초음파 센서를 이용한 이동형 협업 로봇의 작업 정확도 보정 시스템 구현
Implementation of a Work Accuracy Compensation System for a Mobile Collaborative Robot Using Ultrasonic Sensors
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초록
자동화 설비를 갖춘 제조 현장에서는 생산 효율성 증대와 비용 절감을 위해 협동 로봇과 무인운반차의 도입이 증가하고 있다. 특히 무인 운반차 위에 협동 로봇을 탑재한 이동형 작업 시스템이 주목을 받고 있으나, 무인 운반차의 주행 및 정지 과정에서 발생하는 위치 오차로 인해 협동로봇의 작업 정확도가 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 위치 오차를 보정하기 위해 비전 카메라 등 다양한 센서가 활용되고 있으나, 조명 조건 등 환경에 민감하고 초기 설치에 많은 비용이소모되기 때문에 소규모 제조 업체에서 도입하기 어려움이 존재한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 무인 운반차에 저가의 초음파 센서를 설치하여 정지 위치에 대한 오차를 측정하고, 협동 로봇의 자세를 보정하는 시스템을 제안한다. 측정 값을 기반으로 발생된 각도와 거리오차를 분석하고, 로봇 컨트롤러와 데이터 송수신을 통해 협동 로봇이 작업 위치를 보정하면서작업 시 발생하는 위치 편차를 줄였다. 제안 모델은 오차를 보정하기 위한 시스템을 단순화하여초기 투자 비용을 감소시키고, 무인 운반차를 활용한 이동형 협동 로봇 시스템의 실용성을 향상하는데 기여할 것으로 기대된다.
Abstract
In manufacturing environments equipped with automated systems, the adoption of collaborative robots and automated guided vehicles (AGVs) is increasing to enhance production efficiency and reduce costs. In particular, mobile work systems, where a collaborative robot is mounted on an AGV, are gaining attention. However, position errors occurring during the driving and stopping phases of the AGV reduce the work accuracy of the collaborative robot. To compensate for these position errors, vision cameras and other types of sensors are commonly used. However, these systems are often sensitive to environmental factors such as lighting conditions and require significant initial installation costs, making them difficult to adopt in small- and medium-sized manufacturing facilities. To address this issue, this study proposes a system that compensates for positional deviations using low-cost ultrasonic sensors installed on the AGV. By analyzing the distance and angle errors derived from the sensor measurements, the system communicates with the robot controller to apply correction values, thereby reducing positional deviations during operation. The proposed model simplifies the error compensation process, reduces initial investment costs, and is expected to improve the practicality and applicability of mobile collaborative robot systems utilizing AGVs.