로봇의 운동 제어를 위한 동역학적 모델링과 물리변수 추정 기술

전문가 제언

○ 다관절 구조로 된 로봇 팔은 작업의 고속화나 대형화에 따라 각 관절부의 탄성으로 인해 팔 끝으로부터의 진동이 확대되어 정밀도 및 작업시간 단축 등의 장애로 이어지고 있다. 관절부의 진동을 제어하기 위해서 동역학적 모델 기반의 정밀제어가 필요하지만 물리적 파라미터의 산출이나 측정 등에 많은 노력과 시간이 필요하다. 본고에서는 이러한 물리적인 변수를 로봇의 자체 동작 데이터로부터 신속하고 고정밀도로 추정하는 기술개발 사례를 소개하였다.

○ 로봇의 운동 속도가 높아질수록 다이내믹 커플링 효과가 커지고 운동 궤적의 경로 오차도 커지게 된다. 따라서 로봇 운동제어 알고리즘에는 다이내믹 보상이 이루어져야 하고 경로에는 보다 많은 중간 경로를 계산해줘야 할 필요가 있다. 보다 많은 비트 수의 CPU를 채택하거나 시스템 클럭을 높여야 하겠지만 한계가 있다. 또한 연산기능이 강화된 어레이 프로세서를 사용하는 방법도 있지만 설계상의 어려움과 유연성이 떨어진다는 단점도 있다.

○ 로봇 제어에는 기존 CPU 여러 개를 묶어서 사용하는 병렬처리(Parallel Processing) 방법이 가장 효율적이며 이러한 방법을 이용한 로봇 제어기에 관한 연구가 국내외에서 활발하게 이루어지고 있다. 고속 동작을 위해 센서로부터 취득한 데이터의 샘플링 주기를 줄여야 하기 때문에 각 연산 블럭의 계산이 빠르게 진행되어야 하므로 하나의 연산 블럭을 여러 개의 Sub-Task로 나눠 병렬 처리하는 MIMD(Multi Instruction Multi Data stream)구조가 바람직하다고 볼 수 있다. 본고는 로봇 운동의 수치제어 연구에 참고가 될 수 있을 것이다.

○ 로봇의 운동 메커니즘 기술, 인식 기술, 지능제어 기술, 부품 기술, 시스템 통합 기술, 네트워크 인프라 등 37개의 요소 기술 가운데 우리나라가 선진국과 동등하거나 앞선 기술은 14개 분야이며 23개 분야는 기술력이 미흡한 것으로 파악되고 있다. 제조업용 로봇을 제외한 서비스용 로봇은 중소, 벤처 기업에 의존하므로 기술력이나 응용 분야가 매우 제한적이다. 특히 핵심부품의 해외 의존도가 높아 큰 걸림돌로 지적되고 있다. 국가적인 기술 지원이 요구된다.

저자

OAKI Junji

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

정보통신

연도

2012

권(호)

67(7)

잡지명

東芝レビュ-

과학기술
표준분류

정보통신

페이지

33~37

분석자

홍*철

분석물

• 로봇의 운동 제어를 위한 동력학적 모델링과 물리변수 추정기술.pdf [323,540 byte]

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