ROBOTICS 안동대학교 공과대학 기계공학부 유 영 순.

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1 ROBOTICS 안동대학교 공과대학 기계공학부 유 영 순

2 Index Robot 이란 Robot Engineering의 분야 Robot의 발달과정 Robot의 배경과 필요성
- 운반하중과 작동영역 - 동작 형태 Robot의 종류 Robot 언어 Robot 언어의 구성 국내 Robot의 발전과정 국내 Robot의 우수 기술 국내 Robot의 미 보유 기술 국내 산업용 Robot 기술 도입 현황 국내 산업용 Robot 생산 업체별 현황 일본 Robot의 발전과정 세계 Robot 산업 협력 현황 Robot 신기술의 방향 Robot 사업 Time-Table

3 What is Robot ? 기계인형, 인조인간, 노동자(슬라브어) 1921년 체코人 Karel Kapek의 희곡名
1950년 Isaac Asimov의 책 "I Robot" 정의 인간을 해치지 말아야하며 인간이 해를 입도록 방관해서는 안된다. 인간의 명령에 복종해야한다. 자신의 생존을 보호해야한다. ISO/TC184/SC2의 기술보고서의 정의 자동제어되며 재Program이 가능하고 다목적인 자유각을 지닌 Manipulative

4 Robot Engineering 의 분야 Mechanical Engineering
Mechanism, Mechanics, Control Electronical Engineering Sensor, Interface, Control Industrial Engineering Manufacturing, Application, Programming Computer Science Recognition, Planning, Programming R.E. = Modelling + Planning + Control +Programming

5 Robot의 발달과정 1947년 Argonne N. Lab(美) 개발 - 수동
1961년 MIT Lincoln Lab 자동 Robot 개발 1980년대 급속보급 단순작업에서 고기능, 다기능의 연구 이용분야 제조업(전기기기, 자동차, 합성수지가공업, 금속제품, 공작기계, 식품, 섬유공업, 화학공업, 조선공업 등) 비제조업(원자력산업, 해양개발, 건설업 등)

6 Robot의 배경과 필요성 열악한 작업 환경에서의 노동환경 개선 자동화 즉 FA 의 필수 요소로서의 역할
공수 단축 및 계속 작업으로 생산성 향상 오차 감소 및 균일성으로 품질, 규격의 안정화 동일 Line에서 다품종 생산의 자동화 가능 신기술 창출, 기술혁신 단순 반복 작업으로 인한 인간성 회복 및 인력 고용의 효율화 Cost Down 의 문제점인 인원 감소의 역할 노동 안정성 확보로 숙련공 부족 해소 설비의 간소화 및 CIM 구축으로의 역할

7 Robot의 분류 - 기능 요소기능 요소기술 대표적인 기구 및 기술 Man-Machine Communication
표시장치, 지령장치, Communication 기술 통신기술, 감각제시기술 기능 Tele-Existence 기술 감각기능 Sensing 기술 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각 Manipulation 기술 Manupulator, Hand 작업 . 이동 기능 전방향이동기구, 이동기술 계단승강기구, 보행기구 정보처리 . 인공지능 인공지능, 제어기술, 지능기능 기술 통신기술

8 Robot의 분류 - 운반하중 과 작동영역 명 칭 정 의 초대형 1t 이상의 Robot
정 의 초대형 1t 이상의 Robot 100Kg 이상 1t 미만, 10m3 이상 대 형 100Kg 미만 10Kg 이상, 10m3 미만 1m3 이상 중 형 10Kg 미만 0.1Kg 이상, 1m3 미만 0.1m3 이상 소 형 초소형 0.1Kg 미만, 0.1m3 미만

9 Robot의 분류 - 동작형태 직교 좌표형: 신축 - 신축 - 신축
공작 기계에 재료나 부품을 공급하는 작업 및 정밀 조립 작업 3차원 공간안의 작업 가능 원통 좌표형: 회전 - 신축 - 신축 조립 작업에서 보드에 핀, 축을 삽입시 입체적인 작업 가능 극 좌표형: 회전 - 선회 - 신축 자동차의 조립 공정 등의 스폿 용접 작업에 많이 사용 작업 범위가 넓고 사선 방향도 가능하다. 관절형: 회전 - 선회 - 선회 기계 부품의 결합이나 용접 작업 등에 사용 용도에 따라 융통성이 많다. 위치 제어가 어렵다.

10 Robot 종류 공작기계용 이송용 Spot Welding Arc Welding 도장 Processing 조립 검사

11 Robot Language Level 별 분류 Command Level: 기본명령이 Command로 구성
Computer의 Assembly어 예) ML 동작 Level: Robot의 동작중심 기술 원시적 동작: Basic 예) VAL 구조적 동작: Pascal 예) AL 대상물 Level: 대상물의 상태변화 중심 예) RAPT, AUTOPASS, LAMA 작업 Level: 작업의 최종목표 중심 이상적인 언어

12 Robot 언어의 구성 동작정의문: Robot 언어의 목적 End-Effector의 위치지정, Arm의 회전각지정
Move To, Moves, Grip, Release 등 외 속도제어 기하정의문: 동작정의문의 기하치 이용시 기하학적 위치나 운동경로 정의, 좌표계지시 Point, Line, Circle 등 I/O 문: 센서로부터 정보입력 등 외부와의 신호입출력 Program 문: 계산, Program제어, 판단, data 추상화기능 환경정의문: 대상이나 Robot 자신의 형상 정의

13 국내 Robot의 발전과정 1. 유아기(1980~83년) Sequence 및 PTP 제어 로봇 개발에 머무르는 개발 초기단계로 주요 개발사례는 다음과 같다. 금성통신, 고정 Sequence 로봇 개발(탈착용 및 Gold Finger) (1979) KAIST, 원통좌표형 로봇 "KAIST-I" 개발 (1981) KIMM, KIMMBOT 1호 개발 (5축 직각다관절형) (1982) 대우중공업, Loading/Unloading용 Playback 로봇개발 (1983) 삼성항공, Tv Bulb 운반용 로봇 개발 (1983) 금성사, 교육용 로봇 "Top 1" 개발 (1983) 두산기계, 용접용 로봇 개발 (1983)

14 2. 개발기 (1984~86년) 로봇에 대한 개발기술력 향상으로 Servo 로봇 개발이 활발하게 전개되지만 상품화에는 미흡한 단계로 기간 중 개발사례는 다음과 같다. 대우중공업, Arc 용접용 수직다관절 로봇 "NOVA-10" 개발 (1984) 삼성항공, 조립용 수평다관절형 로봇 "WISEMAN" 개발 (1984) KIMM, KIMMBOT 2호 개발 (6축 수직다관절형) (1985) 삼성항공, 직교좌표, 기억재생형 로봇개발 (1986) 현대중공업, 직교좌표, 수직다관절의 Arc.Spot 용접용 로봇개발 (1986)

15 3. 도입기(자체개발 및 기술도입 혼합기:1986~91년)
생산성 향상 및 노동환경 인식의 변화로 로봇 사용에 대한 분위기가 고조되고 연구개발 및 외국 기술도입은 급증하나, 제조기술 우선으로 개발기술 축적은 아직도 미약한 수준이며 주요 개발사례를 보면 다음과 같다. 기아기공, 용접용 다관절 로봇 생산 (1987) 두산기계, 용접용 및 Handling 로봇 생산 (1988) 금성기전 및 삼성항공, 직각좌표형 로봇 개발 (1988) KIMM, 수직다관절 로봇 개발 KIST 및 서울대, 수평다관절 로봇 Controller 개발 (1989) 금성산전, 수평다관절 로봇 개발 (1990) KIST, 전자통신연구소, 보행로봇 개발 중

16 4. 성장초기 (자체개발 및 System화 : 1992~현재)
독자 Model 개발과 더불어 염가화, 고신뢰성, 고정도화에 Focus 를 맞추어 주변장치와의 Interface 등의 응용에 주력하고 있다. 금성기전, 고속형 SCARA 로봇 개발 (1992) KIST, 조각용 로봇 개발 (1992) 삼성전자, 6축 SCARA 로봇 개발 (1992) 금성산전, Man-Machine Interface 스폿용접용 Controller 개발 (1992) 화천기계, FANUC과 공동으로 주행 로봇 개발 (1992) 삼성전자, 6축 소형 수직다관절 로봇 개발 (1993) 대우중공업, 원통형 SCARA 로봇 개발 (1993)

17 국내 Robot 우수기술 조립 Maintenance 운전 간단한 Interface 및 Software 외형적기술

18 국내 Robot 미보유기술 DC.AC Servo Motor IC 류 정밀감속기 Software 적응제어 및 기초해석 제어기술
정밀성능시험기술

19 Robot 신기술의 방향 특수 손목 개발 End-effector 나 Tool 포함 동력원의 변화 유압식에서 전기식 구동
제어 및 통신기술 메모리의 소형, 대용량화, 학습.지능 제어 고속.고정도화 Direct Drive Motor, 감속기 및 감속방식 개량(강성) 경량화 새로운 구조재료, 합리적인 구조설계 기법