A robot arm design apparatus and robot arm desing method of using the same

Disclosed are an apparatus for designing a robot arm made of a composite material by using an artificial neural network, a machine learning model and a genetic algorithm, and a method for designing a robot arm by using the same. In accordance with the present invention, the apparatus for designing a robot arm made of a composite material includes: a finite element analysis unit receiving coordinates of a robot arm reference element, and generating learning data through finite element analysis using a finite element analysis model; an artificial neural network deriving a suitable machine learning model by analyzing a correlation affected from a design condition of the robot arm to the robot arm when the design condition is inputted; a machine learning unit evaluating prediction accuracy with the machine learning model from some reference elements using the learning data, and, when the prediction accuracy is no less than a set value, predicting a coordinate value on all the elements of the robot arm and a load type applied to the elements; a genetic algorithm seeking a stack angle and order for having high stiffness and strength, from the load type classified through the machine learning unit; and a processor. In accordance with the present invention, the method for deriving and arranging a new stack angle and order is used to reduce deflective deformation by improving the stiffness and strength of a composite robot arm, and to improve productivity by reducing substrate enlargement and failure rates. 인공신경망, 머신러닝 모델, 및 유전 알고리즘을 이용한 복합재로 이루어진 로봇 암의 설계 장치 및 이를 이용한 로봇 암의 설계 방법이 개시된다. 본 발명의 복합재로 이루어진 로봇 암의 설계 장치는 로봇 암 참조 요소의 좌표를 입력받을 수 있으며, 유한요소해석모델을 이용하여 유한요소해석을 통하여 학습데이터를 생성하는 유한요소해석부; 로봇 암의 설계 조건을 입력하면 설계조건이 로봇 암에 미치는 상관관계를 분석하여 적합한 머신러닝 모델을 도출해내는 인공신경망; 상기 학습데이터를 이용하여 일부 참조 요소에서 머신러닝 모델을 사용하여 예측 정확도를 평가하고, 예측 정확도가 설정값 이상이면 로봇 암의 전체 요소에서의 좌표값과 요소에 작용된 하중유형을 예측하는 머신러닝부; 상기 머신러닝부를 통하여 구분된 하중 유형에서 높은 강성 및 강도를 갖는 적층각도 및 순서를 찾아내는 유전알고리즘; 및 프로세서를 포함한다. 본 발명에 따르면, 새로운 적층 각도 및 순서를 도출하여 배치하는 방법을 이용하여 복합재 로봇 암의 강성 및 강도를 향상시켜서 처짐 변형량을 줄이고, 기판 대형화 및 불량률 감소로 생산성을 향상시킬 수 있다.