[고정밀도 5축 가공 제안] 멀티 프로세스센터 'MX-150' 많은 기업에서 글로벌 시장에 대응하기 위해 QCD의 경쟁력을 높이는 수단 중 하나로 다축가공, 복합가공이라는 키워드를 내걸고 있으며 머시닝센터에서는 5축 가공의 추진이 진행되고 있다. 5축 가공의 장점은 복수방향에서의 가공을 원처킹(One Chucking)으로 실시할 수 있다는 점과 워크를 경사지게 하여 최소 돌출로 가공하여 가공조건이 향상되는 것을 꼽을 수 있으나, 제어축 수가 증가하여 가공 정밀도는 기존 3축 가공기보다 떨어진다는 점이 5축 도입의 장해가 되고 있다. 이번 글에서는 일본공업출판 <기계와 공구> 최신호에 소개된 멀티 프로세스센터 ‘MX-150’을 소개한다. MX-150은 이와 같은 배경에서, 5축 가공기의 과제 중 하나인 가공 정밀도에 주목하여 개발된 5축 복합가공기이다. 5축 가공의 70∼80%를 차지하는 산출 5축 가공을 고정밀도로 실시할 수 있다는 점이 최대 특징으로, 고효율의 러프가공에서 정밀 완성가공까지 1대로 실시할 수 있다. 한층 더 높은 공정집약을 실현하는 기능으로 연삭을 위한 옵션장치가 마련되어 있다는 점도 특징 중 하나이다. 또한, 고정밀도 가공을
[자동화와 로봇] 생산가공에서 로봇 활용 기술 제조현장에서 완성공정의 자동화는 오랫동안의 과제였다. 완성공정이란 절삭가공이나 연삭가공 등을 시행한 이후, 부품 형태나 거칠기를 조절하여 최종적으로 요구되는 품질을 만족시키는 작업으로 디버링(Deburring), 면치(Chamfering), 연마 등의 가공이 포함된다. 정밀부품이나 복잡 형상부품의 완성가공은 고도의 숙련 기능을 요구하는 작업이기 때문에 특별히 자동화는 어려운 부분이 많았다. IHI에서는 숙련 작업자가 공구 힘의 가감에 따라 정밀한 완성가공을 실시할 수 있도록 힘을 제어할 수 있는 기능을 탑재한 로봇 Arm을 이용한 정밀완성 시스템을 개발하여 사내의 제트엔진 부품 완성공정에 적용했다. 이런 점을 고려하여 이번에 개발한 시스템에서는 (1) 6자유도의 로봇 Arm을 채용하여 복잡 형상 워크의 완성에 대응하고 이와 함께, 궤도의 자동생성 기능을 탑재하여 로봇 특유의 교시작업을 경감시켰으며, (2) 기존의 위치결정 제어와 더불어 공구를 밀어내는 힘을 제어하는 힘 제어기술을 탑재하여 초경커터를 이용한 면치가공, 고무숫돌을 이용한 2차 디버링, 브러시를 이용한 브랜드 가공 등, 다양한 수작업 완성으로 여러 가
[생산가공을 위한 로봇 활용기술] 로봇 기술의 현황과 가공을 위한 응용기술 일본공업출판 <기계와 공구>지에 따르면 세계 주요국의 산업용 로봇 가공 대수 1위는 30만대 이상으로 일본이다. 그러나 2000년 전후를 피크로 대수는 감소하고 있다. 1985년 당시 세계 70%가 일본이 차지했던 것에 비해 30%를 밑도는 상태가 되었을 정도까지 감소하고 있다. 2위는 북미(캐나다, 멕시코, USA)로 약 18만 대에 이르고 있다. 3위는 독일로 16만대이다. 한 나라에서 북미에 견줄 수 있는 대수를 가동하고 있다는 점에서 독일도 상당히 로봇에 관심이 많은 나라라고 할 수 있다. 2위, 3위와 관련해서 대수는 당연히 늘어나고 있으며, 전 세계적인 비율은 아직도 큰 변화를 보이지 않고 있다. 다음으로 지역별 대수를 살펴보면 당연히 일본을 포함한 아시아/오세아니아 지역이 세계의 절반을 차지하고 있다. 그리고 유럽, 북미가 그 뒤를 잇고 있다. 여기에서 일본이 세계 70%에서 30%까지 대수가 줄어들었음에도 아시아 지역의 비율이 70%에서 50% 정도밖에 떨어지지 않은 이유는 아시아 내에서 비약적으로 대수가 증가하고 있는 나라들의 영향 때문이다. 아시아 지역 내
[RT 미들웨어 콘테스트] RT 미들웨어 콘테스트 목적 최근 정보통신기술의 발전으로 컴퓨터의 소형 고성능화, 무선 네트워크의 고속 대용량화가 진행되고 있다. 이 급속한 기술 발전으로 로봇 시스템도 기존의 센서, 액추에이터, 제어 장치를 일체화한 단일 로봇에서 여러 개의 단일 로봇이나 공간에 분산 배치된 센서나 액추에이터 등의 기능 요소를 제휴하여 동작시켜 목적하는 서비스를 제공하는 보다 복잡한 RT(Robot Technology) 시스템으로 개발 대상이 확대되고 있다. 더 복잡해지는 RT 시스템을 구축할 때, 각 사가 독자적인 액추에이터를 사용하면 기술을 공유하기가 곤란해 개발한 기술이 소용없어질 리스크가 높아진다. 그래서 상호 운용성을 높여 효율적인 시스템 개발을 실현하는 표준화된 시스템 통합 기술의 확립이 요구되고 있다. RT 시스템을 구성하는 기능 요소를 소프트웨어적으로 모듈화하여 그것들을 부품으로서 자유롭게 조합함으로써 새로운 기능을 가진 RT 시스템을 쉽게 구축할 수 있게 하는 소프트웨어 기반 기술의 확립을 목표로 RT 미들웨어 프로젝트(2002-2004)가 실시되었다. 산업기술종합연구소에서는 상호 운용성을 높인 RT 미들웨어 기술 콘셉트 검증을 목
[RT 미들웨어 콘테스트] RTM 콘테스트 공략법 RTM 콘테스트에서는 RTM을 이용한 RTC나 툴, 그것들을 사용한 통합 시스템 등 폭넓은 범위의 작품에 응모할 수 있지만, 심사는 작품 자체의 완성도뿐 아니라 문서, 테스트 당일의 강연 내용이 고려된다. 일본 계측자동제어학회 <계측과 제어>지 최근호에 따르면, RTM 콘테스트에 응모 작품을 내려고 한다면 반드시 RTM의 이점과 결점에 대해 고찰한 테마 선정이나 프레젠테이션을 염두에 두어야 한다고 소개한다. 우선, RTM을 이용함으로써 모터 드라이버나 센서, 로봇 단위의 제어 소프트웨어 등의 개발 자산을 재이용하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 재이용 가능한 하드웨어를 조합함으로써 실제 기기의 조기 조립이나 가상 실험 등이 쉬워진다. 뿐만 아니라 프로젝트에 따라서는 다른 OS 상에서의 시스템 개발, 여러 언어로 개발한 모듈 간 연계가 필요하게 되는데, 이러한 개발에서 RTM은 최적의 선택지가 된다. 일본의 많은 로봇 관련 연구실과 같이 하드웨어를 매년 갱신하는 연구 개발 프로세스에서는 신규 디바이스를 추가할 때마다 RTC화가 필요하며, 또한 소프트웨어 실장에 대해서도 제한이 많아 단기적인 관점에서는 작
[RT 미들웨어 콘테스트] 분야를 초월한 RT 미들웨어 응용에 대한 기대 윈전자공업은 RT 미들웨어 콘테스트에 장려상을 설정함으로써 RT 미들웨어 보급에 공헌할 수 있다는 생각으로 ‘윈전자공업상’을 설정했다. RT 미들웨어 콘테스트는 보급을 위한 기술 공유와 축적이 목적이므로 RT 미들웨어를 보급하기 위해 전형 대상은 초보자로 했다. 윈전자공업이 제공하는 부상인 ‘RT 미들웨어 Beagle Board 학습 키트’는 BeagleBoard라는 임베디드용 CPU 보드에 RT 미들웨어를 실장한 학습 키트이다. 이 키트는 다양한 분야에 RT 미들웨어가 응용되는 것을 목적으로 한 키트이다. 전력 절감, 공간 절감이 필요한 사용자 입장에서는 선택지가 증가해 로봇 분야 이외에서도 응용할 수 있다.
[RT 미들웨어 콘테스트] Open-RTM 입문자를 위한 키트 개발과 현황 비스톤은 초보자용 학습 키트 ‘뷰트로버-RTC’와 ‘뷰트로버 RTC-BT’를 판매하고 있다. 모두 로봇 제어 보드와의 통신 제어를 실행하는 라이브러리와 그것을 사용한 Open-RTM 샘플 소스가 부속되어 있다. RTM 개발환경을 인스톨하여 샘플을 설치하면 로봇을 움직일 수 있다. 특히 뷰트로버 RTC-BT는 토대가 된 ‘뷰트로버-RTC’에서 로봇 위에 탑재했던 제어용 소형 PC를 생략하는 대신 제어 PC와 통신을 위해 Bluetooth 모듈을 내장했다. 이로써 가격이 대폭 저렴해졌고(약 10만 엔→2만 엔) 통신이 무선화되어 개발 효율화, 조작성 향상을 실현했다. 비스톤이 Open-RTM용 상품을 발매한 지 약 2년이 경과했다. 그 사이 Open-RTM 개발 제품의 라인업이 증가했고, 대학을 주력으로 한 Open-RTM 상품 수주로 인해 Open-RTM 인구 확산을 어느 정도 실감했다.
[RT 미들웨어 콘테스트] RT 미들웨어 콘테스트 역할과 기대 최근 수년 사이의 트렌드로서 에너지 관리, 도시화 문제, 저출산 고령화, 사회 인프라 문제 등 다양한 사회 과제를 위한 스마트 비즈니스가 생겨나고 있다. 또한, 그 해결책 중 하나로서 M2M이나 IoT와 같이 물리 환경에서의 센싱, 분석, 제어, 피드백 등의 다양한 기기가 네트워크에 연결됨으로써 서비스를 실현하는 기술 트렌드가 이러한 비즈니스를 뒷받침하는 중요한 요소가 되고 있다. 한편에서 앞으로 수억 개에 이르는 디바이스가 네트워크로 연결되는 세상에서 센싱이나 기기 제어를 실행하는 데 있어 현재의 기기나 업계에 존재하는 다양한 접속은 새로운 서비스를 창출하는 데 장애가 될 수 있다. RT 미들웨어와 같은 솔루션을 활용함으로써 그 과제를 해결하고 로봇 기술을 포함한 서비스 전체를 구성하는 것을 SIer은 중요하게 생각한다. 이러한 흐름에서 우리는 RT 미들웨어를 발전시키는 콘테스트를 통해 ‘연결하고, 보호하고, 뒷받침하고, 윤택한 생활을 실현하는 더욱 지능화된 사회 인프라’의 기반이 되는 시스템 통합 기술과 로봇 기술의 융합을 추진하기 위한 개발 환경, 아키텍처 등을 장려하고 있다.
[RT 미들웨어 콘테스트] 스폰서 메시지/RT 미들웨어 콘테스트 기대 현재의 산업용 로봇 등은 특정 목적에 사용되는 상품으로서 시장에 제공되고 있기 때문에 응용 분야가 넓지 않은 상황이다. 각각의 로봇을 개발할 때에는 개발자와 사용자 요구에 따라 독자적인 아키텍처에 기초해 하드웨어, 소프트웨어 기능 설계와 실장이 이루어지므로 상호 재이용성, 상호 접속성을 보증하기가 어렵고 개발비가 증가하는 문제가 있었다. 이러한 상황을 해결하기 위해 2001년에는 JARA와 (사)일본기계공업연합회가 실시한 ‘21세기 로봇 사회 창조를 위한 기술 전략 조사’에서 로봇을 오픈화하고 다양한 비즈니스 분야에서 다양한 응용에 활용할 수 있도록 하는 오픈 소프트웨어 아키텍처를 가진 로봇을 사회에 제공할 것이 제창되었다. JARA는 RT 미들웨어 콘테스트에 적극적으로 참가해 협력하고 있다. 어느덧 시작한 지 6년이 지났다. 최근에는 제안 응모 수나 기획에 찬성한 기업 담당자도 늘어나고 있어 RT 미들웨어에 대한 인지도 확대, 보급, 기술 향상에 공헌하고 있다.
[RT 미들웨어 콘테스트] 소폰서 메시지/로봇 기술, 클라우드 기술과 융합하다 최근 클라우드와 로봇의 연계가 주목받고 있다. 로봇 서비스 이니셔티브(RSi)란 인터넷을 활용한 매력적인 로봇 서비스를 간단하고 편리하게 이용할 수 있는 사회를 지향하여 2004년에 설립된 단체이다. RSi는 이러한 목적을 실현하기 위해 RSNP(Robot Service Network Protocol) 사양을 책정해 공개하고 있다. 또한, 개발 라이브러리(FJLIB)를 배포하고 인터넷 클라우드상의 실행환경, 일본기상협회와 제휴한 날씨 서비스 등의 로봇 서비스를 지속적으로 운영하고 있다. 또한, 2012년부터는 계측자동제어학회 SI 부문과 공동으로 RSNP 콘테스트를 개최하고 있다. 로봇 요소 기술이 오픈되면서 통합과 비즈니스화가 진행되고 있다. 이런 가운데 네트워크/클라우드의 제휴가 현저해지고 있다.
[RT 미들웨어 콘테스트] 소폰서 메시지/실용을 위한 오픈 이노베이션 애드인연구소의 상품인 β-RNA은 퍼지 뉴로를 이용한 학습 추론 엔진으로, 소량의 입력 데이터(특미량)와 현상(카테고리)에서도 멤버십 함수와 중합 등으로 이루어진 룰을 신속하게 자동 생성하여 추론 시에는 그 룰을 이용하여 미지의 데이터에 대한 추론 결과(카테고리와 합치도)를 도출할 수 있다. 이 회사는 고장 진단이나 기계제어 등에서 다양한 실적이 있다. 애드인연구소는 실용적인 로봇을 개발하려면 상황 데이터에서 학습하여 추론(판단)하는 기능이 필요하다고 생각하여 산업기술종합연구소와 함께 β-RNA의 RT 컴포넌트화를 실현하여 화자식별에 적용했다. 또한, 현재 다마가와대학과 함께 물체를 인식하고 잡을 수 있는 RT 컴포넌트를 구축하고 있다.
[RT 미들웨어 콘테스트] 스폰서 메시지/레퍼너스 로봇 소개 최근 RT 미들웨어는 로봇용 미들웨어로서 다양한 분야를 커버하기 위해 연구, 개발이 진행되어 실제 로봇에 대해서도 다양한 기종에서 사용할 수 있게 되었다. 여기서는 일본 계측자동제어학회의 <계측과 제어>지 최근호에 실린 HPI사의 휴머노이드 로봇 키트 G-ROBOTS GR-001과 마에가와제작소의 로봇 암 OROCHI를 소개한다. HPI 재팬의 휴머노이드 로봇 G-ROBOTS GR-001은 신장 255mm, 체중 900g의 2족 2완 휴머노이드 로봇 조립 키트이다. GR-001은 토크가 비교적 높은 서보모터로 구성된 모델명 40000과 저토크 저가격판으로 구성된 모델명 40002가 있다. 시험용으로는 40002면 충분한 성능을 얻을 수 있다. 모두 명령 타입의 서보모터를 사용하고 있기 때문에 PC에 의한 프로그래밍에 친화성이 있다. GR-001은 또 RT 미들웨어나 Choreonoid에도 대응하며, 휴머노이드 RT 미들웨어를 체험해보고자 하는 사람에게는 툴이 라인업되어 있다. 이 기종은 약간이기는 하지만 계속 개량되고 있으므로 앞으로도 공급 가능한 휴머노이드 로봇으로서 권장한다. 로봇 암
[RT 미들웨어 콘테스트] RT 미들웨어 기술발전과 국제표준화 전략 일본 계측자동제어학회 <계측과 제어>지에 따르면 RT 미들웨어 프로젝트는 2002년부터 2004년까지 2년 반 동안 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO) 21세기 로봇 챌린지 프로그램 ‘로봇 기능 발현을 위해 필요한 요소 기술 개발’로서 산업기술종합연구소, 마쓰시타전공(현 파나소닉전공), 일본로봇공업회에 의해 이루어졌다. 이 프로젝트는 보고서에서 제시된 RT 요소 기술의 모듈화, 오픈화의 중요성 지적에 기초해 이것을 컴포넌트화하는 소프트웨어 플랫폼의 실현과 그 인터페이스 사양의 오픈화, 표준화를 지향해 이루어졌다. 그 성과로서 OpenRTMaist-0.2가 2005년 5월에 발표되었다. 연구개발에서는 1) 로봇 기능 요소를 자유로운 입도(粒度)로 모듈화할 수 있는 점, 2) 특정 언어나 OS, 네트워크에 의존하지 않는 플랫폼인 점, 3) 작성한 모듈은 다양한 대상에 대해 재이용 가능한 점, 또한 4) 기존 소프트웨어 자산을 쉽게 모듈화할 수 있는 점을 지적했다. RTM 프로젝트는 당초부터 사양 오픈화를 지향했지만, 2004년부터 본격적인 표준화로 방향을 틀었다. 표준에는 다양한
연산 증폭기의 DC 오차 특성과, 오차 요인이 고정밀 애플리케이션에 미치는 영향 연산 증폭기는 외부 입력 신호에 정밀 이득을 적용하여 ‘입력×폐쇄 루프 이득’으로 증폭된 출력을 제공하는 2포트 IC이다. 여기서는 연산 증폭기의 입력 바이어스 전류, 입력 오프셋 전압, CMRR, PSRR, 입력 임피던스 등의 DC 오차 요인과 이것이 미치는 영향에 대해 살펴본다. 이 글을 읽으면, 이와 같은 오차 요인들이 고정밀 애플리케이션의 정확도에 어떻게 영향을 미치는지 이해할 수 있을 것이다. Srudeep Patil Maxim Integrated 정밀 연산 증폭기는 낮은 주파수∼중간 주파수 대역에서 중간 DC 이득 수준으로 작동할 경우 이상적인 것에 가깝게 동작한다. 그러나 이와 같은 조건이라고 해도 기타 요인들에 의해 연산 증폭기의 성능이 영향을 받음에 따라 정확도에 영향을 주며 성능이 제한될 수 있다. 이러한 요인들 중 가장 일반적인 것은, 높은 DC 이득을 이용하는 애플리케이션에서 두드러지는 입력 참조 오차(Input Referred Error)이다. 여기서는 입력 참조 오차가 연산 증폭기에 미치는 영향에 대해 설명한다. 이러한 오차 요인들로는 입력 바이어스 전류
[난성형 수지의 성형 극복 요점] 각종 성형 불량에 관여하는 금형 설계 정밀 성형에서는 치수의 정확성․치수 편차․성형품의 휨 변형 및 형상 정도 불량에 의한 치수 공차는 어긋남이 문제가 되지만, 그 중에서도 휨․변형․형상 정도 불량에 의한 공차는 어긋남의 대책이 가장 어려운 것이다. 성형품의 각부가 불균일하게 수축하면 불균일한 뒤틀림이 발생하고, 이것이 휨․변형 및 각종 형상 정도 불량의 주 요인이 된다. 성형품의 휨․변형에 관여하는 주 요인을 정리하면, 다음과 같은 항목을 들 수 있다. 첫 번째로 휨․변형에 대해서 가장 기여율이 큰 요인은 성형품 각부의 불균일 수축에 크게 관여하는 성형품 형상으로, 휨․변형의 미연 방지를 위해서는 형상 설계 단계에서 지금까지 축적되어 온 정량적 원칙을 활용하는 것이 필수 요건이다. 성형품 형상 설계에서는 균일한 두께의 대칭 형상이 대원칙이지만, 현실적으로는 불균일 두께로 비대칭 형상인 것이 대부분이다. 두 번째로 금형 온도 조절 설계에서는 성형품 각부의 냉각 속도가 동일해지는 온도 조절 회로로 하지 않으면 안 된다. 이를 위해 온도 조절