로봇 통합 제어 플랫폼

로봇 통합 제어 플랫폼

서로 다른 산업용 로봇 브랜드(JAKA · Doosan · UR · Fairino · UFACTORY · AUBO)를 하나의 REST API로 추상화한 통합 제어 백엔드와, 그 위에서 코드 없이 로봇 작업을 구성·실행하는 노코드 워크플로우 프론트엔드로 이루어진 플랫폼입니다. 브랜드마다 다른 SDK·명령 체계를 공통 인터페이스로 흡수해, 상위 애플리케이션 개발자가 동일한 API로 로봇을 제어하고, 운영자는 노드를 드래그·연결하는 것만으로 로봇 동작 시퀀스를 만들고 실행할 수 있도록 구성했습니다.

• •기간: 2024년 ~ (백엔드 통합 API 완료 후 프론트엔드 추가 개발 중)
• •구성: Python · Flask 통합 제어 API(백엔드) + Next.js 노코드 워크플로우 플랫폼(프론트엔드)
• •성격: R&D 과제 기반 통합 플랫폼

담당 역할

2024년 백엔드 통합 API 설계·구현을 담당했고, 이어서 이를 소비하는 프론트엔드 워크플로우 플랫폼을 추가 개발하고 있습니다.

백엔드

• •공통 인터페이스(core_robot) 및 브랜드별 어댑터 설계 — 신규 브랜드는 어댑터만 확장
• •JWT + Redis 기반 로봇 세션·상태 관리, 다중 로봇 환경의 데이터 격리
• •동작(포즈) CRUD 및 순서 제어, 저장 시퀀스 일괄 반복 실행

프론트엔드

• •비주얼 플로우 에디터 — 노드 그래프로 로봇 작업을 구성
• •클라이언트 워크플로우 실행 엔진 — 노드별 실행 상태·일시정지/재개/중지·실행 로그
• •로봇 3D 뷰(URDF) 및 연결·전원·서보·모션을 다루는 제어 패널
• •다국어(국/영) · 다크/라이트 테마 · httpOnly 쿠키 인증

기술 스택

핵심 기능

멀티 브랜드 로봇 통합 제어 API (백엔드)

/set_ip로 로봇 타입·IP를 등록하면 JWT 토큰을 발급하고, 이후 /power_on, /power_off, /enable_robot, /disable_robot, /shut_down 등 공통 엔드포인트로 브랜드 차이에 관계없이 동일한 방식으로 로봇을 제어합니다.

동작(포즈) 관리 · 시퀀스 실행 (백엔드)

/save_move, /update_move, /copy_move, /delete_move, /reorder_moves로 모션을 저장·수정·복사·삭제·재정렬하고, /run_all_moves로 저장된 시퀀스를 지정 횟수만큼 반복 실행합니다. 사용자·로봇 단위로 네임스페이스를 분리해 다중 로봇 환경에서도 데이터가 섞이지 않습니다.

노코드 비주얼 워크플로우 에디터 (프론트엔드)

전원·서보·이동·대기·조건·반복·거리·카메라·코드 노드를 드래그해 연결하면 로봇 작업 시퀀스가 됩니다. 노드별 속성 패널에서 좌표·각도·반복 횟수 등을 설정하고, 작성한 워크플로우는 프로젝트 단위로 저장·재사용합니다.

워크플로우 실행 엔진 (프론트엔드)

작성한 노드 그래프를 순회하며 통합 제어 API를 순차 호출합니다. 실행 중 노드별 진행 상태를 실시간 표시하고, 일시정지 · 재개 · 중지와 실행 로그 패널을 제공해 운영자가 현장에서 흐름을 직접 통제할 수 있습니다.

로봇 3D 뷰 & 제어 패널 (프론트엔드)

URDF 기반 3D 뷰어로 로봇 자세를 시각화하고, 연결·재연결·전원·서보·joint/linear 모션·정지(abort)를 한 패널에서 조작합니다. 좁은 화면에서는 패널이 플로팅 형태로 전환되도록 처리했습니다.

성과

중소기업기술정보진흥원 창업성장기술개발(R&D) 국책과제 *「Unified 로봇 API 기술을 활용한 로봇 애플리케이션 개발 플랫폼 구축」* 의 일부로 수행했습니다. 브랜드별 제어 방식 차이를 API 계층에서 흡수하고, 그 위에 코드 없이 로봇 작업을 설계·실행하는 프론트엔드를 얹어, 비개발자도 통합된 방식으로 다종 로봇을 운용할 수 있는 기반을 만들었습니다.

구현 상세

이 플랫폼은 다종 로봇 SDK를 공통 API로 묶는 백엔드와, 그 API를 코드 없이 다루는 프론트엔드 두 축으로 이루어집니다. 백엔드에서는 브랜드별 차이를 어디까지 어댑터에 숨길지·상태와 동작 데이터를 어떻게 분리할지가, 프론트엔드에서는 노드 그래프를 어떻게 안전하게 실행하고 그 흐름을 운영자에게 어떻게 통제시킬지가 핵심이었습니다. 아래는 백엔드(공통 인터페이스·포즈 저장 구조·시퀀스 실행 안정화)와 프론트엔드(워크플로우 실행 엔진·3D 제어)를 나눠 정리했습니다.

백엔드 — 통합 제어 API

1. 공통 인터페이스 + 브랜드 어댑터 구조

브랜드별 SDK 차이로 상위 서비스 개발이 복잡해지는 문제를, 공통 제어 계약을 추상 계층으로 분리해 해결했습니다.

• •core_robot 추상 클래스에 공통 메서드 계약 정의 (연결 · 전원 · 서보 · 모션 · 상태)
• •브랜드별 어댑터(JAKA / Doosan / UR / Fairino / UFACTORY / AUBO)가 각 SDK에 맞춰 구현 제공
• •컨트롤러는 ROBOT_SUBCLASSES 매핑으로 robot_type에 따라 구현체를 선택

신규 브랜드 추가 시 컨트롤러 수정 없이 어댑터 클래스와 매핑만 추가하면 되는 플러그인 방식의 확장성을 확보했습니다.

2. 동작(포즈) CRUD + 순서 제어 — Hash + Sorted Set

오퍼레이터가 로봇 모션을 저장·편집·재배열·재사용할 수 있도록, 도메인 요구사항(데이터 + 순서)을 Redis 자료구조에 그대로 매핑했습니다.

• •Redis Hash: 각 모션의 좌표 데이터 저장
• •Redis Sorted Set: 실행 순서를 score로 관리
• •삭제·변경 후 _reorder_scores()로 score를 재정렬해 "중간 모션 삭제 시 순서가 비는" 상태 방지

CRUD 전 구간(save / update / copy / delete / reorder / get)에서 동일한 로봇 식별자 기반 키 스키마를 일관 적용해, 로봇 컨텍스트가 바뀌어도 데이터가 섞이지 않습니다.

3. 저장 시퀀스 일괄 반복 실행 + Doosan 안정화

/run_all_moves로 저장된 시퀀스를 times만큼 자동 반복합니다. 처음에는 모든 브랜드를 동일 방식으로 처리했는데, Doosan에서 반복 실행 시 타임아웃·중간 정지·제어권 반환 불안정이 반복됐습니다.

원인: 반복 루프마다 모션 명령과 대기(mwait)를 처리하는 방식이 SDK 동기화 타이밍과 충돌. 단일 포인트와 다중 포인트를 똑같이 처리해 모션 완료 판정 일관성이 떨어짐.

해결: 실행 구조를 시퀀스 중심으로 바꾸고, 단일 포인트는 `movej`, 다중 포인트는 `movesj` (joint_move_sequence_spline)로 분기. Doosan 전용 실행 경로를 robot_type 분기로 분리해, 복잡한 다중 동작에서도 타임아웃·멈춤 빈도를 줄였습니다.

그 외 구현

• •JWT + Redis 세션 관리: 연결 시 식별 정보를 Redis에 저장하고 JWT 발급, 요청마다 get_robot_from_request()로 인스턴스 복원. "인증 토큰"과 "운영 상태 저장소"를 분리해 토큰은 짧게, 세션 복원은 빠르게.
• •운영 관측성: RotatingFileHandler로 로그 로테이션(디스크 점유 제어), Accept-Language 헤더 기반 국/영 응답 메시지 분기로 상위 앱의 다국어 부담 경감.

트러블슈팅

• •로봇 간 동작 데이터 분리: 다른 로봇에서 저장한 move가 섞일 가능성 → JWT에 로봇 식별 정보를 포함하고 extract_user_key()로 로봇 단위 접두를 생성, 전 구간 일관 적용.
• •SDK 호출 차이로 공통 API 불일치: 같은 엔드포인트라도 브랜드별 호출 순서·함수가 달라 일부 실패 → 어댑터 안에 SDK 차이를 격리하고 핵심 엔드포인트에 로봇 타입별 분기 적용.
• •Redis 저장/접속 운영 이슈: 일부 환경(특히 Windows Redis) 동작 편차 → hset 호출 방식 정비 + 접속 설정 표준화, 실패 로그 강화.

프론트엔드 — 노코드 워크플로우 플랫폼

통합 API를 코드 없이 다룰 수 있도록, 노드 그래프로 로봇 작업을 설계하고 실행하는 클라이언트를 추가 개발하고 있습니다. (Next.js 16 · React 19 · Zustand · React Flow)

1. 비주얼 플로우 에디터 — 노드 그래프 = 로봇 작업

운영자가 코드 없이 로봇 작업을 구성할 수 있도록, 작업 단위를 노드로 모델링하고 React Flow로 시각화했습니다.

• •노드 타입을 basic / control / sensor 카테고리로 분류 — 전원·서보·이동·대기·조건·반복·거리·카메라·코드
• •노드별 속성 스키마(PropertyDefinition: position·angle·slider·select 등)를 정의해, 같은 속성 패널 컴포넌트가 노드 종류에 따라 입력 UI를 자동 구성
• •작성한 그래프는 프로젝트 단위로 저장·재사용하고 썸네일로 식별

작업의 "정의"를 데이터(노드+엣지+속성)로 분리해, 새 동작 유형을 추가할 때 스키마만 확장하면 에디터·실행이 함께 따라오도록 했습니다.

2. 클라이언트 워크플로우 실행 엔진 — 일시정지/재개/중지

저장된 노드 그래프를 실제 로봇 동작으로 옮기면서, 실행 도중 운영자가 흐름을 통제할 수 있어야 했습니다.

• •그래프를 순회하며 노드를 순차 실행하고, 각 노드 사이에서 일시정지·중지 제어 객체를 확인해 다음 노드 진입 여부를 결정
• •실행 중 노드별 상태(idle / executing / success / error)를 실시간 갱신해 에디터에 표시, 실행 로그를 별도 패널에 누적
• •실행 로직을 동적 import(@/lib/workflow/executor)로 분리해 에디터 초기 번들에서 제외

명령을 한꺼번에 던지지 않고 노드 경계마다 제어권을 회수하는 구조라, 현장에서 즉시 멈추고 이어서 재개하는 운영 흐름을 안전하게 지원합니다.

3. 로봇 3D 뷰 & 제어 패널

워크플로우를 실행하기 전후로 로봇 상태를 눈으로 확인하고 직접 조작할 수 있어야 했습니다.

• •urdf-loader + three.js로 URDF 모델을 로드해 관절 자세를 3D로 렌더링
• •연결·재연결·전원·서보·joint/linear 모션·정지(abort)를 한 패널에서 제어, 좌표값은 모션 후 패널에 즉시 반영
• •화면 폭이 좁아지면 제어 패널을 플로팅 뷰로 전환해 에디터 영역을 가리지 않도록 처리

그 외 구현 (프론트엔드)

• •httpOnly 쿠키 인증 + 401 자동 갱신: 토큰을 JS에서 직접 다루지 않고, 응답 인터셉터에서 401 감지 시 토큰 갱신을 한 번만 수행하도록 동시 요청을 큐로 묶어 중복 갱신을 방지.
• •다국어·테마: next-intl로 [locale] 라우팅 기반 국/영 분기, next-themes로 다크/라이트 + ReactFlow 전용 다크 스타일 적용.
• •편집 진입 시 자동 연결: 프로젝트 편집 페이지 진입 시 로봇 연결을 시도하고, 캐시된 연결 상태를 초기화한 뒤 명시적으로 connect를 한 번 호출하는 재연결 버튼 제공.