KR102247312B1

KR102247312B1 - 자동 운반 시스템

Info

Publication number: KR102247312B1
Application number: KR1020190124476A
Authority: KR
Inventors: 싱-룽 훙; 한-스위안 첸
Original assignee: 하이윈 테크놀로지스 코포레이션
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-05-03
Also published as: KR20210042198A

Abstract

자동 운반 시스템은 대상물을 공급 장치로부터 배출 장치로 이동시킨다. 공급 장치는 복수의 물건을 탑재하기 위한 탑재면을 포함한다. 자동 운반 시스템은 식별 장치, 추출 장치 및 제어 모듈을 포함한다. 식별 장치는 식별 영역을 정의한다. 추출 장치는 푸시부를 포함한다. 공급 장치가 물건을 식별 영역 내로 이송하면, 제어 모듈은 물건에 대해 이미지를 캡쳐하도록 식별 장치를 제어하는 단계; 이미지를 분석하여 각 물건의 좌표를 얻는 단계; 각 물건의 좌표에 따라 물건들에서 대상물을 선별하는 단계; 대상물의 좌표에 따라 푸시 시작점과 푸시 종료점을 결정하는 단계; 대상물을 푸시하도록 푸시부를 제어하여, 대상물을 푸시 시작점에서 푸시 종료점까지 푸시하여, 대상물을 공급 장치에서 배출 장치로 이동시키는 단계를 실행하도록 설정된다.

Description

자동 운반 시스템{AUTOMATIC HANDLING SYSTEM}

본 발명은 자동 운반 시스템에 관한 것으로, 특히 푸시 방식으로 물건을 이동시키는 자동 운반 시스템에 관한 것이다.

생산력을 향상시키고 생산 원가를 줄이기 위해, 생산 과정에서 자동화 설비로 인력을 대체하여 원재료의 공급, 제품 제작, 제품 분배 및 제품 포장 등 작업을 실행하는 것이 오늘날의 발전 추세이다. 생산 과정에서 사용되는 자동화 설비는 생산 효율과 관련이 있어, 관련 업자들의 개선 대상이 되었다.

일본특허공개 JP1994-305551A를 예로 들면 물품 정렬 장치를 공개하였으며, 이 물품 정렬 장치는 로봇 암을 포함하고, 로봇 암의 말단에 4개의 진공 흡반이 설치되어 있으며, 4개의 물품을 연속적으로 흡착한 후 반송 컨베이어에 한 번에 올려놓는 것을 통해, 여러 번 나눠서 물건을 픽 앤 플레이스하는데 소모되는 시간을 줄일 수 있어, 생산 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 상기 물품 정렬 장치는 공압 시스템과 함께 사용해야 하므로, 장비 부피가 큰 결함이 있으며, 물품 자체가 부스러기 또는 분말이 포함되어 있는 비스켓 등일 경우 공압 시스템이 막혀 고장이 나기 쉬워, 주기적으로 기계를 멈추고 청소해야 하므로, 유지보수 비용이 높고 지속적인 생산에 불리하다.

일본특허공개 JP2016-22472A는 긴 모양의 청과를 분류하고 청과가 쉽게 손상되지 않게 하는 긴 모양의 청과 선별 장치를 공개하였으며, 이 긴 모양의 청과 선별 장치는 측변에 설치된 외부 윤곽으로 토글 레버를 움직여, 청과 유지 수단을 경사지게 하여, 청과를 반송 컨베이어에 안정적으로 올려놓는다. 그러나, 청과 종류가 바뀐다면, 기계를 대폭 변경해야 하므로, 소비 원가가 높아지며 또한 활용도가 낮다.

중국특허공고 CN105689283B는 핑거 타입 청과 선별 배출 장치 및 배출 방법을 공개하였으며, 이는 컨베이어와 동기화된 체인으로 구동되는 핑거를 이용하여 청과를 밀어 움직이고, 컨베이어의 속도 변화에 의한 영향에 적응할 수 있다. 그러나, 물건이 작거나 외부 윤곽이 호형이면, 움직임 경로가 편위되어 제어할 수 없어, 물건을 지정 위치로 정확하게 이송할 수 없으므로, 활용도가 낮은 문제점도 있다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하기 위한 자동 운반 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 구현예는 대상물을 공급 장치에서 배출 장치로 이동시키는 자동 운반 시스템을 제공한다. 공급 장치는 복수의 물건을 탑재하기 위한 탑재면을 포함한다. 자동 운반 시스템은 식별 장치, 추출 장치 및 제어 모듈을 포함한다. 식별 장치는 식별 영역을 정의하고, 식별 영역은 탑재면에 대응된다. 추출 장치는 푸시부를 포함한다. 제어 모듈은 식별 장치 및 추출 장치와 전기적으로 연결된다. 공급 장치가 물건을 식별 영역 내로 이송하면, 제어 모듈은 물건에 대해 이미지를 캡쳐하도록 식별 장치를 제어하는 단계; 이미지를 분석하여 각 물건의 좌표를 얻는 단계; 각 물건의 좌표에 따라 문건들에서 대상물을 선별하는 단계; 대상물의 좌표에 따라 푸시 시작점과 푸시 종료점을 결정하는 단계; 대상물을 푸시하도록 푸시부를 제어하여, 대상물을 푸시 시작점에서 푸시 종료점까지 푸시하며, 푸시부는 대상물과 접촉을 유지하고, 또한 대상물은 접촉 방식으로 탑재면에서 이동하여, 대상물을 공급 장치에서 배출 장치로 이동시키는 단계를 실행하도록 설정된다.

이를 통해, 본 발명의 자동 운반 시스템은 푸시 방식으로 대상물을 공급 장치에서 배출 장치로 이동시키고, 클램핑 또는 흡착하는 방식에 비해, 대상물의 전체 이동 행정을 단축시키는 데 유리하여, 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 그밖에, 본 발명의 자동 운반 시스템은 공압 시스템과 함께 사용할 필요가 없어, 장비 부피가 커지고, 유지보수 비용이 높으며, 연속적 생산에 불리한 결함들을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 추출 장치는 푸시부로 물건을 이동시키므로, 물건의 종류가 바뀌면, 단지 상응하게 푸시부를 교체하기만 하면 되므로, 활용도가 높다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 자동 운반 시스템과 복수의 물건을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 푸시부를 개략적으로 나타낸 저면도이다.
도 3은 도 1의 대상물을 이동시키는 단계를 실행하도록 설정된 제어 모듈의 단계 흐름도이다.
도 4는 도 1의 푸시부가 작동 경로에 따라 대상물을 푸시하는 동작을 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 4의 푸시부의 작동 경로를 나타낸 개략도이다.
도 6은 도 4의 대상물의 이동 경로를 나타낸 개략도이다
도 7은 본 발명의 다른 구현예에 따른 추출 장치의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 구현예에 따른 공급 장치와 배출 장치의 배치를 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 다른 구현예에 따른 푸시부가 작동 경로에 따라 대상물을 푸시하는 동작을 나타낸 개략도이다.
도 10은 도 9의 푸시부의 작동 경로를 나타낸 개략도이다.
도 11은 도 9의 대상물의 이동 경로를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 다른 구현예에 따라 물건들에서 대상물을 선별하는 단계 흐름도이다.
도 13은 도 12의 단계들을 나타낸 개략도이다.

도 1은 본 발명의 구현예에 따른 자동 운반 시스템(부호를 별도로 표시하지 않음)과 복수의 물건(1~12)을 나타낸 개략도이다. 본 발명은 대상물을 공급 장치(20)로부터 배출 장치(30)로 이동시킬 수 있는 자동 운반 시스템을 제공한다.

공급 장치(20)는 복수의 물건(1~12)을 탑재하기 위한 탑재면(21)을 포함한다. 본 구현예에서, 각 물건(1~12)은 평면(B)(도 4 참조)을 포함하고, 각 물건(1~12)은 평면(B)을 통해 탑재면(21)에 설치되며, 이를 통해 물건(1~12)들은 탑재면(21)에서 이동할 때 높은 안정성을 가지나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 기타 구현예에서, 물건들은 기타 형상으로 탑재면(21)에 설치될 수도 있으며, 예를 들어 물건들은 원주체일 수 있으며, 선접촉 방식으로 탑재면(21)에 설치된다. 본 구현예에서, 공급 장치(20)는 컨베이어이며, 그 이송 방향(D1)에 따라 상류단(20a) 및 하류단(20b)을 정의하고, 상류단(20a)은 생산라인 상류 장치(미도시)와 연결될 수 있으며, 공급 장치(20)는 생산라인 상류 장치가 제공한 물건(1~12)들을 상류단(20a)에서 하류단(20b)으로 이송한다.

배출 장치(30)는 복수의 배출 영역(31)을 포함하고, 자동 운반 시스템을 통해, 물건(1~12)들을 순서에 따라 대상물로 지정하여 복수의 배출 영역(31) 중 하나로 이동시키고, 이를 통해, 물건(1~12)들을 서로 다른 배출 영역(31)에 분배할 수 있다. 본 구현예에서, 배출 장치(30)는 컨베이어이며, 그 이송 방향(D2)에 따라 상류단(30a) 및 하류단(30b)으로 정의하고, 배출 장치(30)는 물건(1~12)들을 하류단(30b)으로 반송하여 후속 생산 공정이 진행되도록 하며, 배출 장치(30)의 이송 방향(D2)은 공급 장치(20)의 이송 방향(D1)과 수직되도록 배치된다.

예를 들자면, 본 발명의 자동 운반 시스템은 식품 산업에 응용할 수 있다. 예를 들면 물건(1~12)들은 비스켓일 수 있으며, 공급 장치(20)는 베이킹된 비스켓을 배출 장치(30)의 배출 영역(31)에 분배하고, 배출 장치(30)를 통해 비스켓을 포장 장치(미도시)로 이송할 수 있으며, 각 배출 영역(31)은 하나의 포장 유닛(예를 들어 포장백)에 대응될 수 있다.

자동 운반 시스템은 식별 장치(110), 추출 장치(120) 및 제어 모듈(130)을 포함한다. 제어 모듈(130)은 식별 장치(110) 및 추출 장치(120)와 전기적으로 연결된다. 제어 모듈(130)과 식별 장치(10) 및 추출 장치(120)의 연결은 유선 연결 또는 무선 연결일 수 있으며, 이를 통해, 제어 모듈(130), 식별 장치(110) 및 추출 장치(120)는 메시지를 전송할 수 있다.

식별 장치(110)는 식별 영역(111)을 정의하고, 식별 영역(111)은 탑재면(21)에 대응된다. 식별 장치(110)는 카메라일 수 있으며, 식별 영역(111)은 카메라의 촬영 범위일 수 있다. 식별 영역(111)이 탑재면(21)에 대응된다는 것은 식별 영역(111)이 탑재면(21)의 일부를 포함하는 것을 의미하고, 본 구현예에서, 식별 장치(110)는 탑재면(21)의 상부에 설치되고, 하류단(20b)에 인접하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 식별 장치(110)는 공급 장치(20)의 중류단(부호가 별도로 표시되지 않음) 또는 상류단(20a)에 설치될 수도 있다.

추출 장치(120)는 대상물을 푸시하는 푸시부(121)를 포함한다. 본 구현예에서, 추출 장치(120)는 6축 로봇 암과 같은 수직 다관절 로봇 암이며, 푸시부(121)는 추출 장치(120)의 말단에 설치된다. 도 2와 결합하여 참조하면, 도 2는 도 1의 푸시부(121)를 개략적으로 나타낸 저면도이며, 푸시부(121)의 말단은 원주체(121a)이고, 원주체(121a)의 측면은 호형의 밀착면(121b)이며, 푸시부(121)는 호형 밀착면(121b)으로 대상물의 측벽(w)(도 4 참조)을 푸시하여 대상물을 이동시킨다.

제어 모듈(130)은 식별 장치(110) 및 추출 장치(120)를 제어하기 위한 것으로, 분석 및 계산 능력을 가지며, 제어 모듈(130)은 CPU(Central Processing Unit)일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 구현예에서, 제어 모듈(130)은 단일 제어 유닛이며, 이는 동시에 식별 장치(110) 및 추출 장치(120)를 제어하나, 기타 구현예에서, 제어 모듈(130)은 2개의 제어 유닛을 포함하여, 각각 식별 장치(110) 및 추출 장치(120)를 제어할 수 있으며, 2개의 제어 유닛은 유선 방식 또는 무선 방식으로 연결되어 서로 메시지를 전송할 수 있다.

도 1 및 도 3을 결합하여 참조하면, 도 3은 도 1의 대상물을 이동시키는 단계를 실행하도록 설정된 제어 모듈(130)의 단계 흐름도이다. 공급 장치(20)가 물건(1~6)들을 식별 영역(111) 내로 이송하면, 제어 모듈(130)은 단계(310~350)를 실행하도록 설정된다. 단계(310)는 물건(1~6)에 대해 이미지를 캡쳐하도록 식별 장치(110)를 제어한다. 단계(320)는 이미지를 분석하여 각 물건(1~6)들의 좌표를 얻는다. 단계(330)는 각 물건(1~6)들의 좌표에 따라 물건(1~6)들에서 대상물을 선별한다. 도 1을 예로 들면, 공급 장치(20)의 하류단(20b)에 가장 가까운 물건(여기서는 물건(4))을 대상물로 선별하거나 또는 배출 장치(30)에 가장 가까운 물건(여기서는 물건(4))을 대상물로 선별할 수 있고, 이에 따라 대상물이 공급 장치(20)에서 배출 장치(30)로 이동하는 과정에서 다른 물건과 간섭이 발생하는 것을 방지하는데 유리하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 실제 필요에 따라 대상물을 선별할 수 있다. 이하, 물건(4)를 대상물로 하여 설명한다.

단계(340)는 대상물의 좌표에 따라 푸시 시작점(G3) 및 푸시 종료점(G4)을 결정하고, 푸시 시작점(G3)은 푸시부(121)가 대상물을 푸시하여 이동시키는 시작점이고, 푸시 종료점(G4)은 푸시부(121)가 대상물을 푸시하여 이동시키는 종료점이며, 푸시부(121)가 대상물을 푸시하는 방식에 따라 푸시 시작점(G3)을 결정하고, 푸시 시작점(G3)에 따라 푸시 종료점(G4)을 결정할 수 있다. 본 구현예를 예로 들면, 푸시부(121)는 호형 밀착면(121b)을 통해 대상물의 측벽(W)을 푸시하므로, 푸시 시작점(G3)의 좌표는 대상물의 측벽(W)에 위치하고, 푸시 시작점(G3)이 배출 장치(30)의 중심선(A)에 투영되는 투영점을 푸시 종료점(G4)으로 한다. 이에 따라, 푸시 시작점(G3)과 푸시 종료점(G4) 사이의 거리가 비교적 짧아, 대상물을 이동시키는 효율을 향상시키는데 유리하며, 또한 대상물이 푸시 후 배출 영역(31) 내로 위치 이동하는데 유리하나, 상술한 푸시 종료점(G4)을 결정하는 방식은 단지 예시일 뿐, 실제 필요에 따라 푸시 종료점(G4)을 선택할 수 있으며, 대상물이 푸시 후 배출 영역(31) 내로 위치 이동할 수 있기만 하면 된다.

단계(350)는 대상물을 푸시하도록 푸시부(121)를 제어하여, 대상물을 푸시 시작점(G)에서 푸시 종료점(G4)까지 푸시하며, 푸시부(121)는 대상물과 접촉을 유지하고, 또한 대상물은 접촉 방식으로 탑재면(21)에서 이동하여, 대상물을 공급 장치(20)로부터 배출 장치(30)로 이동시킨다. 이를 통해, 본 발명은 푸시 방식으로 대상물을 공급 장치(20)에서 배출 장치(30)로 이동시키므로, 대상물의 전체 이동 행정을 단축시키는 데 유리하여, 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 그밖에, 푸시 과정에서, 푸시부(121)가 대상물과 접촉을 유지하고, 또한 대상물은 접촉 방식으로 탑재면(21)에서 이동하므로, 대상물이 탑재면(21)에서 이동하는 안정성을 유지하는데 유리하다.

이하 도 4~도 5와 결합하여 대상물을 푸시하도록 푸시부(121)를 어떻게 제어하는지 설명한다. 도 4는 도 1의 푸시부(121)가 작동 경로에 따라 대상물을 푸시하는 동작을 나타낸 개략도이다. 도 5는 도 4의 푸시부(121)의 작동 경로를 나타낸 개략도이다. 구체적으로, 단계(350)를 실행하기 전에, 먼저 푸시 시작점(G3) 및 푸시 종료점(G4)에 따라 작동 경로를 계획하고, 도 5에 도시한 바와 같이, 작동 경로는 하강 경로(LD), 푸시 경로(LM) 및 상승 경로(LI)를 순서대로 포함할 수 있고, 하강 경로(LD) 이전에 평행 이동 경로(LH)를 선택적으로 포함할 수 있으며, 푸시 시작점(G3) 및 푸시 종료점(G4)은 푸시 경로(LM)를 정의한다. 동시에 도 4 및 도 5를 참조하면, 푸시부(121)는 평행 이동 경로(LH)에서 초기 위치 지점(G1)에서 대상물 상부에 위치하는 제1 상부 위치 지점(G2)까지 수평으로 위치 이동하고, 푸시부(121)는 하강 경로(LD)에서 제1 상부 위치 지점(G2)에서 푸시 시작점(G3)까지 아래로 위치 이동하며, 이때 푸시부(121)의 호형 밀착면(121b)은 대상물의 측벽(W)에 접촉되고, 푸시부(121)는 푸시 경로(LM)에서 대상물을 푸시 시작점(G3)에서 푸시 종료점(G4)까지 푸시하며, 이때 푸시부(121)는 대상물에 수평 추력(Fh)을 제공함으로써, 상기 대상물이 수평 추력(Fh)의 방향을 따라 탑재면(21)에서 위치 이동하도록 하고, 푸시 과정에서, 푸시부(121)는 대상물과 접촉을 유지하며, 또한 대상물은 접촉 방식으로 탑재면(21)에서 이동한다. 푸시부(121)는 상승 경로(L1)에서 푸시 종료점(G4)으로부터 대상물 상부에 위치하는 제2 상부 위치 지점(G5)까지 위로 위치 이동하여, 대상물과의 접촉을 해제한다. 각각의 상기 지점(G1~G5)에 관해서는 푸시부(121)의 저면의 중심점일 수 있으며, 각 지점의 좌표 관계는 표 1을 참고할 수 있다.

G1	G2	G3	G4	G5
(X0, Y0, Z0)	(X1, Y0, Z0)	(X1, Y0, Z1)	(X2, Y0, Z1)	(X2, Y0, Z0)

표 1에서, 제1 상부 위치 지점(G2)의 높이와 제2 상부 위치 지점(G5)의 높이는 동일 (Z좌표는 모두 ZO임)하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 상부 위치 지점(G2)의 높이와 제2 상부 위치 지점(G5)의 높이는 푸시부(121)가 작업 장소의 기타 장치와 간섭이 발생하지 않도록 하는 것을 원칙으로 한다. 그밖에, 푸시부(121)의 초기 위치 지점(G1)이 푸시 시작점(G3)의 바로 상부에 위치할 경우, 작동 경로에서 평행 이동 경로(LH)를 생략할 수 있다. 본 구현예에서, 푸시부(121)의 매회 이동은 모두 1차원 위치 이동(X축, Y축, Z축 하나의 축에 따라 이동)이며, 이는 단지 예시일 뿐, 실시에 있어서 한정되지 않는다. 도 6을 결합하여 참조하면, 도 6은 도 4의 대상물의 이동 경로를 나타낸 개략도이다. 대상물은 푸시부(121)에 의해 푸시되어, 제1 위치 지점(O1)에서 제2 위치 지점(O2)까지 푸시된 다음, 대상물은 관성에 의해 제3 위치 지점(O3)까지 위치 이동하고, 제3 위치 지점(O3)은 배출 영역(31) 내에 위치한다. 각각의 상기 지점(O1~O3)에 관해서는 대상물 저부 평면(B)의 중심점일 수 있으며, 각 지점의 좌표 관계는 표 2를 참고 할 수 있다.

O1	O2	O3
(X3, Y0, Z1)	(X4, Y0, Z1)	(X5, Y0, Z1)

도 7은 본 발명의 다른 구현예에 따른 추출 장치(220)의 개략도이다. 추출 장치(220)는 대상물을 푸시하는 푸시부(221)를 포함한다. 본 구현예에서, 추출 장치(220)는 병렬식 로봇암(Delta Robot)이며, 푸시부(221)는 추출 장치(220)의 말단에 설치되고 저면(221b)을 구비한다. 푸시부(221)는 탄성 패드(221a)를 포함하며, 저면(221b)은 탄성 패드(221a)에 설치되고, 푸시부(221)는 저면(221b)으로 대상물의 상면(T)(도 9 참조)을 푸시하여 대상물을 이동시킨다. 탄성 패드(221a)의 재질은 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 플라스틱일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 도 8은 본 발명의 다른 구현예에 따른 공급 장치(20)와 배출 장치(30)의 배치를 나타낸 개략도이다. 본 구현예에서, 배출 장치(30)의 이송 방향(D2)은 공급 장치(20)의 이송 방향(D1)과 평행하게 배치된다. 공급 장치(20)는 복수의 세퍼레이터(22)를 포함하며, 3개의 세퍼레이터(22)를 예로 들면, 세퍼레이터(22)는 탑재면(21) 상에 이격되도록 설치되어 복수의 공급 채널(23)을 구획하고, 여기서 4개의 공급 채널(23)을 예로 들면, 물건(1~8)들은 각각 4개의 공급 채널(23)에 분배되며 모두 식별 영역(미도시) 내에 위치한다. 도 8에서, 각 물건(1~8)의 좌표에 따라 공급 장치(20)의 하류단(20b)에 가장 가까운 물건(1)을 대상물로 선별하고, 대상물의 좌표에 따라 푸시 시작점(H3) 및 푸시 종료점(H5)을 결정한다.

도 9는 본 발명의 다른 구현예에 따른 푸시부(221)가 작동 경로에 따라 대상물을 푸시하는 동작을 나타낸 개략도이고, 도 10은 도 9에서 푸시부(221)의 작동 경로를 나타낸 개략도이며, 도 9 및 도 10의 시각은 다르고, 도 9에서 Y축의 방향은 지면(紙面)에 수직으로 진입하며, 도 10에서 Y축의 방향은 도 10에 도시한 바와 같다. 도 10에서, 작동 경로는 순서에 따라 평행 이동 경로(LH), 하강 경로(LD), 푸시 경로(LM) 및 상승 경로(L1)를 포함할 수 있으며, 푸시 시작점(H3) 및 푸시 종료점(H5)은 푸시 경로(LM)를 정의하고, 또한 푸시 경로(LM)는 제1 푸시 경로(LM1) 및 제2 푸시 경로(LM2)를 포함한다. 동시에 도 9 및 도 10을 참고하면, 푸시부(221)는 평행 이동 경로(LH)에서 초기 위치 지점(H1)으로부터 제1 상부 위치 지점(H2)까지 수평으로 위치 이동하고, 푸시부(221)는 하강 경로(LD)에서 제1 상부 위치 지점(H2)으로부터 푸시 시작점(H3)까지 아래로 위치 이동하며, 이때 푸시부(221)의 저면(221b)은 대상물의 상면(T)에 접촉하고, 푸시부(221)는 제1 푸시 경로(LM1)에서 대상물을 푸시 시작점(H3)으로부터 푸시 중간점(H4)까지 푸시하고(도 8 참조), 이때 푸시부(221)는 대상물에 수평 추력(미도시) 및 내리누르는 수직력(Fp)을 제공하며, 수평 추력의 방향은 지면에 수직으로 진입하는 방향으로서, 대상물이 지면에 수직으로 진입하는 방향을 따라 탑재면(21)에서 위치 이동하도록 하고, 푸시부(221)는 제2 푸시 경로(LM2)에서 대상물을 푸시 중간점(H4)으로부터 푸시 종료점(H5)(도 8에 도시)까지 푸시하고, 이때 푸시부(21)는 대상물에 수평 추력(Fh) 및 내리누르는 수직력(Fp)을 제공하며, 수평 추력(Fh)의 방향은 오른쪽으로 향하는 방향(X축과 평행)으로서, 대상물이 X축에 평행인 방향을 따라 탑재면(21)에서 위치 이동하도록 하고, 푸시 과정에서, 푸시부(221)는 대상물과 접촉을 유지하며, 또한 대상물은 접촉 방식으로 탑재면(21)에서 이동한다. 푸시부(221)는 상승 경로(L1)에서 푸시 종료점(H5)으로부터 제2 상부 위치 지점(H6)까지 위로 위치 이동하며 대상물과의 접촉을 해제한다. 각각의 상기 지점(H1~H6)에 관해서는 푸시부(221)의 저면(221b)의 중심점일 수 있으며, 각 지점의 좌표 관계는 표 3을 참고할 수 있다.

H1	H2	H3	H4	H5	H6
(X0, Y0, Z0)	(X1, Y0, Z0)	(X1, Y0, Z1)	(X1, Y1, Z1)	(X2, Y1, Z1)	(X2, Y1, Z0)

표 3에서, 제1 상부 위치 지점(H2)의 높이와 제2 상부 위치 지점(H6)의 높이는 동일(Z좌표는 모두 Z0임)하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 상부 위치 지점(H2)의 높이와 제2 상부 위치 지점(H6)의 높이는 푸시부(221)가 작업 장소의 기타 장치와 간섭이 발생하지 않도록 하는 것을 원칙으로 한다. 그밖에, 푸시부(221)의 초기 위치 지점(H1)이 푸시 시작점(H3)의 바로 상부에 위치할 경우, 작동 경로에서 평행 이동 경로(LH)를 생략할 수 있다. 본 구현예에서, 푸시부(221)의 매회 이동은 모두 1차원 위치 이동이며, 이는 단지 예시일 뿐, 실시에 있어서 한정되지 않는다. 도 11을 결합하여 참조하면, 도 11은 도 9의 대상물의 이동 경로를 나타낸 개략도이다. 대상물이 푸시부(221)에 의해 푸시되어, 제1 위치 지점(P1)에서 제2 위치 지점(P2)으로 푸시된 다음, 제2 위치 지점(P2)에서 제3 위치 지점(P3)으로 푸시되고, 대상물은 또 관성에 의해 제4 위치 지점(P4)으로 위치 이동하고, 제4 위치 지점(P4)은 배출 영역(31) 내에 위치한다. 각각의 상기 지점(P1~P4)에 관해서는 대상물 저부 평면의 중심점일 수 있으며, 각 지점의 좌표 관계는 표 4를 참고할 수 있다.

P1	P2	P3	P4
(X3,Y0,Z1)	(X3,Y1,Z1)	(X4,Y1,Z1)	(X5,Y1,Z1)

도 12와 도 13을 결합하여 참조한다. 도 12는 본 발명의 다른 구현예에 따른 물건(1~8)에서 대상물을 선별하는 단계 흐름도이다. 도 13은 도 12의 단계들을 나타낸 개략도이다. 본 구현예에서, 배출 장치(30)의 이송 방향(D2)은 공급 장치(20)의 이송 방향(D1)에 수직되도록 배치되며, 물건(1~8)들은 식별 영역(111) 내에 위치하고, 제어 모듈(130)은 각 물건(1~8)의 좌표에 따라 물건(1~8)들에서 대상물을 선별하며, 본 구현예에서, 배출 장치에 가장 가까운 물건 및 배출 장치(30)의 하류단(30b)에 가장 가까운 물건(여기서는 물건(1))을 대상물로 선별하고, 단계(510)~단계(550)로 나타낸 바와 같다. 단계(510)는 물건(1~8)들의 좌표에 따라 각 물건(1~8)과 배출 장치(30) 사이의 제1 거리(d1)를 계산하고, 제1 거리(d1)는 물건(1~8)의 중심점에서 배출 장치(30)까지의 수직거리일 수 있으며, 도 13에서는 단지 물건(1)과 배출 장치(30) 사이의 제1 거리(d1)를 예시적으로 나타냈다.

단계(520)는 제1 거리(d1)에 따라 물건(1~8)들을 복수의 그룹(L1, L2, L3)으로 나누고, 각 그룹(L1, L2, L3)은 적어도 하나의 물건(1~8)을 포함하며, 배출 장치(30)에 가장 가까운 그룹(L1)을 제1 그룹으로 하고, 도 13에 도시한 바와 같이, 그룹(L1)은 물건(1)을 포함하고, 그룹(L2)은 물건(2), 물건(3), 물건(4)을 포함하고, 그룹(L3)은 물건(5), 물건(6), 물건(7), 물건(8)을 포함한다.

단계(530)는 각 물건(1~8)의 좌표에 따라 각 물건(1~8)과 배출 장치(30)의 하류단(30b) 사이의 제2 거리(d2)를 계산하고, 제2 거리(d2)는 각 물건(1~8)의 중심점과 배출 장치(30)의 하류단(30b) 사이에서 이송 방향(D2)에 평행하는 거리일 수 있으며, 도 13에서는 단지 물건(1)과 배출 장치(30)의 하류단(30b) 사이의 제2 거리(d2)를 예시적으로 나타냈다.

단계(540)는 제2 거리(d2)에 따라 각 그룹(L1, L2, L3) 중의 적어도 하나의 물건(1~8)을 순서대로 배열하고, 각 그룹(L1, L2 및 L3) 중의 제2 거리(D2)가 가장 짧은 물건을 제1 물건으로 하며, 도 13에서, 그룹(L1)은 물건(1)을 제1 물건으로 하고, 그룹(L2)은 물건(2)을 제1 물건으로 하며, 그룹(L3)은 물건(5)을 제1 물건으로 한다.

단계(550)는 제1 그룹의 제1 물건을 대상물로 선별하고, 도 13에 도시한 바와 같이, 물건(1)을 대상물로 선별한다. 이러한 방법은, 대상물을 하류단(30b)에 위치하는 배출 영역(31)으로 우선적으로 이송하는데 유리하며, 생산라인을 원활하게 하는데도 유리하다.

종래 기술과 비교하면, 본 발명의 자동 운반 시스템은 푸시 방식을 이용하여 대상물을 공급 장치에서 배출 장치로 이동시키므로, 클램핑 또는 흡착 방식에 비해, 대상물의 전체 이동 행정을 단축시키는 데 유리하여, 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 그밖에, 본 발명의 자동 운반 시스템은 공압 시스템과 함께 사용할 필요가 없어, 장비 부피가 커지고, 유지보수 비용이 높으며, 연속적 생산에 불리한 결함들을 방지할 수 있고, 비스켓과 같은 분말이 있는 물건을 반송하기 적합하여, 식품 산업에 유리하게 응용할 수 있다. 또한, 본 발명의 추출 장치는 푸시부로 물건을 이동시키므로, 물건의 종류가 바뀌면, 단지 상응하게 푸시부를 교체하기만 하면 되므로, 활용도가 높다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명의 특허청구범위에 대한 균등한 변경과 수정은 모두 본 발명의 범위 내에 포함된다.

1~12: 물건
20: 공급장치
20a: 상류단
20b: 하류단
21: 탑재면
22: 세퍼레이터
23: 공급채널
30: 배출장치
30a: 상류단
30b: 하류단
31: 배출 영역
110: 식별 장치
111: 식별 영역
120, 22: 추출 장치
121, 221: 푸시부
121a: 원주체
121b: 호형 밀착면
130: 제어 모듈
221a: 탄성 패드
221b: 저면
310, 320, 330, 340, 350: 단계
510, 520, 530, 540, 550: 단계
A: 중심선
B: 평면
T: 상면
W: 측벽
D1, D2: 이송방향
d1: 제1 거리
d2: 제2 거리
Fh: 수평 추력
Fp: 내리누르는 수직력
G1, H1: 초기 위치 지점
G2, H2: 제1 상부 위치 지점
G3, H3: 푸시 시작점
G4, G5: 푸시 종료점
G5, H6: 제 상부 위치 지점
H4: 푸시 중간점
L1, L2, L3: 그룹
LD: 하강 경로
LM: 푸시 경로
LM1: 제1 푸시 경로
LM2: 제2 푸시 경로
LI: 상승 경로
LH: 평행 이동 경로
O1, P1: 제1 위치 지점
O2, P2: 제2 위치 지점
O3, P3: 제3 위치 지점
P4: 제4 위치 지점
X, Y, Z: 좌표축

Claims

대상물을 공급 장치에서 배출 장치로 이동시키는 자동 운반 시스템에 있어서,
상기 공급 장치는 복수의 물건을 탑재하기 위한 탑재면을 포함하고,
상기 자동 운반 시스템은,
식별 영역을 정의하고, 상기 식별 영역은 상기 탑재면에 대응되는 식별 장치;
푸시부를 포함하는 추출 장치; 및
상기 식별 장치 및 상기 추출 장치와 전기적으로 연결되는 제어 모듈을 포함하고,
상기 공급 장치가 상기 물건들을 상기 식별 영역 내로 이송하면,
상기 제어 모듈은,
상기 물건에 대해 이미지를 캡쳐하도록 상기 식별 장치를 제어하는 단계;
상기 이미지를 분석하여 상기 각 물건의 좌표를 얻는 단계;
상기 각 물건의 좌표에 따라 상기 물건들에서 상기 대상물을 선별하는 단계;
상기 대상물의 좌표에 따라 푸시 시작점과 푸시 종료점을 결정하는 단계; 및
상기 대상물을 푸시하도록 상기 푸시부를 제어하여, 상기 대상물을 상기 푸시 시작점에서 상기 푸시 종료점까지 푸시하며, 상기 푸시부는 상기 대상물과 접촉을 유지하고, 또한 상기 대상물은 접촉 방식으로 상기 탑재면에서 이동하여, 상기 대상물을 상기 공급 장치에서 상기 배출 장치로 이동시키는 단계
를 실행하도록 설정되는, 자동 운반 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은,
상기 푸시 시작점 및 상기 푸시 종료점에 따라 순서대로 하강 경로, 푸시 경로 및 상승 경로를 포함하고, 상기 푸시 시작점 및 상기 푸시 종료점은 상기 푸시 경로를 정의하는 작동 경로를 계획하는 단계를 더 실행하도록 설정되며;
상기 대상물을 푸시하도록 상기 푸시부를 제어하는 단계는 상기 작동 경로에 따라 상기 대상물을 푸시하도록 상기 푸시부를 제어하는 단계를 더 포함하고, 상기 푸시부는 상기 하강 경로에서 상기 대상물의 상부에 위치하는 제1 상부 위치 지점으로부터 상기 푸시 시작점까지 아래로 위치 이동하며, 상기 푸시부는 상기 푸시 경로에서 상기 대상물을 상기 푸시 시작점으로부터 상기 푸시 종료점까지 푸시하고, 상기 푸시부는 상기 상승 경로에서 상기 푸시 종료점으로부터 상기 대상물의 상부에 위치하는 제2 상부 위치 지점까지 위치 이동하는, 자동 운반 시스템.
제2항에 있어서,
상기 작동 경로는 상기 하강 경로 이전에 평행 이동 경로를 더 포함하며, 상기 푸시부는 상기 평행 이동 경로에서 초기 위치 지점으로부터 상기 제1 상부 위치 지점까지 수평으로 위치 이동하는, 자동 운반 시스템.