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산업 로봇 실습을 위한 UR5와 ROS의 완벽한 조화

tech-fin 2025. 4. 4. 08:02

UR5와 ROS 연동해 산업 로봇 실습 프로젝트 해보기

산업 로봇이 제조업과 자동화의 중요한 부분이 되면서, 많은 사람들은 기계 공학, 컴퓨터 과학, 그리고 로봇 공학에 대한 관심을 가지게 되었습니다. 특히 UR5 로봇과 ROS(로봇 운영 체제)의 연동은 초보자들이 로봇을 이해하고 실습할 수 있는 훌륭한 기회를 제공합니다. 이 글에서는 UR5와 ROS 연동에 대한 실습 프로젝트를 자세히 살펴보겠습니다.

UR5 로봇 소개

UR5 로봇은 유니버설 로봇(UniBot)에서 제작한 협동 로봇으로, 다양한 산업 환경에서 활용될 수 있도록 설계되었습니다. 이 로봇은 다음과 같은 특징을 갖고 있습니다.

  • 무게: 약 20kg
  • 팔의 길이: 850mm
  • 적재 능력: 최대 5kg
  • 정확도: ±0.1mm

UR5 로봇은 유연성과 안전성을 갖추고 있어 인간과 협력하여 작업할 수 있도록 설계되었습니다. 이 덕분에 다양한 작업에 적합하게 사용될 수 있습니다.

ROS(로봇 운영 체제)란?

ROS는 로봇 소프트웨어 플랫폼으로, 다양한 로봇 시스템을 구축하고 관리하는 데 도움을 주는 프레임워크입니다. ROS는 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다.

  • 노드: 각각의 기능을 수행하는 프로세스
  • 메시지: 노드 간의 통신을 위한 데이터 구조
  • 패키지: 관련된 노드와 라이브러리의 집합

초보자들이 ROS를 배우면 로봇 프로그래밍의 기본을 익힐 수 있으며, 다양한 소프트웨어와 하드웨어 구성 요소를 결합하여 실습할 수 있습니다.

UR5와 ROS 연동하기 전 준비 사항

하드웨어 준비

UR5 로봇과 함께 ROS를 연동하기 위해서는 다음과 같은 하드웨어가 필요합니다:

  • UR5 로봇
  • PC 또는 노트북
  • 네트워크 연결 (Wi-Fi 또는 유선 LAN)
  • ROS 설치가 된 기기

소프트웨어 설치

ROS는 다양한 배포판이 있으며, 일반적으로 사용되는 배포판 중 하나는 ROS Noetic입니다. 설치 과정을 살펴보겠습니다.

  • Ubuntu 운영 체제를 설치합니다. ROS Noetic은 Ubuntu 20.04에 최적화되어 있습니다.
  • ROS 설치를 위해 터미널에서 아래 명령어를 입력합니다.
단계 명령어
ROS 설치 sudo apt update && sudo apt install ros-noetic-desktop-full
ROS 환경 설정 echo "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
환경 설정 적용 source ~/.bashrc

이 외에도 ROS의 다양한 패키지를 설치할 수 있습니다. 특히 UR5와 연동하기 위한 소프트웨어가 필요합니다.

UR5와 ROS 연동 방법

1단계: UR5 로봇의 IP 주소 설정

UR5 로봇과 ROS 간의 통신을 위해서는 UR5의 IP 주소를 고정해야 합니다. 로봇의 컨트롤러를 사용하여 설정합니다. 일반적으로는 192.168.1.x 형태로 설정할 수 있습니다.

2단계: ROS 패키지 설치

UR5와 ROS의 연동을 위해 공식 UR 패키지를 설치해야 합니다. 아래 명령어로 패키지를 설치합니다:

  • sudo apt install ros-noetic-ur-gazebo
  • sudo apt install ros-noetic-ur-description
  • sudo apt install ros-noetic-ur-msgs

3단계: 워크스페이스 설정

ROS 패키지를 사용할 수 있도록 작업 공간을 설정합니다. 아래의 명령어를 입력합니다:

  • mkdir -p ~/catkin_ws/src
  • cd ~/catkin_ws/src
  • catkininitworkspace
  • cd ..
  • catkin_make
    • source devel/setup.bash

실습 프로젝트: UR5 로봇을 이용한 물체 이동

이번 실습에서는 UR5 로봇이 특정 위치에서 물체를 집어 다른 위치로 이동하는 간단한 프로그램을 작성해보겠습니다. 프로젝트의 주요 단계는 다음과 같습니다.

1단계: UR5의 기본 동작 이해하기

UR5 로봇을 사용할 때는 기본적인 동작(setup, move, pick, place 등)을 이해해야 합니다. 이를 통해 로봇의 동작을 프로그램 할 수 있습니다.

2단계: ROS 토픽 사용하기

ROS에서는 노드 간의 메시지를 주고 받기 위해 토픽을 사용합니다. UR5와 통신하기 위해서 아래와 같은 코드 스니펫을 사용할 수 있습니다:

  • moveit: ROS MoveIt 패키지를 사용하여 로봇의 경로를 설정합니다.
  • pub/sub: ROS의 publish와 subscribe 메커니즘을 활용하여 데이터를 전송합니다.

3단계: UR5 제어 코드 작성

파이썬 또는 C++로 로봇을 제어하는 코드를 작성합니다. 아래의 예시는 파이썬을 사용한 UR5 제어 코드입니다:

import rospy
from std_msgs.msg import String 

def move_robot():
    rospy.initnode('moveur5', anonymous=True)
    pub = rospy.Publisher('ur5move', String, queuesize=10)
    rate = rospy.Rate(10)

10hz


    
    while not rospy.is_shutdown():
        robot_cmd = "move to position"
        rospy.loginfo(robot_cmd)
        pub.publish(robot_cmd)
        rate.sleep()

4단계: 결과 확인

작성한 코드를 실행하여 UR5 로봇이 원하는 동작을 수행하는지 확인합니다. ROS의 rqt_graph를 사용하면 노드 간의 통신 상태를 시각적으로 확인할 수 있습니다.

결론

UR5와 ROS의 연동 프로젝트는 초보자에게 로봇 프로그래밍의 기본을 이해하는 데 큰 도움이 됩니다. 이 프로젝트를 통해 하드웨어와 소프트웨어의 연동, 로봇의 기본 동작 및 ROS의 활용 방법을 배울 수 있습니다. 실습 후에는 여러 가지 응용 프로그램을 만들어 볼 수 있으며, 이를 통해 로봇 공학에 대한 더욱 깊이 있는 이해를 가질 수 있습니다.

이러한 경험은 여러분의 로봇 공학 여정의 첫 번째 단계가 될 것이며, 앞으로의 다양한 프로젝트에서 큰 도움이 될 것입니다.

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