연구보고서
| 보고서명 | 협동로봇용 통합구동모듈의 시험 평가 및 실시간 모니터링 기반 구동모듈 운용 기술 개발 |
| 연구책임자 | 이수웅 |
| 발행년도 | 2018 |
| 내 용 | - 주관기관(푸른기술) : ○ 다축 협동로봇용 통합구동모듈 시험 평가 방안 수립 : 협동로봇 작업 유형별 표준모션 분석 ? 협동로봇 대표 적용 분야 선정 ⇒ 분야별 표준 모션 연구 ⇒ 모션에 따른 표준 경로 생성 : 표준모션에 기반한 구동모듈 부하 패턴 선정 ? 각 표준 모션에 따라 생성된 경로에 Dynamics 해석을 통해 각 축의 구동모듈에 가해지는 부하 패턴 생성 : 다축 통합구동모듈의 성능시험 항목 선정 및 평가방법 수립 ? 생성된 부하 패턴에 따른 통합구동모듈의 구동 테스트 ? ISO 9283에 따른 협동로봇의 성능평가 항목 중 통합 구동모듈 환경에서 적합한 평가 요소 선정 ? 경로 특성 (경로 정확도 및 경로 반복 정밀도) 및 위치 특성(안정화 시간 및 오버슈트) 등 ○ 다축 협동로봇용 통합구동모듈 시험 평가를 위한 시스템 설계 : 다축 구동모듈 시험평가 시스템 설계/제작 ? 시험평가 시스템의 Test bench는 구동모듈과 부하모듈 및 토크미터 등의 측정모듈로 구성 ? 다축 협동로봇 구동모듈에 적용되는 부하 패턴을 파우더 브레이크 시스템에 모션 패턴을 서보모터에 각각 적용시켜서 구동모듈의 성능을 시험 ? 다축 구동모듈 시험 시스템의 출력단에 토크 측정기를 장착하여 주어진 모션 및 부하조건에서 출력 토크 측정 ? 시스템의 각 모듈은 EtherCAT 통신으로 연결되며, 제어기에서 부하패턴에 따라 각 축 모터를 제어하고 실시간으로 출력을 모니터링 함. : 다축 구동부하 모사 알고리즘 및 구현 시스템 설계/제작 ? 작업유형별 표준 모션과 로봇의 기구학 모델링 정보로부터 각 축의 궤적경로 생성 ? 주어진 궤적경로와 로봇 동역학을 이용하여 각 축에 작용하는 부하 계산 ? 계산된 부하 조건하에서 모션 경로에 대한 각 축의 위치 및 경로 특성 측정 - 참여기관 1(전자부품연구원) : ○ 통합 구동모듈 시험 평가 방안 도출 : 구동모듈 사양 분석 (2세부 개발품 및 유사 상용 구동모듈) : 구동모듈 사양 분석에 기반한 시험표준(ISO, KS, UL 등) 분석 : 통합구동모듈 시험평가항목 도출 및 시험절차서 개발 ○ 구동모듈 시험 평가 시스템 설계 : 상용 구동모듈테스트를 통한 HW 및 SW 보완 사양 도출 : 기구축 시험장비의 HW 및 SW 보완 설계 (통합 구동모듈 드라이버 대응) ○ 단축 통합 구동모듈 신뢰성 향상 기반 기술 개발 : 통합 구동모듈 구조 및 고장 인자 분석 : 통합 구동모듈 특성 및 운용을 고려한 시험 방법 분석 - 참여기관 2(한국생산기술연구원) : ○ GAN(Generative Adversarial Networks) 기반 가상 데이터 생성 알고리즘 설계 및 해석 : 상태 진단 및 고장 예지를 위한 GAN 기반 가상 데이터 생성 알고리즘 설계 : 가상데이터의 신뢰성 확보를 위한 다양한 구조 (VAE(Variational Auto-Encoder) + GAN 등) 분석 : GAN 가상 데이터 생성 알고리즘의 시뮬레이션 및 기초 검증 ○ 상태 진단을 위한 통합구동모듈의 주요 요소부품에 대한 기초 정보 수집 : 베어링, 기어류 등 Kinematics 설계 변수 획득 : Kinematics 정보를 이용한 기준 Campbell diagram 도출 ○ 고장 예지를 위한 가상 부하 데이터를 이용한 실시간 등가부하 산출 알고리즘 개발 : 초기 알고리즘 개발을 위한 효율 열화를 가정한 가상 부하 데이터 생성 : 실시간 등가부하 산출 알고리즘 개발 ○ 온라인 보정을 위한 구동모듈의 수학적 모델링 기반 외란/상태 관측기 설계 : 모델링 오차 및 센서 노이즈를 고려한 구동모듈의 수학적 모델링 : 부하 토크 등 센서 측정 신호 추정을 위한 비선형 강인 외란/상태 관측기 설계 |
| 접수일 | 2023-01-26 |
| 첨부파일 |
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(실무담당자) 김선미
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| 구분 | 내용 |
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