[로봇소프트웨어] 역기구학(입체) 3link 직선구간 여기에서 저기까지 용접해라(직접교시)

[고구려태권V]

로봇에 작업 지시는 관절각도를 알려주던지, 대상물의 좌표를 알려주던지, 숫자(digital)를 필요로 합니다.

그런데 로봇 팔끝을 끌어다가, ‘여기가 시작점이고 저기가 끝점이다’ 라고 지극히 analog적인 지시를 했습니다.

(이미지 출처 : robotico)  https://robotico.tistory.com/16

어떻게 하면 될까요?

아래와 같은 형태의 모델로 작업해 보겠습니다.

로봇팔 길이  L1 = 1.5,   L2 = 3.0,   L3 = 1.0

1단계. 관절각도 구하기

로봇팔의 관절에는 관절각을 측정할 수 있는 센서가 들어 있습니다.

사람이 직접교시 하느라 로봇팔 끝을 잡고 끌고 가는 동안에도 관절각은 계속 측정됩니다. 시작점과 끝점이라고 지정해 준 상태에서의 각 관절과 관절각은 확보됩니다.

확보된 관절각도 g0 (θ1, θ2, θ3) = (60, 20, 50)

                           gf (θ1, θ2, θ3) = (30, 10, 30)  가정

2단계. 정기구학으로 두 점의 좌표 구하기

확보된 관절각도를 이용해 정기구학으로 공간좌표를 구할 수 있습니다.

작업 대상물 좌표 g0 (x, y, z),  gf (x, y, z)

3단계. 두 점 사이의 직선경로 추종점 그리기

두 점 사이를 정확이 추종(follow)하려면 추종점들을 직선위에 찍어 줘야 함. 추종점의 개수는 작업 정밀도에 따라 선정. 여기서는 10개로 해 보겠습니다.

4단계. 역기구학으로 각 추종점에 해당하는 관절각 구하기

추종점에 팔 끝이 일치하도록  3개의 관절각  θ1, θ2, θ3를 계산.

시작점 포함해 11개이니 반복문 11번 수행.

5단계. 정기구학으로 link 3개의 자세 그리기(모의 동작)

11개 추종점을 정확히 추종하는지 그래프 그려보기.

실제 로봇으로 용접이나 spray 등 작업을 하기 이전에, 모의 동작을 해 볼수 있습니다. 작업자는 로봇이 경로를 정확히 추종하는지 사전 검증을 할 수 있습니다.

추종이 잘 되었음을 시각적으로 확인했습니다.

이제 로봇에게 실제 작업을 시켜도 되겠습니다.