KR20220056394A - 이송 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

이송 장치와 그 제어 방법이 개시된다. 상기 이송 장치는 자재의 이송을 위한 주행 레일과 상기 주행 레일을 따라 이동 가능하도록 구성된 이송 차량을 포함한다. 상기 이송 차량은, 상기 이송 차량과 상기 이송 차량의 전방에서 주행하는 선행 이송 차량 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 센서와, 상기 선행 이송 차량과 통신 가능하도록 구성되며 상기 선행 이송 차량의 속도 정보를 수신하는 무선 통신 모듈과, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 속도를 제어하기 위한 모션 제어기를 포함한다.

Description

이송 장치 및 그 제어 방법{TRANSPORT APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예들은 이송 장치와 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 장치의 제조 공정에서 자재 이송을 위한 오버헤드 호이스트 이송(Overhead Hoist Transport; OHT) 장치(이하, ‘OHT 장치’라 한다)와 그 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 공정에서 반도체 웨이퍼, 인쇄회로기판, 등과 같은 자재들은 OHT 장치, RGV(Rail Guided Vehicle) 장치, AGV(Automatic Guided Vehicle) 장치 등과 같은 무인 운반 시스템을 통해 이송될 수 있다. 특히, 상기 OHT 장치는 클린룸의 천장에 설치된 주행 레일을 따라 이동 가능하게 구성된 이송 차량을 포함할 수 있다.
예를 들면, 반도체 장치의 제조를 위한 클린룸 내에는 자재 이송을 위한 주행 레일이 천장 부위에 설치될 수 있으며, 상기 주행 레일을 따라 복수의 이송 차량들이 이동 가능하게 배치될 수 있다. 상기 이송 차량은 상기 주행 레일을 따라 이동 가능하도록 구성되는 주행 모듈과 상기 주행 모듈의 하부에 연결되며 상기 자재의 승강을 위한 호이스트 모듈을 포함할 수 있다.
한편, 상기 이송 차량이 상기 주행 레일을 따라 이동하는 동안 상기 주행 레일의 상태 또는 상기 이송 차량의 주행 상태에 따라 진동이 발생될 수 있으며, 상기 진동은 상기 자재의 손상을 유발할 수 있으므로 이에 대한 방지 대책이 요구되고 있다.
특히, 상기 이송 차량의 주행 도중에 전방에서 장애물이 검출되는 경우, 예를 들면, 상기 이송 차량보다 저속으로 주행하는 선행 이송 차량 또는 정지되어 있는 선행 이송 차량이 검출되는 경우 상기 이송 차량의 급감속 또는 급제동이 요구될 수 있고, 상기 급감속 또는 급제동 과정에서 진동이 크게 발생될 수 있다. 아울러, 상기와 같은 이송 차량의 급감속 또는 급제동은 후속하는 이송 차량들의 정체 현상을 유발할 수 있으며, 이에 의해 상기 OHT 장치의 물류 효율이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0119967호 (공개일자 2018년 11월 05일) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0011979호 (공개일자 2019년 02월 08일)
본 발명의 실시예들은 진동을 감소시키고 물류 효율을 개선할 수 있는 이송 장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 자재의 이송을 위한 주행 레일과 상기 주행 레일을 따라 이동 가능하도록 구성된 이송 차량을 포함하는 이송 장치에 있어서, 상기 이송 차량은, 상기 이송 차량과 상기 이송 차량의 전방에서 주행하는 선행 이송 차량 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 센서와, 상기 선행 이송 차량과 통신 가능하도록 구성되며 상기 선행 이송 차량의 속도 정보를 수신하는 무선 통신 모듈과, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 속도를 제어하기 위한 모션 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 모션 제어기는 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 감속을 위한 제1 속도 프로파일을 생성하고, 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하여 제2 속도 프로파일을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 무선 통신 모듈은 상기 선행 이송 차량의 현재 속도를 수신하고, 상기 모션 제어기는 상기 선행 이송 차량의 현재 속도에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하며, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 상기 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 무선 통신 모듈은 상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일을 수신하고, 상기 모션 제어기는 상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하며, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 거리 센서는 상기 기 설정된 시간이 경과된 후 상기 선행 이송 차량과의 거리를 재측정할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이송 차량은, 상기 주행 레일 상에 배치되는 전방 휠들과 상기 전방 휠들을 회전시키기 위한 전방 모터 및 상기 전방 모터에 구동 전류를 인가하기 위한 전방 서보 드라이브를 포함하는 전방 주행 유닛과, 상기 주행 레일 상에 배치되는 후방 휠들과 상기 후방 휠들을 회전시키기 위한 후방 모터 및 상기 후방 모터에 구동 전류를 인가하기 위한 후방 서보 드라이브를 포함하는 후방 주행 유닛을 포함하며, 상기 모션 제어기는 상기 전방 및 후방 서보 드라이브들에 토크 지령을 제공할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 전방 주행 유닛은 상기 전방 모터의 회전수를 측정하기 위한 전방 엔코더를 더 포함하고, 상기 후방 주행 유닛은 상기 후방 모터의 회전수를 측정하기 위한 후방 엔코더를 더 포함하며, 상기 모션 제어기는 상기 전방 및 후방 엔코더들 중 어느 하나의 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 모션 제어기는 출발 위치로부터 목표 위치까지 상기 이송 차량의 이동을 위한 초기 속도 프로파일을 생성하고, 상기 거리 센서에 의해 상기 선행 이송 차량이 검출되는 경우 감속을 위한 제1 속도 프로파일을 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 초기 속도 프로파일로는 에스-커브 속도 프로파일이 사용될 수 있고, 상기 제1 속도 프로파일로는 사다리꼴 속도 프로파일이 사용될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 자재의 이송을 위한 주행 레일과 상기 주행 레일을 따라 이동 가능하도록 구성된 이송 차량을 포함하는 이송 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 이송 차량 및 상기 이송 차량의 전방에서 주행하는 선행 이송 차량 사이의 거리를 측정하는 단계와, 상기 선행 이송 차량으로부터 상기 선행 이송 차량의 속도 정보를 수신하는 단계와, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 속도를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이송 차량의 속도를 제어하는 단계는, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 감속을 위한 제1 속도 프로파일을 생성하는 단계와, 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하여 제2 속도 프로파일을 생성하는 단계와, 상기 제2 속도 프로파일에 기초하여 상기 이송 차량을 감속하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 선행 이송 차량의 속도 정보는 상기 선행 이송 차량의 현재 속도를 포함하며, 상기 제2 속도 프로파일을 생성하는 단계는, 상기 선행 이송 차량의 현재 속도에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하는 단계와, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 선행 이송 차량의 속도 정보는 상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일을 포함하며, 상기 제2 속도 프로파일을 생성하는 단계는, 상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하는 단계와, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 기 설정된 시간이 경과된 후 상기 선행 이송 차량과의 거리를 재측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 이송 차량의 전방에서 상기 선행 이송 차량이 검출되는 경우 상기 선행 이송 차량과의 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 감속 제어가 수행될 수 있다. 특히, 상기 이송 차량이 감속하는 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하고 이를 이용하여 상기 이송 차량의 감속 제어가 수행될 수 있으므로, 상기 선행 이송 차량과의 거리 정보에만 기초하여 감속 제어를 수행하는 종래 기술과 비교하여 상기 이송 차량의 감속 거리와 속도가 상기 종래 기술보다 증가될 수 있다. 결과적으로, 상기 이송 차량이 감속하는 동안 종래 기술에 비하여 진동 발생이 감소될 수 있으며, 아울러 후속하는 이송 차량들의 정체 현상이 크게 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이송 차량의 속도를 제어하기 위한 모션 제어기를 설명하는 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 모션 제어기에 의해 생성된 초기 속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 거리 센서에 의해 선행 이송 차량이 검출되는 경우 모션 제어기에 의해 생성되는 제1 속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 속도 프로파일로부터 보정된 제2 속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 이송 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 장치(100), 예를 들면, OHT 장치는 반도체 장치의 제조를 위한 클린룸 내에서 반도체 웨이퍼, 인쇄회로기판 등의 자재(10)를 이송하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로서, 상기 이송 장치(100)는 반도체 웨이퍼들의 수납을 위한 FOUP(Front Opening Unified Pod)과 같은 용기(10)의 이송을 위해 사용될 수 있다.
상기 이송 장치(100)는 상기 클린룸의 천장 부위에 설치되는 주행 레일(102)과 상기 주행 레일(102) 상에서 이동 가능하게 구성되는 이송 차량(104)을 포함할 수 있다. 상기 이송 차량(104)은 상기 주행 레일(102) 상에서 이동 가능하도록 구성되는 주행 모듈(110)과, 상기 주행 모듈(110)의 하부에 연결되며 이송하고자 하는 자재(10)의 승강을 위한 호이스트 모듈(140)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 주행 모듈(110)은 전방 주행 유닛(120)과 후방 주행 유닛(130)을 포함할 수 있으며, 상기 전방 및 후방 주행 유닛들(120, 130)의 하부에 상기 호이스트 모듈(140)이 연결될 수 있다.
상기 전방 주행 유닛(120)은 전방 휠들(122)과 상기 전방 휠들(122)을 회전시키기 위한 전방 모터(124) 및 상기 전방 모터(124)에 구동 전류를 인가하기 위한 전방 서보 드라이브(128; 도 2 참조)를 포함할 수 있다. 상기 후방 주행 유닛(130)은 후방 휠들(132)과 상기 후방 휠들(132)을 회전시키기 위한 후방 모터(134) 및 상기 후방 모터(134)에 구동 전류를 인가하기 위한 후방 서보 드라이브(138; 도 2 참조)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전방 및 후방 주행 유닛들(120, 130)은 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 회전수를 측정하기 위한 전방 엔코더(126)와 후방 엔코더(136)를 각각 포함할 수 있다.
상기 호이스트 모듈(140)은 상기 전방 및 후방 주행 유닛들(120, 130)의 하부에 연결되며 상기 자재(10)를 수납하기 위한 내부 공간을 갖는 하우징(142)과, 상기 하우징(142) 내에 장착되며 상기 자재(10)의 승강을 위한 호이스트 유닛(144)과, 상기 주행 모듈(110)의 전후 방향에 대하여 수직하는 좌우 방향으로 상기 호이스트 유닛(144)을 이동시키기 위한 슬라이드 유닛(148)을 포함할 수 있다. 상기 호이스트 유닛(144)은 상기 자재(10)를 파지하기 위한 핸드 유닛(146)을 포함할 수 있으며 승강 벨트(미도시)를 이용하여 상기 핸드 유닛(146)을 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이송 장치(100)는 상기 이송 차량(104)과 상기 이송 차량(104)의 전방에서 주행하는 선행 이송 차량(200; 도 2 참조) 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 센서(150)와, 상기 선행 이송 차량(200)과 통신 가능하도록 구성되며 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보를 수신하기 위한 무선 통신 모듈(160; 도 2 참조)과, 상기 거리 센서(150)에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량(104)의 속도를 제어하기 위한 모션 제어기(170; 도 2 참조)를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 이송 차량의 속도를 제어하기 위한 모션 제어기를 설명하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 전방 모터(124)와 후방 모터(134)의 동작은 모션 제어기(170)에 의해 제어될 수 있다. 상기 모션 제어기(170)는 OCS(OHT Control System) 장치와 같은 상위 제어기로부터 제공되는 위치 지령을 이용하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작 제어를 위한 속도 프로파일을 생성하며, 상기 속도 프로파일을 이용하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 위치 제어 및 속도 제어를 수행하고, 아울러 상기 전방 및 후방 서보 드라이브들(128, 138)에 토크 지령을 제공할 수 있다. 상기 전방 및 후방 서보 드라이브들(128, 138)은 상기 토크 지령에 따라 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)에 구동 전류를 인가할 수 있으며, 상기 구동 전류에 대한 피드백 제어를 수행할 수 있다.
한편, 상기 모션 제어기(170)는 상기 전방 엔코더(126) 또는 후방 엔코더(136)의 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 모션 제어기(170)는 상기 전방 및 후방 엔코더들(126, 136) 중에서 어느 하나를 선택하고 상기 선택된 엔코더(126 또는 136)로부터 수신되는 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 이송 차량(104)이 가속하는 경우 관성에 의해 상기 전방 휠들(122)에 인가되는 하중이 상기 후방 휠들(132)에 인가되는 하중보다 클 수 있다. 결과적으로, 상기 전방 휠들(122)의 접지력이 상기 후방 휠들(132)의 접지력에 비하여 증가될 수 있고, 이에 의해 상기 전방 휠들(122)이 상기 후방 휠들(132)에 비하여 슬립 현상 즉 상기 주행 레일(102) 상에서 상기 전방 휠들(122)이 미끄러지는 현상이 감소될 수 있으므로, 상기 모션 제어기(170)는 상기 전방 엔코더(126)의 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 이송 차량(104)이 상기 주행 레일(102)의 오르막 구간에서 상향 이동하는 경우에도 상기 이송 차량(102)의 자중에 의해 상기 전방 휠들(122)에 인가되는 하중이 증가될 수 있으므로 상기 모션 제어기(170)는 상기 전방 엔코더(126)의 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다.
상기와 다르게, 상기 이송 차량(104)이 감속하는 경우 관성에 의해 상기 후방 휠들(132)에 인가되는 하중이 상기 전방 휠들(122)에 인가되는 하중보다 클 수 있다. 결과적으로, 상기 후방 휠들(132)의 접지력이 상기 전방 휠들(122)의 접지력에 비하여 증가될 수 있고, 이에 의해 상기 후방 휠들(132)이 상기 전방 휠들(122)에 비하여 슬립 현상 즉 상기 주행 레일(102) 상에서 상기 후방 휠들(132)이 미끄러지는 현상이 감소될 수 있으므로, 상기 모션 제어기(170)는 상기 후방 엔코더(136)의 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 이송 차량(104)이 상기 주행 레일(102)의 내리막 구간에서 하향 이동하는 경우에도 상기 이송 차량(104)의 자중에 의해 상기 후방 휠들(132)에 인가되는 하중이 증가될 수 있으므로 상기 모션 제어기(170)는 상기 후방 엔코더(136)의 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다.
한편, 상기 이송 차량(104)이 등속을 유지하는 경우 상기 전방 휠들(122)에 인가되는 하중과 상기 후방 휠들(132)에 인가되는 하중이 크게 차이가 없으므로 상기 모션 제어기(170)는 상기 전방 및 후방 엔코더들(126, 136) 중에서 어떤 것을 사용하더라도 무방할 것이다. 예를 들면, 상기 모션 제어기(170)는 상기 등속 구간에서 상기 전방 엔코더 신호(126)를 이용하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 피드백 방식으로 제어할 수 있다.
상기와 같이 전방 및 후방 휠들(122, 132) 중에서 상대적으로 슬립 현상이 작은 휠들(122 또는 132)과 연결된 모터(124 또는 134)의 회전수에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 제어함으로써 상기 전방 휠들(122) 및/또는 후방 휠들(132)의 슬립 현상에 의해 발생될 수 있는 상기 이송 차량(104)의 진동을 크게 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 거리 센서(150)는 상기 이송 차량(104)이 이동하는 동안 상기 이송 차량(104)의 전방에 장애물이 있는지 여부를 감지할 수 있다. 특히, 상기 거리 센서(150)는 상기 이송 차량(104)의 전방에서 상기 이송 차량(104)보다 저속으로 주행하는 선행 이송 차량(200) 또는 상기 이송 차량(104)의 전방에서 정지되어 있는 선행 이송 차량(200)을 검출할 수 있으며, 아울러 상기 이송 차량(104)과 상기 선행 이송 차량(200) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
상기와 같이 상기 거리 센서(150)에 의해 상기 선행 이송 차량(200)이 검출되는 경우 상기 무선 통신 모듈(160)은 상기 선행 이송 차량(200)에 속도 정보를 요청할 수 있으며, 아울러 상기 선행 이송 차량(200)으로부터 속도 정보를 수신할 수 있다.
한편, 상기 모션 제어기(170)는 상기 자재(10)의 이송을 위해 출발 위치로부터 목표 위치까지 상기 이송 차량(104)의 이동을 위한 초기 속도 프로파일(172; 도 3 참조)을 생성할 수 있으며, 상기 초기 속도 프로파일(172)을 이용하여 상기 이송 차량(104)의 이동을 제어할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 모션 제어기에 의해 생성된 초기 속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이고, 도 4는 도 2에 도시된 거리 센서에 의해 선행 이송 차량이 검출되는 경우 모션 제어기에 의해 생성되는 제1 속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 초기 속도 프로파일(172)로는 상기 이송 차량(104)의 이동 중 발생되는 진동을 감소시키기 위해 에스-커브 속도 프로파일(S-curve velocity profile)이 사용될 수 있으며, 상기 모션 제어기(170)는 상기 에스-커브 속도 프로파일(172)을 이용하여 상기 전방 및 후방 모터들(124, 134)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 이송 차량(104)의 이동 중에 상기 거리 센서(150)에 의해 상기 선행 이송 차량(200)이 검출되는 경우 상기 이송 차량(104)의 속도를 급감속하거나 급제동할 필요가 있으며, 이를 위해 상기 모션 제어기(170)는 상기 이송 차량(104)의 감속을 위한 제1 속도 프로파일(174)을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제1 속도 프로파일(174)로는 상기 이송 차량(104)의 급감속 또는 급제동을 위해 사다리꼴 속도 프로파일이 사용될 수 있다.
일 예로서, 상기 선행 이송 차량(200)이 상기 이송 차량(104)의 전방에서 정지되어 있는 경우, 상기 모션 제어기(170)는 상기 거리 센서(150)에 의해 측정된 거리 정보에 기초하여 상기 이송 차량(104)의 급제동을 위한 제1 속도 프로파일(174)을 생성할 수 있으며, 상기 제1 속도 프로파일(174)을 이용하여 상기 이송 차량(104)이 상기 선행 이송 차량(200)과 충돌되지 않도록 상기 이송 차량(104)을 급제동할 수 있다. 이때, 상기 무선 통신 모듈(160)은 정지되어 있는 상태의 상기 선행 이송 차량(200)으로부터 속도 정보를 수신할 수 있으며, 상기 모션 제어기(170)는 상기 속도 정보를 확인한 후 상기 이송 차량(104)을 급제동할 수 있다.
한편, 상기 선행 이송 차량(200)이 고장에 의해 동작 불능 상태인 경우 상기 무선 통신 모듈(160)은 상기 선행 이송 차량(200)으로부터 속도 정보를 수신할 수 없으며, 이 경우 상기 모션 제어기(170)는 상기 선행 이송 차량(200)이 정지된 상태인 것으로 판단하고, 상기 제1 속도 프로파일(174)을 이용하여 상기 이송 차량(104)을 급제동할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 속도 프로파일로부터 보정된 제2 속도 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 상기 선행 이송 차량(200)이 상기 이송 차량(104)보다 저속으로 이동하고 있는 경우, 상기 모션 제어기(170)는 상기 거리 센서(150)에 의해 측정된 거리 정보에 기초하여 상기 이송 차량(104)의 감속을 위한 제1 속도 프로파일(174)을 생성하고, 상기 무선 통신 모듈(160)에 의해 수신된 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일(174)을 보정하여 제2 속도 프로파일(176)을 생성할 수 있다.
예를 들면, 상기 무선 통신 모듈(160)은 상기 선행 이송 차량(200)의 현재 속도 즉 상기 거리 센서(150)에 의해 선행 이송 차량(200)이 검출된 시점에서의 속도를 수신할 수 있으며, 상기 모션 제어기(170)는 상기 선행 이송 차량(200)의 현재 속도에 기초하여 기 설정된 시간(T1에서 T2까지의 시간) 동안 상기 선행 이송 차량(200)의 예상 이동 거리를 산출할 수 있으며, 상기 거리 센서(150)에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량(200)의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일(174)을 보정할 수 있다. 즉, 상기 선행 이송 차량(200)이 정지되어 있는 것이 아니라 이동 중에 있으므로 상기 이송 차량(104)이 감속하는 동안 상기 선행 이송 차량(200)의 위치가 변경될 수 있으므로 상기 모션 제어기(170)는 상기 선행 이송 차량(200)이 이동하는 거리를 고려하여 상기 제1 속도 프로파일(174)을 보정하고 이를 통해 상기 제2 속도 프로파일(176)을 생성할 수 있다.
상기 모션 제어기(170)는 상기 제2 속도 프로파일(176)에 기초하여 상기 이송 차량(104)을 감속할 수 있으며, 결과적으로 상기 제2 속도 프로파일(176)에 의해 감속하는 경우 상기 기 설정된 시간 동안 상기 이송 차량(104)의 이동 거리와 속도는 상기 제1 속도 프로파일(174)을 이용하는 경우와 비교하여 증가될 수 있다. 따라서, 상기 이송 차량(104)의 급격한 감속에 의해 발생되는 진동이 감소될 수 있으며, 아울러 후속하는 이송 차량들의 정체 현상이 크게 개선될 수 있다.
한편, 상기 기 설정된 시간이 경과된 후 상기 거리 센서(150)는 상기 선행 이송 차량(200)과의 거리를 재측정할 수 있으며, 상기 모션 제어기(170)에 의해 상기 재측정된 거리 정보를 이용하는 제1 속도 프로파일의 생성 단계와, 상기 기 설정된 시간 이후 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보에 기초하는 제2 속도 프로파일의 생성 단계, 및 상기 제2 속도 프로파일에 의한 상기 이송 차량(104)의 속도 제어 단계가 반복적으로 수행될 수 있다.
다른 예로서, 상기 무선 통신 모듈(160)은 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 프로파일을 수신할 수 있으며, 상기 모션 제어기(170)는 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 프로파일에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량(200)의 예상 이동 거리를 산출하고, 상기 거리 센서(150)에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량(200)의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일(174)을 보정할 수 있다.
특히, 상기 선행 이송 차량(200)이 가속 중이거나 감속 중인 경우 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 프로파일에 기초하여 상기 선행 이송 차량(200)의 상기 기 설정된 시간 동안 예상 평균 속도를 산출할 수 있으며, 이를 통해 상기 선행 이송 차량(200)의 예상 이동 거리를 보다 정확하게 산출할 수 있다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 이송 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하면, S102 단계에서, 상기 이송 차량(104) 및 상기 이송 차량(104)의 전방에서 주행하는 선행 이송 차량(200) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 상기 거리 측정은 상기 거리 센서(150)에 의해 수행될 수 있으며, 상기 거리 센서(150)는 상기 이송 차량(104)의 주행 도중에 상기 선행 이송 차량(200)이 검출되는 경우 상기 선행 이송 차량(200)과의 거리를 측정하여 상기 모션 제어기(170)로 측정된 거리 정보를 제공할 수 있다.
이어서, 상기 무선 통신 모듈(160)은 S104 단계에서 상기 선행 이송 차량(200)으로부터 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 상기 거리 센서(150)에 의해 상기 선행 이송 차량(200)이 검출되는 경우, 상기 거리 센서(150)의 신호에 따라 상기 무선 통신 모듈(160)은 상기 선행 이송 차량(200)의 무선 통신 모듈에 속도 정보를 요청할 수 있으며, 아울러 상기 선행 이송 차량(200)의 무선 통신 모듈로부터 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보를 수신할 수 있다.
계속해서, 상기 모션 제어기(170)는 S106 단계에서 상기 거리 센서(150)에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량(104)의 속도를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 무선 통신 모듈(160)에 의해 수신된 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보는 상기 모션 제어기(170)로 제공될 수 있으며, 상기 모션 제어기(170)는 상기 측정된 거리 정보에 기초하여 상기 이송 차량(104)의 감속을 위한 제1 속도 프로파일(174)을 생성할 수 있다. 또한, 상기 모션 제어기(170)는, 상기 선행 이송 차량(200)의 현재 속도 또는 속도 프로파일에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량(200)의 예상 이동 거리를 산출할 수 있으며, 상기 측정된 거리 정보와 상기 산출된 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일(174)을 보정하여 제2 속도 프로파일(176)을 생성할 수 있다.
상기 이송 차량(104)의 감속은 상기 제2 속도 프로파일(176)을 이용하여 기 설정된 시간 동안 수행될 수 있으며, 이어서 도시되지는 않았으나, 상기 거리 센서(150)에 의한 상기 선행 이송 차량(200)과의 거리가 재측정될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 이송 차량(104)의 전방에서 상기 선행 이송 차량(200)이 검출되는 경우 상기 선행 이송 차량(200)과의 거리 정보와 상기 선행 이송 차량(200)의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량(104)의 감속 제어가 수행될 수 있다. 특히, 상기 이송 차량(104)이 감속하는 동안 상기 선행 이송 차량(200)의 예상 이동 거리를 산출하고 이를 이용하여 상기 이송 차량(104)의 감속 제어가 수행될 수 있으므로, 상기 선행 이송 차량(200)과의 거리 정보에만 기초하여 감속 제어를 수행하는 종래 기술과 비교하여 상기 이송 차량(104)의 감속 거리와 속도가 상기 종래 기술보다 증가될 수 있다. 결과적으로, 상기 이송 차량(104)이 감속하는 동안 종래 기술에 비하여 진동 발생이 감소될 수 있으며, 아울러 후속하는 이송 차량들의 정체 현상이 크게 개선될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 자재 100 : 이송 장치
102 : 주행 레일 104 : 이송 차량
110 : 주행 모듈 120 : 전방 주행 유닛
122 : 전방 휠 124 : 전방 모터
126 : 전방 엔코더 128 : 전방 서보 드라이브
130 : 후방 주행 유닛 132 : 후방 휠
134 : 후방 모터 136 : 후방 엔코더
138 : 후방 서보 드라이브 140 : 호이스트 모듈
142 : 하우징 144 : 호이스트 유닛
146 : 핸드 유닛 148 : 슬라이드 유닛
150 : 거리 센서 160 : 무선 통신 모듈
170 : 모션 제어기 200 : 선행 이송 차량

Claims (13)

  1. 자재의 이송을 위한 주행 레일과 상기 주행 레일을 따라 이동 가능하도록 구성된 이송 차량을 포함하는 이송 장치에 있어서,
    상기 이송 차량은,
    상기 이송 차량과 상기 이송 차량의 전방에서 주행하는 선행 이송 차량 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 센서와,
    상기 선행 이송 차량과 통신 가능하도록 구성되며 상기 선행 이송 차량의 속도 정보를 수신하는 무선 통신 모듈과,
    상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 속도를 제어하기 위한 모션 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모션 제어기는 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 감속을 위한 제1 속도 프로파일을 생성하고,
    상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하여 제2 속도 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은 상기 선행 이송 차량의 현재 속도를 수신하고,
    상기 모션 제어기는 상기 선행 이송 차량의 현재 속도에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하며, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 상기 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 무선 통신 모듈은 상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일을 수신하고,
    상기 모션 제어기는 상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하며, 상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 거리 센서는 상기 기 설정된 시간이 경과된 후 상기 선행 이송 차량과의 거리를 재측정하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이송 차량은,
    상기 주행 레일 상에 배치되는 전방 휠들과 상기 전방 휠들을 회전시키기 위한 전방 모터 및 상기 전방 모터에 구동 전류를 인가하기 위한 전방 서보 드라이브를 포함하는 전방 주행 유닛과,
    상기 주행 레일 상에 배치되는 후방 휠들과 상기 후방 휠들을 회전시키기 위한 후방 모터 및 상기 후방 모터에 구동 전류를 인가하기 위한 후방 서보 드라이브를 포함하는 후방 주행 유닛을 포함하며,
    상기 모션 제어기는 상기 전방 및 후방 서보 드라이브들에 토크 지령을 제공하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전방 주행 유닛은 상기 전방 모터의 회전수를 측정하기 위한 전방 엔코더를 더 포함하고,
    상기 후방 주행 유닛은 상기 후방 모터의 회전수를 측정하기 위한 후방 엔코더를 더 포함하며,
    상기 모션 제어기는 상기 전방 및 후방 엔코더들 중 어느 하나의 신호에 기초하여 상기 전방 및 후방 모터들의 동작을 피드백 방식으로 제어하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 모션 제어기는 출발 위치로부터 목표 위치까지 상기 이송 차량의 이동을 위한 초기 속도 프로파일을 생성하고,
    상기 거리 센서에 의해 상기 선행 이송 차량이 검출되는 경우 감속을 위한 제1 속도 프로파일을 생성하는 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 초기 속도 프로파일은 에스-커브 속도 프로파일이고, 상기 제1 속도 프로파일은 사다리꼴 속도 프로파일인 것을 특징으로 하는 이송 장치.
  10. 자재의 이송을 위한 주행 레일과 상기 주행 레일을 따라 이동 가능하도록 구성된 이송 차량을 포함하는 이송 장치의 제어 방법에 있어서,
    상기 이송 차량 및 상기 이송 차량의 전방에서 주행하는 선행 이송 차량 사이의 거리를 측정하는 단계;
    상기 선행 이송 차량으로부터 상기 선행 이송 차량의 속도 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 장치의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 이송 차량의 속도를 제어하는 단계는,
    상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보에 기초하여 상기 이송 차량의 감속을 위한 제1 속도 프로파일을 생성하는 단계와,
    상기 선행 이송 차량의 속도 정보에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하여 제2 속도 프로파일을 생성하는 단계와,
    상기 제2 속도 프로파일에 기초하여 상기 이송 차량을 감속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 선행 이송 차량의 속도 정보는 상기 선행 이송 차량의 현재 속도를 포함하며,
    상기 제2 속도 프로파일을 생성하는 단계는,
    상기 선행 이송 차량의 현재 속도에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하는 단계와,
    상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 장치의 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 선행 이송 차량의 속도 정보는 상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일을 포함하며,
    상기 제2 속도 프로파일을 생성하는 단계는,
    상기 선행 이송 차량의 속도 프로파일에 기초하여 기 설정된 시간 동안 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리를 산출하는 단계와,
    상기 거리 센서에 의해 측정된 거리 정보와 상기 선행 이송 차량의 예상 이동 거리에 기초하여 상기 제1 속도 프로파일을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이송 장치의 제어 방법.
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