오잉코딩

로봇이 움직인다는 것은 결국 각 조인트 각도를 움직이는 것입니다. 조인트 동작이 어떻게 제어되는지 살펴보겠습니다. 모터제어 모터는 전기적 에너지를 운동 에너지로 변환시키는데, 이 결과 빠른 회전 속도를 얻을 수 있습니다. 모터의 회전 운동은 로봇 동작의 핵심이라 할 수 있으며, 실제로 각 조인트는 한 개 혹은 그 이상의 모터가 장착되어 있습니다. 특히, 전통적인 산업용 로봇은 모터가 밖으로 드러나 있습니다. 모터를 제어하기 위해서 엔코더라는 센서를 사용하여 모터의 현재 각도를 파악합니다. 엔코너의 성능은 분해능(Resolution)을 통해 결정되는데, 이는 얼마나 정밀하게 모터 각도를 측정하는지에 대한 사양입니다. 엔코더는 센싱 방식에 따라 optical encoder와 magnetic encoder로 ..

힘은 질량과 가속도의 곱이라고 알고 있습니다. 물체가 이동하기 위해서는 속도가 있기 마련이고, 정지한 상태에서 어떤 속도에 이른다는 것은 속도가 바뀐다는 이야기, 즉 가속도가 발생한다는 것을 의미합니다. 질량과 위치, 속도, 가속도, 힘 등 움직임과 관련된 물리적 속성은 동역학(Dynamics)을 통해 분석할 수 있습니다. 로봇은 질량이 있고 움직임이 있기 때문에, 동역학 계산을 통해 각 모터에서 필요한 토크를 계산하고, 사람 혹은 외부 물체와의 충돌 여부를 검지할 수 있기 때문에, 동역학은 중요합니다. 엔드이펙터에 걸리는 힘 우선, 로봇의 엔드이펙터에 걸리는 힘과 토크를 게산할 수 있습니다. 산업용 로봇에서 엔드이펙터의 힘을 계산하기 위해 일반적으로 사용되는 방법은 두 가지 있습니다. 첫 번째로는 각 ..

빠른 속도와 높은 정밀도, 그리고 넓은 이동범위까지, 다양한 장점을 자랑하는 로봇팔에도 약점이 한 가지 있습니다. 이 약점은 바로 특이점입니다. 특이점이란? 특이점은 쉽게 말하자면, 로봇이 불편해하는 포즈라고 할 수 있습니다. 작업영역 내에서 로봇의 엔드이펙터는 거의 모든 위치에 도달할 수 있습니다. 하지만, 모든 위치에서 모든 자세를 표현할 수 있는 것은 아닙니다. 극단적인 예로, 로봇팔을 수직으로 쭉 뻗어 작업 영역의 경계에 위치할 때, 엔드이펙터가 밖을 향하는 자세는 가능하지만 안쪽을 향하는 자세는 취하기 힘듭니다. 특정 위치에서 어떤 자세를 취하지 어려운 경우, 소위, 각이 안 나온다 싶을 때, 로봇이 특이점 근처에 있을 가능성이 큽니다. 기구학 관점에서 보면, 직교 공간의 어떤 위치 자세에 대해..

로봇에는 조인트 공간과 직선 공간이 있습니다. 동일한 포즈에 대해서 각각의 공간은 서로 다른 방식으로 표현하기 때문에, 두 공간 사이에서 좌표를 변환하는 계산이 필요하고, 이를 기구학(Kinematics)라고 합니다. 정기구학(Forward kinematics) 로봇의 각 조인트는 특정한 각도를 갖고 있는데, 현재의 조인트 각도는 각 조인트의 엔코더 센서에 의해 알 수 있습니다. 조인트 공간의 각도는 직접적으로 확인 가능합니다. 로봇의 또 다른 중요한 공간인 직선 공간에서의 현재 좌표 또한 알고 싶을 때, 로봇 팔의 경우, 직선 공간 상에서 우리가 관심있는 정보는 끝단의 엔드이펙터(end-effector)의 위치와 자세입니다. 우리가 알고 있는 조인트 공간의 각도 값으로부터 직선 공간의 엔드이펙터 위치와..

산업용 로봇의 움직임에서 목표 위치와 이동 경로가 매우 중요합니다. 여기서, 로봇의 이동 경로는 어떤 공간에서 이동하느냐에 따라 나뉠 수 있는데, 로봇팔을 포함한 산업용 로봇의 경우 일반적으로 두 가지 공간(Two different space)이 있습니다. 조인트 공간(Joint space) 로봇팔은 링크와 조인트로 구성되어 있고, 조인트 각도에 따라 특정한 포즈(Pose)를 취합니다. 그리고, 모터에 의해 조인트 각도를 제어합니다. 결국, 제어기를 통해 직접적으로 구동할 수 있는 부분은 조인트 각도(Joint angle)입니다. 로봇은 목표 위치를 향해 이동할 때, 각각의 위치는 특정한 조인트 각도를 갖습니다. 즉, 목표 위치 마다 목표 조인트 각도가 정해져 있습니다. 로봇을 이동시킬 때, 가장 직접적..

산업용 로봇은 어떻게 움직일까? 산업용 로봇의 움직임을 모션(Motion)이라 하는데, 로봇 모션에서 가장 중요한 두 가지가 있습니다. 어디로 가야 하는가. 먼저, 목표 위치(Target position)가 중요합니다. 도달해야 할 위치를 프로그램에 기록해놓고 로봇은 그 위치를 향해 반복적으로 동작합니다. 위치는 산업용 로봇에서 가장 기본적이며 중요한 제어입력입니다. 산업용 로봇은 기본적으로 위치 제어(Position control)를 한다고 봅니다. 어떻게 가야 하는가. 다음으로, 목표 위치로 이동하는 경로(Trajectory)가 중요합니다. 로봇은 직선으로 움직일 수도 있고, 곡선으로 움직일 수도 있습니다. 일반적으로 로봇의 이동 경로는 참조하는 공간에 따라 달라집니다. 산업용 로봇이 어떻게 움직일지..