포즈

말단장치 포즈는 로봇 베이스 좌표계에 대한 말단장치 좌표계 포즈의 설명으로, 공간에서 말단장치의 위치와 자세를 나타내는 데 사용됩니다. 이는 말단장치의 위치(x, y, z)와 자세(일반적으로 오일러 각, 회전 행렬 또는 사원수로 표현됨)를 포함합니다.

말단장치 포즈의 기준점은 말단장치의 센터 포인트(TCP, Tool Center Point)이며, 즉 말단장치 좌표계의 원점을 의미합니다. TCP는 공간에서 말단장치의 위치와 방향을 설명하기 위해 말단장치 상 또는 외부에 정의된 기준점입니다. TCP의 위치는 로봇 말단 플랜지 포즈에 대한 상대 기준으로 정의되며, 일반적으로 흡착컵의 중심, 그리퍼의 픽 포인트, 용접 토치의 끝단과 같이 말단장치의 핵심 위치에 설정됩니다. 로봇이 대상 물체 피킹, 용접, 스프레이와 같은 작업을 수행할 때 로봇 운동의 본질은 툴의 센터 포인트(TCP)를 목표점으로 이동시키는 것입니다.

말단장치 포즈는 경로 계획 및 피킹 실행의 핵심 파라미터입니다. 웨이포인트, 목표 포인트, 수동 티칭 과정에서 사용자가 입력 및 조정하는 것은 모두 말단장치 포즈이며, 로봇은 해당 포즈를 기준으로 직선 또는 관절 운동을 수행하여 피킹, 배치 등의 작업을 완료합니다.

관절 각도는 초기 위치 또는 기준 위치에 대한 로봇 각 관절의 회전 각도를 나타냅니다. 이런 설명 방식은 로봇의 하드웨어 구조에 맞춰 각 관절의 상태를 나타낼 수 있습니다.

관절 각도는 순기구학(forward kinematics) 계산을 통해 말단장치 포즈에 매핑되는 반면, 말단장치 포즈는 역기구학(inverse kinematics) 계산을 통해 관절 각도에 매핑됩니다.

실제 응용에서 관절 각도(JPs)는 일반적으로 순기구학 계산, 역기구학 검증 및 로봇 포즈 재현에 사용됩니다. 오프라인 시뮬레이션에서는 Mech-Viz가 각 관절 각도를 기반으로 매 순간 로봇의 포즈를 계산합니다. 통신 과정에서 로봇이 관절 각도 데이터를 수신하는 기능을 지원한다면, Mech-Viz는 계획된 관절 각도를 직접 전송할 수 있으며, 이를 통해 실제 이동 경로 시뮬레이션 결과와 정확하게 일치하도록 할 수 있습니다.

플랜지 포즈는 로봇 기준 좌표계에 대한 로봇 플랜지 좌표계의 포즈이며, 그 표현 방식은 말단장치 포즈의 표현 방식과 동일합니다. TCP가 회전하지 않고 플랜지 중앙에 있는 것은 특별한 말단장치 포즈로 볼 수 있습니다.

각 로봇 제조 업체에서 정의한 플랜지 기준 좌표계의 기본 방향이 다르므로 플랜지 포즈의 기본 각도도 달라집니다. 예를 들어, ABB 로봇의 기본 X축 방향은 아래쪽이고 FANUC 로봇의 기본 X축 방향은 위쪽입니다. 또한 대부분의 로봇은 플랜지 표면에 수직인 Z축이 바깥쪽을 향하는 플랜지 포즈를 가지고 있지만, 튜린로봇(Turin Robot)의 경우 플랜지 표면에 수직인 X축이 바깥쪽을 향하고 있습니다.

플랜지 포즈는 주요 핸드-아이 캘리브레이션, 말단장치 설치, 포즈 검증에 사용됩니다. 핸드-아이 캘리브레이션에서는 플랜지 포즈와 카메라 좌표계에서의 캘리브레이션 보드 포즈를 이용하여 외부 파라미터 변환을 계산할 수 있습니다. 또한 말단장치 변경이나 TCP 오프셋 검증 시에도 플랜지 포즈가 기준으로 자주 사용됩니다.