KR20000028557A - 화물을정렬하여적재하기위한화물적재방법및장치 - Google Patents

화물을정렬하여적재하기위한화물적재방법및장치 Download PDF

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가부시키가이샤 후지 유소키 고교
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Abstract

화물(40)은 수직 다관절 아암(12)으로 설치된 파지기구(11)를 갖는 로보트(10)를 사용하여 각 층당 복수의 열로 또한, 복수의 층으로 팰릿(21)상에 적재된다. 화물은 일 열 분량씩, 또는 일열 분량이 아암의 연장방향에 수직한 폭방향에 대해 거의 동일한 폭으로 되는 조합상태로 복수의 화물을 일괄하여 로보트의 전방으로 이송된다. 로보트는 이송된 일 열 분량의 화물을 파지하여 컨베이어에 탑재되어 있는 팰릿상의 일단부를 제 1 열로서 적재하고, 이후 제 1열로부터 떨이진 방향으로 일 열분량씩 화물적재 위치를 변위시키면서 최후미이 열까지 적재하여 1층의 화물적재를 수행하고, 이하 동일한 방법으로 팰릿상에 복수 층의 화물적재를 수행한다.

Description

화물을 정렬하여 적재하기 위한 화물적재 방법 및 장치 {CARGO-LOADING METHOD AND APPARATUS FOR LOADING CARGOES IN LINES}
본 발명은 팰릿상에 화물을 복수 열 및 복수 층으로 적재하기 위한 화물적재 장치 및 방법에 관한 것이다.
이러한 형태의 화물적재 장치는 주로, 주름진 판형 섬유박스, 판형 수지 박스, 또는 물품을 화물로서 수납할 수 있는 백을 취급한다. 이러한 화물적재 장치는 화물을 공장 내외측으로 수송 및 보관하는데 사용되며, 소위 팰릿타이징 장치(palletizing apparatus)로서 호칭되고 있다. 이러한 팰렛타이징 장치는 여러 형태가 있으나 선회기능을 갖는 로보트를 갖추고 있는 것이 보통이다. 도 1을 참조하여 이러한 형태의 일예가 설명되어 있다.
도 1에 있어서, 로보트(1)는 아암(1-1)을 가진다. 상기 아암(1)의 단부에는 한 쌍의 레이크형 돌기를 갖는 파지기구(1-2)가 설치되어 있다. 로보트(1)는 상기 파지기구(1-2)에 의해 운송 컨베이어(2)상으로 이송되는 화물(3)을 파지한다. 다음에, 로보트(1)가 선회하여 화물을 화물적재 컨베이어(4) 위에 있는 팰릿(5)상에 놓는다. 화물을 적재하는 이러한 방법에 있어서, 복수의 화물은 제 1층을 형성하도록 정지상태에서 팰릿(5)상에 적재된다. 상기 팰릿상에는 6개의 화물(3)이 순차적으로 놓인다. 다음에, 로보트(1)는 제 1층의 화물(3)위에 제 2층의 6개의 화물(3)을 순서대로 적재한다. 이러한 작동은 화물(3)이 예정된 횟수의 층으로 적재될 때까지 반복된다. 이와같은 화물적재 방법은 소위, 평면 적재방법으로 호칭된다.
예정된 횟수의 층으로 화물의 적재가 일단 완료되면, 로보트(1)는 준비상태로 된다. 반면에, 화물적재가 완료된 팰릿(5)은 배출 컨베이어(6)로 이송된다. 그후, 다음 팰릿(5)이 팰릿 공급장치(7)로부터 화물적재 컨베이어(4)로 이송된다. 이와같은 제어는 제어반(8)에 수용되어 있는 제어기에 의해 수행된다.
부수적으로, 도 1에서 6개의 화물(3)이 팰릿(5)상에 층별로 적재된다. 그후, 위에서 보아 6개의 화물로 형성된 화물적재 평면패턴은 모든 층에 있어서 동일하다. 그러나, 후술하는 바와같이 여러 형태의 화물적재 평면패턴이 있을 수 있다. 그러한 패턴에 대응하기 위해, 로보트(1)는 파지기구(1-2)를 선회시키기 위한 선회기구가 갖춰져 있다. 이러한 선회기구를 사용함으로써, 화물(3)은 팰릿(5)상에 이미 적재된 화물(3)에 대해 변경된 각도(예를들어, 90°)로 적재될 수 있다.
어떤 경우에는 로보트(1)내에 있는 파지기구(1-2)의 선회 및 회전기구를 종래의 팰릿타이저에 설치할 필요가 있다. 또한, 화물(3)의 화물적재 위치는 로보트(1)내에 있는 파지기구의 선회 및 회전기구를 사용함으로써 결정된다. 이러한 이유로, 로보트(1)의 구성 및 제어가 복잡하게 됨과 동시에, 화물적재 위치에 관한 많은 정보를 필요로 하며 화물적재 위치에 대한 지시가 더욱 복잡해 진다.
화물적재 위치에 대한 지시는 다음과 같다. 화물적재 방법이 일단 결정되면, 작동자는 미리 로보트(1)를 수동으로 작동시켜 로보트(1)가 화물(3)의 파지 및 적재 위치를 기억할 수 있게 한다. 이런 이유로, 제어기에는 메모리가 갖춰져 있다.
또한, 상기 펠릿타이저 장치에는 화물을 하나씩 또는 복수개씩 팰릿(5)상의 상이한 위치에 적재할 필요성이 있다. 이러한 경우에, 운송 컨베이어(2) 및 화물적재 컨베이어(4)가 서로로부터 약간 떨어져 있으므로 개개의 화물을 적재하기 위한 많은 시간이 필요하다.
본 발명의 목적은 선회 및 회전 기구가 없는 파지기구를 갖는 로보트를 사용함으로써 다양한 화물적재 평면패턴을 갖는 복수의 층으로 화물을 적재할 수 있는 화물적재 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 로보트의 불필요한 운동을 가능한한 많이 줄임으로써 화물적재 능력을 최대한 발휘할 수 있는 화물적재 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 화물적재 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 화물적재 장치의 구성을 나타내는 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 화물적재 장치를 나타내는 측면도.
도 4a 내지 도 4d는 도 2에 도시한 화물적재 장치의 화물적재 동작을 나타내는 도면.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 장치에 의해 적재될 화물에 대한 화물적재 상태의 양호한 실시예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 화물적재 장치의 구성을 나타내는 평면도.
도 7은 도 6에 도시된 화물적재 장치를 나타내는 측면도.
도 8은 본 발명에 따른 파지기구의 실시예를 도시하는 도면.
도 9는 도 8에 도시된 파지기구의 대상이 되는 경우의 실시예를 나타내는 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 파지기구의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 11은 도 8의 방향과 동일한 방향에서 본, 도 8에 나타낸 파지기구의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 12는 도 8에 나타낸 파지기구의 주요부를 나타내는 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 로보트 12 : 아암
20, 23, 30 : 컨베이어 21 : 팰릿
31 : 화물 정렬장치 40 : 화물
41, 42 : 케이스
본 발명에 따른 화물적재 방법은 수직 다관절 아암으로 설치된 파지기구를 갖는 로보트를 사용함으로써 각각의 층당 복수의 열로 또한, 복수의 층으로 화물을 팰릿상에 적재하기 위한 것이다.
본 발명의 일면에 따라서, 상기 방법은 팰릿을 로보트의 전방으로 이송하기 위한 팰릿 이송단계 및 각각의 열에 있어서의 화물이 아암의 연장방향에 수직한 횡방향에 대해 폭이 동일하도록 하나의 열에 있는 각각의 화물을 결합한 상태로 복수의 화물을 일괄하여 로보트의 전방으로 이송하기 위한 화물 이송단계를 포함한다.
본 발명의 다른 방법은 상기 화물 이송단계에 의해 이송된 일렬의 화물을 파지하는 단계와, 제 1열로서 로보트의 전방에 있는 팰릿의 한 단부상에 화물을 적재하는 단계와, 화물을 제 1열로부터 제 2열까지 적재함으로써 제 1층에 있는 화물의 적재작동을 수행하는 단계와, 하나의 열에 있는 각각의 화물에 대한 화물적재 위치를 제 1 열로부터 분리된 방향으로 변위시키는 단계와, 상기 화물을 팰릿상에 복수의 층으로 적재하는 단계, 및 상기 화물적재 작동을 동일한 방법으로 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 화물적재 장치는 화물을 팰릿상에 층 당 복수의 열로, 또한 복수의 층으로 적재할 수 있는, 수직 다관절 아암으로 설치된 파지기구를 갖는 로보트를 포함한다. 상기 화물적재 장치는 화물을 예정된 방향으로 이송하고 팰릿을 로보트의 전방으로 이송하기 위한 화물적재 컨베이어와, 각각의 열에 있어서의 화물이 상기 아암의 연장방향에 수직한 횡방향에 대해 폭이 동일하도록 하나의 열에 있는 각각의 화물을 결합한 상태로 복수의 화물을 일괄하여 로보트의 전방으로 이송하기 위한 화물 공급부, 및 로보트, 화물적재 컨베이어 및 화물 공급부를 제어하기 위한 제어기를 더 포함한다. 상기 로보트는 화물을 일열의 분량씩 화물 공급부에 의해 공급된 화물을 파지하여 제 1열로서 로보트의 전방에 있는 팰릿의 한 단부에 화물을 적재한다. 그후, 로보트는 제 1열로부터 마지막 열까지 화물을 적재함으로써 화물을 제 1 층에 적재하기 위한 적재작동을 수행하며, 제 1열로부터 이격된 방향으로 일열분량씩 화물위치를 변경한다. 로보트는 팰릿상에 복수 층으로 화물을 적재하며 전술한 화물적재 작동을 동일한 방법으로 반복한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 화물적재 장치가 도시되어 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 따른 화물적재 장치는 단부상에 파지기구를 갖는 아암(12)을 구비한 로보트(10)와, 화물적재 컨베이어(20), 및 화물을 로보트(10)의 전방으로 이송하기 위한 화물 이송 컨베이어(30)를 포함한다. 상기 화물 적재장치는 화물 이송 컨베이어(30)에 의해 일열분량씩 이송된 화물을 정렬하여 상기 파지기구(11), 즉 로보트(10)의 전방을 따라 화물의 파지위치를 정렬시키기 위한 화물정렬 장치(31)를 더 포함한다. 이러한 실시예에서, 화물(40)의 칫수가 동일하다는 것이 예비조건이다.
상기 로보트(10)는 이중축 형태이나 회전형태는 아니다. 상기 로보트(10)는 파지기구(11)가 아암(12)의 연장방향으로 그리고 수직의 상하방향으로 이동할 수 있게 하며, 따라서 이러한 형태의 로보트를 소위 수직 다관절 로보트라 호칭한다. 즉, 로보트(10)는 종래의 로보트처럼 파지기구(11)의 선회기구 및 회전기구를 갖지 않는다. 특히, 상기 파지기구(11)는 일렬씩 배열된 복수의 화물(40)[이 경우에는 물품(4)]을 일괄적으로 파지할 수 있으며, 그의 기능에 대해서는 후술한다.
화물 컨베이어(20)는 로보트(10)의 전방에 적재될 화물을 갖는 팰릿(21)을 이송하기 위한 장비이다. 상기 화물 컨베이어(20)의 한 단부측(도 2의 우측)에는 비워진 팰릿을 화물 컨베이어(20)로 공급하기 위한 텅빈 팰릿 공급장치(22)가 배열되어 있다. 화물 컨베이어(20)의 다른 단부측(도 2의 좌측)에는 화물이 적재된 팰릿을 수용하기 위한 수용 컨베이어(23)가 배열되어 있다. 텅빈 팰릿공급 장치(22)와 수용 컨베이어(23)는 잘 공지되어 있으므로 이들에 대한 설명은 생략한다.
화물공급 컨베이어(30)는 다음에 정렬될 복수(여기서는 4개)의 화물(40)을 일렬로 정렬시킨 상태로 대기위치에 놓아두기 위한 장비이다. 화물공급 컨베이어(30)의 다른 단부측에는 다음에 파지될 4개의 화물을 정지시키기 위한 가동 스톱퍼(30-1)가 장비되어 있다. 이러한 가동 스톱퍼(30-1)는 4개의 화물(40)이 파지기구(11)에 의해 파지되어 상방향으로 이동될 때 하방향으로 이동되도록 구동된다. 그 결과로써, 4개의 화물(40)이 화물정렬 장치(31)상으로 즉시 이송된다. 상기 화물공급 컨베이어(30) 및 화물정렬 장치(31)는 화물 정렬부로서의 역할을 한다. 특히, 이러한 실시예에 있어서 화물(40)의 적재로부터 유발된 파지기구(11)의 이동거리를 최소화하기 위한 관점으로부터 화물정렬 장치(31)는 로보트(10)와 화물적재 컨베이어(20) 사이에 배열된다. 이 때문에, 화물공급 컨베이어(30)는 적어도 일부분이 화물적재 컨베이어(20)에 평행하게 연장되어 있다. 또한, 화물정렬 장치(31)는 화물적재 컨베이어(20)상의 팰릿(21)의 높이보다 더 높은 위치에 있는 것이 바람직하다. 그러나, 화물정렬 장치(31)은 로보트(10)의 전방에 있을 수 있으나 위치와 높이는 본 실시예의 것에 한정되지 않는다.
전술한 대로 구성함으로써, 화물(40)은 일렬의 화물의 폭이 아암(12)의 연장방향(수평상태에서의)에 대한 장방형 폭의 방향에 대해 거의 동일하도록 화물을 조합한 상태로 각각 일렬씩, 즉 4개씩 일괄하여 로보트(10)의 전방으로 이송된다.
구성소자들의 전술한 작동은 제어반(100)(도 2)에 있는 제어기(101)에 의해 자동적으로 제어된다. 이러한 자동 제어작동은 도 4a 내지 도 4b를 참조하여 설명된다. 또한, 도 4a 내지 도 4d에는 로보트가 도시되어 있지 않다.
도 4a에 도시한 바와같이, 로보트(10)(도 2)는 화물정렬 장치(31)상에 배열된 4개의 화물(40)을 일렬분량씩 일괄하여 파지기구(11)에 의해 파지한다. 다음에, 화물적재 컨베이어(20)에 탑재되어 로보트(1)의 전방에 있는 팰릿(21)(제 1팰릿)상상의 로보트(10)로부터 가장 먼 일단측을 제 1열로서 적재한다. 이후, 로보트(10)는 제 1열로부터 떨어진 방향으로 일렬 분량씩 화물적재 위치를 변경시키면서 최후미 열(여기서는 제 5열)까지 화물을 적재한다. 이 경우에 있어서, 로보트(10)는 평면적재 방식으로 화물을 제 1층에 적재한다. 로보트(10)는 또한 전술한 바와 동일하게 팰릿(21)상에 제 2층용 화물을 적재한다(도 4b). 로보트(10)는 전술한 작동을 반복함으로써 화물을 최상층(여기서는 제 5층)까지 적재한다(도 4c). 이러한 작동중, 화물적재 컨베이어(20)는 정지상태로 있다.
다음에, 제어기(101)는 화물적재 컨베이어(20)를 구동시켜 화물적재가 완료된 팰릿(21)을 수용 컨베이어(23)로 이동시킴과 동시에, 대기상태에 있는 텅빈 팰릿(21)(제 2 팰릿)을 로보트(10)의 전방에 있는 위치로 이동시킨다. 이러한 이동은 파지기구(11)가 다음 화물을 취하기 위하여 되돌아가는 사이에 수행된다. 이러한 텅빈 팰릿(21)상에는 전술한 바와 유사하게 복수의 층으로 화물이 적재된다.
전술한 작동은 작동자에 의해 미리 지시되고 화물의 파지 및 적재위치를 제어기(101)에 기억시킴으로써 자동적으로 제어될 수 있다.
전술한 설명으로부터 로보트(10)가 파지기구(11)의 회전기구 및 선회기구도 갖지 않으므로, 화물적재 위치에 관한 정보가 덜 필요해 구성이 간단해 진다. 또한, 선회작동이나 파지기구(11)의 회전작동없이도 아암(12)의 연장방향 및 상하방향으로만의 최단거리에서 화물 정렬장치(31)로부터 하중적재 컨베이어(20)상의 팰릿(21)으로 화물(40)의 이송이 가능해 진다. 또한, 로보트(10)는 화물의 이송중에 대기상태로 있지 않아서 시간소모가 감소된다. 그 결과, 본 발명에 따른 화물적재 장치는 화물적재 용량을 최대로 할 수 있다.
보다 명확한 이해를 위해서, 도 4a 내지 도 4d에는 화물 정렬장치(31)의 위치관계, 즉 팰릿(21)이 화물적재 위치에 있고 텅빈 팰릿(21)이 대기상태로 있는 것이 도 2와 다른 경우를 나타내고 있다. 즉, 도 2의 구성에 따르면, 화물적재 위치에 있는 팰릿(21)에 비해서 대기상태로 있는 텅빈 팰릿(21)은 도면에 수직한 방향으로 배열되어 있다. 그러나, 화물적재 컨베이어(20)는 로보트(10)와 화물적재 장치(31)의 바로 아래를 통과하여 파지기구(11)의 이동방향과 동일한 방향으로 연장되도록 해도 좋다. 도 4a 내지 도 4d는 이와같은 구성을 고려하여 도시된 것이다.
전술한 바와같이, 제 1 실시예에서 일렬을 구성하는 4개의 화물(40)은 위에서 보아 항상 동일한 조합패턴(이후, "조합패턴"이라 호칭함)의 상태로 로보트(10)의 전방으로 이송된다. 그래서, 각각의 복수 층에 있는 화물은 위에서 보아 화물적재 평면패턴(이후, "화물적재 평면패턴"이라 호칭함)이 각 층에서 동일해질 수 있도록 적재된다. 상기 화물 적재법은 측면도로서 도 5a에 도시되고 제 1층 및 제 2층의 화물적재 평면패턴으로서 도 5b 및 도 5c에 각각 도시된 블록 적재패턴이라 호칭된다. 또한, 도 5b 및 도 5c에서 가장 낮은 쪽은 제 1열이고 상부에서 보면 제 2열 및 제 3열이 된다. 또한, 상기 도면에 도시된 블록적재법은 정방형상의 화물에 적용한 경우이나, 더 이상 말할 필요도 없이 장방형상의 화물에도 적용할 수 있다.
화물적재 평면패턴은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 통상적인 화물적재 형상에 따라 변화될 수 있다. 이러한 패턴들은 후술되는데, 장방형 화물(40)의 길이방향에 따른 면은 측면이며, 장방형 화물(40)의 길이방향에 수직한 면은 단부면이다.
벽돌적재 방법의 경우, 제 1층의 제 1열에는 길이방향의 축선이 아암(12)의 연장방향에 수직하게, 즉 양 단부면이 서로 대향되게 두 개의 화물(40)이 적재된다. 제 1층의 제 열에는 길이방향의 축선이 아암(12)의 연장방향과 평행하게, 즉 측면이 서로 대향되게 3개의 화물(40)이 놓아진다. 그 결과, 제 1열을 구성하는 두 화물(40)의 조합패턴은 제 2열을 구성하는 3개의 화물(40)의 조합패턴과 상이하다. 그러나, 제 1 및 제 2열에 있어서의 화물 조합패턴의 아암(12)의 연장방향에 직각인 폭방향으로의 크기는 동일하다. 다음에, 제 2층의 제 1열에 있어서 3개의 화물은 길이방향의 축선이 아암(12)의 연장방향과 평행한, 즉 측면이 서로 대향하도록 적재된다. 제 2층의 제 2열에 있어서 2개의 화물(40)은 아암(12)의 연장방향에 수직하게, 즉 단부면이 서로 대향하게 적재된다. 홀수 층과 짝수 층은 각각 동일한 화물적재 평면패턴을 가진다. 또한, 짝수 층의 화물적재 패턴은 홀수 층 화물적재 패턴에 대해 180。 회전된 패턴으로 된다.
엇갈린 적재방법의 경우, 제 1층의 모든 열(6개의 열)에는 길이방향의 축선이 아암(12)의 연장방향에 대해 수직하게, 즉 단부면이 서로 대향하게 3개의 화물(40)이 적재된다. 제 2층의 모든 열에 있어서 길이방향으로의 축선이 아암(12)의 연장방향과 평행하게, 즉 측면이 서로 대향하게 6개의 화물(40)이 적재된다. 홀수 층과 짝수 층은 각각 동일한 화물적재 평면패턴을 가진다. 또한, 짝수 층의 화물적재 패턴은 홀수 층 화물적재 패턴에 대해 180。 회전된 패턴으로 된다.
스플릿 적재방법의 경우, 제 1층의 제 1열에는 길이방향 축선이 아암(12)의 연장방향에 수직하고 양 측면 사이에 거리(L)를 두고 배열된 조합패턴 형태로 2개의 화물(40)이 적재된다. 제 2 및 제 3열에 있어서는 길이방향 축선이 아암(12)의 연장방향과 평행하게, 즉 측면이 서로 대향하게 4개의 화물(40)이 적재된다. 그 결과, 제 1열을 구성하는 두개의 화물(40)의 조합패턴은 제 2 및 제 3 열을 구성하는 4개의 화물(40)의 조합패턴과 상이하다. 그러나, 어떤 열에 있어서도 아암(12)의 연장방향에 수직한 폭방향으로의 크기는 동일하다. 제 2층에 있어서 화물적재 평면 패턴은 제 1 층의 화물적재 평면패턴에 대해 180。 회전된 패턴으로 된다.
도 5a 내지 도 5c는 통상적인 화물적재 형상을 도시하나, 본 발명에 따른 화물적재 장치는 그러한 화물적재 형상에 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 장치에 있어서는 각각의 층에 대한 모든 열을 구성하는 복수의 화물 조합패턴이 무엇이든지 간에, 그러한 패턴들에 있어서 아암(12)의 연장방향에 수직한 폭방향으로의 크기가 동일해지도록 적용될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 벽돌적재 방법, 엇갈림 적재방법, 및 스플릿 적재방법에 적합한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 화물적재 장치를 설명한다. 제 2 실시예에 따른 장치는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 제 1 실시예에 따른 장치와 상이한데, 그 차이점은 제 1 실시예의 조합패턴과 상이한 상태로 일 열을 구성하는 복수 화물의 조합패턴을 공급하기 위한 화물배열부(60)를 제 2 실시예에 따른 장치가 갖는다는 점이다.
이러한 화물적재 장치는 본 발명의 제 1 실시예에서 설명한 것과 동일한 로보트(10)와, 팰릿(21)을 이송하기 위한 화물적재 컨베이어(50), 및 화물(40)을 로보트(10)의 전방으로 이송하기 위한 화물 배열부(60)를 포함한다. 본 실시예에서, 화물(40)의 크기가 서로 동일하다는 것이 선결조건이다.
화물적재 컨베이어(50)의 한 단부측(도 6의 좌측)에는 텅빈 팰릿을 화물적재 컨베이어(50)로 공급하기 위한 텅빈 팰릿 공급장치(70) 및 텅빈 팰릿 적재/이송 장치(51)가 배열되어 있다. 화물적재 컨베이어(50)의 다른 단부측(도 6의 우측)에는 화물이 적재된 팰릿을 수용하기 위한 수용 컨베이어(52)가 배열되어 있다.
화물 배열부(60)는 화물(40)을 반입하기 위한 화물 반입 컨베이어(61) 및 화물(40)을 두 방향으로 분배하기 위한 화물분배 장치(61)를 포함한다. 상기 화물 배열부(60)는 제 1 화물 이송 컨베이어(63), 방향 변환장치(64), 및 화물 정렬장치(66)를 더 포함한다. 상기 제 1 화물 이송 컨베이어(63)는 제 1 조합패턴이 얻어질 수 있도록 배분된 어느 한편의 화물(40)을 공급하기 위해 설치된 것이다. 상기 방향전환 장치(64)는 배분된 다른 한편의 화물(40)의 방향을 전환하기 위해 설치된 것이다. 제 2 화물 공급 컨베이어(65)는 제 2 조합패턴을 얻도록 변환된 방향으로 화물(40)을 공급하기 위해 설치된 것이다. 상기 화물 정렬장치(66)는 제 1 및 제 2 화물 이송 컨베이어(63,65)에 의해 이송된 화물을 정렬시키기 위해 설치된 것이며, 상기 각각의 화물들은 로보트(10)의 파지기구(11)에 의해 제 1 및 제 2 파지위치에 유지된다.
도 6에서, 제 1 조합패턴은 길이방향의 축선을 갖는 2개의 화물이 아암(12)의 연장방향에 수직하도록 양 단부면이 서로 대향하는 패턴이다. 반면에, 제 2 패턴은 길이방향의 축선을 갖는 3개의 화물(40)이 아암(12)의 연장방향에 평행하도록 양 측면이 서로 대향하는 패턴이다. 제 1 및 제 2 화물 이송 컨베이어(63,65)의 단부면에는 다음에 파지될 두 개 이상의 화물(40)을 정지시키기 위한 가동 스톱퍼(63-1,65-1)가 설치되어 있다. 상기 가동 스톱퍼(63-1,65-1)는 도 2에 도시한 가동 스톱퍼(30-1)와 동일하다.
전술한 구성의 경우에, 화물(40)은 일렬의 분량, 즉 제 1 파지위치에 있어서는 2개, 제 2 파지 위치에 있어서는 3개씩, 또한 일렬 분량의 화물이 아암(12)의 연장방향에 직각인 폭방향에 대하여 거의 동일한 폭이 되도록 조합된 상태로 일괄하여 화물정렬 장치(66)상에 배치된다.
또한, 상기 화물정렬 장치에 있어서 화물 분배장치(62), 방향전환 장치(64), 제 1 및 제 2 화물 이송 컨베이어(63,65)는 단일장치로서 공지되어 있으므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제어기(101)는 지령에 의해 미리 얻어진 제 1 및 제 2 파지위치 및 화물(40)에 대한 화물적재 위치상의 정보에 기초하여 수직 다관절 로보트(10)를 제어한다. 도 4a 내지 도 4d에서 설명한 바와같이, 로보트(10)는 제 1층에 있어서 하중 정렬수단(60)에 의해 제 1의 파지위치에 이송되어 있는 제 1 조합패턴의 2개의 화물(40)을 일괄 파지하여 팰릿(21)상의 제 1열로 적재한다. 다음에, 로보트(10)는 제 2 파지위치로 이송되어 있는 제 2 조합패턴의 3개의 화물(40)을 일괄 파지한 후에 팰릿(21)상의 제 2열로 적재한다. 계속해서, 제 2 파지위치로 이송되어 있는 제 2 조합패턴의 3개의 화물(40)을 일괄 파지하여 팰릿(21)상의 제 3열로 적재한다.
제 2층에서는, 제 2 파지위치로 이송되어 있는 제 2 조합패턴의 3개의 화물(40)을 로보트(10)가 파지하여 팰릿(21)상의 제 1열로 적재한다. 유사하게, 제 2 조합패턴의 3개의 화물(40)은 팰릿(21)상의 제 2열로 적재한다. 계속해서, 로보트(10)는 제 1 파지위치로 이송되어 있는 제 1 조합패턴의 2개의 화물(40)을 파지하여 팰릿(21)상의 제 3열로 이들 화물을 적재한다. 이후, 전술한 바와 유사하게, 로보트(10)는 홀수 층및 짝수 층이 각각 동일한 화물적재 패턴이 되도록 화물을 적재한다. 그 결과, 벽돌적재 방법과 동일(단지, 3열)한 화물적재 형상은 도 5a 내지 도 5c에서 설명한 대로 얻을 수 있다.
도 5a 내지 도 5c에서 설명한 엇갈림 적재방법의 경우에 대해 간략히 설명한다. 예를들어, 아암(12)의 연장방향에 수직이 되도록 단부면이 서로 대향하는 길이방향의 축선을 갖는 3개의 화물(40)을 제 1 조합패턴으로 하는 반면에, 아암(12)의 연장방향에 평행하게 되도록 측면이 서로 대향하는 길이방향의 축선을 갖는 6개의 화물(40)을 제 2 조합패턴으로 한다. 로보트(10)는 6열에 있는 모든 화물이 제 1 조합패턴을 구성하는 화물적재 평면패턴이 되도록 화물을 제 1층으로 적재한다. 다음에, 로보트(10)는 3열에 있는 모든 화물이 제 2 조합패턴을 구성하는 화물적재 패턴이 되도록 화물을 제 2층으로서 적재한다. 이후, 상기 로보트(10)는 전술한 대로의 화물적재를 예정된 층까지 반복한다.
도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와같은 스플릿 적재방법에 대해 간단히 설명한다. 예를들어, 아암(12)의 연장방향에 수직이 되고 양단부면 사이에 거리(L)를 두고 배열되는 길이방향의 축선을 갖는 2개의 화물(40)이 제 1 조합 패턴으로 되는 반면에, 아암(12)의 연장방향에 평행하도록 측면이 서로 대향하는 축선을 갖는 4개의 화물(40)이 제 2 조합패턴으로 된다. 이러한 경우에, 화물정렬 장치(66)의 제 1 파지위치에서는 2개의 화물(40)이 양 단부면 사이에 거리(L)를 두고 배열되어 있다. 상기 로보트(10)는 제 1층의 제 1열에서는 제 1 조합패턴으로, 제 2열 및 제 3열에서는 제 2 조합패턴으로 화물을 적재한다. 제 2 층에 있어서, 로보트(10)는 제 1열 및 제 2열을 제 2 조합패턴으로, 제 3열을 제 1 조합패턴으로 화물을 적재한다. 이후, 로보트(10)는 전술한 바와같은 화물 적재방법을 예정된 층까지 반복한다.
본 발명에 따른 제 2 실시예에서, 화물적재 위치, 특히 파지위치에 관한 필요한 정보는 종래장치의 정보에 비해 증가하지만 그 양은 작아진다. 또한, 로보트(10)는 단지 아암(12)의 상하방향 및 연장방향으로의 짧은 거리에 있어서의 파지기구의 회전운동 및 선회운동이 없이 화물(40)을 화물 정렬장치(66)로부터 화물적재 컨베이어(50)상의 팰릿(21)으로 이송할 수 있다. 또한, 로보트(10)는 팰릿의 이송중에 대기상태로 있는 것이 아니므로, 시간을 절약하고 화물적재 용량을 최대화할 수 있다.
본 발명에 따른 제 2 실시예에서, 두가지 형태의 조합패턴이 형성되며 두개의 화물이송 컨베이어(63,65)를 사용하여 두 개의 파지위치로 공급된다. 그러나, 조합패턴을 어느 것으로 하느냐는 화물 이송 컨베이어(63,65)의 작동모드를 적절히 선택함으로써 임으로 설정될 수 있다. 하나의 화물이송 컨베이어의 경우 다양한 조합패턴의 화물이 하나의 파지위치로 공급될 수 있다. 예를들어, 방향전환 장치(64)의 출구는 중간위치에서 화물이송 컨베이어(63)와 결합된다. 또는, 화물은 방향이 전환된 상태로 화물 도입 컨베이어(61)로의 화물 공급시에 도입된다. 따라서, 다양한 조합패턴의 화물이 하나의 파지위치로 공급될 수 있다.
다음에, 도 8및 도 9를 참조하여 파지기구(11)의 예에 대해 설명한다. 도 9는 화물(40)이 맥주 케이스와 같은 간단한 형태의 수지 케이스(41)를 포함하는 경우이다. 상기 케이스(41)는 서로 대향하는 두 엣지의 상부 엣지부에 인접한 개구를 가진다.
전술한 케이스(41)를 취급하는 경우에, 로보트(10)의 파지기구(11)는 도 8에 도시한 바와같이, 서로에 근접, 분리가능하며 서로에 대향하는 개구(41a)에 삽입가능한 한 쌍의 레이크형 돌기(11-1)를 갖는 기구로 구성된다. 특히, 레이크형 돌기(11-1)는 외측으로 돌출하는 돌기를 가진다. 이들 돌기는 케이스(41)의 내측으로 삽입될 수 있다. 상기 기구는 돌기가 외측으로 평행하게 이동함으로써 개구(41a)의 내측으로 삽입되도록 구성하는 것이 바람직하다. 도면에 도시한 바와같이, 이는 2열의 플라스틱 케이스를 적재할 때 이미 적재되어 있는 일렬의 플라스틱 케이스(41)에 가능한한 접근시켜 적재하는 것이 가능해지도록 하기 위한 것이다. 환언하면, 파지기구(11)로부터의 플라스틱 케이스(41)를 해제할 때, 상기 돌기(11-1)의 이동이 이미 적재된 제 1열의 플라스틱 케이스(41)에 의해 저지되는 것이 없게 하기 위한 것이다.
상세히 설명하면, 한 쌍의 고리(11-1)는 파지기구(11)의 헤드(11-2)에 걸쳐져진 로드(11-3)에 부착되어 이들을 한 쌍의 돌기(11-1)의 가이드로서 서로 접근, 분리가능하게 한다. 상기 돌기를 이동시키기 위한 구동수단으로서는 공지된 공압실린더, 타이밍 벨트, 또는 볼 나사 등의 기구를 이용하는 것이 가능하다. 상기 타이밍 벨트 또는 볼 나사는 서보 모터와 결합된다. 어떤 경우에 있어서도, 한 쌍의 돌기(11-1)는 파지기구(11)가 케이스(41)를 파지할 때 구동되어서 상기 한 쌍의 돌기(11-1)가 서로 접근할 수 있게 한다. 다음에, 전체의 파지기구(11)가 아래로 이동되고 한 쌍의 돌기(11-1)가 케이스(41)에 삽입된다. 계속해서, 한 쌍의 돌기(11-1)는 서로 분리되는 방향으로 구동됨으로써 케이스(41)의 상부엣지 위에 걸쳐진다. 케이스(41)가 해제되면, 한 쌍의 돌기(11-1)는 서로 접근하는 방향으로 이동되어, 한 쌍의 돌기(11-1)는 케이스(41)의 상부 엣지로부터 분리되며, 전체 파지기구(11)는 상방향으로 이동된다. 전술한 구동은 상기 제어기(101)에 의해 제어된다. 또한, 돌기(11-1)가 로드(11-3)를 따라 원할히 이동되게 하기 위해서는 축선상에서 회전가능한 베어링을 통해 돌기(11-1)를 로드(11-3)에 지지하는 것이 바람직하다.
도 10은 화물(40)이 주름진 판형 섬유박스 또는 카톤과 같은 박스형 케이스(42)인 경우에 있어서의 파지기구(11)의 예이다. 상기 케이스(42)는 도 9에 도시된 케이스(41)와는 상이하며 개구를 갖지 않는다. 이러한 케이스에 있어서, 파지기구(11)는 이동가능한 간단한 L형 레이크 돌기(11-5)를 가짐으로써 상기 돌기(11-5)가 케이스(42) 아래로 이동될 수 있다. 또한, 상기 파지기구(11)는 케이스(42)의 진동을 방지하기 위해 케이스(42)의 양측을 파지할 수 있는 한 쌍의 가동 파지판(11-6)을 가진다. 상기 돌기(11-5)와 한 쌍의 파지판(11-6)은 서로 접근 및 분리되도록 상기 파지기구(11)의 헤드(11-7)상에 걸져진 로드(11-8)에 부착되어 있다. 상기 로드(11-8)는 상기 돌기(11-5) 및 한 쌍의 파지판(11-6)의 가이드로서의 역할을 한다. 이동수단으로서는 도 8에 도시한 것과 동일한, 공지의 공압 실린더, 타이밍 벨트, 또는 볼 나사 등의 기구를 이용하는 것이 가능하다. 또한, 로드(11-8)에 대한 돌기(11-5)와 한 쌍의 파지판(11-6)의 설치구조는 도 8에 도시한 것과 동일할 수 있다.
상기 케이스(42)가 파지되면, 돌기(11-5)는 도면의 좌측편 위치에 있게 된다. 반면에, 한 쌍의 파지판(11-6)은 케이스(42)의 폭보다도 약간 큰 간격을 두고 떨어진 상태로 있다. 상기 파지기구(11)가 파지위치로부터 하향으로 이동되면, 상기 돌기(11-5)는 우측으로 이동되어 케이스(42)의 아래로 이동된다. 동시에, 한 쌍의 파지판(11-6)은 서로 접근하는 방향으로 이동되어 케이스(42)를 파지한다. 그 결과, 케이스(42)가 돌기(11-5)상에 탑재되며 한 쌍의 파지판(11-6)의 이동에 의해 유발된 진동이 방지된다. 한 쌍의 파지판(11-6)은 케이스(42)의 진동이 방지될 수 있는 경우에 적합하나 파지용량을 크게 할 필요는 없다.
케이스(42)가 돌기(11-5)로부터 해제되면, 상기 돌기(11-5)는 좌측으로 이동되어 하측으로부터 케이스를 분리한다. 그후, 한 쌍의 파지판(11-6)은 파지기구(11) 전체를 상방향으로 이동시키는 것에 의해 파지상태의 간격을 유지한 채로 케이스(42)로부터 분리된다. 물론, 상기 구동은 제어기(101)에 의해 제어된다.
또한, 도 8 및 도 9는 상기 케이스(41,42)가 한 개인 경우의 설명이다. 본 발명에 따라서, 두 개 이상의 케이스가 파지되어 한 번에 이동된다. 이런 이유로, 도 8에서 설명한 복수 쌍의 레이크형 돌기가 파지기구(11)의 헤드(11-2)에 설치되거나, 복수 쌍의 레이크형 돌기(11-1)가 단일체로서 이동가능한 상태로 헤드(11-2)에 개별적으로 설치될 수 있다.
이는 한 번에 파지된 케이스의 갯수가 항상 동일한 것이 아니기 때문이다. 또한, 케이스의 크기도 고정되어 있지 않으므로 케이스의 크기에 따른 레이크형 돌기(11-1)가 준비된다. 이러한 방법은 도 10의 경우와 동일하다.
도 8 및 도 10에 도시된 파지기구(11)는 단지, 일 예에 불과하며 종래의 팰릿타이징 장치에 사용되는 다른 공지의 파지기구도 사용될 수 있다.
도 11 및 도 12는 개별적으로 이동할 수 있는 레이크형 돌기의 예를 도시한다. 도 11 및 도 12에서, 돌기(11-11)는 볼트 등을 사용해서 한 쌍의 레이크 고정 바아(11-10)에 개별적으로 부착된다. 상기 한 쌍의 레이크 고정 바아(11-10)는 서로 접근 및 분리되도록 적어도 하나의 로드(11-3)에 의해 지지된다.
또한, 본 발명에 따른 제 1 및 제 2 실시예중 어느 것에 있어서도, 화물은 팰릿(21)상의 각 층에 있는 제 1열이 로보트(10)로부터 가장 멀리 떨이진 단부에 근접되도록 적재된다. 그러나, 상기 제 1열이 로보트(10)에 근접되고 제 2 및 제 3열이 순서대로 로보트(10)에 근접되도록 화물을 적재하는 것도 바람직하다.
또한, 팰릿상에 복수 층 및 복수 열로 화물을 적재하기 위한 소위, 팰릿타이징 장치에 관해 설명했지만, 로보트(10)에 상기 작동과는 역동을 시키는 것에 의해, 팰릿상에 복수 열 또는 복수 층으로 적재되어 있는 화물을 일렬분량씩 해체하여 다른 팰릿 또는 컨베이어에 이송시키는 소위, 디팰릿타이징 장치로서도 이용할 수 있다.
전술한 바와같이, 본 발명에 따른 로보트가 선회기구, 및 파지기구의 회전기가 없으므로, 구조가 간단하며 적재위치에 대한 정보도 적어진다. 또한, 로보트는 아암의 선회작동이나 파지기구의 선회작동이 없어서 아암의 연장방향 및 상하방향에 있어서 최단거리로 화물의 이송을 수행할 수 있다. 또한, 로보트는 화물을 다른 팰릿으로 이송하는 동안에 대기상태로 있는 경우가 없으므로 시간이 절약되며 화물적재 용량을 최대한으로 발휘할 수 있다.

Claims (5)

  1. 수직 다관절 아암으로 설치된 파지기구를 갖는 로보트를 사용함으로써 하나의 층당 복수의 열로 또한, 복수의 층으로 화물을 팰릿상에 적재하기 위한 화물 적재방법에 있어서,
    팰릿을 로보트의 전방으로 이송하기 위한 팰릿 이송단계와,
    각각의 열에 있는 화물이 아암의 연장방향에 수직한 횡방향에 대해 폭이 동일하도록 하나의 열에 있는 각각의 화물을 결합한 상태로 복수의 화물을 일괄하여 로보트의 전방으로 이송하기 위한 화물 이송단계, 및
    상기 화물 이송단계에 의해 이송된 일렬의 화물을 파지하고, 제 1열로서 로보트의 전방에 있는 팰릿의 한 단부상에 화물을 적재하고, 화물을 제 1열로부터 제 2열까지 적재함으로써 제 1층에 있는 화물의 적재작동을 수행하고, 하나의 열에 있는 각각의 화물에 대한 화물적재 위치를 제 1 열로부터의 분리방향으로 변위시키고, 상기 화물을 팰릿상에 복수의 층으로 적재하고, 상기 화물적재 작동을 동일한 방법으로 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화물 적재방법.
  2. 하나의 층당 복수의 열로 또한, 복수의 층으로 화물을 팰릿상에 적재하기 위한 화물 적재장치에 있어서,
    수직 다관절 아암으로 설치된 파지기구를 갖는 로보트와,
    예정된 방향으로 화물을 팰릿상에 이송하고 상기 팰릿을 로보트의 전방으로 이송하기 위한 화물적재 컨베이어와,
    각각의 열에 있는 화물의 폭이 상기 아암의 연장방향에 수직한 횡방향에 대해 동일해지도록 하나의 열에 있는 각각의 화물을 결합한 상태로 복수의 화물을 로보트의 전방으로 일괄적으로 이송하기 위한 화물 공급수단, 및
    로보트와 화물적재 컨베이어 및 화물 공급수단을 제어하기 위한 제어기를 포함하며,
    상기 로보트는 일열의 분량씩 화물 공급수단에 의해 공급된 화물을 파지하고, 제 1열로서 로보트의 전방에 있는 팰릿의 한 단부에 화물을 적재한 후에, 제 1열로부터 마지막 열까지 화물을 적재함으로써 화물을 제 1 층에 적재하기 위한 적재작동을 수행하고, 제 1열로부터의 분리방향으로 1열 분량씩 화물위치를 변경시키고, 또한 팰릿상에 복수 층으로 화물을 적재하고, 이러한 화물적재 작동을 동일하게 반복하는 것을 특징으로 하는 화물 적재장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 화물은 동일한 칫수를 가지며, 일 열을 구성하는 복수 화물에 대한 위에서 본 조합패턴이 동일한 상태로 이송되는 것에 의해 복수 층의 각각의 층은 각각,위에서 본 화물적재 평면패턴이 동일한 것을 특징으로 하는 화물 적재장치.
  4. 제 2항에 있어서, 홀수 층 및 짝수 층에 있는 화물들은 각각, 위에서 보아 동일한 화물 적재패턴을 가지며, 짝수 층에 있는 화물의 적재패턴은 홀수 층에 있는 화물의 화물적재 평면패턴에 대해 90°또는 180°회전된 패턴인 것을 특징으로 하는 화물 적재장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 화물 공급수단은 일 열 또는 복수 열의 화물 공급라인과, 화물 공급라인상의 화물의 공급방향을 전환하기 위한 방향 전환수단, 및 위에서 본 복수의 화물 조합패턴이 한 층에 있어서 하나 이상의 열이 다른 열과 상이한 상태로 배치하기 위한 화물 정렬수단을 갖는 것을 특징으로 하는 화물 적재장치.
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