두산 로봇에서 제공하는 고급 제어기능인 힘 제어(Force Control) 기능은 힘의 방향과 목표값 설정 후, 설정한 힘과 평형이 될 때까지 균일한 힘을 유지하고 반발력이 커지면 뒤로 물러나는 기능입니다. 힘 제어 기능은 주로 폴리싱(Polishing)이나 디버링(Deburring) 등 로봇의 이동 방향과 상관 없이 일정한 힘을 필요로 하는 작업에 사용합니다.

이 과정에서는 힘 제어를 이용한 프로그래밍 방법에 대해 알아보겠습니다.

표면 조도가 중요한 폴리싱이나 작업물 모서리 부분의 버를 제거하는 디버링의 경우, 힘의 방향, 크기 및 공구 회전 속도가 중요합니다. 힘 제어 기능은 외력이 있을 경우에만 작동하며, 최소0.2 N의 민감도를 지니고 있어 정밀한 작업에 탁월합니다.

힘 제어 작동 조건의 세부 사항에 대해 알아보겠습니다.

1) 모드: 켜기/끄기 두 가지가 있습니다.

2) 힘: 각 축의 힘(Force) 값과 방향을 설정합니다. 만약 로봇의 이동 방향과 힘 제어 방향이 동일한 경우, 힘 제어 값이 우선 시 됩니다. 일정한 힘을 가하면서 힘 방향과 다른 방향으로의 이동 또한 제어가 가능합니다.

3) 상대모드: 힘 제어 명령의 정확도 향상을 위해 의도하지 않은 외력을 무효화 하는 기능입니다.

4) 시간 설정: 힘 제어를 바로 켜지 않고, 일정 시간이 지나면서 서서히 명령을 실행 시킬 수 있습니다.

※ 힘 제어는 순응 제어보다 반력으로 작용하는 힘의 값을 정확히 제어할 수 있습니다.

태스크 라이터의 힘 제어 명령을 이용하여 폴리싱 작업을 다음과 같이 만들었습니다. 힘 제어의 경우, 순응 제어와 함께 사용해야 합니다. 특정 방향으로 지속적인 힘을 가해 평행이 되도록 만들기 위해서는 위치의 오차를 허용하는 순응 제어 기능이 필요합니다.

1) 폴리싱 작업을 수행할 위치를 Define 명령어를 통해 지정합니다.

2) Move J를 이용하여 시작점으로 이동, Compliance와 Force 명령을 추가합니다. 순응 제어는 기본값으로 설정, 힘 제어 속성값에서 목표 방향은 Z축으로 목표 힘은 -10 N으로 입력합니다. BASE 기준 좌표이기 때문에 마이너스 힘을 입력합니다.

3) Repeat과 Move L을 이용하여 직선 모션을 4회 반복 수행하고 순응/힘 제어를 끄고 후퇴합니다.

※ 힘 제어는 순응 제어와 함께 일정한 힘을 가하면서 다른 방향으로도 힘을 유지하면서 이동할 수 있습니다. 또한 힘의 민감도가 최소 0.2 N까지 감지 할 수 있어 정밀한 작업에 유용하게 사용됩니다.

이번 과정에서는 두산 로봇에서 힘 제어 기능을 이용한 프로그래밍 방법을 알아봤습니다. 힘 제어는 설정한 힘과 방향 등에 의해 힘의 평형이 될 때까지 동작을 지속하는 기능입니다. 기어 조립뿐만 아니라 폴리싱, 디버링 등 일정한 힘을 가하는 작업에 쓰일 수 있습니다. 보다 자세한 내용은 참조 & 프로그래밍 매뉴얼을 참고하시기 바랍니다.

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