KR20110045114A - 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템은, 컨베이어; 컨베이어의 주변에서 상부가 개방된 입체 형상을 가지도록 형성된 것으로, 피킹 대상을 수용함과 동시에 승강 가능하게 형성된 승강 모듈을 하부 면으로 구비하는 보관 박스; 상기 보관 박스의 승강 모듈이 상승하여 피킹 대상이 상기 보관 박스의 상부에 위치할 때 공기 흡착에 의하여 상기 피킹 대상을 흡착한 다음 상기 컨베이어로 이송하는 피킹 장치; 주문 정보를 입력받아 상기 보관 박스의 승강 모듈 및 피킹 장치를 구동 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템에 의하면, 공기 흡착 방식에 의하여 두께가 얇고 가벼운 피킹 대상을 피킹 처리하도록 함으로써 피킹 공정의 원가 절감을 꾀할 수 있을 뿐 아니라 피킹 대상의 파손 문제 내지 피킹 오작동 문제를 방지할 수 있도록 하는 장점을 가진다.

자동 피킹 장치, 피킹 시스템, 픽업 장치, 이송 장치, 물류 배송

Description

컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템{AUTOMATIC PICKING SYSTEM FOR TRANSPORTING PRODUCTS TO CONVEYOR}

본 발명은 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히는 특정 기준에 의하여 분류되어 있는 피킹 대상이 보관 박스에 저장되어 있다가 주문 정보를 입력받았을 때 자동으로 피킹 장치에 의하여 피킹이 됨과 동시에 피킹된 피킹 대상이 컨베이어로 이송되도록 함으로써 물류 처리 공정의 신속화와 자동화를 추구하도록 하는 자동 피킹 시스템에 관한 것이다.

물류 처리 공정은 여러 분야로 구분될 수 있겠으나 주로 많은 물류를 보다 신속하고 정확하면서 적은 비용으로 처리할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

물류 처리 규모가 큰 업체에서는 비용 절감과 물류 자동화에 많은 투자를 하여 발전된 물류 처리 장치 내지 공정을 보유하고 있는 상황인데 주로 보관이나 창고 내에서의 물류 이동에 국한되어 있고 보관되어 있던 물류를 자동으로 피킹(picking: 보관 물류를 선택하여 이송하도록 하는 상태)하여 이송하도록 하는 시스템은 상대적으로 발전이 더뎠고 특히 의류 업체의 물류 시스템에서는 거의 인력 에 의존하여 물류를 피킹하는 불편함이 존재하였다.

현재 국내외에 존재하고 있는 자동 피킹 시스템(APS: Auto Picking System)은 균일한 일정 규격을 가진 박스 타입의 제품(화장품, 의약품 등)을 중력을 이용하여 분류하고 있는 방식을 따르고 있는데, 두께가 얇고 중량이 가벼운 제품, 예를 들어 의류, 서적과 같은 제품의 경우에는 이러한 시스템을 이용하는 것이 부적합하다는 단점이 존재하고 있다.

따라서 중량이 가볍고 두께가 얇아 피킹하기 까다로운 제품을 보다 간편하고 자동화된 방식으로 피킹하도록 하는 신규하고 진보한 자동 피킹 시스템이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 특정 기준에 의하여 분류되되 특히 두께가 얇고 무게가 가벼운 피킹 대상이 개별 보관 박스에 저장되어 있다가 주문 정보를 받았을 경우 보관 박스의 바닥 부위가 자동으로 상승하여 보관 박스 상부까지 이동되도록 함으로써 피킹 대상이 보관 박스 상부에 위치하도록 한 다음 이를 피킹 장치에 의하여 피킹을 하여 컨베이어까지 자동으로 이송하도록 하는 자동 피킹 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 보관 박스의 승강 및 피킹 장치의 구동 여부를 자동으로 제어할 수 있도록 하는 컨트롤러를 구비하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 피킹 장치의 피킹 원리를 공기 흡착 방식을 적용하여 피킹 대상을 손상시키지 않고 보다 편리하고 간편하게 피킹 처리할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 보관 박스에 피킹 대상이 부족할 경우 자동으로 추가 적재 여부를 판단하도록 하는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 피킹 장치를 캠형 하우징의 회전에 의한 방식과 흡착판의 흡착 이후 롤러 이동 방식으로 구분하여 피킹 장치의 선택의 폭을 넓히도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템은, 컨베이어; 컨베이어의 주변에서 상부가 개방된 입체 형상을 가지도록 형성된 것으로, 피킹 대상을 수용함과 동시에 승강 가능하게 형성된 승강 모듈을 하부 면으로 구비하는 보관 박스; 상기 보관 박스의 승강 모듈이 상승하여 피킹 대상이 상기 보관 박스의 상부에 위치할 때 공기 흡착에 의하여 상기 피킹 대상을 흡착한 다음 상기 컨베이어로 이송하는 피킹 장치; 주문 정보를 입력받아 상기 보관 박스의 승강 모듈 및 피킹 장치를 구동 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보관 박스는, 측벽을 이루되 수평 방향으로 일정 간격을 구도 복수 개로 형성된 홈을 구비한 벽체; 피킹 대상과 접촉하여 피킹 대상을 수용하도록 바닥 면에 형성된 바닥판; 상기 바닥판에 함입 형성되어 있는 것으로, 내측 단에 형성된 스프링의 탄성에 의하여 상기 홈에 슬라이딩 가능하게 결합함과 동시에 하부 면에 결합 홈을 구비한 스토퍼; 상기 바닥 판의 하부에 구성되어 승강 가능하게 형성된 승강 모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 피킹 장치의 제 1 실시예는, 단면이 캠 형상으로 형성된 구조체로 공기를 유통하는 흡착관을 구비하여 피킹 대상을 흡착하는 캠형 하우징; 상기 캠형 하우징에 연결되되 내부에 공기가 흐를 수 있도록 내통된 연결관를 매개로 상기 캠형 하우징을 180도 회전시키는 구동력을 발생하는 모터; 상기 연결관 및 흡착관을 통해 공기를 흡입 및 배출하는 공기 입출 장치;로 구성이 되고, 상기 컨베이어는 상기 캠형 하우징의 흡착관의 대향 측에 위치하여, 상기 캠형 하우징이 피킹 대상을 흡착한 다음 180도 회전하여 상기 컨베이어에 피킹 대상을 이송하도록 하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 피킹 장치의 제 2 실시예는, 깔때기 형상을 가진 상태에서 공기 튜브를 구비하여 공기 튜브의 공기 흡입에 의하여 피킹 대상을 흡착하는 흡착판; 패널 형태로 이루어져 상기 흡착판을 지지함과 동시에 양 측에 구동 휠을 구비하고 있는 흡착판 고정 패널; 상기 구동 휠을 회전하는 모터; 상기 보관 박스에서 상기 컨베이어까지 연장된 것으로, 상기 구동 휠과 결합되어 상기 구동 휠의 회전에 의해 상기 흡착판 고정 패널과 슬라이딩 이동하는 가이드 역할을 하는 가이드 레일; 상기 흡착판의 공기 튜브에 공기를 흡입 내지 배출하는 공기 입출 장치;로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템에 의하면,

1) 공기 흡착 방식에 의하여 두께가 얇고 가벼운 피킹 대상을 피킹 처리하도록 함으로써 피킹 공정의 원가 절감을 꾀할 수 있을 뿐 아니라 피킹 대상의 파손 문제 내지 피킹 오작동 문제를 방지할 수 있도록 하는 장점을 가지고,

2) 보관 박스를 상승하여 상부 위치로 이동시킨 다음 보관 박스 상부에 위치한 피킹 장치에서 피킹 대상을 흡착하도록 하는 원리를 적용함으로 피킹 공정의 신속화와 간편화 및 정확성을 기할 수 있으며,

3) 복수 개의 적외선 센서의 감지에 의하여 피킹 장치 및 보관 박스의 승강 모듈을 정확한 구동을 제어할 수 있도록 할 뿐 아니라,

4) 보관 박스 내에 피킹 대상이 부족한 경우 하중 감지에 의하여 추가로 적재할 수 있는 상황을 자동으로 파악할 수 있도록 함과 동시에,

5) 보관 박스를 컨베이어 근처에 설치하여 물류 처리 시스템의 소형화와 제작 비용를 절감할 수 있다는 효과를 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템에 개략적인 원리를 도시한 개념도이다.

도 1을 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 시스템은 복수 개의 보관 박스(랙)에 저장되어 있는 제품(본 발명에서는 피킹 대상이라고도 한다.)이 컨베이어를 따라 이송이 되도록 하기 위하여 우선적으로 보관 박스에서 피킹 대상을 피킹(picking)하여 컨베이어로 이송하도록 하는 것을 특징으로 하고, 이를 위해 피킹 대상을 보관하고 있음과 동시에 보관되어 있는 복수 개의 피킹 대상 중 가장 상부에 위치한 피킹 대상을 상부로 상승하도록 하는 보관 박스, 보관 박스에서 상승된 피킹 대상을 피킹하여 컨베이어로 이송하는 장치(피킹 장치) 및, 피킹 대상을 선택 제어함과 동시에 보관 박스 및 피킹 장치의 구동을 제어하는 컨트롤러(100)로 구성이 되어 있다.

도 1을 보아 알 수 있듯이, 컨베이어는 반드시 단일 라인으로만 이루어질 필요는 없고 컨베이어0, 컨케비어 1과 같이 복수 개의 라인으로 이루어지는 것도 가능하다.

본 발명에서 피킹 대상은 주로 특별히 높이가 높지 않고 납작한 상태로 이루어진 의류, 서적 등의 제품이 가장 적합하다 할 수 있으며, 예를 들어 피킹 대상이 의류인 경우는 각각의 보관 박스에 색상, 치수, 용도 별로 분류된 의류가 저장되어 있어 컨트롤러(100)의 제어에 의하여 주문 정보에 따라 특정 보관 박스가 선택되어 해당 보관 박스에 저장되어 있는 피킹 대상이 컨베이어로 이송될 수 있도록 하는 것이라 할 수 있다.

본 발명에서 피킹 대상을 컨베이어로 이송하는 피킹 장치는 보관 박스의 상부 측에 위치하고 있는 것으로 크게 캠 타입으로 이루어진 캠형 피킹 모듈과 흡착판 타입으로 이루어진 흡착판형 피킹 모듈 중 어느 하나로 구성이 되는바, 캠형 피킹 모듈은 캠 하우징(1)의 회전에 의하여 피킹 대상을 보관 박스(22a)에서 컨베이어로 이송하는 방식을 가지고 흡착판형 피킹 모듈은 흡착판(12)에 피킹 대상을 흡착한 다음 흡착판(12)을 가이드 레일(17)을 따라 컨베이어로 이송하는 방식을 따르며, 이를 각각 제 1,2 실시예로 구분하여 설명하도록 한다.

도 2a는 본 발명에 따른 피킹 장치의 제 1 실시예에 대한 개략적인 구성 관계를 도시한 개념도이고, 도 2b는 캠 하우징의 투시도이다.

도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 피킹 장치의 제 1 실시예인 캠형 피킹 모듈은 캠 하우징(1), 베어링(3), 연결관(4), 전자밸브(체크밸브)(5) 및 동력 전달 어셈블리, 공기 입출 장치(6), 모터(9) 및 모터 제어장치(10), 서버(11)(이는 컨트롤러로 대체가 가능함)로 구성이 되어 있는 것을 알 수 있다.

도 2b를 보아 알 수 있듯이 캠 하우징(1)은 단면이 마치 공지의 캠과 유사한 형상으로 이루어진 입체적 구조체로서, 중심점을 기준으로 상하로 장축과 단축이 일직선으로 연장되어 있는데, 중심점에서 장축 끝단까지 내통되어 있는 브랜치 흡착관(2)이 형성되어 있고 이러한 브랜치 흡착관(2)은 도 2a를 보아 알 수 있듯이 메인 흡착관에서 일정폭을 두고 흡착 방향을 향해 복수 개로 연장 형성되어 있다.

이러한 캠 하우징(1)은 베어링(3,7)을 매개로 연결관(4)에 연결이 되어 있는데, 연결관(4)은 동력 전달 어셈블리를 통해 모터(9)의 동력을 전달받아 회전을 함과 동시에 파이프와 같이 내부 중공 구조로 이루어져 이를 통해 공기가 흐를 수 있도록 구성되어 있으며 공기는 전자 밸브(5)를 매개로 공기 입출 장치(6)와 연결이 되어 있다.

동력 전달 어셈블리는 모터(9)의 설치 위치를 연결관(4)에서 이격된 곳에 임의적으로 선택하기 위하여 편의적으로 구성된 상태에서 모터(9)의 회전력을 연결관(4)에 전달하기 위한 것으로 도 2a에 도시된 것처럼 타이밍 벨트/ 풀리(8) 조합일 수도 있고 이 외에 기어, 링크 등의 공지되어 있는 기계적 동력 전달 수단이 이용될 수 있으며, 이러한 동력 전달 어셈블리 없이 곧바로 모터(9)와 연결관(4)이 연결되어 있을 수도 있다.

공기 입출 장치(6)는 전자밸브(5)를 매개로 연결관(4)에 압축 공기를 공급하거나 빼어 내는 역할을 담당하는 것으로, 전자 밸브(5)의 유량 제어에 의하여 input/output에 대한 압축 공기량을 제어할 수 있으며 이러한 전자 밸브(5)는 컨트롤러(100)의 제어를 받게 된다.

즉, 본 발명에 따른 캠형 피킹 모듈은 캠 하우징(1)에 압축 공기를 보내거나 흡수하도록 하여 공기 입출 장치(6)의 공기 흡입 시에 흡착관(2) 끝에 피킹 대상이 부착될 수 있도록 한 다음 모터(9)의 회전에 의하여 캠 하우징(1)을 회전시킴으로써 흡착관(2)의 대향 측에 위치하고 있는 컨베이어 상부로 피킹 대상을 이동시 킨 다음 공기 입출 장치(6)의 공기 배출에 의하여 캠 하우징(1)의 흡착관(2) 단부에 부착되어 있던 피킹 대상이 자연스럽게 분리될 수 있도록 하여 컨베이어에 안착할 수 있도록 하는 원리로 구성되어 있다.

도 3a는 본 발명에 따른 피킹 장치의 제 2 실시예에 대한 개략적인 구성 관계를 도시한 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 대한 측면도이다.

본 발명에 따른 피킹 장치의 제 2 실시예는 흡착판형 피킹 모듈에 관한 것으로, 흡착판 고정 패널(18)의 하부에 형성된 복수 개의 흡착판(12)과, 흡착판 고정 패널(18)의 양 측단에 부착된 구동 휠(16)과 상기 구동 휠(16)의 이동 경로인 가이드 레일(17), 공기 분배기(14), 공기 튜브(13), 전자 밸브(15), 공기 입출 장치, 구동 휠(16)을 구동하기 위한 모터(19) 및 모터 제어장치(20)와 서버(21)(이 서버가 컨트롤러인 것이 가능)로 구성이 되어 있다.

즉, 흡착판 고정 패널(18)의 하부 및 보관 박스 상부에 위치하게 되는 흡착판(12)은, 지지대를 매개로 흡착판 고정 패널(18)의 하측 면에 지지되어 있음과 동시에 공기 분배기(14)를 기준으로 복수 개로 분기된 공기 튜브(13)에 연결되어 있는 것으로, 마치 깔때기와 같은 형상을 가져 공기 튜브(13)를 통해 유통되는 공기의 흐름에 의하여 피킹 대상을 흡착할 수 있도록 구성이 되어 있다.

흡착판 고정 패널(18)은 패널 형태로 이루어져 가이드 레일(17) 상에 안착되어 있는 것으로, 흡착판 고정 패널(18)의 양 측에 형성되어 가이드 레일(17)을 따라 이동 가능하게 연결되어 있는 구동 휠(16)을 구비하고 있다.

구동 휠(16)은 모터(19)의 동력에 의하여 회전이 되어 가이드 레일(17)을 따라 이동이 되어, 이로써 구동 휠(16)을 포함하고 있는 흡착판 고정 패널(18)이 가이드 레일(17)이 뻗어 있는 좌우 방향으로 이동될 수 있도록 한다.

더불어, 흡착판 고정 패널(18)의 일 측(도면에서는 하 측)에 위치한 공기 분배기(14)는 공기 튜브(13) 및 전자 밸브(15)를 매개로 공기 입출 장치(미도시)와 연결되어 있어 공기 입출 장치의 공기 배출 및 흡입에 따라 흡착판(12)에 공기를 배출하거나 흡수할 수 있도록 하며, 흡착판(12) 측에서 복수 개로 분기되어 있는 공기 튜브(13)에 각각 공기 흐름 제어를 할 수 있도록 하는 역할을 담당한다.

가이드 레일(17)은 보관 박스의 상부에서 컨베이어까지 수평하게 연장이 되어 있는 상태에서 흡착판 고정 패널(18)의 이동성을 보장하도록 고정 장착되어 있는 것으로, 컨베이어 측에 적외선 센서(180)를 구비하고 있고 구동 휠(16)과 톱니 결합 방식, 슬라이딩 이동 결합 방식 등에 의하여 구동 휠(16)의 회전에 따라 흡착판 고정 패널(18)이 이동될 수 있도록 한다.

공기 입출 장치는 상기 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이 공기를 유입 및 배출하는 작용이 모두 가능하고 흡착판(12)에 피킹 대상을 부착하고자 할 때에는 공기를 유입하여 흡착판(12)의 공기가 빨려 들어가도록 하며, 피킹 대상을 흡착판에서 분리하고자 할 때에는 공기를 배출하여 흡착판(12)에 연결된 공기 튜브(13)을 통해 공기가 나올 수 있도록 한다.

전자 밸브(15)는 전자식 체크 밸브로 이루어진 것으로서 후술할 컨트롤러(100)에 의하여 제어를 받아 공기의 흐름량 또는 흐름 유무 내지 흐름 방향 등을 조절하는 기능을 수행한다.

도 4a는 본 발명에 따른 보관 박스의 개략적인 외관을 도시한 사시도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 보관 박스를 도시한 평면도이며, 도 4c는 본 발명에 따른 보관 박스의 내부 구성을 도시한 투시 측면도이다.

본 발명에 따른 보관 박스(22a)는 컨베이어의 양 측, 또는 일 측에 컨베이어의 연장 라인을 따라 복수 개로 형성되어 피킹 대상을 저장하고 있다가 컨트롤러(100)의 제어에 의하여 피킹 대상을 상기 피킹 장치로 접근시키는 기능을 수행하는 것으로, 도 4a를 참조하면 외관은 일반적인 육면체 형상의 박스 형태를 가지고 있는 것을 알 수 있는바, 상부가 개방되어 있고 측부는 벽체(24)로 감싸여 있으며 하부는 바닥 판(23) 및 승강 모듈 및 랙(26)이 장착되어 있는 것을 알 수 있다.

보관 박스(22a)의 하부 일 구성인 바닥판(23)은 측부의 벽체(24)와 일정 거리 이격되어 있되 스토퍼(22)에 의하여 벽체(24)에 연결되어 지지되거나 스토퍼(22)가 분리되어 벽체(24)와 이격된 다음 승강할 수 있도록 이루어져 있다.

스토퍼(22)는 바닥판(23) 내에 횡 방향(수평 방향)을 따라 삽입되어 바닥판(23)의 중앙 부위를 기준으로 일정 간격을 두고 양 측을 향해 2개로서 형성되어 있어, 벽체(24)에 형성된 홈(미도시)에 탈부착 가능하게 결합되어 있는데, 스토퍼(22)의 내측 끝단에는 스프링(25)이 형성되어 스프링(25)의 탄성에 의하여 스토퍼(22)를 수평 방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 조작할 수 있다.

또한, 스토퍼(22)가 바닥판(23)에 함입되어 있는 부위 중 하부 일 부위에 는 결합 홈(29)이 형성되어 있고, 결합 홈(29)의 일 측면(내측 방향 면)은 하부로 갈수록 폭이 벌어지게 즉 상협하광(上狹下廣)하게 라운딩 처리가 되어 있는 라운딩 처리부(29a)를 구비한다.

이러한 라운딩 처리부(29a)는 후술할 승강 모듈의 돌기(28)가 결합되어 스토퍼(22)가 벽체(24)에서 분리하도록 내측으로 슬라이딩 이동할 수 있는 기반을 제공한다.

랙(26)은 벽체(24)의 하측에 위치하되 승강 모듈을 승강할 수 있는 힘을 제공함과 동시에 컨트롤러(100)의 신호(즉 주문 정보에 따른 특정 보관 박스 선택 신호)를 수신할 수 있는 통신 수단을 구비하고 있는 것으로, 도면에 도시되어 있지는 않으나 승강 모듈을 승강할 수 있도록 하는 모터 또는 축 등의 기계적 요소가 구비되어 있으며, 이러한 기계적 요소는 랙(26) 뿐 아니라 벽체(24)에 걸쳐 형성이 되거나 아니면 승강 모듈의 하단에서 실린더와 같은 구성을 형성하여 승강 모듈을 일정 높이에 이르기까지 올리거나 내릴 수 있도록 이루어지는 것도 가능하다.

승강 모듈은 승강력을 발생하는 기계적 요소로부터 승강력을 전달받아 상승 및 하강이 되는 것으로, 바닥판(23)의 하부에 수평하게 연장되어 있으며 상부 면에는 돌기(28)가 형성되어 있다.

돌기(28)는 바닥판(23)의 스토퍼(22)에 형성된 결합 홈(29)의 라운딩 처리부(29a) 끝단 하부에 위치하고 있어 승강 모듈이 상승할 때 돌기(28)가 라운딩 처리부(29a)의 하부 끝단에 접촉하도록 하고, 승강 모듈이 계속 상승을 하게 되면 라운딩 처리부(29a)를 따라 돌기(28)가 미끄러지듯이 결합 홈(29)에 삽입이 되고 이 로 인해 스토퍼(22)의 내측 끝단에 형성된 스프링(25)이 압축을 하여 스토퍼(22)를 내측으로 이동시키면서 스토퍼(22)와 벽체(24)를 분리시켜 바닥판(23)이 상승할 수 있도록 한다.

벽체(24)의 상부 일 측에는 적외선 센서(190)가 형성되어 있는바, 이 적외선 센서(190)는 바닥판(23) 또는 피킹 대상의 위치를 식별하여 피킹 대상이 상승된 높이를 컨트롤러(100)에 전달하는 기능을 담당한다.

즉, 본 발명에서는 피킹 장치에서 컨베이어로 피킹 대상을 이송할 때 이송 위치를 제어하기 위한 적외선 센서(190)가 컨베이어 근처에 형성되어 있고, 더불어 승강 모듈을 상승할 때 승강 모듈의 상승 높이를 제어하기 위한 적외선 센서(190)가 보관 박스(22a)의 벽체(22) 상측 부위에 형성되어 있다.

더불어, 보관 박스(22a)의 하부 측, 예를 들어 바닥판(23)의 일 측에는 하중 감지 센서(200)(도 5 참조)가 형성되어 있어 바닥 판(29)에 적층 안착되어 있는 피킹 대상의 무게를 감지하여 보관 박스에 충분한 양의 피킹 대상이 적층되어 있는지 여부를 판단하도록 한다.

보관 박스(22a)의 승강 모듈이 상승을 하면 바닥판(29)에 적층 방식으로 안착되어 있는 피킹 대상 역시 상승을 하게 되고 일정 높이 상승하여 피킹 장치에 근접하게 되면 피킹 장치가 피킹 대상을 피킹하여 컨베이어로 이송하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 컨트롤러의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 컨트롤러(100)는 주문 정보를 인식하여 특정 보관 박스(22a)에서 피킹 대상을 피킹할 수 있는 과정을 제어할 뿐 아니라 피킹 장치의 구동 및 승강 모듈의 구동을 제어하며 보관 박스에 잔여 피킹 대상이 없거나 부족할 때 추가로 보관 박스에 피킹 대상을 적재할 시점을 판단하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 컨트롤러(100)는 주문 정보 인식모듈(110), 승강 구동 모듈(120), 높이 조절 모듈(130), 피킹 장치 구동 모듈(140), 공기 제어 모듈(150), 추가 적재 판단 모듈(160)을 포함하고 있다.

주문 정보 인식모듈(110)은 주문 정보, 즉 복수 개의 보관 박스 중 특정 보관 박스(22a)에 적재되어 있는 피킹 대상을 피킹하도록 하는 신호가 이송 서버(11 내지 21)(즉, 주문 정보를 생성 및 저장하여 본 발명에 따른 시스템을 가동하기 위한 중앙 관제 서버의 개념)로부터 전달이 되었을 때 이를 인식하고 주문 정보에 부합하는 특정 보관 박스(22a) 및 피킹 장치를 가동할 수 있는 준비를 갖추도록 하는 역할을 한다.

승강 구동 모듈(120)은 승강 모듈을 승강할 수 있는 기계적 요소를 구동하도록 하는 것으로, 다시 말해 보관 박스에 설치되어 승강 모듈을 구동하는 기계적 요소는 승강 구동 모듈의 구동 신호에 의하여 구동 여부가 결정이 되는 것이다.

높이 조절 모듈(130)은 보관 박스 벽체(24) 상측에 장착되어 있는 적외선 센서(190)에까지 승강 모듈(또는 피킹 대상)이 상승하였을 경우 적외선 센서(190)로부터 신호를 받아 승강 모듈의 상승 상태를 중지하도록 하는 기능을 수행한다.

이는 승강 모듈이 필요 이상으로 상승될 경우 특정 피킹 대상 이외의 다른 피킹 대상이 보관 박스(22a)에서 이탈되거나 피킹 장치에 의하여 원치 않는 피킹 작업이 일어날 수 있는 문제를 방지하기 위함이다.

피킹 장치 구동 모듈(140)은 피킹 장치에 의하여 피킹될 수 있는 상태에 이른 피킹 대상을 피킹하기 위하여 피킹 장치를 구동 제어하는 역할을 수행하는바, 피킹 장치의 모터를 작동하여 캠 하우징(1)을 회전시키거나 아니면 흡착판의 구동 휠을 작동하는 역할을 한다.

공기 제어 모듈(150)은 피킹 장치의 캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)에 공기를 주입하거나 배출하는 상황을 제어하는 기능을 담당하는바, 캠형 하우징(1) 내지 흡착판(12)에 피킹 대상이 부착되기 위해서는 공기 입출 장치에서 공기를 흡입하도록 하여 캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)에 공기 흡입력에 의하여 피킹 대상이 부탁되도록 하고, 상기 피킹 구동 모듈(140)의 제어에 의하여 피킹 대상을 부착한 캠형 하우징(1) 또는 흡착판 고정 패널(18)이 컨베이어에 이르렀을 경우 공기 흡입을 중지하거나 아니면 공기를 배출하여 캠형 하우징(1) 내지 흡착판(12)에 부착되어 있던 피킹 대상이 자연스럽게 컨베이어로 낙하할 수 있도록 한다.

추가 적재 판단모듈(160)은 보관 박스(22a)에 구비된 하중 감지 센서(200)에서 일정 수치, 즉 충분한 양의 피킹 대상이 보관박스(22a)에 저장되어 있는지 여부를 하중 수치에 의하여 판단하도록 하여 만일 보관 박스(22a) 내 피킹 대상의 중량이 기준치보다 작을 경우 하중 감지 센서(200)의 신호를 전달받아 해당 보관 박스(22a)에 추가적인 피킹 대상을 적재할 수 있는 준비를 갖추도록 하는바, 즉 도면에 도시되어 있지는 않으나 별도로 구성된 적재 장치에 적재 명령 신호를 생성하는 기능을 수행한다.

이러한 구성을 가진 본 발명에 따른 시스템에 대한 작동을 정리하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 피킹 장치의 일 실시예와 보관 박스의 결합 관계를 도시한 개념도이다.

우선 주문 서버로부터 주문 정보를 받은 컨트롤러(100)는 주문 정보에 입각한 특정 보관 박스(22a)를 선택하여 해당 보관 박스(22a)의 승강 모듈을 구동시킨다.

승강 모듈이 상부로 상승할 때, 승강 모듈의 돌기(28)가 스토퍼(22)의 라운딩 처리부(29a)를 따라 결합 홈(29)에 미끄러지듯이 삽입이 되면서 자연스럽게 스토퍼(22)가 벽체(24)에서 이탈되어 바닥판(23)이 벽체(24)와 분리됨으로 바닥판 역시 상승할 수 있는 준비를 갖춘다.

바닥판(23)이 상승하면서 바닥판(23) 상에 적층되어 있는 피킹 대상도 같이 보관 박스(22a) 상부로 상승되는데, 이 때 가장 상부에 위치한 피킹 대상이 적외선 센서(190)가 장착된 높이에 이르렀을 때 적외선 센서(190)가 이를 감지하고 컨트롤러(100)에 신호를 전송하게 되며 컨트롤러(100)의 높이 조절 모듈(130)의 제어에 의하여 승강 모듈의 상승 구동이 중지되고 곧바로 피킹 장치가 구동되기 시작한다. 특히, 피킹 장치에서 피킹 대상을 보다 용이하게 피킹할 수 있도록 승강 모 듈을 피킹 시점에 약간 하방으로 하강되도록 세팅되는 것도 가능하다.

피킹 장치의 공기 입출 장치가 구동하기 시작하여 캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)에서 공기를 흡입하도록 하여 캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)에 근접하여 있는 최 상부 피킹 대상이 캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)에 흡착이 된다.

캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)에 피킹 대상이 흡착이 되면 모터가 작동하여 캠형 하우징(1)을 180도 회전시킴으로써 피킹한 대향 측에 위치한 컨베이어로 피킹 대상을 이송하거나 흡착판 고정 패널(18)의 구동 휠(16)이 가이드 레일(17)을 따라 회전하여 흡착판 고정 패널(18)이 컨베이어로 이송이 된다.

컨베이어 측에 설치된 적외선 센서(180)에서 캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)의 존재를 인식하게 되면 모터의 구동이 중지되고 공기 입출 장치에서 공기 흡입을 중지하거나 공기를 배출하여 캠형 하우징(1) 또는 흡착판(12)에 부착되어 있던 피킹 대상을 컨베이어에 낙하하여 컨베이어에 피킹 대상을 안착시키고, 이 후 컨베이어의 구동을 통해 피킹 대상이 출고될 준비를 갖도록 한다.

컨베이어 측에 설치된 적외선 센서(180)에서 컨베이어가 구동되거나 피킹 대상이 컨베이어를 통해 이송되는 상황을 감지하면, 피킹 장치 내지 승강 모듈이 상술한 방향의 역방향으로 구동이 되어 초기 상태를 유지하도록 한다.

컨베이어를 통해 이동된 피킹 대상은 매장 별, 특정 목적 별로 분류가 되어 주문 정보가 입력되어 피킹 대상이 피킹될 때마다 구동될 수 있는 상태를 유지한다.

만일 하중 감지 센서(200)에서 보관 박스의 중량이 기준치 이하로 떨어진 것으로 측정이 된 경우 보관 박스(22a)에 추가 피킹 대상을 적재할 수 있도록 한다.

이러한 본 발명에 따른 시스템에 의하여 특정 기준에 의하여 분류되어 복수 개의 보관 박스에 나뉘어 저장되어 있던 피킹 대상이 자동으로 피킹 작업을 거쳐 컨베이어 이송 작업까지 이루어질 수 있어 물류 배송의 자동화 공정을 도모할 뿐 아니라 인력을 절약할 수 있는 특성을 제공한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템에 개략적인 원리를 도시한 개념도.

도 2a는 본 발명에 따른 피킹 장치의 제 1 실시예에 대한 개략적인 구성 관계를 도시한 개념도.

도 2b는 캠 하우징의 투시 단면도.

도 3a는 본 발명에 따른 피킹 장치의 제 2 실시예에 대한 개략적인 구성 관계를 도시한 사시도.

도 3b는 도 3a에 대한 측면도.

도 4a는 본 발명에 따른 보관 박스의 개략적인 외관을 도시한 사시도.

도 4b는 본 발명에 따른 보관 박스를 도시한 평면도.

도 4c는 본 발명에 따른 보관 박스의 내부 구성을 도시한 투시 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 컨트롤러의 개략적인 구성을 도시한 블록도.

도 6은 본 발명에 따른 피킹 장치의 일 실시예와 보관 박스의 결합 관계를 도시한 개념도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 캠형 하우징 25: 스프링

4: 연결관 26: 랙

5,13: 전자 밸브 28: 돌기

6: 공기 입출 장치 29: 결합 홈

9: 모터 29a: 라운딩 처리부

12: 흡착판 100: 컨트롤러

14: 공기 분배기 110: 주문정보 인식모듈

16: 구동 휠 120: 승강구동모듈

17: 가이드 레일 130: 높이조절모듈

18: 흡착판 고정 패널 140: 피킹장치 구동모듈

22: 스토퍼 150: 공기 제어모듈

22a: 보관 박스 160: 추가 적재 판단모듈

23: 바닥판 200: 하중 감지센서

Claims (7)

1. 컨베이어에 제품을 이송하는 자동 피킹 시스템으로서,

   컨베이어;

   컨베이어의 주변에서 상부가 개방된 입체 형상을 가지도록 형성된 것으로, 피킹 대상을 수용함과 동시에 승강 가능하게 형성된 승강 모듈을 하부 면으로 구비하는 보관 박스;

   상기 보관 박스의 승강 모듈이 상승하여 피킹 대상이 상기 보관 박스의 상부에 위치할 때 공기 흡착에 의하여 상기 피킹 대상을 흡착한 다음 상기 컨베이어로 이송하는 피킹 장치;

   주문 정보를 입력받아 상기 보관 박스의 승강 모듈 및 피킹 장치를 구동 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 피킹 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보관 박스는,

   측벽을 이루되 수평 방향으로 일정 간격을 구도 복수 개로 형성된 홈을 구비한 벽체;

   피킹 대상과 접촉하여 피킹 대상을 수용하도록 바닥 면에 형성된 바닥판;

   상기 바닥판에 함입 형성되어 있는 것으로, 내측 단에 형성된 스프링의 탄성에 의하여 상기 홈에 슬라이딩 가능하게 결합함과 동시에 하부 면에 결합 홈을 구 비한 스토퍼;

   상기 바닥 판의 하부에 구성되어 승강 가능하게 형성된 승강 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동 피킹 시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 결합 홈은 내부를 향한 일 측면이 상협하광(上狹下廣)하게 라운딩 처리가 되어 있는 라운딩 처리부를 구비하고,

   상기 돌기가 상기 라운딩 처리부에 접촉하면서 상기 결합 홈에 결합되어 상기 스토퍼가 상기 벽체의 홈에서 분리되도록 하여 상기 승강 모듈의 상승력으로 상기 바닥 판을 상승하는 것을 특징으로 하는, 자동 피킹 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 피킹 장치는,

   단면이 캠 형상으로 형성된 구조체로 공기를 유통하는 흡착관을 구비하여 피킹 대상을 흡착하는 캠형 하우징;

   상기 캠형 하우징에 연결되되 내부에 공기가 흐를 수 있도록 내통된 연결관를 매개로 상기 캠형 하우징을 180도 회전시키는 구동력을 발생하는 모터;

   상기 연결관 및 흡착관을 통해 공기를 흡입 및 배출하는 공기 입출 장치;로 구성이 되고,

   상기 컨베이어는 상기 캠형 하우징의 흡착관의 대향 측에 위치하여,

   상기 캠형 하우징이 피킹 대상을 흡착한 다음 180도 회전하여 상기 컨베이어에 피킹 대상을 이송하도록 하는 것을 특징으로 하는, 자동 피킹 시스템.
5. 제 1항에 있어서,

   깔때기 형상을 가진 상태에서 공기 튜브를 구비하여 공기 튜브의 공기 흡입에 의하여 피킹 대상을 흡착하는 흡착판;

   패널 형태로 이루어져 상기 흡착판을 지지함과 동시에 양 측에 구동 휠을 구비하고 있는 흡착판 고정 패널;

   상기 구동 휠을 회전하는 모터;

   상기 보관 박스에서 상기 컨베이어까지 연장된 것으로, 상기 구동 휠과 결합되어 상기 구동 휠의 회전에 의해 상기 흡착판 고정 패널과 슬라이딩 이동하는 가이드 역할을 하는 가이드 레일;

   상기 흡착판의 공기 튜브에 공기를 흡입 내지 배출하는 공기 입출 장치;로 구성된 것을 특징으로 하는, 자동 피킹 시스템.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 보관 박스 상부에는 적외선 센서가 구비되어 있고,

   상기 컨트롤러는,

   상기 승강 모듈이 상기 적외선 센서에 이르기까지 상승하였을 때 상기 적외선 센서의 감지 신호를 전달받아 상기 승강 모듈의 구동을 중지하는 높이 조절 모 듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 피킹 시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 보관 박스는,

   피킹 대상의 하중을 감지하는 하중 감지 센서를 구비하고,

   상기 컨트롤러는,

   상기 하중 감지 센서에서 감지한 하중 수치가 일정 기준 이하일 경우 상기 보관 박스에 추가로 피킹 대상을 적재하도록 하는 명령 신호를 생성하는 추가 적재 판단모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 피킹 시스템.

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