Implementation and Simulation of Cyber Physical System for Robotic Arm Control in Smart Factory

Abstract

제4차 산업혁명시대의 제조 및 생산 라인 내부의 프로세스는 IoT 및 관련 임베디드 시스템을 통해 공정 내 제품 정보 및 상태를 파악하고, 각 시스템들의 상호연결을 통해 전체 프로세스 주기를 실시간으로 파악할 수 있다. 이러한 시스템 내에서 병목 현상과 문제점을 파악하는 것은 사이버 물리적 시스템 (CPS)의 주된 기능 중의 하나이다. 이 연구에서는 생산현장에서 마이크로 프로세서로 제어되는 로봇 팔의 사이버 물리적 시스템 구현을 통해, 로봇팔이 포함된 전 생산 프로세스를 제어하고 최적화하는데 초점을 둔다. 본 연구에서 구현한 프레임 워크는 다이나믹하게 변화되는 생산환경을 센서를 통하여 CPS로 전송하여, 장착된 시뮬레이션 기능을 통하여 사이클 타임을 추정하고, 이를 목표 사이클 타임과 비교한다. 이때 생기는 차이를 줄이기 위하여, 로봇 파라미터의 조합을 통한 효과적인 솔루션을 도출하고, 이를 로봇 팔의 제어에 적용한다. 제안 된 프레임 워크는 실시간 시뮬레이션 및 제어를 가능하게 하며, 동시에 다양한 시나리오를 테스트할 수 있는 테스트베드로 사용 가능하다.