KR102010342B1 - 물품의 배출 위치 조절 기능을 갖는 물품 분류 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폐곡선을 이루어 연장되는 트랙, 트랙을 따라 이동하고 서로 직렬로 배치되며 물품이 적재되어 물품을 이송하며 트랙의 연장 방향에 대하여 수직으로 물품을 이송하도록 구성되는 복수의 캐리지, 트랙 상의 캐리지로 물품이 투입되는 투입구, 캐리지로부터 물품이 배출되는 복수의 배출구, 투입구의 하류에 마련되어 캐리지에 적재된 물품에 마련되는 표시를 인식하는 인식 수단, 및 인식 수단이 인식한 물품의 표시로부터의 정보에 따라 물품이 배출되어야 하는 배출구로 물품이 배출되도록 캐리지를 구동하는 제어부를 구비하여, 투입구로부터 투입되는 물품은 어느 하나의 캐리지에 적재되어 트랙을 따라 이송되며, 인식 수단에 의해 물품의 표시가 인식되면 캐리지가 트랙의 연장 방향과 수직한 방향으로 구동되어 당해 물품이 배출되어야 하는 배출구로 물품이 배출되는 것인 물품 분류 시스템에 관한 것이다.

Description

물품의 배출 위치 조절 기능을 갖는 물품 분류 시스템{An Items Sorting System having function of Adjusting position of outlet}

이 발명은 물품 분류 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 순환 구동되는 트랙에 유입되는 물품을 분류하고 서로 다른 배출구로 배출되도록 하여 물품을 분류하는 물품 분류 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 크로스벨트 소터(cross belt sorter)라고 불리우는 물품 분류 시스템이 이용되고 있다.

이러한 크로스벨트 소터는 순환 구동되는 트랙에 서로 직렬로 배치되어 트랙을 따라 순환 이동하는 복수 개의 캐리지를 마련되고, 물품이 트랙에 투입되는 투입구와 물품이 배출되는 복수 개의 유출구가 마련되어 있다.

예컨대 배송 물류 시스템에 이용되는 물품 분류 시스템에서는 물품에 배송지를 표시하는 바코드 등의 인식용 태그가 부착되고, 투입구를 통하여 물품이 트랙에 진입하면 트랙 상에 배치된 바코드 리더와 같은 태그 인식 수단에 의해 바코드가 인식되어 그 배송지에 따라 물품이 배출되어야 하는 배출구로 배출된다.

물품은 투입구로부터 트랙에 투입되어 각각의 카트에 적재되고, 카트는 트랙의 이송 방향에 수직하는 방향으로 물품을 이송하는 크로스 벨트를 갖추고 있다.

태그 인식 수단에 의해 물품이 배출되어야 하는 배출구가 특정되면, 물품을 적재한 카트가 당해 배출구에 근접할 때에 크로스벨트가 구동되어 물품은 카트로부터 벗어나서 배출구로 배출된다.

이러한 물품 분류 시스템이 제대로 작동하기 위해서는 몇가지 제어 작동이 필요한데, 그러한 제어 작동에는 물품이 배출구로 정확히 배출되도록 하는 제어 작동이 포함된다.

일정한 크기의 제품의 분류하는 시스템이 아닌 이상, 이 시스템에서 분류하는 물품은 제각각 크기가 상이하게 되고, 물품의 크기와 형상이 일정한 경우에도 캐리지 놓이는 위치가 상이할 수 있다.

투입구에서 물품이 캐리지의 특정 위치에 놓이도록 제어해야 하지만, 물품의 크기가 상이하고 투입 작동이 정확하게 이루어지더라도 물품과 물품이 이동하는 표면 사이의 마찰력의 상이함 등으로 인하여 물품은 캐리지의 특정 위치에 놓이지 못하는 경우가 빈번하다. 특히, 캐리지 상의 특정의 지정 위치에 물품이 놓이더라도 물품마다 크기가 상이하므로, 물품이 유출구 상의 일정한 특정 위치로 배출되지는 않는다.

따라서, 유출구는 물품 분류 시스템에서 처리 가능한 물품의 최대 크기에 대비하여 충분히 넓은 폭으로 마련되어야 한다.

한편, 물품 분류 시스템의 트랙은 선형 이동 구간과 선형 이동 구간 사이를 연결하는 곡선 구간으로 나뉘고, 통상 유출구들은 선형 이동 구간에 배치되는데, 유출구의 폭을 넓게 하면 선형 이동 구간에 배치될 수 있는 유출구의 갯수가 적어져서 물품 분류 시스템의 처리 용량이 작아지고 처리 속도가 느려지는 문제점이 있다.

또한, 유출구를 다수개 설치하기 위하여 선형 이동 구간의 길이를 길게 하면 물품 분류 시스템의 차지하는 면적이 과다하게 되어 버리는 문제점이 있다.

대한민국 특허 공보 제10-1751215호(문헌 1)에서는 소터 또는 소터의 제어 방법에 관한 발명을 개시하고 있다. 문헌 1의 발명도 이 출원의 발명과 같이 순환 구동하는 트랙에서 수화물이 적재되는 카트(캐리지)가 트랙의 구동 방향에 수직으로 구동하여 수화물을 배출하는 구성과 작동의 소터에 관한 것이다.

문헌 1의 발명에서는 수화물이 카트의 정해진 위치에 놓이지 않는 경우에 카트에 놓인 수화물의 식별 코드를 인식하기 어렵다는 문제점을 고려하여, 트랙에 비전 센서를 배치하고 비전 센서가 촬영한 영상으로부터 카트에 대한 수화물의 위치를 검출하고, 카트에는 카트를 기울이거나 회전시키는 위치 이동 수단을 두어, 적재된 수화물이 카드 상의 제위치에 놓이게 조정한다.

이러한 문헌 1의 발명에 따르면, 수화물이 카드 상의 제 위치에 놓이게 됨으로써 후속하는 식별 코드 인식이 용이하게 될 수 있다. 또한, 문헌 1의 발명에서는 의도하지 않았으나, 수화물이 카트 상의 일정 위치에 놓이게 되므로, 배출구로 수화물을 배출하는 경우에 수화물이 배출구를 벗어나버리는 일은 발생하지 않는 부수적인 잇점을 얻을 수 있다.

그러나, 문헌 1의 발명에 따른 구성을 따르더라도 물품 분류 시스템에서 처리하는 물품은 크기가 다양하므로 설령 물품의 중심이 카트의 중심점에 놓이게 되더라도 배출구에 투입되는 위치는 제각각 다르게 되므로 여전히 배출구의 폭을 넓게 하여야 한다는 문제점은 남는다.

특히, 물품을 카트의 정위치에 적재하기 위하여 카트를 기울이고 회전시키는 수단을 마련하는 것은 물품 분류 시스템의 구성을 매우 복잡하게 하고 제조 원가를 크게 상승시키게 된다는 문제점이 있다.

대한민국 특허 공보 제10-1751215호(문헌 1)

본 발명은 트랙을 따라 이동하는 캐리지에 물품이 투입되어 물품의 종류나 크기 또는 배송지 등에 따라 분류되어 분류에 따라 서로 구별되는 배출구로 물품을 배출하여 물품이 분류되는 물품 분류 시스템을 제공하려는 것이다.

구체적으로 본 발명은 캐리지에 놓이는 물품의 위치가 서로 상이하여도 물품이 배출구의 소정 위치로 일정하게 배출될 수 있는 물품 분류 시스템을 제공하려는 것이다.

특히, 본 발명은 캐리지나 트랙의 구동 장치를 변경하거나 추가의 장치를 부가하는 것을 최소화하면서도 물품이 배출구의 소정 위치로 배출되어 배출구의 폭을 과대하지 않게 구성할 수 있는 물품 분류 시스템을 제공하려는 것이다.

전술한 본 발명의 과제는, 폐곡선을 이루어 연장되는 트랙, 트랙을 따라 이동하고 서로 직렬로 배치되며 물품이 적재되어 물품을 이송하며 트랙의 연장 방향에 대하여 수직으로 물품을 이송하도록 구성되는 복수의 캐리지, 트랙 상의 캐리지로 물품이 투입되는 투입구, 캐리지로부터 물품이 배출되는 복수의 배출구, 투입구의 하류에 마련되어 캐리지에 적재된 물품에 마련되는 표시를 인식하는 인식 수단, 및 인식 수단이 인식한 물품의 표시로부터의 정보에 따라 물품이 배출되어야 하는 배출구로 물품이 배출되도록 캐리지를 구동하는 제어부를 구비하여, 투입구로부터 투입되는 물품은 어느 하나의 캐리지에 적재되어 트랙을 따라 이송되며, 인식 수단에 의해 물품의 표시가 인식되면 캐리지가 트랙의 연장 방향과 수직한 방향으로 구동되어 당해 물품이 배출되어야 하는 배출구로 물품이 배출되는 것인 본 발명에 따른 물품 분류 시스템에 의해 달성된다.

본 발명의 물품 분류 시스템은,

배출구의 상류에는 캐리지에서의 물품의 적재 위치를 판별하기 위한 정보를 취득하는 위치 정보 취득 수단이 마련되고, 제어부는 위치 정보 취득 수단으로부터의 정보에 기초하여 캐리지에서의 물품의 적재 위치를 판별하고, 복수의 배출구 중에서 당해 물품이 배출되는 배출구에 대하여 트랙과 마주하는 당해 배출구의 단부에서 트랙의 연장 방향에 대한 당해 배출구의 특정 지점을 당해 물품의 특정 지점이 통과하여 배출되도록 캐리지의 구동 시점을 조정하는 것이다.

이러한 본 발명의 구성에 따르면, 투입구에서 캐리지에 적재되는 물품은 제각각의 크기와 형상 및 캐리지에 적재되는 이송 시의 마찰력 등의 차이로 인하여 캐리지 상에서 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.

물품이 적재된 캐리지가 배출구의 위치에 도달하기에 앞서 위치 정보 취득 수단에 의해 캐리지 상에서의 물품의 적재 위치가 판별되고, 제어부에 의해 캐리지의 구동 시점은 캐리지 상에서의 물품의 적재 위치에 따라 물품이 트랙과 마주하는 배출구의 특정 지점을 통과하여 배출되도록 캐리지의 구동 시점, 즉 캐리지가 물품을 배출구로 배출하도록 작동하는 시점이 조정된다. 이러한 조정에 의해, 물품은 형상과 크기 및 캐리지 상의 배치 위치가 제각각 다른 경우에도 배출구의 특정 지점을 일정하게 통과하여 배출된다.

따라서, 물품이 배출구에 배출되도록 배출구의 폭을 크게 하지 않아도 물품이 배출구로부터 이탈하는 일이 없이 배출구를 통하여 배출되므로, 배출구의 폭을 작게 할 수 있다. 배출구의 폭을 작게 함으로써, 물품 분류 시스템이 배치되는 공간을 작게 유지하거나 한정된 공간에서 배출구를 다수 배치할 수 있다.

본 발명의 실시 양태로서, 제어부는 배출구와 마주하게 되는 물품의 표면에서 트랙의 연장 방향에 대한 중심점의 캐리지에 대한 위치를 산출하거나, 물품의 평면상의 기하학적 중심점의 캐리지에 대한 위치를 산출할 수 있다. 이렇게 산출된 중심점이 배출구 단부의 특정 지점을 통과하여 배출되도록 캐리지의 구동 시점을 조정하도록 구성할 수 있다.

이와 같이, 물품의 특정 위치가 배출구의 특정 지점을 일정하게 통과하여 배출되도록 하고 물품 분류 시스템의 여러가지 제어 변수를 조정함으로써 물품이 배출구의 일정한 위치로 배출되게 할 수 있다.

또한, 제어부는, 물품의 특정 위치가 배출구의 특정 위치로 일정하게 배출되도록 하는 것과 더불어, 트랙의 구동 방향에 수직한 방향에서의 물품의 폭을 산출하고, 산출된 물품의 폭에 따라 캐리지의 구동 속도를 조정할 수 있다.

이에 따라, 물품의 특정 지점이 배출구의 특정 지점을 일정하게 진입하는 것과 더불어, 물품이 배출구에 완전히 진입하는 위치 및 시점이 일정하게 되도록 조정할 수 있으므로, 물품의 배출이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있고, 배출구의 폭을 더욱 좁게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 물품 분류 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 평면도이다.
도 2와 도 3은 각각 도 1의 'C' 부분 및 'D' 부분의 확대도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제어 작동을 보여주는 평면도이다.
도 4와 도 5는 각각 도 1의 'C' 부분 및 'D' 부분의 확대도로서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제어 작동을 보여주는 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 본 발명의 실시예들의 구성과 작용을 설명한다.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 물품 분류 시스템의 구성과 개략적인 작동을 설명한다.

제1 실시예의 물품 분류 시스템은 폐곡선을 이루고 순환 구동되는 트랙(10), 트랙을 따라 이동하고 서로 직렬로 배치되며 물품이 적재되어 물품을 이송하며 트랙의 구동 방향에 대하여 수직으로 물품을 이송하도록 구성되는 복수의 캐리지(20), 트랙(10)으로 물품이 투입되는 복수 개의 투입구(30) 및, 캐리지(20)로부터 물품이 배출되는 복수의 배출구(40), 투입구(30)의 하류에 마련되어 캐리지에 적재된 물품에 마련되어 있는 표시로서의 바코드를 인식하는 수단으로서의 바코드 리더 기구(미도시), 캐리지(20)와 캐리지 위에 놓이는 물품을 촬영하는 제1 및 제2 카메라(51, 52) 및 바코드 리더 기구가 인식한 물품의 바코드로부터의 정보에 따라 물품이 배출되어야 하는 배출구(40)로 물품이 배출되도록 캐리지(20)를 구동하는 제어부(미도시)를 구비하고 있다.

트랙(10)은 서로 평행한 2개의 선형 구간(11, 12)과 이들 선형 구간을 연결하는 2개의 곡선 구간(13, 14)으로 이루어져 있고, 선형 구간에는 각각 투입구들(30)과 배출구들(40)이 나란히 인접하여 배치되어 있다.

다만, 이러한 구성의 트랙(10)은 하나의 예시일 뿐이고, 투입구(30)와 배출구(40)가 배치되는 트랙의 선형 구간들은 3개 이상이 마련될 수 있고, 선형 구간들은 서로 평행일 필요는 없으며, 물품의 처리 용량이나 물품의 분류 종류 또는 물품 분류 시스템이 설치되는 공간에 따라 자유롭게 선택될 수 있다.

또한, 도 1에서는 트랙의 선형 구간 일측에만 배출구(40)가 마련되어 있는 것으로 도시하였지만, 이는 도시의 편의를 위한 것일 뿐이고, 트랙의 선형 구간(12) 양측에 배출구(40)가 마련될 수 있다.

트랙(10) 위에는 서로 직렬로 배치되어 체인이나 기타 구동 수단에 의해 트랙의 연장 방향을 따라 순환하는 캐리지(20)가 배치되어 있다.

도 1에서 캐리지(20)는 일부만이 도시되어 있는데, 캐리지(20)는 트랙(10)의 전체 경로를 따라 서로 직렬로 연속하여 배치되어 있고, 로울러(미도시)에 의해 트랙(10) 상의 레일에 지지되어 레일을 따라 구동되거나 트랙 상의 컨베이어 벨트에 놓여 트랙을 순환 주행하도록 구성되어 있다.

이 명세서에서는 트랙의 연장 방향, 즉 캐리지의 이송 방향을 길이 방향, 그에 수직한 방향을 폭방향으로 정의한다.

각각의 캐리지(20)에는 폭방향으로 캐리지를 순환 구동되는 크로스 벨트(Cross Belt, 21)가 마련되어 있다.

크로스 벨트(21)는 캐리지의 상면과 저면을 덮은 상태로 이들 사이를 순환 구동되어, 이송되고 분류되는 물품은 크로스 벨트(21)에 적재되어 캐리지(20)의 상상면에 놓이고, 크로스 벨트(21)가 순환 구동되면 캐리지 위에 적재되는 물품은 폭방향으로 이송되어 캐리지(20)로부터 이탈되도록 구성되어 있다.

투입구(30)는 물품을 일방향으로 이송하는 컨베이어 벨트 또는 롤러 컨베이어로 구성되는 것인데, 작업자나 로봇 또는 외부로부터 연장되는 컨베이어 등에 의해 물품이 투입구(30)에 적재하면, 화살표 'A'로 도시한 바와 같이, 물품을 트랙(10)쪽으로 이송하여 트랙(10)상을 순환하고 있는 캐리지(20) 중에서 물품이 적재되지 않은 캐리지(20)로 물품을 이송하여 적재하도록 구성되어 있다.

도 1에는 3개의 투입구(30)가 도시되어 있지만, 투입구는 이러한 갯수에 한정되지 않고 물품 분류 시스템에서의 처리 용량에 따라 1개 이상의 적절한 갯수의 투입구가 마련될 수 있다.

트랙(10)에서 투입구(30)의 하류에는 물품에 대한 위치 정보 취득 수단으로서 제1 카메라(51)가 마련되어 있다.

카메라(51)는 트랙을 가로지르는 제1 프레임(61)에 장착되어 트랙(10) 상으로 주행하는 캐리지(20) 및 캐리지 위에 놓여있는 물품을 연속적으로 촬영하고, 촬영된 영상의 정보를 제어부에 송신한다.

또한, 투입구(30)의 상류에는 트랙(10)을 가로지르는 제2 프레임(62)이 마련되어 있고, 여기에 제2 카메라(52)가 장착되어 있어서, 투입구(30)쪽으로 접근하는 캐리지(20)를 촬영하여, 촬영된 영상을 제어부에 송신한다.

또한, 제1 카메라(51)의 하류에는 물품에 마련되는 표지를 인식하는 인식 수단으로서 복수 개의 바코드 리더(미도시)가 마련되어 있다. 바코드 리더들은 카메라(50)가 장착된 제1 프레임(51)과 같이 트랙(10)을 가로 지르는 제3 프레임(63)에 장착되어 있다.

바코드 리더는 제3 프레임(63)에서 트랙(10)을 마주하는 내측면에 장착되어서 제2 프레임(62)을 통과하는 물품의 표면에 부착된 바코드를 스캔하고, 스캔된 바코드의 정보를 제어부에 송신한다.

이상과 같은 구성에 따른 물품 분류 시스템의 작동을 설명한다.

작업자 또는 컨베이어 또는 로봇 등에 의해 이 물품 분류 시스템에 의해 분류되는 물품들이 운반되어 투입구(30)로부터 투입된다.

제2 카메라(52)가 투입구(30)에 근접하는 캐리지(20)를 촬영하여 촬영된 영상을 제어부에 송신하면, 제어부는 물품이 적재되어 있지 않은 캐리지를 식별하고, 해당 캐리지가 투입구(30)에 근접할 때에 투입구(30)를 작동시켜 투입구에 투입되어 있는 물품을 트랙(10)쪽으로 이송하여 해당 캐리지에 물품이 적재되게 한다.

캐리지들(20)은 트랙을 따라 계속 이동하고, 투입구(30)의 하류에서 제1 카메라(51)가 캐리지(20)를 촬영하여 촬영된 영상을 제어부에 송신한다.

캐리지(20)가 트랙을 따라 더 이송되면, 제1 카메라(51)의 하류에 배치되어 있는 바코드 리더(미도시)가 물품의 표면에 부착 또는 표시된 바코드를 판독하고, 판독된 정보를 제어부에 송신한다.

제어부에서는 판독된 정보에 따라 캐리지(20)에 적재되어 있는 물품이 운송될 위치 또는 물품의 종류 등에 따라 여러 개의 배출구(40) 중에서 당해 물품이 배출되어야 하는 배출구(40)를 특정하고, 캐리지(20)가 해당 배출구(40)에 근접하였을 때에 캐리지의 크로스 벨트(21)를 작동시켜서 물품이 폭방향으로 이동하여 캐리지(20)로부터 배출구(40)로 이동하여 배출되게 한다.

물품은 배출구(40)로 이동하여 배출구의 컨베이어 등에 의해 이동하고, 작업자, 다른 컨베이어, 또는 로봇 등에 의해 운반 장치 등으로 이송된다.

한편, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 캐리지(20)에 적재되어 있는 물품들은 서로 형상과 크기가 다를 수 있다. 특히, 이 실시예의 물품 분류 시스템이 택배 운송과 같은 배송 물류에 사용되는 경우에는 물품들은 제 각각의 크기와 형상을 가질 수 있으나, 대체로 물품들은 직육각형의 포장 박스에 투입되어 있어서, 외관은 서로 크기가 다른 직육면체의 윤곽을 가진다.

또한, 투입구(30)에서 캐리지(20)로 물품을 이동시킬 때에 물품과 투입구(30)의 표면 및 캐리지의 크로스 벨트(21)의 표면 사이에 작용하는 마찰력의 차이, 투입구(30)의 컨베이어의 작동 공차 및 물품의 중량 등으로 인하여 캐리지(20) 상에서의 물품의 위치는 제 각각 다르게 된다.

제어부는 제1 카메라(51)로부터의 영상에서 캐리지(20) 상의 크로스 벨트(21)의 평면 상의 윤곽 및 적재된 물품의 평면상의 윤곽을 산출하고, 크로스 벨트(21)의 표면의 둘레에 대하여 적재된 물품의 위치를 산출한다.

제어부는 물품의 윤곽선으로부터 물품의 기하학적 제1 중심점(P)을 산출하는데, 이 제1 중심점(P)의 위치로서, 배출구(40)에 근접 시에 인접하게 되는 변(23)으로부터 물품(1)의 제1 중심점(P)까지의 거리(X), 캐리지의 진행 방향(C)에 대하여 크로스 벨트(21)의 앞쪽 변(22)으로부터 제1 중심점(P)까지의 거리(Y) 및 폭방향에 대하여 물품(1)의 양측 변 사이의 거리로서의 물품의 폭(W)을 산출한다.

제어부는 이와 같이 산출한 물품의 제1 중심점(P)의 위치 및 물품의 폭(W)에 기초하여 물품의 기하학적 제1 중심점(P)이 배출구의 특정 지점(Q)을 통과하여 배출되도록 하는 제어를 수행한다.

우선은 물품의 제1 중심점(P)이 폭방향에 대하여 크로스 벨트(21)의 중심에 놓이도록 제어한다. 이러한 제어 작동은 제어부가 크로스 벨트(21)를 구동함으로써 이루어진다.

이와 같은 제어 작동에 의해 물품들은 캐리지(20)에 적재되어 이동할 때에 그 제1 중심점(P₁ ~ P₄)의 위치가 크로스 벨트(21)의 폭방향 중심에 놓이게 됨으로써 물품이 캐리지의 폭방향으로 편재됨으로 인하여 발생하는 하중의 불균일에 의한 진동이나 캐리지의 기울어짐이 방지된다.

또한, 물품이 배출구(40)로 배출될 때에 물품의 제1 중심점(P)으로부터 배출구(40)에서 트랙에 접하는 변(43)까지의 거리가 물품마다 달라지지 않고 동일하게 되어 물품을 배출구(40)의 배출 지점(Q)에 대한 거리가 동일하게 된다.

따라서, 물품의 제1 중심점(P)이 배출구의 배출 지점(Q)을 통과하여 배출구(40)로 배출되도록 하는 제어가 간단하게 이루어질 수 있다.

다음으로, 제어부는 캐리지(20)의 트랙(10) 상에서의 위치와 이동 속도(V₁) 및 크로스 벨트(21) 상에서의 물품의 제1 중심점(P)의 위치, 즉 크로스 벨트의 앞쪽 변(22)으로부터 거리(Y)와 배출구를 마주하는 변(23)으로부터의 거리(X), 그리고 크로스 벨트(21)의 가동 속도(V₂)로부터 크로스 벨트(21)가 가동되는 시점을 결정한다.

크로스 벨트(21)가 구동되어 물품의 제1 중심점(P)이 배출구의 배출 지점(Q)을 통과하는 데 소요되는 시간(T₁)은 다음의 수학식 1에 의해 산출된다.

수학식 1: T₁ = (X + g) / V₂

여기서, 'g'는 크로스 벨트(21)에서 배출구(40)를 접하는 변(22)과 배출구의 트랙에 접하는 변(43) 사이의 간극의 길이이다.

소요 시간(T₁)를 고려한 크로스 벨트의 가동 시점은 수학식 2에 의해 거리(D₁)로서 산출된다.

수학식 2: D₁ = T₁ × V₁ - Y

여기서, 'D₁'는 크로스 벨트(21)가 가동되기 시작하는 시점에서의 크로스 벨트의 앞쪽 변(22)과 배출 지점(Q) 사이의 거리이고, 크로스 벨트(21)의 앞쪽 변(22)이 배출 지점(Q)으로부터 거리 D1 만큼 이격된 위치에서 크로스 벨트(21)가 가동되면, 물품의 제1 중심점(P)은 항상 배출구의 배출 지점(Q)을 통과하게 된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 캐리지(10)에는 트랙(10)과 면하는 위치에 자석이 부착되어 있고, 트랙(10)에는 통과하는 캐리지(10)의 자석에 의한 자력 변화를 검출하는 검출 유닛이 부착되어 있어서, 트랙 상에서의 캐리지의 위치가 검출되어 제어부에 입력되므로, 제어부는 트랙에서의 캐리지의 현재 위치를 산출하여 캐리지의 앞쪽 변(22)의 위치를 산출하고, 크로스 벨트(21)의 가동 시점을 결정하여 크로스 벨트(21)를 가동한다.

이로써, 크로스 벨트 상의 물품의 제1 중심점(P₁ ~ P₄))은 배출구의 배출 지점(Q)을 통과하여 배출된다.

배출구(40)는 하류(41)에서 처리하는 물품의 최대 폭을 고려한 폭을 갖지만, 상류(42)는 트랙(10)과 접하는 변(43)에서 넓은 폭을 갖고 점차로 좁아지는 형태로 구성되는데, 제1 실시예의 구성과 작동에 따르면, 물품의 배출시에 물품의 제1 중심점(P₁ ~ P₄)이 항상 일정한 지점으로 배출되므로, 배출구의 상류(42)의 폭을 최소화할 수 있고, 물품이 배출 시에 배출구를 벗어나는 일이 없게 된다.

한편, 전술한 제어 작동에 부가하여 폭방향의 물품의 크기(물품의 폭, W)에 따른 추가의 제어가 이루어진다.

물품의 배출 시에 물품의 평면 상의 기하학적 제1 중심점(P)이 배출구의 일정 지점을 통과하더라도 폭방향에서의 물품의 크기(W)가 상이하므로, 물품이 배출구를 통과하는 위치 또는 궤적이 달라지게 된다. 따라서, 배출구의 상류(41)의 폭을 물품이 이탈하지 않도록 충분히 넓게 유지할 필요가 있다.

그러나, 폭방향의 물품의 크기(W)에 따라 크로스 벨트(21)의 작동 속도(V₂)를 가변함으로써, 배출구의 상류(41)의 폭을 좁게 유지할 수 있다.

제어부는 물품의 폭방향 크기(W)에 따라 크로스 벨트(21)의 작동 속도(V₂)를 가변한다. 폭방향의 물품의 크기(W)가 큰 경우에는 크로스 벨트(21)의 작동 속도(V₂)를 높이고 폭방향의 물품의 크기(W)가 작은 경우에는 크로스 벨트(21)의 작동 속도(V₂)를 낮춤으로써, 물품의 폭방향 크기(W)가 상이하여도 물품이 크로스 벨트(21)로부터 배출구(40)로의 이동은 일정한 시간에 완료하게 되고, 물품은 배출구(40)에서의 일정한 궤적을 따라 이동하게 된다.

이로써, 물품은 그 기하학적 제1 중심점(P)이 배출구(40)에서 일정한 배출 지점(Q)을 통과하되, 폭방향의 크기의 차이에도 불구하고 크로스 벨트(21)로부터 배출구(40)로 이동하는 시점 및 배출구(40)에서의 이동 궤적이 일정하게 된다

따라서, 물품의 크기와 형성이 서로 다르고 캐리지에서의 위치가 서로 상이하게 됨에도 불구하고 일정한 궤적을 따라 배출구로 배출되므로, 배출구의 폭을 최소화할 수 있게 되고, 배출구로 배출되지 않는 일이 발생하지 않게 된다.

다음으로, 도 4와 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 물품 분류 시스템을 설명한다. 제2 실시예에 따른 물품 분류 시스템은 구성이 제1 실시예와 동일하되, 그 제어 작동만 상이하므로, 구성에 대한 설명은 생략한다.

제2 실시예에 따른 물품 분류 시스템에서 제어부는, 제1 실시에에서와 마찬가지로, 제1 카메라(51)로부터의 영상에서 캐리지(20) 상의 크로스 벨트(21)의 평면 상의 윤곽 및 적재된 물품의 평면상의 윤곽을 추출하고, 크로스 벨트(21)의 표면의 둘레에 대하여 적재된 물품의 위치에 대한 위치를 산출한다.

제어부는 캐리지(20)의 상면에 놓인 크로스 벨트(21)의 윤곽선 및 물품(1)의 윤곽선을 추출하고, 물품의 윤곽선으로부터 물품(1)에서 배출구와 접하게 되는 변(23)의 길이 방향 제2 중심점(R)을 산출하고, 이 제2 중심점(R)의 위치를 크로스 벨트(21)에서 배출구(40)에 근접시에 인접하게 되는 변(23)으로부터의 거리(X) 및 캐리지의 진행 방향(C)에 대하여 크로스 벨트(21)의 앞쪽 변(22)으로부터의 거리(Y)로서 산출하고, 아울러 물품의 폭(W)을 산출한다.

제어부는 이와 같이 산출한 물품의 제2 중심점(R)의 위치에 기초하여 물품의 제2 중심점(R)이 배출구의 특정 지점을 통과하여 배출되도록 하는 제어를 수행한다.

캐리지(20)가 트랙(10)을 따라 이동하다가 배출구(40)에 접근하게 되면, 제어부는 물품(1)이 캐리지(20) 상에서 배출구(40)에 인접한 위치에 놓이도록 크로스 벨트(21)를 가동한다. 이에 따라, 물품들의 배출구에 인접하는 변들이 도 5에 도시한 바와 같이, 배출구(40)에 인접하는 변들이 폭방향에 대하여 동일 위치에 놓이게 된다.

다음으로, 제어부는 물품을 배출구(40)로 배출할 때에 물품의 제2 중심점(R)이 배출구 상의 배출 지점(S)을 통과하도록 크로스 벨트(21)를 가동하는 시점을 제어한다.

크로스 벨트(21)가 구동되어 물품의 제2 중심점(R)이 배출구의 배출 지점(S)을 통과하는 데 소요되는 시간(T₂)은 다음의 수학식 3에 의해 산출된다.

수학식 3: T₂ = g₂ / V₂

여기서, 'g₂'는 물품에서 배출구와 접하는 변과 배출구의 트랙에 접하는 변(43) 사이의 간극의 길이이다. 물품에서 배출구와 접하는 변은 물품이 배출구에 근접할 때에 미리 폭방향의 일정 위치에 놓이므로, 이 간극의 길이는 물품에 따른 변수가 아니고 상수로 된다.

소요 시간(T)를 고려한 크로스 벨트의 가동 지점은 수학식 4에 의해 산출된다.

수학식 4: D₂ = T₂ * V₁ - Y

여기서, 'D₂'는 크로스 벨트(21)가 가동되기 시작하는 시점에서의 크로스 벨트의 앞쪽 변(22)과 배출 지점(Q) 사이의 거리이고, 크로스 벨트(21)의 앞쪽 변(22)이 배출 지점(Q)으로부터 거리 D₂ 만큼 이격된 위치에서 크로스 벨트(21)가 가동되면, 물품의 제2 중심점(R)은 항상 배출구의 배출 지점(S)을 통과하게 된다.

이로써, 물품에서 배출구(40)를 접하는 변의 제2 중심점(R)은 배출구(40)의 배출 지점(Q)을 통과하여 배출된다. 즉. 물품은 항상 일정하게 배출구의 특정 지점에서 배출구(40)에 진입하게 된다.

한편, 크로스 벨트의 가동 속도(V₂)는 물품의 폭(W)에 의해 가변된다.

물품에서 배출구(40)를 접하는 변의 제2 중심점(R)이 배출구의 배출 지점(S)에 맞추어 일정한 위치로 진입하게 되어도, 크로스 벨트(21)의 가동 속도가 일정하면, 폭방향으로 길게 배치되어 있는 물품, 즉 폭(W)이 큰 물품은 배출구(40)로 완전히 배출되는 시점이 늦어지게 되므로, 이러한 물품이 배출구(40)에 원할히 진입할 수 있도록 배출구 상류(41)의 폭을 충분히 크게 설정하여야 한다.

그러나, 제2 실시예에서는 크로스 벨트(21)의 가동 속도를 물품의 폭(W)에 맞추어 가변함으로써, 폭이 큰 물품의 경우에도 배출구(40)로의 진입이 지연되지 않고 일정한 시간 내에 진입할 수 있게 하고, 완전한 진입이 늦어지는 경우를 대비하여 배출구의 상류(41)의 폭을 크게 설정할 필요가 없게 된다.

이상, 본 발명의 실시예들의 구성과 작동을 설명하였는바, 본 발명은 이러한 실시예의 구성과 작동에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 범위에서 다양한 수정과 변형 및 구성 요소의 부가가 가능하며, 그러한 수정과 변형 및 구성 요소가 부가된 구성은 본 발명의 권리범위에 속한다.

10: 트랙 20: 캐리지
30: 투입구 40: 배출구
51: 제1 카메라 52: 제2 카메라

Claims (6)

1. 폐곡선을 이루어 연장되는 트랙, 트랙을 따라 이동하고 서로 직렬로 배치되며 물품이 적재되어 물품을 이송하며 트랙의 연장 방향에 대하여 수직으로 물품을 이송하도록 구성되는 복수의 캐리지, 트랙 상의 캐리지로 물품이 투입되는 투입구, 캐리지로부터 물품이 배출되는 복수의 배출구, 투입구의 하류에 마련되어 캐리지에 적재된 물품에 마련되는 표시를 인식하는 인식 수단, 및 인식 수단이 인식한 물품의 표시로부터의 정보에 따라 물품이 배출되어야 하는 배출구로 물품이 배출되도록 캐리지를 구동하는 제어부를 구비하여, 투입구로부터 투입되는 물품은 어느 하나의 캐리지에 적재되어 트랙을 따라 이송되며, 인식 수단에 의해 물품의 표시가 인식되면 캐리지가 트랙의 연장 방향과 수직한 방향으로 구동되어 당해 물품이 배출되어야 하는 배출구로 물품이 배출되는 것인 물품 분류 시스템에 있어서,
   배출구의 상류에는 캐리지에서의 물품의 적재 위치를 판별하기 위한 정보를 취득하는 위치 정보 취득 수단이 마련되고,
   제어부는 위치 정보 취득 수단으로부터의 정보에 기초하여 캐리지에서의 물품의 적재 위치를 판별하고, 복수의 배출구 중에서 당해 물품이 배출되는 배출구에 대하여 트랙과 마주하는 당해 배출구의 단부에서 트랙의 연장 방향에 대한 당해 배출구의 특정 지점을 당해 물품의 특정 지점이 통과하여 배출되도록 캐리지의 구동 시점을 조정하는 것인, 물품 분류 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   위치 정보 취득 수단은 배출구의 상류에서 트랙의 특정 위치를 통과하는 캐리지 및 캐리지에 적재된 물품의 영상을 취득하는 카메라로 이루어지고,
   제어부는 카메라가 취득한 영상으로부터 캐리지에 대한 당해 물품의 상기 특정 지점의 위치를 산출하고, 캐리지에 대한 상기 산출된 물품의 특정 지점의 위치 및 트랙에서의 캐리지의 위치에 기초하여, 상기 물품의 특정 지점이 상기 배출구 단부의 상기 특정 지점을 통과하여 배출되도록 캐리지의 구동 시점을 조정하는 것인, 물품 분류 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   제어부는 배출구와 마주하게 되는 물품의 표면에서 트랙의 연장 방향에 대한 제2 중심점의 캐리지에 대한 위치를 산출하고 상기 제2 중심점이 배출구 단부의 상기 특정 지점을 통과하여 배출되도록 캐리지의 구동 타이밍을 조정하는 것인, 물품 분류 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   제어부는 물품의 평면상의 기하학적 중심점인 제1 중심점의 캐리지에 대한 위치를 산출하고 이 제1 중심점이 배출구 단부의 상기 특정 지점을 통과하여 배출되도록 캐리지의 구동 시점을 조정하는 것인, 물품 분류 시스템.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
   상기 제어부는 캐리지에 대한 배출구와 마주하게 되는 물품의 표면의 위치를 산출하고, 물품이 배출구로 배출되기에 앞서 상기 표면이 배출구에 인접하도록 캐리지를 구동하는 것인, 물품 분류 시스템,
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부는 트랙의 구동 방향에 수직한 방향에서의 물품의 폭을 산출하고, 산출된 물품의 폭에 따라 캐리지의 구동 속도를 조정하는 것인, 물품 분류 시스템.

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