3축 매니퓰레이터의 반력 추정을 통한 센서리스 힘 제어에 관한 연구

Abstract

국문 요약

매니퓰레이터는 산업현장에서 근골격계질환 예방, 위험 지역 작업, 작업의 정밀성, 반복성 등 여러 이유로 인간을 도와 많은 작업에 사용되고 있으며 최근에는 작업환경 무인화에 대한 수요가 증가하면서 이에 관한 연구도 진행되고 있다.

매니퓰레이터는 작업의 목적과 환경에 따라 여러 가지 형태로 제작이 될 수 있고 센서가 부착될 수 있다. 공작물의 가공을 위해 일정한 힘을 가해줘야 하는 경우 목표치에 알맞은 힘을 공작물에 지속해서 가할 수 있도록 매니퓰레이터를 제어해야 하며 이는 공작물에 가해지는 힘을 잘 측정해야 제어성능이 보장된다는 것을 뜻한다. 작업부인 엔드-이펙터에 힘 센서를 장착하게 된다면 어태치먼트와의 호환성, 충격, 진동으로 인한 파손, 배선 문제 등이 생길 수 있고, 조인트마다 토크 센서를 장착하는 것은 가격에 있어 단점을 가진다.

따라서 본 논문에서는 조인트 변위 센서만을 이용해서 작업부에 가해지는 반력을 추정하기 위한 기법에 관해 연구하고 각 조인트에 필요한 토크를 계산하고 제어하기 위한 제어기를 적절하게 선택해서 측정값 대비 추정 값을 이용한 제어의 성능을 비교하고 활용 가능성에 대해 검토해보고자 한다.