6-DOF Electric Motion Platform Technology

고정밀 위치제어, 실시간 자세유지, 고하중 대응을 모두 만족시키는 다축 플랫폼 기술

6자유도 에 대한 개념

직선운동에 대한 3 DOF
- 앞으로/뒤로 (Surge/써지)
- 좌우로 (Sway/스웨이)
- 위/아래로 (Heave/히브)

회전운동에 대한 3자유도

- 좌우로 기울기 (Roll/롤)
- 앞으로/뒤로 기울기 (Pitch/피치)
- 제자리에서 회전 (Yaw/요)

자사 보유 국내 유일 기술
8축 확장 기술 보유 → 6자유도(6축)+ 2축 추가 확장
국산 전기식 모션플랫폼 자체 설계/제조 가능 기업
SW 제어, UI, 센서 융합 기술까지 일괄 대응

상부 구조물과 결합용 / 금속재질(SS400,AL) : 1세트

설치되는 장소의 베이스에 고정되여 지지대 역할 / 금속재질(SS400,AL) : 1세트

상/하부 프레임 연결 및 직선,회전운동시 구동력을 전달 역할 / 금속재질(S45C) : 12세트

볼스크류가 삽입되어있는 구조로 모션의 자세값을 구현 / AL&S45C : 6세트

엔코더를 통해 모터 회전수의 데이터를 추출이 가능하여 정밀제어가 가능하며 브레이크 기능도 포함되어 있음 : 6세트

제어용 모니터

제어용 컴퓨터

제어용 비상정지버튼

제어전원버튼

메인전원버튼

제어용 보드

릴레이, 노이즈, 필터

회생저항

서보드라이브

- Solid Works (3D용)

: 3D 솔리드 모델링(파트 및 어셈블리)
대형 어셈블리 및 고급 곡면 모델링
2D 도면 생성

: 애니메이션 및 실사 렌더링 기능 및
선형 정적 시뮬레이션 가능

- DraftSight (2D 용)

: 보다 전문적인 2D 설계 가능
실제 제작에 필요한 도면화

- 역기구학 계산을 위한 설계 인자 정의
- 하부베이스의 고정 좌표계와 상부베이스의 관성 좌표계 및 액추에이터의 길이 선정
- 3D CAD에서 점과 선으로 연결하여 모션플랫폼 형상을 설계하여 하부베이스의 조인트
   연결점과 상부베이스의 조인트 연결점의 좌표를 추출

- 하부 조인트를 연결하는 원의 중심의 X, Y, Z의
좌표를 (0, 0, 0)으로 설정
- 오른손 좌표계 기준에 따라 하부 조인트 좌표
값과 상부 조인트 좌표 값을 역기구학계산
파일에 입력

▪ Inverse Kinematics 알고리즘을 사용해 각도를 거리로 변환하는 과정
▪ 8축의 경우 6축에서의 1개의 축에 이동명령이 적용되는 것과 달리
  8개의 축인 경우 1개의 축의 이동명령이 인가되면 플랫폼이 구동정지하여 오동작에 대한 안정성이 높음

순

구분

내용

1

관리자 설정

장비 관리자가 모션 플랫폼에 필요한 좌표 및 액추에이터 리드 등,
기구적 계산에 필요한 하드웨어적 사항들을 입력 및 계산할 수 있는 창

2

프로그램 상태 창

제어되는 마스터 보드의 구동 상태 및 관리자 수동제어 모드 선택,
각 필요 사항 상태 창, 스튜어트 플랫폼의 제어 상태를 표시하는 창

3

관리자 수동
조정 창

관리자가 모터 드라이버를 제어하기 위한 수동제어 창으로, 사용하는 기능을 선택하여,
필요한 파라미터 입력, 액추에이터 수동제어 등이 시행 가능한 창

4

구동 상태 창

현재 액추에이터의 구동 속도, 6 자유도의 구동 값을 표시하는 창

5

모션 수동 제어 창

사용자가 필요에 따른 속도 및 위칫값을 포지션 위치, Jog 속도 제어를 선택하여,
구동하거나 정지 및 비상정지, 위치 초기화 등을 시행할 수 있는 창

6

축 상태 창

제어 가능한 슬레이브의 현재 구동 및 정지,
현재 명령 위치 및 속도 값, 상태 알람 등을 확인할 수 있는 창

▪ 가반중량 테스트
: 가반중량에 준하는 웨이트 더미를 활용한 성능 테스트 진행

▪ 변위 테스트
: 중립 상태에서 이동, 검·교정 된 레이저 거리측정기를 이용하여 변위를 측정 (Heave,Roll,Pitch)
: 중립 상태에서 이동, 검·교정 된 전자 각도기를 이용하여 변위를 측정 (Yaw,Surge,Sway)

▪ 속도 테스트
: IMU센서를 모션플랫폼 상부프레임에 부착하고
  장비를 짧은 시간동안 측정 운동을 반복 센서를 통해 값을 측정

▪ 가속도 테스트
: IMU센서를 모션플랫폼 상부프레임에 부착하고 장비를 짧은 시간동안 측정 운동을 반복
  그리고 센서를 통해 값을 측정

▪ 정밀도 테스트
: 명령값과 측정장비를 통한 값을 확인, 검·교정 된 레이저 거리측정기를 이용하여
   변위를 측정 (Heave,Roll,Pitch)
: 명령값과 측정장비를 통한 값을 확인, 검·교정 된 전자 각도기를 이용하여
   변위를 측정(Yaw,Surge,Sway)

“8축을 적용한 6자유도 운동 구현장치 제작”

▪ 발주처 : 한국해양과학기술원 부설 선박해양플랜트연구소
▪ 23년 10월 설치 완료
▪ 친환경 대체연료 시스템 육상 HILS 설비 연구 개발 참여 예정

구분

8축용 6자유도 시스템

6축용 6자유도 시스템

장점

∙ 3개축이 동시에 움직이는 구조로
  오동작 현상 방지
∙ Roll, Pitch등의 회전운동값이
  동일하여 운동범위가 큼
∙ 6축대비 가반중량 및 속도가 큼

∙ 전기 소모량이 8축대비 적음

단점

∙ 6축대비 전기소모량이 높음

∙ 8축대비 운동범위, 속도, 가반중량 작음
∙ 오동작시 기계적인 파손 가능성 높음

8축이 적용된 20톤급 6자유도 시스템

곤충 사료용 발효 톱밥 생산 시스템

▪ 곤충산업은 저단백·고섬유소 기반의 친환경 사료를 필요
     발효 톱밥은 폐기물과 함께 발효시켜 영양분이 강화된 사료
▪ 비용이 저렴하고 탄소배출이 낮은 원료로 주목받고 있음
▪ 스마트 시스템은 자동화된 발효 공정을 통해 곤충사육용 톱밥
     기반 사료를 안정적으로 생산하는 설비

◦ 제조실행시스템(MES, Manufacturing Execution System)
- 하드웨어 구성 (PLC, Sensor, Conveyor Belt, PC or Embeded Board)
- 운영체제(O/S) Windows 10 사용, 개발 언어 C#
- 공정에서 전달된 센서 데이터 및 시간 관련 데이터를 처리하고,
  데이터베이스에 저장하는 역할
- H/W와 UART-Serial Communication을 활용한 데이터 통신
- 공정 데이터 관리를 위한 데이터베이스
- 수신된 데이터를 필요한 형태로 처리하고, 공정별 작업시간,
  각 상태에 따른 데이터를 DB

▪ 소형 발효톱밥 생산시스템(최대200리터용)
: 나라장터 물품등록 완료