KR101107137B1

KR101107137B1 - 이송 시스템

Info

Publication number: KR101107137B1
Application number: KR1020070094540A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 쿠마자와
Original assignee: 무라다기카이가부시끼가이샤
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2012-01-31
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: JP4292584B2; TW200823128A; CN101152921A; JP2008074613A; HK1114073A1; CN101152921B; TWI382950B; KR20080027726A

Abstract

(구성) 선반 받이(30)에 상하 2개의 마크(31, 32)를 형성하고, 슬라이드 포크(16)에 설치한 이미지 센서(36, 37)로 검출하여 슬라이드 포크(16)의 기울기를 검출한다. 슬라이드 포크(16)와 물품의 접촉면이 수평으로 되도록 승강대(2)를 틸트시킨다.

(효과) 물품의 이송을 단시간이며 공간 절약적으로, 또한 저충격으로 행할 수 있다.

이송 시스템

Description

이송 시스템{TRANSFER SYSTEM}

본 발명은, 스태커 크레인 혹은 천정 주행차, 유궤도 대차, 무인 반송차 등의 이송 장치와, 선반 등의 물품대를 조합시킨 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 이송 장치의 기울기를 보정하도록 한 시스템에 관한 것이다.

슬라이드 포크(slide fork) 등으로 물품을 이송할 때에, 슬라이드 포크가 자체 중량 및 물품으로부터의 하중에 의해 휘는 것이 알려져 있다. 그래서 특허문헌 1은 슬라이드 포크를 탑재한 승강대를 기울여서 슬라이드 포크의 휨을 보정하는 것을 제안하고 있다. 보정을 정확하게 행하기 위해서는 슬라이드 포크의 휨을 정확하게 검출 할 필요가 있다. 그러나 변형 게이지 등의 센서에서는, 슬라이드 포크의 전진/후퇴 및 진동에 의한 가속도가 오차로 되어 휨을 정확하게 검출하는 것은 어렵다.

[특허문헌 1] 일본 실용신안공개 평7-98l1

본 발명의 과제는, 고속이고 공간 절약적이며 또한 저충격으로 물품을 이송할 수 있게 하는 것에 있다. 또, 본 발명에서의 추가의 과제는, 이송 장치가 전진/후퇴를 완료하는 것을 기다리지 않고, 경사를 검출할 수 있도록 하는 것에 있다. 아울러 본 발명에서의 추가의 과제는, 보다 정확하게 이송 장치의 경사를 검출할 수 있도록 함과 아울러, 암의 승강 과정에서의 경사를 보정할 수 있도록 하는 것에 있다.

본 발명은, 전진/후퇴 가능한 암을 구비한 이송 장치와, 상기 이송 장치에 의해 물품이 수수(授受)되는 물품대를 구비한 이송 시스템에 있어서, 상기 물품대에, 물품대의 물품 적재면에 평행하고, 또 상기 이송 장치의 전진/후퇴 방향을 따라 연속선으로 이루어지는 마크를 설치하고, 상기 이송 장치의 암에 상기 마크의 높이를 검출하는 센서를 설치함과 아울러, 그 센서에서 검출한 높이를 기억하기 위한 기억수단을 설치하며, 또 상기 센서에서 검출한 마크의 높이와 기억수단에서 기억한 마크의 높이의 차로부터, 상기 이송 장치의 경사를 측정하는 경사 검출부를 설치함과 아울러, 이송장치의 경사를 해소하도록, 암의 전진/후퇴 중에, 이송 장치를 상기 암의 전진/후퇴 방향을 따라 틸트(경사)시키기 위한 틸트수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 마크는 상하 평행한 2개의 연속선으로 이루어지며, 상기 센서는 그 2개의 연속선의 평균 높이를 마크의 높이로서 구한다. 또한 바람직하게는, 상기 검출수단은 상기 암의 전진/후퇴 방향을 따라 간격을 두고 배치한 적어도 한쌍의 광학 센서로 이루어지고, 상기 기억수단은, 암의 전진/후퇴 방향 전방의 광학센서에서 검출한 마크의 높이를 기억함과 아울러, 암의 전진/후퇴 동작 중에는, 암의 전진/후퇴 방향 전방의 광학 센서에서 검출한 마크의 높이와 상기 기억한 높이와의 차를 해소하도록, 상기 틸트수단으로 이송 장치를 암의 전진/후퇴 방향을 따라서 틸트시키고, 이송 장치에 의한 암의 승강 중에는, 상기 한쌍의 광학 센서에서 검출한 마크의 높이의 차에 따라서, 상기 틸트수단으로 이송장치를 암의 전진/후퇴 방향을 따라 틸트시킨다.

(발명의 효과)

본 발명에서는 암을 물품대측으로 전진시켜서, 물품 적재면에 평행한 연속선으로 이루어지는 마크를 검출하고, 센서에서 검출한 마크의 높이를 기억함과 아울러, 기억한 마크의 높이와 그 센서에서 검출한 마크의 높이의 차를 해소하도록, 틸트수단으로 이송 장치를 틸트시킨다. 이 때문에, 암을 물품 적재면에 평행하게 이송할 수 있다. 암을 물품 적재면에 평행하게 하면 물품대와 암 사이에서 물품을 수수할 때의 충격이 작아진다. 또 암을 미속으로 승강시키는 스트로크를 짧게 할 수 있으므로 이송 시간을 단축할 수 있고, 물품대측의 스페이스를 절감할 수 있다. 이들에 의해 저충격, 고속, 또한 공간 절약적으로 이송할 수 있다.

본 발명에서는, 마크를 적어도 1개소에서 검출하면 그 높이를 기억하고, 이후는 마크의 높이 변화를 검출하여 암의 경사를 검출할 수 있다. 따라서 암이 정위치까지 진출하지 않아도 경사를 검출할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 암의 승강 중의 경사를 보정하기 위해서, 한쌍의 광학 센서에서 마크의 높이의 차에 따라서, 상기 틸트수단으로 이송 장치를 암의 전진/후퇴 방향을 따라 틸트시킨다. 마크의 높이의 차에 의한 경사의 검출에서는, 마크를 검출하는 위치의 간격이 넓을수록 검출 정밀도가 향상된다. 그래서 암의 전진/후퇴 방향을 따라 간격을 두고 검출수단을 배치하면, 더욱 정확하게 암의 경사를 검출할 수 있다.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 최적 실시예를 나타낸다.

[실시예]

도 1～도 8에, 스태커 크레인을 예로 실시예의 이송 시스템을 나타낸다. 각도면에 있어서 2는 승강대이며, 예를 들면 한쌍의 마스트(mast;4, 4)를 따라 승강하고, 그 하부에는 스태커 크레인의 도시하지 않은 대차가 있고, 도시하지 않은 주행 레일 상을 주행한다. 또 대차에는 주행 모터와, 승강대(2)의 승강 모터가 설치되어 있다. 승강대(2)는 예를 들면 좌우의 가이드 유닛(6, 6)과 리니어 모션 가이 드(LM 가이드)(7)에 의하여 마스트(4)를 따라 승강하고, 8은 승강대(2)의 상부 프레임이며, 가이드 유닛(6)에 대하여 핀(10, 12)에 의해 핀(10)을 요동 중심으로 해서 틸트(경사) 가능하게 부착되어 있다.

도 2에 틸트 기구(14)를 나타내면, 핀(12)은 가이드 유닛(6)에 부착되어 있고, 상부 프레임(8) 및 틸트 기구(14)에 형성한 긴 구멍(18)을 관통하여 너트(20)와 리니어 모션 가이드(24)에 고정되고, 너트(20)는 틸트 모터(22)에 의해 볼 나사(21)를 따라 좌우 이동한다. 또 26은 리니어 모션 가이드(24)를 가이드하기 위한 가이드 유닛이다. 틸트 모터(22)를 동작시키면 상부 프레임(8)과 틸트 기구(14)는 핀(12)에 대하여 좌우 이동하고, 핀(10)에 대하여 상부 프레임(8)은 좌우 이동할 수 없으므로, 승강대(2)가 핀(10)을 지점으로 해서 좌우 이동한다. 이 결과, 승강대(2)는 슬라이드 포크(16)의 전진/후퇴 방향을 따라 경사진다.

도 3, 도 4의 30은 선반 받이이며, 스태커 크레인이 주행하는 자동창고의 선반을 따라 설치되고, 선반 받이(30)의 지주 등은 도시를 생략한다. 선반 받이(30)의 길이 방향에 평행하게, 바꿔 말하면 선반 받이(30)의 물품 적재면에 평행하게 상하로 2개의 선형상의 마크(31, 32)가 형성되어 있다. 마크(31, 32)는 예를 들면 컬러 테이프 등의 광학적 마크이다. 슬라이드 포크(16)는 그 베이스 유닛이 승강대(2)에 고정되고, 미들 유닛(34)과 톱 유닛(35)을 구비하고, 선단의 톱 유닛(35)의 좌우 양단 부근에 이미지 센서(36, 37)를 구비하고 있다. 이미지 센서(36, 37)는 예를 들면 시야(sensing area) 방향이 상하 방향 1차원의 광학 센서이지만, 면형상의 시야를 가진 CCD 카메라 등이어도 좋다.

도 4에, 선반 받이(30)에 대한 톱 유닛의 기울기 검출을 나타내면, 40, 41은 도 3의 이미지 센서(36, 37)의 시야를 나타내고, 예를 들면 상하 2개의 마크(31, 32)를 인식할 수 있을 경우, 그 평균 높이에 대한 이미지 센서의 중심과의 거리(d1, d2)를 구한다. 또한 마크(31, 32)의 한쪽만을 검출할 수 있을 경우, 검출한 마크와 이미지 센서의 중심의 높이 거리를 구해도 좋다. 톱 유닛이 수평할 경우, 이미지 센서의 중심과 마크(31, 32)의 높이의 차(d1, d2)는 공통이다. d1, d2 사이의 차는 톱 유닛의 경사를 나타내고, 도 2의 틸트 기구(14)에 의해 승강대(2)를 경사시켜서 슬라이드 포크의 톱 유닛의 기울기를 0으로 보정한다.

도 5에 승강대 제어부(50)와 그 주변을 나타낸다. 51은 승강 모터이며, 승강대를 승강시키고, 52는 슬라이드 포크 구동 모터이며, 슬라이드 포크를 구동시킨다. 22는 상기 틸트 모터이다. 이미지 센서(36, 37)의 검출 신호는 기울기 검출부(54)에 입력되고, 도 4의 d1, d2의 차로부터 슬라이드 포크의 톱 유닛의 기울기를 검출한다. 또 거리(d1, d2)로부터 선반 받이와의 사이에서 물품의 수수(授受)를 행할 때까지의 잔류 승강 거리를 구할 수 있다. 이미지 센서(36, 37)를 사용한 기울기 검출에서는, 적어도 한쪽의 이미지 센서가 마크(31, 32)를 검출할 수 있게 될 때까지 기울기를 검출할 수 없다. 그래서 톱 유닛이 승강대 상에서 전진/후퇴를 개시하거나, 혹은 승강대 상으로 복귀할 때의 기울기 보정 패턴을 보정 패턴 기억부(56)에 기억한다. 보정 패턴 기억부(56)의 데이터는 슬라이드 포크의 전진/후퇴 위치와, 실제 하물 또는 빈 하물의 구별에 의한 승강대의 목표 틸트각이다. 이미지 센서가 마크(31, 32)를 검출하지 않는 영역에서는 보정 패턴 기억부(56)의 데이터 에 의해 승강대를 틸트시킨다.

도 6에 실시예에서의 이송 알고리즘을 나타낸다. 이미지 센서(36, 37)는 선반 받이(30) 내로 전진할 때까지는 슬라이드 포크의 경사를 검출할 수 없다. 빈 하물인 경우와 실제 하물인 경우에서 슬라이드 포크(16)의 전진/후퇴량에 대한 경사를 미리 측정해 두고, 보정 패턴을 기억한다. 슬라이드 포크(16)의 전진 개시시에는 보정 패턴 기억부(56)의 데이터에 따라 승강대(2)를 경사시켜 슬라이드 포크의 톱 유닛 상면을 수평으로 유지하면서 전진시킨다. 한쌍의 이미지 센서(36, 37) 중 적어도 한쪽의 센서가 마크(31) 혹은 마크(32)를 검출하면 마크의 높이를 기억한다. 톱 유닛의 상면이 수평할 경우, 슬라이드 포크를 전진시켜도 이 높이는 변화되지 않을 것이다. 그래서 기억값으로부터의 높이의 변화를 해소하도록 승강대를 틸트시켜서 슬라이드 포크 상면을 수평으로 유지한다. 좌우의 이미지 센서(36, 37)가 모두 마크(31, 32)를 검출하면, 톱 유닛 상면의 경사를 정확하게 측정할 수 있고 경사를 해소하도록 승강대를 틸트시킨다.

슬라이드 포크의 전진이 종료되면 이미지 센서(36, 37)에 의해 슬라이드 포크의 경사를 검출하고, 틸트 모터에 의해 승강대(2)를 틸트시켜서 기울기를 보정하면서 승강대를 저속 승강으로부터 미속 승강으로 바꾸고, 이 사이에 선반 받이(30)와의 사이에서 물품을 수수하고, 이어서 다시 승강대를 저속 승강시켜 이송을 완료한다. 이 사이에 슬라이드 포크에 가해지는 하중이 물품의 중량분만큼 변화되기 때문에 슬라이드 포크의 기울기도 변화되고, 이것을 보정하도록 승강대를 틸트시킨다. 물품의 수수가 완료되면 슬라이드 포크의 기울기를 보정하면서 후퇴시킨다.

도 7에 실시예와 종래예에서의 승강대의 속도 패턴을 나타내고, 여기에서는 승강대를 상승시키는 것으로 하지만, 하강시킬 경우도 같다. 승강대가 미속 상승하고 있는 사이에 물품의 수수가 행하여진다. 종래예에서는 슬라이드 포크가 휘어 있는 것 등에 의해 슬라이드 포크의 높이를 정확하게는 정의할 수 없다. 그래서 휨 등에 의한 슬라이드 포크 선단의 높이의 애매함을 예상하여, 미속 상승 구간을 크게 할 필요가 있다. 이것에 의해 이송 시간이 늘어나고, 또한 이송시의 슬라이드 포크의 승강 스트로크가 증가하여, 선반측에서의 물품의 수용 효율이 저하된다. 실시예에서는 슬라이드 포크 선단은 수평으로 유지되어, 물품의 저면과 슬라이드 포크의 상면이 최초부터 면접촉하므로 충격이 작고, 수수 후의 슬라이드 포크의 진동을 작게 할 수 있다.

도 8은 슬라이드 포크(16)를 상승시켜서 물품(17)을 적재할 때까지의 과정을 모식적으로 나타낸다. 실시예에서는 승강대(2)를 틸트시키지만, 여기에서는 승강대(2)에 대하여 독립적으로 높이를 조정할 수 있는 2개의 지지부를 사용하여, 슬라이드 포크(16) 전체를 경사시키고 있는 것처럼 나타낸다. 승강대측에서 휨 보정을 행하고, 슬라이드 포크를 수평으로 유지해서 물품(17)과 접촉시키므로, 슬라이드 포크는 물품과 면접촉한다. 또 슬라이드 포크로부터 선반 받이에 짐 부리기 할 경우, 물품은 처음부터 선반 받이와 면접촉한다. 이 때문에 물품의 수수에 따르는 충격을 작게 할 수 있다. 물품을 수수하면 슬라이드 포크에 가해지는 하중이 변화되어 휨이 생기지만, 이 휨을 해소하도록 승강대를 틸트시키므로 휨에 의한 진동을 작게 할 수 있다. 이들에 의해 적은 충격으로 물품의 수수를 행할 수 있고, 미속 승강 시간을 단축해서 단시간에 물품을 이송할 수 있으며, 또한 슬라이드 포크의 톱 유닛을 수평으로 유지한 채 전진/후퇴시키므로, 선반측의 수용 효율이 향상된다.

실시예에서는 이송 장치로서 스태커 크레인을 나타냈지만, 천정 주행차 혹은 유궤도 대차, 무인 반송차 등의 경우도 같다. 또 승강대와 슬라이드 포크 등을 조합시킨 지상 고정의 이송 시스템의 경우도, 마찬가지로 슬라이드 포크 등의 이송 장치의 틸트 기구를 설치해서 실시예를 적용할 수 있다. 실시예에서는 이송 장치로서 슬라이드 포크를 사용했지만, 스칼라 암 등이어도 좋다. 또한 좌우 한쌍의 이미지 센서 대신에 수평 방향 시야가 넓은 1대의 CCD 카메라이어도 좋지만, 경사의 검출 정밀도가 저하된다.

도 1은 실시예의 스태커 크레인의 승강대를 나타내는 도면,

도 2는 실시예의 승강대의 틸트 기구를 나타내는 도면,

도 3은 실시예에서 선반 받이에 형성한 상하의 마크와, 슬라이드 포크의 톱 유닛에 설치한 이미지 센서를 나타내는 도면,

도 4는 실시예에서의 슬라이드 포크의 기울기 검출 방법을 나타내는 도면,

도 5는 실시예에서의 승강대 제어부와 주변의 승강 모터, 슬라이드 포크 구동 모터, 틸트 모터, 및 기울기 검출부와 기울기 보정 패턴의 기억부를 나타는 블럭도,

도 6은 실시예의 이송 방법을 나타내는 플로우차트,

도 7은 실시예(상단)와 종래예(하단)의 승강대의 속도 패턴을 나타내는 도면,

도 8은 실시예에서의 슬라이드 포크와 물품의 접촉으로부터 선반 받이로부터의 물품의 리프트 업까지를 모식적으로 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

2 : 승강대 4 : 마스트

6 : 가이드 유닛 7 : 리니어 모션 가이드(LM 가이드)

8 : 상부 프레임 10, 12 : 핀

14 : 틸트 기구 16 : 슬라이드 포크

17 : 물품 18 : 긴 구멍

20 : 너트 21 : 볼나사

22 : 틸트 모터 24 : 리니어 모션 가이드

26 : 가이드 유닛 30 : 선반 받이

31, 32 : 마크 34 : 미들 유닛

35 : 톱 유닛 36, 37 : 이미지 센서

40, 41 시야 50 : 승강대 제어부

51 : 승강 모터 52 : 슬라이드 포크 구동 모터

54 : 기울기 검출부 56 : 보정 패턴 기억부

Claims

전진/후퇴 가능한 암을 구비한 이송 장치와, 상기 이송 장치에 의해 물품이 수수되는 물품대를 구비한 이송 시스템에 있어서,

상기 물품대에, 물품대의 물품 적재면에 평행하고, 또 상기 이송 장치의 전진/후퇴 방향을 따라 연속선으로 이루어지는 마크를 설치하고,

상기 이송 장치의 암에 상기 마크의 높이를 검출하는 센서를 설치함과 아울러, 그 센서에서 검출한 높이를 기억하기 위한 기억수단을 설치하며,

또 상기 센서에서 검출한 마크의 높이와 기억수단에서 기억한 마크의 높이의 차로부터, 상기 이송 장치의 경사를 측정하는 경사 검출부를 설치함과 아울러,

이송장치의 경사를 해소하도록, 암의 전진/후퇴 중에, 이송 장치를 상기 암의 전진/후퇴 방향을 따라 틸트시키기 위한 틸트수단을 설치한 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 마크는 상하 평행한 2개의 연속선으로 이루어지며, 상기 센서는 2개의 연속선의 평균 높이를 마크의 높이로서 구하는 것을 특징으로 하는 이송 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 센서는 상기 암의 전진/후퇴 방향을 따라 간격을 두고 배치한 적어도 한쌍의 광학 센서로 이루어지고,

상기 기억수단은, 암의 전진/후퇴 방향 전방의 광학센서에서 검출한 마크의 높이를 기억함과 아울러, 암의 전진/후퇴 동작 중에는, 암의 전진/후퇴 방향 전방의 광학 센서에서 검출한 마크의 높이와 상기 기억한 높이와의 차를 해소하도록, 상기 틸트수단으로 이송 장치를 암의 전진/후퇴 방향을 따라서 틸트시키고,

이송 장치에 의한 암의 승강 중에는, 상기 한쌍의 광학 센서에서 검출한 마크의 높이의 차에 따라서, 상기 틸트수단으로 이송장치를 암의 전진/후퇴 방향을 따라 틸트시키도록 한 것을 특징으로 하는 이송 시스템.