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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국기계연구원 Korea Institute of Machinery and Materials |
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연구책임자 | 경진호 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2017-01 |
과제시작연도 | 2015 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201800039455 |
과제고유번호 | 1415140047 |
사업명 | 로봇산업융합핵심기술개발 |
DB 구축일자 | 2018-11-03 |
키워드 | 양팔 로봇.셀 생산 공정.PC기반 로봇 제어기.빈피킹.능동/수동 강성 기반 조작/조립.실시간 경로계획.작업교시. |
□ 핵심기술
IT제품 셀 생산 공정용 양팔로봇을 위한 H/W, S/W 플랫폼과 양팔로봇 조작/조립, 경로계획, 빈픽킹 및 교시 기술
□ 최종목표
양팔 작업을 위한 인지/조작/안전/공정적용 관련 핵심/원천기술을 개발하여 셀생산 환경에서 IT제품 의 포장/조립 작업을 수행할 수 있는 양팔 로봇 시스템 기술 및 실용화 기술 확립
• 양팔 작업용 복잡형상 물체 인식기술 (빈픽킹 대응)
• 실시간 조작/조립 경로 계획 및 제어 기술 등 양팔 작업 기술
• 양팔로봇 H/W 및 S/W 플랫폼 개발 및 생산
□ 핵심기술
IT제품 셀 생산 공정용 양팔로봇을 위한 H/W, S/W 플랫폼과 양팔로봇 조작/조립, 경로계획, 빈픽킹 및 교시 기술
□ 최종목표
양팔 작업을 위한 인지/조작/안전/공정적용 관련 핵심/원천기술을 개발하여 셀생산 환경에서 IT제품 의 포장/조립 작업을 수행할 수 있는 양팔 로봇 시스템 기술 및 실용화 기술 확립
• 양팔 작업용 복잡형상 물체 인식기술 (빈픽킹 대응)
• 실시간 조작/조립 경로 계획 및 제어 기술 등 양팔 작업 기술
• 양팔로봇 H/W 및 S/W 플랫폼 개발 및 생산공정 양팔작업 적용 기술 (휴대폰 포장공정 구현, Car Audio 조립공정 구현)
□ 개발내용 및 결과
o 포장/조립 작업용 양팔로봇 개발
▪ 가반하중 5kg급, 7자유도/암을 가지고 허리 2(3)자유도를 가지는 포장/조립 작업용 양팔로봇 AMIRO 2종 개발
▪ 양팔로봇용 일체형 구동 모듈 개발
․ 중공형 모터, 감속기, 엔코더, 브레이크, 축토크센서 일체형 구동모듈 4종 개발
▪ 양팔로봇 신뢰성 평가 기술 개발
․ 양팔로봇용 평가 기준 설계 및 도출된 시험 기준에 따라 수명 시험 수행
o 양팔로봇용 S/W 프레임워크 개발
▪ 알고리즘 통합을 위한 모듈 인터페이스 개발
▪ 로봇 실시간 제어를 위한 EtherCAT Master 및 기구학/동역학 연산 알고리즘 개발
▪ 양팔작업용 로봇 언어 개발
▪ 양팔로봇 작업 및 공정시스템 운용을 위한 사용자 인터페이스 개발
o 소형화 및 저가화를 위한 로봇 제어기 실용화 기술 개발
․ EtherCAT 대응 모션 제어기 및 모터 구동을 위한 전류제어기를 포함한 최대 8축 제어보드 실용화 개발
․ 소형 수직 다관절 로봇 및 이적재 시스템 적용을 통한 실증
o 개발 양팔로봇을 적용한 IT제품 셀 생산 공정 구현
․ 휴대폰 포장 및 카오디오 조립 공정용 파일럿 라인 개발
․ 휴대폰 포장 공정 구현 (실공정 동등 작업 속도 구현)
․ 카오디오 조립 공정 구현
o 빈피킹 대상 부품 검출 및 자세 추정 기술 개발
․ 스테레오 기반 빈피킹 부품 영상의 비정형성 극복
․ 다중 국소 특징 추출에 의한 정밀 물체 검출
․ 적재부품 검출정확도 97.8%, 물체 자세추정 오차 0.8˚
o 빈피킹 시스템 실용화 기술 개발
․ 자동차 부품 및 주물 처리 관련 기업 수요 발굴 및 현장 테스트베드 구축을 통한 검증
o 수동 강성 기반 물체 양팔 조작/조립 제어 기술 개발
․ 제어기는 virtual spring damper hypothesis를 응용
o 능동 강성 기반 물체 조작/조립 제어 기술 개발
․ 조립 부품의 형상에 기반한 오차에 강인한 조립 방향 추출 및 힘 제어에 기반한 재밍 회피
․ 유연물체 조립 기술 개발 및 커넥터/볼팅 조립 공정 적용
o 복수 양팔로봇 실시간 경로계획 기술 개발
․ 택타임 향상을 위한 시간 최적 오프라인 경로 및 물품 인지정보 기반 온라인 경로 생성 및 통합
․ 확률적 경로 생성 및 B-spline 커브 활용 사람과 같이 자연스러운 동작 표현
o 양팔로봇 교시 기술
▪ 양팔로봇 직접교시 알고리즘 개발
․ 물체 중심, 작업공간과 관절 공간 정보를 동시에 이용하는 혼합형 직접교시 기술
▪ 양팔작업을 위한 착용형 디바이스 기반 간접 교시 기술
․ 양팔로봇 3차원 모션의 직관적 티칭을 위한 착용형 교시 장치
□ 기술개발 배경
o IT 제품 생산 공정에 있어 생산패러다임과 사회 환경 변화에 따라 로봇에 의한 생산성 향상 및 유연한 생산시스템의 필요성이 절실함
o 양팔로봇의 시장 확대에 따른 선도적 대응, 국가경쟁력 확보 및 이익창출을 위한 양팔로봇 핵심 원천 기술의 국산화 필요
o 생산 공정 적용을 위한 산업용 양팔로봇과 산업용 로봇 구동을 위한 국산 PC기반 로봇제어기, 그리고 자동화에 필수적인 빈피킹 시스템의 실용화 개발 필요
□ 핵심개발 기술의 의의
o IT 제품 셀 생산 공정에 적용 가능한 양팔로봇 및 핵심원천기술 신규 개발로 국산화 기술 확보
o 포장 및 조립 실 공정분석을 근거로 현장의 요구에 맞는 양팔 로봇을 개발하고, 로봇화 생산 공정을 구현함으로써 기존과 유사한 수준의 생산성 확보
o 양팔로봇 핵심 기술 확보를 통한 세계 양팔 로봇 기술 우위선점 및 세계 수준의 로봇강소기업 육성
□ 적용 분야
o 휴대폰, 카오디오, TV 등 IT 전자제품 포장/조립 공정의 자동화
o 자동차 및 주물 처리 관련 분야 자동화
o 빈피킹, 물체 식별, 결함 검출, 부품 추적, 제품 검사 등의 생산 공정 자동화
( 출처: 최종보고서 초록 - 3. 개발결과 요약 4p )
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
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