KR0176589B1

KR0176589B1 - Turning angle compensating method for mobile robot

Info

Publication number: KR0176589B1
Application number: KR1019960011618A
Authority: KR
Inventors: 양승원
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR970069251A

Abstract

본 발명은 목표 위치 까지의 이동 시간 단축을 위한 로봇의 회전 각도 보정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a rotation angle correction method of the robot for reducing the travel time to the target position.

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.The method for correcting the rotation angle of the robot for shortening the movement time to the target position includes steps 21 for obtaining α, steps 22 for obtaining Δθ3, steps 23 for checking whether the α exceeds 0, and the α exceeds 0. Subtracting 360 from α, step 25 of adding 360 to α if α does not exceed 0, step 26 of obtaining Δθ31 after step 24 or step 25, and Δθ31 than Δθ3. Step 27 to see if it is small, and after step 28 and step 28 to make θ3 equal to θ31 if Δθ31 is less than Δθ3 or to step 29 to terminate the program if Δθ31 is not less than Δθ3. Reduce gripper travel time.

Description

Rotation angle correction method for shortening the travel time to the target position

제1도는 작업 영역 내에서 로봇이 작업 대상물을 잡아 이동시키는 일반적인 제어 시스템을 도시하고,1 shows a general control system for the robot to grab and move a workpiece within a work area,

제2도는 이동 시간 단축을 위한 각도 보정을 위한 플로우 차트이다.2 is a flow chart for angle correction for reducing travel time.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 제어부 3 : 제1회전축1: control unit 3: first rotating shaft

5 : 제2회전축 7 : 제3회전축5: 2nd rotation shaft 7: 3rd rotation shaft

9 : 그리퍼 11 : 작업 대상물9: Gripper 11: Work Object

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.The present invention relates to a method for correcting a rotation angle of a robot for shortening a moving time to a target position, and more particularly, to shorten a moving time without affecting the attitude of the robot arm when the robot arm moves to a target position taught by a user. To correct the rotation angle so that it can.

제1도는 작업 영역 내에서 로봇이 작업 대상물을 잡아 이동시키는 일반적인 제어 시스템을 도시한다.1 shows a general control system for a robot to grab and move a workpiece within a work area.

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.The controller 1 controls the operation and control related to the robot driving, the first rotational axis 3 rotates about θ1 about the Z axis, the second rotational axis 5 rotates about θ2 about the Z axis, and the third The rotary shaft 7 rotates about θ3 about the Z axis, and the gripper 9 attached to the third rotary shaft 7 to operate the workpiece 11 rotates by α around the Z axis to rotate the workpiece 11. Indicates what position you are in relation to. The workpiece 11 is manipulated by a robot and its respective position is taught by the teaching box, and each of the workpieces 11 has various rotational positions about the Z axis.

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.At this time, the robot arm moves to each work object 11 taught the position at a certain initial position to manipulate the work object 11, the following conditions should be considered.

첫 째, 그리퍼(9)의 위치가 교시된 위치와 일치하는가First, does the position of the gripper 9 coincide with the position taught?

둘 째, 작업 대상물(11)들의 주변과 충돌하지 않도록 로봇 팔의 모양을 유지하는가Second, do you maintain the shape of the robot arm so as not to collide with the surroundings of the work objects 11?

셋 째, 부착된 그리퍼(9)의 자세, 즉 각도 α가 교시된 작업 대상물(11)의 놓여진 위치와 일치하는가Third, whether the attitude of the gripper 9 attached, that is, the angle α, coincides with the position of the taught object 11.

넷 째, 작업 대상물의 위치에 도달하는 시간이 최소인가Fourth, is the minimum time to reach the position of the work object?

상기 조건 중 첫 째와 둘 째 조건이 만족되면 셋 째 조건을 만족하기 위해서는 식 1에 의해 얻어진 α가 작업 대상물의 자세와 일치하면 된다.If the first and second of the above conditions are satisfied, in order to satisfy the third condition,? Obtained by Equation 1 should match the posture of the work object.

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.However, as described above, if the first, second, and third conditions are satisfied, the work object can be manipulated using the robot arm, but the angle of the third rotation axis θ3 when teaching the attitude of the work object by moving the robot arm. There is a problem in that the amount of θ3 movement displacement increases due to the teaching of, and the movement time from the initial position to the workpiece is long.

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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problem, and the target position for correcting such a case may be affected by an increase in travel time, which may be caused by incorrect teaching about the posture of the work object, which may affect the tack time. It is an object of the present invention to provide a method of correcting a rotation angle of a robot for shortening a moving time.

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.In the rotation angle correction method of the robot for shortening the movement time to the target position according to the present invention for achieving the above object, in the three-axis robot having a first and second and a third rotary shaft with a gripper for operating the work object The rotation angles of the first, second and third rotation shafts about the axis Z are respectively θ1, θ2, and θ3, θ30 is the initial rotation angle of the third rotation shaft, and θ31 is another rotation angle of the third rotation shaft. In this case, a first step of obtaining α, which is the sum of θ1, θ2, and θ3, a second step of obtaining Δθ3 = θ3-θ30, a third step of determining whether the α exceeds 0, and the α is If the value exceeds 0, the fourth step of subtracting 360 from the α, if the α does not exceed 0, the fifth step of adding 360 to the α, and after the fourth or fifth step, Δθ31 = θ31−θ30 A sixth step to find out; and a seventh step to find out whether Δθ31 is smaller than Δθ3, and If θ3 is smaller than after the eighth step and the eighth step to the same θ3 and θ31 or θ31 is not less than the △ △ θ3 is characterized in that it includes a ninth phase in which the program is terminated.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예가 다음과 같이 설명된다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

작업 영역 내에서 로봇이 작업 대상물을 잡아 이동시키는 제어 시스템은 종래 기술에서와 같다.The control system that the robot grabs and moves the work object in the work area is the same as in the prior art.

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.Applying conditions for manipulating the workpiece to Equation 1, the relationship between θ1, θ2, θ3 and α is shown. In order to satisfy the first and second conditions, the rotation angles θ1 and θ2 are the positions and postures of the workpiece. Must match the values given when Therefore, the attitude angle α of the gripper attached to the robot arm in Equation 1 may vary depending on how θ3 is taught. That is, the posture angle α of holding the work object may have two values.

α에 360°또는 -360°를 더하더라도 그리퍼의 자세는 변화가 없기 때문에 식 1의 응용이 가능하다.Even if the angle of 360 ° or -360 ° is added to α, the gripper's attitude does not change.

식 1을 응용하면, 다음과 같은 식 2와 식 3을 얻는다.Applying equation 1, equations 2 and 3 are obtained.

식 2와 식 3에서 제3회전축의 또 다른 값 θ31을 얻는다.In equations 2 and 3, another value θ31 of the third rotational axis is obtained.

그리고, 제3회전축의 초기 각도를 θ30 이라 하면, 다음과 같은 식 4와 식 5를 얻는다.And if the initial angle of a 3rd rotating shaft is (theta) 30, following Formula 4 and Formula 5 will be obtained.

식 4와 식 5에서 구해진 θ3의 변위량 중 작은 쪽의 θ3 또는 θ31을 선택한다.From the displacement amounts of θ3 obtained in equations 4 and 5, the smaller θ3 or θ31 is selected.

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.When the value of θ3 of the third rotary shaft thus obtained is applied to the robot arm, the rotation angle displacement of the third rotary shaft is reduced. As described above, the rotation angle correction of the robot for shortening the moving time to the target position according to the present invention is performed. Applies to the method.

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.2, the rotation angle correction method of the robot for reducing the movement time to the target position according to the present invention, in the three-axis robot having a first and second and the third rotation axis with a gripper for operating the work object The rotation angles of the first, second and third rotation shafts about the central axis Z are respectively θ1, θ2 and θ3, θ30 is the initial rotation angle of the third rotation shaft, and θ31 is another rotation of the third rotation shaft. In terms of an angle, a first step of obtaining α, which is the sum of θ1, θ2, and θ3, a second step of obtaining Δθ3 = θ3-θ30, a third step of determining whether the α exceeds 0, and the α Is greater than 0, subtracts 360 from the α, and if α does not exceed 0, adds 360 to α, and after step 4 or 5, Δθ31 = θ31−θ30 The sixth step of obtaining the, the seventh step to determine whether the Δθ31 is less than Δθ3, and the Δθ31 is less than Δθ3 If smaller, the eighth step of making θ3 equal to θ31 and the ninth step after the eighth step or if the Δθ31 is not smaller than Δθ3, the program is terminated.

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.Effects according to the present invention are as follows. Since the movement time is determined by the axis with the largest displacement amount during the movement of the robot arm, it is necessary to minimize the displacement amount of the axis affecting the movement time, but the rotation angle correction of the robot for shortening the movement time to the target position according to the present invention. The method can be applied to reduce travel time.

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.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

A method of compensating a rotation angle of a robot for shortening a moving time to a target position, wherein the robot has a third axis of rotation with a gripper for manipulating the first and second objects and the workpiece. When the rotation angles of the 1,2 and third rotation shafts are θ1, θ2, and θ3, respectively, θ30 is the initial rotation angle of the third rotation shaft and θ31 is another rotation angle of the third rotation shaft, the θ1, θ2, θ3 The first step of calculating the sum of α, the second step of obtaining Δθ3 = θ3-θ30, the third step of determining whether the α exceeds 0, and if the α exceeds 0, 360 in the α A fourth step of subtracting, a fifth step of adding 360 to the α if the α does not exceed 0, a sixth step of obtaining Δθ31 = θ31−θ30 after the fourth or fifth step, and the Δθ31 A seventh step of determining whether the angle is smaller than Δθ3; and if Δθ31 is smaller than Δθ3, θ3 equals θ31. And a ninth step after the eighth step and the eighth step or when the Δθ31 is not smaller than Δθ3, the ninth step of terminating the movement time to the target position.