산업용 로봇팔 조종하는 스마트 마우스 개발

2019.10.15 12:00
도현민 한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 책임연구원 연구팀은 산업용 로봇팔에 부착해 사람이 원하는 방향으로 로봇을 조작하는 장치를 개발했다. 사진은 이달 9일 열린 ′2019 로보월드′에 전시된 장치의 모습이다. 로봇 팔 끝에 달려있는 장치가 제어장치다. 한국기계연구원 제공
도현민 한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 책임연구원 연구팀은 산업용 로봇팔에 부착해 사람이 원하는 방향으로 로봇을 조작하는 장치를 개발했다. 사진은 이달 9일 열린 '2019 로보월드'에 전시된 장치의 모습이다. 로봇 팔 끝에 달려있는 장치가 제어장치다. 한국기계연구원 제공

산업용 로봇팔을 움직이게 하려면 버튼이 가득한 제어장치로 조작하거나 컴퓨터 프로그램을 활용해 제어해야 한다. 이를 대체해 로봇에 달아 버튼을 직관적으로 움직이기만 하면 사람이 원하는 방향으로 로봇팔을 쉽고 안전하게 조작할 수 있는 장치가 개발됐다.

 

도현민 한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 책임연구원 연구팀은 로봇에 직접 부착해 사람이 원하는 방향대로 로봇의 관절 축을 움직이거나 끝단 위치를 조정할 수 있는 스마트 교시(敎示) 장치를 개발했다고 이달 15일 밝혔다. 교시는 사람이 로봇에게 명령을 전달해 새로운 작업을 가르치거나 수행하도록 하는 기술이다.

 

교시 장치는 컴퓨터의 ‘마우스’ 역할을 한다. 로봇에 부착된 교시 장치를 손으로 잡고 조작하면 장치가 로봇팔 제어기와 통신하면서 로봇을 사람이 원하는대로 움직이게 해준다. 연구팀은 사람의 지시를 자유자재로 수행하기 위한 6자유도 마우스를 설계했다. 6자유도는 좌우 상하 앞뒤 방향으로 움직임과 함께 각 방향을 축으로 하는 회전 모두를 자유롭게 할 수 있는 경우를 일컫는다. 마우스는 아래로 버튼을 당기면 아래로 내려가고, 돌리면 돌리는 방향으로 회전하는 등 직관적으로 로봇을 조작하게끔 설계됐다.

 

도현민 한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 책임연구원 연구팀이 개발한 스마트 교시 장치로 로봇팔을 제어하는 모습이다. 한국기계연구원 제공

교시 장치는 마우스 역할을 하는 교시부와 충돌예측부로 구성됐다. 충돌예측부는 거리 측정 센서를 달아 사람의 조작 없이 로봇이 움직일 때 스스로 사람이나 사물과의 충돌을 예측할 수 있게 했다. 두 부분 모두 로봇팔에 붙였다 뗐다가 가능하도록 했다. 충돌예측부는 붙여서 활용하고 교시 작업을 할 때는 교시부를 충돌예측부에 붙여 쓰면 된다. 교시 장치의 무게는 500g 이하로 줄여 로봇팔 작동에 미치는 영향을 줄였다.

 

연구팀은 “이 기술을 적용하면 프로그래밍 언어에 익숙하지 않은 로봇 비전문가도 로봇 움직임을 쉽게 교시하는 것이 가능하다”고 설명했다. 지금까지는 로봇을 교시하기 위해서는 ‘티칭 펜던트’라 불리는 장치가 쓰였다. 로봇과 거리를 두고 버튼이나 다이얼을 조작해 움직임을 조정하는 장치다. 하지만 사용이 어렵고 직관적이지 않아 비전문가들이 이용하기 어려웠다.

 

도 책임연구원은 “스마트 교시 장치는 산업용 로봇의 직관적인 교시가 가능하도록 사용자 친화적으로 개발한 장치”라며 “생산현장에서 로봇 비전문가인 작업자들도 로봇의 움직임을 쉽게 제어할 수 있어 공정 변화에 빠르게 대응하고 생산효율을 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

 

스마트 교시 장비는 제어부와 충돌예측부로 구성됐다. 충돌예측부는 거리 측정을 통해 로봇이 움직이는 도중 충돌이 예측되면 로봇의 속도를 조절해 충돌을 피한다. 한국기계연구원 제공

 

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