OLP기반 이벤트/사이클 혼합 방식 산업용 로봇 시뮬레이션 엔진 구현
Implementation of an OLP based Industrial Robot Simulation Engine using Mixed Event-driven/Cycle-based Simulation
- 주제(키워드) Off-line programming , Simulation Engine
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 류기열
- 발행년도 2006
- 학위수여년월 2006. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 정보통신전문대학원 정보통신공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
산업현장에서 사용되는 로봇이 많아지고 움직임이 복잡해짐으로서 로봇의 배치와 조정을 수행하는 시간과 비용이 증가하고 있다. 이를 최소화 하기 위해서는 로봇의 배치와 움직임의 조정을 효율적으로 수행하고 실제 생산라인에 접근을 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위해 가상의 공간에서 시뮬레이션 하는 오프라인 프로그래밍이 사용되고 있다. 오프라인 프로그래밍 방식을 사용하면 작성된 로봇 프로그램을 가상으로 실행시켜 볼 수 있어 로봇 프로그램의 디버깅과 충돌, 간섭 등의 문제점을 생산 라인을 중지 시키기 전에 미리 파악하여 수정이 가능하므로 생산라인을 중단시키는 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 오프라인 프로그래밍 기반의 시뮬레이션 엔진을 설계하고 구현하였다. 구현된 시뮬레이션 엔진은 로봇의 움직임을 하나의 이벤트로 처리하는 이벤트 방식을 사용한다. 이에 따라 로봇의 움직이는 시작과 끝의 위치만을 파악하고 경로를 알지 못하기 때문에 여러 로봇이 동시에 움직이는 상황에서 충돌, 간섭 검사가 어려워 지고 3D화면에 로봇이 움직이는 모습을 보여줄 수 없다. 이를 해결하기 위해 짧은 간격의 사이클을 두어 모든 로봇의 움직임을 동기화 시키는 방법을 이용한다. 이를 위해 로봇 프로그램밍 언어에 의해 만들어지는 이벤트를 정의 할 것이며 이벤트의 올바른 처리, 사이클 혼합 방식을 위한 시뮬레이션 모델을 제시할 것이다. 또한 제시한 모델을 구현한 방법을 기술하고, 예제 로봇 프로그램을 구현된 프로그램으로 실행한 결과를 통해 중요 이벤트가 올바로 처리됨을 보인다.
more목차
제 1 장 서 론 1
제 2 장 관련 연구 3
제 1 절 시뮬레이션 3
제 1 항 이산사건기반 시뮬레이션(Discrete Event-driven Simulation) 3
제 2 절 오프라인 프로그래밍(Off-line Programming) 4
제 1 항 IGRIP(Interactive Graphics Robot Instruction Program) 5
제 2 항 eM-Worksplace(Robcad) 5
제 3 장 OLP 기반 이벤트/사이클 혼합 방식의 시뮬레이션 6
제 1 절 OLP기반 로봇 시뮬레이션 6
제 1 항 로봇 시뮬레이션 환경 7
제 2 항 로봇 시뮬레이션 언어의 특성 8
제 2 절 이벤트/사이클 혼합 방식의 시뮬레이션 10
제 1 항 이벤트 정의 10
제 2 항 사이클 정의 및 이벤트와 혼합 13
제 3 항 시뮬레이션 모델 15
제 4 장 시뮬레이션 엔진 설계 및 구현 22
제 1 절 시뮬레이션 엔진 구조 22
제 1 항 이벤트 관리 모듈 23
제 2 항 WHEN 관리 모듈 24
제 3 항 WAIT 관리 모듈 28
제 4 항 시뮬레이션 관리 모듈 29
제 2 절 이벤트/사이클 구현 31
제 1 항 MOTION 31
제 2 항 SET 33
제 3 항 WHEN 33
제 4 항 WAIT 33
제 5 항 PARALLEL 34
제 6 항 CYCLE 35
제 3 절 VM 관리 36
제 5 장 검증 38
제 1 절 MOTION 39
제 2 절 WAIT 43
제 3 절 CYCLE 47
제 4 절 WHEN 51
제 5 절 PARALLEL 60
제 6 장 결론 및 향후 연구 계획 67
참 고 문 헌 68
목차
[그림 1] 전체 시스템 구성도 8
[그림 2] 실행 구간 구분 및 이벤트 발생 시점 11
[그림 3] 사이클 적용 전의 모션 이벤트 발생 14
[그림 4] 사이클 적용 후 모션 이벤트 발생 14
[그림 5] WAIT에 의한 VM의 시간흐름 17
[그림 6] PARALLEL 예 20
[그림 7] 시뮬레이션 엔진 구조 23
[그림 8] 변경된 MOTION 이벤트 처리방식을 적용한 WAIT에 의한 VM의 시간흐름 32
[그림 9] MOTION 예제 실행 결과의 이벤트 처리 순서 43
[그림 10] WAIT 예제 실행 결과의 이벤트 처리 순서 47
[그림 11] CYCLE 예제 실행 결과의 이벤트 처리 순서 50
[그림 12] WHEN 예제 실행 결과의 이벤트 처리 순서 60
[그림 13] PARALLEL 예제 실행 결과의 이벤트 처리 순서 66
목차
[표 1] 시뮬레이션 언어 구문 8
[표 2] 이벤트 분류 12
[표 3] 이벤트 스케줄링 알고리즘 23
[표 4] CONDITIONAL WHEN 관리 알고리즘 25
[표 5] TIMED WHEN 관리 알고리즘 27
[표 6] MOTION WHEN 관리 알고리즘 27
[표 7] WAIT 리스트 관리 알고리즘 28
[표 8] 시뮬레이션 관리 알고리즘 30
[표 9] 이벤트 이름과 코드의 매핑 38
[표 10] MOTION 예제 프로그램 39
[표 11] MOTION 예제 프로그램 실행 결과 40
[표 12] WAIT 예제 프로그램 43
[표 13] WAIT 예제 프로그램 실행 결과 44
[표 14] CYCLE 예제 프로그램 47
[표 15] CYCLE 예제 프로그램 실행 결과 48
[표 16] WHEN 예제 프로그램 51
[표 17] WHEN 예제 프로그램 실행결과 54
[표 18] PARALLEL 예제 프로그램 61
[표 19] PARALLEL 예제 프로그램 실행결과 62
