[로봇소프트웨어] 역기구학(입체) 3link 직선구간 추종하기

[고구려태권V]

역 기구학(Inverse Kinematics) 응용.

작업 대상물이 입체공간에 직선형태로 있습니다.

arc용접 등의 사유로 대상물을 따라 로봇팔 끝이 정확히 추종을 할 필요가 생겼습니다.

3link 로봇으로 추종(follow)을 해 보겠습니다.

작업 대상물 좌표 g0(x, y, z) = (3, 4, 3),  gf(x, y, z) = (1, 3, 4)

로봇팔 길이  L1 = 1.5,   L2 = 3.5,   L3 = 2

제시된 좌표를 이용해 작업 대상물의 위치를 그래프에 표시했습니다.

x축에서 바라본 모습과, y축에서 바라본 모습 두 가지 그림입니다.

추종의 첫 단계는 대상물에 점을 찍는 겁니다. 필요한 정밀도에 따라 10개 100개 관계 없습니다. 여기서는 10개로 해 보겠습니다.

점을 찍는 다는 것의 의미는 목표 좌표를 정확히 추종(follow) 하는지 검증용으로 시각화 하는 것입니다.

이번에는 위에서 내려다 본 모습입니다.

추종이 정확히 되었습니다.

이번엔 각 점에 3link 로봇팔 끝이 정확히 위치 하도록 역기구학을 이용해link들을 배치하면 됩니다.

3link 이긴 하지만 첫번째 link는 z축에 평행(수직)으로 서 있기 때문에, 역기구학으로 관절각을 산출할 때는 L2, L3 두 개의 link만으로 계산하면 됩니다. 즉 2link 역기구학과 동일합니다.

출발점을 포함해 11개의 추종점이 있으니, 반복문을 11번 실행하면 됩니다.

로봇팔의 길이와 작업 대상물의 위치를 시각적으로 simulation해 보았을 때, 작업이 잘 될 것으로 보여집니다. link들을 그려줄 때는 정기구학을 이용해 그려줘야 합니다. 혹시라도 역기구학 계산에 착오가 있을 경우 팔 끝이 추종점에서 벗어나게 됩니다. 시각화가 중요한 사유이기도 합니다.

역기구학 계산이 잘 못 되었을 경우를 가정하고, 정기구학으로 로봇팔을 그려 보았습니다. 추종해야할 점에 로봇팔이 정확히 위치하지 못하는 모습을 볼 수 있습니다. 시각화로 발견한 오류를 수정해서, 실제 작업은 정확히 할 수 있게 됩니다.

용접중인 로봇

(이미지 출처 : 한화오션 ) https://www.hanwhaocean.com/pub/technology/technology0108_n08.do