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KR102064485B1 - 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법 - Google Patents

자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법 Download PDF

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KR102064485B1
KR102064485B1 KR1020170181176A KR20170181176A KR102064485B1 KR 102064485 B1 KR102064485 B1 KR 102064485B1 KR 1020170181176 A KR1020170181176 A KR 1020170181176A KR 20170181176 A KR20170181176 A KR 20170181176A KR 102064485 B1 KR102064485 B1 KR 102064485B1
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Abstract

본 발명은 자동 반송 시스템에서 무인 이송 장치와 제조 설비 측이 무선 데이터 통신 장치를 이용하여 반송물을 운반하기 위한 데이터를 송수신함에 있어서, 무인 이송 장치가 정차된 상태에서 반송물 작업을 수행하기 전 또는 반송물 작업을 수행한 이후에는 무인 이송 장치가 이동하면서 제조 설비 측과 데이터를 송수신함으로써, 반송물에 대한 작업시간을 단축할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법은, 무인 이송 장치를 통해 각 제조 설비간에 캐리어를 이송시키는 자동 반송 시스템에서 상기 무인 이송 장치측에 설치된 마스터 통신 장치와 상기 제조 설비 측에 설치된 슬레이브 통신 장치간의 데이터 통신 방법에 있어서, 무인 이송 장치가 이동하여 제조 설비의 작업 위치에 정차하기 전까지 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치가 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하는 제1 단계와, 무인 이송 장치가 제조 설비의 작업 위치에 정차한 상태에서 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치가 캐리어에 대한 이적재 작업에 따른 작업 제어 정보를 RF 데이터로 변환하여 상호 송수신하는 제2 단계 및, 무인 이송 장치가 해당 제조 설비에서의 이적재 작업이 종료되면, 레일을 따라 이동을 시작함과 더불어, 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치가 작업 환경 해제를 위한 RF 통신을 수행하는 제3 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법 {Data Communicating Method for Work Time Reducing of Automated Material Handling System}
본 발명은 자동 반송 시스템에서 무인 이송 장치와 제조 설비 측이 무선 데이터 통신 장치를 이용하여 반송물을 운반하기 위한 데이터를 송수신함에 있어서, 무인 이송 장치가 정차된 상태에서 반송물 작업을 수행하기 전 또는 반송물 작업을 수행한 이후에는 무인 이송 장치가 이동하면서 제조 설비 측과 데이터를 송수신함으로써, 반송물에 대한 작업시간을 단축할 수 있도록 해 주는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자 또는 액정 표시 장치 등의 제조 공정에서는 자동 반송 시스템(Automated Material Handling System : AMHS)을 사용하여 제조 물품을 각 제조 공정의 제조 장치로 이송하여 해당 물품이 각 제조 장치의 공정에 따라 제조가 이루어지도록 하고 있다. 이러한 자동 반송 시스템은 반도체 기판 또는 액정 기판을 수납하고 있는 캐리어를 제조 공정 라인 상에 설치된 각 제조 설비로 이송하고, 해당 제조 설비에서 공정을 완료한 물품을 다시 수납하여 다음 공정의 제조 장치로 이송하기 위해 무인 이송 장치를 이용한다.
이러한 무인 이송 장치는 이동 방식에 따라 차륜에 의해서 자가 주행하는 AGV(Automated Guided Vehicle), 바닥면에 설치된 가이드 레일을 따라 주행하는 RGV(Rail Guided Vehicle), 천정면에 설치된 가이드 레일을 따라 주행하는 OHT(Overhead Hoist Transport)을 포함한다. 이러한 무인 이송 장치는 각각 자체의 차륜을 사용하거나, 바닥면에 설치된 가이드 레일 또는 천정면에 설치된 가이드 레일을 따라 해당 제조 설비로 이동한 후에 작동 암 또는 호이스트 및 핸드를 사용하여 해당 제조 설비에 캐리어를 반송/반입한다.
위와 같은 캐리어의 반송/반입은 제조 공정 라인 전체를 제어하는 메인 컨트롤러의 제어하에서 무인 이송 장치와 제조 공정 라인 상에 설치된 각 제조 설비에 각각 탑재된 호스트 컴퓨터에서 실시되며, 캐리어의 반송/반입 시 무인이송 장치와 제조 설비를 연동 동작시킬 필요가 있으므로, 무인 이송 장치와 제조 설비 양쪽에 IR(Infrared)을 이용한 광 통신 방식의 전송 장치를 각각 설치하여 상호 간의 필요한 데이터의 송수신함으로써 캐리어의 반송/반입을 원활하게 실시하고 있다.
도1은 종래 기술의 광통신 방식을 이용한 자동 반송 시스템의 통신 시스템을 설명하는 블록도이고, 도2는 도1의 무인 이송 장치와 제조 설비 간의 통신이 이루어지는 과정을 설명하는 도면이며, 도3은 도 1에 적용되는 E84의 신호 구성을 나타낸 도면이고, 도4는 로딩에 필요한 E84 핸드오프 절차를 나타낸 도면이고, 도5는 언로딩에 필요한 E84 핸드오프 절차를 나타낸 도면이다.
도1 및 도2를 참고하면, 무인 이송 장치(10)는 무인차 제어기(12)와 제1 통신유닛(11)을 포함하고, 제조 설비(20)에는 설비 제어기(22)와 제2 통신유닛(21)을 포함한다. 이때, 무인차 제어기(12)는 무인차 제어기(120)의 제1 통신 유닛(11)과 설비 제어기(22)의 제2 통신유닛(21)을 이용하여 캐리어 핸드오프에 사용되는 프로토콜인 SEMI E84 또는 이와 유사한 방식을 사용하여 캐리어를 주고받게 된다.
즉, 무인 이송 장치(10)와 제조 설비(20)간에 반송물(1)을 주고받을 경우에, 제1 통신유닛(11)과 제2 통신유닛(21)은 E84의 작업 시퀀스에 따라 입출력 신호를 서로 주고받으면서 반송물을 로딩 또는 언로딩하는 이적재 작업을 진행하게 된다.
제1 통신유닛(11)과 제2 통신유닛(21)은 도3에 도시된 바와 같이 E84의 작업 시퀀스에 따른 8개의 입력 신호와 8개의 출력 신호를 송수신하고, 도4와 도5에 도시된 바와 같은 과정을 통해 로드 포트에 대한 핸드오프 기능 즉, 로딩 작업과 언로딩 작업을 수행한다.
이때, 제1 통신유닛(11)과 제2 통신유닛(21)이 광 통신 수행하기 위해서는 광축이 일직선상에 놓여야 가능하기 때문에, 도4 또는 도5와 같은 로딩 작업 또는 언로딩 작업은 반드시 무인 이송 장치(10)가 제조 설비(20)의 해당 작업 위치에 정차한 상태에서 이루어져야 한다.
예컨대, 로딩 작업 또는 언로딩 작업에 따른 총 시간이 대략 10초 정도가 소요되는 경우, 각 무인 이송 장치(10)는 제조 설비(20)의 해당 작업 위치에서 기본적으로 10초 이상을 정차하면서 일련의 자동 반송 시스템이 운영된다.
즉, 작업 수행을 위해 무인 이송 장치가 기본적으로 소요되는 정차 시간에 의해 자동 반송 시스템의 전체적인 작업 효율 향상에 한계가 있다.
다시 말해, 보다 효율적인 자동 반송 시스템의 운영을 위해서는 무인 이송 장치가 정차하는 시간을 최소화할 필요가 있다.
1. 한국등록특허 제10-1527686호 (발명의 명칭 : 자동 반송 시스템용 데이터 전송 시스템) 2. 한국등록특허 제10-1616706호 (발명의 명칭 : 자동 반송 시스템용 RF통신 시스템 및 방법)
이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 무인 이송 장치가 이동하면서 제조 설비측과 작업 환경 설정 및 작업 환경 해제를 위한 데이터 통신을 수행함으로써, 무인 이송 장치가 제조 설비측에서 정차하고 있는 시간을 단축시킬 수 있도록 해 주는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법을 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
또한, 무인 이송 장치의 이동 속도 및 작업 환경 설정에 소요되는 시간을 고려한 무선 통신 시작 시점에서 무인 이송 장치와 제조 설비측간의 데이터 통신을 수행함으로써, 주변의 타 무인 이송 장치와의 통신 노이즈를 최소화하여 안정적인 작업 수행을 보장할 수 있도록 해 주는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법을 제공함에 또 다른 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 무인 이송 장치를 통해 각 제조 설비간에 캐리어를 이송시키는 자동 반송 시스템에서 상기 무인 이송 장치측에 설치된 마스터 통신 장치와 상기 제조 설비 측에 설치된 슬레이브 통신 장치간의 데이터 통신 방법에 있어서, 무인 이송 장치가 제조 설비의 작업 위치에서 정차하기 위해 감속하는 감속 구간에서 제조 설비의 작업 위치에 정차하기 전까지 레일을 따라 이동하면서 마스터 통신 장치와 슬레이브 장치를 통해 이재 및 적재 작업이 가능한지를 확인하는 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하는 제1 단계와, 무인 이송 장치가 제조 설비의 작업 위치에 정차한 상태에서 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치를 통해 캐리어의 이재 및 적재 작업에 필요한 제어 정보를 RF 데이터로 변환하여 상호 송수신하는 제2 단계 및, 무인 이송 장치가 해당 제조 설비에서의 이재 및 적재 작업이 종료되면, 레일을 따라 이동하면서 마스터 통신 장치와 슬레이브 장치를 통해 이재 및 적재 작업이 끝났음을 상호 확인하는 작업 환경 해제를 위한 RF 통신을 수행하는 제3 단계를 포함하여 구성되고, 상기 제1 단계는 무인 이송 장치에서 정차 위치와 이동 속도를 근거로 감속 시간을 산출하는 단계와, 작업 환경 설정을 위한 RF 통신 소요 시간이 감속 구간에 포함되도록 무인 이송 장치의 감속 속도를 제어하는 단계, 무인 이송 장치의 정차 위치에서 작업 환경 설정을 위한 RF 통신 소요 시간에 해당하는 거리만큼 앞선 위치를 무선 통신 시작 시점으로 설정하는 단계 및, 상기 무선 통신 시작 시점에서 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법이 제공된다.
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또한, 무인 이송 장치에 대한 이동 경로를 제공하는 레일 주변에 무선 통신 시작 위치 정보를 제공하기 위한 식별 수단이 설치되고, 상기 제1 단계에서 무인 이송 장치는 식별정보 인식수단을 통해 식별 수단으로부터의 식별정보 획득을 근거로 무선 통신 시작 위치를 인식하고, 이를 마스터 통신장치로 제공함으로써, 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치간 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법이 제공된다.
또한, 상기 제1 단계에서 무인 이송 장치는 해당 제조 설비의 설비 ID 및 채널을 이용하여 마스터 통신 장치를 RF 초기화하는 단계를 추가로 포함하여 구성되고, 무인 이송 장치는 제조 설비의 작업 위치에 정차하기 전까지 마스터 통신 장치에 대한 RF 초기화 설정과 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치간 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하도록 무선 통신 시작 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법이 제공된다.
또한, 상기 무인 이송 장치는 무선 통신 시작 위치에서 정차 위치까지의 레일 구간에는 단 하나의 무인 이송 장치만이 위치하도록 이동 제어되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법이 제공된다.
또한, 무인 이송 장치의 마스터 통신장치는 슬레이브 통신장치와 제1 단계의 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행한 이후, 자신의 현재 위치와 정차 위치를 비교하는 단계와, 무인 이송 장치는 일정 시간 이내에 정차 위치에 도달하지 않는 경우, 타 무인 이송 장치가 작업중인 것으로 인식하여 마스터 통신장치를 대기 상태로 전환함과 더불어 현재 설정된 작업 환경 설정 정보를 클리어하는 단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법이 제공된다.
또한, 상기 무인 이송 장치는 마스터 통신 장치가 대기 상태로 전환된 상태에서, 해당 제조 설비에 대해 타 무인 이송 장치에 대한 작업이 종료되면, 상기 제1 단계의 동작을 재 수행하는 단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법이 제공된다.
또한, 상기 마스터 통신장치와 슬레이브 통신장치는 SEMI E84 표준 프로토콜에 따른 반송물 처리를 위한 통신을 수행함에 있어서, 제1 단계는 CS_0, CS_1, VALID, U_REQ, L_REQ, TR_REQ, READY, BUSY 신호를 순차로 온 설정하고, 제2 단계는 이적재 작업 완료에 대응하여 U_REQ, L_REQ, TR_REQ, BUSY 신호를 오프 설정하며, 제3 단계는 CS_0, CS_1, VALID, READY 및, COMPT 신호를 오프 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 무인 이송 장치가 이동하면서 제조 설비측과 작업 환경 설정 및 작업 환경 해제를 위한 데이터 통신을 수행함으로써, 무인 이송 장치에 대한 운송 시간을 단축시켜 보다 향상된 작업 효율을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 무인 이송 장치의 이동 속도 및 작업 환경 설정에 소요되는 시간을 고려한 무선 통신 시작 위치에서 무인 이송 장치와 제조 설비가 데이터 통신을 수행함으로써, 주변의 타 무인 이송 장치에 의한 통신 노이즈를 최소화하여 안정적인 반송 작업을 수행할 수 있다.
도1은 종래 기술의 광통신 방식을 이용한 자동 반송 시스템의 통신 시스템을 설명하는 블록도.
도2는 도1의 무인 이송 장치와 제조 설비 간의 통신이 이루어지는 과정을 설명하는 도면.
도3은 도1에 적용되는 E84의 신호 구성을 나타낸 도면.
도4는 자동 반송 시스템에서 로딩에 필요한 E84 핸드오프 절차를 나타낸 도면.
도5는 자동 반송 시스템에서 언로딩에 필요한 E84 핸드오프 절차를 나타낸 도면.
도6은 자동 반송 시스템에서 무인 이송 장치와 제조 설비 간의 통신이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 도면.
도7은 자동 반송 시스템의 통신 시스템의 요부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도8은 무인 이송 장치의 이동 여부에 따른 작업 구간을 구분하기 위해 로딩에 필요한 E84 핸드 오프 과정을 예시한 도면.
도9는 제1 및 제2 무인 이송 장치(100-1, 100-2)가 레일(L)상에 인접하게 위치하여 이동하는 상황을 예시한 도면.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법을 설명하기 위한 도면.
도11은 무인 이송 장치(100)에서 이동 감속 구간에 무선 통신 시작 위치를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도6과 도7은 본 발명이 적용되는 자동 반송 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도6은 자동 반송 시스템에서 무인 이송 장치와 제조 설비 간의 통신이 이루어지는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도7은 자동 반송 시스템의 통신 시스템의 요부 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도6과 도7을 참조하면, 본 발명이 적용되는 자동 반송 시스템은 레일(L)을 따라 이동하는 무인 이송 장치(100)와, 캐리어에 대한 공정 작업을 수행하는 제조 설비(200)를 포함하여 구성되고, 무인 이송 장치(100)와 제조 설비(200)는 상호간 RF 통신을 수행한다.
무인 이송 장치(100)는 제조 설비(200)와의 RF 통신을 수행하기 위한 마스터 통신유닛(110)과, 무인 이송 장치(100)에 대한 전반적인 제어동작을 수행하는 무인차 제어기(120)를 포함하여 구성된다. 이때, 마스터 통신유닛(110)은 무인차 제어기(120)와 E84 입출력 신호 제어를 위한 병렬 데이터를 송수신함과 더불어, 상위의 무인차 제어시스템(MC)에 의한 마스터 통신유닛(110)의 설정 및 부가 정보 송수신 데이터에 대해서는 시리얼통신을 수행한다.
제조 설비(200)에는 무인 이송 장치(100)와의 RF 통신을 수행하기 위한 슬레이브 통신유닛(210)과, 제조 설비(200)에 대한 전반적인 제어동작을 수행하는 설비 제어기(220)를 포함하여 구성된다. 이때, 슬레이브 통신유닛(210)은 설비 제어기(220)와 E84 입출력 신호 제어를 위한 병렬 데이터를 송수신함과 더불어, 상위의 설비제어시스템(SC)와 연결되어 슬레이브 통신유닛(210)의 설정 및 부가 정보 등을 읽어갈 때에는 시리얼 통신을 수행한다.
그리고, 마스터 통신유닛(110)과 슬레이브 통신유닛(210)은 캐리어 핸드오프 병렬 입출력 인터페이스인 E84 프로토콜을 이용하여 RF 통신 방식으로 데이터를 송수신한다.
본 발명에서는 도8에 도시된 바와 같이 무인 이송 장치(100)의 작업 영역을 무인 이송 장치(100)가 레일(L)을 통해 이동하면서 수행할 수 있는 이동 작업 영역과, 무인 이송 장치(100)가 제조 설비(200) 위치에 정차한 상태에서 수행할 수 있는 정차 작업영역으로 구분하여 정의한다.
도8에서 정차 작업 영역(B)은 실제로 무인 이송 장치(100)와 제조 설비(200)가 물리적으로 연동하여 캐리어를 로딩 또는 언로딩 작업을 수행하는 영역이고, 이동 작업 영역으로는 정차 작업 영역(B)의 전/후에서 데이터 통신만으로 이루어지는 작업 환경 설정 영역(A)과, 작업 환경 해제 영역(C)이 될 수 있다.
도8에는 로딩에 필요한 E84 핸드 오프 과정이 예시되어 있으며, 이를 근거로 작업 환경 설정 동작과 정차 작업 및 작업 환경 해제 동작을 설명한다. 그리고, 언로딩에 대한 E84 핸드 오프 과정은 로딩에 대한 E84 핸드 오프 과정과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.
도8에서 무인 이송 장치(100)는 액티브(Active) 장치, 제조 설비(200)의 로드 포트는 패시브(Passive) 장치로 운영되고, E84의 신호 제어는 액티브 장치에서 수행하며, 패시브 장치는 액티브 장치의 신호 제어에 따라 응답하는 형태로 반송물을 주고받게 된다. 이때, P→A는 패시브 장치에서 액티브 장치로 보내는 신호이고, A→P는 액티브 장치에서 패시브 장치로 보내는 신호이다.
무인차 제어기(120)는 반송할 로드 포트의 위치를 지정하고, VALID 신호를 온(ON)시키고, 설비 제어기(220)는 캐리어가 있으면 언로드(U_REQ), 캐리어가 없으면 로드(L_REQ)를 선택적으로 온시킨다.
무인차 제어기(120)는 현재 캐리어를 가지고 있으면서 L_REQ가 온인 경우, 현재 캐리어를 가지고 있지 않으면서 U_REQ가 온인 경우에 한하여 반송 시작을 알리는 TR_REQ를 온 시킨다.
그 이외의 경우에, 무인차 제어기(120)는 현재 캐리어를 가지고 있으면서 U_REQ 신호를 받거나, 현재 캐리어를 가지고 있지 않으면서 L_REQ 신호를 받으면 핸드오프를 정지시킨다.
무인차 제어기(120)의 TR_REQ 신호가 온되면 로드 포트는 READY를 온시키고, READY가 온되면 실제 핸들링을 진행한다는 의미로 BUSY를 온시켜 로딩 또는 언로딩의 이재작업을 수행한다.
즉, 도8에서 RF 통신 시작 시점부터 BUSY를 온 시키기까지의 소요 시간이 작업 환경 설정 시간(Ta)으로 정의되고, BUSY가 온 된 이후 시점부터 캐리어를 제조 설비(200)에 로딩 또는 언 로딩의 정차 작업 시작 시점으로 정의된다.
이후, 로드 포트는 캐리어가 없음에서 있음으로 바뀌면 L-REQ를 오프시키고, 캐리어가 있음에서 없으므로 바뀌면 U_REQ를 오프시킨다.
무인차 제어기(120)는 이재 작업이 완료되면 BUSY 신호를 오프시키고, 로드 포트가 L_REQ 또는 U_REQ 신호를 오프하였으면 TR_REQ 신호를 오프시키고 작업 완료를 의미하는 COMPT 신호를 온시킨다. 로드 포트는 COPMT가 온 되면 이재 작업이 끝났으므로 READY를 오프시키고, 무인 이송 장치(100)는 READY가 오프되면 COMPT, CS_0, CS_1의 신호를 오프시킨다.
즉, 무인 이송 장치(100)의 이재 작업이 완료됨에 따라 무인차 제어기(120)는 BUSY 신호를 오프시키고. 이에 따라 COMPT 신호가 온 되는 바, COMPT 신호가 온되는 시점까지를 정차 작업 영역(B)으로 정의하고, 그 이후가 무인 이송 장치(100)가 레일(L)을 이동하면서 작업이 가능한 작업 환경 해제 영역(C)으로 정의된다. 이때, 작업 환경 해제 시간(Tc)은 COMPT가 오프되는 시점 이후, 바람직하게는 COMPT가 오프되는 시점까지로 설정될 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 무인 이송 장치(100)가 제조 설비(200)에 정차하여 실제적으로 로딩 및 언로딩을 통해 이적재 작업을 수행하는 시간 이외의 작업 환경 관련 데이터 통신 작업에 대해서는 레일(L)을 이동하면서 수행함으로써, 무인 이송 장치(100)에 대한 정차 시간을 최소화하는 것에 특징이 있는 것이다.
예컨대, 무인 이송 장치(100)의 작업 총 소요시간이 10초이고, 이 중 정차 작업 영역(B)에 소요되는 시간이 8초 라면, 그 이전의 작업 환경 설정에 소요되는 시간(Ta) 1.5초와, 그 이후의 작업 환경 해제에 소요되는 시간(Tc) 0.5초는 무인 이송 장치(100)가 레일(L)을 이동하면서 이루어지게 된다. 이를 통해, 무인 이송 장치(100)가 작업 수행을 위해 정차하는 시간을 대략 20% 정도 단축하는 것이 가능하게 된다.
한편, 일반적으로 자동 반송 시스템은 도6에 도시된 바와 같이 하나의 제조 설비(200)에 다수의 무인 이송 장치(100)가 인접하게 위치하여 각각의 공정 작업을 수행할 수 있다.
이에 따라 레일(L)에는 도9에 도시된 바와 같이 다수의 무인 이송 장치(100)가 이동중인 상황이 발생할 수 있다. 도9에는 제1 및 제2 무인 이송 장치(100-1, 100-2)가 레일(L)상에 인접하게 위치하여 이동하는 상황이 예시되어 있다.
이때, 제조 설비(200) 측에 위치하는 슬레이브 통신유닛(210)은 제1 무인 이송 장치(100-1)와 먼저 통신을 시작하고, 제1 무인 이송 장치(100-1)가 작업을 완료한 후 레일(L)을 통해 주행방향으로 이동하게 되면, 이어서 제2 무인 이송 장치(100-2)와 통신하여 작업을 수행하여야 한다.
그런데, 도9의 상황에서 제1 무인 이송 장치(100-1)가 먼저 제조 설비(200)위치에 도착하였음에도 불구하고, 제2 무인 이송 장치(100-2) 역시 슬레이브 통신유닛(210)의 통신 반경에 위치하고 있기 때문에 슬레이브 통신유닛(210)이 제2 무인 이송 장치(100-2)와 먼저 통신을 시작할 수 있다.
이 경우 제2 무인 이송 장치(100-2)는 제1 무인 이송 장치(100-1)에 의해 작업할 제조 설비(200) 위치로 이동할 수 없기 때문에 일정 시퀀스까지 작업 및 무선 통신을 진행하다가 결국 작업이 이루어지지 않은 상태로 에러를 발생시킨다. 이러한 장애로 인해 결과적으로 작업 총 소요시간이 증가하게 되는 문제가 발생될 수 있다.
이러한 상황을 고려하여 본 발명에서는 무인 이송 장치(100)의 무선 통신 시작 위치를 명확하게 설정한다.
이때, 무인 이송 장치(100)는 제조 설비(200) 위치에서 정차하기 위해 감속을 시작하는 위치에서 정차 위치까지의 감속 구간을 산출하고, 감속 구간에서 작업 환경 설정을 위한 데이터 통신이 이루어지도록 하기 위해 무인 이송 장치(100)의 감속 속도를 조절할 수 있다. 이는 저속의 이동 구간에서 작업 환경 설정을 위한 무선 통신을 수행하도록 함으로써, 마스터 통신유닛(110)과 슬레이브 통신유닛(210)이 보다 안정적으로 통신하도록 하기 위함이다.
즉, 무인 이송 장치(100)는 감속 구간 중 정차 작업 전에 작업 환경 설정 동작이 완료되는 감속 위치를 무선 통신 시작 위치로 설정한다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도10을 참조하면, 무인차 제어기(120)는 무인 이송 장치(100)를 레일(L)을 통해 일정 속도로 이동하도록 제어하고, 무인 이송 장치(100)의 현재 위치가 기 설정된 무선 통신 시작 위치인지를 확인한다(ST10, ST20).
이때, 무인차 제어기(120)는 무인 이송 장치(100)의 현재 위치와 정차 위치(제조 설비의 현재 작업 위치) 및 작업 환경 설정 소요 시간을 인지한 상태로서, 무인 이송 장치(100)의 현재 이동 속도와 현재 위치 및 정차 위치를 고려하여 무선 통신 시작 위치를 설정할 수 있다.
즉, 도11에 도시된 바와 같이 무인 이송 장치(100)는 일정 속도를 유지하면서 레일(L)을 이동하다가 제조 설비(200)의 작업 위치에서 정차하도록 동작되며, 작업 위치 근처에서는 정차를 위해 일정 속도로 감속하면서 레일(L)을 이동하게 된다.
무인 이송 장치(100)는 도11에서 감속 시작 위치(T1)부터 정차 위치(T2)까지의 감속 시간(Tm)을 작업 환경 설정 시간(도8의 Ta)보다 크게 설정되도록 무인 이송 장치의 감속 시작 위치(T1) 및 감속 속도를 제어할 수 있다.
그리고, 무선 통신 시작 위치는 무인 이송 장치의 정차 위치에서 작업 환경 설정을 위한 RF 통신 소요 시간에 해당하는 거리만큼 앞선 위치(정차 위치 - 작업 설정 시간에 해당하는 거리)에 해당하는 위치로 설정될 수 있다.
이때, 작업 설정 시간(Ta)은 마스터 통신유닛(110)에 대한 RF초기화 설정 시간을 포함할 수 있으며, 무선 통신 시작 위치는 마스터 통신유닛(110)에 대한 RF초기화 설정 시간을 포함하는 작업 설정 시간(Ta)을 고려하여 설정할 수 있다. 즉, 무인 이송 장치(100)는 제조 설비(200)의 작업 위치에 정차하기 전까지 마스터 통신유닛(110)에 대한 RF 초기화 설정과 마스터 통신유닛(110)과 슬레이브 통신유닛(210)간 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하도록 무선 통신 시작 위치를 결정한다.
또한, 무선 통신 시작 위치를 설정함에 있어서는 상기한 사항을 만족하는 무인 이송 장치(100)의 이동 경로 예컨대 레일(L)에 센서 또는 바코드 등의 위치 인식을 위한 식별 수단을 설치하도록 구성하고, 무인차 제어기(120)에는 이러한 식별 수단으로부터 제공되는 식별정보를 획득하기 위한 식별 정보 인식수단을 별도로 구비하여, 식별정보가 획득되는 위치를 무선 통신 시작 위치로 설정할 수 있다.
이때, 무인차 제어기(120)는 도11에서 감속 시작 위치(T1)부터 정차 위치(T2), 또는 무선 통신 시작 위치부터 정차 위치까지의 레일(L) 구간에는 단 하나의 무인 이송 장치(100) 만이 위치하도록 무인 이송 장치(100)들의 이동 간격을 조절함으로써, 2대 이상의 무인 이송 장치(100)가 슬레이브 통신유닛(210)과 동시에 접속하는 경우를 배제할 수 있다.
상술한 바와 같이 무인차 제어기(120)에서 무선 통신 시작 위치를 확인하게 되면, 무인차 제어기(120)는 설비 ID 및 채널을 이용하여 마스터 통신유닛(110)의 RF 통신모듈에 필요한 초기화를 진행한다.
이어, 무인차 제어기(120)는 작업 환경 설정 정보를 마스터 통신유닛(110)으로 제공하고, 마스터 통신유닛(110)은 작업환경 설정 정보를 무선 데이터 패킷으로 변환하여 슬레이브 통신유닛(210)로 무선 송출하며, 슬레이브 통신유닛(210)은 설비 제어기(220)로부터 제공되는 작업 환경 설정 정보를 무선 데이터 패킷으로 변환하여 마스터 통신유닛(110)로 무선 송출하는 일련의 작업 환경 설정 동작을 수행한다(ST30).
상기한 작업 환경 설정정보는 E84 프로토콜 기준으로 로드 포트 위치(CS_0, CS_1)와, VALID, 캐리어 존재 여부(U_REQ, L_REQ), TR_REQ, READY, BUSY 신호로서, 이들 신호가 순차로 온 됨으로써, 작업 환경 설정 관련 데이터 통신이 완료된다(도8 참조).
무인차 제어기(120)의 제어에 따라 무인 이송 장치(100)가 감속 이동하면서 마스터 통신유닛(110)과 슬레이브 통신유닛(210)간의 RF 통신을 통한 작업 환경 설정 동작이 완료됨과 더불어, 무인 이송 장치(100)가 작업을 수행할 제조 설비(200) 위치에 정차하게 되면(ST40), 무인차 제어기(120)는 이적재 관련한 작업 제어 정보를 마스터 통신유닛(110)을 통해 무선 데이터 패킷으로 변환하여 슬레이브 통신유닛(210)로 무선 송출하고, 슬레이브 통신유닛(210)은 설비 제어기(220)로 작업 제어정보를 제공함과 더불어, 설비 제어기(220)로부터 이적재 작업 관련 응답 정보를 무선 데이터 패킷으로 변환하여 마스터 통신유닛(110)로 무선 송출하는 일련의 작업 제어 동작을 수행한다(ST50).
상기한 작업 제어 동작은 이적재 작업 완료되는 경우 E84 프로토콜 기준으로 무인 이송 장치(100)에서 BUSY를 오프 상태로 설정함과 더불어, 작업 완료를 의미하는 COMPT 신호를 온 시킨다.
즉, 무인차 제어기(120)는 작업 완료에 따라 BUSY를 오프 설정하고, COMPT 를 온 설정한 후, 무인 이송 장치(100)를 레일(L)을 따라 이동시키도록 제어한다(ST60).
그리고, 무인차 제어기(120)는 무인 이송 장치(100)가 이동하는 상태에서 작업 환경 해제 정보를 마스터 통신유닛(110)을 통해 무선 데이터 패킷으로 변환하여 슬레이브 통신유닛(210)로 무선 송출하고, 슬레이브 통신유닛(210)은 설비 제어기(220)로부터 제공되는 작업 환경 해제 정보를 무선 데이터 패킷으로 변환하여 마스터 통신유닛(110)로 무선 송출하는 일련의 작업 환경 해제 동작을 수행한다(ST70).
즉, 무인 이송 장치(100)가 작업 완료 후 레일(L)을 따라 이동하는 상태에서, 마스터 통신유닛(110)과 슬레이브 통신유닛(120)은 무선 통신을 통해 포트 선택 신호와, VALID, READY 및 COMPT 신호를 오프 상태로 설정하는 작업 환경 해제 동작을 수행한다.
한편, 상술한 바와 같은 방법으로 무인 이송 장치(100)의 마스터 통신유닛(110)과 제조 설비측의 슬레이브 통신유닛(210)이 데이터 통신을 수행함에 있어서, 도9와 같이 레일(L)상에 인접하게 위치하면서 이동하는 제1 및 제2 무인 이송 장치(110-1,100-2)가 존재하는 경우, 슬레이브 통신유닛(210)이 제2 무인 이송 장치(100-2)와 무선 통신을 수행하여 작업 환경 설정 동작을 수행하게 되는 경우가 발생되는 것을 완전히 배제할 수는 없다.
이에, 본 발명은 상기한 상황을 고려하여 제2 무인 이송 장치(100-2)가 이동하면서 작업 환경 설정 동작을 완료하게 되면, 무인차 제어기(110)에서 자신이 목적하는 정차 위치까지 일정 시간 이내에 도착하는지를 판단하고, 작업 환경 설정 동작 완료 후 일정 시간 이내에 정차 위치에 도착하지 않는 것으로 판단되면, 자신에 앞서 타 무인 이송 장치, 예컨대 제1 무인 이송 장치(100-1)가 작업중인 것으로 인식하여 제어 설비(200) 측과의 무선 통신을 종료함과 더불어, 마스터 통신장치를 대기 상태로 전환함과 더불어 현재 설정된 작업 환경 설정 정보를 클리어한다.
이후 앞서 위치하는 제1 무인 이송 장치(100-1)가 작업을 완료하고 레일(L)을 따라 출발하게 되면, 제2 무인 이송 장치(100-2)는 레일(L)을 따라 이동하면서 작업 환경 설정 동작을 재 수행할 수 있다.
100 : 무인 이송 장치, 110 : 마스터 통신유닛,
120 : 무인차 제어기, 200 : 제조 설비,
210 : 슬레이브 통신유닛, 220 : 설비 제어기.

Claims (9)

  1. 무인 이송 장치를 통해 각 제조 설비간에 캐리어를 이송시키는 자동 반송 시스템에서 상기 무인 이송 장치측에 설치된 마스터 통신 장치와 상기 제조 설비 측에 설치된 슬레이브 통신 장치간의 데이터 통신 방법에 있어서,
    무인 이송 장치가 제조 설비의 작업 위치에서 정차하기 위해 감속하는 감속 구간에서 제조 설비의 작업 위치에 정차하기 전까지 레일을 따라 이동하면서 마스터 통신 장치와 슬레이브 장치를 통해 이재 및 적재 작업이 가능한지를 확인하는 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하는 제1 단계와,
    무인 이송 장치가 제조 설비의 작업 위치에 정차한 상태에서 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치를 통해 캐리어의 이재 및 적재 작업에 필요한 제어 정보를 RF 데이터로 변환하여 상호 송수신하는 제2 단계 및,
    무인 이송 장치가 해당 제조 설비에서의 이재 및 적재 작업이 종료되면, 레일을 따라 이동하면서 마스터 통신 장치와 슬레이브 장치를 통해 이재 및 적재 작업이 끝났음을 상호 확인하는 작업 환경 해제를 위한 RF 통신을 수행하는 제3 단계를 포함하여 구성되고,
    상기 제1 단계는 무인 이송 장치에서 정차 위치와 이동 속도를 근거로 감속 시간을 산출하는 단계와, 작업 환경 설정을 위한 RF 통신 소요 시간이 감속 구간에 포함되도록 무인 이송 장치의 감속 속도를 제어하는 단계, 무인 이송 장치의 정차 위치에서 작업 환경 설정을 위한 RF 통신 소요 시간에 해당하는 거리만큼 앞선 위치를 무선 통신 시작 시점으로 설정하는 단계 및, 상기 무선 통신 시작 시점에서 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    무인 이송 장치가 주행하는 이동 경로 주변에 무선 통신 시작 위치 정보를 제공하기 위한 식별 수단이 설치되고,
    상기 제1 단계에서 무인 이송 장치는 식별정보 인식수단을 통해 식별 수단으로부터의 식별정보 획득을 근거로 무선 통신 시작 위치를 인식하고, 이를 마스터 통신장치로 제공함으로써, 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치간 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계에서 무인 이송 장치는 해당 제조 설비의 설비 ID 및 채널을 이용하여 마스터 통신 장치를 RF 초기화하는 단계를 추가로 포함하여 구성되고,
    무인 이송 장치는 제조 설비의 작업 위치에 정차하기 전까지 마스터 통신 장치에 대한 RF 초기화 설정과 마스터 통신 장치와 슬레이브 통신 장치간 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행하도록 무선 통신 시작 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무인 이송 장치는 무선 통신 시작 위치에서 정차 위치까지의 이동 구간에는 단 하나의 무인 이송 장치만이 위치하도록 이동 제어되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    무인 이송 장치의 마스터 통신장치는 슬레이브 통신장치와 제1 단계의 작업 환경 설정을 위한 RF 통신을 수행한 이후, 자신의 현재 위치와 정차 위치를 비교하는 단계와,
    무인 이송 장치는 일정 시간 이내에 정차 위치에 도달하지 않는 경우, 타 무인 이송 장치가 작업중인 것으로 인식하여 마스터 통신장치를 대기 상태로 전환함과 더불어 현재 설정된 작업 환경 설정 정보를 클리어하는 단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무인 이송 장치는 마스터 통신 장치가 대기 상태로 전환된 상태에서, 해당 제조 설비에 대해 타 무인 이송 장치에 대한 작업이 종료되면, 상기 제1 단계의 동작을 재 수행하는 단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 통신장치와 슬레이브 통신장치는 SEMI E84 표준 프로토콜에 따른 반송물 처리를 위한 통신을 수행함에 있어서,
    제1 단계는 CS_0, CS_1, VALID, U_REQ, L_REQ, TR_REQ, READY, BUSY 신호를 순차로 온 설정하고,
    제2 단계는 이적재 작업 완료에 대응하여 U_REQ, L_REQ, TR_REQ, BUSY 신호를 오프 설정하며,
    제3 단계는 CS_0, CS_1, VALID, READY 및, COMPT 신호를 오프 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 반송 시스템의 작업시간 단축을 위한 데이터 통신 방법.
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