KR102413317B1 - 자동반송시스템의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

자동반송시스템의 제어방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동반송시스템의 제어방법은, 대상물들이 적재되는 다수의 포트를 구비하는 적재설비에 대하여, 대상물들의 로딩 및 언로딩을 수행하기 위한 포크핸들을 구비하는 주행반송로봇이 이동하여, 포트로 진입하기 위한 포크핸들 진입위치에 포크핸들을 정렬시키는 포크핸들 정렬단계; 포크핸들 진입위치로부터 대상물을 로딩 및 언로딩하기 위한 작업위치로 포크핸들을 진입시킬 때, 포크핸들과 대상물의 충돌 가능성을 판단하여 포크핸들의 진입허용여부를 판정하는 진입허용여부 판정단계; 및 진입허용여부 판정단계에서 포크핸들의 진입을 허용하는 경우에, 작업위치로 포크핸들을 진입시키는 포크핸들 진입단계를 포함하며, 진입허용여부 판정단계는 대상물의 미리 결정된 위치에 부착되는 바코드의 위치를 감지하여 이를 기초로 포크핸들과 대상물 사이의 상대위치를 계산하여 포크핸들과 대상물의 충돌 가능성을 판단하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동반송시스템의 제어방법{CONTROL METHOD OF AUTOMATED TRANSPORTATION SYSTEM}
본 발명은, 자동반송시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적재 대상물을 향해 포크핸들이 진입하기 전에 포크핸들의 진입 높이에 따른 적재 대상물과의 충돌 가능성을 판단하여 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 사전에 방지할 수 있는 자동반송시스템의 제어방법에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등과 같은 평판표시장치의 생산 현장에서는 작업 효율을 최대화하고 청정도를 높이기 위해, 여러 공정을 거쳐 완성된 다수개의 기판 또는 글래스 기판이나 마스크(Mask)가 반송 로봇을 통해 카세트(Cassette)에 수납되고, 카세트는 스토커와 같은 반송장치에 의해 운반되어 카세트 선반에 적재되거나 적재된 상태에서 반출된다.
즉 카세트는 LCD 또는 OLED 제조 설비에서 해당 공정이 완료된 후 바로 다음 LCD 또는 OLED 제조 공정으로 이송되는 것이 아니라, 각 LCD 또는 OLED 제조 공정에서의 글래스 기판 또는 마스크 처리 능력 및 처리 시간의 차이에 의해 발생하는 버퍼링(buffering) 문제를 해소하기 위하여, 카세트 보관 시스템의 선반에 임시로 보관되며, 필요에 따라 해당 공정을 수행하는 LCD 또는 OLED 제조 설비로 이송된다.
이러한 기판이나 마스크와 같은 평판표시장치의 제작에 사용되는 물품을 운반하기 위해 평판표시장치의 생산설비에 설치되는 반송장치는, 카세트의 저면 중앙 영역을 접촉 지지하는 포크 유닛에 의해서 선반에 수납 및 인출하는 작업을 수행한다.
이러한 종래의 반송장치는 자동 또는 수동으로 조작되어 주행될 수 있으며, 로딩 및 언로딩이 자동 또는 수동으로 수행될 수 있는데, 가동 중에 카세트 또는 포크핸들의 틀어짐에 의하여 재하 이상(loading error)이 발생될 수 있어, 이를 조치하여 정상적인 작업을 수행하도록 하려면 많은 시간이 소요되었다.
이에 따라 재하 이상을 방지하기 위하여 포크핸들의 틀어짐을 바로잡기 위한 자동보정 및 티칭로딩이 가능한 자동반송시스템이 개발되고 있는 실정이다.
그런데 이러한 자동보정 및 티칭로딩이 가능한 자동반송시스템을 비롯한 다양한 자동반송시스템에서, 적재 대상물을 향해 포크핸들이 진입할 때에 포크핸들의 진입 높이에 따라 적재 대상물과의 간섭에 의해 포크핸들과 적재 대상물이 충돌할 가능성이 있으며, 충돌에 의해 적재 대상물이 파손되는 문제가 있다.
또한, 이러한 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 방지하기 위하여, 작업자가 수동으로 포크핸들과 적재 대상물의 높이 차이를 수동으로 측정하게 되는 경우에는 작업진행이 느려지게 되어 물류속도가 느려지는 문제가 있으며, 나아가 높은 곳에 적재되는 대상물의 경우에는 작업자가 직접 측정하기에 물리적인 어려움이 있다는 문제점이 있다.
대한민국 등록공보 제10-0800636호, (2008.01.28)
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 적재 대상물을 향해 포크핸들이 진입하기 전에 포크핸들의 진입 높이에 따른 적재 대상물과의 충돌 가능성을 판단하여 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 사전에 방지할 수 있는 자동반송시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 대상물들이 적재되는 다수의 포트를 구비하는 적재설비에 대하여, 상기 대상물들의 로딩 및 언로딩을 수행하기 위한 포크핸들을 구비하는 주행반송로봇이 이동하여, 상기 포트로 진입하기 위한 포크핸들 진입위치에 상기 포크핸들을 정렬시키는 포크핸들 정렬단계; 상기 포크핸들 진입위치로부터 상기 대상물을 로딩 및 언로딩하기 위한 작업위치로 상기 포크핸들을 진입시킬 때, 상기 포크핸들과 상기 대상물의 충돌 가능성을 판단하여 상기 포크핸들의 진입허용여부를 판정하는 진입허용여부 판정단계; 및 상기 진입허용여부 판정단계에서 상기 포크핸들의 진입을 허용하는 경우에, 상기 작업위치로 상기 포크핸들을 진입시키는 포크핸들 진입단계를 포함하며, 상기 진입허용여부 판정단계는 상기 대상물의 미리 결정된 위치에 부착되는 바코드의 위치를 감지하고 이를 기초로 상기 포크핸들과 상기 대상물 사이의 상대위치를 계산하여 상기 포크핸들과 상기 대상물의 충돌 가능성을 판단하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법이 제공될 수 있다.
상기 진입허용여부 판정단계는, 상기 대상물에 부착된 바코드를 스캔하여 상기 대상물에 대한 대상물 정보를 얻는 동시에 상기 바코드를 촬영한 화면 내에서 상기 바코드의 위치를 나타내는 바코드 좌표정보를 얻는 바코드 스캔단계; 상기 바코드 좌표정보에 기초하여 상기 대상물의 적재높이와 상기 포크핸들의 진입높이 사이의 차이를 의미하는 진입높이 마진(margin)을 계산하는 진입높이 마진 계산단계; 및 계산된 상기 진입높이 마진에 기초하여 상기 포크핸들의 진입허용여부를 결정하는 진입허용여부 결정단계를 포함할 수 있다.
상기 바코드 스캔단계는, 상기 포크핸들의 일측에 결합되되, 상기 포크핸들의 진입경로에 대하며 미리 결정된 각도만큼 상부방향을 향해 기울어진 상태로 결합되는 바코드 스캐너에 의해 수행되며, 상기 바코드 좌표정보는, 상기 바코드 스캐너와 상기 바코드 사이의 거리에 따라, 상기 바코드의 위치가 상기 바코드를 촬영한 화면의 상단부로부터 하부방향으로 치우친 픽셀거리를 측정함으로써 얻어질 수 있다.
상기 진입허용여부 판정단계 이후에, 상기 진입허용여부 판정단계에서 상기 포크핸들의 진입을 허용하지 않는 경우에, 상기 진입높이 마진을 미리 결정된 범위의 값으로 보정하기 위하여 상기 포크핸들의 진입높이를 조절하는 진입높이 조절단계를 더 포함할 수 있다.
상기 작업위치는 상기 대상물을 로딩 및 언로딩하기 위한 위치로서 상기 다수의 포트별로 설정되는 티칭위치이고, 상기 포크핸들 진입단계는, 상기 티칭위치로 상기 포크핸들을 진입시키기 위하여 상기 포크핸들을 제1 속도로 진입시키는 고속이동진입단계; 및 상기 티칭위치로 상기 포크핸들을 진입시키면서 상기 대상물과 상기 포크핸들의 위치가 일치되도록 보정하기 위한 오차를 감지하되 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 상기 포크핸들을 진입시키는 저속이동진입단계를 포함하며, 상기 저속이동진입단계가 시작되는 저속이동 시작위치는 상기 티칭위치에 기초하여 상기 포트 별로 결정될 수 있다.
상기 제1 속도는 가변되는 속도이며, 상기 고속이동진입단계는, 상기 제2 속도보다 빠른 속도로 상기 포크핸들의 진입속도를 가속하는 가속이동진입단계; 및 상기 포크핸들의 진입속도를 상기 제2 속도까지 감속하는 감속이동진입단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 속도는 미리 결정된 오차 범위 내에서 일정한 등속도이며, 상기 고속이동진입단계는, 상기 가속이동진입단계 후 상기 포크핸들이 일정한 속도로 진입하는 등속이동진입단계를 더 포함할 수 있다.
상기 감속이동진입단계는, 상기 주행반송로봇의 일측에 회전가능하게 설치되되 상기 포크핸들이 일단부에 결합되고 상기 포크핸들을 이동시키는 한 쌍의 수평로봇 암과, 상기 주행반송로봇 사이의 암각도, 그리고 상기 수평로봇 암을 구동시키는 모터의 속도로부터 계산된, 상기 포크핸들의 위치 및 속도에 기초하여, 상기 모터의 감속시작위치를 계산하고, 상기 감속시작위치에서의 상기 암각도와 상기 모터의 속도를 제어하여 상기 저속이동 시작위치에서 상기 제2 속도가 되도록 감속시키는 단계일 수 있다.
상기 포크핸들의 진입이 완료된 이후에 상기 티칭위치에서 상기 대상물과 상기 포크핸들의 위치가 일치되도록 상기 감지된 오차를 기준으로 상기 포크핸들의 위치를 자동으로 보정시키는 포크핸들 자동보정단계; 및 상기 자동보정된 포크핸들이 상기 대상물에 대한 로딩 및 언로딩을 수행하는 대상물 로딩 및 언로딩 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 포크핸들 자동보정단계는, 상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인의 틀어진 각도를 보정하기 위해 상기 포크핸들을 회전시키는 회전보정단계; 및 상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인을 일치시키는 보정을 위하여 상기 포크핸들을 수평이동시키는 수평이동보정단계를 포함할 수 있다.
상기 저속이동진입단계는, 상기 포트에 대한 상기 포크핸들의 진입방향에 교차하는 라인 상에 있는 상기 포크핸들의 복수의 이격된 지점에 설치되어, 상기 포크핸들의 진입방향에 교차하는 라인 상의 상기 대상물의 이격된 복수 지점을 감지하는 복수의 포크 정렬센서에 의해 각도오차를 감지하는 각도오차 감지단계를 포함할 수 있다.
상기 각도오차 감지단계는, 상기 대상물의 복수지점에 대한 상기 복수의 포크 정렬센서의 감지시차에 따른 상기 대상물의 복수지점과 상기 복수의 포크 정렬센서의 상호 대응하는 거리의 차이를 기초로 상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인의 틀어진 각도를 계산할 수 있다.
상기 수평이동보정단계 이전에, 상기 포크핸들에 설치되되, 상기 대상물의 미리 결정된 기준부를 감지하는 복수의 센터정렬 감지센서의 감지신호에 의해 수평오차를 감지하는 수평오차 감지단계를 더 포함하며, 상기 수평이동보정단계는 상기 감지된 수평오차를 기준으로 상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인을 일치시키는 보정을 위하여 상기 포크핸들을 수평이동시키는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 적재 대상물을 향해 포크핸들이 진입하기 전에 진행되는 바코드 스캔에 의해 계산된 진입높이 마진에 기초하여 포크핸들의 진입 높이에 따른 적재 대상물과의 충돌 가능성을 정확하고 간단하게 판단함으로써, 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 사전에 방지할 수 있다.
또한, 티칭위치로 포크핸들을 진입시키면서 대상물과 포크핸들의 위치가 일치되도록 보정하기 위한 오차를 감지하기 위한 저속이동이 시작되는 위치까지 포크핸들을 최적의 속도로 빠르게 접근시킴으로써, 자동반송의 작업효율을 높이고 물류속도를 증진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동반송시스템에 카세트가 적재된 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동반송시스템에 의한 로딩작업이 수행되는 카세트가 적재된 적재설비의 포트를 도시한 개략적인 정면도이다.
도 3은 바코드 스캐너로부터 서로 다른 거리만큼 떨어져서 위치한 두 개의 카세트를 개략적으로 도시한 측면도와, 각각의 거리에 따라 바코드 스캐너가 바코드를 촬영한 화면을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동반송시스템의 포크핸들을 도시한 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동반송시스템의 자동보정을 수행하는 작동 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동반송시스템의 제어방법의 순서도이다.
도 7은 포크핸들의 진입과정에 따른 각각의 위치에서 모터 및 포크핸들의 속도를 나타내는 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
이하에서 설명되는 대상물은 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등을 포함하는 기판, 반도체용 웨이퍼(wafer), 기판이나 웨이퍼를 수용하여 지지하는 트레이나 카세트가 될 수 있을 뿐만 아니라 일반적인 박스(box)를 비롯한 각종 다양한 물류품이 될 수 있으나, OLED 제작용 마스크(Mask) 또는 기판이 적재된 카세트를 대상물로 상정하여 설명한다. 하기에서 사용되는 용어 중 자동보정은, 카세트에 대해 포크핸들의 위치를 자동으로 정렬하기 위한 각도오차 및 수평오차를 자동으로 계산하여 저장하는 학습을 수행하는 용어로 정의하며, 티칭로딩은 이러한 자동보정에 의해 저장된 각도오차 및 수평오차를 기초로 카세트에 대한 자동로딩을 수행하는 용어로 정의한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동반송시스템에 카세트가 적재된 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동반송시스템에 의한 로딩작업이 수행되는 카세트가 적재된 적재설비의 포트를 도시한 개략적인 정면도이며, 도 3은 바코드 스캐너로부터 서로 다른 거리만큼 떨어져서 위치한 두 개의 카세트를 개략적으로 도시한 측면도와, 각각의 거리에 따라 바코드 스캐너가 바코드를 촬영한 화면을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동반송시스템의 포크핸들을 도시한 평면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동반송시스템의 자동보정을 수행하는 작동 순서도이다.
도 1 내지 도 4과, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동반송시스템은, 대상물들이 적재되어 있고 대상물들 각각을 반입 및 반출할 수 있는 출입구로서 포트들이 마련되어 있는 적재설비(100)에 대해 대상물들의 로딩 및 언로딩을 수행하기 위한 포크핸들(112)을 구비하며, 대상물들의 반송 및 대상물들의 정보를 수집하기 위해 출발지로부터 목적지까지 주행할 수 있는 자동주행기능을 갖춘 주행반송로봇(110)과, 포크핸들(112)의 양측에 설치되는 복수의 포크 정렬센서(121, 122)와, 포크핸들(112)의 중앙부에 설치되는 복수의 센터정렬 감지센서(125)와, 복수의 포크 정렬센서(121, 122) 및 복수의 센터정렬 감지센서(125)와 연계하여 대상물에 대한 포크핸들(112)의 위치정렬을 자동으로 수행하기 위한 자동보정 및 티칭로딩 학습루틴을 실행하는 로딩위치 제어부(130)를 포함한다.
먼저, 적재설비(100)는, 길이방향 및 높이방향을 따라 대상물에 해당하는 다수의 카세트(101)가 일정간격을 두고 적재되어 있는데, 각각의 카세트(101)가 적재되어 있는 적재선반(105)의 전방에는 카세트(101)의 반입 및 반출을 위한 개구로서 포트(102)가 마련되어 있다.
그리고, 주행반송로봇(110)은 각각의 포트(102)에 해당하는 위치정보가 입력될 때, 해당 포트(102)까지 자동으로 주행할 수 있는데, 적재설비(100)의 전방에 설치되어 있는 레일(미도시)을 따라 이동될 수 있다.
주행반송로봇(110)은 적재설비(100)의 포트(102)에 대해 직진이동하여 포트(102)의 내부로 진입할 수 있는 포크핸들(112)을 구비하고 있으며, 이러한 포크핸들(112)은 수평로봇방식으로 구동될 수 있다.
즉, 이러한 주행반송로봇(110)은, 레일(미도시) 상에 주행가능하게 설치되는 반송대차(미도시)에 승강가능하게 설치되며 포크핸들(112)이 설치되는 반송로봇몸체(135)와, 반송로봇몸체(135)에 회전가능하게 설치되되 포크핸들(112)이 일단부에 결합되며 포크핸들(112)의 직선 이동을 위한 한 쌍의 수평로봇 암(136)과, 반송로봇몸체(135)에 회전가능하게 설치되어 수평로봇 암(136)을 구동시키는 암 구동부(137)를 포함할 수 있다. 수평로봇 암(136)은, 암 구동부(137)에 회전가능하게 설치되어 암 구동부(137)에 의해 반송로봇몸체(135)의 좌우(도 1에 도시된 상태에서 좌우방향)로 이동될 수 있으며, 이에 따라 포크핸들(112)이 반송로봇몸체(135) 상에서 좌우로 직진이동될 수 있다.
복수의 포크 정렬센서(121, 122)는, 포트(102)에 대한 포크핸들(112)의 진입방향에 교차하는 라인 상에 있는 포크핸들(112)의 복수의 이격된 지점에 설치된다. 이러한 복수의 포크 정렬센서(121, 122)는 대상물의 로딩을 위해 포트(102)로 포크핸들(112)의 진입이 완료되는 동안, 포크핸들(112)의 진입방향을 따른 포크핸들(112)의 중앙라인과 대상물의 중앙라인의 틀어진 각을 계산하기 위해 포크핸들(112)의 진입방향에 교차하는 라인 상의 대상물의 이격된 복수 지점에 대한 감지여부를 로딩위치 제어부(130)에 제공할 수 있다.
복수의 센터정렬 감지센서(125)는, 대상물의 로딩을 위해 포트(102)로 포크핸들(112)의 진입이 완료되는 동안, 포크핸들(112)의 진입방향을 따른 포크핸들(112)의 중앙라인과 대상물의 중앙라인의 편차를 보정하기 위해 대상물의 정해진 기준부에 대한 감지여부를 로딩위치 제어부(130)에 제공할 수 있다.
로딩위치 제어부(130)는, 복수의 센터정렬 감지센서(125)와, 포크핸들(112)의 진입방향을 따른 포크핸들(112)의 중앙라인과 대상물의 중앙라인의 틀어진 각을 보정하기 위한 각도오차를 복수의 포크 정렬센서(121, 122)의 감지신호를 기초로 계산하여 저장하며, 포크핸들(112)의 진입방향을 따른 포크핸들(112)의 중앙라인과 대상물의 중앙라인의 편차을 보정하기 위한 수평오차를 복수의 센터정렬 감지센서(125, 126)의 감지신호를 기초로 계산하여 저장하며, 각도오차와 수평오차를 기초로 필요한 대상물에 대한 포크핸들(112)의 정렬을 수행하는 로딩위치 제어부(130)를 포함한다.
주행반송로봇(110)의 일측에는, 대상물인 카세트(101)의 일측에 부착되는 바코드(161)를 감지하는 바코드 스캐너(160)가 설치된다.
바코드 스캐너(160)는 포크핸들(112)의 일측에 결합되되, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 포크핸들(112)의 진입경로에 대하며 미리 결정된 각도만큼 상부방향을 향해 기울어진 상태로 결합되며, 대상물인 카세트(101)에 부착된 바코드(161)를 스캔하여 대상물에 대한 대상물 정보를 얻는 동시에 바코드(161)를 촬영한 화면 내에서 바코드(161)의 위치를 나타내는 바코드 좌표정보를 얻게 된다.
도 3에서 위의 도면은 바코드 스캐너로부터 서로 다른 거리만큼 떨어져서 위치한 두 개의 카세트(101a, 101b)를 개략적으로 도시한 측면도로서, 점선은 바코드 스캐너의 시야각의 상부 및 하부를 나타내며, 아래의 도면 (a) 및 (b)는 두 개의 카세트(101a, 101b)까지의 각각의 거리에 따라 바코드 스캐너가 바코드를 촬영한 화면을 개략적으로 도시한 각각의 정면도이다.
도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 바코드 좌표정보는 바코드를 촬영한 화면의 상단부로부터 하부방향으로 치우친 픽셀거리(x1, x2)를 측정함으로써 얻어지게 되는데, 바코드 스캐너(160)의 실제 시야각의 상단으로부터 바코드(161a, 161b) 위치까지의 실제거리(X1, X2)가 바코드를 촬영한 화면의 상단부로부터 하부방향으로 치우친 픽셀거리(x1, x2)에 투영되므로, 얻어진 픽셀거리(x1, x2)로부터 실제 거리(X1, X2)를 계산할 수 있다.
또한, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 바코드 스캐너(160a, 160b)와 바코드(161a, 161b) 사이의 거리에 따라 픽셀거리(x1, x2)가 달라지게 되므로 바코드 스캐너(160a, 160b)와 바코드(161a, 161b) 사이의 거리도 후술할 진입높이 마진의 계산에 이용될 수 있다.
통상적으로 바코드 스캔은 대상물 정보를 얻기 위한 것이 주목적이나, 본 발명에서는 바코드의 위치를 나타내는 바코드 좌표정보을 이용하여 진입높이 마진을 계산함으로써, 계산된 진입높이 마진에 기초하여 포크핸들의 진입 높이에 따른 적재 대상물과의 충돌 가능성을 정확하고 간단하게 판단할 수 있으며, 따라서 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 사전에 방지할 수 있게 된다.
바코드 스캐너(160)에 의해 스캔된 대상물 정보와 바코드 좌표정보는 로딩위치 제어부(130)에 제공될 수 있으며, 로딩위치 제어부(130)에 의해 바코드 좌표정보를 기초로 대상물의 적재높이와 포크핸들의 진입높이 사이의 차이를 의미하는 진입높이 마진(margin)을 계산하게 되는데, 바코드 좌표정보를 미리 마련된 레퍼런스 좌표정보와 비교함으로써 포크핸들과 대상물 사이의 거리 및 각도를 계산하고 포크핸들의 진입높이 마진을 계산할 수 있다.
주행반송로봇(110)은 위치정보가 입력된 해당 포트(102)까지 주행하여 그 포트(102)에 대해 포크핸들(112)이 진입할 수 있도록 주행정렬을 실시할 수 있다. 이를 위해, 주행반송로봇(110)의 일측에는, 포트(102)의 일측에 설치되는 반사부(139)를 감지하는 랙 포스트 센서(140)가 설치될 수 있다. 반사부(139)는 포트(102)에 대한 주행반송로봇(110)의 주행 및 승강 목적지를 제공할 수 있다.
이러한 랙 포스트 센서(140)는, 주행반송로봇(110)의 포크핸들(112)을 기준으로 양측에 설치될 수 있으며, 이에 대응하는 반사부(139)는 포트(102)의 일측에 설치되어 하나의 랙 포스트 센서(140)에 감지될 수 있다. 즉 주행반송로봇(110)은, 포트(102)의 정면을 주행하여 랙 포스트 센서(140)에 의해 반사부(139)의 위치를 감지할 수 있으며, 반사부(139)가 감지된 위치로 이동하여 포트(102)에 대한 정렬을 수행할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 주행반송로봇(110)은, 포트(102)에 위치가 정렬될 상태에서 미리 포크핸들(112)을 카세트(101)에 대해 진입시켜, 해당 포트(102)의 카세트(101)에 대한 진입높이를 결정할 수 있다.
즉, 포크핸들(112)의 일측에는, 포크핸들(112)을 포트(102)에 진입시킨 상태에서, 포크핸들(112)을 카세트(101)의 저면으로 상승시켜, 카세트(101)에 대한 포크핸들(112)의 진입높이를 감지하는 안전간격 감지센서(141)가 설치될 수 있다.
본 실시 예에 따른 안전간격 감지센서(141)는, 수평로봇 암(136)이 결합되어 있는 포크핸들(112)의 단부 영역에 설치되어 포크핸들(112)의 초저속 상승에 의해 카세트(101)를 감지할 수 있는데, 카세트(101)에 대한 감지 간격이 15mm 정도로 설정될 수 있다.
주행반송로봇(110)은, 카세트(101)에 대한 포크핸들(112)의 안전한 진입높이를 감지한 상태에서, 적재선반(105)에 적재되어 있는 카세트(101)에 대해 포크핸들(112)을 상승시켜 카세트(101)를 로딩하는 작업을 실시하기 전에, 카세트(101)에 대해 포크핸들(112)의 위치를 정렬하여 재하이상을 방지할 수 있다.
즉, 카세트(101)는 포트(102)를 통해 적재설비(100)의 적재선반(105)에 적재될 때, 적재선반(105)의 중앙라인과 그 중앙라인이 일치되는 것처럼 모두 동일하게 배치되지 않고, 적재선반(105)에 대해 틀어지고 중앙으로부터 약간씩 벗어난 위치에 배치될 수 있다.
이에, 본 실시 예에 따른 로딩위치 제어부(130)는 카세트(101)에 대해 포크핸들(112)의 로딩위치를 정확하게 정렬시킬 수 있는 자동보정을 실시할 수 있는데, 포크핸들(112)에 설치된 복수의 포크 정렬센서(121, 122) 및 센터정렬 감지센서(125, 126)를 사용하여 카세트(101)의 배치양상에 대한 정보를 수집할 수 있다.
복수의 포크 정렬센서(121, 122)는, 포크핸들(112)의 일단부부터 타단부까지 포트(102)로 진입이 진행되는 경우, 포크핸들(112)의 타단부에 배치되어 있으며, 포크핸들(112)의 중앙라인에 직교하는 라인 상에서 포크핸들(112)의 중앙라인에 대칭되게 배치되는 제1 포크 정렬센서(121) 및 제2 포크 정렬센서(121)일 수 있다.
한 쌍의 제1 포크 정렬센서(121)와 제2 포크 정렬센서(121)는 포크핸들(112)의 타단부(도 1에 도시된 상태에서 좌측)에 배치되어 카세트(101)의 밑면 양측 지점을 감지할 수 있다.
본 실시 예에 따르면 이러한 제1 포크 정렬센서(121)와 제2 포크 정렬센서(121)는, 포크핸들(112)을 구성하는 사이드 포크 프레임(145)의 안쪽에 설치되어 포크핸들(112)이 카세트(101)의 밑면으로 이동될 때, 포크핸들(112)의 진입방향에 직교하게 배치되어 있으면서 가장 먼저 대면하는 카세트(101)의 제1 카세트 프레임(147)을 감지할 수 있다. 이때 제1 카세트 프레임(147)은 포크핸들(112)의 진입방향에 대해 교차하게 배치되어 있으며, 포트(102)에 가장 인접한 하나의 프레임에 해당한다.
포크핸들(112)이 포트(102)로 진입하는 동안, 제1 포크 정렬센서(121)가 on되고, 이후 제2 포크 정렬센서(121)가 on되는 상태이면, 카세트(101)는 포크핸들(112)에 대해서 반 시계 방향으로 회전되어 있는 약간 틀어진 상태이다. 이와 반대인 경우에는 카세트(101)가 시계 방향으로 회전된 상태이다.
또한, 복수의 센터정렬 감지센서(125, 126)는, 포크핸들(112)의 진입이 완료된 상태에서 카세트(101)의 지정된 영역을 감지할 수 있도록 배치된다. 본 실시 예에 도시된 카세트(101)는 카세트(101)의 중앙라인 상에 배치되며 전술한 제1 카세트 프레임(147)과 직교하게 배치되는 제2 카세트 프레임(148)을 갖고 있는데, 복수의 센터정렬 감지센서(125, 126)는 이러한 제2 카세트 프레임(148)을 감지할 수 있다.
포크핸들(112)이 카세트(101)의 밑면으로 진입된 상태에서, 양측 센터정렬 감지센서(125, 126)가 on 상태이면, 포크핸들(112)의 중앙라인 상에 제2 카세트 프레임(148)이 배치된 상태로 볼 수 있다. 또한 포크핸들(112)은, 앞서 설명한 랙 포스트 센서(140)에 의해 포트(102)의 중앙으로 진입될 수 있도록 어느 정도 정렬이 이루어진 상태에서 카세트(101)의 밑면으로 진입되므로, 적재선반(105)의 중앙으로부터 카세트(101)의 위치가 크게 벗어나 있지 않는 한, 양측 두 개의 센터정렬 감지센서(125, 126) 중 적어도 어느 하나에 제2 카세트 프레임(148)이 감지될 수 있다.
도시되지 않았으나, 카세트(101)의 종류에 따라 제2 카세트 프레임(148)이 카세트(101)의 중앙라인에 배치되지 않고 중앙라인으로부터 이격된 라인 상에 배치되는 경우에는, 그 이격된 위치에 대응하도록 두 개의 센터정렬 감지센서(125, 126)가 포크핸들(112)에 배치될 수 있다. 로딩위치 제어부(130)는 두 개의 센터정렬 감지센서(125, 126)로부터 감지신호를 수신하여 카세트(101)에 대해 포크핸들(112)의 중앙정렬이 이루어졌는지에 대한 정보를 수집할 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 포크핸들(112)에는, 포크 정렬센서(121, 122), 센터정렬 감지센서(125, 126), 그리고 안전간격 감지센서(141)가 각각 결합되며, 각 센서의 위치를 조절할 수 있도록 한 쌍의 장공이 형성된 포크 브라켓(151, 152, 153)이 설치될 수 있다. 세 가지 다른 형상의 포크 브라켓(151, 152, 153)은, 포크핸들(112)의 설치위치에 적합하게 제작된 것으로서, 도시하진 않았으나 볼트가 장공을 통하여 포크핸들(112)에 어느 정도 결합된 상태에서 장공에 의해 그 위치가 조정될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동보정 및 티칭로딩이 가능한 자동반송시스템에 의해 포트(102)에 대한 주행반송로봇(110)의 위치정렬 및 카세트(101)에 대한 포크핸들(112)의 배치양상을 수집하여 카세트(101)의 자동로딩을 실시할 수 있는 제어방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동반송시스템의 제어방법의 순서도이고, 도 7은 포크핸들의 진입과정에 따른 각각의 위치에서 모터 및 포크핸들의 속도를 나타내는 도면이다.
이들 도면에 자세히 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 자동반송시스템의 제어방법(M1)은 포크핸들 정렬단계(S10)와, 진입허용여부 판정단계(S20)와, 진입높이 조절단계(S30)와, 포크핸들 진입단계(S40)와, 포크핸들 자동보정단계(S50)와, 대상물 로딩 및 언로딩 단계(S60)를 포함한다.
제어방법에 대한 설명에 앞서, 도 7을 참조하여 포크핸들의 진입과정에 따른 각각의 위치에 대해 포크핸들(112)의 선단부를 기준으로 설명하면, 포크핸들 진입위치(PE)는 포트(102)로 진입하기 위한 포크핸들(112)이 정렬되는 위치이고, 티칭위치(PT)는 대상물을 로딩 또는 언로딩하기 위한 작업위치이며, 저속이동 시작위치(PS)는 포크핸들(112)이 오차감지를 위한 센서의 감지가 용이하도록 저속으로 이동하는 저속이동진입단계가 시작되는 위치이고, 감속시작위치(PM)은 포크핸들(112)의 이동속도를 감속시키기 위해 모터의 감속이 시작되는 위치이다.
이 때 대상물을 로딩 또는 언로딩하기 위한 위치인 티칭위치(PT)는 다수의 포트(102)별로 설정되는 것이므로, 저속이동진입단계가 시작되는 저속이동 시작위치(PS)도 티칭위치(PT)에 기초하여 각각의 포트(102) 별로 결정된다.
먼저, 포크핸들 정렬단계(S10)는 대상물들이 적재되는 다수의 포트를 구비하는 적재설비에 대하여, 대상물들의 로딩 또는 언로딩을 수행하기 위한 포크핸들(112)을 구비하는 주행반송로봇(110)이 이동하여, 포트(102)로 진입하기 위한 포크핸들 진입위치(PE)에 포크핸들(112)을 정렬시키는 단계이다.
전술한 바와 같이, 적재설비(100)는 길이방향 및 높이방향을 따라 대상물에 해당하는 다수의 카세트(101)가 일정간격을 두고 적재되어 있으며, 각각의 카세트(101)가 적재되어 있는 적재선반(105)의 전방에는 카세트(101)의 반입 및 반출을 위한 개구로서 포트(102)가 마련되어 있다.
따라서, 포크핸들 정렬단계(S10)에서 주행반송로봇(110)은 각각의 포트(102)에 해당하는 위치정보가 입력될 때, 적재설비(100)의 전방에 설치되어 있는 레일(미도시)을 따라 해당 포트(102)까지 자동으로 주행하여 이동함으로써 포트(102)로 진입하기 위한 포크핸들 진입위치(PE)에 포크핸들(112)을 정렬시키게 된다.
다음으로, 진입허용여부 판정단계(S20)는 포크핸들 진입위치로부터 대상물을 로딩 및 언로딩하기 위한 작업위치인 티칭위치로 포크핸들을 진입시킬 때, 포크핸들과 대상물의 충돌 가능성을 판단하여 포크핸들의 진입허용여부를 판정하는 단계이다.
본 발명에 따른 진입허용여부 판정단계(S20)는 대상물의 미리 결정된 위치에 부착되는 바코드(161)의 위치를 감지하고 이를 기초로 포크핸들(112)과 대상물인 카세트(101) 사이의 상대위치를 계산하여 포크핸들(112)과 대상물인 카세트(101)의 충돌 가능성을 정확하고 간단하게 판단할 수 있으므로, 따라서 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 사전에 방지할 수 있게 된다.
이러한 진입허용여부 판정단계(S20)는, 바코드 스캔단계(S21)와, 진입높이 마진 계산단계(S22)와, 진입허용여부 결정단계(S23)를 포함한다.
바코드 스캔단계(S21)는 대상물에 부착된 바코드를 스캔하여 대상물에 대한 대상물 정보를 얻는 동시에 바코드를 촬영한 화면 내에서 바코드의 위치를 나타내는 바코드 좌표정보를 얻는 단계이다.
도 2 및 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 바코드 스캔단계(S21)는 포크핸들의 일측에 결합되되, 포크핸들의 진입경로에 대하며 미리 결정된 각도만큼 상부방향을 향해 기울어진 상태로 결합되는 바코드 스캐너(160)가 카세트(101)에 부착된 바코드(161, 도 2 참조)를 스캔함으로써 진행되며, 바코드 좌표정보는, 바코드 스캐너(160)와 바코드(161) 사이의 거리에 따라, 바코드(161)의 위치가 바코드를 촬영한 화면의 상단부로부터 하부방향으로 치우친 픽셀거리(x1, x2)를 측정함으로써 얻어지게 됨은 전술한 바와 같다.
통상적으로 바코드 스캔은 대상물 정보를 얻기 위한 것이 주목적이나, 본 발명에서는 바코드의 위치를 나타내는 바코드 좌표정보을 이용하여 진입높이 마진을 계산함으로써, 계산된 진입높이 마진에 기초하여 포크핸들의 진입 높이에 따른 적재 대상물과의 충돌 가능성을 정확하고 간단하게 판단할 수 있으며, 따라서 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 사전에 방지할 수 있게 된다.
진입높이 마진 계산단계(S22)는 바코드 좌표정보에 기초하여 대상물의 적재높이와 포크핸들의 진입높이 사이의 차이를 의미하는 진입높이 마진(margin)을 계산하는 단계이다.
바코드 스캐너(160)에 의해 스캔된 대상물 정보와 바코드 좌표정보는 로딩위치 제어부(130)에 제공될 수 있으며, 로딩위치 제어부(130)에 의해 바코드 좌표정보를 기초로 대상물의 적재높이와 포크핸들의 진입높이 사이의 차이를 의미하는 진입높이 마진(margin)을 계산하게 되는데, 바코드 좌표정보를 미리 마련된 레퍼런스 좌표정보와 비교함으로써 포크핸들과 대상물 사이의 거리 및 각도를 계산하고 포크핸들의 진입높이 마진을 계산할 수 있다.
진입허용여부 결정단계(S23)는 계산된 진입높이 마진에 기초하여 포크핸들의 진입허용여부를 결정하는 한계이다.
예를 들어, 진입높이 마진이 7mm 미만인 경우에는 제1 경고음을 발생시키면서 포크핸들의 진입을 허용하지 않으며, 진입높이 마진이 7mm 이상 10mm 이하인 경우에는 제2 경고음을 발생시키되 포크핸들의 진입을 허용하는 등, 미리 결정된 진입높이 마진의 범위에 따라 포크핸들의 진입허용여부를 결정할 수 있으며, 다양한 패턴의 경보음이나 경광등 등을 통해 작업자의 주의를 환기시키거나 위험을 알리는 등의 조치를 취할 수 있을 것이다.
다만 본 발명의 범위가 여기에 한정되는 것은 아니며, 적재 대상물의 종류 및 자동반송시스템의 구성에 따라 다양한 진입높이 마진을 설정할 수 있을 것이며, 이에 따라 다양한 상황에 맞게 포크핸들의 진입허용여부를 결정할 수 있을 것이다.
다음으로, 진입높이 조절단계(S30)는 진입허용여부 판정단계(S20)에서 포크핸들의 진입을 허용하지 않는 경우에, 진입높이 마진을 미리 결정된 범위의 값으로 보정하기 위하여 포크핸들의 진입높이를 조절하는 단계이다.
즉, 진입높이 마진이 포크핸들의 진입을 위한 안전범위를 벗어난 상태라면, 포크핸들의 진입높이를 낮추어 줌으로써, 진입높이 마진이 포크핸들의 진입을 위한 안전범위 내로 보정하는 단계이며, 포크핸들의 진입높이를 조절이 완료되면 이후에 포크핸들 진입단계(S40)가 이어지게 된다.
다음으로, 포크핸들 진입단계(S40)는 진입허용여부 판정단계(S20)에서 포크핸들의 진입을 허용하는 경우에, 작업위치로 포크핸들을 진입시키는 단계로서, 고속이동진입단계(S41)와, 저속이동진입단계(S42)를 포함한다.
고속이동진입단계(S41)는 대상물을 로딩 또는 언로딩하기 위한 위치로서 다수의 포트(102)별로 설정되는 티칭위치(PT)로 포크핸들(112)을 진입시키기 위하여 포크핸들(112)을 제1 속도로 진입시키는 단계이다.
이 때, 제1 속도는 가변되는 속도이며, 포크핸들을 구동시키는 모터를 빠르게 가속시켰다가 다시 빠르게 감속시킴으로써 포크핸들을 이동시키는데 소비되는 이동시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 6 및 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 고속이동진입단계(S41)는 가속이동진입단계(S41a)와, 등속이동진입단계(S41b)와, 감속이동진입단계(S41c)를 포함한다.
가속이동진입단계(S41a)는 제2 속도보다 빠른 속도로 포크핸들(112)의 진입속도를 가속하는 단계로서, 포크핸들 진입위치(PE)에서 정지된 상태로부터 포크핸들을 가장 빠르게 이동시킬 수 있는 모터의 최고속도(V1)까지 빠르게 가속시키면서 포크핸들을 이동시킨다.
등속이동진입단계(S41b)는 가속이동진입단계(S41a) 이후에 포크핸들이 일정한 속도로 진입하는 단계로서, 모터의 최고속도(V1)를 유지하면서 포크핸들을 이동시킨다.
도 7에 도시된 그래프는, 모터의 최고속도(V1)까지 가속한 이후에 최고속도(V1)를 유지하며 등속도로 이동시킬 수 있을 정도로 포크핸들 진입위치(PE)로부터 저속이동 시작위치(PS)까지 충분한 거리가 있는 경우의 속도변화를 나타낸 것이므로 등속이동진입단계(S41b)가 나타날 수 있다.
이와 달리 포크핸들 진입위치(PE)로부터 저속이동 시작위치(PS)까지의 거리가 짧은 경우에는, 모터의 최고속도(V1)까지 가속되기 이전에 모터의 감속을 시작하여야 하므로 등속이동진입단계(S41b)가 생략될 수 있다.
감속이동진입단계(S41c)는 저속이동 시작위치(PS)에서 제2 속도가 되도록 포크핸들의 진입속도를 빠르게 감속하는 단계로서, 모터의 최고속도(V1)로부터 오차를 감지하기 위한 오차감지속도(V2)까지 빠르게 감속시키면서 포크핸들을 이동시킨다.
이러한, 감속이동진입단계(S41c)는 주행반송로봇(110)의 일측에 회전가능하게 설치되되 포크핸들(112)이 일단부에 결합되고 포크핸들을 이동시키는 한 쌍의 수평로봇 암(136)과, 주행반송로봇(110)의 반송로봇몸체(135) 사이의 암각도, 그리고 수평로봇 암(136)을 구동시키는 모터(미도시)의 속도로부터 계산된, 포크핸들(112)의 위치 및 속도에 기초하여, 모터의 감속시작위치(PM)를 계산하고, 감속시작위치(PM)에서의 암각도와 모터의 속도를 제어하여 저속이동 시작위치(PS)에서 제2 속도가 되도록 감속시키는 단계이다.
이에 대하여 자세히 설명하면, 저속이동 시작위치(PS)는 티칭위치(PT)에 기초하여 결정되며, 저속이동 시작위치(PS)에서 제2 속도가 되도록 하려면 특정한 감속시작위치(PM)에서 정확하게 모터의 감속이 시작되어야 한다.
그러나, 종래의 자동반송시스템의 경우에는 티칭위치(PT)에 기초하여 결정되는 저속이동 시작위치(PS)와 관계없이 포크핸들이 진입하면서 포트의 일정위치를 지나갈때 부터 일괄적으로 센서감지를 위한 저속이동을 실시하였다.
왜냐하면 자동반송시스템에서는 비용이 많이 드는 로봇제어를 사용하지 않고 서보모터 등을 이용하는 PLC제어를 사용하는 것이 일반적이기 때문에, 포크핸들의 진입위치와 속도를 정확히 제어하기가 힘들었고, 따라서 일괄적으로 동일한 위치에서 센서감지를 위한 저속이동을 실시해왔던 것이다.
그런데, 이렇게 일괄적으로 동일한 위치에서 센서감지를 위한 저속이동을 실시하게 되면, 티칭위치(PT)가 먼 경우에는 센서감지를 위한 저속이동구간이 길어지게 되어 포크핸들의 진입에 걸리는 이동시간이 늘어나게 되므로 자동반송에 걸리는 시간이 길어지게 되어 작업효율이 떨어지는 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 자동반송시스템의 제어방법에 따르면, 다수의 포트(102)별로 설정되는 티칭위치(PT)에 따라 결정된 저속이동 시작위치(PS)를 특정하고, 저속이동 시작위치(PS)까지 빠르게 포크핸들을 이동시킴으로써, 포크핸들을 이동시키는데 소비되는 이동시간을 단축시켜 작업효율을 높일 수 있게 된다.
이를 위해서 포크핸들 진입위치(PE)로부터 저속이동 시작위치(PS)까지 충분한 거리가 있어서 등속이동진입단계(S41b)가 존재하는 경우에는, 모터의 최고속도(V1)를 유지하면서 포크핸들을 이동시키는 도중에 모터의 감속시작위치(PM)를 지나게 되고 이때부터 모터를 빠르게 감속시켜야한다.
그리고 포크핸들 진입위치(PE)로부터 저속이동 시작위치(PS)까지의 거리가 짧아 등속이동진입단계(S41b)가 존재하지 않는 경우에는, 모터가 최고속도(V1)를 향해 빠르게 가속되는 도중에 모터의 감속시작위치(PM)를 지나게 되고 이때부터 빠르게 감속시켜야 한다.
이렇게 각각의 포트별로 모터의 감속시작위치(PM)가 달라지는데, 이러한 모터의 감속시작위치(PM)를 정확하게 계산하기 위해서 한 쌍의 수평로봇 암(136)과 주행반송로봇(110)의 반송로봇몸체(135) 사이의 암각도 및 수평로봇 암(136)을 구동시키는 모터(미도시)의 속도로부터 포크핸들(112)의 위치 및 속도를 계산하고, 이렇게 계산된 포크핸들(112)의 위치 및 속도에 기초하여, 저속이동 시작위치(PS)에서 제2 속도가 되도록 빠르게 감속시킬 수 있는 모터의 감속시작위치(PM)를 계산하게 된다.
그리고, 계산된 모터의 감속시작위치(PM)를 한 쌍의 수평로봇 암(136)과 주행반송로봇(110)의 반송로봇몸체(135) 사이의 암각도 및 수평로봇 암(136)을 구동시키는 모터의 속도로 특정하여 감속시작위치(PM)에서의 암각도와 모터의 속도를 제어함으로써, 저속이동 시작위치(PS)에서 정확하게 제2 속도가 되도록 빠르게 감속시킬 수 있게 된다.
결국 본 발명의 자동반송시스템의 제어방법에 따르면, 저속이동 시작위치(PS)를 특정하고, 저속이동 시작위치(PS)에서 정확하게 제2 속도가 되도록 빠르게 감속시킬 수 있는 모터의 감속시작위치(PM)를 계산하여 감속시작위치(PM)의 모터의 속도를 제어함으로써, 포크핸들을 최대한 빠르게 가속시켰다가 다시 빠르게 감속시키면서 포크핸들의 이동시간을 단축시킬 수 있으므로 자동반송의 작업효율을 높이고 물류속도를 증진시킬 수 있게 된다.
한편, 저속이동진입단계(S42)는 티칭위치(PT)로 포크핸들(112)을 진입시키면서 대상물과 포크핸들의 위치가 일치되도록 보정하기 위한 오차를 감지하되 제1 속도보다 느린 제2 속도로 포크핸들을 진입시키는 단계이다.
이 때, 제2 속도는 미리 결정된 오차 범위 내에서 일정한 등속도이며, 오차를 감지하기 위한 센서가 정확한 감지를 할 수 있도록 미리 정해진 저속으로 이동하는 속도이다.
저속이동진입단계(S42)는 포트(102)에 대한 포크핸들의 진입방향에 교차하는 라인 상에 있는 포크핸들의 복수의 이격된 지점에 설치되어, 포크핸들의 진입방향에 교차하는 라인 상의 대상물의 이격된 복수 지점을 감지하는 복수의 포크 정렬센서에 의해 각도오차를 감지하는 각도오차 감지단계(S42a)를 포함한다.
각도오차 감지단계(S42a)는, 대상물의 복수지점에 대한 복수의 포크 정렬센서(121, 122, 도 1 참조)의 감지시차에 따른 대상물의 복수지점과 복수의 포크 정렬센서의 상호 대응하는 거리의 차이를 기초로 포크핸들의 중앙라인과 대상물의 중앙라인의 틀어진 각도를 계산하는 단계이다.
이에 대해서는 앞에서 설명한 바와 같이, 복수의 포크 정렬센서(121, 122)가 포크핸들(112)의 진입방향에 교차하는 라인 상의 대상물의 이격된 복수 지점에 대한 감지여부를 로딩위치 제어부(130)에 제공할 수 있으며, 로딩위치 제어부(130)에 의해 복수의 포크 정렬센서(121, 122, 도 1 참조)의 감지시차에 따른 대상물의 복수지점과 복수의 포크 정렬센서의 상호 대응하는 거리의 차이를 기초로 포크핸들의 중앙라인과 대상물의 중앙라인의 틀어진 각도가 계산될 수 있다.
다음으로, 포크핸들 자동보정단계(S50)는 포크핸들(112)의 진입이 완료된 이후에 티칭위치(PT)에서 대상물인 카세트(101)와 포크핸들(112)의 위치가 일치되도록 감지된 오차를 기준으로 포크핸들(112)의 위치를 자동으로 보정시키는 단계로서, 회전보정단계(S51)와, 수평오차 감지단계(S52)와, 수평이동보정단계(S53)를 포함한다.
회전보정단계(S51)는 포크핸들의 중앙라인과 대상물의 중앙라인의 틀어진 각도를 보정하기 위해 포크핸들을 회전시키는 단계이다.
수평오차 감지단계(S52)는 포크핸들(112)에 설치되되, 대상물의 미리 결정된 기준부를 감지하는 복수의 센터정렬 감지센서(125, 126, 도 1 참조)의 감지신호에 의해 수평오차를 감지하는 단계이다.
수평이동보정단계(S53)는 포크핸들의 중앙라인과 대상물의 중앙라인을 일치시키는 보정을 위하여 포크핸들을 수평이동시키는 단계로서, 수평오차 감지단계(S52)에서 감지된 수평오차를 기준으로 포크핸들을 수평이동시킨다.
이에 대해서는 앞에서 설명한 바와 같이, 복수의 센터정렬 감지센서(125, 126, 도 1 참조)가 대상물의 정해진 기준부에 대한 감지여부를 로딩위치 제어부(130)에 제공할 수 있으며, 로딩위치 제어부(130)에 의해 복수의 센터정렬 감지센서(125, 126, 도 1 참조)의 감지신호를 기초로 수평오차가 계산하여 계산될 수 있다.
마지막으로, 대상물 로딩 및 언로딩 단계(S60)는 자동보정된 포크핸들이 대상물에 대한 로딩 또는 언로딩을 수행하는 단계이다.
이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 적재 대상물을 향해 포크핸들이 진입하기 전에 진행되는 바코드 스캔에 의해 계산된 진입높이 마진에 기초하여 포크핸들의 진입 높이에 따른 적재 대상물과의 충돌 가능성을 정확하고 간단하게 판단함으로써, 포크핸들과 적재 대상물 사이의 충돌을 사전에 방지할 수 있게 된다.
또한, 티칭위치로 포크핸들을 진입시키면서 대상물과 포크핸들의 위치가 일치되도록 보정하기 위한 오차를 감지하기 위한 저속이동이 시작되는 위치까지 포크핸들을 최적의 속도로 빠르게 접근시킴으로써, 자동반송의 작업효율을 높이고 물류속도를 증진시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 적재설비 101: 카세트
102: 포트 105: 적재선반
110: 주행반송로봇 112: 포크핸들
121, 122: 복수의 포크 정렬센서 125, 126: 복수의 센터정렬 감지센서
130: 로딩위치 제어부 135: 반송로봇몸체
136: 수평로봇 암 137: 암 구동부
139: 반사부 140: 랙 포스트 센서
141: 안전간격 감지센서 145: 사이드 포크 프레임
147: 제1 카세트 프레임 148: 제2 카세트 프레임
151, 152, 153: 포크 브라켓 160: 바코드 스캐너
161: 바코드

Claims (13)

  1. 대상물들이 적재되는 다수의 포트를 구비하는 적재설비에 대하여, 상기 대상물들의 로딩 및 언로딩을 수행하기 위한 포크핸들을 구비하는 주행반송로봇이 이동하여, 상기 포트로 진입하기 위한 포크핸들 진입위치에 상기 포크핸들을 정렬시키는 포크핸들 정렬단계;
    상기 포크핸들 진입위치로부터 상기 대상물을 로딩 및 언로딩하기 위한 작업위치로 상기 포크핸들을 진입시킬 때, 상기 포크핸들과 상기 대상물의 충돌 가능성을 판단하여 상기 포크핸들의 진입허용여부를 판정하는 진입허용여부 판정단계; 및
    상기 진입허용여부 판정단계에서 상기 포크핸들의 진입을 허용하는 경우에, 상기 작업위치로 상기 포크핸들을 진입시키는 포크핸들 진입단계를 포함하며,
    상기 진입허용여부 판정단계는 상기 대상물의 미리 결정된 위치에 부착되는 바코드의 위치를 감지하고 이를 기초로 상기 포크핸들과 상기 대상물 사이의 상대위치를 계산하여 상기 포크핸들과 상기 대상물의 충돌 가능성을 판단하되,
    상기 진입허용여부 판정단계는,
    상기 대상물에 부착된 바코드를 스캔하여 상기 대상물에 대한 대상물 정보를 얻는 동시에 상기 바코드를 촬영한 화면 내에서 상기 바코드의 위치를 나타내는 바코드 좌표정보를 얻는 바코드 스캔단계;
    상기 바코드 좌표정보에 기초하여 상기 대상물의 적재높이와 상기 포크핸들의 진입높이 사이의 차이를 의미하는 진입높이 마진(margin)을 계산하는 진입높이 마진 계산단계; 및
    계산된 상기 진입높이 마진에 기초하여 상기 포크핸들의 진입허용여부를 결정하는 진입허용여부 결정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바코드 스캔단계는,
    상기 포크핸들의 일측에 결합되되, 상기 포크핸들의 진입경로에 대하며 미리 결정된 각도만큼 상부방향을 향해 기울어진 상태로 결합되는 바코드 스캐너에 의해 수행되며,
    상기 바코드 좌표정보는, 상기 바코드 스캐너와 상기 바코드 사이의 거리에 따라, 상기 바코드의 위치가 상기 바코드를 촬영한 화면의 상단부로부터 하부방향으로 치우친 픽셀거리를 측정함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진입허용여부 판정단계 이후에,
    상기 진입허용여부 판정단계에서 상기 포크핸들의 진입을 허용하지 않는 경우에, 상기 진입높이 마진을 미리 결정된 범위의 값으로 보정하기 위하여 상기 포크핸들의 진입높이를 조절하는 진입높이 조절단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작업위치는 상기 대상물을 로딩 및 언로딩하기 위한 위치로서 상기 다수의 포트별로 설정되는 티칭위치이고,
    상기 포크핸들 진입단계는,
    상기 티칭위치로 상기 포크핸들을 진입시키기 위하여 상기 포크핸들을 제1 속도로 진입시키는 고속이동진입단계; 및
    상기 티칭위치로 상기 포크핸들을 진입시키면서 상기 대상물과 상기 포크핸들의 위치가 일치되도록 보정하기 위한 오차를 감지하되 상기 제1 속도보다 느린 제2 속도로 상기 포크핸들을 진입시키는 저속이동진입단계를 포함하며,
    상기 저속이동진입단계가 시작되는 저속이동 시작위치는 상기 티칭위치에 기초하여 상기 포트 별로 결정되는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 속도는 가변되는 속도이며,
    상기 고속이동진입단계는,
    상기 제2 속도보다 빠른 속도로 상기 포크핸들의 진입속도를 가속하는 가속이동진입단계; 및
    상기 포크핸들의 진입속도를 상기 제2 속도까지 감속하는 감속이동진입단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 속도는 미리 결정된 오차 범위 내에서 일정한 등속도이며,
    상기 고속이동진입단계는,
    상기 가속이동진입단계 후 상기 포크핸들이 일정한 속도로 진입하는 등속이동진입단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 감속이동진입단계는,
    상기 주행반송로봇의 일측에 회전가능하게 설치되되 상기 포크핸들이 일단부에 결합되고 상기 포크핸들을 이동시키는 한 쌍의 수평로봇 암과, 상기 주행반송로봇 사이의 암각도, 그리고 상기 수평로봇 암을 구동시키는 모터의 속도로부터 계산된, 상기 포크핸들의 위치 및 속도에 기초하여,
    상기 모터의 감속시작위치를 계산하고, 상기 감속시작위치에서의 상기 암각도와 상기 모터의 속도를 제어하여 상기 저속이동 시작위치에서 상기 제2 속도가 되도록 감속시키는 단계인 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 포크핸들의 진입이 완료된 이후에 상기 티칭위치에서 상기 대상물과 상기 포크핸들의 위치가 일치되도록 상기 감지된 오차를 기준으로 상기 포크핸들의 위치를 자동으로 보정시키는 포크핸들 자동보정단계; 및
    상기 자동보정된 포크핸들이 상기 대상물에 대한 로딩 및 언로딩을 수행하는 대상물 로딩 및 언로딩 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 포크핸들 자동보정단계는,
    상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인의 틀어진 각도를 보정하기 위해 상기 포크핸들을 회전시키는 회전보정단계; 및
    상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인을 일치시키는 보정을 위하여 상기 포크핸들을 수평이동시키는 수평이동보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 저속이동진입단계는,
    상기 포트에 대한 상기 포크핸들의 진입방향에 교차하는 라인 상에 있는 상기 포크핸들의 복수의 이격된 지점에 설치되어, 상기 포크핸들의 진입방향에 교차하는 라인 상의 상기 대상물의 이격된 복수 지점을 감지하는 복수의 포크 정렬센서에 의해 각도오차를 감지하는 각도오차 감지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각도오차 감지단계는,
    상기 대상물의 복수지점에 대한 상기 복수의 포크 정렬센서의 감지시차에 따른 상기 대상물의 복수지점과 상기 복수의 포크 정렬센서의 상호 대응하는 거리의 차이를 기초로 상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인의 틀어진 각도를 계산하는 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 수평이동보정단계 이전에,
    상기 포크핸들에 설치되되, 상기 대상물의 미리 결정된 기준부를 감지하는 복수의 센터정렬 감지센서의 감지신호에 의해 수평오차를 감지하는 수평오차 감지단계를 더 포함하며,
    상기 수평이동보정단계는 상기 감지된 수평오차를 기준으로 상기 포크핸들의 중앙라인과 상기 대상물의 중앙라인을 일치시키는 보정을 위하여 상기 포크핸들을 수평이동시키는 단계인 것을 특징으로 하는 자동반송시스템의 제어방법.
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