초록 ▼

본 연구의 1차년도에는 로보트의 개발에 필요한 설계기준과 Know-How 해결로 국내 로보트기술기반을 확고히하는 한편, 국제수준의 최신 로보트 모델을 자체기술로써 개발하여 국내수요의 충당과 함께 국내 로보트산업을 수출산업으로 육성한다. 본 연구에서 설계된 로보트는 6축 다관절형로보트로서 아크 및 Spot용접, Sealing, Deburring 등의 여러가지 용도에 적용되는 다목적형이며, 6축으로 인한 기구설계, 제작의 어려움, 관절좌표계와 직각좌표계간의 6축좌표변환연산의 실시간처리를 위한 고속 Microprocessor 제어장치 등

본 연구의 1차년도에는 로보트의 개발에 필요한 설계기준과 Know-How 해결로 국내 로보트기술기반을 확고히하는 한편, 국제수준의 최신 로보트 모델을 자체기술로써 개발하여 국내수요의 충당과 함께 국내 로보트산업을 수출산업으로 육성한다. 본 연구에서 설계된 로보트는 6축 다관절형로보트로서 아크 및 Spot용접, Sealing, Deburring 등의 여러가지 용도에 적용되는 다목적형이며, 6축으로 인한 기구설계, 제작의 어려움, 관절좌표계와 직각좌표계간의 6축좌표변환연산의 실시간처리를 위한 고속 Microprocessor 제어장치 등의 최신기술이 복합된 제품으로 선진국에서 신제품으로 알려져 있다. 설계된 로보트의 특성은 다음과 같다. ○ 로보트 본체는 가반중량 10㎏, 최대속도 2㎧, 위치재현도 0.1㎜의 고속, 고정밀도형으로 평행링크식 관절형 구조로서 6 자유도이다. ○ 구동계를 AC Servomotor, Harmonic Drive로 구성하여 기존 로보토의 결점인 Maintenance문제를 해결하였으며, 제어정밀도를 높이고 구조의 단순화를 실현하였다. ○ 로보트 제어기는 다용도에 적합하도록 PTP, 직선보간 및 원호보간 기능 등의 각종 software를 갖고 있으며, Teaching Pendant외에 CRT에 의한 Monitor기능을 갖는다. 공동연구기관인 서울대학교에서는 로보트의 가격점유율이 높은 AC Servomotor의 Drive Unit의 국산화 개발을 수행하여 실험적인 장치를 제작하였다.

Abstract ▼

The goal of the research during the first year is to; establish the basis of robotics by surveying the state-of-the-art technology and identifying key areas of robotics; design a multipurpose NC robot with articulated arm.Main activities include the design of 6 degrees of freedom articulated arm by

The goal of the research during the first year is to; establish the basis of robotics by surveying the state-of-the-art technology and identifying key areas of robotics; design a multipurpose NC robot with articulated arm.Main activities include the design of 6 degrees of freedom articulated arm by interactive computer graphics, kinematic analysis, dynamic analysis, control simulation, design criteria(load, accuracy analysis), robot drie system with AC motor, harmonic drive and transmission mechanisms, design of gears, bearings, brakes and other supporting structures, criteria of optimum design, finite element analysis for stress, deflection and vibration, computer contol using multi-processor (Intel 8086,8087), AC servo velocity and position control, teaching pendant, CRT display, memory, basic software design, algorithms for real time computation of coordinate transformations, path interpolations, utility and safety functions, and the study on the laser sensor for welding and vision system.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...25
• 제 2 장 로보트 몸체 설계...29
• 제 1 절 설계 개요...29
• 제 2 절 기본설계...35
• 1. 관절형태 및 작업영역...35
• 가. 주 3관절...35
• 나. 주3관절 형태의 결정...36
• 다. 작업영역...37
• 라. Wrist 3관절...39
• 2. 요소기술 검토...44
• 가. 모터의 선정...44
• 나. 감속기의 선정...57
• 다. Brake의 선정...64
• 라. Limit Switch 및 Dog의 설치...67
• 제 3 절 상세설계...72
• 1. 제1축의 설계...72
• 가. 개 요...72
• 나. 설계상세...72
• 2. 제2, 3축의 설계...78
• 가. 개 요...78
• 나. 설계상세...78
• 3. Wrist 3축의 설계...85
• 가. 설계순서...85
• 나. 제6축의 설계...85
• 다. 제5축의 설계...88
• 라. 제4축의 설계...89
• 마. Wrist부의 동작간섭...90
• 제 4 절 설계 검토...93
• 제 3 장 동작제어...95
• 제 1 절 Robot구조 및 기구학적 해석...96
• 1. 개 요...96
• 2. 좌표변환...96
• 3. 기계적 Modelling...99
• 4. 기구학적 관계식...103
• 가. Direct Kinematics...103
• 나. Inverse Kinematics...107
• 제 2 절 Robot의 운동 해석...113
• 1. 개 요...113
• 2. PTP Motion...114
• 3. 직선 보간...117
• 4. 원호 보간...119
• 5. 가감속 해석...126
• 제 4 장 Robot 제어장치...129
• 제 1 절 개 요...129
• 1. Design Conception...129
• 2. Hardware의 구성 및 개요...131
• 3. Software의 구성 및 개요...135
• 제 2 절 Operating System...139
• 1. Teaching Pendent 와 Command Code...139
• 가. Teaching Pendant...141
• 나. Robot Command Code...148
• 2. Monitor Display...154
• 3. Bubble Memory와 응용...168
• 가. Mardware...169
• 나. Sobtware...178
• 제 3 절 Servosystem...179
• 1. D.C Brushless Servomotor...179
• 가. D.C Brushless Servomotor의 동작원리...180
• 나. D.C Brushless Servomotor의 이론적 특성...182
• 다. D.C Brushless Servomotor의 위치·속도제어...184
• 2. 위치제어 Unit...185
• 가. 위치제어 UNIT의 설계제원...186
• 가. 위치제어 UNIT의 설계제원...192
• 나. 속도제어 Unit의 구성...193
• 4. Interpolator...200
• 가. Interpolator의 Hardware...201
• 나. Interpolator의 Software...212
• 5. Machine Interface...222
• 가. Interface 신호의 정의...223
• 나. Interface 설계...226
• 제 5 장 결 론...228
• 부록 A. Robot 기계부 조립도...231
• 부록 B. AC Servomotor의 구동제어장치의 구성...247