[써보고서] 1시간 교육으로 로봇팔 정복..."쉽고 재밌네"

로봇은 거짓을 말하지 않는다. 정해둔 동작을 규칙에 맞게 입력하면 아무리 많은 작업이라도 정확히 기억하고 항상 동일하게 수행한다. 협동로봇도 마찬가지다. 얼핏 보기에는 로봇 관절과 주변 부품이 낯설게 느껴지지만, 원리만 알면 장난감처럼 쉽게 조작할 수 있다.

지디넷코리아는 지난 22일 경기도 판교에 위치한 유니버설로봇 코리아 교육센터에 방문해 ‘미디어 대상 협동로봇 트레이닝’에 참여했다. 전문지식이 없는 기자도 약 1시간 교육으로 협동로봇 원리와 기초적인 작동법을 익힐 수 있었다. 이날 교육은 유니버설로봇 e시리즈 협동로봇 'UR3e'로 진행됐다.

유니버설로봇 UR3e는 페이로드 3kg에 작업 반경 500mm를 갖춘 로봇팔이다. 모든 손목 관절이 360도 회전하며, 특히 끝 조인트는 무한대 회전이 가능하다. 높은 반복정밀도를 요하는 작업이나 가벼운 조립 작업에 강점을 갖고 있다.

■ 협동로봇과 첫 만남 “쉽고 재밌네”

UR 협동로봇은 공통적으로 로봇암과 컨트롤 박스(연결부), 티치 펜던트(조작부)로 이뤄졌다. 로봇암은 6개 회전 조인트를 지녔다. 컨트롤 박스에 주변 장치를 연결하고, 티치 펜던트로 작업 순서를 정해 실행하면 로봇암이 동작한다. 주변 장치는 로봇 손에 해당하는 ‘엔드이펙터’와 상황에 따라 센서나 컨베이어벨트가 포함된다. 엔드이펙터는 그리퍼나 드릴, 용접 장치 등 다양하게 응용할 수 있다.

이번 교육에서는 물체를 집을 수 있는 온로봇 사 그리퍼를 활용했다. 먼저 주변기기를 컨트롤 박스에 연결해 작업 환경을 구성하면 외적인 설정이 끝난다. 이 단계에는 도구 중심점을 확인하고 무게 중심과 유효 하중을 지정하는 과정이 포함된다.

다음은 로봇 동작을 정해서 그에 맞는 웨이포인트(위치 정보)를 학습시키면 된다. 관절을 일일이 조작할 필요는 없었다. ‘프리드라이브 모드’를 활용하면 직접 로봇을 당겨 원하는 웨이포인트를 쉽게 만들 수 있었다. 미세한 움직임은 티치 펜던트로도 수정이 가능했다.

티치 펜던트 상단부 버튼을 누른 채 프리드라이브 모드를 사용하면 로봇을 직접 손으로 조작할 수 있다. (사진=지디넷코리아)

로봇 프로그램을 만드는 과정은 컴퓨터 프로그래밍과 유사했다. 이동 명령에 단순히 위치 정보만 여러 개를 연달아 입력하고 실행하면, 로봇은 지정한 위치들을 순서대로 반복해 움직인다. 그 사이에 필요한 대기 작업이나 센서 인식, 엔드이펙터 조작(그리퍼 여닫기) 등 과정을 더할 수 있다.

간단한 프로그램은 단 몇 분이면 만들 수 있었다. 로봇이 컨베이어벨트 끝에 도착한 물건을 집어 들어 다시 처음 단계에 놓는 프로그램을 짜봤다. 특정 포인트로 로봇이 움직이고, 센서가 물체를 인식하면 물체를 잡고, 다른 포인트에 내려놓는 작업을 완성했다.

여기에 특정 안전 기능이나 최적화 작업을 더할 수도 있다. 안전 경계를 만들어 특정 구역에 접근하지 못하도록 설정하거나, 센서를 추가 부착해 사람이 접근할 때 작업 속도를 낮출 수도 있다. 최적화는 이동 간 경로를 보다 부드럽게 개선하는 과정이다. 같은 프로그램도 이동 경로를 개선하는 것만으로 작업 시간을 크게 줄일 수 있다.