2022. 1. 19. 15:47ㆍ기타 활동
2022.1.17~2021.1.18 학교에서 운영하는 로봇암 워크샵에 참여하였다. 툴을 쓰는것에 생각의 방식을 넓힐 수 있는 좋은 경험이였다고 생각한다. 이번 워크샵 이전에는 로봇암이 있으면 원하는대로 편하게 3D적인 입체적인 모델을 구현 할 수 있겠다고 생각 하였다. 하지만 이러한 생각은 와장창...... 물로 3d 모델을 로봇암으로 빠르고 편하게 만들 수는 있다 하지만 작동에 대해 숙지의 필요성과 모델링 시뮬레이션과 실제의 차이등등 생각보다 많은 제한적인 조건이 뒤따른다고 생각 되었다.
BAT에서 교육을 진행해 주셨다.
비에이티 | B.A.T Partners Inc.
산업용 로봇을 활용한 소재 적층/절삭/절단 등 디지털 패브리케이션 기법을 기반으로, 제조/건설/건축/.디자인/예술 등 다양한 분야에 적용 가능한 맞춤형 제작 솔루션을 제공합니다.
b-at.kr
1일차는 로봇암과 활용에 대한 간단한 소개와 Robot studio/ GERTY 두개의 로봇암 관련 툴 사용방법, 로봇암을 활용한 드로잉에 대해 배웠다.
2일차에는 로봇암을 활용해 스티로폼을 열선으로 커팅해봄으로써 3d 움직임에 대해 익혀 보았다.
이번에 배운 로봇암은 6축 으로 이루어져 있었다. 로봇암의 각 축과 좌표시스템에 대한 이해도가 로봇암을 동작 시키는데 매우 중요하다고 느꼈다.
또한 로봇암에 어떤 툴을 부착하고 어떠한 도구로 사용될지에 따라서 무척 다양한 프로젝트를 만들 수 있다고 생각했다. 3d 프린팅, CNC, 조적 프로젝트등 로봇팔이 움직일 수 있는 범위 안에서 무궁무진하게 활용할 수 있다는게 매우 큰 장점인 것 같다.
Robot Studio
Robot Studio 툴은 실제 로봇암을 그대로 모니터 속으로 가져온 것이라고 생각하면 된다. 이 툴에서 가장 신기했던것은 로봇암을 조종하는 태플릿의 UI를 그대로 가져와서 나중에 실제로 구동했을때 혼란이 거의 없이 태블렛으로 조종이 가능했다는 점이다.
태블릿의 pp to main 을 이용해서 시뮬레이션을 돌려도 되지만, simulation 의 play를 이용하여 시뮬레이션을 돌릴 수도 있다. 실제 로봇암의 움직임을 그대로 보여주기 때문에 에러나 결함등을 확인 가능하다.
+empty - simulation-모델명- link- export하면 로봇암 모델 CAD 파일로 내보내기 가능
ABB홈페이지에서 다운가능
GERTY
robot studio는 로봇암 구동과 시뮬레이션을 시킬 수 있는 도구이지만, 복잡한 과정을 시뮬레이션 시키기 위해서는 직접 코드를 쓰거나 수동적으로 일일히 조정 해야하기 때문에 진입 장벽이 크다.
GERTY는 BAT 회사가 만든 grasshopper 플러그인으로 라이노와 grasshopper를 다룰 수 있다면 plan들의 지정으로 로봇암의 복잡한 시뮬레이션 과정을 구성 가능하다.
로봇암(회색)에 쓰고자 하는 툴(검은색)을 연결하여 사용한다. 툴은 기존제품을 사용하거나 3d 프린팅등으로 직접 만들어서 사용도 가능하다. 툴을 쓰게되면 반듯이 툴에대한 형태나 무게등에대한 정보를 Tool Data에 넣어 주는 작업을 해야한다.
GERTY로 쉽게 로봇암을 움직이는 방식은 툴의 좌표계(plan)을 주어, 주어진 plan의 순서대로 로봇암이 움직이게 하도록 하는 것이다. 위의 플러그인처럼 srf의 plan을 로봇이 움직여야 하는 절차대로 만들어 주어 Gerty core에 plan의 list를 넣으면 알아서 축들을 움직여 시뮬레이션 과정을 보여준다.
또한 시뮬레이션을 분석하여 Analysis Deconstructor을 이용해서 에러들을 뽑아낼 수 있다.
로봇암의 동작 에러는 크게 4가지로 나뉜다.
특이점 (singularity), 작업영역 벗어남 (out of reach) , 작업 각도 벗어남 (overangle), 배치(configuration)로 에러들을 표시해준다.
최종적으로 그래스호퍼상에서 에러 없이 시뮬레이션이 잘 돌아 가면 코드를 robot studio로 내보내어 다시 한번 시뮬레이션 시킨다음 실제 로봇암으로 구동해본다. 만에하나 그래스호퍼상은 문제 없지만 robotstudio상에서 문젝 생길 수도 있기 때문에 이작업을 해주는 것이 중요하다.
실제 로봇암 작동
로봇암 열선 커터를 이용해 스티로폼을 잘라보았다.
실제 로봇암을 작동시키는 방법은 robot simulation에서 했던 절차 그대로 하면 되기 때문에 큰 어려움은 없다. 하지만 디지털적인 환결과 물리적인 환경에서 오는 차이점이 실제 작동에서의 문제를 만든다.
영상처럼 툴이 스티로폼에 부딫히는는 일이 발생 하였다. 사실 이미 한번 스티로폼에 툴이 걸려서 다시 빼내느라 한쪽 모서리가 찌그러져? 있는 걸 볼수 있는데, 다시 한번 더 저런경우가 생겨난 것이다.
이런일이 일어난 이유는 아래와 같이 추측하였다.
1. 스티로폼규격이 모델링에 적용시켰던 규격과 달랐다.
2. 스티로폼의 위치가 모델링에 적용시켰던 위치와 달랐다.
3. 시뮬레이션 상에서 스티로폼과 툴이 부딫히는 경우가 있었지만 화면상이라 자세히 확인 못하고 넘어갔다.
결과적으로 로봇암의 작동 + 물리적인 힘을 활용하여 결과물이 만들어 졌고, 여러 문제가 생겨서 그런지 결과물은 시뮬레이션과 다르게 나타났다. ㅠㅠ
후기
이틀이라는 짧은 시간이였지만, 로봇암의 원리/ 시뮬레이션 과정/ 직접 사용까지 배우고 경험 할 수 있어서 좋았다.
이번에는 비롯 원하는 결과물을 만들지 못했지만 이번 경험으로 로봇암을 실제로 움직일때 어떠한 과정이 더 필요하고 정확해야 하는지에 대해 깨닳았고 다음 사용 때 큰 밑거름이 될 것 같다.
그리고 선생님께서 질문에 대해 매우 열심히 알려주시고, 오류에 대해 같이 생각해보고 해결할려고 해주셔서 매우 좋았다!!!
보완해야 겠다고 느낀점
1. 디자인의 방향
무턱대고 원하는 형태나 작업을 로봇암에게 요구하면 안된다고 느꼈다. 이번 워크샵에서 우리조는 우리가 원하는 형태를 먼저 만들고 로봇암이 오류가 안나게 형태를 수정하는 방식을 거쳤다. 하지만, 로봇암을 도구로써 제대로 사용하기 위해서는 형태 생성 시작 과정에서 로봇암의 작동원리와 시퀀스에 맞춰서 진행해야 할 것같다는 생각을 했다. 무작정 로봇암에만 국한되어 형태 생성을 해야한다가 아니라, 형태를 디자인 할 때 적어도 그런 것을 염두해 둬야 한다는 것이다.
2. 로봇암과 재료의 배치
재료를 배치할 때 바닥에 양면테이프를 붙이는 식이 아닌, 완전한 수평을 맞춰 줄 수 있는 밑판을 준비하는 것이 중요하다고 생각 하였다. 또한 재료으 위치를 정확하게 맞출 수 있도록 밑판을 형성하고 위치를 표시하는 것도 매우 중요하다.
3. AR의 활용
아무래도 시뮬레이션을 화면상으로만 돌리다 보니 실제 3d 물리환경과 차이점이 생길 수 밖에 없다. 이러한 차이점을 최소한으로 줄여 줄 수 있도록 AR을 적용 시키면 어떨까 라는 생각이 든다. 그렇다면 재료의 배치에 대해서도 더 정확해지고, 시뮬레이션 과정에서 어떤점이 물리환경에서 잘못되는지도 바로 알 수 있을 것이다.
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