KR20230149806A - 물품 피킹 및 플레이싱 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 제공하며, 상기 시스템은
- 제1 물품 피킹 툴링 및 제2 물품 피킹 툴링, 그리고 물품 인피드 운송 유닛과 물품 출력 운송 유닛 사이에 구성되는 중간 운송 유닛;
- (ⅰ) 상기 중간 수송 유닛으로의 이송을 위해, 상기 제1 물품 피킹 툴링이 상기 인피드 수송 유닛으로부터 물품의 제1 구성을 피킹하고 및/또는 형성하고, 이에 의해 상기 중간 운송 유닛 상에 중간 구성을 형성하도록, (ⅱ) 상기 출력 운송 유닛으로의 이송을 위해, 상기 제2 피킹 툴링이 상기 중간 운송 유닛으로부터 물품의 제2 구성을 피킹하도록, 상기 제1 및 제2 물품 피킹 툴링을 동기화하기 위한 제어 유닛을 포함하며,
상기 제2 및 중간 물품 구성은 서로에 대해 상이하고, 그리고 상기 제1 물품 구성과 각각 상이하다.

Description

물품 피킹 및 플레이싱 시스템

본 발명은 일반적으로 물품 피킹 및 플레이싱 시스템(picking and placing system)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 시스템은 포장 시스템일 수 있다. 특히, 물품은 음료수 용기일 수 있다.

액상 식품(liquid food), 가정 필수품, 개인 위생용품, 음료수 용기, 등과 같은 물품 또는 품목은, 일반적으로 추가 배포를 위해 3차 포장으로 포장되기 전에, 다양한 크기 및 포맷의 2차 포장으로 다양한 수량으로 그룹화된다.

일반적으로, 하나 또는 그 이상의 물품을 이른바 2차 패키지로 포장하는 것은, 하나 또는 이상의 인피드(infeed)로부터 이러한 물품의 공급을 수용하는 단계, 패키지에서 이들을 픽업하여 낙하하고, 그 후 패키지를 폐쇄하는 단계를 포함하는 여러 단계를 포함하며, 이는 통상적으로 특허 DE1922739A1호에 개시된 바와 같은 툴링에 의해 이루어지고 있으며, 상기 특허는 많은 이동 파지기 세트를 포함하고, 그리고 상기 파지기 세트 각각이 음료수 용기를 상자 또는 박스에 공급하기 위한 다수의 파지 헤드를 갖는 메커니즘을 개시하고 있다.

특히, 음료수 용기와 관련하여, 통상적인 왕복동 피크 앤 플레이스(pick and place) 시스템은, 라인 압력이 제거된 피킹될 용기 세트와 함께 레인(lane) 내로 라우팅된 용기를 수집한다. 이러한 솔루션은 용량이 제한되어 있으며, 그리고 피킹 전에 인피드 제품 레인 정렬(laning) 및 대조(collation)가 필요하고, 그 기능 및 공급 운반은 전형적으로 많은 포장 홀 공간(packaging hall real estate)을 차지한다.

또한, 본 솔루션은 용기 배향을 효율적으로 그리고 정확하게 실행할 가능성이 없어도, 제한된 범위의 포장 구성[로우 앤 컬럼(low and column)]만 포장할 수 있고, 제한된 범위의 용기[타입, 크기(직경 및 높이), 형상, 및 중량]만 취급할 수 있다.

또한, 통상적으로 설계된 본 포장 시스템은, 제한된 범위(타입, 크기, 형상, 중량)의 물품 및 제한된 범위의 포장 포맷(로우 수, 컬럼 수, 정렬된 또는 중첩된 패턴)으로만 포장하도록 구속된다. 상이한 제품/포장 구성으로의 전환에 따라, 현재 기계 실행의 변환에는 전형적으로 많은 수동 조정과 그리고 변경 부품의 광범위한 사용을 포함한다. 결과적으로, 전환 기간이 길어지는 경향이 있고, 노동력이 요구되며, 그리고 각각의 전환 후 생산성이 증가하여, 이 모두가 공장 생산성에 영향을 끼친다.

이런 문제를 해결하기 위한 시도로서, 용기 구성을 차별화하고 전환 기간의 축소와 관련하여, 더 많은 유연성을 가능하게 하는 시스템이 개발되었다. 예를 들어, US 20110036684A1호는 포장 기계(22, 24)로 전달되기 전에, 미리 구성될 물품, 특히 음료수 용기를 목표로 하는 물품 구성 시스템을 제안하고 있다. 전형적으로 2개의 레인을 갖는 인피드 컨베이어에 의해 공급되는 음료수 용기는, 회전 이송 시스템에 의해, 상기 인피드 레인에 대해 각도를 이루어 배치된 출력 컨베이어로, 사전-정의된 번들로 이송된다. 제2 단계에 있어서, 출력 컨베이어 상의 추가 로봇은 추가 포장을 위해 상기 번들의 구성을 조정하기 위한 재구성 단계를 적용한다.

포장 기계에 앞서 기재되는 전술한 바와 같은 용기 재구성 시스템은, 다소 복잡하며, 그리고 큰 공간을 차지한다는 점이 명백하다.

또한, 이러한 재구성 기계가 전환 없이 상이한 용기 구성을 전달할 수 있더라도, 각각의 상이한 구성을 포장하기 위해서는, 여전히 다수의 포장 기계가 필요하다.

위에 주어진 바와 같이, 본 발명의 특정 목적은, 물품 인피드에서의 물품 피킹부터 출력부 상으로의 물품 전달까지의 전체적인 프로세스가 제한된 물품 처리 단계수로, 감소된 풋프린트로, 그리고 충분한 용량으로, 매우 효율적이고 유연한 방식으로 수행되는, 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 인피드에서 물품 사전-피칭이 요구되지 않는 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 제공하는 것이다.

추가의 목적은 가능한 한 개별 물품 취급에 영향을 끼치지 않는 것에 초점을 맞춘 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 포장 시 물품 인피드부터 물품 플레이싱까지 제한된 물품 처리 단계수로, 감소된 풋프린트로, 그리고 충분한 용량으로, 매우 효율적이고 유연하게, 바람직하게는 프로그램 가능한 물품 피킹 및 플레이싱을 가능하게 하는 포장 기계를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은, 변경 부품 없이 그리고 제한된(최소화된) 음료수 용기 처리 단계수로, 예외적인 범위의 포장 포맷을 위해, 산업 제조 능력으로, 광범위한 1차 용기 타입 및 크기에 걸쳐, 인피드 레인에서의 피킹, 배향, 포맷팅, 피칭으로부터 2차 포장 내로의 또는 2차 포장 상으로의 플레이싱에 이르기까지의 전체적인 포장 프로세스가 보다 콤팩트하고, 효율적이고, 유연하며, 바람직하게는 프로그램 가능한 방식으로 수행되는, 포장 기계 1차 제품 피킹, 포맷팅, 및 포장 로딩 모듈을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 압력이 없는 개별 용기 취급 기능을 구비하고, 따라서 용기 간 그리고 용기 취급 시스템으로의 영향을 피하는, 포장 기계를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 매우 효율적이고 유연한 방식으로 광범위한 포장 구성을 지원하는 포장 기계를 제공하는 것이다.

일반적으로, 본 발명의 목적은 제한된 물품 처리 단계수로, 감소된 풋프린트로, 그리고 충분한 용량으로, 보다 효율적이고 보다 유연하며, 바람직하게는 프로그램 가능한 피킹, 배향, 포맷팅, 및 플레이싱을 가능하게 하는 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 제1 양태에서는, 물품 피킹 및 플레이싱 시스템이 제공되며, 상기 시스템은:

- 제1 물품 피킹 툴링 및 제2 물품 피킹 툴링, 그리고 물품 인피드 운송 유닛과 물품 출력 운송 유닛 사이에 구성되는 중간 운송 유닛;

- (ⅰ) 상기 중간 수송 유닛으로의 이송을 위해, 상기 제1 물품 피킹 툴링이 상기 인피드 수송 유닛으로부터 물품의 제1 구성을 피킹하고 및/또는 형성하고, 이에 의해 상기 중간 운송 유닛 상에 중간 구성을 형성하도록, (ⅱ) 상기 출력 운송 유닛으로의 이송을 위해, 상기 제2 피킹 툴링이 상기 중간 운송 유닛으로부터 물품의 제2 구성을 피킹하도록, 상기 제1 및 제2 물품 피킹 툴링을 동기화하기 위한 제어 유닛을 포함하며,

상기 제2 및 중간 물품 구성은 서로에 대해 상이하고, 그리고 상기 제1 물품 구성과 각각 상이하다.

실시예에 있어서, 인피드 운송 유닛은 제1 물품 피킹 툴링에 의해 피킹될 준비가 된 상기 제1 구성을 제공하지 않지만, 그러나 많은 물품을 특정 구성으로, 로우로, 또는 랜덤으로, 또는 심지어 상이한 타입의 물품의 혼합을 제공하며, 이로부터 제1 물품 피킹 툴링은 중간 운송 유닛으로 이송하기 위한 제1 구성을 피킹하고 형성한다.

유리하게는, 피킹된 물품을 이송할 동안, 제1 물품 피킹 툴링은 피킹 물품을 배향하고, 균일하게 피칭하고, 대조하고, 그룹화하고, 그룹 피칭할 수 있으며, 이에 의해 중간 구성을 구축하기 위해 중간 이송 컨베이어 유닛 상으로의 전달 전에, 제1 구성(들)을 형성할 수 있다.

본 발명의 맥락에서, 물품은 식품 또는 비식품 물품일 수 있다. 특정한 경우에, 물품은 액체 용기이고, 보다 구체적으로 병, 캔(can), 단지(jar), 등과 같은 음료수 용기이다.

본 발명에 따른 추가의 양태에 있어서, 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 바와 같은 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 포함하는 포장 기계가 제공된다.

본 발명에 따른 또 다른 양태에서는, 물품 피킹 및 플레이싱 방법이 제공되며, 상기 방법은:

- 물품 인피드 운송 유닛과 물품 출력 운송 유닛 사이에 구성되는 중간 운송 유닛을 제공하는 단계;

- 인피드 운송 유닛으로부터 물품의 제1 구성을 피킹하고 및/또는 형성하여 이를 중간 운송 유닛으로 이송하고, 이에 의해 상기 중간 운송 유닛 상에 중간 구성을 형성하는 단계,

- 상기 중간 운송 유닛으로부터 물품의 제2 구성을 피킹하고, 이를 출력 운송 유닛으로 이송하는 단계를 포함하며,

상기 제2 및 중간 물품 구성은 서로에 대해 상이하고, 그리고 제1 물품 구성과 각각 상이하다.

도 1 및 도 2는 모두 본 발명에 따른 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 나타내는 개략도를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 물품 피킹 및 플레이싱 시스템에 의해 얻어질 수 있는 많은 상이한 제2 물품 구성을 도시하고 있다.
도 4a, 4b 및 5는 본 발명에 따라, 물품 피킹 및 플레이싱 시스템에서 사용될 수 있는 상이한 물품 피킹 툴을 도시하고 있다.

이하의 실시예에 기재된 바와 같은 특정의 구조적 및 기능적 세부사항은 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 청구범위에 대한 근거로서 그리고 본 기술분야의 숙련자가 본 발명을 사실상 임의의 적절히 상세한 구조로 다양하게 사용하도록 교시하기 위한 대표적인 근거로서만 해석되어야 한다. 각각의 특정한 부분은 유사한 목적을 달성하기 위해 유사한 방식으로 작동하는 모든 기술적 등가물을 포함한다는 것을 인식해야 한다.

본 발명에 따른 제1 양태에서는, 도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 바와 같은 물품 피킹 및 플레이싱 시스템이 제공되며, 상기 시스템은:

- 제1 물품 피킹 툴링(1) 및 제2 물품 피킹 툴링(2), 그리고 물품 인피드 운송 유닛(7)과 물품 출력 운송 유닛(8) 사이에 구성되는 중간 운송 유닛(3);

- (ⅰ) 제1 물품 피킹 툴링이 중간 운송 유닛(3)으로의 이송을 위해 인피드 운송 유닛(7)으로부터 물품의 제1 구성(4)을 피킹하고 및/또는 형성하고, 이에 의해 상기 중간 운송 유닛(3) 상에 중간 구성(5)을 형성하도록, 그리고 (ⅱ) 제2 피킹 툴링(2)이 출력 운송 유닛으로의 이송을 위해 상기 중간 운송으로부터 물품의 제2 구성(6)을 피킹하도록, 상기 제1 및 제2 물품 피킹 툴링을 동기화하기 위한 제어 유닛(도시되지 않음)을 포함하며, 상기 제2 및 중간 물품 구성(6, 5)은 서로에 대해 상이하고 그리고 상기 제1 물품 구성(4)과 각각 상이하다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 제1 물품 피킹 툴링은 랜덤으로 피칭된 그리고 배향된 인피드 물품의 로우(row)로부터 물품의 로우 수량을 동적으로 동기화하여 피킹하고, 그리고 중간 운송 유닛으로 이송할 동안, 중간 운송 유닛(3)으로의 이송을 위해 물품의 제1 구성(4)을 형성하기 위해 피킹된 물품의 로우를 균일하게 피칭하고, 배향하고(선택적), 그룹화하고, 그리고 그룹화 피칭하며, 이에 의해 상기 중간 운송 유닛(3) 상에 중간 구성(5)을 형성한다. 제2 피킹 툴링(2)은 출력 운송 유닛으로의 이송 및 동기화된 동적 전달을 위해, 상기 중간 운송 유닛으로부터 물품의 제2 구성(6)을 동적으로 피킹하며, 여기서 제2 및 중간 물품 구성(6, 5)은 서로에 대해 상이하며, 그리고 제1 물품 구성(4)과 각각 상이하다.

실시예에 있어서, 인피드 운송 유닛 및/또는 중간 운송 유닛 및/또는 출력 운송 유닛은, 물품의 피킹 앤 플레이싱 동안 이동 중이며, 즉 수송 중이다.

제1 단계에서, 피킹 앤 플레이싱 시스템은 인피드 운송 유닛(7)으로부터 물품의 제1 구성(4)을 피킹하고, 이를 중간 운송 유닛(3)에 전달하여, 중간 물품 구성(5)을 형성한다. 상기 피킹(9)은 물품(11)의 하나 또는 이상의 레인(10)으로부터의 피킹을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 레인(10)에 있는 물품은, 균일하게 피칭되거나 또는 랜덤으로 도착할 수 있다. 물품의 중간 구성(5)은 구성의 크기, 및/또는 그 표면적 형상, 및/또는 중간 물품 구성 내의 물품들 사이의 피치가 제1 구성(4)과 상이하다는 점에서, 제1 구성(4)과는 상이하다. 제2 단계에서 피킹 앤 플레이싱 시스템은 중간 운송 유닛(3)으로부터 제2 물품 구성(6)을 피킹하여, 이를 출력 운송 유닛(8) 상으로 전달한다. 이런 제2 물품 구성(6)은 중간 구성(5)의 일부이며, 그리고 크기 및/또는 표면적 형상 및/또는 개별 물품들 사이의 피치가 제1 구성(4)과는 상이하다.

본 발명의 실시예에 있어서, 물품(11)의 중간 구성(5)은 다수의 제1 물품 구성(4)으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 제1물품 피킹 툴링(1)은, 인피드 운송 유닛(7)으로부터 물품(11)의 제1 구성(4)을 연속적으로 피킹하고 형성하면서, 결과적으로 후속의 여러 제1 구성(4)을 연속적으로 구축하는 중간 운송 유닛(3) 상에 중간 구성(5)을 형성한다.

본 발명의 특정 실시예에 있어서, 연속적인 피킹 작동으로부터의 제1 구성은 구축될 중간 구성의 타입에 따라 순차적으로, 예를 들어 6x2 - 4x2 - 6x2 - 4x2 로 변할 수 있다.

실시예에 있어서, 제1 물품 피킹 툴은, 제1 물품 구성(4)을 형성하고, 이를 중간의 운송 유닛(3) 상에 인접하도록 전달하고, 이에 의해 제2 물품 피킹 툴(2)의 방향으로 상기 중간 운송 유닛에 의해 전방으로 공급되는 중간 구성(5)을 형성하도록, 2개 또는 그 이상의 피킹된 평행한 로우(10)를 함께 피칭할 수 있다. 이들 중간 구성은 기계 방향을 가로질러 및/또는, 예를 들어 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 컬럼형으로 제2 피킹 툴의 방향으로 연장될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 물품의 제2 구성은 제1 물품 구성의 일부로 구성될 수 있다. 이 경우에, 제2 물품 피킹 툴링은, 하나의 제1 물품 구성의 일부로 구성되는 중간 구성으로부터 물품의 구성을 피킹한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 물품의 제2 구성은 적어도 2개의 연속적인 제1 물품 구성의 적어도 일부로 구성될 수 있다. 이 경우에, 제2 물품 피킹 툴링은 적어도 2개의 연속적인 제1 물품 구성의 적어도 일부로 구성된 중간 구성으로부터 물품의 구성을 피킹한다.

본 발명의 시스템에 있어서, 제1 및/또는 제2 물품 피킹 툴링은 하나 또는 그 이상의 다수의 개별적인 파지 헤드를 포함할 수 있으며, 상기 다수의 파지 헤드의 각각은 위치 및 모션 제어된다. 이러한 위치 및 모션 제어는, 인피드 이송 유닛(7) 상의 또는 중간 이송 유닛(3) 상의 다양한 피치를 매칭시키고 그리고 심지어 피킹될 물품 구성이 가변 피치 및/또는 가변 페이스를 갖는 경우에도 정확하게 피킹하는 것을 허용한다. 또한, 상기 다수의 파지 헤드 각각의 위치 및 모션 제어는 여러 개의 및/또는 연속적인 피킹 사이클들 사이에서 인피드 운송 유닛(7) 상에서 또는 중간 운송 유닛(3) 상에서 다양한 피치를 나타내는 물품을 추가로 피킹할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 개별적인 파지 헤드는 각각의 개별 인피드 물품의 위치 및 페이스와 매칭하도록 위치 및 모션 제어될 수 있다. 개별적인 위치 및 모션 제어는, 인피드 운송에서의 물품 구성이 가변적이거나 또는 균일하지 않은 경우에, 또는 심지어 물품 인피드가 랜덤인 경우라도, 시스템이 개별 물품을 정확하게 피킹하는 것을 허용한다. 인피드에서 개별 물품의 현재의 그리고 정확한 위치를 스캐닝하기 위해, 시스템은 물품을 동적으로 스캐닝하고 그리고 각각의 인피드 컨베이어 상에서 각각의 물품 위치 및 방향을 결정하기 위해, 임의의 타입의 전자 이미징 시스템 및/또는 위치 감지 시스템을 포함할 수 있다.

파지 헤드가 개별적으로 위치 및 모션 제어되는 것을 허용하기 위해, 파지 헤드는 물품 피킹 툴링 상의 하나 또는 그 이상의 지지 레일 상의 독립적인 모션-제어되는 무버(mover) 상에 장착될 수 있다. 이들 지지 레일은, 파지 헤드의 수직 이동이 인피드 운송 유닛으로부터 물품의 구성을 픽업할 수 있도록 하기 위해, 수직 이동 메커니즘을 포함하는 프레임 상에 장착될 수 있다.

수직 이동 메커니즘을 갖는 이러한 프레임은, 파지 헤드의 3축선 이동을 가능하게 하는 갠트리 시스템의 일부일 수 있다. 이는 전형적으로 하나 또는 그 이상의 지지 레일을, Z 방향으로(수직 방향, 즉 위아래) 및 Y 방향으로(기계 방향을 가로질러 수평으로, 즉 각각의 운송 유닛들 사이에서 앞뒤로) 이동하는 갠트리 시스템에 의해 달성되는 반면에, 파지 헤드를 구비한 무버는 지지 레일(들) 상에서 X 방향으로(기계 방향으로 수평으로, 즉 수송 중인 물품을 따르는 방향으로) 이동한다. 유리하게는, 각각의 파지 헤드의 상기 3축선 이동은 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이 3축선 갠트리 시스템을 통해 실행될 수도 있으며, 여기서 상기 갠트리는 Z 및 Y 방향으로 지지 레일(13)의 이동뿐만 아니라, X 방향(Xi)으로 파지 헤드(14)를 포함하는 지지 레일의 전체적인 이동을 가능하게 하며, 따라서 상기 지지 레일 상에 요구되는 파지 헤드의 실제 이동(X2)을 감소시킨다. 이런 방식으로, 독립적인 무버 운송 메커니즘의 의무가 감소되고, 따라서 과부하 및 결함을 방지한다. 또한, 각각의 파지 헤드는 그 지지 레일 상에서 X 방향(X₂)으로 계속 이동할 수 있다. 전체적으로 지지 레일(들)의 X 방향으로의 이동은, 예를 들어 선형 스러스터 메커니즘(linear thruster mechanism)(15) 또는 벨트 드라이브 및 슬라이드 메커니즘(16) 또는 임의의 다른 모션 및 위치 제어 선형 축선 가이드 및 추진 장치에 의해 얻어질 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 프레임 상에 하나 또는 그 이상의 지지 레일(13)을 장착하는 것에 대한 대안으로는 이를 로봇 상에, 보다 구체적으로는 3D 산업용 로봇(17)(예를 들어, ABB, Kuka, Fanuc) 상에 장착하는 것이며, 그리고 이러한 로봇의 3축선 이동의 이점을 취하는 것이며, 즉 이는 파지 헤드를 포함한 지지 레일 전체의 3축선 이동(Z, Y, X₁)을 가능하게 하고, 따라서 지지 레일 상에 요구되는 파지 헤드의 실제 이동(X₂)을 감소시킨다. 이런 방식으로, 독립적인 무버 운송 메커니즘의 의무가 감소되고, 따라서 과부하 및 결함을 방지한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 적어도 제1 물품 피킹 툴링(1)은 평행하게 장착된 다수의 상기 지지 레일, 및 상기 지지 레일들 사이의 거리를 가변시키기 위한 지지 레일 이동 기구를 포함할 수 있다. 지지 레일들 사이의 거리를 변경함으로써, 지지 레일을 횡단하는 방향으로 개별적인 파지 헤드들 사이의 피치는, 인피드 운송 유닛(7)의 2개 또는 그 이상의 평행 레인들(10) 사이의 임의의 피치와 매칭되도록 그리고 피킹된 로우(12)를 재피칭하도록 변경된다.

본 발명에 따른 추가의 실시예에 있어서, 개별적인 파지 헤드는 인피드 운송 유닛(7)으로부터 중간 운송 유닛(3)으로, 또는 중간 운송 유닛으로부터 출력 운송 유닛(8)으로 이송할 동안, 개별 물품을 선택적으로 배향시키도록 및/또는 회전시키도록 구성될 수 있다. 각각의 파지 헤드는 그 길이방향 축선을 중심으로 파지 헤드의 제어된 회전 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어 심미안적인 이유로 배향이 요구될 수 있으며, 예를 들어 물품은 예를 들어 표면 인쇄물 또는 라벨을 정렬하기 위해 그 길이방향 축선을 중심으로 회전될 수 있다.

본 기술분야의 숙련자라면, 제1 및 제2 물품 피킹 툴은 갠트리 기반 시스템, 오버헤드 프레임 기반 시스템, 로봇 기반, 등과 같은, 사용된 피킹 타입에 따라, 각각의 인피드, 중간, 및 출력 운송 유닛에 대해 위치될 수 있음을 인식할 것이다.

본 발명의 물품 피킹 및 플레이싱 시스템의 제어는, 인피드 운송 유닛(7) 및/또는 중간 운송 유닛(3) 상의 물품의 구성에 따라, 파지기 헤드가 1차 파지기 헤드 구성을 달성하도록, 지지 레일의 이동 및 그 파지 헤드의 이동을 제어할 수 있다.

또한, 제어 시스템은, 특히 인피드 운송 유닛에서의 물품이 수송 중인 경우, 즉 피킹 작동이 진행될 동안 지속적으로 이동하는 경우, 제1 물품 피킹 툴링의 파지 헤드의 페이스 및 피치를, 기계 방향으로 인피드 운송 유닛에 존재하는 물품의 페이스 및 피치와, 그리고 전형적으로 기계 방향을 가로질러 기계 방향으로 중간 컨베이어 유닛 상의 물품의 페이스 및 피치와, 동기화하도록 할 수 있다.

제어 시스템은, 특히 출력 운송 유닛의 포장이 수송 중인 경우, 즉 물품 플레이싱(로딩) 작동이 이루어질 동안 지속적으로 이동하는 경우, 제2 물품 피킹 툴링의 파지 헤드의 페이스 및 피치를, 기계 방향으로 출력 운송 유닛의 페이스 및 피치와, 그리고 기계 방향을 가로질러 중간 컨베이어 유닛 상의 물품의 페이스 및 피치를 동기화하도록 할 수도 있으며, 이에 의해 출력 운송 유닛 상의 물품의 원하는 위치를 정확하게 얻을 수 있다.

작동 시, 피킹 헤드가 장착되는 무버는, 지지 레일을 따라 추진될 동안에도 물품의 피치와 매칭되도록 위치 및 모션 제어된다. 따라서 물품과 동일한 속도로 이동할 동안, 음료수 용기의 경우에는, 각각의 피킹 헤드가 피킹될 각각의 음료수 용기의 뚜껑 또는 클로저(closure) 위에 독립적으로 중심이 잡히며, 물품 피킹 툴링의 프레임 또는 로봇의 상하 운동에 의해, 물품은 인피드 운송 유닛으로부터 동적으로 피킹된다. 반전 동작은 출력 운송 유닛에서 발생한다.

본 발명의 맥락에서, 물품은 식품 또는 비식품 물품일 수 있다. 특정한 경우에, 물품은 액체 용기이고, 보다 구체적으로 병, 캔, 단지, 등과 같은 음료수 용기이다.

본 발명에 따른 추가의 양태에 있어서, 본 명세서 전반에 걸쳐 기재된 바와 같은 물품 피킹 및 플레이싱 시스템을 포함하는 포장 기계가 제공된다. 이러한 포장 기계는 인피드 레인으로부터 시작하여 포장 작동에 이르기까지 전체 포장 프로세스를 매우 효율적이고 유연한 방식으로, 제한된 프로세스 단계수로, 감소된 풋프린트로, 그리고 충분한 용량으로 수행될 수 있게 한다.

또한, 이러한 포장 기계는 광범위한 포장 구성, 예를 들어 1방향 내지 4방향(로우 수) 및 컬럼의 관점에서 2 내지 6(컬럼 수)의 스타일을 지원할 수 있으며, 바람직하게는 단일의 또는 이중의 또는 그 이상의 용기 층 조립(즉, 필요하다면 중간층이 그 사이에 삽입되거나 또는 예를 들어 캔이 함께 직접 중첩된다), 및 도 3에 도시된 바와 같이 중첩된 및/또는 로우 컬럼 정렬된 포장 포맷 패턴의 형성(예를 들어, 삼각형의 3팩 또는 오각형의 6팩 또는 평행사변형의 중첩된 8팩 등)이 수행될 수도 있다.

이러한 포장 기계의 바람직한 실시예에 있어서, 제어 시스템은 제2 물품 피킹 툴링(2)의 파지 헤드의 페이스 및 피치를, 출력 운송 유닛(8) 상에 존재하는 조립된 임의의 포장의 페이스 및 피치와 동기화할 수 있으며, 여기서 상기 출력 운송 유닛(8)은 출력 구성(6)에서 물품의 제2 피킹 툴링(2)에 의한 운송과 동시에 조립된 포장을 운송하므로; 출력 구성(6)의 물품은 수송 시, 즉 포장뿐만 아니라 물품도 연속적으로 이동할 동안, 출력 운송 유닛의 포장에 플레이싱된다.

본 발명에 따른 또 다른 양태에서는, 물품 피킹 및 플레이싱 방법이 제공되며, 상기 방법은:

- 물품 인피드 운송 유닛과 물품 출력 운송 유닛 사이에 구성되는 중간 운송 유닛을 제공하는 단계;

- 인피드 운송 유닛으로부터 물품의 제1 구성을 피킹하고 및/또는 형성하고, 그리고 이를 중간 운송 유닛으로 이송하고, 이에 의해 상기 중간 운송 유닛 상에 중간 구성을 형성하는 단계;

- 상기 중간 운송 유닛으로부터 물품의 제2 구성을 피킹하고, 그리고 이를 출력 운송 유닛으로 이송하는 단계를 포함하며,

상기 제2 및 중간 물품 구성은 서로에 대해 상이하며, 그리고 제1 물품 구성과 각각 상이하다.

일반적으로, 본 발명의 피킹 앤 플레이싱 방법은, 물품의 제2 구성으로 로딩될 동안, 하나 또는 그 이상의 인피드 운송 유닛으로부터 임의의 광범위한(즉, 타입, 크기, 형상, 중량이 상이한) 물품을 동적으로 피킹하고, 그리고 임의의 광범위한 물품 구성인(즉, 로우, 컬럼, 층, 패턴의 수가 상이한), 배향된 그리고 대조된 이들을 연속적으로 이동하는(따라서 수송 중으로 불리우는) 팩 운송 캐리어를 선택으로 지지하는 출력 운송 유닛 상으로 동적으로 전달하는, 2단계의 순차적인(즉, 연속적인) 동작을 포함한다.

단계(1)에서 수행되는 기능적 서브 단계는 다음과 같이 요약될 수 있다:

- 하나 또는 그 이상의 인피드 로우로 구성될 수 있는 인피드 유닛으로부터, 물품(11)의 제1 구성(4)을 동적으로 픽업하는 단계로서, 상기 인피드는 피칭된 및/또는 랜덤으로 배향된 물품을 랜덤으로 지지하며, 상기 피킹은 물품이 수송 중일 동안, 하나 또는 그 이상의 인피드 유닛으로부터 이루어지며;

- 피킹된 물품들 사이의 피치를 기계방향으로 배열하고, 그리고 이들을 인피드 유닛(7)으로부터 중간 운송 유닛(3)으로 이송하는 단계.

물품의 중간 구성(5)은 서브 단계의 이전의 개요를 반복함으로써; 상기 피킹된 제1 구성을 전방 공급 중간 컨베이어 상에 동적으로 전달함으로써 형성된다.

인피드 유닛(7)으로부터 중간 운송 장치(3)로 이송할 동안, 모든 수송 중에는 제1 피킹 툴링(1)에 의해 이하의 배열이 실행될 수 있다:

- 기계 방향으로(x 축선) 물품들 사이의 피치는 변경될 수 있고, 조정될 수 있고, 또는 적응될 수 있으며,

- 제1 구성은 중간 구성으로 (재)그룹화될 수 있고 및/또는 부분적으로 재피칭될 수 있으며, 및

- 물품은, 예를 들어 인피드 유닛으로의 입구에서 물품 이미징으로부터 결정되는 바와 같이, 예를 들어 표적 배향으로 배향될 수 있고 및/또는 회전될 수 있다.

중간 운송 유닛(3)은 넓고, 무광택인, 테이블 컨베이어일 수 있다.

단계 2에서 수행되는 기능적 서브 단계는 아래와 같이 개략적으로 설명될 수 있다:

- 전형적으로 중간 운송 유닛(3)으로부터 물품의 사전-그룹화된 그리고 피칭된 로우 중 원하는 로우 수인 제2 물품 구성(6)을 중간 운송 유닛(3)으로부터 동적으로 픽업하는 단계,

- 수송 중에, 출력 운송 유닛(8)으로의 동적 전달에 앞서, 중간 구성(5)의 제2 구성(6)으로의 사전 재피칭을 완료하는 단계,

- 예를 들어, 수송 중인 캐리어 상에, 제2 구성을 출력 운송 유닛 상에 동적으로 전달하는 단계.

본 기술분야의 숙련자라면, 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 물품 피킹 및 플레이싱 시스템이 위에서 개략적으로 기재한 모든 방법 서브 단계를 수행할 수 있음을 이해할 것이다.

또한, 일단 배향되었다면, 물품의 배향 제어를 상실하거나 또는 배향을 방해하지 않고서도, 위에서 개략적으로 기재한 모든 서브 단계를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 포장 기계는 이러한 방식으로 정렬되고 배향된 물품 세트에 의한 물품의 모자이크 배향 능력을 가지며, 각각의 배향된 물품이 더 큰 마케팅 그래픽의 일부를 구성하는 큰 실제 효과의 라벨링을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 포장 기계는, 물품에 대한 어떠한 손상도 없이, 예를 들어 음료수 용기 목부 포일(neck foil), 라벨링, 용기 표면 마감, 또는 다른 형태의 장식을 손상시킴 없이, 위에서 개략적으로 기재한 모든 서브 단계를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 포장 기계의 또 다른 이점은, 디바이스 및 드라이브와 함께, 그리고 더 높은 테더링되지 않은 비접촉식 무선 기술로, 전력 케이블링(power cabling), 제어 시스템 배선, 공압 및 진공 배관, 그리고 냉각 공급 및 복귀 하우징과 같은 규칙적인 테더링 연결을 유지하면서, 고용량 및 높은 유연성을 전달한다는 점이다.

Claims (16)

1. 제1 물품 피킹 툴링과 제2 물품 피킹 툴링, 및 물품 인피드 운송 유닛과 물품 출력 운송 유닛 사이에 구성되는 중간 운송 유닛; 및
   (ⅰ) 상기 중간 수송 유닛으로의 이송을 위해, 상기 제1 물품 피킹 툴링이 상기 인피드 수송 유닛으로부터 물품의 제1 구성을 피킹 및/또는 형성하고, 이에 의해 상기 중간 운송 유닛 상에 중간 구성을 형성하도록 하고,
   (ⅱ) 상기 출력 운송 유닛으로의 이송을 위해, 상기 제2 피킹 툴링이 상기 중간 운송 유닛으로부터 물품의 제2 구성을 피킹하도록, 상기 제1 및 제2 물품 피킹 툴링을 동기화하는 제어 유닛을 포함하며,
   상기 제2 및 중간 물품 구성은 서로에 대해 상이하고, 그리고 상기 제1 물품 구성과 각각 상이한, 물품 피킹 및 플레이싱 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   물품의 상기 중간 구성은 다수의 상기 제1 물품 구성들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   물품의 상기 제2 구성은 적어도 2개의 연속적인 제1 물품 구성의 적어도 일부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 및/또는 제2 물품 피킹 툴링은,
   하나 또는 다수의 개별적인 파지 헤드를 포함하고,
   다수의 파지 헤드 각각은 위치 및 모션 제어 가능한 것을 특징으로 하는 시스템.
5. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개별적인 파지 헤드의 각각은 위치 및 모션 제어 가능한 것을 특징으로 하는 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 파지 헤드는,
   상기 물품 피킹 툴링 상의 하나 또는 그 이상의 지지 레일 위에서 독립적으로 모션-제어 가능한 무버 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 시스템.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 하나 또는 그 이상의 지지 레일은,
   상기 파지 헤드의 수직 이동이 물품의 구성을 픽업할 수 있도록 하기 위해, 수직 이동 메커니즘을 포함하는 프레임 또는 로봇 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 적어도 제1 물품 피킹 툴링은,
   평행하게 장착된 다수의 상기 지지 레일, 및
   상기 지지 레일들 사이의 거리를 변경하기 위한 지지 레일 이동 메커니즘을 포함하는 시스템.
9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개별적인 파지 헤드는, 상기 이송 중, 개별 물품을 선택적으로 배향시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
10. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은,
    상기 파지기 헤드가 상기 인피드 운송 유닛 및/또는 상기 중간 운송 유닛 상의 상기 물품의 구성에 따라 파지기 헤드 구성을 달성하도록, 상기 지지 레일의 이동 및 그 파지기 헤드의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 시스템.
11. 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인피드 운송 유닛에 있는 상기 물품은,
    상기 제어 시스템이 상기 제1 물품 피킹 툴링의 파지 헤드의 속도(pace) 및 피치를 상기 인피드 운송 유닛에 있는 상기 물품의 속도(pace) 및 피치와 동기화시킬 수 있는 동안, 수송 중에 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
12. 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 상기 제2 물품 피킹 툴링의 파지 헤드의 속도 및 피치를, 상기 출력 운송 유닛의 속도 및 피치와 동기화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
13. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물품은 음료수 용기인 것을 특징으로 하는 시스템.
14. 전술한 항들 중 어느 한 항에 따른 시스템을 포함하는 포장 기계.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 출력 운송 유닛은 조립된 포장을 운송하고,
    상기 제어 시스템은,
    상기 조립된 포장이 이송되는 동안, 상기 제2 물품 픽킹 툴링의 파지 헤드의 속도 및 피치를, 상기 조립된 포장의 속도 및 피치와 동기화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 포장 기계.
16. 물품 인피드 운송 유닛과 물품 출력 운송 유닛 사이에 구성되는 중간 운송 유닛을 제공하는 단계;
    상기 인피드 운송 유닛으로부터 물품의 제1 구성을 피킹 및/또는 형성하고, 이를 상기 중간 운송 유닛으로 이송하여, 상기 중간 운송 유닛 상에 중간 구성을 형성하는 단계,
    상기 중간 운송 유닛으로부터 물품의 제2 구성을 피킹하고, 이를 상기 출력 운송 유닛에 이송하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 및 중간 물품 구성은 서로에 대해 상이하고, 상기 제1 물품 구성과 각각 상이한 것을 특징으로 하는 물품 피킹 및 플레이싱 방법.

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