KR20230113747A - 피킹 장치를 위한 그리퍼 및 운반 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 다른 모양 및/또는 표면 특성의 작은 개별 물품을 보관소에 넣고 회수하기 위한 수평 보관면을 갖는 피킹 장치의 운반 시스템을 위한 그리퍼에 관한 것이다. 기존의 그리퍼는 다르게 디자인된 작은 개별 물품에 맞춰 조정되지 않는다. 이를 보장하기 위해, 본 발명의 그리퍼는 제1 수평 방향(X 방향) 및 제2 수평 방향(Y 방향)으로 연장되고, 보관소에 넣고 회수하기 위해 개별 물품을 놓는 드롭 테이블(10), 상기 드롭 테이블(10) 위에 배치되고, X 방향으로 연장되며 그리핑 조 가이드 장치(30)에 고정된 두 개의 긴 그리핑 조(20a, 20b), 및 부착물 결합 수단(72a, 72b)을 갖는 적어도 하나의 운반 부착물(70a, 70b)을 포함하고, 적어도 하나의 그리핑 조는 Y 방향으로 이동 가능하고 그리고 적어도 하나의 그리핑 조가 상기 그리핑 조 가이드 장치의 반대 방향을 향한 말단부(23a, 23b)에 그리퍼 결합 수단(24a, 24b)을 갖고, 그리고 상기 그리퍼 결합 수단 및 운반물 결합 수단은 그리핑 조의 한 말단부에 운반 부착물이 해제 가능하게 고정되도록 서로 상호 작용한다.

Description

피킹 장치를 위한 그리퍼 및 운반 시스템

본 발명은 다른 모양 및/또는 표면 특성의 작은 개별 물품을 보관 및 분배하기 위한 수평 보관면을 갖는 피킹 장치(picking device)의 운반 시스템을 위한 그리퍼(gripper), 상기 그리퍼를 갖는 운반 시스템, 및 상기 운반 시스템을 조작하는 방법에 관한 것이다.

근대의 피킹 장치에서는 많은 수의 다른 종류의 작은 개별 물품(small piece goods)이 긴 수평 보관면에 무질서하게 그리고 공간 최적화(space-optimized) 방식으로 보관된다. 이러한 보관면은 복수의 선반에 의해 제공되고, 각각의 선반에서 복수의 개별 물품이 상기 보관면에 보관된다. 무질서, 공간 최적화 보관의 경우, 작은 개별 물품, 예를 들어 약제 패키지 및 식품 보조제 패키지가 보관면의 한 단위 면적당 최대 수의 작은 개별 물품이 보관될 수 있는 방식으로 약국 또는 병원에서 사용되는 피킹 장치에 있는 보관면에 보관된다. 무질서한 공간 최적화 보관에서는 일반적으로 동일한 유형의 작은 개별 물품이 서로 인접하게 배치되지 않는다. 다시 말해, 인접한 작은 개별 물품들은 보통 다른 모양 및/또는 표면 특성을 갖는다.

작은 개별 물품을 분배하기 위해, 작은 개별 물품은 보관면으로부터 그리퍼의 드롭 테이블(drop table)로 이동된다. 상기 드롭 테이블은 제1 수평 방향(X 방향) 및 상기 제1 수평 방향에 대해 직각인 제2 수평 방향(Y 방향)으로 연장되고, 그리고 X 방향으로 보관 및 분배 단면(storage and dispensing end face)을 포함한다. 분배 중일 때, 작은 개별 물품은, 예를 들어, 상기 드롭 테이블 위에 배치되고 그리고 X 방향으로 연장되고 그리고 그리핑 조 홀더(gripping jaw holder)에 고정된 두 개의 긴 그리핑 조(gripping jaws)로 보관 및 분배 단면을 너머, 즉 X 방향으로 지지 테이블(support table) 위로 이동된다. 이를 위해, 적어도 하나의 그리핑 조를 Y 방향으로 이동시키는 것으로 두 개의 그리핑 조가 개별 물품을 붙잡고, 이렇게 함으로써 작은 개별 물품이 그리핑 조로 물린다(clamped). 또한, 적어도 하나의 그리핑 조가 회전 가능하게(pivotably) 그리핑 조 홀더에 장착되어, 상기 그리핑 조의 말단부가 서로에게 그리고 서로로부터 멀리 이동할 수 있어서 상기 그리핑 조의 말단부가 서로를 향해 움직이는 것으로 작은 개별 물품이 상기 말단부에 물릴 수 있는 것이 제공될 수 있다. 작은 개별 물품의 배치에 따라서, 부분적으로 그의 뒤에서 그를 붙잡기 위한 대비책 또한 만들 수 있다. 분배될 복수의 작은 개별 물품이 보관면 상에서 앞뒤로 일렬로 정렬되었을 경우에 유사한 절차가 야기된다.

작은 개별 물품들은 보통 두 개의 그리핑 조를 갖는 기존의 그리퍼로 실행되는 분배 과정에서 다른 정도로 적합한 다른 모양 및 표면 특성을 갖기 때문에, 그리핑 조 둘 다 Y 방향으로 함께 이동하든 적어도 하나의 그리핑 조만 회전되든, 기존의 그리퍼로는 모든 작은 개별 물품을 동일하게 안전하게 이동시키는 것이 어렵다. 예를 들어, 굉장히 매끄러운 표면을 가진 작고 무거운 개별 물품이 보관 장소로부터 분배될 경우, 이동 전에 그리핑 조의 말단부가 함께 움직이더라도(즉, 회전하더라도) 작은 개별 물품을 안전하게 이동시키기 어려울 수 있다. 또한, 두 개의 그리핑 조를 가진 기존의 그리퍼로는 병 형태의 작은 개별 물품을 회수하는 것이 굉장히 어렵거나 비현실적이다.

본 발명의 목적은 다른 특징(모양, 표면 특성, 무게)을 가진 작은 개별 물품을 안전하게 보관 및 분배할 수 있는 피킹 장치의 운반 시스템을 위한 그리퍼를 제공하는 것이다. 상응하는 운반 시스템 및 그러한 운반 시스템을 작동시키기 위한 방법 또한 본 발명의 목적이다.

본 발명의 목적은 청구항 제1항에 따른 다른 모양 및/또는 표면 특성의 작은 개별 물품을 보관 및 분배하기 위한 수평 보관면(horizontal storage surfaces)을 갖는 피킹 장치의 운반 시스템을 위한 그리퍼로 달성된다. 본 발명에 따른 그리퍼는 제1 수평 방향(X 방향) 및 상기 제1 수평 방향에 대해 직각인 제2 수평 방향(Y 방향)으로 연장되고, 적어도 하나의 보관 및 분배 단면을 갖는 드롭 테이블, 상기 드롭 테이블 위에 배치되고, X 방향으로 연장되고 그리고 그리핑 조 홀더에 고정된 두 개의 긴 그리핑 조를 포함하고, 적어도 하나의 상기 그리핑 조는 Y 방향으로 이동 가능하고 그리고 적어도 하나의 상기 그리핑 조는 상기 그리핑 조 홀더의 반대편을 향하는 말단부에 그리퍼 결합 수단(gripper coupling means)을 갖는다. 본 발명에 따른 그리퍼는 부착물 결합 수단을 가진 적어도 하나의 운반 부착물(transport attachment)을 더 포함하고, 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단은 서로 상호 작용하여 운반 부착물을 그리핑 조의 말단부에 분리 가능하게 고정시킨다.

상호 작용하는 결합 수단 두 개를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 그리퍼는 다른 운반 부착물을 여러 개 사용할 수 있고, 여기서 다른 운반 부착물들은 다른 분배 시나리오에 적합하도록 맞춘 것이다. 예를 들어, 운반 부착물(또는, 두 그리핑 조 모두 그리퍼 결합 수단을 포함하는 한, 한 쌍의 운반 부착물)의 경우, 원호(circular segment) 형태의 리세스를 가진 운반 부착물(들)을 제공하여, 그리핑 조가 적절하게 조정된 운반 부착물과 함께 움직일 때, 병 모양의 작은 개별 물품을 붙잡을 수 있게 하는 것이 고려될 수 있다. 대안적으로, 특히 민감한 작은 개별 물품의 경우, 작은 개별 물품에 손상을 입히는 것을 피하기 위해 아주 큰 접촉면을 가진 운반 부착물을 제공하는 것이 고려될 수 있다. 또한, 예를 들어, 작은 개별 물품과 운반 부착물 사이의 접착 마찰(adhesive friction)을 증가시키는 고무 같은 확장물(extensions)이 여러 개 제공된 접촉면을 가진 운반 부착물을 제공하는 것이 고려될 수 있다.

결합 수단이 그리핑 조 그 자체뿐만 아니라 본 발명에 따른 그리퍼의 운반 부착물에도 제공되기 때문에, 작은 개별 물품에 특별히 맞춰 조정될 수 없거나 또는 조정되더라도 큰 오류율을 가지거나 작은 개별 물품에 손상을 입히는 기존의 그리퍼로는 분배될 수 없는 작은 개별 물품인 "문제가 되는(problematic)" 작은 개별 물품에 구체적으로 맞춰 상기 그리퍼를 조정하는 것이 가능하고, 그에 따라 본 발명에 따른 그리퍼가 그러한 작은 개별 물품 또한, 예를 들어, 보관면으로부터 드롭 테이블로 안전하게 이동시키는 것이 가능하다.

본 발명은 단 하나의 보관 및 분배 단면을 통해 작은 개별 물품을 보관 및 분배하는 그리퍼와 함께 사용될 수 있지만, 두 개의 보관 및 분배 단면을 갖는 드롭 테이블과도 함께 사용될 수 있다.

상기 그리퍼 및 부착물 결합 수단이 정확히 어떻게 설계되는지는 피킹 장치의 계획된 적용에 따라 결정된다. 예를 들어, 그리퍼 결합 수단은 인입식(retractable)이며 연장 가능한 돌출부로서 설계되고 그리고 부착물 결합 수단은 운반 부착물에 있는 상응하는 리세스로서 설계될 수 있다. 결합 수단의 상응하는 설계는 구조적으로 상당히 단순하고 그리고 상기 그리퍼의 제조에 있어서 부가적인 노력을 적게 요구한다.

이 맥락에서, 그리퍼가 움직일 수 있는 돌출부로서 설계되고 그리고 반대 힘(counterforce)의 작용 없이 리세스로서 설계된 운반 부착물의 부착물 결합 수단에 맞물리도록 기계적으로 프리로드된(mechanically preloaded) 것 또한 제공될 수 있다. 이 구체예에서는 상호 작용을 해제/체결할 때 그에 따라 운반 부착물이 고정되는 것이 보장되는 한, 결합 수단 사이의 상호 작용을 해제 및 체결하기 위한 부가적인 수단이 제공될 필요가 없다.

대안적으로, 인입식이고 연장 가능한 돌출부는 그리퍼에 배치된 드라이버로 움직일 수 있도록 설계될 수 있다. 이를 위해서는 그리퍼에 구조적으로 더 공을 들여야한다는 것이 사실이지만, 운반 부착물을 위한 보관 장치는 상호 작용을 해제/생성하기 위한 어느 수단도 제공하지 않아도 된다. 이는 그러한 보관 장치가 어느 보관면 상에 단순하게 배치되었을 경우에 특히 유용하다.

대안적으로, 바람직한 구체예에서는 그리퍼 결합 수단이 전자석으로서 설계되고 그리고 부착물 결합 수단이 적어도 부분적으로 강자성인 카운터 수단(counter-means)으로서 설계되는 것이 제공될 수 있다. 이 구체예에서는 그리핑 조의 말단부에 추가적인 구성요소가 제공되지만, 이는 기계 구성요소가 아니고 따라서 극히 적은 관리만을 필요로 한다.

대안적으로, 그리퍼 결합 수단은 척 수단(chuck means)으로서 설계될 수 있고 그리고 부착물 결합 수단은 상기 척 수단을 위한 상응하는 수용 개구부(receiving opening)로서 설계될 수 있다. 다른 대안에서, 그리퍼 결합 수단은 그리핑 수단(gripping means)으로 설계되고 그리고 부착물 결합 수단은 상기 그리핑 수단을 위한 상응하는 앵커(anchor)로서 설계된다.

본 발명의 목적은 청구항 제8항에 따른 다른 모양 및/또는 표면 특성의 작은 개별 물품을 보관 및 분배하기 위한 피킹 장치의 운반 시스템으로도 달성된다. 본 발명에 따른 운반 시스템은 상기에 기술된 본 발명에 따른 그리퍼, 복수의 운반 부착물을 위한 보관 장치, 이 운반 부착물을 위한 복수의 보관 위치를 갖는 보관소, 및 다른 접촉면을 갖는 복수의 운반 부착물을 포함한다. 본 발명에 따른 그리퍼를 복수의 다른 운반 부착물이 제공될 수 있는 보관 장치에 결합시킴으로써, 본 발명에 따른 운반 시스템을 다른 모양 및/또는 표면 특성 또는 다른 무게를 갖는 복수의 다른 작은 개별 물품을 보관 및 분배하는 데에 사용하는 것이 가능하다. 하나 또는 두 개의 조직화된(coordinated) 운반 부착물(들)을 부착하는 것으로 상기 그리퍼가 작은 개별 물품에 맞춰 조정되는 가능성을 제공함으로써, 본 발명에 따른 운반 시스템 또한 기존의 그리퍼로는 이동시키기 어렵거나, 아예 운반 또는 이동시킬 수가 없거나, 또는 손상될 위험이 큰 상태로만 운반 또는 이동이 가능한 작은 개별 물품을 이동시키는 데에 사용될 수 있다.

상기에 이미 기술된 바와 같이, 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단이 얼마나 정확하게 설계되고 상호 작용하는가에 있어서 여러 가능성이 있다. 본 발명에 따른 운반 시스템의 바람직한 구체예에서는 상기 보관 장치가 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단 사이의 상호 작용을 해제하기 위한 수단을 갖는 것이 제공된다. 그러한 경우에는, 그리퍼 또는 상기 그리퍼의 그리핑 조에 더 적은 구성요소가 제공되도록, 상기에 언급된 상호 작용을 그리퍼 그 자체를 통해 풀지 않아도 된다. 더 정확히 말하자면 상기 상호 작용의 해제는 상기 보관 장치 내에서 일어난다. 이 상호 작용의 해제가 정확히 어떻게 실행되는지는 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단이 어떻게 설계되었는지에 따라서 결정된다. 예를 들어, 보관 장치가 부착물 및 그리핑 조의 리세스에서 맞물리고 그리고 그리퍼 결합 수단을, 예를 들어, 수직으로 이동시킬 수 있는 연장 가능한 노즈(extendable nose)를 가질 수도 있다. 그러나 보관 장치에 상호 작용을 해제하기 위해 제공된 수단의 정확한 구성은 본 발명에 크게 중요하지 않다.

마지막으로, 본 발명의 목적은 상기에 기술된 운반 시스템을 작동시키기 위한 청구항 제10항에 따른 방법으로 달성된다. 본 발명에 따라, 운반될 작은 개별 물품의 특징(예를 들어 모양, 표면 특성, 또는 무게)은 먼저 상기 작은 개별 물품을 이동시키기에 운반 시스템의 어느 유형의 운반 부착물(들)이 가장 적합한지를 결정하기 위해 분석된다. 그런 다음에는 그러한 목표(target) 운반 부착물이 그리퍼의 그리핑 조 중 적어도 하나에 고정되어 있는지가 확인된다. 그렇지 않은 경우, 현재 그리핑 조에 고정된 적어도 하나의 실제 운반 부착물이 보관 장치의 보관 장소에 놓이고, 그리고 작은 개별 물품을 이동시키는 데에 적합한 적어도 하나의 목표 운반 부착물이 그리핑 조에 고정된다.

이동될 작은 개별 물품을 이동시키는 데에 어느 운반 부착물이 가장 적합한지를 분석하는 정확한 방법은 운반 시스템에 어느 운반 부착물이 포함되어 있는지에 따라 결정된다. 또한, 운반될 작은 개별 물품의 어느 특징이 알려져 있고 그리고 따라서 분석에 사용될 수 있는지가 중요하다. 예를 들어, 만약 모양, 무게 및 표면 특정이 알려져 있을 경우, 앞서 언급된 세 개의 파라미터의 상이한 범위 값이 운반 시스템이 운반 부착물 각각에 배정될 수 있고, 그리고 그 운반 부착물은 작은 개별 물품을 운반하는 데에 사용되고, 그의 파라미터 범위는 운반될 작은 개별 물품의 파라미터에 가장 근접하게 상응한다.

적합하지 않은 운반 부착물은 그리퍼를 통해서 또는 보관 장치를 통해서 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단 사이의 상호 작용을 해제시키는 것으로 보관 장치에 내려놓을 수 있다. 이 상호 작용이 해제되자마자, 이젠 부착물이 없는 그리핑 조의 말단부가 분석 중에 가장 적합한 것으로 선택된 운반 부착물(들)로 이동될 수 있다. 그리핑 조가 바른 위치에 놓였을 때, 상호 작용이 복구되며, 특히 그리퍼 또는 그리핑 조 또는 보관 장치를 사용하여 복구된다. 운반 부착물를 교체하는 데에 특정 시간이 소요되는 것이 사실이지만, 본 발명에 따른 시스템을 사용할 때에는, 필요하다면, 기존의 그리퍼, 즉 그리핑 조의 말단부에 항상 같은 구조를 갖는 것들로 단순히 이동시킬 수 없는 작은 개별 물품 또한 이동시키는 것이 가능하다. 따라서 다른 작은 개별 물품의 보관에 대한 유연성이 기존의 피킹 장치에 비해 상당히 증가할 수 있다.

기존의 보관면 상에 보관 장치를 고정하고 그리고 그리퍼의 그리핑 조를 변형하는 것으로 이미 작동 중인 피킹 장치가 본 발명에 따른 새로운 운반 시스템 및 방법에 맞춰 쉽게 조정될 수 있다. 상기 그리퍼 및 보관 장치의 정확한 설계에 따라서, 그리퍼에 오직 약간의 구조적 변화를 주는 것으로 충분하다.

하기에서는 본 발명에 따른 그리퍼, 운반 시스템 및 방법의 바람직한 구체예가 도면을 참조하여 기술된다.
도 1은 본 발명에 따른 운반 시스템의 한 구체예의 투상도이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 상기 운반 시스템의 보관 장치 또는 운반 부착물의 상세도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 그리퍼의 투상도이고, 도 3a는 위에서 본 투상도를 도시하고 그리고 도 3b는 아래에서 본 투상도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 그리퍼의 바람직한 구체예에서 보관 및 분배 단면 부분의 상세도를 도시한다.
도 5는 그리핑 조의 이동 메커니즘의 상세도이다.
도 6a 및 도 6b는 바람직한 구체예의 그리핑 조의 이동 메커니즘의 상세도이고, 도 6a는 평면도를 도시하고 그리고 도 6b는 저면도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7e는 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단의 상이한 구성을 도식적으로 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 구체예의 플로 차트이다.

도 1은 본 발명에 따른 운반 시스템(200)의 바람직한 구체예의 투상도이다. 이 운반 시스템은 본 발명에 따른 바람직한 구체예의 그리퍼(1)에 더하여 보관 장치(110)를 포함하고, 이는 작은 개별 물품을 보관하는 데에 사용되는 보관면(5) 상에 배치된다. 상기 그리퍼는 X 및 Y 방향으로 연장되는 드롭 테이블에 더하여 X 방향으로 연장되는 두 개의 그리핑 조(20a, 20b)를 포함하고, 각각의 상기 그리핑 조는 그의 말단부에 운반 부착물(70a, 70b)을 포함한다. 그리핑 조 자체는 그리핑 조 가이드 장치(30)에 고정되고, 이는 이후의 도면들에서 더 상세하게 기술된다. 센서(2)는 그리핑 조 가이드 장치(30)에 배치되고, 이를 사용하여 보관 및 분배 과정의 다른 관점들이 모니터링될 수 있다. 또한, 드라이브 장치(drive unit)(50)이 상기 그리핑 조 가이드 장치(30)에 배치되고, 이 또한 이후의 도면들에서 더 상세하게 기술된다. 상기 그리퍼(1)는 회전 암(pivoting arm)(3)을 통해 가이드 장치(도시되지 않음)에 고정되고, 이를 통해 상기 그리퍼가 피킹 장치에서 Y 및 Z 방향으로 움직일 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 보관 장치(110) 및 다양한 운반 부착물들(80a, 90a, 100a, 및 80b)의 상세도를 도시한다. 상기 보관 장치(110)는 다른 Z 위치에 쌍으로 제공되는 복수의 보관층(storage floors)(111)이 안에 있는 일종의 단순한 "고층 보관소(high storage)"이다. 도 2a에 도시된 보관 장치(110)의 구체예에서는 네 쌍의 다른 운반 부착물이 보관될 수 있다. 도 2b는 그리핑 조(20a)의 말단부에 고정될 수 있는 두 개의 다른 운반 부착물들(90a, 100a)을 도시한다. 도 2b에 도시된 운반 부착물은, 두 개의 운반 부착물 둘 다에서, 상기 운반 부착물 위에 있는 단순한 리세스(92a, 102a)로서 설계된 부착물 결합 수단을 포함한다. 두 개의 운반 부착물은 각각 접촉 수단(91a, 101a)을 포함하고, 운반 부착물(100a)의 접촉 수단(101a)은 노치(notch)를 갖는다. 그러한 접촉 수단은, 예를 들어, 상기 운반 부착물과 접촉하는 상응하는 돌출부가 회수될 개별 물품의 바깥에 제공되었을 경우에 사용될 수 있다. 상기 보관 장치의 다른 구체예가 도 2c에 도시되고, 이 구체예에서는 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단 사이의 상호 작용을 해제/체결하기 위한 수단(112)이 제공된다. 이 수단이 정확히 어떻게 구성되고 그리고 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단 사이의 상호 작용이 어떻게 해제 또는 체결되는지는 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단이 얼마나 정확하게 설계되는가에 따라서 결정된다. 예를 들어, 상호 작용을 해제하기 위한 수단이 운반 부착물의 리세서에 맞물리는 연장 가능한 노즈를 갖고 그리고 이 경우에는 마찬가지로 이동 가능한 노즈로서 설계되어야하는 그리퍼 결합 수단 및 그리핑 조가 상호 작용을 해제하기 위해, 그리고 필요하다면 복구하기 위해, Z축으로 이동하는 것도 가능하다(도시되지 않음). 도 2c는 다른 변형의 운반 부착물(80b)을 도시하고, 여기서도 부착물 결합 수단이 단순한 리세스(82b)로서 설계된다. 이 운반 부착물에서, 접촉 수단(81b)은 작은 개별 물품의 특히 조심스러운(gentle) 운반을 보장하기 위해 특히 큰 면적을 갖는 형태로 설계된다.

상기 접촉 수단의 정확한 설계는 이동시킬 작은 개별 물품의 유형에 따라 결정된다. 작은 개별 물품의 상이한 유형 수가 클 수록 상이한 운반 부착물의 수 또한 커야한다. 보관 장치의 크기 또한 그에 맞춰 조정되거나, 대안적으로는 복수의 보관 장치가 보관면(5) 상에 제공될 수도 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 그리퍼(1)의 바람직한 구체예의 투상도 둘을 도시하고, 도 3a는 위에서 본 투상도를 도시하고 그리고 도 3b는 아래에서 본 투상도를 도시한다. 본 발명에 따른 그리퍼(1)는 피킹 장치의 조작 장치(도시되지 않음)의 일부이고 그리고 드롭 테이블(10) 및 서로 마주보는 그리핑 표면(21a, 21b)을 갖는 두 개의 그리핑 조(20a, 20b)를 포함한다. 자유단(free ends)에서, 이 경우에서 도시된 그리퍼의 구체예에서 그리퍼 조(20a, 20b)는 각각 운반 부착물(70a 또는 70b)을 갖는다. 상기 그리핑 조의 자유단에서, 상기 드롭 테이블(10)은 보관 및 분배 단면(14)을 갖는다.

상기 드롭 테이블은 중앙에 긴 틈새를 포함하고, 이는 보관 및 분배 방향, 즉 제1 수평 방향(X)으로 연장된다. 상기 틈새에는 넓은 슬라이드 헤드(widened sliding head)(13)를 갖는 슬라이드 부품(sliding element)(12)이 배치된다. 상기 슬라이드 부품(12)은 상기 긴 틈새에서 보관 및 분배 방향 또는 제1 수평 방향으로 움직일 수 있다.

도시된 구체예에서, 그리핑 조(20a, 20b)가 결합되고 그리고 상기 그리핑 조를 이동 및 회전시키기 위한 메커니즘을 포함하는 그리핑 조 가이드 장치(30)는 보관 및 분배 단면(14)의 반대편에 배치된다. 상부에서 상기 그리핑 조 가이드 장치(30)는 두 개의 드라이브(51, 52) 및 관련 기어(53, 54)를 갖는 드라이브 장치(50)를 포함한다. 도시된 구체예에서, 상기 그리핑 조는 이 두 드라이브를 통해 이동 및 회전되고, 이는 이후의 도면들을 참조하여 더 상세하게 기술될 것이다. 광학 탐지기(2)가 상기 그리핑 조 가이드 장치에 배치되고, 이를 사용하여 보관 및 분배 과정 중의 다양한 관점이 모니터링될 수 있다.

그리핑 조 가이드 장치(30) 및 그의 모든 전자 부품은 제어 장치(4)에 연결되고, 이는 도시된 구체예에서 고정 암(fastening arm)(3) 아래에 배치된다. 상기 고정 암(3) 자체는 상기 드롭 테이블 또는 회전 조인트를 통해 상기 드롭 테이블의 하부구조에 고정된다.

작은 개별 물품의 보관 및 분배를 위해, 상기 그리핑 조 가이드 장치(30)는 제1 수평 방향(X 방향) 또는 보관 및 분배 방향으로 이동되어야 한다. 이를 위해, 도시된 구체예에서는 드라이브(60)가 상기 드롭 테이블 아래에 배치된다. 이는 기어를 통해 선형 드라이브(linear drive)(61a, 62a)에 연결되고, 이를 사용하여 상기 그리핑 조 가이드 장치가 X 방향으로 이동된다. 슬라이브 부품(12)을 구동하는 드라이브(7) 또한 상기 드롭 테이블 아래에 배치된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 그리퍼의 바람직한 구체예에서 보관 및 분배 단면 부분의 상세도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b에서는 운반 부착물(70a, 70b)이 그리핑 조(20a, 20b)의 말단부(23a, 23b)에 어떻게 배치될 수 있는지를 상세하게 볼 수 있다. 이 구체예에서 사용된 운반 부착물(70a, 70b)은 각각 운반 부착물(그리고 따라서 그리핑 조)과 작은 개별 물품 사이의 접착 마찰을 증가시키는 복수의 돌출부를 갖는 접촉 수단(71a만 도시됨)을 포함한다. 운반 부착물의 이 변형에서도, 부착물 결합 수단은 운반 부착물의 위에 있는 단순한 리세스(72a, 72b)로서 설계된다. 그리퍼 결합 수단은 단순한 인입식이며 연장 가능한 돌출부(24a, 24b)로서 설계된다. 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단 사이의 상호 작용이 그리퍼 조 또는 보관 장치를 통해 해제되는지는 도 4a 및 도 4b에서 상세하게 기술되지 않는다. 그러나 도 4a 및 도 4b에서는 특히 도 4a 및 도 4b(그리고 모든 이전의 도면들)에 도시된 운반 부착물이 상기 그리핑 조의 말단부(23a, 23b)를 완전히 감싸는 것을 볼 수 있다. 그러나, 그러한 운반 부착물의 구성은 꼭 필요한 것이 아니다. 상기 운반 부착물이 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단의 조합을 통해 상기 그리핑 조의 말단부에 제거 가능하게 고정될 수 있는 것이 중요하다. 대안적으로, 예를 들어, 접촉 수단의 뒷면에 전자석 형태의 그리퍼 결합 수단과 상호 작용하는 강자성 수단의 형태로 부착물 접촉 수단이 제공되는 것이 가능하다. 앞서 기술된 것으로부터, "운반 부착물"이란 용어의 선택이 그가 반드시 그리핑 조의 말단부 부분에 놓여 있거나 또는 그 위에 있어야 한다고 시사하지 않도록 의도된 것이 명확하다.

도 5는 상기 그리퍼의 바람직한 구체예의 그리핑 조 가이드 장치(30)의 투상도이고, 여기서는 그리핑 조(20a, 20b) 둘 다 붙잡기 위해 회전된다. 상기 그리핑 조 가이드 장치(30)는 프레임 구조(31, 32, 33a, 33b)를 포함하고, 전면부(front component)(31)는 상기 그리핑 조(그리고 도시되지 않은 드롭 테이블)를 에워싼다. 상기 전면부(31)의 하단부에는 선형 드라이브의 이동 가능한 부품(62a, 62b)("러너(runners)")이 고정되고, 이를 사용하여 그리핑 조 가이드 장치(30)가 제1 수평 방향으로 이동될 수 있다. 상기 부품은 제1 수평 방향으로 상응하는 고정부(이동부를 이동시키기 위해 회전됨)를 따라 상기 그리핑 조 가이드 장치와 함께 이동하기 때문에 "이동 가능"하다고 한다. 고정부(61a, 61b)(도 3a, 도 3b 참조) 자체 또한, 예를 들어 외전하는 것으로, 이동부를 이동시키기 위해 움직일 수 있고, 여기서 상기 이동부는 이 외전 동작 중에 고정부의 세로푹을 따라 이동하지만, 이동할 수 없는 부품은 상기 그리퍼의 위치에 따라 움직이지 않는다. 대안적인 구체예에서는, 예를 들어, 고정부가 상기 그리퍼의 세로 단부 사이에 있고 그리고 이동부를 이동시키기 위한 상응하는 편향 롤러(rollers)와 상호 작용하는 톱니 벨트(toothed belt)로서 설계되는 것이 가능하다.

도 6a에서 볼 수 있는 바와 같이, 두 개의 가이드(35, 36), 제1 가이드(35) 및 제2 가이드(36)가 측면 프레임 구조 부품(33a, 33b) 사이에서 서로 평행하게 제2 수평 방향(Y)으로 그리고 서로 간격을 두고 제1 수평 방향(X)으로 연장되고, 상기 제1 가이드는 상기 그리퍼 조의 자유단을 향한다. 두 개의 그리핑 조 슬라이드(40a, 40b; 41a, 41b)가 각각의 가이드(35, 36)에 배치되고, 제1 가이드(35)에 두 개의 제1 그리핑 조 슬라이드(40a, 40b)가 배치되고, 제2 가이드(36)에 두 개의 제2 그리핑 조 슬라이드(41a, 41b)가 배치된다. 본 발명의 따른 그리퍼의 도시된 구체예에서, 상기 그리핑 조 슬라이드의 일부는 상기 가이드(35, 36)의 돌출부 주변에 맞물려 상기 그리핑 조 슬라이드가 부분적으로 이 돌출부 상에 놓인다.

도 6a 및 도 6b에서는 상기 그리핑 조 슬라이드(40a, 40b; 41a, 41b)에 드라이브 부품(45a, 45b; 46a, 46b)이 제공된 것을 볼 수 있고, 상기 드라이브 부품은 도시된 구체예에서 톱니 랙(toothed racks)으로서 설계된다. 제1 가이드(35) 또는 상응하는 제1 그리핑 조 슬라이드(40a, 40b)에 배치된 드라이브 부품(45a, 45b) 및 제2 가이드(36)에 배치된 상응하는 드라이브 부품(46a, 46b)은 톱니 부품이 서로의 반대편에 위치하고 그리고 그들의 자유단이 중첩 영역을 형성하도록 톱니 랙의 톱니 부품에 관하여 배치된다. 드라이브 기어(55, 56)는 상기 드라이브 부품 또는 톱니 랙의 중첩 영역의 중앙에 배치되고, 상기 드라이브 기어는 기어(53, 54)(도 6a 및 도 6b에는 도시되지 않음)를 통해 드라이브(51, 52)에 연결된다. 가이드의 그리핑 조 슬라이드(40a, 40b; 41a, 41b)와 상응하는 드라이브 기어 사이의 거리는 동일하다. 그러므로 드라이버 기어는 두 그리핑 조 슬라이드의 정중앙에 배치되고, 따라서 드라이브 기어의 움직임에 의해 그리핑 조 슬라이드가 동시에 움직이게 된다. 그러므로 드라이브 기어 휠이 회전할 때, 상기 그리핑 조 슬라이드가 서로를 향해서 또는 서로로부터 멀어지게 동시에 이동하고, 두 가이드(35, 36)에 배치된 그리핑 조 슬라이드에도 동일하게 적용된다.

따라서 상기 제1 가이드의 그리핑 조 슬라이드는 제2 가이드의 그리핑 조 슬라이드에 관하여 동시에 또는 별개로 움직일 수 있고, 그렇기 때문에 상기 그리핑 조 슬라이드의 움직임에 있어서 유연성이 크다. 제1 또는 제2 가이드의 그리핑 조 슬라이드는 동시에 움직이거나, 또는 제1 또는 제2 가이드에 배치된 그리핑 조 슬라이드만 움직일 수 있다. 이렇게 함으로써, 그리핑 조 슬라이드에 고정된 평행한 또는 이미 회전된 그리핑 조를 각도 조절(두 가이드의 그리핑 조 슬라이드를 동시에 움직이게 하는 것으로) 없이 이동시키거나, 또는, 하나의 가이드의 그리핑 조 슬라이드만 움직일 경우, 그리핑 조를 회전시키는 것이 가능하다.

앞서 이미 언급된 바와 같이, 그리핑 조(20a, 20b)는 그리핑 조 가이드 장치(30)에 결합된다. 이 결합은 도 6b에서 볼 수 있다. 도시된 구체예에서, 각각의 그리핑 조(20a, 20b)는 회전 조인트(26a, 43a; 26b, 43b)를 통해 제1 가이드(35)의 그리핑 조 슬라이드(40a, 40b)에 연결되고 그리고 슬롯 가이드(slot guide)(27a, 25a, 44a; 27b, 25b, 44b)를 통해 제2 가이드(36)의 그리핑 조 슬라이드(41a, 41b)에 연결된다. 대안적인 구체예에서, 상기 회전 조인트는 제2 가이드에 배치된 그리핑 조 슬라이드에도 배치될 수 있고, 이 경우에는, 도시된 조합에서, 상기 슬롯 가이드가 제1 가이드(35)에 배치된 그리핑 조 슬라이드에 배치되어야 한다.

그러나, 회전 조인트/슬롯 가이드 조합을 사용하는 것은 크게 중요하지 않다. 상기 그리핑 조는 회전 조인트에 의해 적어도 하나의 가이드에서 상응하는 그리핑 조 슬라이드에 고정되어야 하지만, 반드시 슬롯 가이드를 사용해야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 대안적인 구체예에서는 그리핑 조가 복원력에 저항하여 그리핑 조 슬라이드로 움직이고, 그리고 상기 그리핑 조 슬라이드가 원위치로 돌아갈 때, 복원력이 상기 그리핑 조를 원위치로 이동시킨다.

도 7a 내지 도 7e는 그리퍼 결합 수단/부착물 결합 수단의 조합의 구성에 있어서 다양한 선택을 도식적으로 도시한다. 도 7a에서, 상기 결합 수단은 선(line)(124")을 통해 제어 장치(도시되지 않음)에 연결된 드라이브(124')에 결합된 수직으로 이동 가능한 돌출부(124)로서 설계된다. 상응하는 부착물 결합 수단은 운반 부착물(70a)에 있는 단순한 리세스(122)로서 설계된다. 상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단 사이의 상호 작용을 해제하기 위하여, 상기 돌출부(124)는 드라이브(124')를 통해 아래로 이동한다. 상호 작용을 복원하기 위하여, 상기 돌출부는 위로 이동한다.

도 7b에 도시된 변형에서, 상기 그리퍼 결합 수단 또한 이동 가능한 돌출부(134)로서 설계되었지만, 이는 스프링(134')에 의해 부착물(70a)이 그리핑 조(20a)에 고정된 상호 작용 위치로 이동된다. 상기 돌출부(134) 상응하는 표면 윤곽(contour)을 선택하는 것으로, 상기 돌출부는 상응하는 힘이 가해졌을 때, 스프링(134')을 밀어 아래로 이동하도록 설계된다. 물론 이 힘은 상기 부착물이 상기 그리핑 조로부터 오직 의도적으로 분리되도록 선택되어야 한다.

도 7c에 도시된 변형에서, 상기 그리퍼 결합 수단은 척 수단(144)으로서 설계되고, 상기 부착물 결합 수단은 단순히 운반 부착물의 위아래에 의해 제공된다. 상기 척 수단(144)이 열리면서, 운반 부착물의 위아래에 프리로드되어(preloaded) 상기 운반 부착물이 그리핑 조에 고정된다. 대안적으로, 상기 척 수단이 상기 운반 부착물의 구멍에 맞물리는 것도 가능하다. 상기 척 수단(144)은 상응하는 드라이브(144')에 의해 작동되고, 이는 선(144")을 통해 제어 장치(도시되지 않음)에 연결된다.

도 7d에 도시된 대안에서, 상기 그리퍼 결합 수단은 그리핑 수단(154)으로서 설계되고, 이는 운반 부착물과 그리핑 조 사이에 상호 작용을 생성하기 위한 돌출부 또는 앵커(152)로서 설계된 부착물 결합 수단 주위에 맞물린다. 상기 그리핑 수단은 그 자체가 선(154")을 통해 제어 장치(도시되지 않음)에 연결된 드라이브(154')를 통해 이동 가능하다.

도 7e에 도시된 변형에서, 운반 부착물과 그리핑 조 사이의 상호 작용은 전자석(164)(선(164")과 함께)으로 설계된 그리퍼 결합 수단 및 적어도 부분적으로 강자성인 카운터 수단으로서 설계된 부착물 결합 수단을 통해 제공된다.

도 8은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 구체예의 플로 차트를 도시한다. 100 단계에서, 예를 들어, 작은 개별 물품이 분배되어야 할 때(작은 개별 물품이 제공된 곳(예를 들어 보관 벨트)으로부터 보관면으로 이동되어야 할 때에도 동일하게 적용될 수 있음), 작은 개별 물품을 이동시키기에 가장 적합한 운반 시스템의 운반 부착물(들)의 유형을 결정하기 위해 운반될 작은 개별 물품의 일려진 특징이 분석된다. 이를 알면, 110 단계에서는 적합한 목표 운반 부착물이 그리퍼의 적어도 하나의 그리핑 조에 고정되었는지 확인된다. 고정되어 있을 경우, 200 단계에서는 작은 개별 물품이 보관면으로부터 그리퍼의 드롭 테이블의 보관면으로 이동된다. 그러나 적합한 운반 부착물이 고정되어 있지 않을 경우, 300 단계에서는 그리핑 조에 현재 고정되어 있는 적어도 하나의 실제 운반 부착물이 보관 장치의 보관층에 놓이고, 그리고 다음 단계인 310 단계에서 작은 개별 물품을 이동시키기에 적합한 적어도 하나의 목표 운반 부착물이 그리핑 조에 고정된다. 이를 위해, 상기 그리퍼는 적합한 운반 부착물(들)이 있는 곳으로 이동되고 그리고 결합 수단 사이의 상호 작용이 체결되어 운반 부착물이 그리핑 조에 고정된다. 그런 다음, 320 단계에서는 작은 개별 물품이 특정한 보관면으로부터 그리퍼의 드롭 테이블로 이동된다.

Claims (10)

1. 다른 모양 및/또는 표면 특성의 작은 개별 물품(small piece goods)을 보관 및 분배하기 위한 수평 보관면(5)을 갖는 피킹 장치(picking device)의 운반 시스템(200)을 위한 그리퍼(gripper)(1)로서:
   제1 수평 방향(X 방향) 및 상기 제1 수평 방향에 대해 직각인 제2 수평 방향(Y 방향)으로 연장되고, 적어도 하나의 보관 및 분배 단면(storage and dispensing end face)(14)을 갖는 드롭 테이블(drop table)(10),
   상기 드롭 테이블(10) 위에 배치되고 그리고 X 방향으로 연장되며 그리핑 조 가이드 장치(gripping jaw guide arrangement)(30)에 고정된 두 개의 긴 그리핑 조(gripping jaws)(20a, 20b), 및
   부착물 결합 수단(attachment coupling means)(72a, 72b)을 갖는 적어도 하나의 운반 부착물(transport attachment)(70a, 70b)
   을 포함하고,
   적어도 하나의 그리핑 조는 Y 방향으로 이동 가능하고 그리고 적어도 하나의 그리핑 조는 상기 그리핑 조 가이드 장치의 반대편에 있는 그의 말단부(23a, 23b)에 그리퍼 결합 수단(gripper coupling means)(24a, 24b)을 갖고, 그리고
   상기 그리퍼 결합 수단 및 부착물 결합 수단이 그리핑 조의 말단부에 운반 부착물이 해제 가능하게 고정되도록 서로 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 그리퍼(1).
   
2. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 결합 수단은 인입식(retractable)이며 연장 가능한 돌출부(124)로서 설계되고, 상기 부착물 결합 수단은 운반 부착물(70a)에 있는 상응하는 리세스(recess)(122)로서 설계된 것을 특징으로 하는 그리퍼(1).
   
3. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 결합 수단은 이동 가능한 돌출부(134)로서 설계되고, 그리고 반대 힘(counterforce)의 작용 없이 리세스(132)로서 설계된 운반 부착물(70a)의 부착물 결합 수단에 맞물리도록 기계적으로 프리로드되는(mechanically preloaded) 것을 특징으로 하는 그리퍼(1).
   
4. 제2항에 있어서, 인입식이며 연장 가능한 돌출부(124)가 상기 그리퍼에 배치된 드라이브(drive)(124')에 의해 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 그리퍼(1).
   
5. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 결합 수단은 전자석(164)으로서 설계되고, 상기 부착물 결합 수단은 적어도 부분적으로 강자성인 카운터 수단(counter-means)(162)으로서 설계된 것을 특징으로 하는 그리퍼(1).
   
6. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 결합 수단은 척 수단(chuck means)(114)으로서 설계되고, 상기 부착물 결합 수단은 상기 척 수단을 위한 상응하는 수용 개구부(receiving opening)(142)로서 설계된 것을 특징으로 하는 그리퍼(1).
   
7. 제1항에 있어서, 상기 그리퍼 결합 수단은 클램핑 수단(clamping means)(154)으로서 설계되고, 상기 부착물 결합 수단은 상기 클램핑 수단을 위한 상응하는 앵커(anchor)(152)로서 설계된 것을 특징으로 하는 그리퍼(1).
   
8. 다른 모양 또는 표면 특성의 작은 개별 물품을 보관 및 분배하기 위한 피킹 장치를 위한 운반 시스템(200)으로서:
   제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 따른 그리퍼(1),
   복수의 운반 부착물(70a, 70b; 80a, 80b; 90a, 90b; 100a, 100b)을 위한 보관 장치, 및
   다른 접촉면(71a; 101a)을 갖는 복수의 운반 부착물(70a, 70b; 80a, 80b; 90a, 90b; 100a, 100b)
   을 포함하고,
   상기 보관 장치는 운반 부착물을 위한 복수의 보관층(111)을 갖는 것을 특징으로 하는 운반 시스템(200).
   
9. 제8항에 있어서, 상기 보관 장치가 상기 그리퍼 결합 수단 및 상기 부착물 결합 수단 사이의 상호 작용(112)을 해제시키기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 운반 시스템(200).
   
10. 제8항 또는 제9항에 따른 운반 시스템(200)을 조작하기 위한 방법으로서,
    운반 시스템의 어느 유형의 운반 부착물(들)이 작은 개별 물품을 이동시키는 데에 가장 적합한지 결정하기 위해 운반될 작은 개별 물품의 특징이 분석되고,
    그러한 목표(target) 운반 부착물이 그리퍼의 적어도 하나의 그리핑 조(20a, 20b)에 고정되었는지 확인되고,
    그리고 그렇지 않을 경우,
    그리핑 조(20a, 20b)에 현재 고정된 적어도 하나의 실제 운반 부착물이 보관 장치(110)의 보관층(111)에 놓이고, 그리고
    작은 개별 물품을 이동시키는 데에 적합한 적어도 하나의 목표 운반 부착물이 그리핑 조에 고정되는 것을 특징으로 하는 운반 시스템(200)의 조작 방법.