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혼재된 작업물 환경에서 파이프 파지를 위한 내·외부 그립 선택 방식 개발
김근환(H. Kim),정병진(B. J. Jung),김태근(T. K. Kim),송하준(H. J. Song),황정훈(J. H. Hwang) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
제조, 물류산업에서 물품의 생산 및 패키징 등의 공정에 로봇을 활용하여 자동화하려는 노력이 이루어지고 있으며 로봇의 단순 자동화를 넘어 비전 센서 및 인공지능 기술을 적용하여 로봇이 작업을 능동적으로 수행하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 소형 파이프의 분류 및 패키징 과정에서 파이프의 형태를 인식하여 파지 방법을 달리 적용하여 작업을 진행하고자 한다. 제조 환경은 다양한 규격의 파이프가 혼재된 환경, 파이프가 조밀하게 정렬되어 있는 환경, 파이프가 여러 자세로 놓여있는 환경 등 공정의 차이가 존재한다. 파이프는 일반적으로 속이 빈 원기둥 형태의 관의 일종이다. 본 연구에서는 그리퍼가 장착된 협동 로봇을 사용하여 파지 및 이송이 가능한, 상대적으로 길이가 짧은 형태의 파이프를 파지 대상물로 하였다. 그리퍼는 쥠형 그리퍼 중 하나인 2 지형 그리퍼가 사용되었다. 파이프는 속이 빈 형태이므로 외부 그립과 내부 그립이 선택적으로 사용될 수 있다. 그리퍼가 닫는 힘으로 물체를 쥐는 가장 보편적인 방식인 외부 그립은 물체 주변에 여유 공간이 필요하여, 파이프가 조밀하게 정렬되어 있는 환경에서는 적용이 어렵다. 반면, 여는 힘으로 물체를 쥐게 되는 내부 그립은 내부가 뚫린 파이프에 적용이 가능하여 파이프가 조밀하게 정렬되어 있는 환경에 적합하다. 하지만, 내부 그립은 그리워가 파이프 내부에 일정 깊이 들어가야 하므로 파이프가 누워 있는 경우에는 적용이 어렵다. 본 연구에서는, 파지물인 파이프가 혼재된 환경에서 그리퍼 손목에 장착된 카메라 센서가 작업 환경을 실시간으로 인식하고 파이프의 자세를 파악하여 그리퍼가 그립 방식을 선택하여 작업을 수행한다.
유연힌지 다중지지 구조를 활용한 힘 센싱 그리퍼 툴팁 개발
최재욱(J. W. Choi),정병진(B. J. Jung),김태근(T. K. Kim),송하준(H. J. Song),전세웅(S. W. Jun),김근환(K. H. Kim),황정훈(J. H. Hwang),신동인(D. I. Shin) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
최근 각광받는 인공지능 및 ICT 기술에 기반하여 산출된 높은 수준의 작업 계획을 실제로 로봇이 수행하기 위해서는 작업물의 정교한 조작이 가능한 그리퍼의 개발이 필수적이다. 특히, 유연물 핸들링 및 파지력 제어 등의 작업을 수행하기 위해서는 파지 대상물과 그리퍼 사이의 파지력을 측정하는 기능을 가지는 로봇 그리퍼가 필수적으로 요구된다. 이러한 요구에 대응하기 위하여 파지력 측정이 가능한 그리퍼 및 그리퍼 툴팁에 대한 연구가 이루어지고 있다. 접촉력 센싱 기능을 가지는 그리퍼로 여러 가지 형태 및 강성을 가지는 작업물을 파지하고 조작하는 작업을 수행하기 위해서는 접촉점의 위치가 달라져도 일관적인 힘 센싱 특성을 유지하는 기능이 필요하다. 본 연구에서는 유연힌지 다중지지 구조 기반의 힘 센싱 구조체를 활용한, 작업물 종류 및 형상에 의하여 접촉 지점이 달라져도 동일한 힘 센싱 특성을 가지는 그리퍼 툴팁을 제안한다. 해당 구조는 방향에 따라 다른 강성을 가지며 이러한 특성에 의하여, 접촉 위치에 따라 달라지는 모멘트 힘에 의한 변형을 최소화하고 접촉면에 수직한 힘 성분에 의한 변형만을 변위 센서에 전달하도록 설계되었다. 제안된 힘 센싱 툴팁은 서로 다른 접촉 지점에 대한 힘 센싱 특성 변화를 측정하는 실험을 통하여 평가된다.