The Development of a Flexible and Sensible Robot Wrist for Aseembly Process

유연하고 감지성있는 조립전용 로봇 손목 의 개발 에 대한 연구

In the assembling process by industrial robots, many difficulties stem from the fact that the assembly operation is impossible or the parts to be assembled can be damaged by reaction forces due to even little misalignment in part mating. In this paper a flexible and sensible robot wrist is developed to make possible the precision insertion operation. The flexibility of the developed wrist were evaluated both analytically and experimentally in actual insertion process. The results show that without the use of feedback control the wrist is capable of doing insertion operations with a small clearance at a low inserting force. For smaller clearance the assembly process was devised involving insertion force feedback and a control algorithm for this active accommodation was developed. The simulation results show that if the active feedback control is used the insertion action can be performed with much less force, as compared with a passive accommodation method.

본 연구에서는 Fig.1과 같은 조립용 손목을 개발하였는데, 유연성의 구조는 RCC의 원리를 이용하고, 감지성은 Hi-Thand에서 채택한 스트레인 게이지 방식을 적용 하였다. 이 조립용 손목의 성능실험은 조립될 부품간의 틈새율, 부품의 길이 그리고 오차의 크기에 따라 수행하였으며, 조립시 스트레인 게이지로부터 측정되는 반력들은 D.E.Whitney의 조립이론식을 적용하여 구한 이론치와 비교하여 보았다. 반력을 측정 하는 궁극적인 목적은 이 측정치를 이용하여 귀환제어함으로써 초기오차를 수정하는 것이기 때문에 귀환제어를 어떻게 하느냐에 따라 조립시 생기는 반력이나 조립시간이 달라진다. 따라서 귀환제어를 위한 제어 알고리즘을 개발하였고 조립시 발생하는 반 력을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 구해서 귀환제어 시키지 않을시 즉 수정적 방법에 의해서 조립할때에 발생하는 힘과를 비교 분석하였다.