COVID-19은 전 세계의 제조의 운영에도 큰 영향을 미쳤습니다. 산업계는 여전히 노동력 부족으로 어려움을 겪고 있으며, 이로 인해 제조 부문에서 스마트 솔루션의 도입이 가속화되고 있습니다. 스마트 솔루션 중 자율이동로봇(AMR)은 스마트 제조에서 중요한 역할을 할 것입니다. Inkwood Research의 보고서에 따르면 2021년부터 2028년까지 AMR 시장은 23.43%의 CAGR로 성장하고, 규모는 100억 달러에 달할 것입니다. 이 유망한 잠재력에 따라, 수많은 산업의 대기업과 신생 기업이 AMR 시장에 합류했습니다.
그러나 AMR의 개발은 다양한 시스템과 구성요소의 통합을 필요로하므로 많은 인력, 시간 및 비용이 필요합니다. 그리고 개발 일정이 지연되면 시장에서 기회를 놓치게 됩니다.
에이디링크는 AMR 개발자의 고충을 이해하고 소프트웨어-정의 EtherCAT을 ROS 2 컨트롤러에 통합하는 데 앞장서 왔습니다. ROS 2 컨트롤러는 EtherCAT 통신 프로토콜을 통해 모터와 로봇암의 작동을 직접 제어할 수 있습니다. 따라서 모터 및 로봇암 컨트롤러의 하드웨어 비용 뿐만 아니라, 내비게이션 컨트롤러를 모터 및 로봇암 컨트롤러와 통합하기 위한 노력과 시간도 절약됩니다.
EtherCAT 기술은 일반적으로 산업 제어에 사용되어, 특정 모터 및 로봇 암 공급업체에 대한 의존도를 줄이고 AMR 개발 및 생산을 보다 유연하게 만듭니다.
파나소닉은 에이디링크의 소프트웨어-정의 EtherCAT + ROS 2 솔루션을 채택하고 EtherCAT 모터와 통합하여 단 2개월 만에 AMR 을 개발했습니다. 이 신속한 개발 솔루션은 2022년 3월 일본에서 열린 국제 로봇 전시회(iREX)에서 첫선을 보였습니다.
현재의 AMR 솔루션 중 모터와 로봇암은 각각 전용 모터와 로봇암 컨트롤러로 구동되는데, 이 때 필요한 모션 부품을 서로 다른 공급업체에서 공급받아야 하기 때문에, 조달 비용을 줄이기 어렵습니다. ROS 운영 체제의 알고리즘으로 다른 모션 구성 요소 공급업체로 인한 하드웨어 및 소프트웨어 통합 문제를 해결할 수 있지만, 이 때 AMR의 정확한 제어를 구현하기 위해서는 여전히 많은 리소스와 시간을 필요로 합니다.
“내비게이션 컨트롤러와 모터 및 로봇암 컨트롤러를 통합하는 문제를 해결하기 위해, 에이디링크는 모든 모션 제어 기능을 소프트웨어-정의 EtherCAT이 장착된 ROS 2 기반 내비게이션 컨트롤러에 통합했습니다. AMR 개발자는 EtherCAT 기반 로봇암과 모터를 제어하기 위해 해당 ROS 패키지만 선택하면 되므로, 컨트롤러와 하드웨어 비용을 통합하는 데 드는 많은 시간을 절약할 수 있습니다. 총 비용을 약 30% 절감할 수 있고, AMR 개발 시간을 단축하여 새로운 시장에서 기회를 잡을 수 있습니다."라고 에이디링크의 스마트 머신 제품 센터 매니저인 Ray Lin이 말했습니다.
또 다른 문제는 모터와 로봇암이 모두 특정 공급업체에서 공급되며 COVID-19가 공급에 계속 영향을 미치고 있다는 것입니다. AMR 제조업체가 특정 공급업체에 의존한다면, 구성 요소 옵션이 제한되고 고객에 대한 납품 약속을 이행하지 못할 수 있습니다. EtherCAT은 개방형 통신 프로토콜이며 수십 년 동안 산업 제어 분야에서 입증되었습니다. 다양한 공급업체와의 표준화된 옵션으로 인해, AMR 제조업체는 구성품 조달이 유연해집니다.
대부분의 현존하는 공장들은 이미 수년 전에 계획 또는 건설되었습니다. 생산라인의 플로어 레이아웃 및 운영 경로가 고정되어 있기 때문에 AMR 도입을 위해 공장을 재구성하기는 어렵습니다. 따라서 AMR 의 소형화는 AMR 제조업체의 또 다른 과제입니다.
“ROS 2 컨트롤러와 결합된 소프트웨어-정의 EtherCAT은 AMR을 소형화하기 위한 완벽한 솔루션입니다. 모터 및 로봇암 컨트롤러에 필요한 공간이 필요없기 때문에 AMR 크기를 줄이고, 대신 더 많은 생산 장치를 동시에 설치할 수 있는 여유 공간을 확보할 수 있습니다. 이것은 AMR 기반 작업의 가동 시간을 크게 향상시킬 것입니다.” 라고 Ray Lin은 말했습니다.
EtherCAT은 모터 및 I/O 제어가 보다 정확하고 표준화된 방식으로 작동할 수 있도록 하는 실시간 및 높은 동기화를 특징으로 합니다.
에이디링크 소프트웨어-정의 EtherCAT은 추가 모션 제어 카드 없이도 여러 에이디링크의 Windows 기반 엣지 컴퓨팅 플랫폼에 설치할 수 있습니다. 이를 통해 엣지 컴퓨팅 플랫폼이 EtherCAT 마스터 기능을 하고 EtherCAT 슬레이브와 직접 통신합니다.
또한 이러한 에이디링크 엣지 컴퓨팅 플랫폼에는 Intel® 프로세서가 장착되어 있습니다. 높은 컴퓨팅 성능의 엣지 컴퓨팅 플랫폼은 최대 128개의 모션 제어 축을 지원하며 사이클 타임은 125µs로 단축됩니다. 이 수준의 성능은 반도체 및 전자 제조와 같은 고속 및 정밀 모션 제어 애플리케이션에 매우 적합합니다.
