KR20010068326A

KR20010068326A - 멀티 크레인을 이용하는 자동 저장 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20010068326A
Application number: KR1020000000182A
Authority: KR
Inventors: 안종범; 손진욱; 변성준; 정재우
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-01-04
Filing date: 2000-01-04
Publication date: 2001-07-23
Also published as: CN1721298A; TW494291B; CN1302761A; CN100460296C; KR100395934B1; CN1235782C

Abstract

본 발명은 멀티 크레인을 이용하는 자동 저장 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 자동 저장 시스템은 서로 평행하게 배치되어 작업 대상물들을 저장하기 위한 한 쌍의 저장 구역들, 상기 작업 대상물들을 운송하기 위한 2 대의 스태커 크레인들, 상기 2 대의 스태커 크레인들이 이동할 수 있도록 상기 저장 구역들 사이에 배치되는 크레인 통로 그리고 상기 크레인들을 대기시키기 위해 상기 크레인 통로의 양 단에 배치된 2 개의 크레인 파킹 스테이션들을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명의 자동 저장 시스템 및 그 저장 방법에 의하면, 2 대의 크레인을 동시에 사용하는 것이 가능하므로 하나의 자동 저장 시스템에서도 많은 운송량을 충분히 처리할 수 있다. 이로 인해 생산 설비상의 원가 절감을 가져올 수 있다. 또한, 2 대의 크레인을 동시에 사용하므로 하나의 크레인이 고장나는 경우에도 다른 한 대의 크레인을 사용할 수 있으므로 전체 시스템 상에는 영향이 발생하지 않는다.

Description

멀티 크레인을 이용하는 자동 저장 시스템 및 그 제어 방법{AUTOMATED STORAGE SYSTEM WITH MULTI CRANE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME SYSTEM}

본 발명은 작업 대상물을 저장 및 회수하기 위한 자동 저장시스템(automated storage system)에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 하나의 자동 저장 시스템내에 적어도 2대의 멀티 크레인을 갖는 자동 저장 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

작업 대상물(workpiece)을 저장하기 위한 저장 시스템은 그 사용 용도에 따라 다양한 구조 및 기능을 가지고 발전되었다. 특히 제조 현장의 생산 라인에서 적용되는 저장 시스템은 그 생산 라인상의 여러 제조 장치들과 연계되어 필요한 시간에 상기 제조 장치들에 정확한 물량의 작업 대상물을 공급하고 동시에 나머지 작업 대상물들을 안전하게 저장하기 위한 목적으로 개발되어 왔다.

U. S. Pat No. 3,817,406에 개시된 자동 저장 시스템(automatic storage system)은 스토커(stocker) 내부에 작업 대상물들이 안전하게 적재될 수 있는 적재 구역(repository zone)과 상기 적재 구역에 작업 대상물들을 적재할 수 있는 장치인 스태커 크레인(stacker crane)을 구비하고 있다. 상기 적재 구역은 프레임(frame)을 수직과 수평방향으로 연결하여 일정한 크기의 사각형 공간을 연속적으로 형성한 다층 구조이다. 그리고 상기 스태커 크레인의 하부는 바닥면에 설치된 레일(rail)과 연결되어 상기 스태커 크레인이 상기 적재부를 따라서 이동하는 것이 가능한 구조로 되어 있다. 그래서 상기 자동 저장 시스템으로 전달되는 작업 대상물들은 상기 스태커 크레인에 의해서 운송되고 적재 구역의 지정된 위치에 도달하면 상기 스태커 크레인이 상기 적재 구역의 지정된 위치에 상기 작업 대상물들을 안전하게 적재하는 방식으로 자동 저장이 된다.

하지만, 이와 같은 구조를 갖는 자동 저장 시스템의 경우에는, 상기 스토커내에서 오직 한 대의 크레인만이 동작을 하게 된다. 상기 스토커 내에서 운송량이 적을 경우에는 한 대의 크레인만을 사용하는 경우라도 충분히 운송량을 소화해낼 수 있지만, 최근 생산 라인에서 요구되는 것처럼 운송량이 많아지고 운송 경로가 복잡해지는 경우에는 한 대의 크레인만을 사용하여 스토커의 운송량을 처리하기에는 운송 능력이 부족하게 되므로 여러대의 스토커를 동시에 사용하는 것이 필요하다.

또한, 한 대의 크레인만이 운행하게 되는 경우에 상기 한 대의 크레인에 고장이 발생되어 상기 크레인이 이송 동작을 멈추는 경우가 발생하면 상기 크레인이 완전히 복구되는 시간동안 생산 라인 전체가 동작되지 못하는 문제점이 발생한다.

본 발명의 주목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증대된 운송 능력을 갖는 새로운 형태의 자동 저장 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은 크레인의 고장으로 인해 전체 생산 시스템의 진행이 영향을 받지 않는 새로운 형태의 자동 저장 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동 저장 시스템에서 스태커 크레인과 적재부를 설명하기 위한 도면;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동 저장 시스템을 설명하기 위한 평면도;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동 저장 시스템들간의 운송 관계를 설명하기 위한 도면;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 자동 저장 시스템을 제어하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도;

도 5는 도 4에 도시된 초기화 단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도;

도 6은 도 4에 도시된 모드 변경이 발생하는 경우를 상세하게 설명하기 위한 순서도;

도 7은 도 4에 도시된 구간외 반송 처리가 발생하는 경우를 상세하게 설명하기 위한 순서도;

도 8는 본 발명의 자동 저장 시스템의 변형예를 설명하기 위한 평면도; 및

도 9은 본 발명의 자동 저장 시스템의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 스토커 101 : 저장 구역

102 : 제 2 입구 103 : 크레인 통로

104 : 제 1 입구 106 : 제 1 출구

110 : 모노 레일 운반기구 112 : 제 1 스토커 크레인

114 : 제 2 스토커 크레인 116, 118 : 조정 장치

120 : 작업 대상물 121 : 프레임

122 : 돌출 부재 130 : 바퀴

132 : 지지부 134 : 메인 바디

136 : 수평 암 137 : 케이블

138 : 회전 암 140 : 접촉 부재

142 : 모노 레일 150 : 오토메이션 가이드 운반기구

160 : 보조 스태커 크레인 162 : 파킹 스테이션

164 : 임시 저장부 200 : 호스트 컴퓨터

202 : 스토커 제어부 204 : 크레인 제어부

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 자동 저장 시스템은 서로 평행하게 배치되어 작업 대상물들을 저장하기 위한 한 쌍의 저장 구역들, 상기 작업 대상물들을 운송하기 위한 2 대의 스태커 크레인들, 상기 2 대의 스태커 크레인들이 이동할 수 있도록 상기 저장 구역들 사이에 배치되는 크레인통로 그리고 상기 크레인들을 대기시키기 위해 상기 크레인 통로의 양 단에 배치된 2 개의 크레인 파킹 스테이션들을 구비한다.

또한, 본 발명의 자동 저장 시스템은 서로 평행하게 배치되어 작업 대상물들을 저장하기 위한 한 쌍의 저장 구역들, 상기 자동 저장 시스템을 제어하기 위한 저장 제어부, 상기 작업 대상물들을 운송하기 위한 제 1 및 제 2 스태커 크레인들, 상기 저장 제어부의 제어를 받으면서, 상기 제 1 및 제 2 스태커 크레인들을 각각 제어하기 위한 제 1 및 제 2 스태커 크레인 제어부들, 상기 제 1 및 제 2 스태커 크레인들이 이동할 수 있도록 상기 저장 구역들 사이에 배치되는 크레인 통로 그리고 상기 제 1 및 제 2 스태커 크레인들을 대기시키기 위해 각각 상기 크레인 통로의 양단에 배치되는 제 1 및 제 2 크레인 파킹 스테이션들을 구비한다.

이와 같은 본 발명의 자동 저장 시스템에 있어서, 상기 크레인 통로는 상기 제 1 크레인이 이동할 수 있는 제 1 크레인 이동 구역과 상기 제 2 크레인이 이동할 수 있는 제 2 크레인 이동 구역을 갖는다.

또한, 본 발명의 자동 저장 시스템을 제어하기 위한 방법은 2 대의 스태커 크레인들이 모두 정상 상태인지의 여부를 확인하는 단계, 만약 그렇지 않다면, 하나 혹은 두대의 크레인들을 파킹 스테이션으로 이동시키는 단계, 제 1 작업 대상물을 이송하는 제 1 운송 명령을 수행하기 위해 2 대의 크레인중 제 1 크레인을 선택하는 단계, 선택된 제 1 크레인의 운송 경로중에 나머지 크레인이 존재하는가의 여부를 확인하는 단계, 만약 그렇다면, 상기 나머지 크레인을 상기 제 1 크레인의 운송 경로의 외부로 이동시키는 단계, 제 2 작업 대상물을 이송하는 제 2 운송 명령을 수행하기 위해 제 2 크레인을 선택하는 단계, 상기 제 1 크레인과 상기 제 2 크레인의 운송 경로가 중복되는지의 여부를 확인하는 단계 그리고 만약 중복되지 않는다면, 2 대의 크레인들이 각각 제 1 및 제 2 운송 명령을 수행하는 단계와 만약 중복된다면, 2 대의 크레인들이 제 1 및 제 2 운송 명령들을 순차적으로 수행하는 단계를 구비한다.

또한, 적어도 두 대 이상의 크레인을 이용해서 작업물을 저장고로 반송 저장하기 위한 자동 저장 시스템의 제어 방법은 하나의 크레인으로 작업물을 반송 저장하기 위한 싱글 모드와 적어도 2 대 이상의 크레인들로 작업물을 반송 저장하기 위한 더블 모드들 중 어느 하나의 모드로 작업 모드를 초기화하는 단계, 설정된 작업 모드에 따라 반송 작업중, 모드 변경 요구 발생시 상기 작업 모드를 상기 모드 변경 요구에 따라 변경하는 단계 및 더블 모드로 설정된 반송 작업에서, 구간외 반송 작업이 발생되는 경우 직접 반송 모드 또는 버퍼 반송 모드 중 설정된 어느 하나의 반송 모드로 반송 작업을 실행하는 단계를 구비한다.

이와 같은 본 발명의 자동 저장 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 작업 모드 초기화 단계의 더블 모드 설정 방법은 적어도 2 대의 크레인이 정상 동작 가능한가 판단하는 단계 및 적어도 2 대의 크레인이 정상 동작 가능할 때, 상기 정상 동작 가능한 적어도 2 대의 크레인을 각기 이송 경로 상의 초기 동작 위치로 이동시키는 단계를 구비한다.

그리고 이와 같은 본 발명의 자동 저장 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 작업 모드 초기화 단계의 싱글 모드 설정 방법은 동작 가능한 크레인이 있는가를판단하는 단계, 이송 경로 상에 선택되지 않은 크레인들이 존재하는가를 판단하는 단계 및 상기 선택되지 않은 크레인들이 이송 경로 상에 존재하면, 상기 선택되지 않은 크레인들을 상기 이송 경로의 외부 영역으로 이동시키는 단계를 구비한다.

또한, 이와 같은 본 발명의 자동 저장 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 직접 반송 모드로 구간외 반송 작업을 실행하는 단계는 작업물을 적재할 목적지 구간의 크레인이 작업물을 이송하고 있는 크레인의 이송 경로 상에 있는 가를 확인하는 단계, 만약 그렇다면, 목적지 구간의 크레인을 이송 경로 외부로 이동시키는 단계 및 작업 대상물을 이송하고 있는 크레인이 목적지 구간으로 이동하여 작업 대상물을 적재하는 단계를 구비한다.

또한, 이와 같은 본 발명의 자동 저장 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 버퍼 반송 모드로 구간외 반송 작업을 실행하는 단계는 작업 대상물을 이송하고 있는 크레인이 버퍼 영역으로 작업 대상물을 이송하는 단계, 작업 대상물이 적재될 목적지 구간의 크레인이 버퍼 영역으로 이동하는 단계 및 버퍼 영역으로 이동한 크레인이 작업 대상물을 이송하여 목적지에 적재하는 단계를 구비한다.

이와 같은 본 발명의 자동 저장 시스템 및 그 저장 방법에 의하면, 2 대의 크레인을 동시에 사용하는 것이 가능하므로 하나의 자동 저장 시스템에서도 많은 운송량을 충분히 처리할 수 있다. 이로 인해 생산 설비상의 원가 절감을 가져올 수 있다. 또한, 2 대의 크레인을 동시에 사용하므로 하나의 크레인이 고장나는 경우에도 다른 한 대의 크레인을 사용할 수 있으므로 전체 시스템 상에는 영향이 발생하지 않는다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 9에 의거하여 상세히 설명한다.

작업 대상물의 적재 및 회수를 위한 자동 저장 시스템(automated storage system)은 일정 공간의 저장 구역과 상기 저장 구역에 작업 대상물을 적재할 수 있는 적재 장치 그리고 제어부를 구비한다. 이러한 자동 저장 시스템은 흔히 내부에 저장 구역과 적재 장치를 갖는 스토커(stocker) 형태를 가진다.

도 3에 도시된 상기 스토커(100)는 제조 라인상에서 제조 장치와 연계되어 위치될 수도 있고 일정 단계의 공정이 끝난 작업 대상물을 적재하기 위해 제조 장치와 분리되는 곳에 위치될 수도 있다. 일정 베이(bay)의 내부에서 작업 대상물(120)의 운송을 위해서는 흔히 오토메이션 가이드 운반기구(automation guided vhicles; AGV)(150)가 사용된다. 상기 오토메이션 가이드 운반기구(150)는 알려진바와 같이 일정 베이내부에서의 이송뿐만 아니라 베이간의 이송을 위해서도사용되며, 레일을 따라 이동하는 RGV(rail guided vehicle)와 비교해서는 레일이 필요없으며 제조 라인 상의 플로어 위를 직접적으로 이동한다. 도 3에 도시된 것처럼, 상기 스토커(100)로부터 일정한 작업 대상물(120)을 받은 상기 오토메이션 가이드 운반기구(150)는 제어되는 명령에 따라 작업 대상물(120)을 지정된 스토커로 이송시키는 동작을 실행한다. 또한, 작업 대상물(120)의 운송을 위한 다른 운송 방법으로 상기 스토커(100)와 연계되어, 스토커(100)에서 스토커(100)로 혹은 베이간의 운송을 위해 사용되는 모노 레일(142)이 있다. 상기 모노 레일(142)은 상기 스토커(100)의 일측면을 지나도록 형성되고, 상기 모노 레일(142)상을 운행하는 모노 레일 운반기구(110)가 상기 스토커(100)로부터 작업 대상물(120)을 로딩하고 이송하여 다른 스토커(100a)에 운반하는 일련의 운송 작업이 실행된다.

호스트 컴퓨터(host computer)(200)로부터 전송되는 운송 명령(convey command)들은 먼저 상기 스토커(100)를 제어하는 스토커 제어부(stocker controller)(202)로 전달되고 상기 스토커 제어부(202)에서 일련의 명령을 크레인 제어부(crane controller)(204)로 전달하는 방식으로 진행된다.

상기 오토메이션 가이드 운반기구(150)나 혹은 모노 레일 운반기구(110)를 통해 전달된 작업 대상물(120)이 상기 스토커(100)에서 어떤 방식으로 로딩되어 지정된 위치에 적재되는 지를 도 1 내지 도 2를 참고하여 상세히 설명한다.

본 발명의 자동 저장 시스템은 작업 대상물이 적재되는 저장 구역(repository zone)(101), 제 1 스태커 크레인(first stacker crane)(112), 제 2 스태커 크레인(second stacker crane)(114), 상기 제 1 스태커 크레인과 상기 제 2 스태커 크레인이 이동하기 위한 크레인 통로(crane way)(103), 상기 자동 저장 시스템을 제어하기 위한 제어부(202; 도 3 참조) 그리고 상기 제 1 스태커 크레인 및 상기 제 2 스태커 크레인을 제어하기 위한 크레인 제어부(204; 도 3 참조)를 구비한다. 상기 저장 구역(101)의 구조를 사시도로 표현한 부분이 도 1에 도시되어 있다. 상기 저장 구역(101)은 작업 대상물을 효율적으로 적재하기 위해서 프레임(121)들이 횡측으로 일정 간격을 가지고 설치되어 있고 상기 프레임(121)의 측면부에는 일정 높이 간격으로 돌출 부재(122)가 설치되어 궁극적으로 상기 저장 구역(101)이 가로와 세로로 일정한 크기를 갖는 사각형 공간을 다층으로 가지게 된다. 이렇게 형성되는 사각형 공간은 저장되는 작업 대상물의 종류와 크기에 따라 얼마든지 조정할 수 있다.

상기 사각형 공간에 작업 대상물(120)을 적재하기 위해서는 적재 장치인 스태커 크레인(112, 114)을 이용한다. 상기 제 1 스태커 크레인(112)을 구조적으로 설명하면, 상기 크레인 통로(103)를 이동하기 위해 제일 하부에는 바퀴(130)가 설치되어 있고, 메인 바디(134)를 지지하기 위한 지지부(132)가 구비되고 상기 지지부(132)에는 케이블(cable)(137)이 연결되어 상기 크레인 제어부(204)의 명령을 전달하는 역할을 한다. 상기 메인 바디(134)에는 일정 길이로 홈(135)이 형성되어 수평 암(136)이 상기 메인 바디(134)의 상기 홈(135)을 따라서 수직 운동하는 것을 가능하게 한다. 또한, 상기 수평 암(136)의 일단에는 상기 수평 암의 수직축을 중심으로 회전 가능한 회전 암(138)이 구비된다. 그리고 상기 회전 암(138)의 일단에는 상기 작업 대상물을 안전하게 로딩할 수 있도록 넓은 평판형태의 접촉 부재(140)가 구비되어 있다. 이런 구조를 갖는 스태커 크레인(112)에서 작업 대상물(120)이 안전하게 적재되는 과정을 도 2를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 상술한 상기 오토메이션 가이드 운반기구(150; 도 3 참조)를 통해서 작업 대상물(120)이 상기 자동 저장 시스템(100)의 제 1 입구(104)에 도달하여 이송되면 본 발명의 자동 저장 시스템에서는 먼저 정렬 장치(108, 108a)가 상기 작업 대상물(120)을 90도 회전시켜서 도 2에 도시된 것처럼 상기 자동 저장 시스템(100) 내의 모든 작업 대상물(120)이 동일한 방향으로 정렬되어 있도록 한다. 상기 정렬된 작업 대상물(120)은 상술한 바와 같이 상기 크레인(112)에 의해서 상기 저장 구역(101)의 특정 지점에 적재된다. 상기 작업 대상물(120)이 적재되는 상기 저장 구역(101)의 특정 지점은 제조 라인을 총괄하는 호스트 컴퓨터(host computer)로부터 운송 정보(convey command)들을 제공받은, 상기 자동 저장 시스템을 제어하는 제어부(202)가 지정하여 상기 크레인 제어부(204)로 명령을 보내고, 상기 크레인 제어부(204)가 상기 크레인을 제어하여 상기 작업 대상물(120)이 상기 저장 구역(101)의 특정 지점에 적재되는 방식으로 진행된다. 상기 저장 구역(101)의 특정 지점 부근까지 크레인 통로(103)를 따라 이동한 크레인(112)은 특정 지점에 작업 대상물을 적재할 수 있도록 상기 수평암(136)이 수직이동하고 상기 회전 암(138)들의 회전 운동에 의해 안전하게 작업 대상물(120)을 특정한 지점에 적재할 수 있도록 한다. 물론 회수의 경우에도 동일한 방법으로 동작이 진행된다. 그리고 상기 자동 저장 시스템은 다수개의 입구 및 출구를 가질 수 있어 도 2에 도시된 것처럼 제 2 입구(102)와 제 1 출구(106)등이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 모노 레일을 이용하여 작업 베이간 혹은 자동 저장 시스템사이에서 작업 대상물을 운송하기 위해 사용되는 장치가 조정 장치(116, 118)와 모노 레일 운반 기구(110)이다. 먼저, 상기 작업 대상물(120)이 상기 크레인(112)에 의해 상기 조정 장치(116, 118)에 도달된다. 이때, 상기 조정 장치(116, 118)와 상기 모노 레일 운반 기구(110)의 사이에는 일정한 높이차가 존재하므로, 상기 조정 장치(116, 118)가 상기 모노 레일 운반 기구(110)에 맞게 상기 작업 대상물(120)을 수직이동시켜서 상기 모노 레일 운반 기구(110)의 내부로 상기 작업 대상물(120)을 안전하게 적재시키는 역할을 한다.

이와 같은 방식으로 작업 대상물을 저장하고 회수하는 자동 저장 시스템에서 본 발명의 바람직한 실시예에서는 작업 대상물의 저장 및 운송량이 많은 경우에도 사용가능하도록 2대의 크레인을 동시에 사용한다.

본 발명의 스태커 크레인을 도 4, 도 5, 도 6 그리고 도 7을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 자동 제어 시스템을 제어하기 위한 순서도를 설명하기 위한 것이다. 본 발명의 자동 저장 시스템은 적어도 2 대의 크레인을 사용하는 더블 모드와 한 대의 크레인만을 사용하는 싱글 모드로 작업 모드를 구분하고 있다. 그리고 더블 모드인 경우에는 각각의 정해진 구역에서 반송 작업을 수행하는 것을 원칙으로 하고 만약 정해진 구간외의 반송 명령을 발생하는 경우에는 구간외 반송 처리의 순서에 따라서 진행하도록 하는 제어 방법을 갖는다.

본 발명의 자동 저장 시스템을 제어하기 위한 방법은 적어도 2 대의 크레인을 갖는 자동 저장 시스템에서 작업 모드를 설정하는 초기화 단계(S100)를 거쳐서 반송 작업을 수행한다(S110). 반송 작업을 수행하는 중에 싱글 모드 혹은 더블 모드로 수행하는 현재의 작업 모드를 변경해야 하는 경우가 발생할 수 있으므로, 반송 작업 중 모드 변경을 수행할 것인지를 확인하는 단계(S120)를 가져 모드 변경이 필요하면 모드 변경 처리를 수행한다(S130). 또한, 스토커 내부에서 정해진 구역을 벗어나는 구간외의 반송이 있는 가를 확인하고(S140) 만약 그렇다면 구간외 반송을 실행한다(S150). 반송 작업이 완료되었는 가를 확인하고(S160) 반송 작업을 정지하는 단계로 자동 저장 시스템을 제어한다.

도 5는 도 4에 도시된 단계중에서 초기화 단계를 상세하게 설명하기 위한 순서도이다. 먼저 이전에 사용되었던 모드를 확인하여(S200) 한 대의 크레인을 사용하는 싱글 모드(single mode)를 이용하거나 혹은 2 대의 크레인을 모두 사용하는 더블 모드(double mode)를 이용한다. 만약 이전 모드가 싱글 모드였다면 싱글 모드를 실행하기 위해 동작가능한 크레인이 있는 가를 확인하고(S210), 동작가능한 크레인이 없을 경우 경고를 발생하여(S220) 시스템 운영자가 처리하도록 한다(S230). 시스템 운영자는 이상이 발생한 크레인이 오류를 수정하므로써 동작을 가능케 할 수도 있고 다른 명령을 지시하는 것도 가능하다. 동작가능한 크레인이 있을 경우에는 선택되지 않는 크레인이 동작가능한 크레인의 이송경로중에 있는 가를 체크하고(S240) 그럴 경우 선택되지 않은 크레인을 이송 경로의 외부로 이송시키고(S250) 초기화를 완료하는 단계로 들어간다.

이전의 모드가 더블 모드인 경우에는 2대의 크레인이 모드 정상인가를 체크하고(S260) 정상적인 상태가 아닌 경우에는 경고를 발생하여(S270) 시스템 운영자가 처리도록 한다(S280). 정상적으로 크레인이 동작하는 경우에는 위치를 확인하여 각각의 크레인을 지정된 위치로 이동시키도록 하여(S290) 초기화를 완료하는 단계로 들어간다.

이와 같은 초기의 순서를 거친 지동 제어 시스템은 싱글 모드인 경우에는 원칙적으로는 운영하지 않는 한대의 스태커 크레인이 안전 위치(예를 들어 파킹 스테이션(park station)같은 위치)에 있는 지를 확인후 가동하는 한 대의 스태커 크레인이 모든 작업 권한을 가진다. 또한, 더블 모드인 경우에는 원칙적으로 스토커내에서 2대의 크레인이 정해진 임의의 구간 내에서만 반송하여 각자 서로 운행하는 것을 기준으로 하지만, 서로의 구간을 넘어서는 경우에는 정해진 다른 제어 방식에 의해 운행되는 것을 원칙으로 한다.

또한, 상술한 바와 같이 운행하는 경우에도 스태커 크레인의 고장 혹은 운송량의 변화등으로 모드를 변경해야 하는 경우가 발생하므로 이런 경우에는 도 4b에 도시된 것과 같은 제어 방식으로 자동 제어 시스템을 제어한다.

도 6에 도시된 것처럼, 모드 변경이 필요한 경우(S310) 작업 중지(S320)가 되고 현재 진행되고 있는 작업 모드를 변경한다. 이전의 모드가 싱글 모드(S340)인 경우에는 모드를 변경하는 경우가 2가지의 경우가 있을 수 있다. 먼저 싱글 모드에서 운영하지 않았던 스태커 크레인의 추가가 필요한 경우 혹은 문제가 발생하여 운영을 중지하였던 하나의 스태커 크레인이 수리가 완료되어 운영을 재개하는 경우에도 더블 모드로 변환될 수 있다(S332). 도시되지는 않았지만, 다른 경우로 싱글 모드에서 현재 사용되고 있는 스태커 크레인이 고장이 발생하여 다른 크레인으로 교체가 필요한 경우에는 싱글에서 다시 싱글 모드로 전환되는 것도 가능하다.

다른 경우로 더블 모드로 진행하다고 싱글 모드로 전환되는 경우도 있다. 2 대의 크레인을 운영하다가 하나의 크레인에 문제가 발생하여 한대로 운영하는 것이 필요한 경우 그리고 시스템 운영자가 필요하다가 생각하여 모드를 변환하는 경우에는 더블 모드에서 싱글 모드로 전환되는 경우가 발생한다(S334).

모드가 변경된 다음의 순서는 앞서 설명한 경우와 동일한 순서에 의해 제어되므로 상세한 설명을 생략한다.

앞서 설명한 것처럼, 2 대의 크레인이 스토커내의 임의의 구간에서 각각 운행하는 것을 더블 모드의 기준으로 했지만, 반송 명령이 각각의 운행 구간을 넘어서는 경우에는 도 7에 제시된 것과 같은 방법으로 운행을 진행한다.

도 7을 참조하면, 스토커내의 운행 구간이 다른 구간으로의 구간외 반송이 발생하는 경우(S400)에 이미 설정된 파라메타(parameter)가 직접 반송(direct carriage)인지 혹은 버퍼 반송(buffer carriage)인지를 확인해야 한다(S410). 직접 반송은 운행하는 크레인이 직접 다른 구간으로 이동하여 작업 대상물을 목적지에 운송하는 방식을 말하며, 버퍼 반송은 구간 사이에 버퍼 영역(buffer zone)를 설정하여 크레인은 임의의 영역을 벗어나지 않고 버퍼 영역을 이용하여 운송하는 방식을 말한다.

직접 반송인 경우에 목적지 구간의 크레인이 이송 경로안에 있으면(S420) 크레인을 이송경로의 외부로 이동하고(S430) 반송하는 크레인이 목적 구간으로 이동하여(S440) 작업 대상물을 적재한다. 버퍼 반송인 경우에는 반송 구간의 크레인이 이송물을 버퍼 영역으로 이동하고(S450) 목적 구간의 크레인이 버퍼 영역의 이송물을 목적지로 반송한다(S460).

상술한 제어 방법을 도 2에서 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 즉 임의로 크레인 통로를 A 영역과 B 영역으로 나누어 보자. 그리고 주어진 운송 명령이 모노 레일을 통해 이송되어온 작업 대상물을 A1에서 A2로 적재하는 제 1 운송 명령과 B1에서 B2로 적재하는 제 2 운송 명령이 있다고 하자. 먼저 2 대의 크레인(112, 114)의 동작 상태를 체크해서 정상임을 확인하고 먼저 제 1 운송 명령을 수행하기위해서 제 1 크레인(112)를 선택한다. 그리고 제 1 크레인(112)이 A1에서 A2로 이동하는 제 1 운송 명령에서 다른 크레인이 존재하지 않으므로 다른 크레인(114)을 이동시킬 필요는 없다. 그리고 다른 크레인(114)을 제 2 크레인(114)으로 선택한다. 이제 A1에서 A2로 이동하는 제 1 크레인(112)과 B1에서 B2로 이동하는 제 2 크레인(114)이 운송 경로가 중복되지 않으므로 각각 운송 명령을 수행하여 A1에서 A2로 작업 대상물을 운송하고 B1에서 B2로 작업 대상물을 운송하는 각각의 운송 동작이 동시에 이루어 질 수 있다. 이런 제어 방법을 이용하여 2 대의 크레인이 동시에 동작하는 것이 가능하다.

또한, 제 1 운송 명령이 A1에서 A2로의 운송 명령이고, 제 2 운송 명령이 A3에서 A4로의 운송 명령일 경우인 다른 경우를 생각해 보자.

이 경우에도 앞서 설명한 것과 동일한 제어 방법에 의해 역시 운송 경로가 중복되지 않으므로 2 대의 크레인이 동시에 운행할 수 있는 장점이 있다. 단 이 경우에는 임의로 나눈 A, B 영역에 상관없이 A 혹은 B의 한 영역에서 두개의 크레인이 동시에 작업이 이루어지는 것이 가능하다. 물론 이 경우에 2대의 크레인이 서로 충돌하지 않도록 일정한 경계 영역을 설정하여 제어하는 방법은 이 분야의 당업자들에게는 너무나 자명한 사실이다.

하지만, 제 1 운송 명령이 A1에서 B2이고 제 2 운송 명령이 B1에서 A2인 경우처럼 상기 제 1 운송 명령과 상기 제 2 운송 명령의 운송 경로가 중복되는 경우 역시 있을 수 있다. 이 경우 제 1 운송 명령을 수행하기 위해 선택된 제 1 크레인(112)이 상기 운송 명령을 수행하기 위해서는 B 영역으로 이동해야만 한다.이 경우에는 제 2 크레인(114)이 상기 제 2 운송 명령인 B1에서 A2인 경우를 실행하기 위해서는 서로의 운송 경로가 중복되는 것이 불가피하다. 이런 경우에는 먼저 하나의 크레인이 운행을 하고 상기 크레인이 운행을 마친 다음에 서로의 경로상에서 충돌을 피할 수 있도록 다음 크레인이 운행을 하는 순차적인 방법으로 운행을 하는 방식으로 제어를 한다.

도 8은 도 2에 도시된 자동 저장 시스템(100)의 변형예로서, 하나의 자동 저장 시스템이 2 대의 크레인에 더해서 보조로 하나의 스태커 크레인(160)을 더 갖는 것을 도시한다. 도 2에서 설명한 부분들과 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 상기 보조 스태커 크레인(160)은 크레인 통로의 가운데 부분( C 영역)에 위치되어 상기 자동 저장 시스템의 2 대의 스태커 크레인이 정상적으로 작동하는 경우에는 대기 상태에 있다가 상기 스태커 크레인중 예를 들어 하나의 크레인(112)에 고장이 발생하면 고장난 크레인(112)을 대신해서 A 영역에서 운송 명령을 수행한다. 그리고 고장난 크레인(112)은 C 영역에 위치한 파킹 스테이션(parking station)(162)에 위치되어 수리를 한다. 이와 같은 방식을 사용할 경우 스태커 크레인에 이상이 발생하는 경우에도 전체 시스템상의 운송량에는 전혀 지장이 미치지 않으며 어떤 상황에서도 일정하고 안전하게 전체 시스템을 운영하는 것이 가능한 장점이 있다.

도 9는 본 발명의 자동 저장 시스템의 다른 실시예를 설명하기 위한 것이다.

도 9에서 설명되는 자동 저장 시스템은 앞서 설명한 자동 저장 시스템들과 비교하여 2 대의 크레인들이 동시에 운행되기는 하지만, 임의로 설정된 자신의 영역에서만 운행하게 하는 것을 특징으로 한다.

도 9에 도시된 구성이 도 2에 도시된 부분과 일치하는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 도 9에 도시된 C 영역은 일종의 완충 구역(buffer zone)으로 운송 명령이 A1에서 B1으로 작업 대상물을 운송하라는 것이면, 크레인(112)이 A 영역에서는 화살표처럼 자유롭게 운행하지만 C 영역을 넘어갈 수는 없기 때문에 상기 완충 구역에 설치된 임시 저장부(164)에 작업 대상물을 넣고 다시 자신의 A 영역으로 리턴한다. 그리고 B 영역의 크레인(114)이 C 영역의 임시 저장부(164)로 이동하여 작업 대상물을 받아서 다시 B 영역의 B1에 작업 대상물을 적재하는 방식으로 작업이 진행된다.

Claims

자동 저장 시스템에 있어서:

서로 평행하게 배치되어 작업 대상물들을 저장하기 위한 한 쌍의 저장 구역들;

상기 작업 대상물들을 운송하기 위한 2 대의 스태커 크레인들;

상기 2 대의 스태커크레인들이 이동할 수 있도록 상기 저장 구역들 사이에 배치되는 크레인 통로; 및

상기 크레인들을 대기시키기 위해 상기 크레인 통로의 양 단에 배치된 2 개의 크레인 파킹 스테이션들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템.
자동 저장 시스템에 있어서:

서로 평행하게 배치되어 작업 대상물들을 저장하기 위한 한 쌍의 저장 구역들;

상기 자동 저장 시스템을 제어하기 위한 저장 제어부;

상기 작업 대상물들을 운송하기 위한 제 1 및 제 2 스태커 크레인들;

상기 저장 제어부의 제어를 받으면서, 상기 제 1 및 제 2 스태커 크레인들을 각각 제어하기 위한 제 1 및 제 2 스태커 크레인 제어부들;

상기 제 1 및 제 2 스태커 크레인들이 이동할 수 있도록 상기 저장 구역들 사이에 배치되는 크레인 통로; 및

상기 제 1 및 제 2 스태커 크레인들을 대기시키기 위해 각각 상기 크레인 통로의 양단에 배치되는 제 1 및 제 2 크레인 파킹 스테이션들을 포함하되,

상기 크레인 통로는 상기 제 1 크레인이 이동할 수 있는 제 1 크레인 이동 구역과 상기 제 2 크레인이 이동할 수 있는 제 2 크레인 이동 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 크레인 제어부들은, 상기 제 1 및 제 2 크레인들사이의 충돌을 방지하는 것을 특징으로 하는 자동 제어 시스템.
자동 저장 시스템을 제어하기 위한 방법에 있어서:

2 대의 스태커 크레인들이 모두 정상 상태인지의 여부를 확인하는 단계;

만약 그렇지 않다면, 하나 혹은 두대의 크레인들을 파킹 스테이션으로 이동시키는 단계;

제 1 작업 대상물을 이송하는 제 1 운송 명령을 수행하기 위해 2 대의 크레인중 제 1 크레인을 선택하는 단계;

선택된 제 1 크레인의 운송 경로중에 나머지 크레인이 존재하는가의 여부를 확인하는 단계;

만약 그렇다면, 상기 나머지 크레인을 상기 제 1 크레인의 운송 경로의 외부로 이동시키는 단계;

제 2 작업 대상물을 이송하는 제 2 운송 명령을 수행하기 위해 제 2 크레인을 선택하는 단계;

상기 제 1 크레인과 상기 제 2 크레인의 운송 경로가 중복되는지의 여부를 확인하는 단계; 및

만약 중복되지 않는다면, 2 대의 크레인들이 각각 제 1 및 제 2 운송 명령을 수행하는 단계;

만약 중복된다면, 2 대의 크레인들이 제 1 및 제 2 운송 명령들을 순차적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템의 제어 방법.
적어도 두 대 이상의 크레인을 이용해서 작업물을 저장고로 반송 저장하기 위한 자동 저장 시스템의 제어 방법에 있어서:

하나의 크레인으로 작업물을 반송 저장하기 위한 싱글 모드와 적어도 2 대 이상의 크레인들로 작업물을 반송 저장하기 위한 더블 모드들 중 어느 하나의 모드로 작업 모드를 초기화하는 단계;

설정된 작업 모드에 따라 반송 작업중, 모드 변경 요구 발생시 상기 작업 모드를 상기 모드 변경 요구에 따라 변경하는 단계; 및

더블 모드로 설정된 반송 작업에서, 구간외 반송 작업이 발생되는 경우 직접 반송 모드 또는 버퍼 반송 모드 중 설정된 어느 하나의 반송 모드로 반송 작업을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 작업 모드 초기화 단계의 더블 모드 설정 방법은,

적어도 2 대의 크레인이 정상 동작 가능한가 판단하는 단계; 및

적어도 2 대의 크레인이 정상 동작 가능할 때, 상기 정상 동작 가능한 적어도 2 대의 크레인을 각기 이송 경로 상의 초기 동작 위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템의 제어 방법.
제 5 항에 있어서.

상기 작업 모드 초기화 단계의 싱글 모드 설정 방법은,

동작 가능한 크레인이 있는가를 판단하는 단계;

이송 경로 상에 선택되지 않은 크레인들이 존재하는가를 판단하는 단계; 및

상기 선택되지 않은 크레인들이 이송 경로 상에 존재하면, 상기 선택되지 않은 크레인들을 상기 이송 경로의 외부 영역으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 직접 반송 모드로 구간외 반송 작업을 실행하는 단계는:

작업물을 적재할 목적지 구간의 크레인이 작업물을 이송하고 있는 크레인의 이송 경로 상에 있는 가를 확인하는 단계;

만약 그렇다면, 목적지 구간의 크레인을 이송 경로 외부로 이동시키는 단계;및

작업 대상물을 이송하고 있는 크레인이 목적지 구간으로 이동하여 작업 대상물을 적재하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 버퍼 반송 모드로 구간외 반송 작업을 실행하는 단계는:

작업 대상물을 이송하고 있는 크레인이 버퍼 영역으로 작업 대상물을 이송하는 단계;

작업 대상물이 적재될 목적지 구간의 크레인이 버퍼 영역으로 이동하는 단계; 및

버퍼 영역으로 이동한 크레인이 작업 대상물을 이송하여 목적지에 적재하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 저장 시스템의 제어 방법.