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조사중

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1. 아두이노를 활용한 스마트팜

준비재료

아두이노 우노, 아크릴 프레임, 모터 드라이버, LCD, DC 펌프, 토양 습도 센서, 미니 브레드 보드, 십자드라이버, LED 모듈, M3 볼트, 너트, 점프선, 고무발, 브라켓

2. 활용

간편한 식물을 키우는 장치

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아두이노를 활용한 스마트 팜, 집에서 식물 키트 만들기

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BY 메이크올] 농촌산업의 고령화 및 기후 문제로 농가소득이 줄어가는 가운데 스마트 팜이 이를 해결할...

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1. 출퇴근용 자전거 깜빡이

LED를 활용해서 깜빡이게 하면서 밤에 타고다닐때 사고를 방지할 수 있도록 한다

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네이버 블로그 | DIY 메카솔루션 오픈랩

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아두이노 프로젝트

릴리패드를 이용한 깜빡이 만들기 (출퇴근용 자전거 깜빡이)

많은 사람들이 자전거를 타고 출퇴근을 합니다. 어두운 밤을 밝히는 LED를 이용하여 깜빡이를 만든다면 어떨까요?

릴리패드를 이용하여 옷에 깜빡이를 만들어봅시다.
1. 준비물
10. 바늘, 초크, 자, 연필, 가위, 양면테이프 등등
2. 디자인
자켓 혹은 티셔츠에 어떤 패턴으로 깜빡이를 만들 것인지 결정합니다. 위에 보이는 그림에서는 가운테 릴리패드를 위치시키고, 아래쪽으로 14개의 LED를 < > 모양으로 배열하고, 양쪽 슬리브에 각각 한개의 푸쉬버튼과 LED를 설치합니다. 그리고 릴리패드에 연결할 파워도 별도로 설치할 것입니다.

릴리패드에서 검정색은 GND(-파워)이며 VCC(+파워)는 빨간색, 그리고 LED의 +는 녹색, 스위치는 보래색입니다.

파워서플라이와 릴리패드를 연결할 때는 서로 가까이 위치할 수 있도록 합니다. 서로 멀리 떨어져 있을 경우에는 전기전도성 실의 내부저항이 커지기 때문입니다.

레이아웃을 구상한 후에는 초크나 연필을 이용하여 어떻게 위치할지를 결정합니다. 부품 뿐만 아니라 전기전도성 천을 이용하여 서로간에 연결할 것이기 때문에 실이 가는 길도 초크나 연필로 표시합니다. 그리고, 양면테이프틍을 이용하여 LED 혹은 푸쉬버튼 스위치를 옷에 부착합니다.
3. 파워서플라이와 릴리패드를 꼬맵니다.
파워서플라이는 배터리 정도의 무게이기 때문에 옷감에 따라서 처질 수 있습니다. 따라서 어깨 위 혹은 무게로 인해서 천이 처지지 않을 위치에 꼬매는 것이 중요합니다. 릴리패드는 등 한가운데 위치시키면 좋지 않을까요? 여러개의 LED와 연결해야하기 때문에 중간에 위치시켜서 LED가 서로 대칭하면 실로 꼬매기 쉬울 것입니다

파워서플라이와 릴리패드를 옷감에 부착한 후에는 파워서플라이의 (+)를 릴리패드의 +5V에, 그리고 파워서플라이의 (-)를 릴리패드의 (-)에 연결합니다. 이 때 연결은 전기전도성 천을 사용합니다. 선을 바로 연결하지 않고, 옷감에 꼬매면서 연결합니다. 다음 그림처럼...

다음에는 멀티미터 (테스터기)를 이용하여 옷감에 꼬맨 전기전도성 실 (+)와 (-)가 쇼트되지 않았는지 확인합니다. 멀티미터의 스피커모양에 스위치를 돌려서 위치시킨 후에 멀티미터의 두개 프로브를 서로 터치시키면 삐~소리가 납니다. 릴리패드의 (+)와 (-)에서 나온 선들이 서로 연결되어 있으면 안되기 때문에 두 선에 각각 멀티미터의 빨간색 프로브와 검정색 프로브를 대었을 때, 삐 소리가 나면 안됩니다.

릴리패드와 파워서플라이를 연결한 것과 마찬가지로 릴리패드 LED들을 옷감에 꼬맵니다.

LED의 (+) 방향을 바깥쪽으로 향하게 하고, (-)방향을 옷감의 안쪽으로 향하게 하겠습니다.

왼쪽 깜빡이의 (+)를 전기전도성 실을 통해서 하나로 연결하고 이를 릴리패드의 9번에 연결합니다. 그리고, 오른쪽 깜빡이의 (+)를 전기전도성 실을 통해서 하나로 연결하고 이를 릴리패드의 11번에 연결합니다. 그 다음, 왼쪽 깜빡이의 (-), 오른쪽 깜빡이의 (-)를 모두 연결하여 릴리패드의 10번에 연결합니다. GND가 아닌 10번에 연결하는 것은 릴리패드 프로그래밍을 할 때, DigitalWrite함수를 통해서 10번을 GND처럼 LOW로 만들 것입니다.

USB포트에 FTDI 컨버터를 연결한 후에, 이를 다시 릴리패드에 있는 미니 USB 단자에 연결합니다. 컴퓨터가 FTDI를 인식하면, 아두이노 소프트웨어의 하드웨어에서 릴리패드 모델과 설치된 COM포트 설정을 한 후에 다음의 코드를 붙여넣기 합니다.

int ledPin = 13; // the LED on the LilyPad
int leftSignal = 9; // my left turn signal is attached to petal 9
int rightSignal = 11; // my right turn signal is attached to petal 11
int signalLow = 10; // the - sides of my signals are attached to petal 10

void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the ledPin to be an output
pinMode(leftSignal, OUTPUT); // sets the leftSignal petal to be an output
pinMode(rightSignal, OUTPUT); // sets the rightSignal petal to be an output
pinMode(signalLow, OUTPUT); // sets the signalLow petal to be an output
digitalWrite(signalLow, LOW); // sets the signalLOW petal to LOW (-)
}

void loop() // run over and over again
{
delay(1000); // wait for 1 second
digitalWrite(leftSignal, LOW); // turn the left signal off
delay(1000); // wait for 1 second
digitalWrite(rightSignal, HIGH); // turn the right signal on
delay(1000); // wait for 1 second
digitalWrite(rightSignal, LOW); // turn the right signal off
delay(1000); // wait for 1 second
}

프로그램이 완료되면, 오른쪽 깜빡이가 깜빡거리는 것을 확인할 수 있습니다.

동작이 되지 않으면 roboholic84@gmail.com으로 이메일 부탁드립니다.
6. 손목 슬리브에 푸쉬버튼을 이용하여 깜빡이를 컨트롤
다음은 손목에 푸쉬버튼을 연결하여 깜빡이를 컨트롤하도록 합니다. 두개의 미니 푸쉬버튼과 두개의 LED가 필요합니다. 양쪽 손목 슬리브에 있는 버튼을 누르면 등쪽에 있는 LED들이 깜빡거리며 피드백으로 손목에 있는 LED도 같이 깜빡거립니다.

위처럼 푸쉬버튼을 손목에 끼우고, 반대쪽의 4개 핀들은 납짝하게 구부려서 핀에 상처가 나지 않도록 합니다. 다음 그림에서 위쪽의 핀 두개는 서로 동일한 신호를 공유하며 아래쪽의 두개 핀 또한 동일한 신호를 공유합니다. 즉, 위쪽의 두개 핀 중 어느 하나에 연결하여도 위의 두개핀은 같은 신호를 사용하는 셈입니다. 마찬가지로 아랫쪽 두 핀도 그렇습니다.

오른쪽 손목: 오른쪽의 스위치 중 하나를 릴리패드의 12번 (맨 위 그림에서 보라색선)으로 연결합니다. 스위치의 반대쪽 핀 중 하나를 릴리패드의 4번에 연결합니다. 그리고 전기전도성 실을 이용하여 방금 4번에 연결한 스위치에 다시 연결하여 이를 오른쪽 손목의 LED(-)에 연결합니다. 현재까지 오른쪽 손목에는 스위치는 릴리패드와 LED에 연결된 상태이고, LED는 (+)만 연결이 되지 않은 상태입니다. 이 LED (+)는 릴리패드 3번에 연결합니다.

왼쪽 손목: 왼쪽의 스위치 중 하나를 릴리패드의 6번 (맨 위 그림에서 보라색선)으로 연결합니다. 스위치의 반대쪽 핀 중 하나를 파워서플라이의 (-)에 연결합니다. 그리고 이 파워서플라이의 (-)는 릴리패드의 (-)에 연결되어 있어야합니다. 그리고 전기전도성 실을 이용하여 방금 연결한 스위치에 다시 연결하여 이를 왼쪽 손목의 LED(-)에 연결합니다. 현재까지 왼쪽 손목에는 스위치는 모두 상태이고, LED는 (+)만 연결이 되지 않은 상태입니다. 끝으로, 이 LED (+)는 릴리패드 5번에 연결합니다.

사용된 릴리패드의 핀들입니다. 끝으로 다음의 완성된 코드를 통해서 테스트를 해 봅니다.

사용하실 때 가장 주의해야할 점은 꼬맨 전기전도성 실들끼리 서로 닿지 않도록 하는 것입니다. 테스트를 하실 때는 검정성 절연 테이프를 통해서 전기전도성 실을 절연하는 것도 하나의 방법일 것입니다.

void setup() // 아두이노가 실행되면 한번만 수행되는 함수입니다. 일종의 초기화
{

// pinMode는 핀들을 출력으로 사용할지 입력으로 사용할지 결정합니다
pinMode(boardLED, OUTPUT);

pinMode(leftSignal, OUTPUT);
pinMode(rightSignal, OUTPUT);

pinMode(signalLow, OUTPUT);
pinMode(rightLow, OUTPUT);

pinMode(leftSwitch, INPUT);
digitalWrite(leftSwitch, HIGH);
pinMode(rightSwitch, INPUT);
digitalWrite(rightSwitch, HIGH);

pinMode(leftLED, OUTPUT);
pinMode(rightLED, OUTPUT);

// digitalWrite는 출력을 HIGH로 할지 LOW로 할지 결정합니다. 가령 boardLED가 HIGH라면 LED가 켜있는 상황이죠.
digitalWrite(boardLED, HIGH);
digitalWrite(signalLow, LOW);
digitalWrite(rightLow, LOW);
}

void loop() // 루프는 말그대로 실행이 되면 계속 반복됩니다.
{
checkLeft(); // checkLeft라는 함수를 부릅니다.
checkRight(); // checkRight라는 함수를 부릅니다.
if (mode == NIGHT) // 모드가 NIGHT라면,
night(); // night라는 함수를 부르고,
else // 그렇지 않으면,
day(); // day라는 함수를 부릅니다.

// 함수들은 다음에 별도로 정의되어 있고, 이는 loop안에 모두 넣게되면 지저분해지고, 디버깅하기 어렵기 때문입니다.
}

digitalWrite(rightSignal, HIGH);
digitalWrite(leftSignal, HIGH);
digitalWrite(leftLED, LOW);
digitalWrite(rightLED, LOW);
delay(100);
digitalWrite(rightSignal, LOW);
digitalWrite(leftSignal, LOW);
digitalWrite(leftLED, HIGH);
digitalWrite(rightLED, HIGH);
delay(100);
digitalWrite(leftLED, LOW);
digitalWrite(rightLED, LOW);
}

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릴리패드를 이용한 깜빡이 만들기 (출퇴근용 자전거 깜빡이)

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많은 사람들이 자전거를 타고 출퇴근을 합니다. 어두운 밤을 밝히는 LED를 이용하여 깜빡이를 만든다면 ...

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https://m.blog.naver.com/techref/223151249684

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PLC 프로그래밍은 PLC 동작 방식과 조건을 설정하기 위해 PLC 프로그램을 작성하는 작업을 의미합니다. PLC 프로그래밍을 통해 입력 신호를 분석하고 내부 프로그램에 의해 결정된 논리적인 연산을 수행하여 출력을 제어합니다. PLC 프로그램은 일련의 논리적인 명령어로 구성되며, 이 명령어들은 특정 프로그래밍 언어를 사용하여 작성됩니다.

PLC 프로그래밍은 자동화 시스템의 핵심적인 요소로, 원하는 작업을 자동으로 수행하기 위해 필수적입니다. PLC 프로그래밍을 통해 시스템의 동작 방식을 정의하고, 입력과 출력을 관리하여 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. PLC 프로그래밍의 정확성과 효율성은 시스템의 안정성과 생산성에 직결되므로, 신중하고 전문적인 프로그래밍 접근이 필요합니다.

PLC 에는 다양한 프로그래밍 언어가 사용됩니다. 가장 일반적인 PLC 프로그래밍 언어로는 Ladder Diagram, Function Block Diagram, Structured Text 등이 있습니다.

Ladder Diagram : 전기 회로의 회로도와 유사한 그래픽 기반 언어입니다.

Function Block Diagram : 기능 블록들을 조립하여 PLC 프로그램을 작성하는 방식입니다.

Structured Text : 일반적인 프로그래밍 언어와 유사한 텍스트 기반 언어로, 복잡한 프로그래밍 작업을 수행할 수 있습니다.

PLC 제조사와 모델에 따라 지원하는 프로그래밍 언어가 다를 수 있으므로, 해당 PLC의 사용 설명서를 참고해야 합니다.

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PLC 뜻 ? PLC 뜻은 Programmable Logic Controller (프로그래밍 가능한 논리 제어기)의 약자로, ...

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cobot[1] 또는 co-robot[2] ( 협동로봇 )는 사람과 같은 공간에서 작업하면서 사람과 물리적으로 상호작용할 수 있는 로봇이다.[3] 이러한 특징은 2010년 10월까지 대부분의 산업용 로봇이 사람과는 독립된 공간에서 작동하도록 설계된 점과 대조되는 점이다.

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아두이노 프로그램으로 작동하는 RC카 및 스마트팜

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*협동로봇의 핵심 부품

-협동로봇은 관절과 링크로 구성된 모듈이 연결되어 로봇을 구성

-일반적으로 6축 로봇이 가장 널리 사용

-매 축마다 서보드라이브, 모터, 감속기, 토크센서, 엔코더 등 주요 부품이 결합된 모듈이 들어가 있음

-로봇 완제품에서 원가 비중이 높은 주요 부품은 모터, 감속기, 센서 등

-감속기는 일본이 전세계 시장을 주도

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MATLAB 및 Simulink를 사용한 cobot 설계

MATLAB® 및 Simulink®가 제공하는 툴을 통해 다음과 같은 작업을 할 수 있습니다.

카메라, 라이다, IMU 등의 센서 모델을 사용해 cobot의 환경 감지 방법 프로토타이핑

딥러닝과 컴퓨터 비전을 사용하여 cobot 응용 사례를 위한 환경 인식

Inverse Kinematics Designer 및 모션 계획을 사용하여 cobot에게 모션 교시

Cobot과의 안전한 상호작용을 위한 모션 제어기 설계, 반복 및 최적화

Cobot 응용 사례에 대한 시스템 제어 논리 모델링 및 자율 알고리즘 평가

MATLAB을 사용하여 Kinova® 및 Universal Robots의 cobot 연결 및 제어

Cobot 제어기 및 온보드 컴퓨터에 배포할 프로덕션 코드를 자동으로 생성

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협동로봇과 AI의 결합

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협동로봇과 AI의 결합

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컴퓨터 비전은 인공지능(AI)의 한 분야로, 컴퓨터와 시스템을 통해 디지털 이미지, 비디오 및 기타 시각적 입력에서 의미 있는 정보를 추출한 다음 이러한 정보를 바탕으로 작업을 실행하고 추천할 수 있도록 합니다. AI를 통해 컴퓨터가 생각을 할 수 있다면 컴퓨터 비전을 통해서는 컴퓨터가 보고, 관찰하고 이해할 수 있습니다.

컴퓨터 비전은 인간이 앞서 출발했다는 점을 제외하면 인간의 시각과 메커니즘이 거의 동일합니다. 인간의 시력은 사물이 얼마나 멀리 떨어져 있는지, 사물이 움직이는지 여부, 이미지에 문제가 있는지 여부 등으로 사물을 구분하고, 이러한 구분 방법을 평생 학습합니다.

컴퓨터 비전은 이러한 구분을 수행하도록 머신을 훈련하지만 망막, 시신경, 시각 피질이 아닌 카메라, 데이터 및 알고리즘을 사용하여 훨씬 더 짧은 시간에 수행해야 합니다. 제품을 검사하거나 생산 자산을 관찰하도록 훈련된 시스템은 수천 개의 제품 또는 프로세스를 짧은 시간 동안 분석하여 감지할 수 없는 결함이나 문제를 찾아낼 수 있기 때문에 인간의 능력을 금방 앞지를 수 있습니다.

컴퓨터 비전의 원리

컴퓨터 비전에는 많은 데이터가 필요하며, 차이를 구분하고 궁극적으로 이미지를 인식할 때까지 데이터 분석을 반복적으로 실행합니다. 예를 들어 자동차 타이어를 인식하도록 컴퓨터를 훈련시키려면 특히 결함이 없는 타이어를 인식하고 차이점을 학습하기 위해 방대한 양의 타이어 이미지와 타이어 관련 데이터를 공급해야 합니다.

이를 위해 두 가지 필수 기술이 사용되는데, 하나는 딥 러닝이라고 하는 일종의 머신 러닝이고 다른 하나는 컨볼루션 신경망(CNN)입니다.

머신 러닝은 컴퓨터가 시각적 데이터의 컨텍스트에 따라 스스로 학습할 수 있도록 하는 알고리즘 모델을 사용합니다. 이 모델을 통해 충분한 데이터가 공급되면 컴퓨터가 데이터를 "보고", 이미지를 서로 구별할 수 있도록 스스로 학습합니다. 알고리즘을 사용하면 누군가가 이미지를 인식하도록 프로그래밍하는 대신 컴퓨터가 스스로 학습할 수 있습니다.

CNN은 이미지를 태그 또는 레이블이 지정된 픽셀로 분해하여 머신 러닝 또는 딥 러닝 모델이 "볼 수 있는" 형태로 만듭니다. 그런 다음 레이블을 사용하여 컨볼루션(세 번째 함수를 생성하는 두 함수에 대한 수학적 연산)을 수행하고 "보고 있는" 것에 대해 예측을 수행합니다. 신경망은 컨볼루션을 실행하는데, 예측이 실현되기 전까지 일련의 반복을 통해 예측의 정확성을 확인합니다. 그런 다음 인간과 유사한 방식으로 이미지를 인식하거나 보게 됩니다.

인간이 적당한 거리를 두고 이미지를 만드는 것처럼 CNN은 먼저 명확한 가장자리(hard edge)와 단순한 도형을 구분한 다음 예측을 반복하면서 정보를 채웁니다. CNN은 단일 이미지를 구분하는 데 사용됩니다. 순환 신경망(RNN)은 비디오 애플리케이션에서 이와 유사한 방식으로 사용되는데, 컴퓨터가 여러 프레임으로 구성된 그림이 서로 어떻게 관련되어 있는지 이해하는 데 도움이 됩니다.

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https://tagilog.tistory.com/339

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Siemens: 마이크로 유형 S7-200 및 S7-1200 및 모듈형 유형 S5-115U, S7-300 및 S7-400과 함께 Simatic 소프트웨어 사용

Alien Bradley: 유형 Logix-5 제품군 PLC 5 및 유형 Logix-500 제품군 SLC-500 및 Micrologix와 함께 RS Logix 소프트웨어 사용. 그 외에도 ControlLogix, CompactLogix 및 FlexLogix도 사용합니다.

Omron: 마이크로 CPM1A, CP1E 및 CP1L 유형, CJ1M 및 CQM1H 기본 유형 및 CJ1H/CJ1G 및 CS1H/CS1G 모듈형 유형과 함께 CX-프로그래머 소프트웨어를 사용합니다.

Mitsubishi: 소형 MELSEC FX3UC, MELSEC FX3G, MELSEC FX1N 및 MELSEC FX1S 유형, Q 시리즈 Q00UJCPU 모듈형 및 Q12PHCPU 프로세스 제어 유형과 함께 MELSOFT 시리즈 소프트웨어를 사용합니다.

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아두이노를 이용한 스마트팜

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아두이노를 이용한 스마트팜

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C 언어 기반으로 코딩된 컴퓨터 데이터가 팜 시스템에 작용하여 작물에 물을 주거나 태양광 을 이용해 건습도 조절을한다

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협동로봇 중요 비전센서 활용 OpenCV

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협동로봇 중요 비전센서 활용 OpenCV

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OpenCV는 Open Source Computer Vision의 약자로 영상 처리에 사용할 수 있는 오픈 소스 라이브러리 입니다. 컴퓨터가 사람의 눈처럼 인식할 수 있게 처리해주는 역할을 하기도 하며, 우리가 많이 사용하는 카메라 어플에서도 OpenCV가 사용하기도 한다. (추가로 자율주행자동차에서 자동차의 눈이 되주는 것이 카메라와 OpenCV가 합작해서 해낸 일이다.) 추가로 사용되는 예로는

공장에서 제품 검사할 때

의료 영상 처리 및 보정 그리고 판단

CCTV영상

로보틱스

등 다양한 범위에서 사용되고 있다. 카메라로 찍어서 할 수 있는 모든 일은 OpenCV로 처리할 수 있다. 여기에 머신 러닝과 A.I를 활용해서 그 활용도를 더욱 넓혀가고 있는 중이다.

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정의: 협동로봇은 인간과의 직접적인 상호 작용을 위해 설계된 로봇이다.

기존 생산 현장에서 사용되었던 산업용로봇이 작업자를 대체하여 안전장치가 설치된 분리된 작업 공간에서 작업을 했다면,

협동로봇은 작업자를 보완하여 함께 일하며 작업의 효율을 높인다.

​협동로봇의 경우에는 로봇에 근접센서가 장착되어 있어 로봇표준안전규격에 근거한 안전인증을 받으면 안전펜스 없이도 로봇을 사용할 수 있다는 특징이있다.

​

구성: 크게 메니퓰레이터(로봇본체), 컨트롤러, 케이블, 펜던트로 구성

활용

1) 자동차 부품 생산공정에서 검사 업무 : 출하검사시 작업자가 10kg 가까운 작업물을 들고 작업해야 함 -> 근골격계 질환, 로봇이 작업물을 들고 작업자가 육안으로 확인을 하면 되도록 바뀜

2) 제품 조립 공정 : 협동로봇으로 볼트나 너트 조립. 반복활동으로 상당한 피로감. 피로도 낮추고 생산속도 향상. 자동차 문과 같은 중량물도 혼자 작업 가능하도록 활용한 사례

3) 소포 분류 작업 : 많은 양의 소포를 수작업으로 분류, 협동로봇으로 작업자가 모니터링만 하도록 개선

4) 건설현장 : 로봇을 고층 난간 작업과 같은 위험한 작업을 수행하도록 함. 작업효율성과 재해예방 효과

5) 서비스현장 : 치킨 튀기고 커피 내려주는 등의 식음료 분야 활용도 높아지고 있음

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협동로봇의 장점

•비용 절감: 협동 로봇은 산업용 로봇에 비해 저렴하고, 설치와 운영이 간단하며, 유지보수 비용이 적습니다. 또한, 안전 펜스나 가드가 필요 없어 공간 절약도 가능합니다

•사용 편리성: 협동 로봇은 프로그래밍이 쉽고, 테블릿 PC나 펜던트를 통해 직관적으로 조작할 수 있습니다. 또한, 작업 공간이나 작업 내용에 따라 쉽게 이동하거나 변경할 수 있습니다.

•안전성: 협동 로봇은 인간과의 접촉을 감지하고 멈추거나 속도를 조절하는 기능을 가지고 있습니다. 또한, 인간과의 상호작용을 위해 설계되었기 때문에, 인간에게 위험을 줄 수 있는 날카로운 부분이나 고온 부분이 없습니다.

•유연성: 협동 로봇은 다양한 산업과 어플리케이션에 적용할 수 있습니다. 예를 들어, 조립, 마감, 자재 절삭, 디스펜싱, 자재 물류, 품질 검사, 팔레타이징, 머신 텐딩, 용접 등의 작업에 사용할 수 있습니다.

협동로봇의 단점

힘과 속도의 제한: 협동로봇은 인간과의 접촉을 피하기 위해 힘과 속도가 제한되어 있습니다. 이는 산업용 로봇에 비해 작업 효율이 떨어질 수 있습니다

완전 무인화의 어려움: 협동로봇은 인간과 협업하기 위해 개발되었기 때문에 완전히 무인화된 작업을 수행하기 어렵습니다. 협동로봇은 정기적인 유지보수와 조정이 필요하며, 특정 작업자가 필요할 수 있습니다

응용 분야의 제한: 협동로봇은 인간과의 상호작용을 위해 설계되었기 때문에, 인간이 직접 수행하기 어려운 작업이나 위험한 작업에는 적합하지 않습니다. 예를 들어, 고온, 고압, 고전압, 유해물질 등의 작업 환경에는 산업용 로봇이 더 적합할 수 있습니다

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산업용로봇 VS 협동로봇,

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산업용로봇 VS 협동로봇, 두 로봇의 차이를 정확히 알고 도입하세요!

루크-1분1219

협동로봇 / 산업용로봇 / 차이 / 공장자동화 / 로봇팔

두 로봇의 차이점을 아시겠나요? 왼쪽은 협동로봇이고, 오른쪽은 산업용로봇이에요.  두 로봇은 용도부터 기능, 특장점까지 모두 다른데요. 이 차이점을 모르고 로봇을 도입한다면 어마어마한 손해를 보게 되겠죠.😥

오늘은 전문가가 아니면 그저 로봇팔로밖에 안 보이는 두 로봇의 차이점을 쉽고 간단하게 설명해 드리기 위해 마로솔 로봇전문가 브라이언님을 모셔왔습니다.😎

Q1. 안녕하세요 브라이언님! 제 눈에도 두 로봇의 차이점을 크게 못 느끼겠는데 두 로봇이 많이 다른가요?

네 그럼요. 두 로봇은 애초에 용도가 다르게 설계되었어요. 먼저, 협동로봇과 산업용로봇의 가장 큰 차이점은 사람과 함께 일할 수 있는가 없는가입니다.

협동로봇은 사람과 함께 일하도록 설계되어 있지만, 산업용 로봇은 사람 없이 독립적으로 작동하도록 설계되었는데요. 그렇기 때문에 수행하는 일의 업무나 강도가 달라지게 됩니다.

협동로봇은 직원들이 직접 하기에는 다소 위험하거나, 신체적으로 부담이 되거나, 지루할 수 있는 작업을 수행하며, 제품의 실제 제작과 관련된 작업을 제외하지 않고도 더 안전하고 효율적인 작업 공간을 만드는 데에 도움이 됩니다.

반면, 산업용 로봇은 현장의 제조 공정 자동화를 중점으로 사람이 필요 없는 제조 환경 구축에 목표를 두고 있어요. 이렇게 하면 근무자들은 강도 높은 업무를 하지 않아도 되며, 반복적인 동작으로부터 발생하는 부상의 위험을 줄이고 보다 의미 있는 작업을 할 수 있게 되죠.

Q2. 사람과 함께 일할 수 있는가 없는가가 가장 큰 차이점이군요. 좀 더 와 닿을 수 있도록 예를 들어서 설명해주실 수 있을까요?

.

먼저 협동로봇은 사람 옆에서 반복적이고 위험한 업무를 대신 수행할 수 있어요. 예를 들어 치킨을 튀기는 공정 과정에서 치킨 반죽만 사람이 해주면 기름에 튀기는 일은 협동로봇이 대신할 수 있죠.

또한, 물 조절같은 정밀한 작업도 가능하여 드립커피까지 만들 수 있는데요. 섬세한 손놀림으로 드립커피와 일관된 맛으로 커피를 제조할 수 있으며, 티칭에 따라 맛도 다르게 만들 수 있어요.

클릭하시면 더 자세한 영상을 보실 수 있습니다.

반면에 산업용로봇은 제조 현장에서 사람의 도움 없이 모든 제조 공정을 수행하는데요. 따라서 사람이 수행할 수 없는 강도의 업무나 크고 무거운 물건을 들 수 있도록 설계되어 있습니다. 그렇기 때문에 사람이 로봇의 작업 범위에 들어오지 못하게 안전 펜스가 꼭 필요하죠.

산업용로봇이 가장 많이 도입되는 공정 중 하나가 바로 팔레타이징인데요. 사람이 들기엔 무리가 있는 40kg의 음료박스를 팔레트 각 층마다 12개씩 9층(총 108개)를 쌓는 데 3분이 걸리지 않는 모습을 볼 수 있어요.

Q3. 도입사례로 보니 이해가 확실히 되네요. 두 로봇의 차이점이 또 있을까요?

두 로봇의 차이는 프로그래밍 과정에서도 나타나는데요. 협동로봇은 산업용로봇보다 프로그래밍 절차가 간편해요. 작업자는 단순히 협동로봇을 원하는 경로를 따라 이동시킨 후 저장하기만 하면 돼요. 이 과정에서 협동로봇은 새로운 동작을 ‘기억’하여 스스로 반복하는 것이 가능합니다.

하지만 협동로봇은 사람과 협동하면서 작업을 수행해야하기 때문에 안전 팬스가 따로 없어, 산업로봇처럼 무겁고 큰 물건을 옮기거나 빠르게 가동은 불가능하죠.

반면에 산업용 로봇은 그렇게 쉽게 다시 프로그래밍이 될 수 없으며, 엔지니어가 프로세스 변경사항을 적용하기 위해 새로운 코드를 작성해야 합니다.

Q4. 협동로봇 프로그래밍 과정이 그렇게 간단할 줄은 몰랐네요. 그럼 활용 범위도 굉장히 넓겠어요!

네 맞아요. 요식업부터 의료 현장까지 협동로봇의 활동이 활발한데요. 또한, 인공지능과 머신러닝 등 첨단 정보통신기술이 결합하면 차세대 지능형 업무도 가능해요. 예를 들어 주방에서 쉐프의 보조 업무를 돕거나 오케스트라를 지휘하는 협동로봇도 개발할 수 있죠.

저출산과 고령화에 의한 생산력 저하가 글로벌 이슈로 지목된 가운데 협동로봇은 이러한 문제점을 해결해줄 대안점으로 뜨고 있어요. 고질적인 인력난에 시달리는 중소기업은 기존 산업로봇보다 저렴한 협동로봇을 도입해 생산성을 끌어올릴 수 있고, 협동로봇을 활용하면 인건비가 비싼 나라에서도 공장을 유치할 수 있어 대기업도 이익을 창출할 수 있죠.

Q5. 로봇의 활용도와 이점은 알겠지만, 초기 도입비용이 비싸 도입을 망설이는 기업도 많을 것 같네요.

협동로봇은 기존 산업용로봇보다 단가가 낮은 편이지만 여전히 중소기업이 감당하기에는 부담이 크죠. 또한, 로봇은 리스나 렌탈같은 금융상품도 적용받기 쉽지 않아 고민만하다 도입을 미루는 기업들이 많습니다.

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1. CPU

CPU 또는 중앙 처리 장치는 전체 실행 시스템의 두뇌입니다. 그 기능은 이러한 명령의 결과가 최종적으로 인터페이스 화면, 즉 모니터에 표시되기 전에 다양한 명령을 관리하고 처리하는 것입니다.

2. 메모리

각종 중요 데이터를 칩 형태로 저장하는 기능이다.

메모리는 크게 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리로 나뉘는데, 휘발성 메모리는 전압원을 제거하면 지워지는 메모리이고, 비휘발성 메모리는 전압원을 풀어도 지워지지 않는 메모리이다.

3. 전원 공급 장치

이 장치의 기능은 입력 전압이 적절한 전압보다 클 수 있도록 전압 값이 항상 효율적인 값이 되도록 전압 값을 제어하는 ​​것입니다. 전압이 떨어지면 전체 PLC에 큰 영향을 미칩니다.

4. 프로그래머

이 경우 프로그래머는 직업이 아니라 실행, 끄기, 모니터링 및 프로그래밍과 같은 여러 구성 요소를 포함하는 통신에 사용되는 도구 또는 장치를 의미합니다. 주요 기능은 켜기, 모니터링 및 종료입니다.

Ladder Diagram 프로그래밍 언어, Instruction List 프로그래밍 언어, Structured Text 프로그래밍 언어, Function Block Diagram 프로그래밍 언어 및 Sequential Function Charts 프로그래밍을 포함하여 일반적으로 사용되는 여러 프로그래밍 언어가 있습니다. 이러한 유형의 프로그래밍은 가장 핵심적인 프로그래밍 유형입니다.

5.입력/출력

PLC에서 입출력은 프로그램을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 하기 때문에 입/출력과 출력/출력은 매우 중요한 역할을 합니다. 정해진 시간에 들어오고 나갈 수 있는 문처럼. 이 요소는 외부 세계 시스템과 연결되고 상호 연결됩니다.

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PLC(Progammable Logic Controller)의 주요 기능은 다음과 같습니다

1. 입력 신호 처리

- 외부에서 센서, 스위치, 압력 계량기 등을 통해 입력되는 디지털 신호나 아날로그 신호를 처리합니다.

- 입력 신호를 읽어 내부 프로그램으로 전달하고, 이를 기반으로 제어 결정을 수행합니다.

2. 프로그램 실행

- 내부에 저장된 프로그램을 실행하여 입력 신호에 따라 논리적인 판단을 수행합니다.

- 프로그램은 특정한 논리 규칙과 조건에 따라 동작하며, 입력 신호의 변화를 모니터링하고 적절한 출력 동작을 수행합니다.

3. 논리적 판단

- 입력 신호에 대한 논리적 판단을 수행하여 원하는 동작을 결정합니다.

- 논리 연산자 (AND, OR, NOT 등)와 조건문(if-then-else)을 사용하여 입력 신호의 조합을 분석하고 이에 따른 출력을 생성합니다.

4. 출력 신호 제어

- 논리적 판단 결과에 따라 출력 신호를 생성하여 연결된 기기나 장치를 제어합니다.

- 예를 들어, 모터의 회전을 시작하거나 정지시키는 출력 신호를 생성할 수 있습니다.

5. 타이머와 카운터 기능

- 시간 지연이나 횟수 카운트와 같은 기능을 내장하여 정밀한 제어가 가능합니다.

- 특정 시간 동안 대기하거나 특정 횟수만큼 반복 동작을 수행할 수 있습니다.

6. 통신 기능

- 다른 장치나 시스템과 데이터 통신을 지원하여 네트워크 상에서 정보를 교환하고 제어할 수 있습니다.

- 다른 PLC나 컴퓨터와의 연결을 통해 원격 모니터링 및 제어가 가능합니다.

7. 유연한 프로그래밍

- 다양한 프로그래밍 언어를 지원하며, 사용자는 특정 작업에 맞게 가장 적합한 언어를 선택할 수 있습니다.

- Ladder Logic, Structured Text, Function Block Diagram 등의 언어가 주로 사용됩니다.

8. 안정성과 신뢰성

- PLC는 산업 환경에서의 안정적인 동작과 신뢰성을 보장하기 위해 설계되었습니다.

- 오랜 시간동안 동작하며 고장이 발생할 경우 대처하는 기능과 안전 기능도 내장되어 있습니다.

PLC의 주요 기능은 산업 현장에서 생산 프로세스의 자동화와 제어를 위해 필수적인 요소로 작용하며, 다양한 작업을 효과적으로 수행하고 모니터링할 수 있도록 도와줍니다.

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패러다임 일렉트릭(paradigm electronics)
캐나다 스피커 제조 기업, 패러다임 일렉트릭은 코봇을 활용해서 생산성 50%를 높였다. 스피커 마감 단계에서 불균일한 표면을 갈아내는 고도로 숙련된 작업이 필요한데, 능숙한 직원을 구하는 것이 쉽지 않다고 한다. 따라서 코봇에게 작업을 맡기고, 대신 직원은 코봇의 작업을 감독하고 자동화 공정 후의 품질을 관리한다.

미소 로보틱스(Miso Robotics)
감자 튀김과 양파링, 치즈 스틱까지 조리하는 코봇을 개발한 AI기업, 컴퓨터 비전기술을 이용해
음식을 식별해서 튀김기에 넣고, 완성되면 튀김 바구니를 꺼내 흔들어 보관장소에 넣는다.

앨리 로보틱스(Ally Robotics)
코딩과 로보틱스를 전혀 모르는 사람도 쉽게 코봇을 프로그래밍하고 사용할 수 있도록, 노코드 로봇 팔도 개발되고 있다. 직원이 햄버거를 만들거나 지붕을 고치는 작업 과정을 코봇에게 단계별로 보여주면,  코봇이 그대로 모방해서 수행한다.

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PLC(Programmable Logic Controller)는 산업 현장에서 다양한 분야에서 활용되며, 생산성 향상과 프로세스 자동화에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 아래는 PLC의 산업 현장에서의 주요 활용 사례 몇 가지를 소개합니다

1. 제조업

- 생산 라인의 자동화: 자동차 조립, 전자제품 조립, 음식 및 음료 제조 등의 생산 라인에서 PLC를 사용하여 제품의 조립, 가공 및 검사 작업을 자동화합니다.

- 공정 제어: 화학 공정, 제지 공정, 금속 가공 공정 등에서 원료의 혼합, 반응, 가열 등 다양한 공정을 정밀하게 제어합니다.

2. 에너지

- 발전소 제어: 발전소의 발전기, 터빈, 보일러 등을 제어하여 전력 생산을 최적화하고 안정적인 운영을 유지합니다.

- 에너지 효율 관리: PLC를 사용하여 에너지 사용량을 모니터링하고 제어하여 에너지 효율을 향상시키는 시스템을 구축합니다.

3. 물류 및 창고 관리

- 자동화된 창고 및 분류 시스템: 제품의 입출고, 분류 및 배송을 자동화하여 물류 프로세스를 효율적으로 관리합니다.

- 컨베이어 시스템 제어: 상품의 이동과 분배를 자동화하여 생산성을 높이고 오류를 최소화합니다.

4. 화학 및 제약

- 화학 반응 제어: 화학 공정에서의 다양한 반응을 정밀하게 제어하고 안전하게 운영합니다.

- 제약품 생산: 의약품의 제조 공정을 자동화하여 정확한 약품 제조와 품질 보증을 달성합니다.

5. 자동차 및 운송

- 자동차 생산 라인: 자동차 조립 라인에서 엔진 조립, 완성차 검사 등을 자동화하여 생산 과정을 최적화합니다.

- 지능형 교통 시스템: PLC를 사용하여 교통 신호, 도로 안내판 등을 제어하여 도로 교통을 관리하고 혼잡을 줄입니다.

6. 제지 및 판지

- 제지 생산 라인: 우수한 품질의 종이 및 판지를 생산하기 위해 제지 공정과 판지 생산 공정을 자동화합니다.

- 포장 및 판매: 제품 포장 및 라벨링을 자동화하여 제품의 품질과 신속한 출하를 보장합니다.

7. 식품 및 음료

- 생산 라인 자동화: 음식 제조 및 포장 라인에서 생산 과정을 자동화하여 효율적인 생산을 유지하고 위생을 보장합니다.

- 프로세스 제어: 음료 생산, 조제 및 혼합 공정을 정확하게 제어하여 제품의 일관된 품질을 유지합니다.

이 외에도 PLC는 다양한 산업 분야에서 다양한 작업을 자동화하고 제어하기 위해 활용되며, 생산성 향상과 안정성 보장을 위한 핵심적인 기술로서 쓰이고 있습니다.

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로봇 활동의 영역이 더 넓어 지면서, 세계 곳곳에서 그 수요 또한 증가 하고있다, 그중 최근 10년 사이에 큰 주목을 받고 있는 분야가 ‘협동 로봇’ 이다.

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오픈 소스를 기반으로 한 단일 보드인 마이크로컨트롤러로 완성된 보드와 관련 개발 도구 / 환경을 말한다.

아두이노에는 여러 종류가 있으며, megaAVR 계열의 보드가 가장 많이 사용되고 있다고 한다.

최근에는 Cortex-M3를 이용한 제품도 있다고 하는데, 그게 바로 위에 있는 아두이노 due이다.

아두이노를 이용해 다수의 스위치 / 센서로 값을 받아 외부 전자 장치들을 통제할 수 있다.

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PLC 시퀀스도의 예시

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PLC 시퀀스도의 예시

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협동로봇이란 인간과의 직접적인 상호작용을 위해 설계된 로봇산업용 로봇이 분리된 공간에서 작업을 했다면 협동로봇은 작업자와 함께일 할 수 있다는 것이 큰 차이점이다. 협동로봇의 구조는 크게 링크와 조인트로 이루어져있으며 링크는 조인트를 연결하는 부분이고 조인트는 관절과 같이 회전을 하는 부분이다. 조인트와 링크의 배치와 컨트롤에 따라 협동로봇의 동작이 달라진다. 협동 로봇과 관련된 기업에는 유니버셜 스튜디오, 레인보우로보틱스, 두산로보틱스가 있다.유니버셜의 협동로봇은 UR 시리즈로 탁상용인  UR10  부터 시작하여 숫자가 높을 수록 고하중 더 넓은 범위에서 사용 될수 있는 협동로봇을 제공하고 있다. 레인보우 로보틱스 또한 RB시리즈로 숫자가 높아질수록 적재량과 도달범위가 늘어난다. 두산 로봇틱스는 강한 하중을 내는 H 시리즈 정확성을 중요시하는 M시리즈 안정성을 중요시하는 A시리즈가 있다.

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협동로봇이란 인간과의 직접적인 상호작용을 위해 설계된 로봇산업용 로봇이 분리된 공간에서 작업을 했다면 협동로봇은 작업자와 함께일 할 수 있다는 것이 큰 차이점이다. 협동로봇의 구조는 크게 링크와 조인트로 이루어져있으며 링크는 조인트를 연결하는 부분이고 조인트는 관절과 같이 회전을 하는 부분이다. 조인트와 링크의 배치와 컨트롤에 따라 협동로봇의 동작이 달라진다. 협동 로봇과 관련된 기업에는 유니버셜 스튜디오, 레인보우로보틱스, 두산로보틱스가 있다.유니버셜의 협동로봇은 UR 시리즈로 탁상용인  UR10  부터 시작하여 숫자가 높을 수록 고하중 더 넓은 범위에서 사용 될수 있는 협동로봇을 제공하고 있다. 레인보우 로보틱스 또한 RB시리즈로 숫자가 높아질수록 적재량과 도달범위가 늘어난다. 두산 로봇틱스는 강한 하중을 내는 H 시리즈 정확성을 중요시하는 M시리즈 안정성을 중요시하는 A시리즈가 있다.

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협동로봇에 동작에 가장 중요한 학문은 동역학이다. 정기구학과 역기구학으로 로봇팔을 움직이는 만큼 협동로봇 제어 시 동역학이 중요하다