KR20220127864A

KR20220127864A - 개별 물품 분류를 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20220127864A
Application number: KR1020227027655A
Authority: KR
Inventors: 안드레아스 클라퍼리치
Original assignee: 벡톤 디킨슨 로와 저머니 게임베하
Priority date: 2020-01-24
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2022-09-20
Also published as: CN115003613A; AU2020425487A1; EP3854731B1; EP3854731A1; JP2023511584A; WO2021148201A1; CA3162609A1; EP3854731C0; BR112022012552A2

Abstract

본 발명은 피킹 장치 내에 보관될 개별 물품, 특히 의약품 패키지를 분류하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 기존의 분류 장치로는 의약품 패키지가 특정한 측면으로 놓이도록 상기 의약품 패키지를 개별적으로 제공할 수 없다. 본 발명에 따른 장치는 개별 물품을 위한 공급 장치(10), 개별 물품(2, 3)의 3D 이미지를 캡쳐하기 위한 기록 장치(20), 3D 이미지를 분석하고 수용할 개별 물품(3)을 결정하기 위한 제어 장치(30), 개별 물품(2)을 받기 위한 컨베이어(40), 퇴적면(50), 및 측면 기록 장치(60)를 포함한다. 상기 제어 장치는 받은 개별 물품의 배치를 확인하고 그리고 바람직한 보관면을 결정할 수 있도록 구성되고, 그리고 상기 컨베이어(40)는 받은 개별 물품이 바람직한 보관면으로 상기 퇴적면(50) 상에 배치될 수 있도록 작동된다.

Description

개별 물품 분류를 위한 장치 및 방법

본 발명은 피킹 장치 내에 보관될 개별 물품, 특히 약국 피킹 장치(pharmacy picking devices)에 보관될 의약품을 분류하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

현대의 약국 피킹 장치에서는 다양한 종류의 의약품 패키지가 무질서 보관(chaotic storage)의 원칙에 따라 보관되고, 필요할 경우에는 제어 유닛을 사용하여 보관소로부터 회수된다. 이 경우에 의약품 패키지는 상기 피킹 장치에서 사용할 수 있는 빈 보관 공간에 맞춰 배향되어 보관되고, 그리고 무질서 보관의 원칙 하에 의약품 종류에 따라 보관, 즉 이 유형의 보관에서는 패키지가 분류되어 보관되지 않는다. 의약품 패키지를 보관하기 위하여 사용자는 예를 들어 보관 벨트(storage belt) 상에 의약품 패키지를 놓을 수 있고, 상기 의약품 패키지는 상기 보관 벨트에 의해 피킹 장치 내로 이동된다. 그런 다음에는 상기 피킹 장치의 제어 유닛을 사용하여 상기 보관 벨트로부터 의약품 패키지를 집어 들어 제어 장치에 의해 사전 결정된 보관 공간으로 이동되어 그에 배치된다. 다수의 의약품 패키지를 보관하는 과정은 보관할 의약품 패키지의 수에 따라 상대적으로 시간 소모가 클 수 있기 때문에, 선행기술에는 약국 피킹 장치와 개별 물품을 분류하기 위한 자동 장치를 결합시키는 것이 공지되어 있다. 이들은 복수의 개별 물품으로부터 분류된 개별 물품을 제공하는 데에 사용되고, 분류된 개별 물품은 그 후에 식별된 다음에 보관된다.

개별 물품을 분류하기 위한 그러한 장치는 선행기술에 공지되어 있다. 예를 들어 WO 2012/167846 A1에는 개별 물품을 분류하기 위한 장치가 공지되어 있고, 이는 개별 물품의 재고(stock)로부터 개별 물품을 수집 장치의 지지면에 운반하기 위한 장치를 포함한다. 개별 물품을 지지면 상으로 이동시키기 위해 컨베이어는 개별 물품의 재고 밑에 비스듬하게 위치한 슬라이더를 움직이게 하는 것으로 개별 물품을 분류한다. 상기 슬라이더의 크기 및 재고의 개별 물품에 따라서는 하나의 개별 물품이 아닌 두 개, 심지어는 세 개의 개별 물품이 상기 지지면 상으로 이동될 수도 있다. 이는 재고에서 개별 물품이 어떻게 배치되어 있는지, 즉 예를 들어 재고에 가장 좁은 측면으로 놓인 개별 물품이 여러 개 있는지에도 달려있고, 이들은 그 후에 슬라이더의 한 번의 움직임으로 지지면 상으로 이동된다. 결과적으로 상기 개별 상품은 상기 지지면 상에 임의적인 방향으로 배치되고, 즉 공지된 장치에서는 개별 상품을 개별적으로 그리고 사전 결정된 측면으로 놓여 있는 것으로 제공하는 것이 가능하지 않다.

그러므로 본 발명의 목적은 개별 상품을 개별적으로 그리고 사전 결정된 측면으로 놓여 있는 상태로 제공하는 것이 가능한 장치 및 그에 상응하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 피킹 장치 내에 보관될 개별 물품을 분류하기 위한 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법으로 달성된다. 본 발명에 따른 장치는 수용 영역에 복수의 미분류(non-separated) 개별 물품을 제공하기 위한, 상기 장치의 X 및 Y 방향으로 연장되는 공급 장치, 상기 수용 영역에서 상기 공급 장치에 있는 개별 물품의 3D 이미지를 기록하기 위해 X 및 Y 방향에 대해 직각인 Z 방향으로 상기 공급 장치 위에 배치된 상부(upper) 3D 기록 장치, 및 상기 상부 3D 기록 장치로 획득한 3D 이미지를 평가하고 그리고 복수의 개별 물품 중에서 집어 들 하나의 개별 물품을 결정하기 위한, 상기 상부 3D 기록 장치에 연결된 제어 장치를 포함한다. 상기 3D 이미지에 있는 상이한 사물들(즉 개별 물품)을 탐지하고 그리고 어느 개별 물품을 다음에 집을 수 있는지 또는 다음에 집을지를 정할 목적으로 통상의 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 상기 3D 이미지가 평가된다. 따라서, 예를 들어, 아래에 놓인 개별 물품은 집히지 않고, 부분적으로 위에 놓인 개별 물품만 선택되어 집힐 수 있도록 밑에 있는(underlying) 개별 물품 위를 덮고 있는(overlying) 개별 물품이 놓이도록, 다수의 복수의 개별 물품이 서로 위에 쌓여 포개져 있는 것이 가능하다. 이미지 처리 및 집어 들 개별 물품의 결정이 정확히 어떻게 실행되는지는 본 발명과 상관없다. 당업계의 숙련자에게 공지된 모든 접근법, 특히 용어 "머신 비전(machine vision)" 하에서 사용되는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 장치는 복수의 개별 물품으로부터 제어 장치가 결정한 특정한 개별 물품을 집기 위한 Z축(즉 수직축)에 대해 회전 가능한 그립 수단(gripping means)을 갖는, 제어 장치에 연결된 컨베이어, 컨베이어가 집어 든 개별 물품을 놓기 위한, X 방향으로 수용 영역의 하류(downstream)에 위치한 퇴적면(deposit surface), 및 상기 컨베이어가 집어 든 개별 물품의 적어도 하나의 이미지를 생성하기 위한 측면 기록 장치(lateral recording device)를 더 포함한다. 본 발명에 따라 상기 제어 장치는 집어 든 개별 물품의 치수(dimensions)를 획득하기 위해 상기 측면 기록 장치로 생성된 적어도 하나의 이미지를 처리하도록 구성된다. 처리 과정 중에는 집어 든 개별 물품의 모든 치수를 상기 이미지로부터 획득할 수 없었고, 집어 든 개별 물품이 Z 축에 대해 사전 결정된 각도로 회전되어 다른 이미지가 생성되고, 그에 맞춰 상기 이미지가 처리되고, 이 처리 과정은 상기 개별 물품의 모든 치수가 획득될 때까지 반복된다는 것이 확립되어야 한다. 제어 유닛은 상기 개별 물품이 몇 도로 회전될지를 결정하고, 이 값은 영구적으로 프로그램된 값(permanently programmed value)이거나 또는 이전의 이미지의 처리로부터의 결과일 수 있다. 집어 든 개별 물품의 배치 방향은 이미지 처리의 결과 또는 상기 개별 물품의 치수에 근거하여 확인되고, 그리고 제어 장치의 규격(specifications)에 근거하여 집어 든 개별 물품의 바람직한 보관면이 정해진다. 그런 다음에는 집어 든 개별 물품이 퇴적면 상에서 바람직한 보관면에 배치되도록, 배치 방향 및 바람직한 보관면에 따라 상기 제어 장치에 의해 상기 컨베이어가 작동된다.

따라서 본 발명에 따른 장치는 재고로부터 다음 순서로 회수할 개별 물품을 정하기 위한 3D 기록 장치 뿐만 아니라, 집어 든 개별 물품의 하나 또는 다수의 이미지를 생성하는 또 다른 기록 장치를 포함하고, 상기 개별 물품의 배치 방향을 확인할 수 있도록 이 이미지들에 근거하여 상기 개별 물품의 치수를 확인하는 것이 가능하다. 상부 3D 탐지기로 개별 물품 전체를 탐지하는 것이 보장되지 않기 때문에, 집어 든 개별 물품의 치수를 상기 상부 3D 탐지기의 3D 이미지로부터 바로 획득할 수는 없다. 또한 일반적으로 상부 3D 기록 장치로는 집을 또는 집어 든 개별 물품의 높이를 획득하는 것이 가능하지 않다. 그러나 측면 기록 장치를 사용하는 것으로 집어 든 개별 물품의 세 개의 치수를 용이하게 구할 수 있고, 그에 따라 집어 든 개별 물품의 배치 방향, 즉 예를 들어 상기 개별 물품의 가장 큰 베어링 표면(bearing surface)이 상기 개별 물품의 밑, 측면, 또는 종단면(end face)에 위치하는 지를 확인할 수 있다. 상기 측면 기록 장치는 2D 또는 3D 기록 장치일 수 있다. 2D 기록 장치를 사용할 경우에는 모든 치수를 구하기 위해 집어 든 개별 물품이 수직축에 대해 회전되어야 하고 그리고 적어도 두 개의 이미지를 생성한 뒤에 그를 평가해야 한다. 3D 기록 장치를 사용할 경우에는 상기 3D 기록 장치를 적절한 위치에 배치함으로써 집어 든 개별 물품의 모든 치수를 구하는 데에 하나의 이미지로 충분할 수 있으나, 그러한 경우에는 Z축에 대한 회전 또한 규칙적으로 요구된다.

3D 기록 장치로서 예를 들어 3D 카메라가 사용될 수 있다. 3D 카메라는 풍경(scene) 전체의 범위를 시각적으로 표현할 수 있는 카메라 시스템이다. 본원에서 용어 "3D 카메라"는 특히 다음의 시스템을 아우르도록 의도되었다.

- 두 개의 카메라를 사용하여 환경이 동시에 기록되고, 일반적으로 카메라 렌즈 사이의 거리가 사람의 눈 사이의 거리와 일치하는 스테레오 카메라(stereo cameras). 결과적으로 생성된 한 쌍의 이미지는 컴퓨터(제어 장치의 것)에서 처리될 수 있고 그리고 깊이 맵(depth map)이 형성될 수 있다.

- 광원이 사물 상에 정의된 패턴(defined patterns)을 투영하는 삼각 측향 시스템(triangulation systems). 카메라는 이 패턴을 상이한 각도로 기록하고 그리고 왜곡에 근거하여 거리 또는 깊이 맵을 계산한다.

- 빛의 주행 시간을 측정하는 것으로 거리를 나타내는 TOF(time of flight) 카메라.

- 측정빔(measuring beam) 및 사물빔(object beam) 사이의 간섭을 사용하여 작동하는 간섭 측정 시스템(interferometry system).

- 픽셀의 명도에 더하여, 결과적으로 픽셀을 야기하는 광선의 광방향 또한 마이크로렌즈 어레이를 사용하여 해상도를 희생하여 기록되고, 기록된 데이터로부터 깊이맵을 계산할 수 있는 라이트필드 카메라(light field cameras).

집어 든 개별 물품의 배치 방향을 인식하고 있는 것과 보통 개별 물품의 가장 큰 베어링 표면인 제어 장치로 사전 결정된 보관면을 고려했을 때, 상기 개별 물품은 퇴적면 상에 정확하게 이 보관면으로 배치될 수 있다. 집어 든 개별 물품의 배치 방향에 따라, 즉 상기 개별 물품을 바람직한 보관면으로 집어 들었을 경우에는 단순히 상기 개별 물품을 퇴적면 상에 퇴적하는 것으로 충분할 수 있다. 예를 들어 바람직한 베어링 표면이 집어 든 개별 물품의 측면에 제공되었을 경우, 상기 개별 물품은 퇴적면에 퇴적된 후에 쓰러뜨려야 하고(tipped), 이는 예를 들어 컨베이어로 실행될 수 있다. 이 목적을 위해 상기 컨베이어는 개별 물품 옆에 배치될 수 있고, 그런 다음에 상기 컨베이어를 사용하여 상기 개별 물품을 쓰러뜨릴 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 구체예에서는 상기 측면 기록 장치가 3D 기록 장치로서 설계된다. 상기에 언급된 바와 같이, 3D 기록 장치를 사용함으로써 개별 물픔을 집어 든 뒤에 모든 치수를 탐지하는 데에 필요한 이미지의 수가 감소되고, 이상적으로는 모든 치수를 얻는 데에 하나의 3D 이미지로 충분하다.

상기 컨베이어가 정확히 어떻게 구성되는지는 특히 분류될 개별 물품의 예상 치수 및 무게에 따르게 된다. 약국 피킹 장치의 경우, 한편으로는 이 치수 및 무게가 상대적으로 적고, 다른 한편으로는 상대적으로 치수 및 무게의 변동이 적다. 그러므로 바람직한 구체예에서는 상기 컨베이어가 Z축에 대해 회전 가능한 적어도 하나의 석션 헤드(suction head)를 갖고, X, Y 및 Z 방향으로 이동 가능한 석션 그리퍼(suction gripper)로서 설계되는 것이 제공된다. 석션 그리퍼를 사용함으로써, 불리하게 배치된 인접한 개별 물품이 집어 드는 것을 방지하거나 또는 방해되는 개별 물품을 집는 것이 가능해진다. 상기 석션 헤드의 Z축에 대한 회전성은 석션 헤드 그자체만 회전 가능하게 하는 것으로 달성될 수 있다. 대안적으로는 석션 그리퍼 전체 또는 상기 석션 헤드를 갖는 구성요소가 Z축에 대해 회전 가능하여 석션 헤드 "또한" 회전시키는 것이다.

개별 물품의 치수에 맞춰 상기 개별 물품을 집어 들기 위해서 본 발명에 따른 피킹 장치의 바람직한 구체예에서는 상기 석션 그리퍼가 치수가 다른 두 개의 석션 헤드를 가져 상황에 따라 다음 순서로 집어 들 개별 물품에 가장 적절한 석션 헤드를 선택하는 것이 가능하다. 따라서 굉장히 좋은 수용 표면(receiving surface)을 갖는 것으로 확인되는 다음의 개별 물품이 적정하게 작은 석션 헤드로만 집어질 수 있고, 다른 경우에는 특히 석션 헤드로 집어 든 개별 물품에 안정성을 제공하기 위해 더 큰 석션 헤드를 선택하는 것이 유익할 수 있다.

적어도 두 개의 상이한 석션 헤드 중 하나를 빠르게 선택할 수 있도록, 상기 피킹 장치의 한 바람직한 구체예에서는 상기 석션 헤드가 그가 위치한 로터리 바디(rotary body)를 포함하고, 상기 로터리 바디가 수평으로 연장되는 회전축에 대해 회전 가능한 것이 제공된다. 상기 석션 그리퍼의 상응하는 구체예에서는 상이한 치수를 가진 석션 헤드 사이에 신속하고 구조적으로 간단한 변경이 가능하다.

본 발명에 따른 피킹 장치의 한 바람직한 구체예에서는 퇴적면이 회전 가능한 것으로 설계되어, 퇴적된 개별 물품이 추후의 보관 또는 앞서 퇴적면으로 회수될 수 있도록 더 잘 준비되는 것이 제공된다.

본 발명의 목적은 청구항 제7항에 따른 방법으로 더 달성된다. 본 발명에 따라,

a) 공급 장치를 사용하여 복수의 미분류 개별 물품이 X 및 Y 방향으로 연장되는 수용 공간에 배치되고,

b) X 및 Y 방향에 대해 직각인 Z 방향으로 상기 공급 장치 위에 배치된 상부 3D 기록 장치를 사용하여 복수의 미분류 개별 물품의 3D 이미지가 적어도 하나가 생성되고,

c) 미분류 개별 물품의 위치를 얻기 위해 상기 3D 기록 장치에 연결된 제어 장치를 사용하여 적어도 하나의 3D 이미지가 처리되고, 그리고 복수의 개별 물품 중 어느 개별 물품을 다음 순서로 집을지 결정한다. 그러한 개별 물품이 결정되면,

d) 컨베이어의 Z축에 대해 회전 가능한 그립 수단을 사용하여 개별 물품을 집고,

e) 상기 제어 장치에 연결된 측면 기록 장치를 사용하여 집어 든 개별 물품의 이미지가 적어도 하나가 생성되고, 그리고

f) 집어 든 개별 물품의 치수를 구하기 위해 상기 측면 기록 장치로 생성된 적어도 하나의 이미지가 처리되고,

g) 집어 든 개별 물품의 모든 치수를 구할 수 없는 경우, 집어 든 개별 물품은 Z축에 대해 사전 결정된 각도로 회전되고 그리고 집어 든 개별 물품의 모든 치수를 획득할 때까지 e) 및 f) 단계가 반복되고, 그리고

h) 이미지 처리의 결과에 근거하여, 집어 든 개별 물품의 배치 방향이 확인되고 그리고 제어 장치의 규격에 근거하여 집어 든 개별 물품의 바람직한 보관면이 정해진다. 그 후에,

i) 집어 든 개별 물품은 수용 영역으로부터 X 방향으로 하류에 배치된 퇴적면으로 이동되고, 그리고

j) 집어 든 개별 물품은 f) 단계에서 결정된 퇴적면 상에 바람직한 보관면으로 배치된다.

앞서 언급된 바와 같이, 집어 든 개별 물품의 배치 방향에 따라서는 집힌 상태 그대로 퇴적되는 것으로 충분할 수 있고, 이는 개별 물품이 보관면으로 집어졌을 경우에 충분하다. 그렇지 않은 경우에는 개별 물품이 초기 배치 후에 재배치될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 구체예에서는 개별 상품이 먼저 퇴적면 상에 또 다른 표면으로 배치된 후에 보관면 상으로 놓이도록 쓰러뜨리는 것으로 보관면 상에 배치되는 것이 제공된다. 이는 예를 들어 컨베이어를 개별 물품 옆으로 이동시킨 뒤에 컨베이어를 사용하여 개별 물품을 쓰러뜨리는 것으로 컨베이어를 사용하여 간단하게 실행될 수 있다.

상기 방법의 한 바람직한 구체예에서는 측면 기록 장치를 사용하여 집어 든 개별 물품의 3D 이미지가 생성되는 것이 제공된다. 이런 방식으로, 집어 든 개별 물품의 모든 치수를 얻는 데에 필요한 이미지의 수가 감소될 수 있다. 이상적으로는 세 개의 치수 모두를 확인하는 데에 하나의 3D 이미지로 충분하다.

개별 물품을 퇴적면에 배치할 때 신축성을 증가시키기 위해, 상기 방법의 한 바람직한 구체예에서는 집어 든 개별 물품이 퇴적면에 배치되기 전에, 제어 장치의 규격에 따라 Z축(즉, 수직축)에 대해 회전되는 것이 제공된다. 따라서 추후의 보관을 위한 최적의 배치 방향이 달성될 수 있고, 상기의 "최적의" 배치 방향은 예를 들어 피킹 장치 내에 비어 있는 공간에 따라 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 구체예에서는 집어 든 개별 물품이 Z축에 대해 회전되고 그리고 그동안 식별자를 확인하기 위해 측면 기록 장치로 스캔된다. 그러한 식별자가 확인되었을 경우, 상기 개별 물품 식별 단계가 뒤를 잇지만 분류 자체와는 관련이 없고, 건너뛸 수 있으며, 그럴 경우 전반적으로 보관 과정을 가속시킨다.

하기에서는 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 방법이 첨부된 도면을 참조하여 기술된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 장치의 한 바람직한 구체예의 투상도를 도시하고, 도 1a에 표시된 기록 장치의 탐지 영역이 도 1b에서는 생략되었다.
도 2는 개별 물품과 함께 상기 바람직한 구체예의 또 다른 투상도를 도시한다.
도 3은 개별 물품과 함께 상기 바람직한 구체예의 평면도를 도시한다.
도 4는 상기 구체예를 뒤로부터, 즉 컨베이어가 보이도록 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 구체예의 제1 진행 상황(process situation)의 투상도 및 배면도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 구체예의 제2 진행 상황을 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 상기 방법의 바람직한 구체예의 또 다른 진행 상황, 즉 퇴적면 상에 개별 물품을 배치하고 그를 쓰러뜨리는 정면도를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 상이한 진행 상황의 측면도를 도시한다.
도 9는 상기 방법의 바람직한 구체예의 플로 차트를 도시한다.

도 1a 및 도 1b는 피킹 장치 내에 보관될 개별 물품을 분류하기 위한 본 발명에 따른 장치의 한 바람직한 구체예의 투상도를 도시하고, 상기 개별 물품은 특히 약국 또는 병원 피킹 장치에 보관될 의약품 패키지일 수 있다. 도시된 구체예는 공급 장치(10)를 포함하고, 이는 도시된 구체예에서 개별 물품이 떨어지는 것을 방지하기 위한 측면 스트립(side strips)(12)을 갖는 컨베이어 벨트(13)를 포함한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 다음 도면들에서 볼 수 있듯이 개별 물품이 배치되는 수용 영역(11)이 상기 컨베이어 벨트의 "왼쪽" 부분에 제공된다. 수용 영역(11)은 상기 장치의 X 및 Y 방향으로 연장되고, 상기 X 및 Y 방향은 평면을 정의한다. X 및 Y 방향이 이루는 평면에 대해 직각인 Z 방향으로 공급 장치(10) 위에 3D 기록 장치(20)가 배치되고, 이는 탐지 영역(21)을 갖고, 그리고 이를 사용하여 수용 영역(11)에 있는 개별 물품의 3D 이미지가 생성된다.

도시된 본 발명에 따른 피킹 장치(1)의 구체예는 공급 장치(10)의 측면에 배치된 가이드 프레임(5)을 더 포함하고, 상기 가이드 프레임(5) 상에 컨베이어(40)가 이동 가능하게 배치되며, 도시된 구체예에서는 상기 컨베이어(40)가 석션 그리퍼로서 설계되었다. 상기 석션 그리퍼는 Z 가이드(43)를 포함하고, 이는 가이드 프레임(5) 상에서 X 방향으로 이동 가능하다. Y 가이드(44)는 이 Z 가이드(43) 상에서 Z 방향으로 이동 가능하고, 그리고 홀더(45)는 Y 가이드(44) 상에서 Y 방향으로 이동 가능하다. 로터리 바디(42)는 홀더(45)에 고정되고(또는 다음 도면들에 도시된 로터리 바디 홀더(46)에 고정), 상기 로터리 바디(42)에는 석션 헤드로서 설계된 두 개의 그립 수단이 있고, 이는 다른 도면들에 더 상세하게 도시된다.

컨베이어(40)의 상류(upstream)에는 탐지 영역(61)을 갖는 측면 기록 장치(60)가 배치되고, 공급 장치(10)의 하류에는 컨베이어(40)가 집어 든 개별 물품을 퇴적하기 위한 퇴적면(50)이 배치된다. 마지막으로 상기 피킹 장치(1)는 상부 3D 기록 장치(20), 측면 기록 장치(60), 및 컨베이어(40) 그리고 선택적으로는 공급 장치(10)에 도시되지 않은 전선으로 연결되는 제어 장치(30)를 포함한다. 본 발명에 따라 상기 제어 장치(30)는 측면 기록 장치(60)를 사용하여 생성된 이미지가 집어 든 개별 물품의 치수를 구하기 위해 처리되도록 구성된다.

이미지 처리 및 이미지의 수는 상기 측면 기록 장치의 유형 및 기능성에 따라 결정된다. 도시된 구체예와 같이 3D 기록 장치가 사용될 경우, 수용 영역(11)에 대해 상기 기록 장치가 적절하게 배치된다면, 단 하나의 개별 상품 이미지 생성 및 처리가 세 개의 치수를 모두 얻는 데에 충분할 수 있다. 그러나 3D 기록 장치를 사용할 때에도 모든 치수를 확인하기 위해 통상적으로 다수의 3D 이미지를 생성할 필요가 있을 것이다. 그 다음의 이미지를 생성하기 전에, 집어 든 개별 물품은 사전에 결정된 각도 X로 회전된다. 이 경우에는 개별 물품의 세 개의 치수 모두 확인될 때까지 상기의 과정이 반복된다. 2D 기록 장치가 사용될 경우, 어느 경우라도 상이한 시점으로 개별 물품을 보여주는 적어도 두 개의 이미지를 생성해야만 한다. 이 목적을 위해 상기 개별 물품은 제1 이미지가 생성된 후에 예를 들어 Z축에 대해 90°로 회전될 수 있다.

집어 든 개별 물품의 배치 방향은 이미지 처리 결과에 근거하여 확인되고, 상기 집어 든 개별 물품의 배치 방향에 근거하여, 예를 들어, 집어 든 개별 물품의 가장 큰 베어링 표면이 어디에 위치했는지 또한 확인된다. 개별 물품이 집히기 전의 배치에 따라서, 이 배치는 개별 물품의 석션 표면(suction surface)(그리고 그의 접합면(mating surface))을 나타낼 수 있지만, 측면 또는 종단면(상기 장치의 X 방향에 대해)이 상기 개별 물품의 가장 큰 베어링 표면일 가능성도 있다.

집어 든 개별 물품의 바람직한 보관면은 제어 장치의 규격에 근거하여 정해지고, 상기 제어 장치는 상기 개별 물품이 보관될 피킹 장치의 제어 장치로부터 이러한 규격을 수신할 수 있고, 이 바람직한 보관면은 통상적으로 집어 든 개별 물품의 가장 큰 베어링 표면일 것이다. 그 다음에는 집어 든 개별 물품이 퇴적면(50) 상에서 바람직한 보관면으로 배치되도록 컨베이어가 개별 물품 분류를 위한 장치의 제어 장치를 통해 작동되고, 이는 다음 도면들을 참조하여 더 상세하기 기술된다.

도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 장치의 바람직한 구체예의 투상도, 평면도 및 배면도를 도시하고, 도 2 내지 도 4에서는 공급 장치(10)의 수용 영역(11)에 네 개의 개별 물품이 배치되어 있다. 참조 번호 2로 표시된 두 개의 개별 물품은 상기 수용 영역에서 단독으로 서 있다(free-standing). 특이 도 4의 배면도에서 볼 수 있는 바와 같이 개별 물품(2")는 개별 물품(2')에 의해 부분적으로 덮여 있다(overlaid). 상기 배면도에서는 시점이 공급 장치(10)의 "뒤"에서 퇴적면(50)을 향해 X 방향으로 보이는 것이고, 정면도는 시점이 퇴적면(50)으로부터 공급 장치(10)를 향해 X 방향으로 보이는 것이다. 도시된 구체예에서 X 방향은 수용 영역(11)으로부터 그의 하류에 배치된 퇴적면(50)으로의 개별 물품의 운반 방향으로 정해진다.

도 5a, 도 5b, 도 6a, 및 도 6b는 각각 개별 물품의 분류 중의 상이한 진행 상황의 투상도 및 배면도를 도시한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 진행 상황에서는 석션 그리퍼의 석션 헤드(41a)가 개별 물품(3)의 상부 측면에 배치된다. 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 도시된 구체예에서는 상기 석션 그리퍼가 중앙 로터리 바디(42)를 포함하고, 이는 수평으로 형성된 회전축에 대해 로터리 바디 홀더(46)에 회전 가능하게 고정된다. 두 개의 석션 헤드, 즉 개별 물품(3)과 접촉하고 있는 석션 헤드(41a) 및 그의 반대편에 위치한 석션 헤드(41b)가 상기 로터리 바디(42)에 위치한다. 도 5b(그리고 도 6b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 석션 헤드(41a)의 직경이 석션 헤드(41b)의 직경보다 크고, 즉 석션 헤드(41a)는 더 큰 개별 물품을 집기 위해 또는 개별 물품의 더 큰 표면 상에 배치하기 위해 제공된다.

도 6a 및 도 6b는 Y 가이드(44)에 있는 석션 그리퍼가 더 높이 들어 올려진 더 진행된 진행 상황을 도시하고, 여기서 개별 물품(3)은 그의 상부 측면에 작용하고 있는 상기 석션 그리퍼의 흡인 효과에 의해 수용 영역(11)으로부터 들어 올려진다. 도 5a 및 도 6a, 그리고 그 전의 도면들에서 볼 수 있는 바와 같이, 개별 물품(3)은 수용 영역(11)에 단독으로(freely) 배치되어 개별 물품(3)이 집어지는 것을 방해하는 개별 물품이 없다.

도 7a, 도 7b 및 도 7c는 본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 구체예에 따른 다른 진행 상황의 정면도를 도시한다. 도 7a에서는 개별 물품(3)이 퇴적면(50)에, 구체적으로는 상기 퇴적면의 "왼쪽" 부분에 놓인다. 도 7a 및 앞선 도면들에서 볼 수 있는 바와 같이, 개별 물품(3)의 경우 가장 큰 베어링 표면이 X 방향으로 배치된 개별 물품의 측면이고, 그리고 여기에 기술된 바람직한 구체예에서는 이 가장 큰 측면이 보관면으로 정해진다. 상기 개별 물품(3)을 이 보관면으로 놓기 위해, 석션 헤드(41a)가 개별 물품(3)의 상부 모서리(upper edge) 아래에 위치하도록 상기 석션 헤드(41a)가 개별 물품(3)의 왼편에 배치되도록 컨베이어(40)가 이동된다. 상기 개별 물품을 보관면으로 놓이게 하기 위해 Y 가이드(44)에 있는 석션 그리퍼가 우측을 이동시켜 상기 개별 물품(3)이 석션 헤드(41a)에 의해 쓰러뜨려진다. 결과적으로 상기 개별 물품은 도 7c에 도시된 바와 같이 보관면으로 의도된 가장 큰 측면으로 놓이게 된다. 이 배치 상태에서 상기 개별 물품이 작동 장치(도시되지 않음)에 의해, 예를 들어, 피킹 장치의 보관 벨트(storage belt)(역시 도시되지 않음)로 이동될 수 있고, 그런 다음에는 상기 보관 벨트로부터 최종 보관 공간으로 이동된다.

도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7c에 도시된 진행 상황을 시각적으로 도시하는(visual illustration) 투상도이다.

하기에는 피킹 장치에 보관될 개별 물품을 분류하기 위한 본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 구체예가 도 9의 플로 차트를 참조하여 기술된다. 앞서 상기의 도면들에 대해 상세하게 기술된 바와 같이, 100 단계에서는 처음에 복수의 미분류 개별 물품이 공급 장치(10)의 수용 영역(11)에 제공된다. 상기 개별 물품은 특히 의약품 패키지일 수 있고, 이들은 본 발명에 따른 장치를 사용하여 분류된 후 약국 피킹 장치 내에 보관된다. 상기 개별 물품이 제공된 다음에는, 110 단계에서 상기 공급 장치 위에 배치된 3D 기록 장치(예를 들어 단순 3D 카메라)를 사용하여 복수의 개별 물품의 3D 이미지가 기록된다. 120 단계에서는 상기 3D 기록 장치에 연결된 제어 장치(30)를 사용하여 이 3D 이미지가 처리되고 그리고 각각의 개별 물품의 위치가 확인된다. 그로부터 다음 순서로 집어 들 개별 물품이 결정되고, 이는 통상적으로 다른 개별 물품이 위를 덮고 있지 않은 개별 물품이다. 상기의 도면들에서는 이가 예를 들어 다음 순서로 집어 든 개별 물품(3)이다. 그 다음에는 단계 130에서 앞서 결정된 개별 물품이 상기 석션 그리퍼가 가장 용이하게 접근할 수 있는 측면으로 상기 석션 그리퍼의 석션 헤드(41a)에 의해 들어올려진다. 개별 물품이 들어올려졌을 때, 단계 140에서는 집어 든 개별 물품이 측면에 배치된 3D 기록 장치로 기록되고, 상기 기록 장치 또한 3D 카메라일 수 있다. 150 단계에서는 집어 든 개별 물품의 치수를 확인하기 위해 이 3D 이미지가 처리된다. 상기 3D 이미지에 근거하여 세 개의 치수 모두를 확인할 수 없는 경우에는 집어 든 개별 물품이 사전에 결정된 값으로 Z축에 대해 회전되고 그리고 또 다른 3D 이미지가 생성되어 150 단계에 따라 동일하게 처리된다. 이는 모든 치수가 확인될 때까지 반복된다. 160 단계에서는 상기 개별 물품의 치수에 근거하여 그의 배치 방향이 확인된다. 따라서 상기 개별 물품의 가장 큰 베어링 표면이 어디에 위치하는지 확인될 수 있다. 그러므로, 예를 들어, 상기 개별 물품이 측면 또는 종단면(X 방향에 대하여) 위치한 가장 큰 수용 표면으로 집어 들어올려졌을 수 있다. 배치 방향이 확인되었을 때, 170 단계에서는 상기 제어 장치의 규격에 근거하여 바람직한 보관면이 정해진다. 본 발명에 따른 장치의 제어 장치는 통상적으로 개별 물품이 저장될 피킹 장치의 제어 장치에 연결되고, 그리고 사용 가능한 보관 공간에 따라서 상기 피킹 장치의 제어 장치는, 예를 들어, 개별 물품의 가장 긴 측면이 Y 방향으로 배치되는 방식으로 모든 개별 물품을 보관하는 것을 구체적으로 명시할 수 있다. 그러나 보관 공간에 있어서 제한이 없을 경우에는 개별 물품의 가장 큰 베어링 표면이 바람직한 보관면이기도 한 경우가 많을 것이고, 이는 개별 물품이 안전하게 보관되고 그리고 피킹 장치 내에서 쓰러질 위험이 없는 것을 보장할 수 있기 때문이다. 바람직한 보관면이 정해질 때 또는 그 후에 단계 180에서는 집어 든 개별 물품이 퇴적면(50)을 향해 X 방향으로 이동되고, 단계 190에서는 상기 퇴적면 상에 상기 개별 물품이 바람직한 보관면으로 배치되며, 예를 들어 상기 바람직한 보관면이 측면에 위치할 경우에는 상기 개별 물품이 처음에 놓였을 때 그를 쓰러뜨리기 위해 상기 석션 그리퍼를 사용하는 것으로 상기 개별 물품이 배치된다.

Claims

피킹 장치(picking device)에 보관될 개별 물품(piece goods)(2)을 분류하기 위한 장치(1)로서,
상기 장치의 X 및 Y 방향으로 연장되는 수용 영역(11)에 복수의 미분류 개별 물품을 제공하기 위한 공급 장치(10),
상기 공급 장치(10) 상의 수용 영역(11)에 배치된 개별 물품(2, 3)의 3D 이미지를 캡쳐하기 위해 X 및 Y 방향에 대해 직각인 Z 방향으로 상기 공급 장치(10) 위에 배치된 상부 3D 기록 장치(20),
상기 상부 3D 기록 장치(20)에 연결되고, 상기 상부 3D 기록 장치(20)로 생성된 3D 이미지를 평가하고 그리고 복수의 개별 물품으로부터 집어 들 개별 물품(3)을 결정하기 위한 제어 장치(30),
상기 제어 장치(30)에 연결되고, 복수의 개별 물품으로부터 상기 제어 장치(30)가 결정한 개별 물품(2)을 집어 들기 위해 Z축에 대해 회전 가능한 그립 수단(gripping means)(41a, 41b)을 갖는 컨베이어(conveyor)(40),
상기 컨베이어(40)가 집어 든 개별 물품을 퇴적하기 위한, 상기 수용 영역(11)으로부터 X 방향으로 하류(downstream)에 위치한 퇴적면(deposit surface)(50), 및
상기 컨베이어(40)가 집어 든 개별 물품(3)의 적어도 하나의 이미지를 생성하기 위한 측면(lateral) 기록 장치(60)를 포함하고,
상기 제어 장치는 집어 든 개별 물품의 치수를 확인하기 위해 상기 측면 기록 장치(60)로 생성된 적어도 하나의 이미지가 처리되도록 구성되고, 집어 든 개별 물품의 모든 치수를 확인할 수 없는 경우, 집어 든 개별 물품이 Z축에 대해 사전에 결정된 각도로 회전된 뒤에 또 다른 이미지가 생성되고,
이미지 처리의 결과에 근거하여, 집어든 개별 물품의 배치 방향이 확인되고 그리고 상기 제어 장치의 규격(specifications)에 근거하여 집어 든 개별 물품의 바람직한 보관면(storage surface)이 정해지고, 그리고
집어 든 개별 물품이 퇴적면(50) 상에서 바람직한 보관면으로 배치되도록, 배치 방향 및 바람직한 보관면에 따라 상기 컨베이어(40)가 작동되는 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 장치(1).
제1항에 있어서, 상기 측면 기록 장치(60)가 3D 기록 장치로서 설계된 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컨베이어(40)가 Z축에 대해 회전 가능한 적어도 하나의 석션 헤드(suction head)(41a)를 갖고, X, Y, 및 Z 방향으로 이동 가능한 석션 그리퍼(suction gripper)로서 설계된 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 장치(1).
제3항에 있어서, 상기 석션 그리퍼가 상이한 치수를 갖는 두 개의 석션 헤드(41a, 41b)를 갖는 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 장치(1).
제4항에 있어서, 상기 석션 그리퍼(40)가 상기 석션 헤드(41a, 41b)가 배치된 로터리 바디(rotary body)(42)를 갖고, 상기 로터리 바디(42)가 수평으로 연장되는 회전축에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 장치(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퇴적면(50)이 회전 가능한 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 장치(1).
피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 방법으로서,
a) 공급 장치(10)로 복수의 미분류 개별 물품(2)이 X 및 Y 방향으로 연장되는 수용 영역(11) 내에 배치되는 단계,
b) X 및 Y 방향에 대해 직각인 Z 방향으로 상기 공급 장치(10) 위에 배치된 상부 3D 기록 장치(20)를 사용하여 복수의 미분류 개별 물품(2)의 이미지가 적어도 하나가 생성되는 단계,
c) 미분류 개별 물품(2)의 위치를 확인 위해 제어 장치(30)에 연결된 상기 3D 기록 장치(20)를 사용하여 적어도 하나의 3D 이미지가 처리되고, 그리고 복수의 개별 물품 중 어느 개별 물품을 다음 순서로 집을지 결정하는 단계,
d) 컨베이어(40)의 Z축에 대해 회전 가능한 그립 수단(41a, 41b)을 사용하여 c) 단계에서 결정된 개별 물품(3)을 집어 드는 단계,
e) 상기 제어 장치(30)에 연결된 측면 기록 장치(60)를 사용하여 집어 든 개별 물품(3)의 이미지가 적어도 하나가 생성되는 단계,
f) 집어 든 개별 물품의 치수를 확인하기 위해 상기 측면 기록 장치(60)로 생성된 적어도 하나의 이미지가 처리되는 단계,
g) 집어 든 개별 물품의 모든 치수를 확인할 수 없는 경우, 집어 든 개별 물품이 Z축에 대해 사전 결정된 각도로 회전되고 그리고 집어 든 개별 물품의 모든 치수가 확인될 때까지 e) 및 f) 단계가 반복되는 단계,
h) 이미지 처리의 결과에 근거하여, 집어 든 개별 물품의 배치 방향이 확인되고 그리고 상기 제어 장치의 규격에 근거하여 집어 든 개별 물품의 바람직한 보관면이 정해지는 단계,
i) 집어 든 개별 물품(3)이 상기 수용 영역(11)으로부터 X 방향으로 하류에 배치된 퇴적면(50)으로 이동되는 단계, 및
j) 집어 든 개별 물품이 퇴적면(50) 상에 바람직한 보관면으로 배치되는 단계,
를 갖는 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 방법.
제7항에 있어서, 집어 든 개별 물품(3)이 상기 퇴적면(50) 상에 다른 표면으로 먼저 배치되었다가, 보관면으로 놓이도록 쓰러뜨림으로써(tipped), 집어 든 개별 물품(3)이 보관면으로 배치되는 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 집어든 개별 물품의 3D 이미지가 상기 측면 기록 장치(60)를 사용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 방법.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 집어 든 개별 물품(3)이 퇴적면 상에 배치 되기 전에, 상기 제어 장치의 규격에 따라 Z축에 대해 회전되는 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 방법.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 집어 든 개별 물품이 Z축에 대해 회전되고 그리고 그동안 식별자를 확인하기 위해 상기 측면 기록 장치로 스캔되는 것을 특징으로 하는 피킹 장치에 보관될 개별 물품(2)을 분류하기 위한 방법.