암(32)은 제3 암(36)을 중심축(Ax3)을 기준으로 하여 회전을 하게 된다.The step S220 of calculating the Z coordinate of the center of gravity P of the load 40 first drives one of the arms formed perpendicular to the first arm of the plurality of arms. In the description of the embodiment of the present invention will be described with reference to the third arm 36 connected in a direction perpendicular to the first arm 32 on the other side of the first arm 32, but is not limited thereto. Accordingly, the controller 10 drives the third arm 36 (S222). The third arm 36 rotates about the third central axis Ax3, and when the third arm 36 rotates, the first arm 32 connected to the third arm 36 is the third arm. The arm 36 is rotated about the central axis Ax3.

이후, 제어부(10)는 제3 암 구동에 따라 전술한 제1 암(32)과 같이 로봇에 입력된 전류 값을 통하여 제3 암(32)의 제3 최대 토크 값 및 제3 최대 토크 값에 따른 제3 각도를 산출할 수 있다(S224). Subsequently, the controller 10 controls the third maximum torque value and the third maximum torque value of the third arm 32 through a current value input to the robot, such as the first arm 32 described above, according to the third arm driving. The third angle may be calculated (S224).

도 7을 참고해보면, 제3 암(36)의 회전에 따라 제3 암의 중심축(Ax3)과 제1 암의 중심축(Ax1)이 교차하는 제2 교차점(c2)을 기준으로 제1 암(32)이 회전하므로, 제3 각도는 지면과 평행하게 형성된 선과 제1 암의 중심축(Ax1) 사이에 형성되는 각도를 나타낸다.Referring to FIG. 7, the first arm is based on a second intersection point c2 where the central axis Ax3 of the third arm and the central axis Ax1 of the first arm intersect with the rotation of the third arm 36. As the 32 rotates, the third angle represents the angle formed between the line formed in parallel with the ground and the central axis Ax1 of the first arm.

또한, 제어부(100)는 제3 암(32)이 제3 각도에 위치하도록 유지하며, 제3 유지 토크 값을 산출한다(S226). 이에 따라 제어부(10)는 산출된 제3 유지 토크 값과 기존에 산출된 부하의 질량을 기초로 Z 좌표를 산출한다(S228).In addition, the controller 100 maintains the third arm 32 at the third angle and calculates a third holding torque value (S226). Accordingly, the controller 10 calculates a Z coordinate based on the calculated third holding torque value and the previously calculated mass of the load (S228).

구체적으로 Z 좌표는 다음과 같이 수학식 6을 통해 도출될 수 있다.In more detail, the Z coordinate may be derived through Equation 6 as follows.

[수학식 6][Equation 6]

는 제3 유지 토크 값을 나타내고,

는 저장부(20)에 저장된 제3 암의 무 부하 토크 값을 나타내고, m은 산출한 부하의 질량을 나타내고,

는 중력을 나타내고, 도 7에 도시된 바와 같이 부하(40)의 무게 중심(P)을 지나며 제1 암의 중심축(Ax1)과 수직 교차되는 제3 교차점(c3)을 지나는 제3 선(L3)이 있을 경우,

는 제2 교차점(c2)부터 제3 교차점(c3)까지의 거리를 나타내고,

는 제3 각도를 나타낸다.

Represents a third holding torque value,

Represents a load-free torque value of the third arm stored in the storage unit 20, m represents the mass of the calculated load,

Denotes gravity, and as shown in FIG. 7, a third line L3 passing through the center of gravity P of the load 40 and passing through a third intersection point c3 perpendicular to the central axis Ax1 of the first arm. ),

Represents the distance from the second crossing point c2 to the third crossing point c3,

Represents a third angle.

이에 따라 부하의 무게 중심의 Z 좌표는 다음과 같은 수학식 7로 형성될 수 있다.Accordingly, the Z coordinate of the center of gravity of the load may be formed by Equation 7 below.

[수학식 7][Equation 7]

즉,

값에서 제2 교차점(c2)부터 제1 암의 일측까지의 길이인

를 제외할 경우 z축 상의 Z 좌표 값을 산출할 수 있다.In other words,

Value is the length from the second intersection point c2 to one side of the first arm,

If Z is excluded, the Z coordinate value on the z axis may be calculated.

이와 같이, 앞서 산출한 부하의 질량을 기초로 부하의 무게 중심 X, Y, Z 좌표를 자동적으로 산출할 수 있으므로 종래와 같이 사용자가 부하의 무게 및 부하의 무게 주심(P)을 입력할 필요가 없으므로 사용자가 로봇에 부하의 무게 중심(P)을 잘못 입력함에 따라 로봇이 오작동하는 상황을 없앨 수 있다.In this way, the center of gravity X, Y, Z coordinates of the load can be automatically calculated based on the mass of the load calculated previously, so that the user needs to input the weight of the load and the center of gravity of the load P as in the prior art. Therefore, when the user incorrectly inputs the center of gravity (P) of the load to the robot, it can eliminate the situation that the robot malfunctions.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 로봇 제어 방법은 산출된 부하(40)의 질량과 부하(40)의 무게 중심(P)이 올바르게 산출됐는지를 점검하는 단계를 더 포함할 수 있다.The robot control method according to another embodiment of the present invention may further include checking whether the calculated mass of the load 40 and the center of gravity P of the load 40 are correctly calculated.

실질적 부하(40)의 질량과 실질적 부하(40)의 무게 중심을 미리 저장부에 저장되어 있는 상태에서 제어부(10)가 부하(40)의 질량과 산출된 부하(40)의 질량을 비교하여 미리 설정된 제1 값과 비교 판단하는 단계(S310)와 부하(40)의 무게 중심과 산출된 부하(40)의 무게 중심을 비교하여 미리 설정된 제2 값과 비교 판단하는 단계(S320)를 포함할 수 있다. 여기서 부하의 무게 중심은 좌표로 형성되므로 이에 따라, 제2 값도 좌표 값으로 형성될 수 있다.The controller 10 compares the mass of the load 40 with the mass of the calculated load 40 in advance in the state in which the mass of the substantial load 40 and the center of gravity of the actual load 40 are previously stored in the storage unit. And comparing (S310) a comparison with the set first value (S310), and comparing the center of gravity of the load 40 with the calculated center of gravity of the load 40 (S320). have. In this case, since the center of gravity of the load is formed of coordinates, the second value may be formed of coordinates.

산출된 질량 혹은 부하의 무게 중심 값이 각각 제1 값과 제2 값보다 클 경우 로봇 제어 장치에 오류가 있는 것으로 판단하여 제어부(10)는 경고 메시지를 사용자에게 출력할 수 있다.When the calculated center of gravity of the mass or load is greater than the first value and the second value, respectively, it is determined that there is an error in the robot control apparatus, and the controller 10 may output a warning message to the user.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

10: 제어부
20: 저장부
30: 로봇
40: 부하10: control unit
20: storage
30: robot
40: load

Claims

복수의 암이 순차적으로 연결 형성된 로봇 제어 방법에 있어서,
부하를 장착한 로봇 구동 시 상기 복수의 암 중 두 개의 암의 최대 토크 값을 산출하여 상기 부하의 질량을 산출하는 단계;
상기 추정된 질량을 이용하여 상기 부하의 무게 중심을 산출하는 단계;
를 포함하는 로봇 제어 방법.In the robot control method in which a plurality of arms are sequentially connected,
Calculating a mass of the load by calculating a maximum torque value of two arms of the plurality of arms when driving a robot equipped with a load;
Calculating a center of gravity of the load using the estimated mass;
Robot control method comprising a.

제1항에 있어서,
상기 부하의 질량을 산출하는 단계는
상기 복수의 암 중 두 개의 암인 제1 암과 제2 암을 지면과 평행하게 위치시키는 단계;
상기 제1 암을 구동시키는 단계;
상기 구동에 따라 상기 제1 암의 제1 최대 토크 값 및 상기 제1 최대 토크 값에 따른 제1 각도를 산출하는 단계;
상기 제1 암을 제1 각도에 위치시켜, 상기 제1 암의 제1 유지 토크 값을 산출하는 단계;
상기 제1 암을 상기 제1 각도에 위치시키고, 상기 제2 암을 구동시키는 단계;
상기 제2 암 회전에 따라 상기 제2 암의 제2 최대 토크 값을 산출하는 단계; 및
상기 제1 최대 토크 값과 상기 제2 토크 값을 이용하여 상기 부하의 질량을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 제1 암의 일측에는 상기 부하가 장착되는 로봇 제어 방법.The method of claim 1,
Calculating the mass of the load
Positioning two arms of the plurality of arms, the first arm and the second arm in parallel with the ground;
Driving the first arm;
Calculating a first angle according to the first arm and the first maximum torque value of the first arm according to the driving;
Positioning the first arm at a first angle to calculate a first holding torque value of the first arm;
Positioning the first arm at the first angle and driving the second arm;
Calculating a second maximum torque value of the second arm according to the second arm rotation; And
Calculating a mass of the load using the first maximum torque value and the second torque value;
One side of the first arm is a robot control method that the load is mounted.

제2항에 있어서,
상기 부하의 질량은 수학식1과 수학식 2를 통하여 산출되는 로봇 제어 방법.
[수학식1]

(

는 상기 제1 암의 제1 최대 토크 값을 나타내고,

는 기 저장된 상기 제1 암의 무 부하 토크 값을 나타내고, m은 부하의 질량을 나타내고,

는 중력을 나타내고,

은 상기 지면과 수평한 방향으로 상기 제1 암의 일측의 중심점을 지나가는 제1 선과 상기 상기 부하의 무게 중심을 지나가는 제2 선이 수직 교차하여 교차점이 형성될 경우, 상기 제1 암의 중심점부터 상기 교차점까지의 거리를 나타낸다.)
[수학식2]

(

는 상기 제2 암의 제2 최대 토크 값을 나타내고,

는 기 저장된 상기 제2 암의 무 부하 토크 값을 나타내고, m은 부하의 질량을 나타내고,

는 중력을 나타내고,

은 상기 제1 암의 중심점부터 상기 교차점까지의 거리를 나타내고,

는 상기 제1 암의 중심축부터 상기 제2 암의 중심축까지의 거리를 나타낸다.)The method of claim 2,
The mass of the load is a robot control method calculated through the equation (1) and (2).
[Equation 1]

(

Represents a first maximum torque value of the first arm,

Denotes the loadless torque value of the first arm previously stored, m denotes the mass of the load,

Represents gravity,

When the first line passing through the center point of one side of the first arm in the horizontal direction with the ground and the second line passing through the center of gravity of the load perpendicularly intersect to form an intersection, the center point of the first arm from the Indicates the distance to the intersection.)
[Equation 2]

(

Represents a second maximum torque value of the second arm,

Denotes the no-load torque value of the second arm previously stored, m denotes the mass of the load,

Represents gravity,

Represents a distance from the center point of the first arm to the intersection point,

Denotes the distance from the central axis of the first arm to the central axis of the second arm.

제2항에 있어서,
상기 부하의 무게 중심을 산출하는 단계는
상기 무게 중심의 X 좌표와 Y좌표를 산출하는 단계;
상기 무게 중심의 Z 좌표를 산출하는 단계를 포함하고;
상기 X 좌표는 상기 제1 암의 일측의 중심점을 지나며 상기 지면과 수평하고 상기 제1 암 방향과 수직하도록 형성된 x 축 상 값으로 형성되고, 상기 Y 좌표는 상기 x축과 수직하도록 상기 중심점을 지나는 y 축 상 값으로 형성되고, 상기 Z 좌표는 상기 제1 축 방향으로 상기 중심점을 지나며 형성되 z 축 상 값으로 형성되는 로봇 제어 방법.The method of claim 2,
Calculating the center of gravity of the load
Calculating an X coordinate and a Y coordinate of the center of gravity;
Calculating a Z coordinate of the center of gravity;
The X coordinate is passed through the center point of one side of the first arm and is formed with an x-axis value formed to be horizontal to the ground and perpendicular to the first arm direction, and the Y coordinate is passed through the center point to be perpendicular to the x axis. and a Z-axis, and the Z-coordinate is formed to pass on the center point in the first axis direction and is formed to a z-axis value.

제4항에 있어서,
상기 X 좌표와 Y좌표는 수학식 3을 통해 산출되는 로봇 제어 방법.
[수학식 3]

(

는 상기 제1 유지 토크 값을 나타내고,

는 기 저장된 상기 제1 암의 무 부하 토크 값을 나타내고, m은 상기 부하의 질량을 나타내고,

는 중력을 나타내고,

은 상기 제1 암의 중심점부터 상기 무게 중심까지의 거리를 나타내고,

는 상기 제1 각도를 나타낸다.)The method of claim 4, wherein
The X coordinate and the Y coordinate is a robot control method that is calculated through the equation (3).
[Equation 3]

(

Represents the first holding torque value,

Represents a preloaded torque-free torque value of the first arm, m represents the mass of the load,

Represents gravity,

Represents a distance from the center point of the first arm to the center of gravity,

Represents the first angle.)

제4항에 있어서,
상기 무게 중심의 Z 좌표를 산출하는 단계는
상기 복수의 암 중 제3 암을 구동 시키는 단계;
상기 구동에 따라 상기 제3 암의 제3 최대 토크 값 및 상기 제3 최대 토크 값에 따른 제3 각도를 산출하는 단계;
상기 제3 각도를 유지하여 제3 유지 토크 값을 산출하는 단계;
상기 제3 유지 토크 값 및 상기 부하의 질량을 기초로 상기 Z 좌표를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 제3 암은 상기 제1 암의 방향과 수직한 방향으로 형성되는 로봇 제어 방법.The method of claim 4, wherein
Calculating the Z coordinate of the center of gravity
Driving a third arm of the plurality of arms;
Calculating a third maximum torque value of the third arm and a third angle according to the third maximum torque value according to the driving;
Calculating a third holding torque value by maintaining the third angle;
Calculating the Z coordinate based on the third holding torque value and the mass of the load;
And the third arm is formed in a direction perpendicular to the direction of the first arm.