A Case Study on the Implementation of Tele-Operation Robot Hand by Learning Factory based Technology Convergence Education

러닝팩토리기반 기술융합교육을 통한 텔리 오퍼레이션 로봇핸드 구현 사례 연구

Abstract

The most important thing in vocational education and training is to enhance students' interest and understanding of the whole process of the production site. In this paper, we present a case on the implementation of tele-operation robot hand by learning factory based technology convergence education. It also suggests some points to be taken when applying the learning factory in the future curriculum. In order to implement the tele-operation robot hand, it is necessary to support the compulsory subjects of university level courses in domestic curriculum such as mechanic design, motor control, local communication implementation, sensing and feedback control. The educational research presented in this paper guides the students with the skills they need and understands the skills through self-study and practice, and implements the final products. This study will be useful as a base data when introducing the training process of training factory in the future.

직업교육훈련에서 가장 중요한 것은 생산현장의 전체공정에 대한 학생들의 흥미와 이해를 높이는 일이다. 본 논문에서는 최근 화두가 되고 있는 러닝팩토리(Learning Factory) 기반 기술융합교육을 통해서 텔리오퍼레이션 로봇 핸드를 구현하는 사례를 제시하고 향후 교육과정에 적용시 유의사항을 제안한다. 텔리 오퍼레이션 로봇핸드를 구현하기 위해서는 기구 설계, 모터제어, 근거리 통신 구현, 센싱 및 피드백제어 등 국내 교육과정의 대학교 수준 전공필수 교과목에 대한 이해가 뒷받침 되어야 한다. 본 논문에서 제시한 교육연구는 학생들이 필요로 하는 기술을 가이드하며 학생 스스로 학습과 실습을 통해 기술을 이해하고 최종 산출물을 구현하는 사례이다. 본 연구를 통해 향후 러닝팩토리 교육훈련과정을 도입하는 경우 기반 자료로 도움이 될 것이다.

그림 1. 손가락의 평면구조 Fig. 1. Plane structure of finger.

그림 2. 로봇 핸드 제어 구조 Fig. 2. Control structure of robot hand.

그림 3. 러닝팩토리 학습 주제 선정 기준 Fig. 3. Criteria for selecting topic of learning factories.

그림 4. 제품 연구개발 프로세스 Fig. 4. Process of research & development.

그림 5. 로봇핸드 3D모델링 데이터와 하드보드지를 이용한 동작 검증 Fig. 5. 3D modeling robot hand data and feasibility check using hard board.

그림 6. 로봇 손가락에 대한 기본 회로 검증 Fig. 6. Feasibility check for electronics basic circuit of robot finger.

표 1. 러닝팩토리 적용 범위 Table 1. Applied area of learning factory

표 2. 러닝팩토리 기간별 수행 내용 Table 2. Time table of learning factory

표 3. 블루투스 통신 프로그램 골격 Table 3. Skeleton program of Bluetooth communication