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A Study on the Real-Tim Path Control of Robot for Transfer Automation of Forging Parts in Manufacturing Process for Smart Factory

스마트 팩토리를 위한 제조공정 내에서 단조 부품의 이송자동화를 위한 로봇의 실시간 경로제어에 관한 연구

  • Received : 2019.03.06
  • Accepted : 2019.05.15
  • Published : 2019.06.30

Abstract

This paper proposed a new technology to control a path forging parts in limited narrow space of manufacturing process automation for smart factory. In the motion control, we adapted the obstacle avoidance technology based on ultrasonic sensors. The new motion control performance test for a mobile robot is experimented in narrow space environments. The travelling path control is performed by a fuzzy control logic. which plays a role for selecting an appropriate behavior in accordance with the situation in the vicinity of the mobile robot. Ultrasonic sensors installed at the front face of the mobile robot are used. In order to update the current position and heading angle of the mobile robot, a new approch is adapted. The reliability is illustrated by simulation and experiments.

Keywords

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Fig. 1 The coordinates system of robot (X-Y-Z axis)

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Fig. 2 The exponential form of repulsive force potential

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Fig. 3 Fuzzy logic system

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Fig. 4 Schematic of robot controller

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Fig. 5 The relation between of robot frame and wall

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Fig. 6 Membership function for angle in path planning

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Fig. 7 Membership function for distance in path planning

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Fig. 8 Voice recognition scheme

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Fig. 9 Control performance of the intelligent controller for the variation of the velocity trajectory with parameter uncertainties(8%)

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Fig. 10 Control performance of the intelligent controller for variation of the velocity trajectory with parameter uncertainties (12%)

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Fig. 11 Control performance of the intelligent controller for the variation of the azimuth trajectory with parameter uncertainties (8%)

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Fig.12 Control performance of the intelligent controller for the variation of the azimuth trajectory with parameter uncertainties (12%)

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Fig. 13 Voice recognition word registration program

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Fig. 14 The scnen of experiment

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Fig. 15 experiment result of transfer automation a forging parts

Table 1. Fuzzy rules 1 for path planning(Angle)

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Table 2. Fuzzy rules 2 for path planning(Distance)

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Table 3. The learning results of Ωs for reference trajectory

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Table 4. The 49 control rules for 7 labels

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References

  1. L. R. Rabinar and B. H. Juang, "An Introduction to Hidden MarkovModels," IEEE ASSP Magazine, Vol. 3, No. 1, pp 4-16, January1986 https://doi.org/10.1109/MASSP.1986.1165381
  2. 심병균, 음성명령 기반 자율주행 이동로봇의 지능 제어, 경남대학교 공학석사 학위논문, 2010.
  3. 이건상, 양성일, 권영헌 "음성인식(Speech Recognition)", 한양대학교 출판부, 2001
  4. J. J. Lee, H. J. Kim, "자율주행기술," Journal of the KSME, pp39-44, Nov, 2007
  5. D.Psalitis, A. sideris, and A. Yamamura, "AMultilayered Netral Network Controller", IEEE Control Systems Magazine, pp17-21 1988
  6. 이현엽, 문경일, "Matlab를 이용한 퍼지-뉴로", 도서출판 아진, 1999
  7. 남윤석, 고낙용, 이범희 "인공전위계를 이용한 로봇의 시변 장애물 회피 동작 계획" 한국자동제어학술회의, 1994
  8. 박종진, 최규석, "퍼지제어시스템 ", 교우사, 2001
  9. Y. F. Li, "Development of Fuzzy Algorithms for Servo System", IEEE control Systems Magazine, April 1898
  10. M.T Jhonson, "Capacity and Complexity of HMM Duration Modeling Techniques," IEEE Signal ProceSSing Letters, Vol. 12. 2, pp. 407-410, 2005 https://doi.org/10.1109/LSP.2005.845598
  11. 김현근, 심현석, 황원준, "무인FA를 위한 주율주행 로봇의 경로계획 및 궤적제어에 관한 연구",한국산업융합학회 논문집 제19권 2호 pp.75-80, 2016 https://doi.org/10.21289/KSIC.2016.19.2.075
  12. 신행봉, 차보남, "공정 자동화를 위한 싱글 휠드라이빙 모바일 로봇의 견실 제어에 관한 연구", 한국산업융합학회 논문집 제19권 2호pp. 81-87, 2016 https://doi.org/10.21289/KSIC.2016.19.2.081
  13. 이우송, 하언태, 정양근, 박인만, "스마트펙토리를 위한 듀얼암을 갖는 모바일 로봇의 유연제어에 관한 연구", 한국산업융합 학회 논문집 제19권 2호, pp69-74, 2016
  14. 진태석, "퍼지추론기반 센서융합 이동로봇의 장애물 회피 주행기법", 한국산업 융합학회 논문집 제21권 2호,pp95-101,2018
  15. 권순홍, 전병연, 박강박, "호퍼의 수준 제어를 위한 퍼지 PID 제어기의 설계", 한국산업융합학회 논문집 제19권 4호 pp193-197, 2016 https://doi.org/10.21289/KSIC.2016.19.4.193
  16. 하언태, 심현석, 박인만, 이상혁, 차보남, 박성준, "보행로봇의 워킹 및 작업동작 안정화에 관한 연구",한국산업융합학회 논문집 제19권 1호 pp.39-41, 2016 https://doi.org/10.21289/KSIC.2016.19.1.039
  17. 김한성, "4자유도 고속병렬 로봇의 해석 및 설계",한국산업융합학회 논문집 제19권 4호, pp. 206-215, 2016 https://doi.org/10.21289/KSIC.2016.19.4.206
  18. 장성철, 권민수, "제어보드와 파워보드에 관한 발열성능 평가", 한국산업융합학회 논문집 제20권 2호,pp187-194,2017 https://doi.org/10.21289/KSIC.2017.20.2.187
  19. 김진광, "생산자동화 시스템을 위한 산업용 로봇의 운전특성 시뮬레이션에 관한 연구",한국산업융합학회 논문집제20권 5호, pp405-410, 2017 https://doi.org/10.21289/KSIC.2017.20.5.405
  20. 진태석, "천장 전등패널 기반로봇의 주행오차보정과 제어",한국산업융합학회 논문집 제20권 2호 pp.89-95, 2017 https://doi.org/10.21289/KSIC.2017.20.2.089