일반기술

역각센서의 자동중력보상방법

인간의 작업을 대신하기 위하여 산업 현장에서는 산업용 로봇을 이용하여 자동화 작업을 수행한다. 자동화 작업을 하기위하여 산업용 로봇은 로봇 제어기에 부착된 교시기를 사용하여 작업자가 정보를 주는 방법으로 작업을 수행한다. 하지만, 기존의 방법은 작업자 측면에서 매우 힘든 작업이다. 따라서, 작업 경로를 교시하는데 있어서 작업자의 편이성을 도모하기 위해 역각센서를 이용한 다관절 로봇의 자동 프로그래밍 모듈을 개발하게 되었다. 이러한 자동 프로그래밍 모듈에서는 역각센서에 사용하고자 하는 공구나 다른 센서를 부착하여 작업자가 공구나 센서를 손으로 이동시키면 역각센서에 얻어지는 외력을 측정하며 필요한 로봇의 위치 및 자세와 이동 속력을 계산하는 방법이 사용되는데, 역각센서에 의한 외력측정은 로봇이 임의의 자세로 변할 때 공구의 무게에 의한 영향 때문에 정확하게 외력을 측정할 수 없게 되며 공구가 교체되면 그 무게에 따라 역각센서 출력값에 주는 영향 정도가 달라지는 문제점이 있었다이에 본 기술에서는 공구의 무게벡터 및 무게 중심까지의 거리벡터, 로봇의 자세변화 등을 가지고 중력보상에 필요한 값을 계산하여 공구 또는 센서의 무게 및 형상에 의한 왜곡되는 외력을 보상할 수 있게 하였다.본 기술에 따르면 역각센서의 센서좌표계의 X축과 절대좌표계의 Z축이 평행하도록 로봇 끝단의 자세를 찾아 역각센서의 출력값을 읽어내어 판단하되 두 좌표축이 일치하면 역각센서에 부착된 임의의 형상을 가진 공구의 무게벡터 및 무게중심까지의 거리벡터를 계산한 후, 로봇을 초기자세로 이동시키고, 공구의 특성치를 계산하면 계산한 정보를 바탕으로 로봇이 임의의 자세로 이동하였을 때의 위치정보를 읽어들여 센서좌표계 및 절대좌표계간의 변환관계를 계산한 후, 공구의 무게에 의한 역각센서의 힘과 토크를 계산하여 역각센서의 출력값과의 차에 의해 중력 보상을 실행함으로써 다관절 로봇의 자동 프로그래밍 모듈에서 중량과 형상에 관계없이 공구를 선택하여 작업할 수 있고 역각센서를 사용하여 힘을 제어하는 가공공정에도 적용할 수 있으며 평면가공이 아닌 곡면가공에도 사용할 수 있다.