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핵심기술
유연구조 개방형 소프트웨어 로봇 제어기 플랫폼 및 표준 모션 네트워크 기반 고속 다축 실시간 소프트웨어 로봇 모션 제어 플랫폼 기술

최종목표
다양한 시스템에 손쉽게 최적화가 가능한 S/W기반 유연구조의 개방형 로봇 제어기 플랫폼 및 H/W의존성을 제거 할 수 있는 이식성 확보 기술을 개발하여 제조업 및 서비스 다양한 로봇 시스템의 기구학 및 동역학을 고려한 20Khz, 32축 이상급 고속 다축 실시간 로봇 제어를 별도의 고가의 모션 제어 H/W 없이 수행할 수 있는 소프트웨어 로봇 모션 제어 플랫폼

핵심기술
유연구조 개방형 소프트웨어 로봇 제어기 플랫폼 및 표준 모션 네트워크 기반 고속 다축 실시간 소프트웨어 로봇 모션 제어 플랫폼 기술

최종목표
다양한 시스템에 손쉽게 최적화가 가능한 S/W기반 유연구조의 개방형 로봇 제어기 플랫폼 및 H/W의존성을 제거 할 수 있는 이식성 확보 기술을 개발하여 제조업 및 서비스 다양한 로봇 시스템의 기구학 및 동역학을 고려한 20Khz, 32축 이상급 고속 다축 실시간 로봇 제어를 별도의 고가의 모션 제어 H/W 없이 수행할 수 있는 소프트웨어 로봇 모션 제어 플랫폼 기술의 개발

개발내용 및 결과
o 다축 실시간 제어를 위한 소프트 로봇 모션 제어 엔진
o 재조합 및 다양한 로봇 기구에 적용 가능한 최적화된 로봇 모션 모듈(Virtual IP) 개발
o 특정 하드웨어 플랫폼에 의존적이지 않는 유연하고 이식 가능한 S/W 기반 Realtime Virtual Robot Control 플랫폼 개발
o 소프트웨어 로봇 제어기 시스템을 위한 서보 드라이버 인터페이스 개발
o 소프트웨어 로봇 제어기를 위한 통합 운영 환경 S/W 개발
o 소프트웨어 로봇 제어기를 위한 프로그래밍 언어 및 모니터링 S/W 개발
o 소프트웨어 로봇 제어기를 위한 서보 드라이버 측 인터페이스 소켓 개발
o 소프트웨어 로봇 제어기 기반 Stand-alone 제어기 개발
o 로봇의 모델 기반 제어와 시뮬레이션을 위한 로봇 동역학 모듈 및 시뮬레이터 개발

기술개발 배경
o 폐쇄적인 구조로 인해 기존 로봇 시스템의 개조 및 개선, 다양한 응용으로의 확장에 많은 노력과 비용 및 오랜 시간이 소요 – 급변하는 시장 및 고객의 요구에 부응하기 위해 로봇 시스템에 요구되는 로봇 기구학 및 동역학을 고려한 20Khz급 다축 고속 실시간 모션제어를 별도의 폐쇄적 고가 모션 제어 H/W 없이 특정 하드웨어 플랫폼에 의존적이지 않는 S/W 형태로 구현하여 다양한 범용 H/W에 손쉽게 이식 가능한 개방적이고 유연한 소프트웨어 로봇 제어기 및 관련 플랫폼의 확보를 통해 다양한 제품을 빠르게 출시하고 다양한 응용에 손쉽게 확장 적용하는 필요성 부각.

o 로봇 시스템의 가격경쟁력 강화 요구 – 기존의 고성능 전용 시스템 자원이 요구되는 H/W 기반 제어방식이 아닌 실시간 로봇 OS, 모션, 네트워크 커널 등 S/W 기반 신 개념의 제어 방식 적용을 통한 H/W 의존성을 제거하고 다양한 범용 H/W를 활용하여 절대적인 가격경쟁력 확보할 수 있는 기술의 필요

o 실시간 로봇 제어 정밀도, 성능 향상 및 고속화 요구 증대 – 강력한 로봇용 실시간 소프트웨어 기반 하의 모션 제어 기술 개발을 통해 실시간 다축 제어의 고속화와 고정밀화를 함께 구현할 수 있는 기술 개발 필요

o 다양한 제조사 제품들의 동시 상호 운영 필요성 증가 – 국외 또는 국내의 다른 제어기와의 상호운용을 위한 국제 표준 규격 기반의 다양한 모션 네트워크 및 프로그래밍 방식 지원 필요성

핵심개발 기술의 의의
o 유연구조 개방형 소프트웨어 로봇 제어기 플랫폼 개발
- 유연구조 개방형 소프트웨어 로봇 제어기 플랫폼을 다양한 H/W에 손쉽게 응용함으로써 빠른 기간 내에 목표한 시장에 맞는 제품을 출시할 수 있으며 제품의 개조와 개선도 용이하게 진행 가능하여 다양한 응용으로의 확장도 가능.

- 사용자 측면에서는 표준 기반의 개방형 플랫폼을 통해 자신의 응용에 맞는 다양한 모듈의 선택과 적용의 폭이 매우 넓어지며 아울러 표준 기반의 프로그래밍 기법을 통해 응용 소프트웨어를 개발하고 관리함으로써 유지, 보수 향후 확장에 있어 유리.

o 표준 모션 네트워크 기반 고속 다축 실시간 소프트웨어 로봇 모션 제어 플랫폼 개발
- 모션 네트워크에 기반하여 복잡하고 많은 배선을 줄이고 전체 시스템의 설정을 제어기에서 통합 관리할 수 있도록 하여 전체 로봇 시스템의 재료비 절감, 신뢰성 향상을 달성하고 유지보수를 용이하게 하여 전체 시스템의 경쟁력을 강화.

- 고속 표준 모션 네트워크을 적용함으로써 전체 시스템의 모션 성능을 향상시키고 표준에 기반한 다양한 제조사의 다양한 제품을 선택하여 사용 가능.

o 외산 제어기가 지배하고 있는 국내 로봇제어기 시장에 다양한 국산화 로봇제어기 제품 출시 및 해외 시장 진출 기회 창출이 가능할 것으로 예상됨. 계획하고 있는 진행 가능한 사업화 모델은 다음과 같음.

- 로봇 제어기 기술이 필요한 국내 로봇 및 장비 업체에 개발된 소프트웨어 로봇제어기를 S/W의 License를 제공하는 방법을 통해 사업화.
- 개발된 소프트웨어 로봇제어기를 이식한 Embedded System을 바탕으로 Stand-alone 제어기를 개발하고 이를 사업화.
- 개발된 소프트웨어 로봇제어기를 활용하여 개발된 제품들과 서보 드라이브, 네트워크 분산 I/O등 주변 제품을 통합한 네트워크 모션 Total Solution 제공 및 사업화.

적용 분야
o 로봇 응용 시스템 – 직교로봇, SCARA로봇, 수직다관절 로봇, 병렬 로봇 제어 응용 시스템 및 다수의 로봇이 적용된 다중로봇 응용 시스템

o 산업용 장비용 모션 제어 시스템
- 고속 모션 네트워크의 적용이 필요한 대형 다축 산업용 장비
- 빠른 고객 대응 기능 개발 등 다양한 변경이 많은 산업용 장비

(출처 : 최종보고서 초록 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 8
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 15
• 목차 ... 24
• 제 1장 서론 ... 26
• 제 1 절 과제의 개요 ... 26
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 (기술개발 내용 및 방법) ... 29
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 29
• 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 32
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 33
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 46
• 제 5 절 유형적 발생품 (연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 47
• 제 3 장 결과 ... 50
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 50
• 1. 연구개발 추진 일정 및 실적 ... 50
• 2. 연구개발 총괄 추진 실적 ... 51
• 3. 연구개발 결과 ... 53
• 4. 정량적 목표 관련 실적 ... 104
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 114
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 115
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 116
• 제 4 장 사업화 계획 ... 119
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 119
• 제 2 절 사업화 계획 ... 121
• 제 3 절 향후 사업화 및 추가 기술 개발 계획 ... 124
• 부 록 ... 126
• 끝페이지 ... 286