Analysis of singularity and redundancy control for robot-positioner system

로봇과 포지셔너 시스템의 특이성 분석과 여유 자유도 제어

Recently industrial robots together with positioners are often used to enhance the system performance for arc welding. In this paper, a redundancy control method is proposed to the robot-positioner system with seven degrees of freedom, where one kinematic modelling technique is employed. Also, manipulability in the given cutting plane of the workspace. An algorithm maximizing the manipulability is applied to the robot and the positioner and the simulation results are shown for the task following a linear path.

본 연구에서는 실제 산업현장에서 이용되고 있는 5자유도의 수직 다관절형 로 봇과 2자유도의 포지셔너를 하나의 기구학적 모델로 모델링하여 기구학적 해석을 하고 이때 발생하는 여유자유도제어 및 그 타당성을 검토하고자 한다. 이를 위하여 먼저 역기구학적 해를 여유자유도인 포지셔너의 틸팅(tilting) 관절각을 고정한 후 6자유도 의 로봇으로 모델링하여 해석적으로 구하는 방법을 제시하고, Jacobian행렬을 통해 특 이상태를 분석하고자 한다. 또한 여유자유도가 특이성회피를 목적으로 하는 R-P 시 스템의 작업성능에 어떠한 영향을 미치는가를 알기 위해 역기구학적 해로부터 구한 각 관절각을 Jacobian 행렬을 이용하는 조작성지수식에 대입하여 조작성지수를 얻고, 이 조작성지수의 등고선그래프로부터 높은 작업성능을 갖는 여유자유도 각을 구하고자 한 다. 아울러, 주작업 및 특이성회피를 목적으로 하는 부작업을 만족시키는 여유자유 도 제어방법의 경우에 높은 작업성능을 갖는 방향으로 관절각이 변화하는지를 역기구 학적 해만을 이용한 경우와 비교 검토하고자 한다.