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제안 방법
- SCARA 로봇 SM5의 정, 역기구학이 크게 어렵지 않으므로 개발된 프로그램에서는 수식을 풀어서 부함수(Subroutine)를 따로 작성하였다. 여기에 기존 로봇의 Link 길이 변화, 무게 변화에 대처할 수 있도록 각종 Parameter 설정도 사용자가 할 수 있도록 하는 기능도 첨가시켰다.
- 이 문제에 대해 개발된 프로그램은 비보존계 에 대한 Lagrange-Euler공식을 이용한 SCARA Robot의 동역학 방정식을 구했고, C++로 코딩하여 부함수화하였다. 구해진 동역학 방정식에는 로봇 매니퓰레이터를 구동하는 서보계인 DC 모터에 대한 운동방정식도 함께 고려하여 보다 실제 시스템에 가까운 모델링을 하고자 하였다.
- 그래픽을 이용한 시뮬레이터의 경우 가장 빈번히 사용되는 기능 중의 하나가 시각 위치 변경 기능 이므로 본 연구에서는 보다 편리하게 시각 위치를 변경할 수 있는 기능을 갖추었다.
- Roth는 다음의 5가지 요소들을 언급하였다 [2]. 물론 그 외 고려되어야 할 여러 가지 요소가 있겠지만, 일단 본 논문에서는 Bolles와 Roth가 언급한 다음의 5가지 요소에 집중하여 프로그램을 개발하였다.
- SCARA 로봇 SM5의 정, 역기구학이 크게 어렵지 않으므로 개발된 프로그램에서는 수식을 풀어서 부함수(Subroutine)를 따로 작성하였다. 여기에 기존 로봇의 Link 길이 변화, 무게 변화에 대처할 수 있도록 각종 Parameter 설정도 사용자가 할 수 있도록 하는 기능도 첨가시켰다.
- 윈도우95의 그래픽 사용자 인터페이스 환경을 이용한 사용자와 오프라인 프로그래밍 시스템의 인터페이스에 대하여 연구하였으며, 적절한 궤적 계획과 제어 방식 선택이 가능하도록 구성되어 있다
- 특히 본 시뮬레이터는 PC 에서 운용될 수 있도록 구축되고 있으므로 여기에 따른 문제점들을 해결해야만 한다. 은선 및 은면제거 기술이나 음영처리 기술은 PC에서 이용되기가 상당히 까다로우며, 시뮬레이터에 적용하기 위해서 기존의 알고리즘을 수정. 보완하여 적 용하였다 -.
- 이 문제에 대해 개발된 프로그램에서는 실리콘 그래픽스사에서 제공하는 그래픽 라이브러리인 OpenGL를 이용하여 3차원 모델링을 구성하였다. 이 라이브러리의 사용으로 인하여 상당한 속도의 향상이 가능했으며, 고정밀도 애니메이션 시 기존의 Windows용 GDKGraphic Device Interface) 에서 존재했던 약간의 깜박거림도 없앨 수 있었다[6],
- 이에 본 연구에서는 스카라형 로봇에 대한 3차원 그래픽시뮬레이터인 오프라인 프로그래밍 시스템을 현재 일반 PC의 OS인 윈노우 95버전으 로 개발하였다.
대상 데이터
- 전용 로봇 모델은 삼성 SCARA 로봇 SM5를 사용하며, 이 로봇에 대한 성기구흐}, 역기구학해 석을 프로그램에 이식하였으며, 로봇의 농역학을 모델링하여 프로그램에서 모의실험이 가능하게 하였다.
데이터처리
- 이 문제에 대해 개발된 프로그램은 비보존계 에 대한 Lagrange-Euler공식을 이용한 SCARA Robot의 동역학 방정식을 구했고, C++로 코딩하여 부함수화하였다. 구해진 동역학 방정식에는 로봇 매니퓰레이터를 구동하는 서보계인 DC 모터에 대한 운동방정식도 함께 고려하여 보다 실제 시스템에 가까운 모델링을 하고자 하였다.
이론/모형
- 은선 및 은면의 제거를 위하여 스켄라인 z-버 퍼 방식을 채택하였고 개인용 컴퓨터상에서 구현이 가능하게 하였다.
- 음영 처 리 알고리즘으로는 Phong 음영처리 방식을 사용하였는데 이 방법은 면의 법선 벡터를 이용하여 면의 밝기를 계산하는 방식으로 우수한 음영처리 결과를 보여준다.
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