핀홀형 LED 디스플레이 보드 펀칭 로봇시스템 개발 = Development of a Punching Robot System for a Pin-Hole Type Display Board Using LED

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We developed a new robot system that generates pinholes expressing texts or images pre-designed by a developed computer simulator on a plastic plate. The pin-holed plate is used as a new glamorous display board reflecting colorful lights from the light emitting diode (LED) installed on the edge side of the plate. The punching robot has four degrees of freedom (DOF) motion and can make same multiple holes in four plastic plates simultaneously. For this motion, we designed a structure for a simultaneous motion of the robot including three stepping motors for X-Y motion and rotational motion and one AC servo motor for a punching motion. For even reflection of the lights from texts or images on the board and fast production of the pin-holed boards, fast motion including precise position and depth of the robot is most important. For this, we designed joint actuators using timing belts and ballscrews without backlash. We also built a PC-based integrated control system including a GUI program to help users easily design luminous texts or images on the plastic plate.

We conducted a performance test of the robot to verify the punching speed and position and depth control of the pin holes on the plate. Test results showed a fast motion, accurate position and depth control of the pinholes. Also, we presented a picture showing colorful luminous texts on the produced display board as a robot performance.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Abstract
• 기호설명
• 그림목차
• 표목차
• 제 1 장 서 론 １
• 제 2 장 LED를 이용한 디스플레이 개요 ２
• 제 3 장 로봇 시스템의 기구부 ４
• 3.1 로봇 기구부 개요 ４
• 3.2 평면(X-Y) 구동용 기구부 구성 ６
• 3.3 펀처 기구부 구성 ８
• 3.4 진공 시스템 구성 １１
• 3.5 펀칭 로봇의 기구학 해석 １６
• 제 4 장 제어시스템 구성 １９
• 4.1 PC 기반의 제어시스템 １９
• 4.2 컨트롤 시스템 구성 ２６
• 4.3 펀칭 동작 제어 알고리즘 구성 ２８
• 4.4 전체 공정 제어시스템 구성 ３０
• 제 5 장 PC기반의 GUI 프로그램 개발 ３１
• 5.1 LED 배치용 시뮬레이터 개발 ３２
• 5.2 비트맵 방식의 입력 시스템 개발 ３４
• 5.3 전용 제어프로그램 ３８
• 제 6 장 로봇시스템 성능 시험 ４０
• 6.1 로봇의 펀칭 속도 성능시험 ４０
• 6.2 X-Y평면 펀칭 위치제어 성능 시험 ４２
• 6.3 펀칭 깊이 제어 성능 시험 ４３
• 제 7 장 결 론 ４４
• 참고 문헌 ４５