산업용 로봇 용접 시스템 현재 개발 현황

작성일: 2026-08-21
작성 기준: 로컬 작업 트리와 IDE에서 열린 핵심 파일의 코드 정적 분석
공개 원칙: 고객사·협력사·장비 제조사·구체 모델명 및 벤더별 식별자는 기재하지 않음
검증 범위: 소스 구조·문법·기존 테스트 항목 확인. 실제 로봇과 용접 전원 및 아크 출력 하드웨어 시험은 이번 요약 범위에 포함하지 않음.

1. 개발 목표와 전체 구조

현재 작업은 산업용 로봇 용접 셀의 운전 UI와 로봇 미들웨어 기반 제어기를 연결하고, 고객사 로봇 시스템과 협력사 용접 전원을 안전하게 연동하는 통합 시스템을 구축하는 것이다.

주요 데이터 흐름은 다음과 같다.

데스크톱 HMI → UI 네트워크 프로토콜 → 로봇 미들웨어 기반 제어기 → 고객사 산업용 로봇 및 협력사 용접 전원

작업 트리에는 세 가지 개발 축이 함께 존재한다.

1. 용접 조건 UI와 파라미터 저장
2. 용접 모션·안전 인터록·계측 제어
3. 실시간 3D 시각화를 위한 로봇 STL 모델 경량화 도구

2. 용접 조건 UI

현재 구현 내용은 다음과 같다.

• 대각선형과 사다리꼴형 용접 패턴을 이미지 드롭다운으로 선택
• 용접 속도, 위빙 폭, 위빙 시간, 좌·우 드웰 시간, 종료 대기 시간 입력
• 아크 센싱 ON/OFF 토글
• 기준 전류, 옵셋, 위빙 방향 감도, 깊이 방향 감도, 보정 시작 주기 설정
• 읽기 전용 입력란을 터치하면 숫자 키패드를 여는 현장용 입력 방식
• 항목별 최소·최대값과 정수·실수 조건을 적용하는 입력 검증
• 번호 기반 JSON 형식의 용접 조건 불러오기·저장
• 아크 센싱 OFF 시 관련 필드를 접어 운전 화면을 단순화
• 화면 크기에 따라 행 높이와 버튼 크기를 조절하는 확장 레이아웃

UI는 작업자가 패턴과 센싱 파라미터를 빠르게 선택하고, 현장용 번호 기반 조건 파일로 재사용하는 방향으로 정리되어 있다.

3. 용접 모션 제어기

3.1 로봇·용접 전원 연결

• UI 연결 요청 이후 고객사 로봇 백엔드 시작
• 용접 전원 연결 요청에 따라 협력사 장비와 산업용 통신 연결
• UI가 전달한 TCP 프레임을 로봇에 적용
• 공정 활성 heartbeat, Robot ready, 오류 초기화 신호 관리
• UI 소켓 재접속과 물리 연결 손실 상태를 구분하여 복구

3.2 용접 경로와 위빙

• 직선, 원호, 원형, 대기 경로 처리
• 사용자 정의 지그재그·사다리꼴 위빙
• 로봇 제어기 내장 사인형 및 원형 위빙
• 직선·원호 연속 구간의 그룹화와 경로 연속성 유지
• 용접 속도, 폭, 주기, 드웰, 아크 센싱 보정값 반영
• 시작 경사, 본 용접, 종료 경사, 크레이터 처리 단계의 파라미터 전달
• 종료 크레이터 후진 구간과 종료 대기·용접 정지 타이밍 처리

현재 디버그 변형에는 원호 용접 보강이 크게 포함되어 있다.

• 세 점으로 원 중심, 반지름, 법선 및 로컬 축 계산
• 중간점을 포함하는 원호 방향과 전체 각도 선택
• 원호 진행률에 따른 TCP 위치·자세 보간
• 원호 위빙의 횡방향·법선방향 옵셋 합성
• 회전 좌표 정렬과 상대 이동을 이용하는 기존 경로 보존
• 고객사 로봇 전용 원호 실행과 일반 원호 실행 경로의 분리

3.3 수동 가이드와 추적 보정

• 로봇 조작부의 네 개 사용자 버튼을 20 ms 주기로 감시
• 버튼 상승 에지마다 위빙·깊이 보정 카운트를 증가
• 보정값을 로봇 추적용 통신 레지스터에 즉시 반영
• 실제 TCP 위치에서 가장 가까운 경로 진행거리 s를 계산하여 추적 기준 갱신
• 정지 위치와 용접 시작 여부에 따라 재개할 경로 번호를 선택

3.4 안전 인터록

• 비상정지와 보호정지 상태를 별도로 처리
• 고객사 로봇 알람과 협력사 용접 전원 알람의 상호 정지 정책
• 실제 용접 시작 전 용접 전원의 알람·준비 상태 사전 점검
• 용접 중 알람 발생 시 아크 OFF, 로컬 작업 중단, 로봇 모션 정지의 순서화
• dry-run에서는 로봇 단독 시험을 허용하되 알람을 기록
• 직접교시 제어권이 남아 있을 때 로봇 정지 명령을 억제하는 보호 로직
• 인터록 조치 결과를 구조화된 로그로 기록하여 감사 가능성 확보
• 벤더별 경고 비트와 예외 코드는 공개 문서에서 제외하고 내부 진단에서만 관리

3.5 계측과 시간 동기화

• 좌·우 전류, 기준 전류, 용접 길이, 시간, 속도, 폭을 UI에 전송
• 논리 용접 구간의 측정 시작·종료 관리
• 공정 단계 속도가 바뀔 때만 이벤트를 보내는 이벤트 기반 표시
• 매 작업 시작마다 로봇 관절·TCP, 용접 명령과 실제 전류를 동일 시간축 CSV로 캡처
• 호스트·소스 나노초 타임스탬프와 산업용 통신 지연시간을 함께 기록하여 시차 분석 지원

4. 3D 모델 경량화 보조 도구

이 도구는 고용량 협력사 로봇 STL 모델이 데스크톱 3D 화면의 CPU·메모리·프레임률에 주는 부담을 줄이기 위한 안전한 전처리기다.

• 중복 정점·중복 면·null face 제거
• Quadric Edge Collapse 기반 형상 보존 감면
• 기본 목표 크기 500 KiB, 기본 허용 표면 오차 1.0 mm
• 100,000개 샘플의 양방향 Hausdorff 거리와 bounding box 오차 검사
• 원본 파일 덮어쓰기 금지
• 결과가 크기·면 수·오차 조건을 만족할 때만 채택
• 실패하거나 기준을 벗어난 임시 STL은 제거
• 처리 전후 통계와 거부 사유를 JSON 보고서로 저장

5. 이번 확인 결과

네 개의 주요 Python 모듈은 모두 정적 문법 파싱에 성공했다.

기존 회귀 테스트에는 다음 영역이 포함되어 있음을 확인했다.

• 종료 크레이터 조건 재사용
• 용접 전원 송급 범위와 경고 복구
• dry-run 용접 전원 제어 배제
• 로봇 서비스 타임아웃 시 백엔드 보존
• TCP와 로봇 상태의 연결 완료 조건
• 비상정지·보호정지 복구
• 통신 신호 재사용
• 수동 가이드 종료 확인
• 로봇·용접 전원 교차 인터록

단, 현재 시험 환경에 테스트 실행 도구가 설치되어 있지 않아 회귀 테스트는 이번 세션에서 실행하지 못했다. 데스크톱 UI 빌드와 실제 로봇·용접 전원 하드웨어 검증도 수행하지 않았다. 따라서 현재 상태는 코드 정적 검토 완료이며 통합 시험 완료 상태는 아니다.

6. 남은 과제

1. 격리된 시험 환경에 의존성을 구성하고 회귀 테스트 전체 실행
2. 데스크톱 HMI 프로젝트 빌드 및 UI 입력·저장 동작 확인
3. 고객사 로봇에서 직선·원호·전체 원 및 네 가지 위빙 모드 시험
4. 시작·본 용접·종료·크레이터 단계별 속도와 실제 전류 타이밍의 CSV 교차검증
5. 비상정지, 보호정지, 중대 알람, 통신 단절 복구의 현장 인수시험
6. 디버그 변형의 원호·수동가이드 보강을 최종 기준선과 정리
7. 경량 STL의 시각 오차와 데스크톱 3D 프레임률·메모리 개선량 실측

7. 결론

현재 시스템은 단순한 로봇 이동 프로그램을 넘어, 용접 조건 UI, 로봇 모션, 협력사 공정 제어, 안전 인터록, 추적 보정, 실시간 계측, 3D 시각화 자산 최적화를 하나의 운전 체계로 묶는 단계에 있다. 최근 개발의 중심은 원호 위빙·수동 가이드 보강과 계측·알람 복구 로직이다. 다음 이정표는 코드에 존재하는 안전·모션 경로를 자동 회귀 테스트와 실제 하드웨어 인수시험으로 닫는 것이다.