로보트에는 여러 가지 종류가 있다. 산업용 로보트를 한정하더라도 시퀸스형 로보트서부터 고급형 로보트라 불리는 플레이백형 로보트, 그리고 기계의 조립등을 맡아서 하는 지능 로보트에 이르기 까지 여러 종류의 로보트가 실용화 되어 있다. 따라서 이들의 제어방식도 다 다르다. 산업용 로보트 현황을 살피고 그 제어기술의 현황과 장래의 제어기술의 방향을 전망하여 보기로 한다.
이글에서는 서독, 영국 및 미국의 로보트 관련 연구 기관 일부를 필자들이 방문해서 보고 들은 사항을 기술하였다. 서독의 대학에서는 기존 로보트를 이용한 로보트 응용기술의 개발에 역점을 두고 있으며, 산업체에서는 자사의 로보트를 생산하여 생산자동화에 이용하고 있다. 또한 미국, 영국의 대학 및 연구소에서는 기존 로보트보다 성능(효율적이고 경제적인 제어기술, 동적성능이 우수한 재료의 선택, 인공지능등)이 우수한 로보트 개발 연구에 치중하고 있다. 로보트 개발은 기술의 창출이기보다 기술의 조합(기계, 전자, 전산, 제어등)이고, 연구개발비가 타 분야 (예, 인공위성)에 비하여 적어 우리나라에서도 산.학.연의 협동체제만 잘 구축되면, 미국 Unimation 회사로부터의 기술도입으로 출발한 일본이 세계최대의 로보트 생산 및 사용국이 된 것처럼, 로보트 분야의 선진국과 용이하게 경쟁할 수 있으리라 본다.
아크 용접작업은 그 작업 환경이 매우 열악하여 로보트를 이용한 자동화가 어느 분야보다 절실히 필요한 분야이다. 특히 인건비의 증가, 생산성 향상 등 여러 가지 측면에서 볼 때 용접 로보트의 도입이 요망되고 있다. 대표적으로 자동차 업계, 조선업계, 중장비 업계 등에서 아크용접 로보트를 필요로 하고 있다. 현재 국내에서 사용되는 대부분의 아크 용접용 로보트는 일본 및 유럽의 선진사들이 제조한 것들이 다. 일부 국내 로보트 제조업체들이 용접 로보트를 생산, 공급하고 있으나 대부분 선진사와 기술 제휴하여 국내에서 생산만하고 있는 실정이다. 그러나, 최근 들어 용접 용 로보트를 국산화하려는 노력들이 도처에서 보여지고 있다. 이 글에서는 아크용접 로보트 중에서 핵심 부분 중의 하나인 제어기의 구성과 그 필요기술, 기능등을 살펴 봄으로써 국내의 용접용 로보트 기술 개발 방향을 살펴 보고자 한다.
로보트기술에는 크게 나누어 3가지가 있다. 동적기술, 지적기술 그리고 시스템구성기술이 바로 그것이다. 로보트의 동적기술은 기계기술의 연장으로써 정밀기계, 제어기술이 그 중핵이 되고 있다. 로보트의 손가락, 손, 팔 등의 기구와 동적기능은 로보트의 기본적인 것으로써 로보트의 제일의적인 기능이라 할수 있다. 그래서 로보트의 기본적인 기능을 해결하는데 필요한 기술은 정밀기계요소가공과 servo 기술이 되는데, 그 중에서도 serve 기술이 가장 중요하다. 로보트가 제 아무리 높은 지능과 우수한 감각을 가지고 있다 해도 소기의 동작이 따르지 않으면 모든 것이 허사이기 때문이다. 이 강좌에서는 이 servo 기술을 먼저 다루어 보기로 한다.
본 논문은 협력작업을 수행하는 다중로보트의 동작결정을 지원하는 그래픽 시뮬레이션 시스템을 제안하였으며, 다중로보트 협력시스템을 위한 시뮬레이션 소프트웨어의 구성을 위하여 두가지의 문제를 제시하였다. 첫째, 다중로보트의 동작은 원하는 대상물의 경로와 대상물과의 고정관계를 만족하는 조건식을 이용하여 구하였으며, 다양하게 변하는 대상물의 경로를 이루어내는 다중로보트의 동작을 알아내기 위하여 한 대의 주 로보트의 동작을 이용하는 주-종방식 보다 로보트들의 동작 수정이 용이한 대상물의 경로를 이용하는 방식을 채택하였다. 또 하나의 문제는 로보트시스템의 환경변화에 대한 적응력을 높이고 소프트웨어 개발 부담을 줄이기 위한 방법으로 객체지향 프로그래밍 기법을 이용한 로보트 응용 프로그래밍 환경의 기본적인 객체들을 제시하였다. 다중로보트 시스템에 적용된 객체지향 프로그래밍 기법은 소프트웨어의 신뢰성과 재사용성 및 확장성 등의 장점들을 제공하며, 또한 로보트 응용 프로그래밍의 다양한 요구에 대응하기 위한 구조적 개념을 제공한다.
본 논문에서는 다중로보트의 제어를 위하여 비젼 센서 등 여러 가지 센서신호를 처리할 수 있고 로봇의 충돌회피 및 협조제어를 할 수 있는 제어시스템을 개발하였다. 본 제어장치는 시스템 전체를 관리하며 언어 및 로보트 동작의 교시 그리고 자기진단 등의 기능을 하는 Supervisory Processor, vision에 대한 정보를 담당하는 로보트 제어 processor 등 여러개의 프로세서로 나누어 분산처리 구조를 갖도록 하여 확장성 및 유연성이 높은 시스템이 되도록 하였다. 실험적으로 본 시스템을 이용하여 로보트로 하여금 puzzle을 맞추는 작업을 수행시킴으로써 본 시스템의 우수성을 입증하였다.
무인차량 합동계획실의 책임자인 Rovert Harper 해병 중령은 "배우는 태도"를 견지하고 있다고 말하였다. 이런 태도는 전장에서 로보트를 운용할 운용자들에게도 적용된다. Harper씨는 그의 가장 큰 임무가 그러한 기술에 대한 사전지식이 거의 없는 보병에게 로보트의 효용을 보여주는 것이라고 밝혔다. 육군과 해병의 합동사업실은 9월 캘리포니아 Camp Pendleton에서 광섬유 케이블에 연결되어 원격조종되는 로보트 차량의 공동 실물설명회를 준비하고 있다. 이 설명회에 이어 육군 및 해병여단의 여러 부대에서 실제 훈련을 통해 로보트 기술소개를 하고, 1995년까지 로보트 차량을 배치할수 있는 방안을 모색하고 있다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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