Microsoft Word - 12__96-104_ 김진오

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft Word - 12__96-104_ 김진오"

소녀 저
6 years ago
Views:

1 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp Journal of the Korean Socety for Precson Engneerng Vol. 3, No., pp January 3 / 96 직접교시작업을위한로봇작업정보편집및재생산기법 Technques of Edtng and Reproducng Robot Operaton Data for Drect Teachng 김한준, 왕영진, 김진오,, 백주훈 Han-Joon Km, Young-Jn Wang, Jn-Oh Km,, and Ju-Hoon Back 광운대학교제어계측공학과 (Department of Control and Instrumentaton Engneerng, Kwangwoon Unv.) 광운대학교로봇학부 (School of Robotcs, Kwangwoon Unv.) Correspondng author: jokm@kw.ac.kr, Tel: Manuscrpt receved:..6 / Revsed:.9. / Accepted:.. Study of human-robot Interacton gets more and more attenton to expand the robot applcaton for tasks dffcult by robot alone. Developed countres are preparng for a new market by ntroducng the concept of Co-Robot model of human-robot Interacton. Our research of drect teachng s a way to nstruct robot s trajectory by human s handlng of ts end devce. Ths method s more ntutve than other exstng methods. The beneft of ths approach ncludes easy and fast teachng even by non-professonal workers. And t can enhance utlzaton of robots n small and medum-szed enterprses for small quantty batch producton. In ths study, we developed the algorthms for creatng accurate trajectory from repeated naccurate drect teachng and GUI for the drect teachng. We also propose the basc framework for drect teachng. Key Words: Human-robot Interacton ( 인간 - 로봇상호작용 ), Drect Teachng ( 직접교시 ), Robot Operaton Data ( 로봇작업정보 ), Robot Trajectory ( 로봇궤적 ). 서론 로봇의개발및보급을넘어 인간과로봇의공존 차원으로로봇산업의패러다임전환이일어나는현시점에서인간-로봇상호작용의연구는매우중요한의미를갖는다. 미국, EU 등선진국들은인간-로봇간의협업모델인 Co-Robot 개념을도입하여향후로봇신시장선점에대비하고있다. 이러한인간-로봇상호작용기술의대표적인예로로봇의말단장치를직접손으로잡고로봇의이동경로를지시하여반복작업을수행하게해주는직접교시가있다. 로봇을교시하는방법에는프로그래밍, 펜던트등의보조장비를활용하는방법, 센서를통한방법, CAD 파일을이용한 OLP 기법등이있는데, 프로그래밍을 사용하는방법은사용자에게직관적이지못하므로별도의전문인력을요구하고, 센서를이용한기법은활용분야가제한적이라는단점이있다. CAD 를활용한기법은정밀하고빠르지만, 사전에숙련된작업자의디자인작업이필요하며, 궤적을생성해주는전용의소프트웨어가필요하다. 위와같은단점을보완할수있는직접교시는직관적으로로봇을활용할수있기때문에로봇전문인력이필요하지않고, 다품종소량생산을하는중소기업의로봇활용을촉진시키며, 열악한작업환경에서반복작업을하는작업자들의작업환경개선과생산효율성증대에일조할것으로기대된다. 3 직접교시에는힘 / 토크센서등을사용하는접촉식과음성, 영상신호인식을통한비접촉식으로분류된다. 비접촉식교시방법은사용자

2 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 97 의안전성을보장할수는있지만, 환경적인영향에따라정밀도가떨어진다는단점이있고, 접촉식교시방법은직관적이고경로생성시간이짧다는장점이있으나, 정밀도의한계와안전사고와같은단점이있다. 4 본연구에서는로봇전문인력이없는중소기업에서의저정밀단순작업을효율적으로하기위한직접교시용프로그램의기본적인프레임워크를제시한다. 접촉식직접교시의정밀도를보완하고교시데이터를효율적으로사용하기위하여궤적의생성및저장 / 편집알고리듬기능을구현하였다. 본논문에서는궤적데이터를중점적으로다뤘으나, 접촉식교시에서는작업궤적의교시뿐만아니라작업자의의도감지및환경과의접촉시반력및충돌등의판별을위한작업력의교시또한매우중요하다. 5 개발된프로그램에서는경로데이터뿐만아니라작업력의데이터도처리하도록구현되어있으나, 차적으로궤적생성과편집기능개발을목표로작업력은기본값을입력하여지시하도록되어있다. 작업력의처리에대해서는향후연구에서추가로다루고자한다.. 관련연구. 직접교시관련연구로봇이수행해야할작업을인간이직접교시하는방식 9, 은작업경로생성을위한로봇프로그래밍이필수적이지않고, 손쉽고직관적인교시방법이기때문에다양한종류의제품을다루는중소기업의경우그활용도가매우높기에세계여러곳에서직접교시에관련된연구가진행되고있다. 독일의프라운호프 IPA 를중심으로유럽에서진행중인중소기업용산업용로봇개발프로젝트인유럽의 SME(Small and Medum Enterprse) Robot 에서는음성인식, 영상인식, 힘제어등의다양한방식을활용해직관적인교시방법을제안한다., 그중에 BMW 의자동차생산공정에투입된파워메이트 (powermate robot) 의경우, 로봇을이용하여사용자가손쉽게무거운작업물을다룰수있게돕는인간-로봇협업시스템을제공한다. 3 또독일의 DLR 연구소에서는자체적으로 DLR 이보유한세계최고수준의힘제어기술이적용되어부드럽고안전한접촉작업이가능한 7 자유도로봇팔 LWR 을개발하여이것을이용해직접교시및재현기술을구현하였다. 4 그리고미국의 Texas Austn 대학 RRG 에서는 HAT(Human Augmentaton Technology) 를통해사람이로봇의엔드이펙터를잡고직접교시할수있는기술을개발하였다. 5 앞서살펴본바와같이다양한방법으로사용자에게직관성을제시해주는몇몇연구가수행되고있지만, 직접교시의경우사용자가로봇을직접교시하는과정에서위치오차및불확실성이발생하고, 로봇에게사용자의정확한의도를전달하기어렵다는단점이있다. 7. 산업용로봇프로그램기존산업용로봇에도 GUI 방식의작업경로학습프로그램들이있다. ABB 의 Robotstudo 와 KUKA 의 CADROB 이대표적인예이다. Robotstudo 는로봇제작사인 ABB 가제공하는소프트웨어로하드웨어에대한호환성이높아가장널리쓰이고있다. CADROB 은 KUKAKorea 에서디버링의자동화를위해개발한프로그램으로 CAD 정보를읽어와복잡한궤적도빠르고정밀하게작업할수있다. 6 이들프로그램의주기능은원거리에서로봇의현상태모니터링, 자동경로생성및최적화충돌회피, 경로데이터표시, 작업시뮬레이션등이다. 하지만이들프로그램은자사의로봇에맞춘 CAD 기반의프로그램으로 CAD 작업을요구하지않는저정밀도의단순한작업에는적합하지않다. 본연구에서개발하는프로그램은위와같은기능을단순한작업에서도활용할수있도록하면서교시궤적데이터의편집과관리를위한직접교시로봇용프로그램개발을목표로한다..3 궤적수정알고리듬직접교시는작업자의교시과정에서발생하는위치오차와불확실성으로인해의도를파악하기위한신호처리와실시간보상이매우중요하다. 한가지방법으로오차및위치의불확실성을보상하기위해 Douglas-Peucker algorthm (DPA) 를적용한연구가있다. 7,8 DPA 는교시경로의시점과종점을연결하고, 시점과종점을제외한교시점중에서시점과종점을연결한선분상에서수직으로거리가최대인점을찾아기준정밀도보다거리가작은점이나올때까지점을추가하여교시데이터를압축하여불필요한데이터를줄이는방법이다. 7 본

3 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 98 연구에서는계산의부하를줄이면서 DPA 보다다양한기능을갖추기위해단순한기본도형과평면을기준으로궤적을근사화하여오차를줄이는알고리듬을제안하였다. 3. 작업정보편집및재생산기술 작업정보의효과적인생산, 재생산을위해서는몇가지요소들이필요하다. 먼저작업편집및재생산을위한작업데이터를생성할수있어야하며, 편집 / 불러오기 / 저장이가능해야한다. 다음으로작업자가작업정보를판단하고편집할수있으며, 결과를확인할수있어야한다. 3. 편집알고리듬 3.. 기본알고리듬기본알고리듬으로 Cut, Translaton, Rotaton, Scalng 기능이있다. Cut(Fg. (b)) 은궤적파일에서일부구간을선택하여저장하는기능이다. Translaton, Rotaton, Scalng 기능은 Homogeneous transform 을사용하여기존의궤적에적용하여궤적을공간좌표상에서이동 (Fg. (c)), 회전 (Fg. (d)), K 배 (Fg. (e)) 할수있는기능이다. 3. 작업정보편집 3.. 순기구학 - 역기구학산업용로봇의작업정보는로봇관절정보및센서계측정보로구성된다. 작업정보를직관적으로편집 / 관리하기위해서는작업공간에서로봇의말단장치의궤적을지속적으로인지하며작업하는것이필요하다. 따라서로봇정보를작업공간에서의각종정보로변환시키는작업이필요하며또한작업공간상에서편집한내용을사용하여로봇궤적을생성해내는것이필요하다. 이과정에서순기구학 - 역기구학이사용된다. 역기구학해는 Newton- Raphson 기법을사용하며이는아래식과같다. 이때 T 는동차변환행렬이고 q 는관절벡터이며테일러전개를사용한다. (b) (a) (c) n * Tn Tn ( q ) = Tn ( q + δ q) Tn ( q) + δq () q = 3.. 작업정보의편집기술이미얻어진로봇의궤적을이동, 회전, 축소 / 확대, 평면으로의투영, 직선화, 원호화등의기능으로궤적을편집하여새로운궤적을생성하는요소로사용할수있다. 이는직접교시의특성상사람의교시로인한부정확성에서발생하는오차를줄이는데효과적으로사용될수있다. 복잡한형상의고정밀도의작업을편집하는것은시간적소모가크고무리가있겠지만, 단순한형상의저정밀도작업에서는직접교시한궤적을정확한평면이나원호, 직선으로사용자의본래의도에맞게편집하는기술은매우유용하리라생각된다. (d) (e) Fg. (a) Reference (b) Cut (c) Translaton (d) Rotaton (e) Scalng 3.. 선택부분직선화궤적위의두점을선택하여, 두점을잇는원하는직선을정의하고, 직선화할구간안에서궤적위의점과앞서정의한직선사이의거리를구하여점을정의한직선위로이동시킨다. 궤적이왕복운동과같은전 / 후로움직이는것을고려하여편집후에도궤적의운동이반영되도록정의된직선위로내적을취하여궤적위의점을이동시키는방법을사용했다. 그과정은아래와같다. Fg. 는위의방법을그림으로표현한것이다.

4 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 99 그림 Fg. 4 는 XY 평면으로투영한것이다. V Š V X D Fg. Lnearzaton ) 궤적위의두점 P ( 시작점 ), P ( 끝점 ) 를선택하여두점을잇는직선 V = P P 을정의한다. ) 현재궤적위의점을 Pc 라하고, P ( 시작점 ) 에서궤적위의점 Pc 까지의직선을 V = P P c c 라고정의한다. 3) 이때 Pc 와 V 사이의거리는 Vc 와 V 의단위벡터 Vˆ 을내적하여 D = V Vˆ c 라고계산할수있다. 4) 거리 D 를단위벡터 Vˆ 에곱한벡터 V t = DVˆ 를사용하여변환행렬을구성한다. 5) 변환행렬을원래궤적에곱하여편집된궤적을계산하여위의과정을구간내모든점에반복한다. Fg. 3 은 P (483.,., 34.8), P (83., 3.9, 63.) 를선택하여선택구간을직선화한것이다. Fg. 4 XY Projecton 3..4 사용자가선택한평면으로의정사영사용자가평면을선택하여정의하기위해서 3 점을선택하고, 선택한 3 점을지나는평면의방정식을유도하여궤적위의점과정의한평면사이의거리를구한다. 이때궤적이평면을기준으로나뉘게되어이동시킬방향이 가지가나오는문제가생긴다. 이것은거리값에절대값을취하여해결하였다. 앞의과정을거쳐구한거리를사용하여궤적위의점을평면으로이동시킨다. 그과정은아래와같다. Fg. 5 는위의방법을그림으로표현한것이다. Fg. 5 Projecton to Plane Fg. 3 Lnearzaton 3..3 XY/ YZ/ XZ 평면으로의정사영궤적을 XY, YZ, XZ 평면에투영하기위한변환행렬은각각순서대로아래식과같이쓸수있다.,, () ) 궤적위의 3 점 ( P, P, P ) 3 를선택하고평면을평면의방정식 L = ax + by + cz + d 에따라정의한다. ) 평면의방정식의법선벡터 Vn 을하기위해직선 V = P P (7), V = P P 3 를정의하고두직선을외적하여평면의법선벡터를구한다. Vn 의각성분은평면의방정식의계수와같다. V n = ( a, b, c) 3) 남은계수는다음과같이한점을대입하여구할수있다. d = ax by cz * P = ( x, y, z ) 4) 궤적위의점을 P = [ x, y, z ] T 라하고, 궤

한국정밀공학회지제 3 권 호 pp. 96-4 January 3 / 적위의점에서평면까지의거리 D 를다음과같이구한다. ax + by + cz + d D = (3) a + b + c 5) 평면위의점은 P DV n 라계산할수있다. 6) 거리 D 를평면의법선벡터 Vn 에곱한벡터 V = DV 를사용하여변환행렬을구성한다.

5) 최소자승법을위한오차의제곱의합인 S = n = ε (4) 를고려한다. 6) 5) 에서구한오차제곱의합이최소가되는평면을구하기위해오차를포함한평면의방정식을행렬식으로 Z = AX + E 로표현한다. 여기서 ( Z, A, X, E) 는다음과같다.

5 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 적위의점에서평면까지의거리 D 를다음과같이구한다. ax + by + cz + d D = (3) a + b + c 5) 평면위의점은 P DV n 라계산할수있다. 6) 거리 D 를평면의법선벡터 Vn 에곱한벡터 V = DV 를사용하여변환행렬을구성한다. t n 7) 변환행렬을원래궤적에곱하여편집된궤적을계산하여위의과정을구간내모든점에반복한다. Fg. 6 은세점 P (483.,., 34.8), P (39.6, 95.7, 48.8), P 3 (83., 3.9, 63.) 을선택하여정의된평면으로궤적을투영한것이다. 투영되었는지확인할수있도록, 정의된평면을화면에표시하였다. Fg. 6 Projecton to Plane 4) 3) 의식에서각점과평면사이의오차를 ε = z ax by c 라한다. 5) 최소자승법을위한오차의제곱의합인 S = n = ε (4) 를고려한다. 6) 5) 에서구한오차제곱의합이최소가되는평면을구하기위해오차를포함한평면의방정식을행렬식으로 Z = AX + E 로표현한다. 여기서 ( Z, A, X, E) 는다음과같다. z x y ε a z x yx = = = ε Z =, A, X b, E (4) c zn xn yn ε n 7) 평면의방정식의상수 a, b, c 를다음과같이 T T 구한다. X = ( A A) A Z 8) 7) 에서구한평면의방정식으로궤적과의거리를구하여변환행렬을구한다. 9) 원래궤적에변환행렬을곱하여편집된궤적을계산하여구간내모든점에반복한다. Fg. 7 는시작점 P (483.,., 34.8) 에서부터 P 끝점 (83., 3.9, 63.) 까지의 개의점을선택하여정의된평면으로궤적을투영한것이다. 투영되었는지확인할수있도록, 정의된평면을화면에표시했다 최소자승법으로정의한평면으로의정사영궤적내의 3 점으로평면을정의할수없을때선택구간에서가장근접한평면을정의하기위한최소자승법을적용한투영기능이다. 최소자승법은본래 차원에서임의의점들의나열에가장근접한직선을찾는기법이지만이를 3 차원에적용하기위해본래 차원에서의최소자승법공식을 3 차원으로확장하였다. 그과정은아래와같다. ) 최소자승법을적용할점의개수 를선택한다. ) 평면의방정식은 z = ax + by + c, 각점과근접한평면사이의오차를 ε 라한다. 3) ) 의정의를갖고오차를포함한평면의방정식을 z = ax + by + c + ε 라한다. Fg. 7 Projecton to Plane usng least-square 3..6 선택부분원호화사용자가선택한구간을원하는반지름 R 을갖는원호로변환하는기능이다. 두점을지나는원호를만들기위해서원호가존재하는평면을정의할필요가있기때문에 3 점으로평면을정의한다. 여기서 3 점가운데중앙의점은평면을생성하는것에만사용한다. 첫점과끝점을지나

6 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 고반지름이 R 인원호를생성한다. 정의한평면위에는선택한두점을지나는반지름이 R 인원호가아래의 Fg. 8 에서처럼두개가존재한다. 우리는직접교시한궤적에가까운하나의원을선택하기위해두원호의중심을구하고현재궤적과각각의생성된원호와의거리를구하여근접한원호를갖는중심을선택하도록하였다. 궤적의운동이편집후에모두반영되어왕복운동과같은반복운동도그대로편집후에적용되도록하였다. 그과정은아래와같다. Fg. 8 은그림으로표현한것이다. 5) 현재궤적값을 Pc 라할때중심에서현재의궤적값까지의거리를 V = P C pc c 라할수있고, 그수직거리는 h = V pc Vˆ n, 수평거리는 V = V h Vˆ pp pc n 가된다. 6) 이제까지구한값으로 V = C + Vˆ R t pp 를구하고변환행렬을구성한다. 7) 두개의원호중에우리는본래의궤적에근사한원호를찾아야하기때문에, 궤적과변환 된궤적의차이를 δ P = ( δx + δy + δz ) 라하고, δp 의제곱의합인식 (5) 가더작은원호의중심을선택한다. S = P = P = 3 ( δ x + δy + δz ) (5) 8) 선택한원호로위의과정을구간내모든점에반복한다. Fg. 9 는 P (483.,., 34.8), P (39.6, 95.7, 48.8), P 3 (83., 3.9, 63.) 으로선택하여알고리듬을적용하여궤적을편집한것을나타낸다. Fg. 8 Algorthm to select the center of the crcle ) 원호를정의하기위하여첫점 P, 중간점 P, 끝점 P 3, 원하는반지름 R 을정의한다. 이렇게정의하면 P 과 P3 를지나면서반지름이 R 인원은 P, P, P3 를지나는평면에서두개를정의할수있다. ) 시작점에서끝점까지의벡터를 V = P P 3 이라정의하고, 벡터의크기의반을 m = / V 라고정의한다. 정의한 R 과 m 을이용해원호의 중심에서 V 벡터까지수직인선분 l = R m 을정의한다. 3) 원호가그려지는평면을정의하기위해 P, P, P3 를지나는평면의법선벡터를 Vn 이라하고, Vn 의단위벡터를 Vˆ n, V 의단위벡터를 Vˆ 이라할때두벡터의외적인 V = Vˆ Vˆ n (9) 를구한다. V 의단위벡터 Vˆ 는 l 의방향벡터이다. 4) 이제까지구한값으로앞에서정의한두개의중심을 C = ( P ˆ ) ( ˆ + m V + l ± V ) 로표현할수있다. Fg. 9 Crcular arcs 편집기능으로말단의궤적을수정하였으며, 역기구학을풀이하여새로운관절변위를얻었다. 본논문에서제작한 GUI 프로그램은역기구학의적용을선택할수있는데, 역기구학을적용하면, 궤적의편집으로궤적이로봇의작업반경을벗어나지않도록프로그램에서경고및제제를할수있도록되어있다. 즉역기구학을풀어서궤적의유효성을검사할수있다. 역기구학을적용하지않으면, 로봇의작업반경의제한을받지않고궤적의편집이가능하다. 위에언급한궤적의변환들은작업경로에대하여선정한기준위치에원점이있는좌표계에대한것임을주의한다.

한국정밀공학회지제 3 권 호 pp. 96-4 January 3 / 4. 결과및적용 4. Smulaton 4.. Model 본연구는직접교시로봇으로제안된 6 축로봇을모델로진행하였다. 로봇은 6 개의회전모듈로구성되어있고각관절은위치제어를수행하며, 로봇의말단에는힘 / 토크센서가부착되어교시력, 작업력을측정한다.

최상위계층에는 CRobotDataStorageLst 라는개체가있어여러작업을리스트형태로관리한다. Fg. 은개발된프로그램의구조이다. 로봇에연결된서버와 TCP/IP 로통신하며로봇의각축의데이터를받아서로봇의움직임을화면에서보여준다. 궤적의교시를시작하면로봇의말단을따라궤적이화면에표시되면서동시에생성된다.

4 θ 4.35. 9. 5 θ 5... 6 θ 6.87. -9. Fg. Data structure and Classes Fg. HRI(Human Robot Interacton) Program ntal state 4.. Software 소프트웨어개발환경은 Mcrosoft Vsual Studo, 프로그래밍언어는 C++ 을사용하였다.

7 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 4. 결과및적용 4. Smulaton 4.. Model 본연구는직접교시로봇으로제안된 6 축로봇을모델로진행하였다. 로봇은 6 개의회전모듈로구성되어있고각관절은위치제어를수행하며, 로봇의말단에는힘 / 토크센서가부착되어교시력, 작업력을측정한다. 하지만본연구에서개발한프로그램에서는교시력과작업력의반영은진행단계에있다. 로봇의 D-H parameter 는 Table 에표시되어있다. Fg. 은로봇과프로그램이연동된초기상태를보여준다. 작업정보를관리한다. 즉 CRobotDataStorage 는하나의작업에해당하는모든데이터를갖는다. 최상위계층에는 CRobotDataStorageLst 라는개체가있어여러작업을리스트형태로관리한다. Fg. 은개발된프로그램의구조이다. 로봇에연결된서버와 TCP/IP 로통신하며로봇의각축의데이터를받아서로봇의움직임을화면에서보여준다. 궤적의교시를시작하면로봇의말단을따라궤적이화면에표시되면서동시에생성된다. 생성된궤적을저장하여불러냄으로편집및새로운궤적의생성이가능하다. Fg. 는본프로그램의기본화면이고, Fg. 3 은궤적편집창이다. 화면의기준좌표는로봇의첫번째축의바닥면을원점으로하고있다. Table D-H Parameter of Robot θ ( ) d (m) a (m) α ( ) θ θ θ θ θ θ Fg. Data structure and Classes Fg. HRI(Human Robot Interacton) Program ntal state 4.. Software 소프트웨어개발환경은 Mcrosoft Vsual Studo, 프로그래밍언어는 C++ 을사용하였다. 그래픽라이브러리로 OpenGL 과 Chart Drector 를사용하였고기구학과및관련된연산을위해 ROBOOP, 6 NEWMAT 7 라이브러리를사용하였다. 본소프트웨어는데이터구조를 3 개의계층으로설계하였다. 최하위계층은샘플링시간과그에해당하는관절정보및작업정보를저장하고있고, 그상위계층인 RobotDataStorage 에서작업의전영역에해당하는샘플링시간과관절정보및 Fg. HRI Program Fg. 3 The Interface for trajectory edtng

한국정밀공학회지제 3 권 호 pp. 96-4 January 3 / 3 4. 편집도구를활용한재생산시뮬레이션의진행은다음과같다. 원형궤적과직사각형의궤적을직접교시하여얻은교시데이터중필요한부분만을잘라낸후, 평면화한뒤에원형궤적은원호화를직사각형궤적은직선화를거쳐서작업대상과비교하여오차를측정한다.

8 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 3 4. 편집도구를활용한재생산시뮬레이션의진행은다음과같다. 원형궤적과직사각형의궤적을직접교시하여얻은교시데이터중필요한부분만을잘라낸후, 평면화한뒤에원형궤적은원호화를직사각형궤적은직선화를거쳐서작업대상과비교하여오차를측정한다. 궤적의편집은생성된궤적위의필요한점을선택하여각점의좌표값을불러와 3 장의알고리듬을적용하는방식이다. 기준형상은 Fg. 4 와같다. B(393., -., 77.), C(39.9, 38.5, 769.7), D(377.3, 37., 769.7) 로표기하고교시궤적과편집궤적의각선분 AB, BC, CD, DA 의직선과궤적의오차의크기를구하여교시궤적과편집궤적을비교하였다 (Fg. 7). 원형궤적은중심을 M(385.5,.5, 769.) 으로표기하고중심으로부터궤적까지의거리의값과비교하여오차를구하고교시궤적과편집궤적을비교하였다 (Fg. 8). Wdth: 5 mm Heght: 5 mm Radus: mm Fg. 4 Target object Fg. 7 Comparson graphs (rectangular) 직접교시로생성된 raw data 는 Fg. 5 와같다. Fg. 8 Comparson graphs (crcular) Fg. 5 Trajectory raw data 아래 Fg. 6 은기본알고리듬에서언급한 Cut 기능을사용하여필요한부분만잘라낸뒤, 최소자승법을이용한평면화를거쳐, 직사각형궤적은직선화알고리듬을적용하고, 원형궤적은원호화알고리듬을적용하여편집한궤적이다. Fg. 7 에서보면직사각형궤적교시시에오차의최대값은.46 mm 이고, Fg. 8 에서보면원형궤적교시시에오차의최대값은 8.9 mm 이다. 궤적편집의결과원하는평면으로의투영과직선화및원호화가이루어진것을확인할수있다. 이러한결과로작업하고자하는형상이명확하다면, 고정밀의작업이아닌정밀도가낮은단순작업에서는 CAD/CAM 데이터나프로그래밍을사용하지않고직접교시로간단히궤적을생성하고편집함으로작업의효율을높일수있다는것을확인하였다. 5. 결론 Fg. 6 Edt trajectory data 편집전후의수치적해석을위해직사각형궤적의꼭지점을 Fg. 6 과같이 A(377.7, -., 77.), 본연구에서는 CAD 정보를이용하지않고, 사람의직접교시를통하여얻어진궤적정보를관리하고이를편집하여새로운작업정보를생성하는기술을개발하였다. 또한개발된알고리듬을 6 축로봇에적용하여프로그래밍지식이없이새로운

9 한국정밀공학회지제 3 권 호 pp January 3 / 4 작업정보를생성할수있다는것과고정밀도를요구하지않는경우직접교시로생성된궤적을사용자의의도대로편집할수있음을확인하였다. 이기술은고정밀도를요구하지않는단순작업시직접교시를활용하면, 전문인력이아닌사용자가직관적으로로봇을움직여궤적을교시하고, 교시된궤적을쉽고효율적으로저장과편집을가능하게해줄것이라생각된다. 전문인력이없는중소기업에서는산업용로봇을좀더쉽게활용할수있도록도움을줄것이다. 본프로그램은고정밀도의작업을하기에는한계가있으며이한계를극복하기위해보다쉬운작업이가능하도록직관적인 UI 구성과더자유로운편집방법의개발이필요하며, 교시력과작업력의반영이필요하다. 또, 궤적의편집기능을사용할때순기구학 - 역기구학연산을많이수행하므로관절이많은로봇경우에는처리속도와정밀도의조절이필요하며정교한작업을위한고속알고리듬의개발이필요하다. 후기 본연구는광운대학교 년도교내학술연구비지원에의해연구되었음. 참고문헌. Mnstry of Knowledge Economy, Government-wde, draw the next years the bg pcture of the robot,.. Sul, I. H., Recent research trends on ndustral robot programmng, KOSEN Expert Revew,. 3. Park, D. I., Kyung, J. H., and Jung, K. J., Humanrobot cooperaton technologes research trends, Machnery and Materals, Vol., No. 4, pp ,. 4. Park, J. S., J, S. H., Nam, K. T., Lee, S. M., Lee, S. J., and Lm, M. T., Pattern-based Path Plannng Algorthm for Human-Robot Cooperaton, Proc. of KSPE Autumn Conference, pp ,. 5. Park, C. H., Kyung, J. H., Park, D. I., Park, K. T., Km, D. H., and Gweon, D. G., Drect Teachng Algorthm for a Manpulator n a Constrant Condton usng the Teachng Force Shapng Method, Advanced Robotcs, Vol. 4, pp ,. 6. KUKA Korea, Deburrng solves the robot, Monthly Tools Journal, pp ,. 7. Song, M. S., Lee, S. H., L, C. J., Km, D. H., and Han, C. S., Drect Teachng and Playback Algorthm of Robot Manpulator, Proc. of KSPE Sprng Conference, pp ,. 8. L, C. J., Park, C. H., Kyung, J. H., and Chung, G. J., Moton control of the drect-teachng robot at teachng pont usng trajectory plannng algorthm, Proc. of KSPE Sprng Conference, pp. 3-3,. 9. Asada, H. and Asar, Y., The Drect Teachng of Tool Manpulaton Sklls Va the Impedance Identfcaton Sklls, Proc. of IEEE Internatonal Conference, Vol., pp. 4-9, Kushda, D., Nakamura, M., Goto, S., and Kyura, N., Human Drect Teachng of ndustral artculated robot arms based on force-free control, Artfcal Lfe and Robotcs, Vol. 5, pp. 6-3,.. Meyer, C., Intutve programmng of ndustral robots, Internatonal Symposum on Robotcs, pp , 6.. Pres, J. N., Robot-by-voce: Experments on commandng an ndustral robot usng human voce, Industral Robot, An Internatonal Journal, Emerald Group Publshng Lmted, Vol. 3, No. 6, pp. 55-5, Schraft, R. D., Powermate - A safe and ntutve robot assstant for handlng and assembly tasks, Proc. of IEEE Int. Conf. n Robotcs & Automaton, pp , Hrznger, G., Cartesan mpedance control for torque controlled lght-weght robots, Proc. of IEEE Int. Conf. on Robotcs & Automaton, pp ,. 5. Pholsr, C., Extended generalzed mpedance control for redundant manpulators, Proc. of 4nd IEEE Int. Conf. on Decson and Control, pp. 55-6, Gourdeau, R., Object orented programmng for robotc manpulators smulaton, IEEE Robotcs and Automaton Magazne, Vol. 4, No. 3, pp. -9, Daves, R., New mat, nm_ntro.htm

Microsoft PowerPoint - ch02-1.ppt

Microsoft PowerPoint - ch02-1.ppt 2. Coodinte Sstems nd Tnsfomtion 20 20 2.2 Ctesin Coodintes (,, ) () (b) Figue 1.1 () Unit vectos,, nd, (b) components of long,, nd. 직각좌표계에서각변수 (,, ) 들의범위 < < < < < < (2.1) 직각좌표계에서임의의벡터 는,, 가그림 1.1 에서와같이,,