KR20070030529A - 자동 위치 보정 기능을 갖는 무인 반송차 및 위치 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 위치 보정 기능을 갖는 무인 반송차 및 위치 보정 방법에 관한 것으로, 무인 반송차와 설비간의 위치 정렬을 보다 정확하게 수행하고, 로딩/언로딩 작업의 신뢰성을 향상시키기 위한 것이다. 본 발명의 무인 반송차는 두 개의 거리 센서와 비전 카메라를 포함한다. 거리 센서는 각각의 설치 지점으로부터 설비까지의 거리를 감지하여 두 거리의 평균값으로부터 무인 반송차의 Y방향 변위를 산출하고 두 거리의 차를 이용하여 θ방향 변위를 산출한다. 비전 카메라는 설비의 인식 마크를 감지하여 무인 반송차의 X방향 변위와 Z방향 변위를 산출한다. Y방향 변위와 θ방향 변위는 두 개의 제1 구동부에 의하여 보정되고, X방향 변위와 Z방향 변위는 제2 구동부와 제3 구동부에 의하여 각각 보정된다.

무인 반송차(AGV), 위치 보정, 마크 포인트, 거리 센서, 비전 카메라

Description

자동 위치 보정 기능을 갖는 무인 반송차 및 위치 보정 방법{automatic guided vehicle with automated position correcting technique and related method}

도 1은 종래 기술에 따른 무인 반송차의 개략적인 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 반송차의 위치 감지 및 작동 원리를 나타내는 개념도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 반송차의 위치 보정 방법을 나타내는 흐름도.

<도면에 사용된 참조 번호의 설명>

10: 무인 반송차 12: 주행 구조물

14: 로딩/언로딩 구조물 16: 제품

20: 무인 반송차 21: 주행부

22, 23: (로딩/언로딩부의) 제1, 제2 이송판

24: 거리 센서 25: 비전 카메라

26: 제1 구동부 27: 제2 구동부

30: 설비 31: 반사판

32: 인식 마크

본 발명은 무인 반송차에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 자동 위치 보정 기능을 갖는 무인 반송차 및 위치 보정 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 무인 반송차는 무인화 공장 또는 자동화 생산라인에서 물류의 배송을 담당하는 무인화 기기의 일종으로, 다양한 산업분야에서 그 활용도가 점차 증가하고 있다. 반도체 산업 현장에서도 제품의 안정적인 운송을 도모하고 물류 이송의 효율성 증대와 인력 절감 등의 목적으로 각종 형태의 무인 반송장치를 적용하고 있다. 무인 반송장치는 지정된 경로를 따라 원하는 목적지까지 제품을 이송하며 요구 조건에 따라 제품을 자동으로 로딩/언로딩(loading/unloading)할 수 있는 기능을 갖기도 하는데, 무인 반송장치가 적용되는 공정 및 제품의 형태에 따라 로딩/언로딩 방법은 매우 다양하다.

도 1은 종래 기술에 따른 무인 반송차의 개략적인 사시도이다. 도 1에 도시된 무인 반송차(10)는 예를 들어 모니터링 번-인 테스트(monitoring burn-in test; MBT) 공정에 적용되는 것으로, 지정된 경로를 따라 차체가 주행하기 위한 주행 구조물(12)과, 설비(도시되지 않음)로부터 제품(16)을 자동으로 로딩/언로딩하기 위한 로딩/언로딩 구조물(14)로 크게 나뉘어질 수 있다. 제품(16)은 예컨대 번-인 보드 랙(burn-in board rack)이며, 설비는 예컨대 번-인 챔버(burn-in chamber)이다.

무인 반송차(10)가 제품의 로딩/언로딩 과정에서 에러 발생 없이 정확한 작 업을 실시하기 위한 가장 큰 변수는 무인 반송차(10)와 설비간의 위치 정렬이다. 위치 정렬이 정확할수록 로딩/언로딩 작업 중 제품 이동 구간에서의 물리적인 간섭 발생 가능성이 적어지며 그에 따라 작업 에러 발생률이 낮아진다. 그러나 종래의 무인 반송차(10)는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

통상적으로 무인 반송차는 제품의 로딩/언로딩 작업을 위하여 소정의 위치에 정확하게 정지해야 한다. 이를 위하여 무인 반송차의 주행 경로에는 무인 반송차가 감지할 수 있는 자기(magnetic) 방식 또는 광학(optical) 방식의 마크 포인트(mark point)가 설치된다. 정지 위치의 기준점이 되는 마크 포인트가 주행로의 바닥면에 설치되기 때문에, 작업자 및 환경적인 요소에 의하여 마크 포인트의 손상이 자주 발생하며, 이로 인하여 차체의 감지 및 정지 정확성이 저하된다.

더구나 마크 포인트만을 이용하여 정지하는 방식은 정지 위치의 정확성이 차체의 진행방향 기준으로 ±10mm로서 만족할 만한 수준에 이르지 못하고 있다. 이와 같이 정지 정확성이 좋지 않으면 제품의 로딩/언로딩 과정에서 기구적인 걸림이 발생하여 에러의 원인이 된다.

한편, 종래의 무인 반송차는 주행을 위한 구동 바퀴가 양쪽에 하나씩 장착되어 있으며, 두 바퀴간의 회전속도 차를 이용하여 차체의 주행방향을 변경하는 차동 구동(differential drive) 방식을 이용하고 있다. 이러한 방식은 차체의 주행을 위한 구조가 간단하고 제어가 용이하며 제자리 회전이 손쉽다는 장점을 가지고 있으나, 주행 안정성이 두 바퀴의 상태 조정에 크게 민감하다는 단점이 있다. 특히, 출발 또는 정지 과정에서 두 바퀴간의 회전속도 차이에 의하여 차체가 회전/진동하는 경우가 종종 있으며, 이는 θ방향의 의도하지 않은 변위를 발생시켜 위치 정렬 상태를 악화시킨다.

또한, 종래의 무인 반송차는 차체의 정지 위치가 정확하지 않은 경우, 이를 보정해주기 위한 별도의 구조물을 장착하고 있지 않다. 특히, Y방향과 θ방향의 위치 정렬이 좋지 않은 경우에 이를 보정할 수 있는 방법이 없다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 주된 목적은 무인 반송차와 설비간의 위치 정렬을 보다 정확하게 수행하여 로딩/언로딩 작업의 신뢰성을 향상시키고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동 위치 보정 기능을 갖는 무인 반송차 및 위치 보정 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 무인 반송차는 지정된 경로를 따라 주행하는 주행부와, 주행부의 위쪽에 설치되어 설비로부터 제품을 로딩/언로딩하며, X방향, Y방향, Z방향, θ방향으로 각각 이동 가능한 로딩/언로딩부를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 무인 반송차는 두 개의 거리 센서와 비전 카메라를 더 포함하는데, 거리 센서는 로딩/언로딩부의 두 지점에 설치되어 각각 설비의 거리를 감지하고, 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 산출하며, 비전 카메라는 로딩/언로딩부에 설치되어 설비의 인식 마크를 감지하고, 로딩/언로딩부의 X방향 변위와 Z방향 변위를 산출한다. 또한, 본 발명의 무인 반송차는 로딩/언로딩부를 각각 Y방향으로 독립적으로 구동하여 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 보정하는 두 개의 제1 구동부와, 로딩/언로딩부를 X방향으로 구동하여 로딩/언로딩부의 X방향 변위를 보정하는 제2 구동부와, 로딩/언로딩부를 Z방향으로 구동하여 로딩/언로딩부의 Z방향 변위를 보정하는 제3 구동부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 무인 반송차에 있어서, 로딩/언로딩부는 Y방향과 θ방향으로 이동 가능한 제1 이송판 및 X방향과 Z방향으로 이동 가능한 제2 이송판을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 무인 반송차의 위치 보정 방법은, 로딩/언로딩부의 두 지점과 설비 사이의 거리를 감지하여 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 산출하는 단계와, 로딩/언로딩부를 구동하여 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 보정하는 단계와, 설비의 인식 마크를 감지하여 로딩/언로딩부의 X방향 변위와 Z방향 변위를 산출하는 단계와, 로딩/언로딩부를 구동하여 로딩/언로딩부의 X방향 변위와 Z방향 변위를 보정하는 단계를 포함하여 구성된다.

실시예

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

여기에 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자들이 본 발명을 충분히 실시할 수 있도록 예시되는 것이지, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 실시예를 설명함에 있어, 일부 구조나 제조 공정에 대해서는 그 설명을 생략하거나 도면의 도시를 생략한다. 이는 본 발명의 특징적 구성을 보다 명확하게 보여주기 위한 것이다. 마찬가지의 이유로 도면에 도시된 일부 구성요소들은 때론 과장되게 때론 개략적으로 나타내었고, 각 구성요소의 크기가 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 반송차의 위치 감지 및 작동 원리를 나타내는 개념도이다.

도 2를 참조하면, 3차원 공간상의 차체는 차체의 진행방향(X축 방향, 이하 X방향), 차체의 횡방향(Y축 방향, 이하 Y방향), 차체의 상하방향(Z축 방향, 이하 Z방향) 및 각 축을 중심으로 하는 세 회전방향(θ, φ, ψ)의 6 자유도 운동을 가질 수 있다. 이들은 설비와 무인 반송차의 상대적인 위치 정렬도를 판단하기 위한 기준으로 활용될 수 있다. 그러나 설비는 공간상의 한 지점에 고정되어 있고 차체는 항상 수평을 유지하고 있다고 가정한다면, X축과 Y축을 중심으로 하는 회전운동은 무시될 수 있으므로 차체가 가질 수 있는 운동은 X방향, Y방향, Z방향, θ방향의 4자유도가 된다.

본 발명에 따른 무인 반송차(20)는 주행부(21)와 로딩/언로딩부(22, 23)를 포함한다. 주행부(21)는 지정된 경로를 따라 주행하며, 로딩/언로딩부(22, 23)는 주행부(21)의 위쪽에 설치되어 설비(30)로부터 제품(도시되지 않음)을 로딩/언로딩한다. 로딩/언로딩부(22, 23)는 X방향, Y방향, Z방향, θ방향으로 각각 이동 가능하며, 이 네 방향에 대하여 각각 독립적으로 위치 조정이 가능한 것이 특징이다. 본 실시예의 경우, 로딩/언로딩부는 제1 이송판(22)과 제2 이송판(23)으로 이루어지는데, 제1 이송판(22)은 Y방향과 θ방향으로 이동 가능하고, 제2 이송판(23)은 X 방향과 Z방향으로 이동 가능하다.

무인 반송차(20)는 두 개의 거리 센서(24)와 비전 카메라(25, vision camera)를 더 포함한다. 거리 센서(24)는 제1 이송판(22)의 두 지점에 설치되고, 거리 센서(24)에 대응하여 설비(30)에는 두 개의 반사판(31)이 설치된다. 비전 카메라(25)는 제1 이송판(22)의 거리 센서(24) 사이에 설치되고, 비전 카메라(25)에 대응하여 설비(30)에는 원형의 인식 마크(32)가 설치된다.

거리 센서(24)는 각각의 설치 지점으로부터 설비(30)까지의 거리를 감지한다. 감지한 두 거리의 평균값으로부터 무인 반송차(20)와 설비(30)간의 거리, 즉 Y방향 변위를 산출한다. 또한, 감지한 두 거리의 차를 이용하여 무인 반송차(20)와 설비(30) 사이의 상대적인 각도 차이, 즉 θ방향 변위를 산출한다. 비전 카메라(25)는 설비(30)의 인식 마크(32)를 감지하여 무인 반송차(20)와 설비(30)간의 상대적인 위치 차이, 즉 X방향 변위와 Z방향 변위를 산출한다.

무인 반송차(20)는 세 개의 구동부를 더 포함한다. 제1 구동부(26)는 두 개로 이루어지며, 제1 이송판(22)을 각각 Y방향으로 독립적으로 구동하여 Y방향 변위와 θ방향 변위를 보정한다. 제2 구동부(27)는 제2 이송판(23)을 X방향으로 구동하여 X방향 변위를 보정하며, 도시되지 않은 제3 구동부는 제2 이송판(23)을 Z방향으로 구동하여 Z방향 변위를 보정한다. 구동부는 유압 실린더, 스크루 등의 통상적인 구동장치를 이용할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 반송차의 위치 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 무인 반송차(20)는 소정의 주행 경로를 따라 주행하다가 주행로에 설치된 마크 포인트를 감지하고 정지한다. 마크 포인트는 종래와 마찬가지로 주행로의 바닥면에 설치되므로 작업자 및 주위환경에 따라 손상 가능성이 있지만, 이로 인하여 발생한 정지 위치의 오차는 본 발명에 따른 위치 보정 방법에 의하여 충분히 보상될 수 있다.

무인 반송차(20)가 정지한 후, 거리 센서(24)는 제1 이송판(22)의 두 지점과 설비(30) 사이의 거리를 감지한다. 전술한 바와 같이, 감지된 거리로부터 Y방향 변위와 θ방향 변위를 산출한 후, 이를 바탕으로 하여 제1 구동부(26)가 제1 이송판(22)을 구동하여 Y방향 변위와 θ방향 변위를 보정한다.

한편, 비전 카메라(25)는 설비(30)의 인식 마크(32)를 감지하여 제1 이송판(22)의 X방향 변위와 Z방향 변위를 산출한다. 그리고 이를 바탕으로 하여 제2 구동부(27)와 제3 구동부(도시되지 않음)는 각각 X방향 변위와 Z방향 변위를 보정한다.

이러한 방법으로 무인 반송차(20)에 발생할 수 있는 네 방향의 변위를 모두 보정한 후, 로딩/언로딩 작업을 실시한다.

지금까지 실시예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 무인 반송차는 두 개의 거리 센서와 비전 카메라를 이용하여 무인 반송차의 X방향, Y방향, Z방향 및 θ방향의 변위를 각각 산출하고 구동부를 이용하여 각각의 변위를 독립적으로 보정할 수 있다. 따라서 무인 반송차와 설비간의 위치 정렬을 보다 정확하게 수행할 수 있고, 로딩/언로딩 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (3)

1. 지정된 경로를 따라 주행하는 주행부;

   상기 주행부의 위쪽에 설치되어 설비로부터 제품을 로딩/언로딩하며, X방향, Y방향, Z방향, θ방향으로 각각 이동 가능한 로딩/언로딩부;

   상기 로딩/언로딩부의 두 지점에 설치되어 각각 상기 설비의 거리를 감지하며, 상기 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 산출하는 두 개의 거리 센서;

   상기 로딩/언로딩부에 설치되어 상기 설비의 인식 마크를 감지하며, 상기 로딩/언로딩부의 X방향 변위와 Z방향 변위를 산출하는 비전 카메라;

   상기 로딩/언로딩부를 각각 Y방향으로 독립적으로 구동하여 상기 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 보정하는 두 개의 제1 구동부;

   상기 로딩/언로딩부를 X방향으로 구동하여 상기 로딩/언로딩부의 X방향 변위를 보정하는 제2 구동부; 및

   상기 로딩/언로딩부를 Z방향으로 구동하여 상기 로딩/언로딩부의 Z방향 변위를 보정하는 제3 구동부;

   를 포함하는 무인 반송차.
2. 제1항에 있어서, 상기 로딩/언로딩부는 Y방향과 θ방향으로 이동 가능한 제1 이송판 및 X방향과 Z방향으로 이동 가능한 제2 이송판을 구비하는 것을 특징으로 하는 무인 반송차.
3. 로딩/언로딩부의 두 지점과 설비 사이의 거리를 감지하여 상기 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 산출하는 단계;

   상기 로딩/언로딩부를 구동하여 상기 로딩/언로딩부의 Y방향 변위와 θ방향 변위를 보정하는 단계;

   상기 설비의 인식 마크를 감지하여 상기 로딩/언로딩부의 X방향 변위와 Z방향 변위를 산출하는 단계;

   상기 로딩/언로딩부를 구동하여 상기 로딩/언로딩부의 X방향 변위와 Z방향 변위를 보정하는 단계;

   를 포함하는 무인 반송차의 위치 보정 방법.

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