스마트 팩토리를 위한실시간 빅데이터 처리에 최적화된윈도우 기반의 모션 제어 솔루션

양부호

2019년 3월 28일

주식회사 소프트모션앤로보틱스

대표 인사말

약력

• 現 (주)소프트모션앤로보틱스 대표이사(2014- 현재)• SOFT SERVO SYSTEMS INC.(일본법인) 설립(2006)• SOFT SERVO SYSTEMS INC.(미국법인) 설립 (1998)• 미국 MIT 정보기술연구센터 연구교수 (1996)• 미국 MIT 기계공학 박사 (1995)• 미국 MIT 기계공학 석사 (1990)• 일본 교토대학교 수리공학과 학사 (1988) • 일본 출생의 재일 한국인. 미국 국적

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양부호 대표

소프트모션앤로보틱스는 제조 산업 분야 모션 제어 솔루션을제공하는 기업입니다.

미국 MIT (Massachusetts Institute of Technology) 연구소에서 시작한 소프트모션앤로보틱스는 독자적인 제어 및 필드버스 기술 개발을 통해 IT 기술 경쟁력을 가진 회사로 새로운미래 가치를 창출하며 고객과 지속적인 상생을 추구하는 기업입니다.

Think Motion Control, Think Ahead.

회사 소개

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✓ 설립： 2014년 3월 10일

✓ 본사： 경기도 수원시 영통구

✓ 창업 (미국)： 1998년 2월 (미국 MIT 기계공학과 연구프로젝트로 시작)

✓ 자회사： Soft Servo Systems, Inc. (일본 도쿄)

Soft Servo Systems, Inc. (미국 보스턴)

Shenzhen Softwin Technologies Co., Ltd. (중국 광동성 심천시)

✓ 사원수： 55명 (그룹 4사 전체)

✓ 총자본금： 72억원

✓ 그룹 대표： 양부호, 일본 교토대학 학사, MIT 기계공학과 박사(Robotics)

✓ 주된 제품 및 사업：

• 세계 각국의 산업용 로봇, 반도체 제조장비, 2차 전지 제조 장비 등 각종 장비 제어를 위

한 고도의 범용 모션 제어기를 개발 및 판매함

• IoT 기술에 대응하는 최적의 모션 제어 플랫폼을 개발 및 제안

회사 소개

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㈜소프트모션앤로보틱스는

스마트 팩토리의 성공 구현

을 위해 공장 자동화 분야에

모션 제어 솔루션（WMX3）

을 개발하여 제공하는 IT

기업 입니다.

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미션

비전

브랜드 가치

혁신적인 기술과 서비스로 제4차 산업혁명을 선도하는

세계적 IT 리딩 기업

• 전문가의 열정과 도전 정신을 가지고 차별화된 소프트웨어 기술력으로 공장 자동화

분야에서 고객을 만족시키는 글로벌 기업으로 도약한다.

• 고객사, 파트너 및 임직원의 삶의 가치를 높이고 지속 가능한 미래 사회에 공헌한다.

핵심 가치

기술 협력 고객

끊임없이 도전하고 혁신하여 최고가 된다.

끊임없이 도전하고 혁신하여 최고가 된다.

고객의 가치 증대를목표로 공헌한다.

도전 (Challenge)혁신 (Innovation)

전문가 (Professionalism)

신뢰 (Trust)소통 (Open mind)

배려 (Consideration)

고객 만족 (Satisfaction)공헌 (Contribution)

가치 증대 (Value addition)

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핵심 기술

소프트 모션오리지널 EtherCAT

소프트 마스터

소프트웨어 기반의 EtherCAT 모션 제어 솔루션

모션 제어를소프트웨어로

네트워크 통신 방식EtherCAT

장비 제어를 위한 실시간 모션 제어에 적용

7(주) 소프트모션앤로보틱스

일반적인 모션컨트롤 제품

일반 모션컨트롤 시스템

시판PC（입력용）

서보 드라이버

전용 모션컨트롤러（PLC, FA기기）

전원 케이블,인코더 케이블

아날로그 혹은전용 통신케이블LAN（Ethernet)、

시리얼 통신

서보 모터

▣ 모션컨트롤 제품 (세계적인 FA기기 업체가 시장을 과점)

PLC (미쓰비시, 오므론, 지멘스, 키엔스) CNC (화낙, 미쓰비시, 지멘스) 범용 컨트롤러 (야스카와, 로크웰) 로봇 컨트롤러 (야스카와, 화낙, 덴소, ABB)

특수한 칩, CPU전용 프로세서, 전용 하드웨어.전용, 다중배선

높은 가격

8(주) 소프트모션앤로보틱스

당사의 “소프트모션” 기술

일반 모션컨트롤 시스템

시판PC（입력용）

서보 드라이버

전용 모션컨트롤러（PLC, FA기기）

전원 케이블,인코더 케이블

아날로그 혹은전용 통신케이블LAN（Ethernet)、

시리얼 통신

서보 모터

특수한 칩, CPU전용 프로세서, 전용 하드웨어.전용, 다중배선

높은 가격

시판PC（당사 소프트모션소프트웨어 인스톨）

서보 드라이버

LAN 케이블

EtherCAT통신

서보 모터

고도한 실시간 성이 요구되는 모션 기능과 통신 기능을 소프트화→ 제로 하드웨어 모션 컨트롤러가 탄생

당사 “소프트모션” 컨트롤러 (특허취득 완료)

9(주) 소프트모션앤로보틱스

소프트모션 아키텍처

▣ CPU 코어를 분리해 Windows와 리얼타임 커넬을 분리 실행▣ 리얼타임 커넬 상에서 각종 제어 이론, 통신 이론을 소프트로 실현 (특허 취득)

Core4

Core1

Core2

Windows Kernel

Windows API

Real-TimeKernel Extension

Real-time API

Windows Process Motion, EtherCAT（Real-time Process）

Windows HAL Real-time HAL Extension

Core3

10(주) 소프트모션앤로보틱스

소프트모션의 장점

일반적인 시스템

MotionChip

계산능력,속도

PC CPU

Chip

Interface

다축 서보, I/O

PC Motherboard

CPU

소프트 모션 시스템

PC Motherboard

CPU

LAN Board

다축 서보, I/O

시리얼통신/PCI버스

모션컨트롤제품

압도적인 비용 대비 성능 (구입, 러닝)

하드 불필요：재고나 유지보수, 장기 공급면에서 우위

하드에서는 불가능한 제어 기능을 실현（128축 제어, 서브나노 정도)

CPU의 진화 (고성능화, 저비용화)를 최대한으로 활용

IoT, 인더스트리 4.0에 최적(장치, 센서, 모터와 ERP가 직결)

11(주) 소프트모션앤로보틱스

성공사례 : 중국 심천의 LED 램프 공장

SCARA 로봇 7대를 포함한 모든 축 (합계 40축)을 EtherCAT 방식 Servo로 구동

하나의 PC로 모든 공정 제어. 복잡한 시스템 통합 불필요

각 로봇, 각 위치 결정 시스템은 개별 스레드로 별도 프로그래밍 (API)

이벤트 등을 활용하여 모든 시스템을 동기, 관리함

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• 장비 제어기 비용 절감

• 기존 제어기 대비 전장 간소화

• 고속 시퀀스 및 대용량 데이터 업데이트

• 모듈화한 아키텍처로 PC 리소스 최적화 가능 및

유연한 제어 시스템 구성

• 쉬운 2차 개발

• 편의성 및 효율을 고려한 다양한 유틸리티 제공

차세대 공장 자동화 시스템에 최적화 된 소프트모션 기술은

제4차 산업혁명에 가장 적합한 IT 기술로 공장 자동화의 효율성을 높이고

간결한 시스템 구성을 가능케 합니다.

소프트모션의 제공 가치

13(주) 소프트모션앤로보틱스

당사의 또다른 핵심 기술 : EtherCAT

각종 필드 네트워크 규격

Profibus/Profinet, CC-LINK, MECHATROLINK, SERCOS, etc.

마스터, 슬레이브와 함께 통신용 칩(ASIC)이 필요함

각 제조사의 점유율을 높이기 위한 폐쇄적인 통신 규격

데이터용PC

모션 컨트롤러,PLC

서보드라이버

센서

스위치

디바이스

상위 네트워크• 공장 내 LAN• MES• EIP• 클라우드• 인공지능• IoT• 인더스트리 4.0

전용선

LAN, NET

필드 네트워크

서보모터

14(주) 소프트모션앤로보틱스

당사의 또다른 핵심 기술 : EtherCAT

EtherCAT : IoT 시대에 최적인 필드 네트워크

• 완전 공개, 로열티 프리 규격 (사양서)• 삼성전자 및 애플, 도요타를 시작으로 전 세계의 장비 업체 및 사용자에 급속히 보급

소프트모션+EtherCAT 마스터(소프트)= 제로 하드웨어 컨트롤러

서보드라이버

센서

스위치

디바이스

상위 네트워크• 공장 내 LAN• MES• EIP• 클라우드• 인공지능• IoT• 인더스트리 4.0

LAN, NET

EtherCAT

서보모터

EtherCAT : IoT 시대에 최적인 필드 네트워크

• 128축을 1ms, 16축을 0.125ms의 속도로 완전 동기 제어. 제어축을 여러 속도로 분리 가능• 12년간의 양산 장비 채용 실적과 함께 성능, 신뢰성을 바탕으로 업계의 탑 클래스

15(주) 소프트모션앤로보틱스

128축 완전 고속 동기 제어 (1ms 주기) 데모

Panasonic 본사 (일본 오사카)에서

RS Automation 전시회장에서

오리지널 High-end EtherCAT 소프트 마스터

오리지널 EtherCAT 소프트 마스터의 특별함

· 수년간의 양산 경험과 자체 보유한 기술력으로 독자 개발한EtherCAT Master Stack

-> 다양한 브랜드 별 EtherCAT Slave 제품과의 높은 호환성

· Class A 레벨로 개발된 EtherCAT 엔진

-> 고객사에게 Platform 형태로 제공

-> 유연한 토폴로지 구성(Line, Star, Ring 조합)

-> DC 동기 알고리즘은 동기성을 최대화하여 장비 성능 극대화

-> 통신 유지 기능(Hot/Coldconnect, Cable Redundancy)

-> 고속 통신 사이클 (최대 0.125ms(8KHz) 통신 주기)

-> Multi Cycles, hybrid networking with other field bus

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핵심 기술 : EtherCAT

17(주) 소프트모션앤로보틱스

WMX3 : 소프트웨어 Only 모션컨트롤 제품

WMX3 소프트웨어：All in One Package for motion control, robot control and

EtherCAT communication EtherCAT Master RealTime OS（RTX) Motion Control API

Robot Control API Network API WMX3 콘솔（조작GUI)

Network Configurator Profile AnalyzerSDK for user

functions

EtherCAT I/O 모듈（1만점）

최대 128축 EtherCAT 서보 & 스탭핑LAN port

시판Windows PC

18(주) 소프트모션앤로보틱스

WMX3 개요

✓ WMX3 라이선스 하나로 128축까지

서보 드라이브와 1만점 이상의 I/O를

완전동기제어 가능

✓ 각종 Profile, 위치 결정, 각종 보간 제어,

Gantry축 제어, 로봇 제어, EtherCAT

디바이스 제어 등을 API 라이브러리

(300종류 이상) 로 제공.

C/C++/C#/Python 등, 범용언어 대응

✓ 네트워크 진단 기능을 내장한

Application도 포함

✓ 사용자의 RTX Application

(독자 제어기능)과의 통합이 가능.

(이 경우 RTX SDK가 필요함)WMX3 소프트웨어 구성도

EtherCAT Master (128 축, 10K I/O)

WMX3 API

WMX3 Tools(Operation,

Configuration, Set up)

사용자Application

（GUI）

WMX3Motion Engine

(128축 동기제어,각종 보간, 각종 보정,

사용자 실시간제어엔진

이벤트, API 버퍼, 데이터 로깅)

사용자API

RTX

Windows

02. 1라이선스 최대 128축(1ms 통신주기) 제어

▪ 독자 개발한 EtherCAT Stack EtherCAT 고급 기능 구현▪ 통신속도 100Mpbs 지원

03. 윈도우 기반 PC에서 실행

▪ Real-time OS 탑재(RTX라이선스 제공)

▪ 정주기성(Real-time) 보장

▪ WMX2의 경우 최대 64축 제어 가능▪ WMX3의 경우 최대 128축 제어가능

주요특징

04. 모듈화 아키텍처로 설계

• 사용자의 유연한 2차 개발 가능• 맞춤형 모션 컨트롤러 구현 가능

소프트모션앤로보틱스

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01. 소프트웨어로 설계된 모션 제어 솔루션

05. 오리지널 EtherCAT 소프트 마스터

06. 독자개발한 모션 알고리즘

▪ 고급 모션 기능

07. 스마트한 모니터링 툴

▪ 3D Motion Viewer 지원

통신 주기 제어 축수

0.125 ms 16축

0.25 ms 32축

0.5 ms 64축

▪별도의 MOTION CHIP/IO BOARD 불필요

WMX3 제품 소개

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EtherCAT 고급 기능고급 모션 기능

개발 언어/환경 및 동작 환경

WMX3 제품 소개

▼모션 프로파일- 속도 커브 : Trapezoidal, S-Curve, Jerk, Two-Velocity,

Timed Profile- 가속도 커브 : Advanced Jerk, Sinusoidal, Parabolic, MAT

▼보간기능 : 직선, 원호, 3D, 헬리컬, PVT

▼궤적기능 : 직선 및 원호 연속 궤적, 스프라인(B/C) 궤적,Look-Ahead 속도 자동 조정

▼동기 기능 : 일반 동기, 동기 편차 보상, E-CAM

▼고속 기능 : I/O 및 모션 조건에 따른 이벤트 등록,실시간 시퀀스 버퍼 제공

▼보상 기능 : Backlash 보상, 3D 위치 보상

▼Hot Connect, Cold Connect, Hot Swap, Cold Swap

▼Cable Redundancy

▼±10 ns DC 동기

▼자유로운 EtherCAT 통신 모드 스위칭

▼개발 언어 : C/C++, C#, VB(Visual Basic), Python

▼개발 환경- Microsoft Visual Studio 2010, 2012, 2013, 2015, 2017- Labview- C++ Builder

▼동작 환경- OS : Windows 7, 10- CPU : Clock 2GHz 이상, 코어 수 2개 이상

Motion API

EtherCAT Stack

Real-Time OS

Gantry 장비

LAN 케이블

WMX3 적용 – Gantry 장비 실시간 제어

WMX3 제품 소개

WMX유틸리티(Profile Analyzer)

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제품소개 – 수상 (WMX3)

적용 대표 사례

반도체 제조 장비 및 스마트폰 제조 장비 분야

● Application 1

Project 2

PHOTO 장비

2016년

한국 H사, S사 반도체

장비 양산 시작

주요 적용 장비

2012년

한국 S사와 반도체 장비용

EtherCAT 컨트롤러 개발

업무 제휴

2014년

한국 H사와

EtherCAT 컨트롤러

개발 업무 제휴

현재

반도체 장비

양산 진행

LASER SAW 장비

CLEAN 장비 DICING장비 BONDING장비

● Application 2 ● Application 3 ● Application 4

HANDLER 장비

PHOTO 장비

● Application 5 ● Application 6 ● Application 7 ● Application 8

PROBING 장비 스마트폰 장비

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3D Motion Viewer

개발시간 단축 및 3D 모니터링 효과

• 시뮬레이터를 통해 장비 시운전 가능

• 엔지니어의 연구 개발 시간 단축

• 장비의 안정적인 가동률 향상

• 장비 셋업 및 지원 시간 단축

장비 개발자(업체) 니즈 충족 최종 사용자 니즈 충족

• 모니터링에 의한

생산성 증대 (TCO 감소) 기대 효과

※ TCO (Total Cost of Ownership) :총 소유 비용

연구 개발 단계 양산 단계

WMX3 제품 소개

25(주) 소프트모션앤로보틱스

제4차 산업혁명

1차 산업혁명 → 동력

2차 산업혁명 → 자동화

3차 산업혁명 → 디지털

4차 산업혁명 → 초연결성

4차 산업혁명의 기반 기술

✓ IoT

✓ Big Data

✓ Artificial Intelligence

✓ Robotics

26(주) 소프트모션앤로보틱스

스마트 팩토리와 당사 소프트모션 기술

ICT 기반으로 제조 전 과정을 자동화/지능화하여최소의 비용/시간으로 제품을 생산

Smart Factory의 특징

연결성 – 장비/부품간 연결/상호 소통

유연성 – 다품종 복합 (대량/소량) 생산

지능성 – 변화하는 환경에 능동 대처

➔ Soft Servo 기술! → 초연결된 S/W 기반 인공지능 산업용 제어기

연결성 – EtherCAT 및 Internet 과 연결가능한 초연결성

유연성 – Windows 기반 다양한 S/W 이용 및 프로그래밍 가능

지능성 – 다양한 Machine Learning 프로그램 장착 가능

스마트 팩토리 도입에 따른 이슈

현재 상황

현재 수준

일정 시간 단위로 분할된실시간 데이터 로깅

스마트 팩토리 도입

비실시간 데이터 (장비의 공정 상황 • 생산성 • 조작 이력 ) 로깅

장비 내각 구성요소(파트)의

실시간 데이터 수집 요구

도입에 따른 필요 이슈

장비의 생산 효율을 정확히 분석

장비의 전체 수명 · 구성품 수명

상세히 분석

요구 되는 수준

(주) 소프트모션앤로보틱스 27

별도인 Edge Computers로여러 제어기와 연결

장비 내에서Edge Computing을 수행하여Edge Computer의 연산 로드

감소

(주) 소프트모션앤로보틱스 28

스마트 팩토리 제어 영역 – Smart Controller WMX3

Memory Queue 형태로 저장 된실시간 데이터를

사용자가 필요하는 시점에전송 받을 수 있음

실시간으로 수집된장비의 모션 데이터를

WMX3 아키텍처 기반으로메모리에 저장하고 관리

지속적으로 진화하는PC 성능에 의해 사용할 수 있는

메모리 크기가 거의 무제한※ 메모리 크기는 사용자가 설정 가능

WMX3 아키텍처 진화하는 PC 성능

Memory Queue

WMX3 – 실시간 모션 데이터 수집 가능 이유

(주) 소프트모션앤로보틱스 29

스마트 팩토리 제어 영역 – Smart Controller WMX3

WMX3 – 실시간 모션 데이터 수집

장비의실시간 대용량

모션 데이터 수집EtherCAT 기기

WMX3

NIC Driver

Cyclic feedbackCyclic command

장비 상태피드백

장비 모션지령

상위 시스템(MES, SCADA, PLM 등)

Update cyclic data in real time

Edge Computers

Edge Computing

• Cloud System• Edge Computing • Digital Twin• etc

(주) 소프트모션앤로보틱스 30

EtherCAT 필드 디바이스

WMX3 아키텍처

스마트 팩토리 제어 영역 – Smart Controller WMX3

WMX3 – 실시간 모션 데이터 수집 가능 이유

EtherCAT 통신을 통해실시간 모션 데이터 송수신

(주) 소프트모션앤로보틱스 31

√ 정확한 장비의 생산성 효율 분석및 작업 개선

√ 장비의 수명 진단

√ 장비의 Down – time 감소

WMX3 – 실시간 모션 데이터 수집

스마트 팩토리 제어 영역 – Smart Controller WMX3

상위 시스템(MES, SCADA,

PLM 등)

활용

AI

(주) 소프트모션앤로보틱스 32

장비 시퀀스 개발자를 위한 3D Motion Viewer

WMX3 – 3D Motion Viewer

통신방식이 아닌PC 메모리 접근으로모션 데이터 갱신

스마트 팩토리 제어 영역 – Smart Controller WMX3

(주) 소프트모션앤로보틱스 33

장비 시퀀스 개발자를 위한 3D Motion Viewer

WMX3 – 3D Motion Viewer Benefits

스마트 팩토리 제어 영역 – Smart Controller WMX3

도입효과

√ 엔지니어의 연구개발단계 시간단축 효과 기대

√ 장비 셋업 및 지원시간 단축 효과창출

√ 장비 안정적 가동률 향상

회사위치 및 연락처

경기도 수원시 영통구 덕영대로 1556번길

16, A동1303호/B동 304호

(망포역 1번출구, 디지털 엠파이어 빌딩)

Address

Email : sales_ssk@soft-motion.com

Telephone : +82 31-303-8970

Fax : +82 31-303-8979

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