2023-07

산업용 로봇 시스템의 자동차 하네스 케이블 견인 성능 시험 방법

제안자 소속 

한국전자기술연구원

 제안자 성명

                                                                         김동엽

해당 분과 

SC 8

산업용로봇

과제 채택일 

2023.05.19.

제67차 운영위원회 

표준 제정일 

2023.11.10.

제정 표준 

KOROS 1193:2023

다관절 로봇의 자동차 케이블하네스 견인 성능 평가 방법

제안 표준 내용 요약 

- 자동차 의장라인의 하네스 케이블 어셈블리 설치 자동화에 적용되는 머니퓰레이터의 케이블 견인 성능 평가 방법 제안

- 로봇에 의한 하네스 견인 시 자동차 구조체와 하네스 케이블의 핀 커넥터가 상호 간섭을 일으켜 허용한계 이상의 장력으로 인한 불량이 발생하지 않도록 로봇의 힘 감지, 제어 및 견인/조작하는 성능을 평가하는 방법 제시

 기존 표준과의 차별성 및 필요성

ㅇ 기존 표준과의 차별성

- 유연 케이블 견인 시 자동차 구조체와 간섭에 의한 케이블에 인가되는 힘(장력) 감지 및 제어 성능 평가하는 유사 표준 없음

- 케이블 견인 성능은 장력의 감지 및 제어, 간섭이나 걸림 상황에 대한 대응 기능에 대한 검증으로 평가 가능하지만 이러한 기능을 평가할 수 있는 유사 표준 없음

- 장력 제어를 위해서는 머니플레이터 말단에 장착된 3축 힘 센서로부터 측정된 3축 힘 성분을 이용 하여 단방향 장력을 유추해야 하고, 유추과정에서 발생하는 측정오차(cross talk, inference error)가 내포된 상태에서 단방향의 정력 제어 성능을 보장하기 위한 머니레이터의 종합 운용/제어 알고리 즘 성능에 대한 평가가 필요함

- KOROS 1169 머니퓰레이터의 힘 제어 성능평가 방법 표준은 강체에 대한 수직방향 단축 힘 제어 성

- 따라서 임의방향으로 작용하는 장력에 대한 측정 시 유발되는 오차에 대한 대응 능력 평가가 불가

- 또한 인가되는 정력의 측정을 위해서는 머니퓰레이터에 장착된 3축 센서가 아닌 케이블로부터 장력을 직접 측정하는 시험조건이 구비되어야 하나, KOROS 1169에서는 이러한 요건을 충족하는 시험 장치와 방법에 대한 제시가 없음

- 따라서 KOROS 1169 표준의 시험장치와 시험방법으로는 장력 감지/제어, 간섭/걸림 조건 대응 기능 평가가 원천적으로 불가

- 결과적으로 유연 케이블에 작용하는 장력 제어 성능과 간섭/걸림 상황 대응 기능을 평가하기 위한 신규 표준 필요

ㅇ 필요성

- 자동차 하네스 설치 자동화는 자동차 조립공정에서 로봇을 이용한 공정 자동화 수요가 가장 높은 항목

- 하네스 핀 커넥터와 자동차 구조체와의 간섭에 의해 과도한 장력 발생으로 하네스 손상에 의한 불량 다수 발생하여 품질이 저하되고 비용이 증가되는 문제가 발생하여 이에 대한 검증 수요가 매우 높음

- 높은 수요에도 불구, 이를 검증할 수 있는 표준은 전무함.

- 자동차 하네스 불량은 안전과 직결되므로 이에 대한 검증할 수 있는 평가 방법의 개발이 절실함

- 케이블 견인 성능 평가에 적용되는 장력 제어 성능 평가 방법은 유연 케이블을 대상으로 하는 유사 공정에도 폭넓게 적용 가능