KR101888482B1 - 물품 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 물품 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 시스템은 내부에 공간이 형성되는 본체 및 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙, 물품이 수납되고, 레일부를 따라 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓, 그리고 바스켓을 랙의 내부 공간으로 인입하거나 랙으로부터 인출하는 이송 로봇을 포함한다. 본 발명에 의하면, 랙, 바스켓 및 이송 로봇의 구조를 단순화하고 물품의 무게나 크기 등을 기초로 랙에서 물품 보관 위치를 적절하게 선택하여 물품을 효율적으로 보관 및 관리할 수 있도록 한다.

Description

물품 관리 시스템 및 방법{System and Method for managing goods}
본 발명은 물품 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다품종 소량 생산을 하는 중소제조업체의 부품을 보관하고 부품의 입출고를 자동으로 관리할 수 있는 물품 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 다품종 소량 생산을 하고 있는 대부분의 중소제조업체의 경우, 인력 부족이나 공간 부족 등으로 인해 부품의 입출고를 위한 보관 및 관리가 미흡한 실정이다. 예컨대, 선반이나 바닥에 부품을 쌓아 놓고 보관하거나 재고 현황 등을 수기로 관리하고 있다.
이에 최근에는 대규모의 자재를 관리하기 위한 시스템을 개발되어 사용되고 있으나, 공간 문제나 비용 부담 등으로 인해 영세한 중소제조업체에 적용하기에는 여전히 쉽지 않은 상황이다.
특히, 인력 부족으로 인해 공정 자동화를 진행 또는 희망하는 업체의 경우, 기존의 부품 보관 및 입출고 관리 방식으로 인해 공정의 흐름 상 병목(Bottle neck) 현상이 발생될 수 있으며, 실제로 많은 업체들이 부품 보관 공간의 최적화 및 모니터링 방안을 요청하는 경우가 많았다.
이에 따라, 국내 중소제조업체의 다품종 소량 생산 조립 공정에 사용되는 부품들의 보관 및 입출고 관리를 효율적으로 수행하기 위한 기술의 개발이 필수적으로 요구되고 있다.
한국공개특허공보 제1997-0062853호 (공개일 1997. 09. 12.)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 랙, 바스켓 및 이송 로봇의 구조를 단순화하고 물품의 무게나 크기 등을 기초로 랙에서 물품 보관 위치를 적절하게 선택하여 물품을 효율적으로 보관 및 관리할 수 있도록 하는 물품 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 물품 관리 시스템은 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙, 물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓, 그리고 상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하는 이송 로봇을 포함한다.
상기 걸림부는 상기 레일부와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링이 형성되고, 상기 레일부는 상기 볼 베어링이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈이 형성될 수 있다.
상기 걸림부는 상기 바스켓의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성될 수 있다.
상기 이송 로봇은 상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부, 상기 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부, 그리고 복수의 바퀴가 설치되어 상기 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부를 포함할 수 있다.
상기 이송 로봇은 상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 기초로 선택된 랙의 물품 보관 위치로 상기 바스켓이 이송되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 이송 로봇은 상기 바스켓에 담긴 물품의 무게를 측정하는 무게 센서부, 상기 바스켓에 담긴 물품의 크기를 측정하는 높이 센서부, 그리고 상기 랙을 촬영하는 비젼 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 촬영된 랙 영상을 이용하여 랙의 빈 공간을 인식하고, 상기 측정된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 상기 인식된 랙의 빈 공간에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다.
상기 바스켓은 상기 수납된 물품의 무게 및 크기에 대한 물품 정보가 저장되는 전자 태그가 부착되고, 상기 이송 로봇은 상기 전자 태그에 저장된 물품 정보를 판독하는 리더부, 그리고 상기 랙을 촬영하는 비젼 센서부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 촬영된 랙 영상을 이용하여 랙의 빈 공간을 인식하고, 상기 판독된 물품 정보를 이용하여 상기 인식된 랙의 빈 공간에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다.
상기 이송 로봇은 상기 랙에 부착된 마커를 촬영하는 비젼 센서부, 그리고 상기 촬영된 마커에 대응하는 랙 정보를 물품 관리 서버로부터 수신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 수신된 랙 정보, 상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 이용하여 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다.
상기 랙의 물품 보관 위치는 상기 물품의 무게 및 크기가 크고, 물품의 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 하측으로 선택될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙과, 물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓을 포함하는 물품 관리 시스템의 물품 관리 방법은 상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 획득하는 단계, 상기 랙의 빈 공간 정보를 획득하는 단계, 상기 획득된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 상기 랙의 빈 공간 정보에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택하는 단계, 그리고 상기 선택된 랙의 물품 보관 위치로 이송 로봇이 상기 바스켓을 이송하는 단계를 포함한다.
상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기는 상기 이송 로봇에 구비된 무게 센서부 및 높이 센서부에서 각각 측정되고, 상기 랙의 빈 공간 정보는 상기 이송 로봇에 구비된 비젼 센서부로부터 촬영된 랙 영상을 이용하여 인식될 수 있다.
상기 바스켓은 상기 수납된 물품의 무게 및 크기에 대한 물품 정보가 저장되는 전자 태그가 부착되고, 상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기는 상기 이송 로봇에 구비된 리더부에서 판독될 수 있다.
상기 랙의 빈 공간 정보는 상기 이송 로봇에 구비된 비젼 센서부로부터 촬영된 랙 영상을 이용하여 인식될 수 있다.
상기 랙의 빈 공간 정보는 물품 관리 서버로부터 랙 정보를 수신하여 획득될 수 있다.
상기 랙의 물품 보관 위치는 상기 물품의 무게 및 크기가 크고, 물품의 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 하측으로 선택될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 물품 관리 시스템 및 방법에 따르면, 랙, 바스켓 및 이송 로봇의 구조를 단순화하고 물품의 무게나 크기 등을 기초로 랙에서 물품 보관 위치를 적절하게 선택하여 물품을 효율적으로 보관 및 관리할 수 있는 장점이 있다.
즉, 랙의 빈 공간이 최소화하도록 바스켓의 위치를 최적화하여 배치할 수 있고, 미리 저장된 물품의 입출고 정보를 기초로 입출고가 빈번할수록 랙의 하측으로 배치하여 입출고 시간을 줄일 수 있으며, 입출고 작업이 유휴인 시간에 배치를 재정렬하여 공간 활용도를 높일 수 있는 장점이 있다.
그리고 바스켓에 물품을 수납할 때 물품의 높이 및 무게를 측정하여 바스켓에 부착된 전자 태그에 정보를 기록한 후, 고중량의 물품은 되도록 랙 하부의 빈 공간에 배치하도록 하고, 물품을 보관할 수 있는 충분한 높이를 갖는 공간의 위치 정보를 파악하여 배치를 최적화할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 물품의 무게나 크기 등에 따라 바스켓의 크기 또는 랙에서 차지하는 공간의 크기나 위치를 다르게 하여 랙 공간의 사용 효율성을 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물품 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 랙 및 바스켓의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 이송 로봇의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물품 관리 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물품 관리 시스템의 개략적인 구성도, 도 2는 도 1에 도시한 랙 및 바스켓의 구조를 보여주는 도면 및 도 3은 도 1에 도시한 이송 로봇의 상세 구성도를 나타낸다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 물품 관리 시스템(1)은 랙(100), 바스켓(200), 이송 로봇(300) 및 물품 관리 서버(400)를 포함하여 구성된다.
랙은(100)은 본체(110) 및 복수의 레일부(120)를 포함한다. 본체(110)는 내부에 공간이 형성되고, 전면이 개방된 사각 형상으로 형성될 수 있다. 본체(110)는 합성수지 또는 금속재로 이루어질 수 있다.
복수의 레일부(120)는 본체(110)의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되어 형성되고, 바스켓(200)이 안착될 수 있다. 복수의 레일부(120)는 본체(110)의 폭 방향을 따라 길게 형성될 수 있다.
바스켓(200)은 내부에 물품이 수납되고, 레일부(120)에 안착되어 레일부(120)를 따라 슬라이딩 이동되도록 걸림부(210)가 형성될 수 있다. 걸림부(210)는 바스켓(200)의 양측면에 구비되고, 레일부(120)를 따라 슬라이딩 이동되어 랙(100)의 내부 공간으로 인입되거나 랙(100)으로부터 인출될 수 있다.
여기서, 걸림부(210)는 바스켓(200)의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성될 수 있다. 예컨대, 걸림부(210)는 바스켓(200)의 양측면에 한 개씩 형성되거나, 두 개 이상씩 형성될 수 있으며, 바스켓(200)의 높이가 길어질수록 바스켓(200)에 형성되는 걸림부(210)의 수도 증가할 수 있다.
즉 무게가 무겁거나 크기가 큰 물품을 수납하기 위해서는 크기가 큰 바스켓(200)을 사용해야 하며, 이러한 바스켓(200)을 지지하기 위해서는 바스켓(200)의 양측면에 형성되는 걸림부(210)의 수가 증가할 수 있다. 그리고 걸림부(210)의 수가 증가할수록 바스켓(200)이 차지하는 랙(100)의 내부 공간도 커지게 된다.
이와 같이, 랙(100)은 물품의 크기에 따라 바스켓(200)의 크기 및 랙(100)에서 차지하는 공간의 크기나 위치를 다르게 하여 공간 사용 효율성을 높일 수 있다.
걸림부(210)는 레일부(120)와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링(211)이 형성될 수 있고, 레일부(120)는 볼 베어링(211)이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈(121)이 형성될 수 있다. 볼 베어링(211)이 복수 개일 경우, 복수 개의 볼 베어링(211)은 걸림부(210)의 길이 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 형성될 수 있으며, 고정 홈(121)이 복수 개일 경우, 복수 개의 고정 홈(121)은 레일부(120)의 길이 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 이때 볼 베어링(211)과 고정 홈(121)이 결합되기 위하여 볼 베어링(211)의 간격과 고정 홈(121)의 간격은 동일하게 이루어질 수 있다.
이와 같이, 랙(100)의 레일부(120)에 바스켓(200)의 걸림부(210)를 안착시킨 후 슬라이딩 이동하여 바스켓(200)을 랙(100)의 내부 공간으로 인입시키면서 걸림부(210)의 볼 베어링(211)이 고정 홈(121)에 결합되어 바스켓(200)이 정 위치에서 멈출 수 있게 한다. 이에 따라, 바스켓(200)은 랙(100)에 안정적으로 보관될 수 있다.
그리고 랙(100)에 안착된 바스켓(200)이 랙(100)의 외부로 떨어지지 않도록 레일부(120)의 후면은 막힌 구조로 이루어질 수 있다.
이송 로봇(300)은 바스켓(200)을 랙(100)의 내부 공간에 인입하거나 랙(100)으로부터 인출할 수 있다.
이송 로봇(300)은 물품이 담긴 바스켓(200)을 랙(100)의 특정 위치에 로딩(loading)하거나 랙(100)의 특정 위치에 있는 바스켓(200)을 언로딩(unloading)하는 기능 및 바스켓(200)을 물품이 필요로 하는 생산 라인까지 이동시키는 기능을 수행할 수 있다.
이송 로봇(300)은 바스켓(200)을 랙(100)의 내부 공간으로 인입하거나 랙(100)으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트(362)가 구비되는 상부 프레임부(360), 상부 프레임부(360)를 승하강시키는 승하강부(370) 및 복수의 바퀴(382)가 설치되어 이송 로봇(300)을 이동시키는 하부 프레임부(380)를 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트(362)는 구동 모터(미도시)에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전되어 전진하거나 후진함으로써 바스켓(200)을 밀어 랙(100)에 입고시키거나 바스켓(200)을 당겨 랙(100)으로부터 반출할 수 있다.
즉 컨베이어 벨트(362)는 이송 로봇(300)이 이동 시에는 정지 상태에 있다가 랙(100)의 배치 위치에 가서는 움직이게 되는데, 컨베이어 벨트(362)와 바스켓(200) 하부의 마찰로 인해 앞쪽으로 움직이면서 랙(100)에 안착되어 입고되는 것이고, 반대로 반출 시에는 컨베이어 벨트(362)의 회전 방향이 반대로 되면서 랙(100)에 안착되어 있던 바스켓(200)이 컨베이어 베이스(미도시) 쪽으로 이동하게 된다. 도 2에는 도시되어 있지 않으나 컨베이어 베이스에는 전방을 제외한 후방 및 옆면에 펜스가 있어서 바스켓(200)이 떨어지지 않도록 보호할 수 있다.
또한, 바스켓(200)을 랙(100)의 정 위치에 안착시킬 수 있도록 고정 홈(121)이 있는 것처럼 컨베이어 베이스에도 볼 베어링 홈이 구비되어 이송 로봇(300)의 이동 시 볼 베어링 홈과 결합되어 바스켓(200)이 정 위치에 있을 수 있도록 한다.
도 3을 참조하면, 이송 로봇(300)은 무게 센서부(311), 높이 센서부(312), 비젼 센서부(313), 리더부(314), 저장부(320), 통신부(330), 제어부(340) 및 구동부(350)를 포함할 수 있다.
무게 센서부(311)는 바스켓(200)에 담긴 물품의 무게를 측정할 수 있다.
높이 센서부(312)는 바스켓(200)에 담긴 물품의 크기를 측정할 수 있다. 높이 센서부(312)는 물품의 길이를 측정하기 위한 적외선 센서, 레이저 센서 또는 광센서 등으로 이루어질 수 있다.
비젼 센서부(313)는 랙을 촬영하는 카메라 등으로 이루어질 수 있다.
리더부(314)는 전자 태그(220)에 저장된 물품 정보를 판독할 수 있다.
저장부(320)는 이송 로봇(300)을 제어하는데 필요한 여러 가지 데이터가 저장될 수 있다.
통신부(330)는 통신망(10)을 통해 물품 관리 서버(400)와 각종 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 통신망(10)은 구내 정보 통신망(Local Area Network, LAN), 도시권 통신망(Metropolitan Area Network, MAN), 광역 통신망(Wide Area Network, WAN), 인터넷(internet), 3G(generation), 4G(generation) 이동통신망, 와이파이(Wi-Fi), WIBRO(Wireless Broadband Internet) 또는 LTE(Long Term Evolution) 등을 포함하는 각종 데이터 통신망을 포함할 수 있다.
제어부(340)는 물품의 무게 및 크기를 기초로 선택된 랙의 물품 보관 위치로 바스켓(200)이 이송되도록 제어할 수 있다.
보다 자세하게는, 제어부(340)는 비젼 센서부(313)에서 촬영된 랙 영상을 수신하여 랙의 빈 공간을 인식하고, 무게 센서부(311) 및 높이 센서부(132)에서 각각 측정된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 랙의 빈 공간에서 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다. 제어부(340)는 물품의 무게 및 크기를 고려하여 랙의 빈 공간이 최소화되도록 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있는데, 무게가 무겁거나 크기가 큰 물품의 경우에는 랙(100)의 하부에 있는 빈 공간에 배치하도록 하고, 물품을 보관할 수 있는 충분한 높이를 갖는 공간의 위치 정보를 파악하여 배치할 수 있다. 그리고 제어부(340)는 미리 저장된 물품의 입출고 정보를 기초로 물품의 입출고가 빈번할수록 랙의 하부 방향으로 배치하여 입출고 시간을 줄일 수 있다. 이때 물품의 입출고 정보는 통신부(330)를 통해 물품 관리 서버(400)로부터 제공받을 수 있다.
이와 같이, 랙(100)의 하부가 접근이 용이하여 입출고를 빨리 할 수 있으므로 제어부(340)는 물품의 무게 밍 크기가 크고 물품의 입출고가 빈번할수록 랙(100)의 하측을 랙의 물품 보관 위치로 선택할 수 있다.
한편, 바스켓(200)은 수납된 물품의 무게 및 크기에 대한 물품 정보가 저장되는 전자 태그(220)가 부착될 수 있다. 전자 태그(220)는 E-ink 디스플레이, NFC(Near Field Communication) 태그 또는 RFID 등으로 구현될 수 있으며, 바스켓(200)에 담긴 물품에 대한 정보를 입력하거나 표시할 수 있으며, 물품 관리 서버(400)에서 실시간으로 관리할 수 있다.
리더부(314)가 전자 태그(220)의 물품 정보를 판독하여 제어부(340)로 전송하면, 제어부(340)는 물품 정보로부터 물품의 무게 및 크기 정보를 획득하고, 비젼 센서부(313)에서 촬영된 랙 영상을 수신하여 랙의 빈 공간을 인식할 수 있다. 그리고 제어부(340)는 획득된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 랙의 빈 공간에서 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다. 제어부(340)는 물품의 무게 및 크기를 고려하여 랙의 빈 공간이 최소화되도록 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있는데, 무게가 무겁거나 크기가 큰 물품의 경우에는 랙(100)의 하부에 있는 빈 공간에 배치하도록 하고, 물품을 보관할 수 있는 충분한 높이를 갖는 공간의 위치 정보를 파악하여 배치할 수 있다. 그리고 제어부(340)는 미리 저장된 물품의 입출고 정보를 기초로 물품의 입출고가 빈번할수록 랙의 하부 방향으로 배치하여 입출고 시간을 줄일 수 있다.
또 한편, 랙(100)에는 랙(100)을 식별하기 위한 마커(130)가 부착될 수 있는데, 비젼 센서부(310)에서 마커(130)를 촬영하면, 제어부(340)는 촬영된 마커를 인식한 랙 식별 정보를 통신부(330)를 통해 물품 관리 서버(400)로 전송할 수 있다. 그러면, 물품 관리 서버(400)에서는 랙 식별 정보에 대응하는 랙 정보를 통신부(330)를 통해 제어부(340)로 전송할 수 있다. 랙 정보는 랙에 보관된 물품 및 위치 정보와, 랙의 빈 공간 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 제어부(340)는 물품 관리 서버(400)로부터 전송된 랙 정보, 물품의 무게 및 크기를 이용하여 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다. 이때 물품의 무게 및 크기는 이송 로봇(300)에 구비된 무게 센서부(311) 및 높이 센서부(312)에서 직접 측정하여 획득하거나 바스켓(200)에 있는 전자 태그(220)를 판독하여 획득할 수 있다.
이와 같이, 바스켓(200)을 인입하거나 인출할 위치는 물품 관리 서버(400)로부터 실시간으로 전송되는 랙 정보를 이용하여 선택될 수 있다.
구동부(350)는 제어부(340)에서 선택된 랙의 물품 보관 위치에 따라 물품이 인입 또는 인출되도록 컨베이어 벨트(362)와 승하강부(370)를 구동시키거나 랙의 물품 보관 위치로 이동하도록 바퀴(382)를 구동시킬 수 있다.
즉 구동부(350)는 컨베이어 벨트(362)와 승하강부(370)를 구동시켜 바스켓(200)의 인입 또는 인출 동작을 수행할 수 있으며, 바퀴(372)를 구동시켜 이송 로봇(300)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있다.
물품 관리 서버(400)는 랙(100)에 보관된 물품의 무게 및 크기를 포함한 물품 정보, 물품이 보관된 위치 정보와, 랙(100)의 빈 공간 정보에 대한 랙 정보를 저장하고 실시간으로 모니터링하여 이송 로봇(300)에 제공할 수 있다. 그러면 이송 로봇(300)에서는 인출하고자 하는 물품 및 바스켓 정보를 획득하여 원하는 위치로 이동한 후 바스켓(200)을 인출할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 물품 관리 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 물품 관리 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.
도 4에 도시한 바와 같이, 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 획득할 수 있다(S400). 랙 및 바스켓의 구조에 대해서는 상기의 도 2를 참조하여 설명하였으므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
여기서 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기는 이송 로봇에 구비된 무게 센서부 및 높이 센서부로부터 각각 측정되어 획득되거나 이송 로봇에 구비된 리더부가 전자 태그를 판독하여 획득될 수 있다.
보다 자세하게는, 이송 로봇은 무게 센서부, 높이 센서부 및 리더부를 포함하는데, 무게 센서부는 바스켓에 담긴 물품의 무게를 측정할 수 있고, 높이 센서부는 바스켓에 담긴 물품의 크기를 측정할 수 있으며, 물품의 길이를 측정하기 위한 적외선 센서, 레이저 센서 또는 광센서 등으로 이루어질 수 있다.
그리고 바스켓은 수납된 물품의 무게 및 크기에 대한 물품 정보가 저장되는 전자 태그가 부착되는데, 리더부는 전자 태그에 저장된 물품 정보를 판독할 수 있다. 전자 태그는 E-ink 디스플레이, NFC(Near Field Communication) 태그 또는 RFID 등으로 구현될 수 있으며, 바스켓에 담긴 물품에 대한 정보를 입력하거나 표시할 수 있으며, 물품 관리 서버에서 실시간으로 관리할 수 있다.
그리고, 랙의 빈 공간 정보를 획득할 수 있다(S410). 이송 로봇은 비젼 센서부를 더 구비하는데, 비젼 센서부에서 촬영된 랙 영상에서 랙의 빈 공간 정보를 획득할 수 있다.
또는 물품 관리 서버로부터 랙 정보를 수신하여 랙의 빈 공간 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 획득된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 랙의 빈 공간 정보에서 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다(S420).
보다 자세하게는, 이송 로봇의 제어부는 비젼 센서부에서 촬영된 랙 영상을 수신하여 랙의 빈 공간을 인식하고, 무게 센서부 및 높이 센서부에서 각각 측정된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 랙의 빈 공간에서 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다. 제어부는 물품의 무게 및 크기를 고려하여 랙의 빈 공간이 최소화되도록 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있는데, 무게가 무겁거나 크기가 큰 물품의 경우에는 랙의 하부에 있는 빈 공간에 배치하도록 하고, 물품을 보관할 수 있는 충분한 높이를 갖는 공간의 위치 정보를 파악하여 배치할 수 있다. 그리고 제어부는 미리 저장된 물품의 입출고 정보를 기초로 물품의 입출고가 빈번할수록 랙의 하부 방향으로 배치하여 입출고 시간을 줄일 수 있다. 이때 물품의 입출고 정보는 이송 로봇의 통신부를 통해 물품 관리 서버로부터 제공받을 수 있다.
이와 같이, 랙의 하부가 접근이 용이하여 입출고를 빨리 할 수 있으므로 제어부는 물품의 무게 및 크기가 크고 물품의 입출고가 빈번할수록 랙의 하측을 랙의 물품 보관 위치로 선택할 수 있다.
한편, 리더부가 전자 태그의 물품 정보를 판독하여 제어부로 전송하면, 제어부는 물품 정보로부터 물품의 무게 및 크기 정보를 획득하고, 비젼 센서부에서 촬영된 랙 영상을 수신하여 랙의 빈 공간을 인식할 수 있다. 그리고 제어부는 획득된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 랙의 빈 공간에서 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다. 제어부는 물품의 무게 및 크기를 고려하여 랙의 빈 공간이 최소화되도록 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있는데, 무게가 무겁거나 크기가 큰 물품의 경우에는 랙의 하부에 있는 빈 공간에 배치하도록 하고, 물품을 보관할 수 있는 충분한 높이를 갖는 공간의 위치 정보를 파악하여 배치할 수 있다. 그리고 제어부는 미리 저장된 물품의 입출고 정보를 기초로 물품의 입출고가 빈번할수록 랙의 하부 방향으로 배치하여 입출고 시간을 줄일 수 있다.
또 한편, 랙에는 랙을 식별하기 위한 마커가 부착될 수 있는데, 비젼 센서부에서 마커를 촬영하면, 제어부는 촬영된 마커를 인식한 랙 식별 정보를 통신부를 통해 물품 관리 서버로 전송할 수 있다. 그러면, 물품 관리 서버에서는 랙 식별 정보에 대응하는 랙 정보를 통신부를 통해 제어부로 전송할 수 있다. 랙 정보는 랙에 보관된 물품 및 위치 정보와, 랙의 빈 공간 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 제어부는 물품 관리 서버로부터 전송된 랙 정보, 물품의 무게 및 크기를 이용하여 랙의 물품 보관 위치를 선택할 수 있다. 이때 물품의 무게 및 크기는 이송 로봇에 구비된 무게 센서부 및 높이 센서부에서 직접 측정하여 획득하거나 바스켓에 있는 전자 태그를 판독하여 획득할 수 있다.
이와 같이, 바스켓을 인입하거나 인출할 위치는 물품 관리 서버로부터 실시간으로 전송되는 랙 정보를 이용하여 선택될 수 있다.
그 후, 선택된 랙의 물품 보관 위치로 이송 로봇이 바스켓을 이송할 수 있다(S430).
이송 로봇은 물품이 담긴 바스켓을 랙의 특정 위치에 로딩(loading)하거나 랙의 특정 위치에 있는 바스켓을 언로딩(unloading)하는 기능 및 바스켓을 물품이 필요로 하는 생산 라인까지 이동시키는 기능을 수행할 수 있다.
이송 로봇은 바스켓을 랙의 내부 공간으로 인입하거나 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부, 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부 및 복수의 바퀴가 설치되어 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부를 포함할 수 있다. 컨베이어 벨트는 구동 모터(미도시)에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전되어 전진하거나 후진함으로써 바스켓을 밀어 랙에 입고시키거나 바스켓을 당겨 랙으로부터 반출할 수 있다.
즉 컨베이어 벨트는 이송 로봇이 이동 시에는 정지 상태에 있다가 랙의 배치 위치에 가서는 움직이게 되는데, 컨베이어 벨트와 바스켓 하부의 마찰로 인해 앞쪽으로 움직이면서 랙에 안착되어 입고되는 것이고, 반대로 반출 시에는 컨베이어 벨트의 회전 방향이 반대로 되면서 랙에 안착되어 있던 바스켓이 컨베이어 베이스 쪽으로 이동하게 된다.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 수거 로봇 시스템의 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 물품 관리 시스템
100: 랙
200: 바스켓
300: 이송 로봇
400: 물품 관리 서버

Claims (15)

  1. 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙,
    물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓, 그리고
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하는 이송 로봇을 포함하고,
    상기 걸림부는,
    상기 바스켓의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성되고, 상기 레일부와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링이 형성되고,
    상기 레일부는,
    상기 볼 베어링이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈이 형성되고,
    상기 이송 로봇은,
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부,
    상기 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부,
    복수의 바퀴가 설치되어 상기 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 무게를 측정하는 무게 센서부,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 크기를 측정하는 높이 센서부,
    상기 랙을 촬영하는 비젼 센서부,
    상기 비젼 센서부에서 촬영된 랙 영상을 이용하여 랙의 빈 공간을 인식하고, 상기 측정된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 상기 인식된 랙의 빈 공간에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택하는 제어부를 포함하고,
    물품의 무게 및 크기가 크거나 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 물품 보관 위치가 상기 랙의 하측으로 선택되는 물품 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙,
    물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓, 그리고
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하는 이송 로봇을 포함하고,
    상기 걸림부는,
    상기 바스켓의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성되고, 상기 레일부와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링이 형성되고,
    상기 레일부는,
    상기 볼 베어링이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈이 형성되고,
    상기 바스켓은,
    상기 수납된 물품의 무게 및 크기에 대한 물품 정보가 저장되는 전자 태그가 부착되고,
    상기 이송 로봇은,
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부,
    상기 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부,
    복수의 바퀴가 설치되어 상기 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부,
    상기 전자 태그에 저장된 물품 정보를 판독하는 리더부,
    상기 랙을 촬영하는 비젼 센서부,
    상기 비젼 센서부에서 촬영된 랙 영상을 이용하여 랙의 빈 공간을 인식하고, 상기 판독된 물품 정보를 이용하여 상기 인식된 랙의 빈 공간에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택하는 제어부를 포함하고,
    물품의 무게 및 크기가 크거나 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 물품 보관 위치가 상기 랙의 하측으로 선택되는 물품 관리 시스템.
  8. 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙,
    물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓, 그리고
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하는 이송 로봇을 포함하고,
    상기 걸림부는,
    상기 바스켓의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성되고, 상기 레일부와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링이 형성되고,
    상기 레일부는,
    상기 볼 베어링이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈이 형성되고,
    상기 이송 로봇은,
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부,
    상기 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부,
    복수의 바퀴가 설치되어 상기 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부,
    상기 랙에 부착된 마커를 촬영하는 비젼 센서부,
    상기 촬영된 마커에 대응하는 랙 정보를 물품 관리 서버로부터 수신하는 통신부,
    상기 통신부에서 수신된 랙 정보, 상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 이용하여 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택하는 제어부를 포함하고,
    물품의 무게 및 크기가 크거나 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 물품 보관 위치가 상기 랙의 하측으로 선택되는 물품 관리 시스템.
  9. 삭제
  10. 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙과, 물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓을 포함하는 물품 관리 시스템의 물품 관리 방법에 있어서,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 획득하는 단계,
    상기 랙의 빈 공간 정보를 획득하는 단계,
    상기 획득된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 상기 랙의 빈 공간 정보에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택하는 단계, 그리고
    상기 선택된 랙의 물품 보관 위치로 이송 로봇이 상기 바스켓을 이송하는 단계를 포함하고,
    상기 걸림부는,
    상기 바스켓의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성되고, 상기 레일부와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링이 형성되고,
    상기 레일부는,
    상기 볼 베어링이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈이 형성되고,
    상기 이송 로봇은,
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부,
    상기 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부,
    복수의 바퀴가 설치되어 상기 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 무게를 측정하는 무게 센서부,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 크기를 측정하는 높이 센서부,
    상기 랙을 촬영하는 비젼 센서부를 포함하고,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기는,
    상기 무게 센서부 및 상기 높이 센서부에서 각각 측정되고,
    상기 랙의 빈 공간 정보는,
    상기 비젼 센서부로부터 촬영된 랙 영상을 이용하여 인식되고,
    물품의 무게 및 크기가 크거나 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 물품 보관 위치가 상기 랙의 하측으로 선택되는 물품 관리 방법.
  11. 삭제
  12. 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙과, 물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓을 포함하는 물품 관리 시스템의 물품 관리 방법에 있어서,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 획득하는 단계,
    상기 랙의 빈 공간 정보를 획득하는 단계,
    상기 획득된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 상기 랙의 빈 공간 정보에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택하는 단계, 그리고
    상기 선택된 랙의 물품 보관 위치로 이송 로봇이 상기 바스켓을 이송하는 단계를 포함하고,
    상기 걸림부는,
    상기 바스켓의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성되고, 상기 레일부와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링이 형성되고,
    상기 레일부는,
    상기 볼 베어링이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈이 형성되고,
    상기 바스켓은,
    상기 수납된 물품의 무게 및 크기에 대한 물품 정보가 저장되는 전자 태그가 부착되고,
    상기 이송 로봇은,
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부,
    상기 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부,
    복수의 바퀴가 설치되어 상기 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부,
    상기 전자 태그에 저장된 물품 정보를 판독하는 리더부,
    상기 랙을 촬영하는 비젼 센서부를 포함하고,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기는,
    상기 리더부에서 판독되고,
    상기 랙의 빈 공간 정보는,
    상기 비젼 센서부로부터 촬영된 랙 영상을 이용하여 인식되며,
    물품의 무게 및 크기가 크거나 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 물품 보관 위치가 상기 랙의 하측으로 선택되는 물품 관리 방법.
  13. 삭제
  14. 내부에 공간이 형성되는 본체 및 상기 본체의 서로 마주보는 양측에 미리 정해진 간격으로 이격되는 복수의 레일부를 구비하는 랙과, 물품이 수납되고, 상기 레일부 상에서 슬라이딩 이동되는 걸림부가 형성되는 바스켓을 포함하는 물품 관리 시스템의 물품 관리 방법에 있어서,
    상기 바스켓에 담긴 물품의 무게 및 크기를 획득하는 단계,
    상기 랙의 빈 공간 정보를 획득하는 단계,
    상기 획득된 물품의 무게 및 크기 정보를 이용하여 상기 랙의 빈 공간 정보에서 상기 랙의 물품 보관 위치를 선택하는 단계, 그리고
    상기 선택된 랙의 물품 보관 위치로 이송 로봇이 상기 바스켓을 이송하는 단계를 포함하고,
    상기 걸림부는,
    상기 바스켓의 높이 방향을 따라 적어도 하나가 형성되고, 상기 레일부와 접촉하는 위치에 적어도 하나의 볼 베어링이 형성되고,
    상기 레일부는,
    상기 볼 베어링이 삽입되어 고정되도록 적어도 하나의 고정 홈이 형성되고,
    상기 이송 로봇은,
    상기 바스켓을 상기 랙의 내부 공간으로 인입하거나 상기 랙으로부터 인출하기 위하여 회전되는 컨베이어 벨트가 구비되는 상부 프레임부,
    상기 상부 프레임부를 승하강시키는 승하강부,
    복수의 바퀴가 설치되어 상기 이송 로봇을 이동시키는 하부 프레임부,
    상기 랙에 부착된 마커를 촬영하는 비젼 센서부,
    상기 촬영된 마커에 대응하는 랙 정보를 물품 관리 서버로부터 수신하는 통신부를 포함하고,
    상기 랙의 빈 공간 정보는,
    상기 물품 관리 서버로부터 랙 정보를 수신하여 획득되며,
    물품의 무게 및 크기가 크거나 입출고가 빈번할수록 상기 랙의 물품 보관 위치가 상기 랙의 하측으로 선택되는 물품 관리 방법.
  15. 삭제
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