KR102664835B1 - 물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법 - Google Patents

물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선반부의 위치 보상이 가능한 물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법을 제공하고자 한다. 본 발명에 따르면, 물품 저장 장치의 선반에 대한 티칭을 수행하는 때, 선반의 회전 방향 티칭을 수행한 후 이송 로봇의 티칭을 수행하는 방법을 포함함으로써 정밀도가 높고 티칭 실패율이 낮은 물품 저장 장치 및 물품 저장장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.

Description

물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법{ARTICLE STORAGE AND CONTROL METHOD OF ARTICLE STORAGE}
본 발명은 물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 물품(article) 저장 장치의 오토 티칭 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체나 디스플레이(display)의 제조 라인은 증착, 노광, 식각, 이온 주입, 세정 등의 공정을 수행하도록 구성된 설비들이 적절히 배치되며, 기판(substrate) 등 반도체나 디스플레이의 제조를 위한 물품은 물품 저장 장치에 보관될 수 있으며, 상기 물품 저장 장치는 물품을 수납하기 위한 복수의 선반들을 구비할 수 있다.
일 예로, 상기 물품은 웨이퍼 또는 기판 등이 수납된 카세트, 노광 공정에 사용되는 레티클(Reticle)이 수용된 레티클 포드(Reticle POD) 등일 수 있고, 상기 물품 저장 장치의 선반은 다층으로 배치되고 전체적으로 대략 원통 형태를 가지며 둘레를 따라 물품을 적재할 수 있으며 회전 가능한 회전형 선반일 수 있다. 상기 물품 저장 장치 내부에는 상기 물품을 이송하기 위한 이송 로봇이 배치될 수 있다. 상기 이송 로봇은 수평 및 수직 방향으로 이동될 수 있으며 상기 물품을 이송하기 위한 로봇암을 구비할 수 있다.
상기 이송 로봇은 상기 카세트를 선반 내에 수납하기 위하여 기 설정된 제1 위치 좌표를 이용하여 제1 수평 방향 및 수직 방향으로 이동될 수 있으며, 이어서 상기 로봇암은 기 설정된 제2 위치 좌표를 이용하여 상기 제1 수평 방향에 수직하는 제2 수평 방향으로 이동될 수 있다.
상기 위치 좌표들은 상기 물품 저장 장치의 설계 데이터를 이용하여 미리 설정될 수 있지만, 상기 위치 좌표들이 실제 좌표들과 다를 수 있으므로 상기 위치 좌표들에 대한 티칭 작업이 요구될 수 있다. 그러나, 회전형 선반을 갖는 물품 저장 장치는 이송 로봇의 이동만으로는 하드웨어적 틀어짐(예: 조립 공차)을 보상하는데 한계가 있고, 상단부의 공간이 협소해 작업자에 의한 티칭 보정 수행이 불가능한 문제가 있어 이에 대한 개선이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0776254호(2007.11.07)
삭제
따라서 본 발명은 회전 수납부의 위치 보상을 통해 종래 기술의 한계를 극복 가능한 물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 정밀도가 높고 티칭 실패율이 낮은 물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 정밀도 높은 티칭에 의하여 티칭 보정 작업이 필요없는 물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 공정 효율면에서 유리한 물품 저장 장치 및 물품 저장 장치의 제어 방법을 제공하고자 한다.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 회전축을 중심으로 둘레를 따라 물품을 적재할 수 있도록 다층으로 배치되며 티칭 마크가 형성된 복수의 선반을 포함하는 수납부; 상기 선반에 물품을 이적재하기 위한 로봇암을 포함하고, 상기 티칭 마크를 촬상하여 위치 데이터를 획득하는 촬상부를 구비한 티칭용 지그를 지지할 수 있는 이송 로봇; 및 상기 촬상부에 의하여 획득한 위치 데이터를 기반으로 상기 선반 위치와 상기 로봇암 위치 간의 오차값을 산출하고, 상기 오차값에 기반하여 상기 수납부 또는 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 제어 유닛;을 포함하는 물품 저장 장치가 제공될 수 있다.
이때, 상기 제어 유닛은, 상기 선반 위치와 상기 로봇암 위치 간의 오차값을 산출하는 산출부; 상기 산출부에 의하여 산출된 오차값이 기 설정된 한계값을 초과하는지 여부를 기반으로 제어 방법을 선택하는 판단부; 상기 판단부에 의하여 선택된 제어 방법으로 상기 이송 로봇 또는 상기 선반을 티칭하는 티칭부; 상기 산출부에 의하여 산출된 오차값과 상기 오차값에 대하여 티칭부에 의하여 수행된 티칭값을 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 유닛은, 상기 오차값에 기반하여 상기 선반의 회전 티칭 또는 상기 이송 로봇의 수직 방향 티칭 및 수평 방향 티칭을 수행할 수 있다.
한편, 상기 판단부는, 상기 오차값이 한계값을 초과하지 않는 경우 상기 이송 로봇만을 티칭하는 제어 방법을 선택할 수 있다.
또는, 상기 판단부는, 상기 오차값이 한계값을 초과하는 경우 상기 선반과 상기 이송 로봇을 모두 티칭하는 제어 방법을 선택할 수 있다.
상기 판단부에 의하여 상기 티칭부는, 상기 선반에 대한 티칭을 먼저 수행할 수 있다.
상기 티칭부는, 상기 선반의 티칭이 완료된 선반에 대하여 상기 이송 로봇의 티칭을 수행할 수 있다.
한편, 상기 저장부는, 상기 산출부로부터 오차값을 전달받고 상기 티칭부로부터 상기 오차값에 대응하는 티칭값을 전달받아 함께 저장함으로써 선반에 대한 티칭 데이터를 저장할 수 있다.
이때, 상기 저장부는, 상기 산출부로부터 전달받은 오차값이 기 저장된 값일 경우 상기 오차값에 대응하는 티칭값을 상기 티칭부에 적용시킬 수 있다.
또한, 상기 저장부에 의하여, 상기 판단부의 제어 방법 선택 동작이 생략될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 복수의 선반 중 기준 선반에 대하여 수동 티칭을 수행하는 단계; 상기 수납부의 각 층에 대한 오프셋 값을 산출하는 단계; 하나의 티칭 대상 층을 선정하는 단계; 상기 티칭 대상 층에 포함된 모든 선반에 대하여 해당 오프셋 값을 적용하여 티칭을 수행하는 단계; 상기 수납부의 모든 층에 대하여 상기 티칭 수행 단계를 반복하여 각 선반과 대응되는 티칭값을 저장하고 관리하는 오토 티칭을 수행하는 단계;를 포함하는 물품 저장 장치의 제어 방법이 제공될 수 있다.
상기 오프셋 산출 단계는, (1) 상기 수납부 중 하나의 층에서 하나의 티칭 대상 선반을 선정하는 단계; (2) 상기 티칭 대상 선반의 상기 티칭 마크를 촬상하는 단계; (3) 상기 티칭 대상 선반의 티칭 마크를 촬상하여 얻은 위치 데이터를 기반으로 상기 선반과 상기 이송 로봇의 위치 오차값을 산출하는 단계; (4) 상기 오차값을 기반으로 상기 대상 선반에 대한 티칭 방법을 선택하는 단계; (5) 선택된 티칭 방법으로 상기 대상 선반에 대한 티칭을 수행하는 단계; (6) 티칭을 수행하여 얻은 티칭값을 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 대상 선반에 대한 티칭 방법은, 상기 선반의 회전 방향 티칭을 포함할 수 있다.
또한, 상기 대상 선반에 대한 티칭 방법은, 상기 이송 로봇의 수직 방향 티칭, 상기 이송 로봇의 수평 방향 티칭을 포함할 수 있다.
한편, 상기 티칭 방법을 선택하는 단계에서, 상기 오차값을 기 설정된 한계값과 비교한 결과에 따라 티칭 방법을 선택할 수 있다.
상기 티칭 방법을 선택하는 단계에서, 상기 오차값이 기설정된 한계값을 초과하지 않는 경우 상기 이송 로봇만을 티칭하는 방법을 선택할 수 있다.
또는, 상기 티칭 방법을 선택하는 단계에서, 상기 오차값이 기설정된 한계값을 초과하는 경우 상기 로봇암을 상기 이송 로봇으로 복귀시키고 상기 선반의 회전 티칭을 먼저 수행한 후 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 방법을 선택할 수 있다.
상기 오프셋 산출 단계는, 하나의 티칭 선반에 대한 티칭이 완료되면 상기 티칭 선반과 다른 층에 존재하는 하나의 선반에 대한 티칭을 시작할 수 있다.
상기 오프셋 산출 단계는,
상기 수납부의 모든 층에 대하여 상기 (1) 내지 (6)단계들을 수행하여 오프셋 값을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, (A) 상기 복수의 선반 중 기준 선반에 대하여 수동 티칭을 수행하는 단계; (B) 상기 복수의 선반 중 하나의 티칭 대상을 설정하는 단계; (C) 상기 티칭 대상 선반의 상기 티칭 마크를 촬상하는 단계; (D) 상기 티칭 마크를 촬상하여 얻은 위치 데이터를 기반으로 상기 선반과 상기 이송 로봇의 위치 오차값을 산출하는 단계; (E) 상기 오차값을 기반으로 상기 대상 선반에 대한 티칭 방법을 선택하는 단계; (F) 선택된 티칭 방법으로 상기 선반의 회전 티칭 또는 상기 이송 로봇의 이동 티칭을 수행하는 단계; (G) 수행한 티칭에 대한 티칭값 저장 단계; (H) 하나의 대상 선반에 대한 티칭이 완료되면 상기 대상 선반이 포함되지 않은 층에 존재하는 하나의 선반을 대상 선반으로 설정하는 단계; (I) 상기 (C) 내지 (H)단계들이 모든 층에 수행될 때까지 반복 수행하여 각 층의 오프셋 값을 산출하는 단계; (J) 상기 오프셋 값을 적용하여 상기 수납부의 모든 선반들에 대한 티칭을 수행하는 단계;를 포함하고, 상기 티칭 대상을 선정하는 단계는 상기 수납부의 하나의 층에 대하여 하나의 선반만을 선정하고, 상기 티칭 방법을 선택하는 단계는 상기 이송 로봇의 티칭만을 수행하는 방법 또는 상기 선반의 티칭을 수행한 후 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 방법 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 물품 저장 장치의 선반에 대하여 티칭을 수행하는 때, 티칭 대상 선반에 대한 이송 로봇의 티칭을 수행하기 전, 선반의 회전 방향 티칭을 먼저 수행하여 위치 보상이 이루어질 수 있다. 따라서, 이송 로봇의 티칭만으로 성공할 수 없었던 티칭을 수행할 수 있고, 티칭 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 다층으로 배치된 물품 저장 장치의 하나의 층(floor)에 대하여 하나의 티칭 대상 선반을 선정하고 대상 선반에 대한 티칭을 수행하는 것을 모든 층에 반복하여 오프셋 값을 산출하고, 각 층에 대응하는 오프셋 값을 나머지 선반들에 적용시킴으로써 티칭 수행 소요시간을 현저하게 감축시킬 수 있다.
발명의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 일부를 개략적으로 도시한 상면도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 나타난 수납부 및 이송 로봇의 작동도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 제어 유닛의 구조를 나타내기 위한 블록도블럭.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 7의 오프셋 산출 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 도 7을 설명하기 위한 구체적인 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다. 또한, 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 물품 저장 장치(1)는 복수의 선반(110)이 형성되는 수납부(100), 이송 로봇(200), 티칭용 지그(300), 제어 유닛(400)을 포함한다.
수납부(100)는 물품(A)이 보관되는 복수의 선반(110)을 포함한다. 수납부(100)는 도 2에 도시한 바와 같이 다층으로 형성될 수 있으며 복수의 선반(110)은 회전축을 중심으로 둘레를 따라 물품(A)을 적재할 수 있도록 대략 원의 형상을 갖도록 배치될 수 있다. 또한, 수납부(100)는 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 구비될 수 있고, 수납부(110)의 각 층이 개별적으로 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 수납부(100)는 수납부(110)의 각 층을 회전시키기 위한 회전 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
선반(110)은 카세트, 캐리어, FOUP(Front Opening Unified Pod), FOSB(Front Opening Shipping Box), 레티클 파드(Reticle Pod), 웨이퍼, 기판, 글라스, 레티클 등의 다양한 물품(A)을 저장 또는 보관하도록 구성될 수 있다.
각 선반(110) 바닥면에는 정렬 핀(미도시)이 구비될 수 있다. 물품(A)이 선반(110)에 적재되는 때, 선반(110)의 정렬 핀이 물품(A)의 정렬 홈(미도시)에 삽입됨으로써 물품(A)을 각 선반(110)에 정확하게 적재할 수 있다. 또한, 각 선반(110)의 상면에는 선반(110)과 이송 로봇(200) 간의 상대적 위치 파악을 위한 티칭 마크(112)가 형성될 수 있다. 티칭 마크(112)의 개수는 선반(110)의 개수와 동일할 수도 있고 선반(110)의 개수보다 많을 수 있다. 본 발명에서는 티칭 마크(112)는 티칭을 위한 다양한 위치 마크일 수 있고, 예를 들어 위치 정보를 포함하는 QR코드, 반사판 등일 수 있다. 티칭 마크(112)가 QR코드로 이루어질 경우, QR코드는 티칭 마크(112)의 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이송 로봇(200)은 물품(A)을 이적재하기 위한 로봇 암(210)을 포함하며 수납부(100)와 일정 간격 이격되게 설치된 이송 로봇 이동 유닛(220)을 따라 주행 및 승강한다. 이송 로봇 이동 유닛(220)은 승강 구동부(222)와 주행 구동부(224)를 포함하며, 이송 로봇 이동 유닛(220)에 의하여 이송 로봇(200)이 목표 위치의 선반에 접근할 수 있다. 목표 선반에 접근한 이송 로봇(200)은 로봇암(210)을 목표 선반에 진출입시켜 물품을 로딩 또는 언로딩할 수 있다.
로봇 암(210)은 물품의 하면을 지지하거나 물품의 상부 또는 측면을 파지하여 물품을 반송할 수 있다. 로봇 암(210)은 이송 로봇(200)의 주행 방향에 수직하는 방향(전후 방향)으로 이동 가능하도록 구성될 수 있으며, 이때 이송 로봇(200)은 로봇 암(210)을 구동하기 위한 별도의 구동부(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 로봇 암(210)은 신장과 수축이 가능한 다관절 로봇 암일 수 있다.
이송 로봇 이동 유닛(220)은 이송 로봇(200)을 승강 또는 하강시킬 수 있는 승강 구동부(222)와 이송 로봇(200)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있는 주행 구동부(224)를 포함할 수 있다. 승강 구동부(222)와 주행 구동부(224)는 모터 및 타이밍 벨트와 풀리를 포함하는 동력 전달 장치를 이용하여 각각 구성될 수 있다. 이에 따라 이송 로봇(200)이 목표하는 선반(110)에 물품을 적재하거나 선반(110)으로부터 물품을 이재할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 로봇 암(210)의 전면에는 선반(110)의 상면에 형성된 티칭 마크(112)를 촬상할 수 있는 촬상부(310)를 포함하는 티칭용 지그(300)가 구비될 수 있다. 티칭용 지그(300)는 선반(110) 또는 이송 로봇(200)을 티칭하기 위한 정보를 제공하는 것으로서 로봇 암(210)이 목표 선반으로 진입하는 때 로봇 암(210)과 함께 목표 선반으로 진입하여 선반(110)의 상면에 형성된 티칭 마크(112)를 촬상하여 선반(110)의 위치 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 위치 데이터는 좌표값일 수 있다. 또한, 위치 데이터는 티칭 마크(112)의 크기 데이터를 포함할 수 있고, 크기 데이터의 기준값은 미리 설정될 수 있다. 한편, 티칭용 지그(300)는 촬상부(310)에 의하여 획득된 위치 데이터를 제어 유닛(400)으로 전송하기 위한 유선 또는 무선 통신부(미도시)를 포함할 수 있다. 촬상부(310)는 티칭 마크(112)의 형태에 따라 비전(vision)카메라, QR코드리더기, 광 센서 등으로 구성될 수 있다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 촬상부(310)가 비전 카메라인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 유닛의 구조를 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 제어 유닛(400)은 본 발명에 의한 물품 저장 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어 유닛(400)은 각종 정보를 입력받아 이송 로봇(200)이 수납부(100)에 물품을 로딩 및 언로딩하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어 유닛(400)은 선반(110) 또는 이송 로봇(200)의 티칭값을 결정하고 저장할 수 있다.
제어 유닛(400)은 티칭용 지그(300)로부터 수신한 위치 데이터를 바탕으로 선반(110) 또는 이송 로봇(200)에 대한 티칭을 수행할 수 있다. 제어 유닛(400)은 산출부(410), 판단부(420), 티칭부(430), 저장부(440)를 포함한다.
산출부(410)는 티칭용 지그(300)로부터 수신한 위치 데이터를 바탕으로 선반(110)과 로봇 암(210) 위치 간의 오차값을 산출한다. 이때, 티칭 마크(112)가 기준 크기와 일치하고 촬상부(310)의 중심에 오는 경우를 기준으로 하여 이때의 오차값을 0으로 한다. 즉, 촬상부(310)에 의하여 촬상된 티칭 마크(112)의 촬상부(310) 중심으로부터 어긋남 정도를 산출해내는 것이다. 산출부(410)가 산출해낸 오차값을 바탕으로, 제어 유닛(400)은 선반(110)의 회전 티칭을 수행하거나 이송 로봇(200)의 수직 방향(승하강 방향) 및 수평 방향(좌우 방향) 티칭을 수행할 수 있다. 산출부(410)가 산출해낸 오차값은 판단부(420)와 저장부(420)로 전송될 수 있다.
판단부(420)는 산출부(410)에 의하여 산출된 오차값을 기 설정된 한계값과 비교하여 제어 방법을 선택한다. 예를 들어, 오차값이 한계값을 초과하지 않는 경우, 판단부(420)는 이송 로봇(200)만을 티칭하는 제어 방법을 선택할 수 있다. 그러나, 오차값이 한계값을 초과하는 경우, 판단부(420)는 선반(110)과 이송 로봇(200)을 모두 티칭하는 제어 방법을 선택할 수 있다.
티칭부(430)는 판단부(420)의 판단(선택)에 따라 선반(110) 또는 이송 로봇(200)에 대한 티칭을 수행한다. 먼저, 판단부(420)가 이송 로봇(200)만을 티칭하는 제어 방법을 선택한 경우, 티칭부(430)는 오차값을 기반으로 하여 이송 로봇(200)을 수직 방향 또는 수평 방향으로 이동시키거나 로봇 암(210)을 전후 방향으로 이동시킴으로써 오차값을 보상할 수 있다. 오차값을 보상하여 티칭 마크(112)가 촬상부(310)의 중앙에 위치하게 되면, 티칭부(430)는 이때의 이송 로봇(200)의 수직, 수평, 전후 방향 각각의 티칭값을 저장부(440)로 전송할 수 있다.
한편, 판단부(420)가 선반(110)과 이송 로봇(200)을 모두 티칭하는 제어 방법을 선택한 경우, 티칭부(430)는 티칭 목표 선반에 대하여 선반(110)의 티칭을 먼저 수행할 수 있다. 선반(110)의 티칭은 선반(110)에 진입된 로봇 암(210)을 이송 로봇(200) 상으로 복귀시킨 상태에서 수행되고, 선반(110)의 회전각에 대한 티칭이 수행될 수 있다.
오차값이 한계값을 초과할 경우 이송 로봇(200)의 티칭만으로는 오차값을 보상해줄 수 없기 때문에 티칭 실패가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 선반(110)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 오차값에 대응하는 회전각만큼 회전시켜 선반(110)의 티칭을 먼저 수행해주는 것이다. 이때, 선반(110)의 티칭 범위는 제한될 수 있다. 선반(110)의 티칭에 의한 진동, 떨림 및 이송 로봇으로부터의 이격을 최소화해야 하기 때문이다.
선반(110)의 티칭이 완료되면, 티칭부(230)는 이송 로봇(200)에 대한 티칭을 수행할 수 있다. 선반(110) 티칭이 완료된 선반(110)에 대한 이송 로봇(200)의 티칭 방법은 앞서 설명한 오차값이 한계값을 초과하지 않을 때의 이송 로봇(200) 티칭 방법과 동일하므로 이하 설명을 생략하기로 한다. 선반(110)과 이송 로봇(200)을 이동시켜 티칭 마크(112)가 촬상부(310)의 중앙에 위치하도록 오차값을 보상하게 되면, 티칭부(430)는 이때의 선반(110)의 회전 티칭값과 이송 로봇(200)의 수직, 수평, 전후 방향 각각의 티칭값을 저장부(440)로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이 선반(110)에 대한 티칭을 먼저 수행하여 위치 보상을 수행해준 후 이송 로봇(200)의 티칭을 수행함으로써 종래의 이송 로봇(200) 티칭이 갖고 있는 문제점을 해결할 수 있고 티칭의 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
저장부(440)는 산출부(410)로부터 각 선반(110)에 대한 오차값을 전달받고 티칭부(430)로부터 각 오차값에 대한 티칭값을 전달받을 수 있다. 저장부(440)는 전달받은 오차값과 티칭값을 기반으로 각 선반(110)에 대한 티칭 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(440)는 산출부(410)로부터 전달받은 오차값이 이미 저장된 값일 경우 그 오차값에 대응하는 티칭값을 티칭부(430)에 적용시킬 수 있다. 즉, 판단부(420)의 동작이 생략될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법은 오토 티칭 시스템을 포함한다. 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법은 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법은 기준 선반 수동 티칭 단계(S1), 오프셋 산출 단계(S2), 대상 선반 설정 단계(S3), 티칭 수행 단계(S4), 티칭값 저장 단계(S5)를 포함한다.
기준 선반 수동 티칭 단계(S1)는 복수의 선반(110) 중 기준 선반을 정하고 기준 선반에 대하여 사용자가 직접 수행하는 수동 티칭을 수행하는 것이다. 이때, 수동 티칭을 수행하여 얻은 티칭 값이 기준값이 된다.
오프셋 산출 단계(S2)는 물품 저장 장치의 모든 층에 대하여 하나의 티칭 대상 선반을 선정하고 티칭을 수행하고 티칭 값을 저장하여 각 층에 대한 오프셋 값을 산출해내는 단계이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 오프셋 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 9는 도 8의 오프셋 산출 방법을 포함하는 도 7의 흐름도를 더욱 구체적으로 도시한 것이다.
먼저, 기준 선반에 대한 수동 티칭을 수행하여 얻은 기준 값을 바탕으로 하나의 티칭 대상 선반을 선택한다(S10). 이때, 대상 선반은 제어 유닛(400)에 의하여 랜덤으로 결정되거나 사용자에 의하여 임의로 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 티칭 대상 선반은 상기 수납부(100)의 각 층마다 하나의 선반만이 선정될 수 있다.
대상 선반이 선택되면, 선택된 티칭 대상 선반으로 이송 로봇(200)을 이동시켜 로봇 암(210)을 선반으로 진입시킨다. 이송 로봇은 승강 구동부(222)와 주행 구동부(224)에 의하여 대상 선반에 접근할 수 있다. 이송 로봇(200)을 대상 선반에 접근시킨 후 로봇 암(210)을 선반으로 진입시키면, 대상 선반으로 진입한 로봇 암(210)에 의하여 티칭용 지그(300)에 포함된 촬상부(310)가 선반(110)의 상면에 있는 티칭 마크(112)를 촬상할 수 있다(S20). 촬상부(310)는 선반(110)의 티칭 마크(112)를 촬상함으로써 위치 데이터를 얻을 수 있고, 위치 데이터를 제어 유닛(400)로 전송할 수 있다. 이때, 위치 데이터는 티칭 마크(112)의 크기 데이터를 포함할 수 있고, 크기 데이터의 기준값은 미리 설정될 수 있다.
티칭용 지그(300)로부터 전달받은 위치 데이터는 산출부(410)로 전달되고 산출부(410)에 의하여 오차값으로 환산될 수 있다(S30). 이때, 티칭 마크(112)가 기준 크기와 일치하고, 촬상부의(310) 정 중앙에 위치하는 경우의 오차값은 0이 될 수 있다.
산출부(410)에 의하여 산출된 오차값을 기반으로 선반에 대한 이송 로봇(200) 또는 선반(110)의 티칭이 수행될 수 있다. 산출부(410)에 의하여 산출된 오차값은 판단부(420)로 전달되어 기 설정된 한계값과 비교되고, 비교 결과에 따라 판단부(420)는 제어 방법을 선택할 수 있다(S40).
예를 들어, 오차값이 한계값을 초과하는 경우 판단부(420)는 선반(110)과 이송 로봇(200)을 모두 티칭하는 방법을 선택할 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(400)은 선반(110)에 진입한 로봇 암(210)을 이송 로봇(200)으로 복귀시킨 후(S52), 선반의 티칭을 먼저 수행한다(S54). 선반(110)의 티칭은 선반(110)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 오차값에 대응하는 회전각만큼 회전시켜주는 것이다. 선반(110)의 티칭은 티칭부(430)에 의하여 수행될 수 있으며, 티칭부(430)는 오차값을 기반으로 하여 선반(110)의 티칭을 완료한 후 이송 로봇(200)에 대한 티칭을 수행한다(S60). 이송 로봇(200)의 티칭은 이송 로봇의 수직 방향 티칭, 수평 방향 티칭을 포함하며, 로봇 암(210)의 전후 방향 티칭까지 포함할 수 있다. 이와 같이, 이송 로봇(200)에 대한 티칭 수행 전 선반(110)에 대한 티칭을 수행하면 이송 로봇(200)의 티칭만으로는 오차값을 보상해줄 수 없는 경우를 방지할 수 있다.
한편, 오차값이 한계값을 초과하지 않는 경우, 판단부(420)는 이송 로봇(200)만을 티칭하는 방법을 선택할 수 있다. 이때, 티칭부(430)는 오차값을 기반으로 하여 이송 로봇(200)에 대한 티칭을 수행한다(S60).
티칭이 완료되면, 티칭 결과 체크가 수행될 수 있다(S70). 티칭에 성공한 경우, 선반(110) 또는 이송 로봇(200)의 티칭 값을 저장부(440)에 저장한다(S80). 그러나, 티칭에 성공하지 못한 경우, 티칭 마크를 촬상하는 단계(S20)로 돌아가 다음 단계들을 재수행 한다. 티칭 마크 촬상 단계(S20)부터 티칭 성공 확인 단계(S70)까지의 단계를 티칭이 성공할 때까지 반복한다. 티칭 결과 체크는 티칭용 지그(300)에 포함된 촬상부(310)를 이용하는 방법을 사용할 수 있고, 티칭 결과 체크용 센서를 따로 구비하여 이용할 수도 있다.
티칭이 성공하여 티칭 값을 저장부(440)에 저장하고 나면, 티칭 대상 선반 설정 단계(S10)로 돌아가 수납부(100)의 모든 층에 하나의 티칭 대상 선반이 포함될 때까지 이후의 단계들을 반복한다.
수납부(100)의 모든 층에 대하여 각각의 티칭 대상 선반에 대한 티칭이 완료되면 저장된 티칭값을 바탕으로 각 층에 대한 오프셋 값을 산출해낼 수 있다.
그 후, 산출된 오프셋 값을 기반으로 티칭할 층을 선정하고(S3), 선정된 층에 대한 오프셋 값을 적용하여 선정된 층에 포함된 모든 선반에 대한 티칭을 수행하고(S4), 티칭 결과를 확인하고(S45), 티칭 결과를 저장하는 단계(S5)를 모든 단에 대하여 수행하면 오토 티칭이 종료된다.
상술한 바와 같이, 물품 저장 장치(1)의 각 층에 대하여 오프셋 값을 산출한 후 모든 선반(110)에 대한 오토 티칭을 수행하면 불필요한 티칭 재수행을 방지할 수 있게 되어 티칭 소요 시간을 줄일 수 있다. 예를 들어, 오프셋을 적용하는 경우, 오프셋 기준 선반에 대한 티칭 재수행만 필요한 반면 오프셋을 적용하지 않는 경우, 티칭 실패 선반이 포함된 층의 모든 선반에 대하여 티칭 재수행이 필요하기 때문이다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법은 이송 로봇뿐만 아니라 선반의 회전 방향 티칭을 포함함으로써 종래 기술의 한계를 극복함과 동시에 정밀도를 높여 티칭 실패율을 감소시킬 수 있다. 정밀도 높은 티칭은 티칭 보정 작업을 불필요하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명은 각 층에 대한 오프셋 값을 산출하여 이송 로봇 및 선반에 대한 오토 티칭을 수행할 수 있고, 오프셋 값을 이용한 오토 티칭에 의하여 티칭 소요 시간을 감축할 수 있으므로 공정 효율면에서도 매우 유리하다.
이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수도 있고 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
1; 물품 저장 장치
100; 수납부
110; 선반
112; 티칭 마크
200; 이송 로봇
210; 로봇 암
220; 이송 로봇 이동 유닛
222; 승강 구동부
224; 주행 구동부
300; 티칭용 지그
310; 촬상부
400; 제어 유닛
410; 산출부
420; 판단부
430; 티칭부
440; 저장부

Claims (20)

  1. 회전축을 중심으로 둘레를 따라 물품을 적재할 수 있도록 다층으로 배치되며 티칭 마크가 형성된 복수의 선반을 포함하는 수납부;
    상기 선반에 물품을 이적재하기 위한 로봇암을 포함하고, 상기 티칭 마크를 촬상하여 위치 데이터를 획득하는 촬상부를 구비한 티칭용 지그를 지지할 수 있는 이송 로봇; 및
    상기 촬상부에 의하여 획득한 위치 데이터를 기반으로 상기 선반 위치와 상기 로봇암 위치 간의 오차값을 산출하고, 상기 오차값에 기반하여 상기 수납부 또는 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 제어 유닛;
    을 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 선반 위치와 상기 로봇암 위치 간의 오차값을 산출하는 산출부;
    상기 산출부에 의하여 산출된 오차값이 기 설정된 한계값을 초과하는지 여부를 기반으로 제어 방법을 선택하는 판단부;
    상기 판단부에 의하여 선택된 제어 방법으로 상기 이송 로봇 또는 상기 선반을 티칭하는 티칭부;
    상기 산출부에 의하여 산출된 오차값과 상기 오차값에 대하여 티칭부에 의하여 수행된 티칭값을 저장하는 저장부;
    를 포함하며,
    상기 판단부는,
    상기 오차값이 한계값을 초과하는 경우 상기 선반과 상기 이송 로봇을 모두 티칭하되, 상기 선반에 대한 티칭을 먼저 수행하는 물품 저장 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 오차값에 기반하여 상기 선반의 회전 티칭 또는 상기 이송 로봇의 수직 방향 티칭 및 수평 방향 티칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 오차값이 한계값을 초과하지 않는 경우 상기 이송 로봇만을 티칭하는 제어 방법을 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 티칭부는,
    상기 선반의 티칭이 완료된 선반에 대하여 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 산출부로부터 오차값을 전달받고 상기 티칭부로부터 상기 오차값에 대응하는 티칭값을 전달받아 함께 저장함으로써 선반에 대한 티칭 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 산출부로부터 전달받은 오차값이 기 저장된 값일 경우 상기 오차값에 대응하는 티칭값을 상기 티칭부에 적용시키는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 저장부에 의하여,
    상기 판단부의 제어 방법 선택 동작이 생략되는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  11. 회전축을 중심으로 둘레를 따라 물품을 적재할 수 있도록 다층으로 배치되며 티칭 마크가 형성된 복수의 선반을 포함하는 수납부와,
    상기 선반에 물품을 이적재하기 위한 로봇암을 포함하고, 상기 티칭 마크를 촬상하여 위치 데이터를 획득하는 촬상부를 구비한 티칭용 지그를 지지할 수 있는 이송 로봇, 그리고
    상기 촬상부에 의하여 획득한 위치 데이터를 기반으로 상기 선반 위치와 상기 로봇암 위치 간의 오차값을 산출하고, 상기 오차값에 기반하여 상기 수납부 또는 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 제어 유닛을 포함하는 물품 저장 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 복수의 선반 중 기준 선반에 대하여 수동 티칭을 수행하는 단계;
    상기 수납부의 각 층에 대한 오프셋 값을 산출하는 단계;
    하나의 티칭 대상 층을 선정하는 단계;
    상기 티칭 대상 층에 포함된 모든 선반에 대하여 해당 오프셋 값을 적용하여 티칭을 수행하는 단계;
    상기 수납부의 모든 층에 대하여 상기 티칭 수행 단계를 반복하여 각 선반과 대응되는 티칭값을 저장하고 관리하는 오토 티칭을 수행하는 단계;
    를 포함하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 오프셋 산출 단계는,
    (1) 상기 수납부 중 하나의 층에서 하나의 티칭 대상 선반을 선정하는 단계;
    (2) 상기 티칭 대상 선반의 상기 티칭 마크를 촬상하는 단계;
    (3) 상기 티칭 대상 선반의 티칭 마크를 촬상하여 얻은 위치 데이터를 기반으로 상기 선반과 상기 이송 로봇의 위치 오차값을 산출하는 단계;
    (4) 상기 오차값을 기반으로 상기 대상 선반에 대한 티칭 방법을 선택하는 단계;
    (5) 선택된 티칭 방법으로 상기 대상 선반에 대한 티칭을 수행하는 단계;
    (6) 티칭을 수행하여 얻은 티칭값을 저장하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 대상 선반에 대한 티칭 방법은,
    상기 선반의 회전 방향 티칭을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 대상 선반에 대한 티칭 방법은,
    상기 이송 로봇의 수직 방향 티칭, 상기 이송 로봇의 수평 방향 티칭을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 티칭 방법을 선택하는 단계에서,
    상기 오차값을 기 설정된 한계값과 비교한 결과에 따라 티칭 방법을 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 티칭 방법을 선택하는 단계에서,
    상기 오차값이 기설정된 한계값을 초과하지 않는 경우 상기 이송 로봇만을 티칭하는 방법을 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 티칭 방법을 선택하는 단계에서,
    상기 오차값이 기설정된 한계값을 초과하는 경우 상기 로봇암을 상기 이송 로봇으로 복귀시키고 상기 선반의 회전 티칭을 먼저 수행한 후 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 방법을 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 오프셋 산출 단계는,
    하나의 티칭 선반에 대한 티칭이 완료되면 상기 티칭 선반과 다른 층에 존재하는 하나의 선반에 대한 티칭을 시작하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 오프셋 산출 단계는,
    상기 수납부의 모든 층에 대하여 상기 (1) 내지 (6)단계들을 수행하여 오프셋 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  20. 제1항에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법에 있어서,
    (A) 상기 복수의 선반 중 기준 선반에 대하여 수동 티칭을 수행하는 단계;
    (B) 상기 복수의 선반 중 하나의 티칭 대상을 설정하는 단계;
    (C) 상기 티칭 대상 선반의 상기 티칭 마크를 촬상하는 단계;
    (D) 상기 티칭 마크를 촬상하여 얻은 위치 데이터를 기반으로 상기 선반과 상기 이송 로봇의 위치 오차값을 산출하는 단계;
    (E) 상기 오차값을 기반으로 상기 대상 선반에 대한 티칭 방법을 선택하는 단계;
    (F) 선택된 티칭 방법으로 상기 선반의 회전 티칭 또는 상기 이송 로봇의 이동 티칭을 수행하는 단계;
    (G) 수행한 티칭에 대한 티칭값 저장 단계;
    (H) 하나의 대상 선반에 대한 티칭이 완료되면 상기 대상 선반이 포함되지 않은 층에 존재하는 하나의 선반을 대상 선반으로 설정하는 단계;
    (I) 상기 (C) 내지 (H)단계들이 모든 층에 수행될 때까지 반복 수행하여 각 층의 오프셋 값을 산출하는 단계;
    (J) 상기 오프셋 값을 적용하여 상기 수납부의 모든 선반들에 대한 티칭을 수행하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 티칭 대상을 선정하는 단계는 상기 수납부의 하나의 층에 대하여 하나의 선반만을 선정하고,
    상기 티칭 방법을 선택하는 단계는 상기 이송 로봇의 티칭만을 수행하는 방법 또는 상기 선반의 티칭을 수행한 후 상기 이송 로봇의 티칭을 수행하는 방법 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
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