초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 케이블/와이어 커넥터의 대략적인 위치 정보만을 이용하고 그리퍼 접촉부의 움직임을 통해 케이블/와이어 커넥터의 조립에 적합한 파지를 할 수 있는 슬라이딩 표면을 갖는 그리퍼를 개발하고, 이를 응용한 저자유도 및 고정밀도 성능을 만족하는 케이블/와이어 커넥터 체결 조립공정과 조립전략 기술을 개발하고 통합하여 IT 기기의 대표적인 부품인 케이블/와이어 커넥터 조립 자동화기술을 개발하고자함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 케이블 커넥터 자세 및 위치 인식 : 영상으로 인식한 케이블 이미지에

□ 연구개요
본 연구에서는 케이블/와이어 커넥터의 대략적인 위치 정보만을 이용하고 그리퍼 접촉부의 움직임을 통해 케이블/와이어 커넥터의 조립에 적합한 파지를 할 수 있는 슬라이딩 표면을 갖는 그리퍼를 개발하고, 이를 응용한 저자유도 및 고정밀도 성능을 만족하는 케이블/와이어 커넥터 체결 조립공정과 조립전략 기술을 개발하고 통합하여 IT 기기의 대표적인 부품인 케이블/와이어 커넥터 조립 자동화기술을 개발하고자함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 케이블 커넥터 자세 및 위치 인식 : 영상으로 인식한 케이블 이미지에서 외곽선 검출 알고리즘을 이용해 케이블의 형태를 추정하고, 이 영역의 모멘트를 구해 필터링 한 후 Ramer-Douglas-Peucker 알고리즘을 적용해 커넥터부의 형태 및 위치를 검출 가능하도록 함. 또한 베이지안 이론을 이용해 확률적으로 케이블의 방향을 추정할 수 있도록 함. 관련 내용을 제 12회 한국로봇종합학술대회에서 발표함.
- 슬라이딩 표면 그리퍼 설계/제작 : 적은 자유도로도 케이블을 파지함과 동시에 이송 및 정렬 작업을 할 수 있는 구조의 그리퍼를 설계함. 벨트형, 나사형, 진동형의 세 가지 형태로 설계하였고, 실 제작을 통해 케이블 파지, 이송, 정렬이 잘 이루어 짐을 확인함. 관련 내용을 국내 학술대회, 특허, 국제 학술지에 제출함.
- 최소시간 파지 경로 계획/추종 제어 기법 연구 : 로봇의 동역학 매개 변수를 고려한 시간 최적화 모델을 수립함. 시간 최적화 문제를 볼록 최적화 문제(convex optimization problem)으로 변경하여 최적의 해를 구해 시뮬레이션 및 실험을 수행함.
- 슬라이딩 표면 그리퍼 파지 제어 연구 : 제작한 그리퍼를 이용해 안정적으로 파지력을 유지하며 슬라이딩을 구현하기에 적합한 수직 방향으로 누르는 힘을 측정함.
- Inserting 전략 연구 : 케이블 삽입에 필수적인 슬라이딩 및 푸싱 전략을 연구하여 그리퍼가 케이블을 효과적으로 파지할 수 있음.
- 힘 제어를 이용한 Inserting 기술 연구 : 커넥터의 위치에 따른 힘/토크 센서의 힘분포를 탐색한 후 프로빙 탐색 방법을 이용해 커넥터의 위치를 알아낸 후 삽입하는 전략을 세움.
- 시스템 통합 : 케이블 커넥터 인식 센서, 슬라이딩 표면 그리피, 및 로봇팔의 전체 시스템 통합을 수행함.

□ 연구개발결과의 중요성
인간손 형태의 복잡한 로봇손을 이용한 조작 기술 이외에 단순한 형태의 그리퍼에 추가적인 자유도를 활용한 조작 기술 분야 확대
- 기구 설계, 센서 통합, 메카트로닉스 시스템 설계 및 시스템 통합, 최소 시간 경로법 개발, 힘센서를 이용한 조립 제어 개발, 파지 계획을 위한 물체 3차원 인식 등 로봇 분야의 전반적인 연구 주제에 대한 기초 연구 및 응용 연구 진행으로 인한 로봇학문 발전
- 인력에 의존하던 기존의 케이블 조립의 자동화를 달성할 수 있음.
- 제안하는 inserting 조립 공정 기술은 촉각, 힘, 토크 등을 감지할 수 있는 센서, 납작하고 유연한 물체를 안정적으로 파지할 수 있는 그리퍼를 기반으로 정교한 힘/위치 제어를 수행하여 각 부품들을 조립할 수 있도록 하고, 작업의 신뢰성 향상을 통해 실제 조립공정에 투입할 수 있는 능력을 갖게 됨.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 케이블 커넥터 인식 연구 ... 5
• 나. 슬라이딩 표면 그리퍼 설계/제작 ... 6
• 다. 슬라이딩 표면 그리퍼를 위한 최소시간 파지 경로 계획/추종 제어 기법 연구 ... 10
• 라. 매니퓰레이터의 마찰 보상에 관한 연구 ... 11
• 마. 슬라이딩 표면 그리퍼 파지 제어 연구 ... 12
• 바. 슬라이딩 표면 그리퍼의 케이블 파지 인식 연구 ... 13
• 사. Inserting 전략 연구 ... 14
• 아. 힘 제어를 이용한 Inserting 기술 연구 ... 16
• 자. 하모닉 감속기 플렉스 스플라인 변형률을 이용한 외부 토크 측정 연구 ... 18
• 차. 시스템 통합 ... 19
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 20
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 41