KR102656712B1 - 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템은, 바닥 적재형 갠트리 로봇의 운용을 위한 바닥 평탄도 보정 시스템에 있어서, 작업장 바닥 공간 중 물품이 적재되는 하나 이상의 적재 공간을 생성하는 적재 공간 생성부와, 생성한 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하는 기준 공간 선택부와, 적재 공간의 높이를 측정하는 높이 측정부, 그리고 높이 측정부에서 측정한 높이에 기초하여 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용하는 평탄도 보정부를 포함하고, 평탄도 보정부는 기준 적재 공간을 대상으로 측정한 높이를 기준 높이로 설정하고, 나머지 적재 공간을 대상으로 기준 높이에 대한 상대 높이를 적용하여 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용한다. 본 발명에 의하면, 다수의 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하여 기준 적재 공간의 높이를 측정하고 나머지 적재 공간을 대상으로 기준 적재 공간의 높이에 대한 상대 높이를 측정하여, 관리자의 실측 과정 없이 각 적재 공간에 대한 바닥 평탄도 보정을 수행함으로써, 적재 공간의 높이 측정 과정이 자동으로 수행 가능하여 측정 시간이 단축되고 정확한 측정이 가능하며 관리자의 실측에 따른 작업장 내부 진입이 요구되지 않아 관리자의 작업 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법{Floor Height Calibrate System and Method}

본 발명은 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하여 기준 적재 공간의 높이를 측정하고 나머지 적재 공간을 대상으로 기준 적재 공간의 높이에 대한 상대 높이를 측정하여 각 적재 공간에 대한 바닥 평탄도 보정을 수행할 수 있는 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법에 관한 것이다.

물류라는 용어는 물적 유통(physical distribution)의 줄임말로서, 생산자로부터 소비자에게 물품, 재화를 효과적으로 옮겨주는 기능 또는 활동의 총칭이다. 일반적으로 포장, 하역, 수송, 보관 및 정보와 같은 여러 활동을 말한다.

통상적으로 물품, 재화를 수송하는 데는 포장, 보관, 집하/적재, 수송, 하역/배달, 보관 등의 여러 과정을 거친다. 어떠한 수송수단을 이용하든 이러한 과정을 거치지 않고는 물품, 재화의 이동은 불가능하다. 이러한 이동의 전체를 종합적으로 보는 것이 물적 유통(물류)인 것이다.

근래에 들어서는 대량생산, 대량판매, 대량소비가 시대의 추세가 되었으며, 그 사이를 잇는 물자의 흐름을 효율화할 필요성이 커졌기 때문에 물류의 중요성이 점차 커지고 있다.

물류 창고는 일반적으로 공장 또는 생산지에서 대량으로 생산된 각종 식료품, 음료, 의류, 가전, 잡화 및 산업용품 등의 일상에서 사용되는 모든 물품들을 일시 또는 장기간 적재 보관하기 위한 저장창고를 말한다. 이러한 물류 창고는 최근 물류산업의 급속한 발달로 인하여 단순한 물류의 관리차원에서 벗어나 물류 창고 내 보관재고의 물품배치에서부터 효율적인 입출고는 물론 재고관리 등의 새로운 비즈니스의 창출을 도모할 수 있도록 설계 및 시공되고 있다.

이러한 물류 창고는 신속한 화물의 입고와 출고가 생명이기 때문에 대부분 기계화 또는 자동화된 화물의 적재 및 하역 수단을 구비하고 있으며, 대표적으로 스태커 크레인, 셔틀, 리프트 등의 자동화 설비가 사용되고 있으며, 이외에도 창고 바닥 또는 천장에 설치된 레일을 따라 이송 대차가 이동하며 물품을 이송하는 방식의 이송 시스템 등 다양한 장치들이 사용되고 있다.

또한, 물류 창고 내부에서 상대적으로 중량 또는 크기가 큰 물품을 이송하기 위한 용도로 갠트리를 이용한 바닥 적재형 갠트리 로봇이 사용되기도 한다. 이러한 바닥 적재형 갠트리 로봇은 수직 프레임의 상단에 수평 방향의 갠트리 거더를 설치하고, 갠트리 거더를 따라 수평 이동하도록 갠트리 거더에 수평 이동 바디를 설치하며, 수평 이동 바디에서 상하 이동하며 물품을 픽업할 수 있는 물품 픽업 장치가 구비되는 형태로 구성된다. 수직 프레임이 갠트리 거더와 직각 방향으로 이동 가능하게 구성하면, 물품 픽업 장치는 3축 방향으로 이동이 가능하며 어느 한 지점에서 물품을 픽업하여 다른 한 지점으로 물품을 운반하는 기능을 수행할 수 있다.

예를 들어, 타이어 제조 공장에서는 타이어의 제조 과정 중 중간 단계에서 생성된 생타이어 등을 제조 공정에 따라 다른 제조 라인으로 생타이어를 운반해야 하는데, 이러한 생타이어의 운반을 위해 갠트리를 이용한 바닥 적재형 갠트리 로봇이 이용된다. 물론, 생타이어의 운반뿐만 아니라 완물품 형태의 타이어에 대한 운반 작업을 위해서도 갠트리를 이용한 바닥 적재형 갠트리 로봇이 사용된다. 타이어를 운반하기 위한 바닥 적재형 갠트리 로봇의 경우, 갠트리 거더의 수평 이동 바디에 장착된 물품 픽업 장치가 타이어를 척킹(chucking) 및 척킹 해제할 수 있는 타이어 척킹 장치의 형태로 적용된다.

상술한 타이어 적재용 갠트리 로봇과 같이 물품을 바닥에 적재하는 바닥 적재형 갠트리 로봇의 경우, 바닥의 높이에 따라 물품 픽업 장치의 물품 픽업 높이 또는 픽업 해제 높이가 달라지기 때문에 정확한 바닥 높이 측정이 필수로 요구된다.

특히, 바닥 적재형 갠트리 로봇은 통상적으로 다수의 적재 공간에 물품을 적재하는데, 바닥에 형성되는 각 적재 공간들은 서로 간에 높이 차가 존재하기 때문에, 적재형 갠트리 로봇의 운용을 위해서는 적재 공간마다 바닥 높이를 측정하여 바닥 평탄도 보정 과정을 거쳐야 한다.

종래에는 이러한 바닥 평탄도 보정을 위한 바닥 높이 측정을 관리자가 직접 수행하였는데, 관리자의 바닥 높이 측정을 위해서는 관리자가 직접 작업장 내부에 진입해야 하여 작업 안전성면에서 문제가 있고, 또한 관리자에 의한 실측은 측정 시간이 장시간 소요되고 측정값의 정확도가 떨어진다는 문제점이 존재한다.

국내공개특허 제10-2017-0081968호

본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 다수의 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하여 기준 적재 공간의 높이를 측정하고 나머지 적재 공간을 대상으로 기준 적재 공간의 높이에 대한 상대 높이를 측정하여, 관리자의 실측 과정 없이 각 적재 공간에 대한 바닥 평탄도 보정을 수행할 수 있는 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 수직 방향으로 이동하며 픽업한 물품을 적재 공간에 적재하거나 적재된 물건을 픽업하는 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치에 장착되고 물품 픽업 장치가 바닥과 기준 거리 이상 근접하거나 접촉하면 감지 신호를 생성하여, 물품 픽업 장치의 승강 이동 거리 정보에 기초하여 적재 공간의 높이값을 측정할 수 있는 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 하나의 적재 공간에 대한 높이 측정을 여러번 수행하여 평균값을 적재 공간의 높이로 결정하되 설정한 허용 편차에 기초하여 측정한 높이의 유효성을 판단할 수 있는 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템은, 바닥 적재형 갠트리 로봇의 운용을 위한 바닥 평탄도 보정 시스템에 있어서, 작업장 바닥 공간 중 물품이 적재되는 하나 이상의 적재 공간을 생성하는 적재 공간 생성부와, 생성한 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하는 기준 공간 선택부와, 적재 공간의 높이를 측정하는 높이 측정부, 그리고 높이 측정부에서 측정한 높이에 기초하여 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용하는 평탄도 보정부를 포함하고, 평탄도 보정부는 기준 적재 공간을 대상으로 측정한 높이를 기준 높이로 설정하고, 나머지 적재 공간을 대상으로 기준 높이에 대한 상대 높이를 적용하여 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용한다.

이때, 높이 측정부는 수직 방향으로 이동 가능하고 바닥과 기준 거리 이상 근접하거나 접촉하면 감지 신호를 생성하는 측정 모듈을 구비하고, 감지 신호에 기초하여 높이를 측정할 수 있다.

또한, 측정 모듈은, 수직 방향 이동하며 픽업한 물품을 적재 공간에 적재하거나 적재된 물건을 픽업하는 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치에 장착되어, 물품 픽업 장치와 함께 수직 방향 이동할 수 있다.

또한, 측정 모듈은 물품 픽업 장치 하단에 하향 돌출되고 물품 픽업 장치에 대하여 상하 이동 가능하게 결합하는 접촉 블럭과, 접촉 블럭을 하향 가압하는 스프링, 그리고 접촉 블럭 상측 공간을 감지하도록 배치되는 감지 센서를 포함하고, 물품 픽업 장치가 바닥에 접근함에 따라 지면과 접한 접촉 블럭이 물품 픽업 장치에 대하여 설정 거리 이상 상향 이동하면 감지 센서가 접촉 블럭을 감지하여 감지 신호를 생성할 수 있다.

또한, 높이 측정부는 물품 픽업 장치가 바닥에 접근하다 감지 센서에서 감지 신호를 생성한 시점에서의 물품 픽업 장치의 승강 이동 거리 정보에 기초하여 적재 공간의 높이값을 생성하는 높이값 생성부를 더 포함할 수 있다.

또한, 높이 측정부는 하나의 적재 공간에 대한 높이 측정을 여러번 수행하여 측정값의 평균값을 적재 공간의 높이로 결정할 수 있다.

또한, 바닥 평탄도 보정 시스템은 허용 편차를 설정하는 허용 편차 설정부와, 허용 편차에 기초하여 높이 측정부에서 측정한 높이의 유효성을 판단하는 유효성 판단부를 더 포함할 수 있다.

또한, 유효성 판단부는 하나의 적재 공간에 대한 다수의 측정값 중 편차가 허용 편차를 벗어나는 측정값이 존재하면 높이 측정부에서 측정한 높이가 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

또한, 유효성 판단부에서 측정 높이가 유효하지 않은 것으로 판단하면, 높이 측정부는 증가된 횟수로 적재 공간의 높이 측정을 다시 수행할 수 있다.

또한, 유효성 판단부는 하나의 적재 공간에 대한 다수의 측정값 중 편차가 허용 편차를 벗어나는 측정값을 선택하고, 높이 측정부는 유효성 판단부에서 선택한 측정값을 제외한 나머지 측정값의 평균값을 적재 공간의 높이로 결정할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 방법은, 바닥 적재형 갠트리 로봇의 운용을 위한 바닥 평탄도 보정 방법에 있어서, 작업장 바닥 공간 중 물품이 적재되는 하나 이상의 적재 공간을 생성하는 단계와, 생성한 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하는 단계와, 기준 적재 공간을 대상으로 기준 높이를 측정하는 단계와, 미측정 적재 공간을 대상으로 기준 높이에 대한 상대 높이를 측정하는 단계, 그리고 상대 높이를 적용하여 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 다수의 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하여 기준 적재 공간의 높이를 측정하고 나머지 적재 공간을 대상으로 기준 적재 공간의 높이에 대한 상대 높이를 측정하여, 관리자의 실측 과정 없이 각 적재 공간에 대한 바닥 평탄도 보정을 수행함으로써, 적재 공간의 높이 측정 과정이 자동으로 수행 가능하여 측정 시간이 단축되고 정확한 측정이 가능하며 관리자의 실측에 따른 작업장 내부 진입이 요구되지 않아 관리자의 작업 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 수직 방향으로 이동하며 픽업한 물품을 적재 공간에 적재하거나 적재된 물건을 픽업하는 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치에 장착되고 물품 픽업 장치가 바닥과 기준 거리 이상 근접하거나 접촉하면 감지 신호를 생성하여 물품 픽업 장치의 승강 이동 거리 정보에 기초하여 적재 공간의 높이값을 측정함으로써, 적재 공간의 개별적인 바닥 높이 측정을 위해 측정 수단을 각 적재 공간으로 이동시키기 위한 별도의 시스템을 구축할 필요가 없으므로 원가 절감의 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하나의 적재 공간에 대한 높이 측정을 여러번 수행하여 평균값을 적재 공간의 높이로 결정하되 설정한 허용 편차에 기초하여 측정한 높이의 유효성을 판단함으로써 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법이 적용되는 바닥 적재형 갠트리 로봇의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 적재형 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치가 승강 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 적재형 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치를 보다 구체적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 적재형 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치가 물품을 픽업하는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템의 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템에서 작업장 바닥 공간의 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 측정부의 기능 블록도이다.
도 9의 (a)와 (b)는 측정 모듈의 감지 신호 생성 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템의 기능 블록도이다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템 및 방법이 적용되는 바닥 적재형 갠트리 로봇의 일례를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 적재형 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치가 승강 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 적재형 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치를 보다 구체적으로 설명하기 위해 도시한 도면이다. 그리고 도 4의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 적재형 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치가 물품을 픽업하는 모습을 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 보정 시스템 및 방법은 바닥 적재형 갠트리 로봇의 운용을 위해 바닥 평탄도를 보정하는 기술로, 우선 도 1 내지 도 4의 (b)를 참조하여 평탄도 보정 시스템 및 방법이 적용되는 바닥 적재형 갠트리 로봇을 살펴보기로 한다.

바닥 적재형 갠트리 로봇은 갠트리 거더(1)와, 수평 이동 바디(2)와, 물품 픽업 장치(3)와, 상하 구동부(4)와, 상하 이동 모듈(5)을 포함하여 구성된다.

갠트리 거더(1)는 수평 방향으로 길게 배치되는데, 도시되지는 않았으나 갠트리 거더(1)의 양측단에는 별도의 수직 프레임(미도시)이 연결될 수 있고, 갠트리 거더(1)는 수직 프레임에 의해 지지되어 지면으로부터 상부 공간에 위치할 수 있다. 이때, 수직 프레임이 지면의 레일을 통해 갠트리 거더(1)의 길이 방향에 직각 방향인 전후 방향으로 이동할 수 있으며, 이 경우, 갠트리 거더(1)는 수평 배치 상태로 수직 프레임과 함께 전후 방향으로 이동할 수 있다.

수평 이동 바디(2)는 갠트리 거더(1)에 안착되어 갠트리 거더(1)를 따라 수평 이동하도록 구성되고, 물품 픽업 장치(3)는 물품을 픽업할 수 있도록 형성되며 수평 이동 바디(2)에 결합되어 상하 이동하도록 구성된다. 상하 구동부(4)는 수평 이동 바디(2)에 결합되어 물품 픽업 장치(3)의 상하 이동을 위한 동력을 발생시키고, 상하 이동 모듈(5)은 상하 구동부(4)의 동력을 물품 픽업 장치(3)에 전달하여 물품 픽업 장치(3)를 상하 이동시키도록 구성된다.

도 2를 참고하여 좀더 자세히 살펴보면, 상하 이동 모듈(5)은, 수평 이동 바디(2)에 상하 이동 가능하게 결합되어 상하 구동부(4)에 의해 상하 이동하며 상단부에는 로프 지지부(511)가 형성되는 상하 이동 프레임(51)과, 상하 이동 프레임(51)에 상하 이동 가능하게 결합되며 일측에는 물품 픽업 장치(3)가 결합되어 물품 픽업 장치(3)와 함께 일체로 상하 이동하는 상하 이동 바디(52)와, 중간 부위가 로프 지지부(511)에 지지된 상태로 일단이 수평 이동 바디(2)에 결합되고 타단은 상하 이동 바디(52)에 결합되는 견인 로프(53)를 포함하여 구성될 수 있다.

상하 이동 프레임(51)은 수평 이동 바디(2)에 상하 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 또한, 상하 이동 바디(52)는 상하 이동 프레임(51)을 따라 상하 방향으로 슬라이드 이동하도록 구성된다.

견인 로프(53)는 중간 부위가 상하 이동 프레임(51)의 로프 지지부(511)에 지지된 상태로 일단이 수평 이동 바디(2)의 전단부에 결합되고 타단은 상하 이동 바디(52)에 결합된다. 이때, 상하 이동 바디(52)는 견인 로프(53)에 의해 현수된 상태로 상하 이동 프레임(51)에 상하 이동 가능하게 결합된다. 물품 픽업 장치(3)는 상하 이동 바디(52)의 일측에 결합되어 상하 이동 바디(52)와 함께 상하 이동한다.

상하 구동부(4)는 수평 이동 바디(2)에 결합되어 물품 픽업 장치(3)의 상하 이동을 위한 동력을 발생시키는데, 발생된 동력을 이용하여 상하 이동 프레임(51)을 상하 이동시키도록 구성될 수 있다. 상하 구동부(4)의 동력에 의해 상하 이동 프레임(51)이 상하 이동하게 되면, 상하 이동 바디(52)와 물품 픽업 장치(3)가 함께 상하 이동하게 된다. 이때, 상하 이동 바디(52)와 물품 픽업 장치(3)의 이동 거리는 상하 이동 프레임(51)의 이동 거리보다 증가하게 된다.

물품 픽업 장치(3)는 픽업한 물품을 적재 공간에 적재하거나 적재된 물건을 픽업하기 위한 것으로 픽업 대상이 되는 물품에 따라 다른 형태로 구성될 수 있다. 일례로 픽업 대상 물품이 타이어와 같이 중공부가 형성되는 물품인 경우 물품 픽업 장치(3)는 중공부의 내주면을 가압하여 척킹함으로써 물품을 픽업하는 그리퍼 형태로 구성될 수 있다. 이하에서는 대상 물품이 타이어이고 이에 따라 물품 픽업 장치(3)가 그리퍼 형태로 구성된 것을 예로 하여 설명하기로 한다.

도 3과 도 4의 (a), (b)를 참조하여 물품 픽업 장치(3)를 보다 구체적으로 살펴보면, 물품 픽업 장치(3)는 물품 픽업 장치 전체를 지지하는 지지 프레임(31)과, 타이어를 가압하는 다수개의 척킹바(32)와, 구동력을 생성하는 척킹 구동부(33), 그리고 척킹바(32)를 작동시키는 척킹 작동 모듈(34)을 포함하여 구성될 수 있다.

지지 프레임(31)은 상하 이동 바디(52)의 일측에 결합되어 물품 픽업 장치 전체 구성을 지지할 수 있다. 척킹바(32)는 작동 중심을 기준으로 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 배치될 수 있다. 복수개의 척킹바(32)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 물품 픽업 장치(3)가 타이어(t)의 중공부에 위치한 상태에서 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 작동 중심에서 멀어지는 방향으로 이동함으로써 타이어(t)의 내주면을 가압하여 타이어(t)를 척킹할 수 있다. 반대로 척킹바(32)가 타이어(t)를 척킹한 상태에서 작동 중심 방향으로 이동하면 척킹을 해제할 수 있다.

바람직하게, 척킹바(32)의 수직 방향 길이는 상하 적층된 복수개의 타이어를 동시에 척킹할 수 있도록, 적어도 하나의 타이어의 수직 방향 두께보다 길게 형성될 수 있다.

척킹 작동 모듈(34)은 지지 프레임(31)과 결합하여 지지되며 척킹바(32)가 원주 방향을 따라 결합될 수 있다. 또한, 척킹 작동 모듈(34)은 일측에 척킹 구동부(33)가 결합되고, 척킹 구동부(33)에서 생성한 구동력을 제공받아 척킹바(32)를 작동 중심부로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 척킹 작동 모듈(34)은 척킹 구동부(33)의 회전 운동을 직선운동으로 전환하여 척킹바(32)를 이동시키도록 다양한 방식으로 구현 가능하다. 일례로 척킹 작동 모듈(34)은 도 4의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 작동 중심을 지나는 수직축을 따라 배치되고 척킹 구동부(33)와 연결되어 척킹 구동부(33)의 구동력에 의해 회전하며 나사선이 형성되는 리드 스크류(34a)와, 리드 스크류의 회전에 따라 상하 이동하도록 리드 스크류에 삽입 결합되는 이동 블록(34b)과, 이동 블록의 상하 이동에 따라 척킹바(32)가 작동 중심으로부터 멀어지거나 근접하는 방향으로 이동하도록 이동 블록(34b)과 척킹바(32)를 연동시키는 연동 수단(34c)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템의 기능 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템에서 작업장 바닥 공간의 일례를 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템은 관리자의 실측 과정 없이 각 적재 공간에 대한 바닥 평탄도 보정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

이를 위해 본 실시예에 따른 평탄도 보정 시스템은, 적재 공간을 생성하는 적재 공간 생성부(100)와, 기준 공간을 선택하는 기준 공간 선택부(200)와, 상대 공간을 선택하는 상대 공간 선택부(300)와, 기준 공간의 높이를 측정하는 높이 측정부(400)와, 평탄도를 보정하는 평탄도 보정부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.

적재 공간 생성부(100)는 작업장 바닥 공간 중 물품이 적재되는 하나 이상의 적재 공간을 생성할 수 있다.

도 6을 참조하면, 적재 공간 생성부(100)는 바닥 적재형 갠트리 로봇이 설치되는 작업장 바닥 공간(ga)에 행과 열로 특정할 수 있는 다수개의 적재 공간(la)을 생성할 수 있다. 이때, 적재 공간 생성부(100)에서 생성한 적재 공간(la)은 매핑되어 디스플레이될 수 있으며, 관리자는 작업장 바닥 공간에 설치된 별도의 시설물 등을 고려하여 디스플레이된 적재 공간 중 사용하지 않을 적재 공간(ua)을 제외 선택하고, 적재 공간 생성부(100)는 생성한 적재 공간 중 관리자가 제외 선택한 적재 공간(ua)을 제외하여 최종적인 적재 공간(la)을 설정할 수 있다.

기준 공간 선택부(200)는 최종 설정된 적재 공간(la) 중, 어느 하나의 적재 공간을 기준 적재 공간(sa)으로 선택할 수 있다. 기준 공간 선택부(200)는 다양한 방식으로 기준 적재 공간(sa)을 선택할 수 있다.

기준 공간 선택부(200)의 기준 적재 공간(sa) 선택 방식의 일례로, 기준 공간 선택부(200)는 적재 공간 높이 측정시 이동 경로를 고려하여 일측 모서리에 배치된 적재 공간을 기준 적재 공간(sa)으로 선택할 수 있다.

기준 공간 선택부(200)의 기준 적재 공간(sa) 선택 방식의 다른 예로, 기준 공간 선택부(200)는 작업장 바닥의 경사 방향이 일측 방향으로 높아지거나 낮아질 것을 고려하여 중심에 배치된 적재 공간을 기준 적재 공간(sa)으로 선택할 수 있다. 이는 본 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템이 기준 적재 공간(sa)의 높이를 기준으로 하여 다른 적재 공간(ra)의 바닥 높이를 보정하기 때문에 중간 높이값을 기준으로 하여 보정값을 최소화하기 위함이다.

상대 공간 선택부(300)는 적재 공간 생성부(100)가 최종 설정한 적재 공간(la) 중 기준 공간 선택부(200)가 선택한 기준 적재 공간(sa)을 제외한 나머지 적재 공간을 상대 적재 공간(sa)으로 선택할 수 있다.

기준 적재 공간과 상대 적재 공간의 선택이 완료되면, 높이 측정부(400)는 각 적재 공간의 높이를 측정할 수 있다. 이때, 높이 측정부(400)는 기준 적재 공간의 높이를 먼저 측정한 후, 상대 적재 공간의 높이를 측정할 수 있다.

평탄도 보정부(500)는 높이 측정부(400)에서 측정한 높이에 기초하여 적재 공간에 대한 바닥 평탄도 보정을 적용할 수 있다.

이때, 평탄도 보정부(500)는 기준 적재 공간을 대상으로 측정한 높이를 기준 높이로 설정하고, 상대 적재 공간을 대상으로 기준 높이에 대한 상대 높이를 적용하여 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용한다. 즉, 평탄도 보정부(500)는 기준 적재 공간을 바닥 높이의 기준으로 설정하고, 상대 적재 공간은 기준 적재 공간과의 높이차를 보정하도록 평탄도 보정 적용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 방법을 살펴보기로 한다.

바닥 평탄도 보정을 위해 우선, 적재 공간 생성부(100)가 작업장 바닥 공간에 다수개의 적재 공간을 생성할 수 있다(S11).

적재 공간이 생성되면, 기준 공간 선택부(200)는 다수개의 적재 공간 중 하나를 기준 적재 공간으로 선택할 수 있다(S12).

기준 적재 공간이 선택되면, 상대 공간 선택부(300)는 다수개의 적재 공간 중 기준 적재 공간을 제외한 나머지를 상대 적재 공간으로 선택할 수 있다(S13).

상대 적재 공간이 선택되면, 높이 측정부(400)는 기준 적재 공간의 바닥 높이를 측정할 수 있다. 이때, 평탄도 보정부(500)는 측정한 기준 적재 공간의 바닥 높이를 기준 높이로 설정할 수 있다(S14).

기준 적재 공간의 높이 측정이 완료되면, 높이 측정부(400)는 미측정 상대 적재 공간 중 하나를 선택할 수 있다(S15). 이때, 선택 기준은 다양하게 설정될 수 있으나 바람직하게는 적재 공간의 배치 행 또는 배치 열 순서를 따라 선택하거나, 또는 이전 측정 적재 공간과 가장 근접한 상대 적재 공간을 선택할 수 있다.

미측정 상대 적재 공간 선택이 완료되면, 높이 측정부(400)는 선택한 상대 적재 공간의 높이를 측정할 수 있다. 이때의 높이는 기준 높이에 대한 상대 높이일 수 있다(S16).

상대 적재 공간의 상대 높이가 측정되면, 평탄도 보정부(500)는 측정된 상대 높이를 이용하여 상대 적재 공간의 평탄도 보정을 적용할 수 있다(S17).

그리고 높이 측정부(400)는 높이가 미측정되거나 또는 평탄도 보정이 적용되지 않은 상대 적재 공간이 존재하는지 판단하고(S18), 높이가 미측정되거나 평탄도 보정이 적용되지 않은 상대 적재 공간이 존재하면(S18-Y), 높이 측정을 위해 상대 적재 공간을 선택하는 과정부터 순차적으로 재수행할 수 있다. 반면에, 높이가 미측정되거나 평탄도 보정이 적용되지 않은 상대 적재 공간이 존재하지 않으면(S18-N), 바닥 평탄도 보정 과정이 종료될 수 있다.

이러한 과정을 통해 본 발명은 관리자의 실측 과정 없이 각 적재 공간에 대한 바닥 평탄도 보정을 수행함으로써, 적재 공간의 높이 측정 과정이 자동으로 수행 가능하여 측정 시간이 단축되고 정확한 측정이 가능하며 관리자의 실측에 따른 작업장 내부 진입이 요구되지 않아 관리자의 작업 안전성을 향상시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 측정부의 기능 블록도이고, 도 9의 (a)와 (b)는 측정 모듈의 감지 신호 생성 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하에서는, 도 8, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)를 참조하여 높이 측정부(400)를 구체적으로 설명하기로 한다.

본 실시예에 따른 높이 측정부(400)는 상술한 바와 같이 적재 공간의 바닥 높이를 측정하기 위한 것으로, 다양한 방식으로 적재 공간의 바닥 높이를 측정할 수 있다. 이때, 높이 측정부(400)는 초음파 레벨 센서, 레이저 센서 등의 비접촉 방식으로 적재 공간의 바닥 높이를 측정하거나, 또는 접촉 방식으로 적재 공간의 바닥 높이를 측정할 수 있다. 이하에서는 바닥의 재질과 상관없이 정확한 측정값을 얻기 위해 높이 측정부(400)가 접촉 방식으로 적재 공간의 바닥 높이를 측정하는 것을 예로하여 설명하기로 한다.

높이 측정부(400)는 접촉 방식으로 바닥 높이를 측정하기 위해, 측정 모듈(410), 측정 공간 선택부(420), 측정 제어부(430) 및 높이값 생성부(440)를 포함할 수 있다.

측정 모듈(410)은 수직 방향으로 이동 가능하고 바닥과 기준 거리 이상 근접하거나 접촉하면 감지 신호를 생성할 수 있다.

바람직하게, 측정 모듈(410)은 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치(3)에 장착되어, 물품 픽업 장치(3)와 일체로 수직 방향 이동할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템은 적재 공간의 개별적인 바닥 높이 측정을 위해 측정 수단을 각 적재 공간으로 이동시키기 위한 별도의 시스템을 구축할 필요가 없으므로 원가 절감의 효과가 있다.

도 9의 (a)를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 측정 모듈(410)은, 물품 픽업 장치(3)의 하단에서 하향 돌출되도록 배치되고 물품 픽업 장치(3)에 대하여 상하 이동 가능하게 결합하는 접촉 블럭(411)과, 접촉 블럭(411)을 하향 가압하는 스프링(412), 그리고 접촉 블럭(411) 상측 공간을 감지하도록 배치되는 감지 센서(413)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 9의 (b)와 같이 물품 픽업 장치(3)가 바닥(g)에 접근함에 따라 지면과 접한 접촉 블럭(411)이 물품 픽업 장치(3)에 대하여 설정 거리(l) 이상 상향 이동하면 감지 센서(413)가 접촉 블럭(411)을 감지하여 감지 신호를 생성할 수 있다.

측정 공간 선택부(420)는 바닥 높이를 측정 대상 적재 공간을 선택할 수 있다. 구체적으로 측정 공간 선택부(420)는 기준 적재 공간과 상대 적재 공간의 선택이 종료되면, 측정 대상 적재 공간의 최초 선택으로 기준 적재 공간을 선택하고, 기준 적재 공간의 바닥 높이 측정이 완료되면, 이후부터는 상대 적재 공간 중 높이가 미측정된 상대 적재 공간을 하나씩 선택할 수 있다. 이때, 측정 공간 선택부(420)의 상대 적재 공간 선택 순서는 상술한 바와 같이 행과 열의 순서에 때라 선택하거나 또는 이전 측정한 적재 공간과 가장 근접한 상대 적재 공간을 선택할 수 있다.

측정 공간 선택부(420)에서 측정 대상 적재 공간을 선택하면, 측정 제어부(430)는 선택된 측정 대상 적재 공간의 바닥 높이를 측정하기 위해, 측정 모듈(410)이 배치된 물품 픽업 장치(3)가 측정 대상 적재 공간 상공으로 이동하도록 바닥 적재형 갠트리 로봇의 구동부를 작동 제어할 수 있다. 물품 픽업 장치(3)가 측정 대상 적재 공간 상공에 도착하면, 측정 제어부(430)는 물품 픽업 장치(3)가 하강 이동하도록 바닥 적재형 갠트리 로봇의 상하 구동부(4)를 작동 제어할 수 있다.

이때, 물품 픽업 장치(3)이 하강 이동에 의해 접촉 블럭(411)이 지면에 접하여 설정 거리 상향 이동하면 감지 센서(413)가 접촉 블럭(411)을 감지하여 감지 신호를 생성하고, 생성한 감지 신호를 측정 제어부(430)로 제공할 수 있다. 그리고 측정 제어부(430)는 감지 신호를 제공받은 시점에 물품 픽업 장치(3)의 하강 이동이 정지하도록 상하 구동부(4)를 작동 제어하고, 물품 픽업 장치(3)가 다시 상측 위치로 돌아가도록 상하 구동부(4)를 작동 제어할 수 있다.

측정 제어부(430)는 감지 센서(413)로부터 감지 신호를 제공받으면, 제공받은 시점에서의 물품 픽업 장치(4)의 승강 이동 거리 정보를 높이값 생성부(440)로 제공할 수 있다. 측정 제어부(430)로부터 승강 이동 거리 정보를 제공받은 높이값 생성부(440)는 제공받은 승강 이동 거리 정보에 기초하여 측정 대상 적재 공간의 높이값을 생성할 수 있다. 이때, 생성하는 높이값은 상대적인 값일 수 있다. 구체적으로 높이값 생성부(440)는 기준 적재 공간의 높이 측정시 제공받은 승강 이동 거리 정보를 기준 이동 거리 정보로 설정하고 기준 적재 공간의 높이값을 0으로 생성할 수 있다. 그리고 높이값 생성부(440)는 상대 적재 공간의 높이 측정시 제공받은 승강 이동 거리 정보를 기준 이동 거리 정보와 비교하여 차이값을 상대 적재 공간의 높이값으로 생성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템의 기능 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템은 적재 공간 생성부(100), 기준 공간 선택부(200), 상대 공간 선택부(300), 높이 측정부(400), 평탄도 보정부(500) 외에도, 도 10에 도시된 바와 같이 유효성 판단부(600)와 허용 편차 설정부(700)를 더 포함할 수 있다.

우선, 본 실시예에 따른 높이 측정부(400)는 하나의 적재 공간에 대한 높이 측정을 한 번 수행할 수 있지만, 필요에 따라서 여러번 수행하여 측정값의 평균값을 적재 공간의 높이로 결정할 수 있다. 예를 들어, 적재 공간 내 바닥이 평평하지 않고 편차가 심한 경우, 하나의 적재 공간에 대한 높이 측정을 여러번 수행하도록 할 수 있다.

이때, 유효성 판단부(600)는 높이 측정부(400)에서 측정한 적재 공간 높이의 유효성을 판단하며, 유효성 판단부(600)의 판단은 허용 편차 설정부(700)에서 설정한 허용 편차에 기초하여 이루어질 수 있다. 여기서 허용 편차는 관리자가 적재 물품의 두께, 재질 등을 고려하여 입력한 값일 수 있다.

바람직하게, 유효성 판단부(600)는 하나의 적재 공간에 대한 다수의 높이 측정값 중 편차가 허용 편차를 벗어나는 측정값이 존재하면 높이 측정부(400)에서 측정한 높이가 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 만약, 유효성 판단부(600)에서 측정 높이가 유효하지 않은 것으로 판단하면, 높이 측정부(400)는 증가된 횟수로 적재 공간의 높이 측정을 다시 수행함으로써 보다 정확한 높이값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 높이 측정부(400)는 어느 하나의 적재 공간에 대하여 최초 측정시 2~3회 측정을 수행하고, 유효성 판단부(600)에서 유효하지 않은 것으로 판단하여 재측정하는 경우 5회 이상 측정을 수행할 수 있다.

다른 방법으로, 유효성 판단부(600)는 하나의 적재 공간에 대한 다수의 측정값 중 편차가 허용 편차를 벗어나는 측정값을 선택하고, 높이 측정부(400)는 유효성 판단부에서 선택한 측정값을 제외한 나머지 측정값의 평균값을 적재 공간의 높이로 결정할 수 있다.

이와 같은 유효성 검사 과정을 통해 본 실시예에 따른 바닥 평탄도 보정 시스템은 각 적재 공간에 대한 보다 정확한 높이값을 획득할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 갠트리 거더
2: 수평 이동 바디
3: 물품 픽업 장치
31: 지지 프레임(31)
32: 척킹바(32)
33: 척킹 구동부(33)
34: 척킹 작동 모듈(34)
34a: 리드 스크류(34a)
34b: 이동 블록
34c: 연동 수단
4: 상하 구동부
5: 상하 이동 모듈
51: 상하 이동 프레임
511: 로프 지지부
52: 상하 이동 바디
53: 견인 로프
100: 적재 공간 생성부
200: 기준 공간 선택부
300: 상대 공간 선택부
400: 높이 측정부
410: 측정 모듈
411: 접촉 블럭
412: 스프링
413: 감지 센서
420: 측정 공간 선택부
430: 측정 제어부
440: 높이값 생성부
500: 평탄도 보정부
600: 유효성 판단부
700: 허용 편차 설정부

Claims (11)

1. 바닥 적재형 갠트리 로봇의 운용을 위한 바닥 평탄도 보정 시스템에 있어서,
   작업장 바닥 공간 중 물품이 적재되는 하나 이상의 적재 공간을 생성하는 적재 공간 생성부;
   생성한 상기 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하는 기준 공간 선택부;
   상기 적재 공간의 높이를 측정하는 높이 측정부; 및
   상기 높이 측정부에서 측정한 높이에 기초하여 상기 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용하는 평탄도 보정부를 포함하고,
   상기 평탄도 보정부는 상기 기준 적재 공간을 대상으로 측정한 높이를 기준 높이로 설정하고, 나머지 적재 공간을 대상으로 상기 기준 높이에 대한 상대 높이를 적용하여 상기 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 높이 측정부는 수직 방향으로 이동 가능하고 바닥과 기준 거리 이상 근접하거나 접촉하면 감지 신호를 생성하는 측정 모듈을 구비하고, 상기 감지 신호에 기초하여 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 측정 모듈은, 수직 방향 이동하며 픽업한 물품을 적재 공간에 적재하거나 적재된 물건을 픽업하는 상기 갠트리 로봇의 물품 픽업 장치에 장착되어, 상기 물품 픽업 장치와 함께 수직 방향 이동하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서, 상기 측정 모듈은
   상기 물품 픽업 장치 하단에 하향 돌출되고 상기 물품 픽업 장치에 대하여 상하 이동 가능하게 결합하는 접촉 블럭;
   상기 접촉 블럭을 하향 가압하는 스프링; 및
   상기 접촉 블럭 상측 공간을 감지하도록 배치되는 감지 센서를 포함하고,
   상기 물품 픽업 장치가 바닥에 접근함에 따라 지면과 접한 상기 접촉 블럭이 상기 물품 픽업 장치에 대하여 설정 거리 이상 상향 이동하면 상기 감지 센서가 상기 접촉 블럭을 감지하여 감지 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서, 상기 높이 측정부는
   상기 물품 픽업 장치가 바닥에 접근하다 상기 감지 센서에서 상기 감지 신호를 생성한 시점에서의 상기 물품 픽업 장치의 승강 이동 거리 정보에 기초하여 상기 적재 공간의 높이값을 생성하는 높이값 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 높이 측정부는 하나의 적재 공간에 대한 높이 측정을 여러번 수행하여 측정값의 평균값을 상기 적재 공간의 높이로 결정하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 바닥 평탄도 보정 시스템은
   허용 편차를 설정하는 허용 편차 설정부; 및
   상기 허용 편차에 기초하여 상기 높이 측정부에서 측정한 높이의 유효성을 판단하는 유효성 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 유효성 판단부는 하나의 적재 공간에 대한 다수의 측정값 중 편차가 상기 허용 편차를 벗어나는 측정값이 존재하면 상기 높이 측정부에서 측정한 높이가 유효하지 않은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 유효성 판단부에서 측정 높이가 유효하지 않은 것으로 판단하면, 상기 높이 측정부는 증가된 횟수로 상기 적재 공간의 높이 측정을 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
   
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 유효성 판단부는 하나의 적재 공간에 대한 다수의 측정값 중 편차가 상기 허용 편차를 벗어나는 측정값을 선택하고,
    상기 높이 측정부는 상기 유효성 판단부에서 선택한 측정값을 제외한 나머지 측정값의 평균값을 상기 적재 공간의 높이로 결정하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 시스템.
    
11. 바닥 적재형 갠트리 로봇의 운용을 위한 바닥 평탄도 보정 방법에 있어서,
    작업장 바닥 공간 중 물품이 적재되는 하나 이상의 적재 공간을 생성하는 단계;
    생성한 상기 적재 공간 중 기준 적재 공간을 선택하는 단계;
    상기 기준 적재 공간을 대상으로 기준 높이를 측정하는 단계;
    미측정 적재 공간을 대상으로 상기 기준 높이에 대한 상대 높이를 측정하는 단계; 및
    상기 상대 높이를 적용하여 상기 적재 공간에 대한 바닥 평탄도를 보정 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 평탄도 보정 방법.