[첨단 헬로티] 로봇에서 시스템 인티그레이션을 할 때에, 특히 최첨단의 연구 성과/소프트웨어 모듈의 활용이나 혹은 센서, 제어 데이터의 로깅, 비주얼리제이션 등의 경우에서 ROS의 활용은 반드시 필요해지고 있으며, 현재에는 디팩트 스탠더드로서 널리 인식되고 있다. 필자 자신도 ROS에 관한 해설 기사를 여러 번 썼는데, 거기에서는 ‘ROS=통신 라이브러리, 툴, 기반, 에코 시스템’의 도식을 소개, ROS의 최대 특징으로서 미들웨어 기술에 머물지 않고 그것을 이활용하기 위한 개발 툴과 유저 커뮤니티에 주력한 점을 지적하며, 이 점이 기존 개발된 미들웨어와 구분되어 ROS가 널리 유저를 모아 디팩트 스탠더드로서의 위치를 확립한 이유라고 설명해 왔다. 이 글에서는 계측과 제어라는 측면에서 ROS의 활용 상황을 소개하는 동시에, 다른 미들웨어 간의 상호 운용성을 확보하는 브리지 기술을 시작으로 산업계의 응용과 ROS2의 상황에 대해 전망해 본다. ROS와 계측 ROS 툴에서 가장 널리 사용되고 있는 것의 하나로 rviz라고 불리는 데이터 비주얼리제이션 툴이 있다. 이 툴의 특징은 특정 데이터, 분야, 응용에 의존하지 않고, 미들웨어 상에서 통
[첨단 헬로티] 최근 시스템의 고도화가 진행되는 동시에 시스템의 구조가 복잡해지고 있다. 새로운 기술의 도입은 하드웨어적인 부분의 개량뿐 아니라, 소프트웨어 개발 공수 증가로도 이어지고 있다. 그렇기 때문에 소프트웨어 개발에서도 공수를 절감하기 위한 리소스의 재이용이 중요해지고 있다. 이러한 배경을 바탕으로 시스템 개발에서 미들웨어 도입이 가속되고 있다. 로봇 시스템 개발에서 미들웨어는 많이 등장하고 있으며, 산업기술종합연구소에서 개발이 추진되고 있는 RT(Robot Technology) 미들웨어나 최근 세계적으로 널리 이용되고 있는 ROS(Robot Operating System) 등 시스템에 대한 적용 범위에 맞춘 미들웨어가 널리 이용되고 있다. 대부분의 미들웨어는 소프트웨어 모듈을 조합해 시스템을 구축하는 형태를 취하고 있기 때문에 모듈 단위의 교체나 검증이 가능하고, 시스템의 보수성을 높이는 것이 가능하다. 또한, 네트워크 투과성을 높여 네트워크상의 상세한 정보를 의식하지 않고도 분산 시스템을 구축할 수 있으며, 시스템 구축의 유연성 향상으로 이어지고 있다. 이와 같이 미들웨어는 복잡화되어 가는 시스템 개발에서 반드시 필요한 플랫폼이 되고 있다. 최근
[첨단 헬로티] 최근 로봇 시스템의 소프트웨어 개발에서 로봇 미들웨어가 널리 이용되고, 상호 접속성이나 소프트웨어 자산의 축적·재이용성이 향상돼 시스템 인티그레이션이 용이해지고 있다. 더구나 소프트웨어 일반에 대해서도 오픈소스화의 흐름에 더해, github 등 소스코드의 공유, 커뮤니티의 형성이나 활동을 서포트하는 서비스의 출현, 애자일 개발, DevOps 등의 소프트웨어 개발 패러다임의 변화, Docker나 Docker hub 등 컨테이너 기술과 그것을 재이용하는 기술의 출현 등으로 소프트웨어 개발의 효율이 비약적으로 높아지고 있다. 이러한 배경에서 로봇 기술을 활용한 신규 시장 창출의 움직임도 활발하다. 로봇 공학이나 AI 기술의 진전, 특히 심층학습을 비롯한 혁신적 기술의 출현에 의해 로봇의 새로운 애플리케이션, 비즈니스를 전개하려고 하는 기운이 높아지고 있다. 한편, 이러한 로봇 기술을 활용한 신규 시장 자체는 이들 기술 혁신의 스피드만큼은 확대되지 않고 있는 것이 현재 상황이다. 앞에서 말했듯이 소프트웨어 관련 기술의 진화에 의해 학술 분야의 연구 개발 성과가 제품에 적용되기까지의 기간은 단축되었지만, 연구 개발에 있어 소프트웨어 품질과
[첨단 헬로티] 인공지능은 수십억 개의 인터넷 연결 센서나 장치로부터 흘러 들어오는 방대한 데이터를 처리한다. 중요한 점은 중소기업도 이 같은 방대한 양의 데이터를 활용할 수 있게 되었다는 점이다. 특히, 최근 중소 제조 업체들 사이에선 스마트팩토리 구축에 유니버설로봇과 같은 협동로봇을 사용하는 사례가 늘고 있다. 협동로봇의 경우 주변기기 및 다양한 애플리케이션과 쉽게 통합될 수 있어 인공지능 기술이 쉽게 적용될 수 있기 때문에 활용도가 높다. ▲ 최근 제조업 전반에 스마트팩토리에 대한 관심이 높아지면서 로봇 자동화에 대한 투자가 활발해 지고 있다. (사진출처: 유니버설로봇) 인공지능이 쉬워진다 준비가 되었든 아니든, 인공지능(AI)은 이미 우리 삶의 모든 측면에 스며들고 있다. 인공지능은 사람들이 다녀간 흔적을 수집하고 데이터화 한다. 이를 통해 개개인에게 맞춤 상품을 추천해줄 뿐만 아니라 운전 시 차선을 벗어나거나 사고 위험이 있을 때 운전자에게 경고를 하기도 하며, 로봇 진공 청소기가 집안 청소 시 최적의 경로를 설정하게끔 유도한다. 이처럼 인공지능은 다양한 영역에서 널리 활용되고 있다. 한 연구에 의하면 5천만 달러 이상의 매출을 올리고 있는 기업의
차세대 자동차라고 하면 무엇을 떠올릴까? ‘어차피 우리와는 관계없어요’라고 생각하는 기업이 의외로 많다. 차세대 자동차는 세계적으로 유명한 자동차 메이커가 그 동안 쌓아온 기술을 결집해 거액의 투자를 해서 개발한 것으로, 중소기업에는 관계없는 세계라는 것. 그러나 그렇지 않다. 필자는 시판 전기자동차(EV)를 완전하게 분해해 그 속을 해명했다. 물론 시스템 전체의 통합은 대기업이 담당하지만, 각각의 기기를 분해해 보면 실제로는 많은 부분이 제조 기업에 의해 유지되고 있으며, 더구나 형기술이 관계되어 있었다. 이번 연재에서는 자사의 형기술을 연마해 ‘그 부품이나 기술이 없으면 차세대 자동차 그 자체가 성립하지 않는다’고 자부하며 열심히 일하고 있는 중소기업의 기술을 소개한다. 차세대 자동차란 일반적으로 차세대 자동차는 기존의 자동차가 동력으로서 내연기관(가솔린, 디젤)을 사용하고 있는 것에 대해, 어떠한 전기 구동의 동력을 가지고 있는 것이 많다. 내연기관에 전동 구동 기술을 조합시킨 ① 하이브리드 자동차 (HV) ② 플러그인 하이브리드 자동차 (PHV) ③ 전기자동차 (EV) ]
본 기사는 일본 일간공업신문사가 발행하는 <형기술>지와의 저작권 협정에 의거하여 제공받은 자료입니다.
예전에 ‘금형용 CAD/CAM의 최신 기술 동향’이라는 제목으로 5축가공 대응과 머신 시뮬레이션 등 CAD/CAM 시스템의 동향을 소개했다. 이번에는 금형의 품질과 가공의 생산성을 크게 좌우하는 금형용 CAD를 소개한다. 대부분의 기업이 플라스틱 금형 설계의 3차원화에 대응하고 있다. 그러나 3차원 CAD 시스템의 기능이 충분하지 않기 때문에 대부분의 기업에서는 인서트의 설계까지밖에 할 수 없고, 금형 구조는 여전히 2차원 CAD로 설계되고 있는 것이 실상이다. 그렇기 때문에 ‘금형 설계는 3차원으로는 완결할 수 없고, 2차원 병용이 불가결하다’고 하는 의견이 일반적이다. 이에 프랑스에서 제2위의 CAD/CAM 벤더인 Missler Software사는 지금까지의 3차원 CAD 시스템으로는 실현할 수 없었던 기능과 퍼포먼스를 갖는 플라스틱 금형 설계 지원 시스템 TopSolid’ Mold 7을 개발했다. 기존의 3차원 CAD 처리 속도로는 리스폰스 문제로 대응이 어려웠던 용량이 큰 데이터라도 TopSolid’ Mold 7로는 처리 속도를 대폭으로 높여 쾌속으로 설계할 수 있게 됐다. 이번에는 부품
최종 제품의 품질을 좌우하는 금형의 가공에는 지금까지 이상으로 고도의 요구를 받고 있다. 이와 같은 요망에 대해 가공기계, 공구, 소프트웨어, 주변 기술 등 각각에 높은 기술이 요구된다. 이 글에서는 최신 금형을 지원하는 가공 기술에 대해, 각각의 각도에서 해설한다. 금형 제조업에서는 오늘날까지 가공 시간 단축을 명제로 모든 공구와 가공 방법이 시도되고 공정 개선이 이루어져 왔다. 그러나 최근의 절삭가공에서는 공정 개선의 대응은 내용이 변하고 있다. 가공 완료 시에 고정도인 것은 당연하고, 검사 공정에서 다시 되돌아가는 것을 줄이거나 연마 공정의 연마 시간을 단축하는 등 절삭가공의 후공정 개선도 시야에 넣은 대응이 증가하고 있다. 동사는 재작년에 전혀 새로운 컨셉의 고능률 다듬질가공용 이형 공구 시리즈 GALLEA를 제품화했다. 이 제품은 절삭날 형상을 크게 수정한 이형 공구로, 기존 볼 엔드밀이나 코너 래이디어스 엔드밀에 비해 동 공구 지름에서도 픽피드를 크게 설정할 수 있다. 또한 작년에는 20m/min 이상의 테이블 이송 속도로 다듬질가공이 가능한 고능률 다듬질용 6날 볼 엔드밀도 판매를 개시했다. 이 글에서는 픽피드와 테이블 이송 속도를 수정함으로써
동사는 1961년 4월에 시즈오카현 구 키요미즈시에서 창업, 그룹 기업을 포함해 종업원 90명 이상이 근무하는 자동차 조명기구의 수지성형 금형 메이커이다(그림 1). 헤드램프 보디 금형, 리어 콤비네이션 보디 금형, 헤드램프 리플렉터 금형, 하이마운트램프 금형, 포그 보디 금형 등을 중심으로 형체력 100~1,600t까지의 금형을 제조하고 있다. ▲ 그림 1. 동사 외관 그림 2에 동사 금형가공의 대략적인 프로세스를 나타냈다. 이들 공정 외에 그라파이트 전극가공, 와이어 방전가공, 그리고 5축가공을 하고 있다. 이와 같은 가공 프로세스는 동일한 금형을 제조하고 있는 타사와 큰 차이는 없다고 생각한다. ▲ 그림 2. 동사의 금형가공 프로세스 또한 일본 내의 다른 제조업과 동일하게 동사도 오퍼레이터의 스킬에 의존하지 않는, 안정된 품질의 금형 제조를 목표로 하고 있다. 이에 최신 공작기계를 활용해 정도를 구하고, 금형 제조의 능률을 높이고 싶다고 생각한다. 동사의 과제 가급적 사내 가공 비율을 높임으로써 금형가공의 리드타임 단축에 노력하고 있다. 그러나 매달 금형의 생산 수에 편차가 있기 때문에 기계가공에서 설비의 가동률 평준화가 과제이다. 기계가공이 겹쳐서 사
동사는 전자 부품의 종합 메이커로서 정보·통신, 카 일렉트로닉스, 헬스케어, 홈 네트워크 등의 사업에 대응하고 있다. 동사의 금형 내제 부문인 금형 기술부는 순차이송 금형, 성형 금형, 인서트 금형을 소수인체제로 제작하고 있다. 소수인으로 금형을 제작하기 위해 여러 가지 개선을 실천하고 있는데, 금형의 단납기화가 요망되고 있다. 이것에 의해 금형의 베이스가 되는 금형 플레이트의 제작에 걸리는 일정도 마찬가지로 짧아진다. 동 부문에서는 피치 정도 ±2μm 이내를 요구받는 순차이송 금형 플레이트에 관해, 이전에는 포켓, 포스트, 녹 등의 중요 부위의 거친가공은 사내의 와이어 방전가공, 다듬질가공은 협력 회사의 지그 연삭으로 대응하고 있었다. 현재는 단납기화 대응을 위해 미쓰비시전기(주)제의 와이어 방전가공기 ‘MP2400’(그림 1)을 도입, 순차이송 금형 플레이트의 중요 부위를 고정도 와이어 방전가공으로 대체하고 있다. ▲ 그림 1. 와이어 방전가공기 ‘MP2400’의 외관 이 글에서는 와이어 방전가공으로 금형 플레이트를 제작할 때의 플레이트 세팅 정도의 향상, 동사에서 운용하고 있는 비
최근 공업 제품의 저가격화와 제품 개발 사이클의 단기화로 인해 금형의 제조 코스트 절감과 단납기화의 요구는 한층 더 강해지는 추세이다. 또한 동시에 고정밀, 고품질화 요구도 해마다 높아지고 있다. 이와 같은 고객 요구에 대응하기 위해 동사는 와이어 방전가공기의 가동률 향상, 고정도화를 명제로 개발을 해왔다. 특히 자동차 산업에서는 하이브리드화나 EV화가 진행되어 모터의 생산량 증가가 예측된다. 모터코어는 순차이송 금형에 의해 생산되는데, 증산이 되면 금형 생산의 납기 단축·코스트 절감이 과제가 된다. 이것에 주목, 과제를 해결해야 할 와이어 방전가공기의 유효 활용에 대해 소개한다. 금형 제작에 있어 단납기 대응 금형 제작에서 와이어 방전가공기는 반드시 필요해지고 있다. 특히 IC 리드프레임 금형이나 모터코어 금형 등의 순차이송 금형은 와이어 방전가공기 없이는 제작할 수 없다고 해도 과언은 아니다. 2002년쯤부터 동사는 이 순차이송 금형 제작의 시간 단축을 위해 기계의 기본 구조와 그 조립 기술을 연구, 금형용 플레이트의 피치 정도를 고정도로 안정시키는 것에 성공했다. ‘Ultra MM50B’(그림 1)에서는 피치 정도 &p
최근 금형이 보다 복잡화되고 절삭가공이 곤란한 부분이 증가해, 방전가공기의 필요성이 재인식되고 있다. 가공을 할 때에는 지식뿐만 아니라 오랜 경험에 의한 노하우 축적도 필요하고, 작업자의 수준에 따라 가공 결과에 차이가 생기는 경우도 있어 그들을 어시스트하는 기능이 요구되고 있다. 한편으로는 IoT를 활용해 작업 효율이나 기계의 가동률을 높이는 대응에도 주목이 모아지고 있다. 이 글에서는 ‘누구라도 간단히 실수 없이’ 재현성 높은 가공을 할 수 있는 것을 컨셉으로, 유저 인터페이스와 퍼스널컴퓨터나 스마트폰으로 방전가공기의 상태를 모니터링할 수 있는 IoT 관련 소프트웨어 기능을 소개한다. 헤매지 않고 가공 프로그램 작성 가공 프로그램을 작성할 때에는 형조·와이어 방전가공기 모두 가공 조건을 각각의 기계 타입마다 결정할 필요가 있다. 가공 조건을 결정하는 조작에서 지금까지는 방전 면적(판두께), 워크 재질, 전극 재질, 가공 방법, 표면 조도를 가공 조건 일람표에서 판단해 선택하고 있었기 때문에 최적의 가공 조건이 정확하게 선택되고 있는지 알기 어려웠다. 이 문제를 해결하기 위해 제어장치 Hyper-i의 ‘프로젝트&
최근 자동차 분야에서는 CO2 배출량 절감을 위해 PHV나 EV 등의 차세대 자동차의 보급이 추진될 것으로 예상되고 있다. PHV나 EV 등에서는 에너지절감을 고려한 특성을 갖는 모터가 앞으로의 요구인 것은 분명하다. 그 큰 과제의 하나가 모터 특성에 크게 영향을 미치는 모터코어의 개발이다. 이에 모터코어 및 모터코어 금형(프레스 금형)의 과제와 대책에 대해 정리하고, 금형 제조 공정의 하나인 와이어 방전가공의 과제와 동사 대책 사례를 소개한다. 또한 PHV, EV 등의 보급 한편으로, 엔진 자동차의 저연비화로서 엔진의 효율 향상이나 구동계의 효율 향상, 차체의 경량화 등의 개발도 추진되고 있다. 그 중에서 특히 구동계의 효율 향상을 위해 동력 전달 로스를 절감하는 기어 고정도화의 요구가 있다. 이에 보다 높은 정도가 필요한 기어 단조 금형의 형조 방전가공의 과제와 동사 대책 사례를 소개한다. 모터코어 금형에 있어 와이어 방전가공의 과제와 대책 최근 모터코어에 채용되는 전자 강판의 박판화가 추진되고 있다. 박판 재료는 철손이 적고, 모터 특성에 유리한 것이 이유이다. 따라서 최근에는 t0.2~t0.35mm 정도(기존 : t0.5mm 정도)까지의 박판 재료가
전기만 흐르면 재료의 경도에 의존하지 않고 가공할 수 있는 강점을 활용해 담금질강과의 좋은 상성으로 방전가공기가 금형 제작의 최종 공정에 중요시됐던 것은 한참 옛날의 이야기이다. 현재 절삭 툴의 고정도화·고강도화·내마모성 향상과 고속 회전 주축 탑재 머시닝센터의 성능 향상에 의해 금형 제조에서 직조가공이 다용되고 있으며, 최종 공정에 한정하지 않고 방전가공의 활용 패턴이 모색되고 있다. 이 글에서는 공작기계의 각 특징을 이해·습득, 종합력의 최적화와 자사 노하우 구축을 달성함으로써 글로벌 금형 제조의 경쟁력을 향상시킨다는 요구에 대응하기 위해 방전가공의 원리를 다루면서 최신 기술과 그 활용 사례를 소개한다. 방전가공의 우위성 방전가공은 절삭가공에서 공구에 해당하는 전극과 워크의 간극(방전 갭)에 방전 현상을 발상시켜, 방전에 동반하는 역학적 작용(방전 충격 압력)과 열적 작용(증발·용융)에 의해 제거가공을 하는 가공 수단이다. 방전가공의 대표적인 특징을 아래에 든다. • 단위면적당 고밀도 에너지 부가가 용이 • 절삭가공과는 달리 부드러운 것(동)으로 단단한 것(철)을 가공할 수 있다 &bul
방전가공에는 여러 가지 장점이 있으며, 좁은 피치의 미세 커넥터 금형이나 깊은 홈이 많은 다이캐스트 금형 등의 제조에서 적극적으로 사용되어 왔다. 최근에는 진원도를 요구받는 모터코어의 대형 금형이나 자동차 부품의 대형 금형 등 새로운 분야에서도 활용이 추진되고 있다. 이러한 가운데 방전가공의 장점을 잘 활용한 금형을 제조, 제안하는 것이 차별화로 이어진다고 생각할 수 있다. 이 글에서는 새로운 분야 개척의 힌트가 되는 방전가공에 관한 연구 동향과 방전가공기의 최신 기능을 소개한다. 또한 방전가공기를 잘 활용하고 있는 부품 메이커, 금형 메이커의 사례도 소개한다. 01 금형 제작의 경쟁력 향상으로 이어지는 방전가공의 최신 활용 사례 02 에너지절감 자동차용 금형의 최첨단 요구에 대응하는 최신 방전가공 기술 03 방전가공을 활용하는 소프트웨어 기능 - ‘프로젝트’, ‘E 테크 닥터’ - 04 모터코어 금형의 납기 단축을 실현하는 와이어 방전가공기의 유효 활용 05 와이어 방전가공기의 플레이트 가공 세팅 정도 향상 시책 - 기상의 비접촉 평면 상태 확인 기술에 의한 플레이트 평면 상태의 가시화 - 06 방전과 절삭의 적절