로봇 오프라인 프로그램을 위한 로봇의 핀 캘리브레이션 및 관측성에 관한 연구

Abstract

로봇 OLP(Off-Line Programming)은 실제 로봇과 실제 작업장을 이용하지 아니하고, 컴퓨터상에 Model 된 로봇 및 작업장을 이용하여 로봇 작업 프로그램을 작성하는 것을 말한다.[3] 하지만, 컴퓨터로 작성한 로봇 작업 프로그램을 실제 로봇에 적용시키면 많은 위치 오차가 발생한다. 그 원인은 컴퓨터상에 모델된 로봇/작업장이 실제 로봇/작업장과 정확히 일치하지 않기 때문이다. 따라서, 컴퓨터상의 모델된 로봇/작업장을 실제와 일치하도록 하는 방법을 로봇 캘리브레이션(Calibration)이라 한다.[8] 본 연구의 목적은 고가의 장비 필요 없이 보다 손쉽게 로봇의 위치오차를 줄일 수 있는 캘리브레이션 방법 연구로서 로봇의 작업프로그램을 오프라인 프로그램 방법에 의하여 생성하는 경우 여러 장치들의 오차로 인하여 발생하는 절대위치오차를 실제 현장에 이미 존재하는 로봇, 로봇툴, 및 참조핀을 이용하여 캘리브레이션을 수행 하여 최소화 함으로써 보다 손 쉽고 간단한 캘리브레이션 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 본 연구에서는 첫 번째, 기존의 비접촉식 장비(Laser Tracker, Laser Vision Sensor) 의 측정을 통한 캘리브레이션 방법론[7,8] 을 바탕으로 접촉식 (기존의 핀을 이용) 캘리브레이션에 알맞게 적용할 수 있도록 수정 및 유도 하였으며 실험을 통해 그 타당성을 증명 하였다. 두 번째로는, 총 900 회의 핀 캘리브레이션을 수행하여, 관측성과 캘리브레이션 잔류 오차의 관계를 살펴보았으며, 또한 핀의 개수와 캘리브레이션 잔류 오차의 관계도 살펴보았다. 캘리브레이션 결과가 관측성(측정자세의 함수)이 높은 로봇자세에서 측정(티칭) 을 하게 되면 좋은 캘리브레이션 결과(낮은 잔류 오차)가 나오고 관측성이 낮은 로봇 자세에서 측정(티칭)을 하게 되면 나쁜 캘리브레이션 결과(큰 잔류 오차)가 나온다고 알려진바 있으나[4,5], 본 실험결과 관측성 뿐만 아니라 핀의 개수(측정 대상물의 개수)가 캘리브레이션 결과에 더 큰 영향을 끼친다는 사실을 밝혀냈다.