기계연, 산업용 로봇팔 조작 더 쉽고 안전한 '스마트 교시장치' 개발

작업자와 충돌 예방 기능 탑재로 안전성도 강화

한국기계연구원 로봇메카트로닉스연구실 도현민 박사 연구팀이 개발한 '충돌예측 직접교시 장치'가 로봇팔에 부착돼있다./사진제공=한국기계연구원

한국기계연구원 첨단생산장비연구본부 로봇메카트로닉스연구실 도현민 박사 연구팀은 로봇에 직접 부착해 사람이 원하는 방향대로 로봇의 관절 축을 움직이거나 끝단의 위치를 조정할 수 있는 스마트 교시(사람이 로봇에게 명령을 전달, 새로운 작업을 가르치거나 가능한 작업을 수행토록 하는 기술) 장치를 개발했다고 15일 밝혔다.

이 기술은 산업현장의 로봇팔 조작에 필요한 복잡한 장비와 전문가의 작업 단계를 단축시켜 쉽고 효율적인 작업이 가능하면서도 사람과 충돌을 예방하는 기능도 탑재, 스마트 팩토리 확대에도 기여할 것으로 기대된다.

연구팀이 개발한 이 장치는 로봇팔을 움직이는 '마우스'와 같다.

사용자가 로봇에 부착한 교시장치를 손으로 잡고 마우스처럼 조작하면 장치가 로봇팔 제어기와 통신하며 로봇을 원하는 대로 움직일 수 있다.

교시장치에 가해지는 사용자의 조작 의도를 정확하게 측정하고 이를 통신으로 로봇의 제어부에 전달하는 원리다.

연구팀은 사용자의 입력을 받기 위한 '6자유도' 마우스를 설계하고 필터링 알고리즘을 고안해 신호 혼선 없이 '6자유도'의 움직임을 정확하게 구현하는데 성공했다.

이 스마트 교시장치는 로봇에 상시 부착돼 로봇제어기와의 연결을 담당하며 거리 측정 센서를 내장, 로봇 동작 중에 충돌을 예측할 수 있다.


사용자의 조작 입력을 받고 로봇의 좌표계 변환 및 교시점 저장 등 로봇교시에 필요한 기능도 지녔다. 때문에 로봇에 부착해 사용자가 원하는 대로 직관적으로 움직일 수 있으며 공간이 협소할 경우 분리하여 무선으로 조정도 가능하다.

아울러 LED로 충돌 위험을 비롯한 로봇의 교시 및 재현 등 동작상황을 사용자에게 알릴 수 있도록 만들어 사용자 친화성을 높였다.

도현민 책임연구원은 "이 장치는 프로그래밍 언어에 익숙하지 않은 로봇 비전문가도 로봇의 움직임을 쉽게 교시할 수 있다" 며 "생산현장에서 로봇 비전문가인 작업자들도 로봇의 움직임을 쉽게 교시할 수 있어 공정 변화에 빠르게 대응하고 생산효율도 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.