팔레타이징 자동화 시스템

팔레타이징 자동화 시스템

인쇄·출판 공정에서 스태커로 모인 책(인쇄물)을 로봇이 팔레트에 적재하는 산업 자동화 시스템입니다. 작업자가 UI에서 팔레트 종류·치수·모드를 선택하면, 선택 조건에 따라 로봇 적재 동작을 실행하고 진행 상태를 확인할 수 있도록 구성했습니다.

• •기간: 2024년 1월 ~ 2025년 2월
• •플랫폼: Desktop (pywebview 기반 로컬 앱)
• •납품처: 인쇄·출판 기업

담당 역할

장비 제어 백엔드와 운영 UI 개발에 참여했습니다. 로봇 적재 시퀀스, 팔레트 타입별 분기, 스태커/그리퍼 제어 API를 구현했고, 실행 중 재시작 상황을 고려해 진행 상태를 JSON 파일로 저장하도록 구성했습니다.

• •팔레트 타입별 좌표값 계산 및 적재 시퀀스 분기
• •일반 / 1열 적재 모드 분리 운영
• •스태커·그리퍼·동력장치 IO 제어 (Modbus RTU + 로봇 IO)
• •센서·로봇 상태에 따른 동력장치 및 경광등 제어
• •진행 상태 JSON 영속화 (재기동 시 작업 재개)

기술 스택

핵심 기능

팔레트 타입별 운전

목재 바퀴형 / 철제 바퀴형 / 목재 평판형 팔레트를 선택하고, 치수(가로·세로·높이)를 입력하면 해당 값에 맞춰 로봇 사용자 좌표계와 적재 시퀀스를 분기합니다.

일반 / 1열 적재 모드

연속 적재(Normal) 모드와 특정 라인 중심 적재(One-line) 모드를 분리했습니다. 각 모드의 진행 상태를 cache.json·oneLine.json에 나눠 저장해 재시작 후에도 이전 진행 값을 참고할 수 있도록 했습니다.

로봇 동작 자동화

수직/수평 그리퍼 IO 제어로 책을 집고, 레이어별 적재 위치로 이동한 뒤 홈으로 복귀하는 흐름을 구현했습니다. 적재 높이와 최대 높이 조건을 확인해 다음 동작 여부를 판단하도록 처리했습니다.

스태커 · 주변장치 제어

스태커 시작/정지, 상하·좌우 실린더 수동 제어 API를 제공해 작업자가 현장 상황에 맞춰 개입할 수 있도록 했습니다. Modbus RTU와 로봇 디지털 IO를 사용해 실린더·동력장치·경광등 제어를 처리했습니다.

상태 확인 및 장비 제어

센서 상태, 로봇 보호정지 여부, 최대 높이 근접 여부를 확인해 동력장치와 경광등(초록/주황/빨강)을 분기 제어했습니다. 작업자가 현재 상태를 파악하고 필요한 경우 정지·수동 조작을 할 수 있도록 운영 화면과 API를 구성했습니다.

운영 편의 기능

즉시 집기, 작업 종료, 데이터 리셋, 파일 로그, 진행 화면 실시간 갱신 등 현장 작업자가 자주 쓰는 기능을 UI로 노출했습니다.

성과

• •인쇄·출판 현장에 자동 팔레타이징 장비 1대 납품 프로젝트 참여
• •팔레트 타입별 운전, 모드 분리, 수동 개입 등 현장 요구를 운영 UI와 제어 API에 반영
• •진행 상태 저장 구조를 적용해 프로그램 재시작 후에도 이전 작업 상태를 참고할 수 있도록 개선

구현 상세

이 프로젝트에서는 로봇 적재 시퀀스와 함께 작업자가 현장에서 상태를 확인하고 수동으로 개입할 수 있는 운영 흐름이 중요했습니다. 아래는 팔레트 조건 처리, 상태 저장, 장비 제어 흐름을 중심으로 정리한 내용입니다.

1. 팔레트 조건 기반 좌표 처리

팔레트 종류와 치수에 따라 로봇이 접근해야 하는 기준 좌표가 달라집니다. 작업자가 UI에서 팔레트 타입과 높이를 선택하면 해당 값을 서버로 전달하고, 서버에서 로봇 사용자 좌표계와 적재 분기를 갱신하도록 구성했습니다.

구현 내용

• •프론트에서 선택한 팔레트 정보를 /update_pallet API로 전달
• •팔레트 높이와 타입에 따라 기준 좌표와 최대 Z 위치 계산
• •목재 바퀴형 / 철제 바퀴형 / 목재 평판형 적재 함수를 분기
• •일반 적재와 1열 적재 모드를 별도 흐름으로 제공

이를 통해 같은 운영 화면에서 팔레트 조건을 선택하고, 조건에 맞는 적재 흐름을 실행할 수 있도록 했습니다.

2. 상태 확인 기반 장비 제어

로봇과 주변장치가 함께 동작하기 때문에 센서 상태, 로봇 상태, 높이 조건을 확인하며 동력장치와 경광등을 제어해야 했습니다.

• •상태 확인 루프(robot_get_status_realtime)에서 로봇 상태, 센서 값, 현재 높이 값을 확인
• •조건에 따라 동력장치 ON/OFF와 경광등(초록/주황/빨강)을 분기
• •스태커 시작/정지, 상하·좌우 실린더 조작 API를 제공해 작업자가 직접 개입 가능
• •종료·리셋 동작 시 JSON 상태와 장비 출력을 함께 정리

안전 시스템을 설계했다기보다는, 장비 상태에 맞춰 운영자가 상황을 파악하고 필요한 조작을 할 수 있도록 제어 흐름을 구현한 경험에 가깝습니다.

3. 진행 상태 JSON 영속화 — 재기동 시 작업 재개

실행 중 전원이 재기동되면 현재 층·인덱스가 초기화되어 작업 연속성이 끊기는 문제가 있었습니다(상태를 메모리에만 유지).

해결: cache.json·oneLine.json에 currentDataIndex · currentLayerIndex · currentLayerHeight 등 진행 상태를 주기적으로 저장하고, 기동 시 해당 파일을 읽어 이전 지점부터 이어서 운전합니다. Normal / One-line 모드 상태를 독립 JSON으로 분리해 모드 전환·재기동 시 데이터가 섞이지 않습니다.

재시작 상황에서 운영자가 이전 진행 값을 확인하고 작업 흐름을 이어갈 수 있도록 보조했습니다.

그 외 구현

• •팔레트 타입·치수 기반 좌표 처리: 프론트에서 팔레트 정보를 /update_pallet로 전송 → 로봇 사용자 좌표계(set_user_frame_data) 갱신, 타입별 적재 시퀀스 분기.
• •스태커 · 그리퍼 · 동력장치 IO 제어: Modbus RTU(실린더·동력·경광등) + 로봇 IO(그리퍼)를 사용하고, 자동 시퀀스와 수동 조작 API를 함께 제공.

트러블슈팅

• •스태커 동력 ON/OFF 타이밍 조정: 센서 변화와 로봇 상태 경계에서 동력장치 제어가 어긋날 수 있어, 실린더 상/하단·책 준비·로봇 상태를 함께 확인하도록 조건을 정리.
• •납작 팔레트 저층 하중/속도 대응: 저층 구간에서 동작이 불안정해질 수 있어, 구간별 payload·속도 파라미터를 분기.