KR102735562B1 - Various small-volume product picking and alignment systems and control methods thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇을 활용한 피킹 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다품종의 제품들을 분류하여 안정적으로 피킹하여 정렬할 수 있는 다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a picking technology using a robot, and more specifically, to a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system capable of classifying a multi-variety of products and stably picking and sorting them.
근래에 들어 로봇을 이용한 자동화 시스템의 개발이 활성화되고 있으며, 이를 현장에 적용하여 작업 효율을 개선시킴과 아울러 인건비 절감을 도모하기 위해 노력하고 있다. Recently, the development of automation systems using robots has become active, and efforts are being made to apply these systems to the field to improve work efficiency and reduce labor costs.
이러한 로봇들 중에서 피킹 로봇(picking robot)은 제조업이나 물류 관리업 등과 같은 다양한 업종에 필수적인 로봇으로, 작업 대상물의 분류나 공정 이동 등과 같은 다양한 작업에 적용될 수 있어 효용 가치가 높은 로봇에 속한다.Among these robots, picking robots are essential robots in various industries such as manufacturing and logistics management, and are robots with high utility value as they can be applied to various tasks such as sorting work objects or moving them through processes.
이러한 기술로는 대한민국 특허청에 로봇식 피킹 시스템 및 장치를 명칭으로 하여 특허공개된 제10-2018-0081740호가 있다. 이는 복수의 컨테이너 위에 격자 패턴으로 배치된 복수의 레일 또는 트랙을 포함하는 보관 시스템 내의 하나 이상의 컨테이너로부터 하나 이상의 재고 물품을 피킹(picking)하기 위한 피킹 장치에 있어, 상기 격자 패턴은 복수의 격자 공간을 포함하고, 상기 컨테이너는 단일 격자 공간의 점유면적 내에서 상기 트랙 또는 레일 아래에 위치되고, 상기 피킹 장치는 상기 컨테이너 상의 상기 레일 또는 트랙 상에서 횡방향으로 이동하도록 구성되고, 상기 컨테이너의 일부는 재고 물품을 포함하고, 상기 피킹 장치는 하나 이상의 컨테이너로부터 하나 이상의 재고 물품을 피킹하도록 구성된 피킹 수단 및 상기 하나 이상의 컨테이너로부터 상이한 사전결정된 컨테이너로 상기 물품 또는 각각의 물품을 이동시키기 위한 수단을 포함하는 피킹 장치를 개시한다. As such a technology, there is a patent published by the Korean Intellectual Property Office No. 10-2018-0081740 entitled Robotic picking system and device. This discloses a picking device for picking one or more inventory items from one or more containers in a storage system including a plurality of rails or tracks arranged in a grid pattern over a plurality of containers, wherein the grid pattern includes a plurality of grid spaces, the containers are positioned under the tracks or rails within an area occupied by a single grid space, the picking device is configured to move laterally on the rails or tracks over the containers, some of the containers include inventory items, the picking device includes a picking means configured to pick one or more inventory items from one or more containers, and a means for moving the or each item from the one or more containers to a different predetermined container.
그리고 대한민국 특허청에 피킹 로봇을 위한 비젼 분석 장치를 명칭으로 하여 특허공개된 제10-2022-0089463호는, 영상을 촬영하는 카메라부, 카메라부의 영상을 수신하여 관심 영역을 선별 크롭하는 사전 영상 처리부, 상기 사전 영상 처리부를 통해 얻어진 관심 영역 이미지 내의 파지 대상물에 대한 객체 종류와 배치 영역 및 자세를 미리 설정된 제1딥러닝 모델을 통해 파악하되, 기준 미만의 정확도로 파악되는 파지 대상물이 존재하는 경우 분석 결과와 상기 카메라부의 관찰 시점 사이의 상관 관계가 학습된 상태로 미리 설정된 제2딥러닝 모델에 상기 제1딥러닝 모델의 분석 결과를 적용하여 상기 비젼 분석 장치의 최적 관찰 시점에 대한 최적화 정보를 생성하는 영상 분석부, 및 상기 영상 분석부에서 상기 관심 영역 이미지 내 파지 대상물별로 객체 종류와 배치 영역 및 자세가 기준 이상의 정확도로 파악된 분석 결과가 산출되면 상기 분석 결과에 대한 분석 결과 정보를 상기 피킹 로봇을 제어하는 외부 제어 장치에 전송하고, 상기 영상 분석부에서 상기 최적화 정보가 생성되는 경우 상기 최적화 정보에 따른 상기 최적 관찰 시점에 대응되도록 상기 피킹 로봇의 자세를 변경하기 위한 자세 제어 정보를 상기 외부 제어장치에 제공하는 제어부를 포함하는 피킹 로봇을 위한 비젼 분석 장치를 개시한다. And patent publication No. 10-2022-0089463 titled Vision analysis device for picking robot in the Korean Intellectual Property Office includes a camera unit for shooting an image, a pre-image processing unit for receiving an image from the camera unit and selectively cropping an area of interest, an image analysis unit for identifying the object type, arrangement area, and posture of a gripping target in an image of an area of interest obtained through the pre-image processing unit through a first deep learning model set in advance, and if there is a gripping target identified with an accuracy below a standard, applying the analysis result of the first deep learning model to a second deep learning model set in advance in a state where a correlation between the analysis result and the observation time point of the camera unit is learned to generate optimization information on the optimal observation time point of the vision analysis device, and if the image analysis unit produces an analysis result that the object type, arrangement area, and posture of each gripping target in the image of the area of interest are identified with an accuracy above a standard, transmitting the analysis result information on the analysis result to an external control device that controls the picking robot, and if the image analysis unit generates the optimization information, the posture of the picking robot is adjusted to correspond to the optimal observation time point according to the optimization information. A vision analysis device for a picking robot including a control unit providing posture control information for changing to an external control device is disclosed.
상기의 피킹 로봇을 이용한 자동화 시스템은 대부분 로봇이 위치한 영역에 인접하여 고정 배치된 하나 이상의 카메라를 토대로 파지 대상물의 상태를 촬영하고, 파지 대상물을 촬영하여 생성된 영상을 서버에서 분석하여 파지대상물의 배치와 자세 등을 파악한 후 피킹 로봇을 제어하여 해당 파지 대상물을 잡도록 하고 있다.Most automated systems using the above picking robots capture the state of the objects to be picked based on one or more cameras fixedly placed adjacent to the area where the robot is located, and analyze the images created by capturing the objects to be picked on a server to determine the placement and posture of the objects to be picked, and then control the picking robot to grab the objects to be picked.
도 1은 종래의 피킹 로봇에 채용되는 대상물 파지용 그리퍼들을 예시한 것으로, 상기의 그리퍼들은 막대형상을 가지는 파지용 구조물들을 이용하여 대상물을 파지므로 상기 대상물의 크기와 형태에 따라 파지성공율이 크게 좌우되는 문제가 있었다. Figure 1 illustrates an example of grippers for grasping objects employed in conventional picking robots. Since the grippers grasp objects using rod-shaped grasping structures, there was a problem in that the grasping success rate was greatly affected by the size and shape of the object.
더욱이 제품의 크기가 작고 제품의 모양이 비정형인 경우에는 로봇을 활용하여 제품을 파지하고 이송하는 데에 더욱 큰 어려움이 있었다. Moreover, when the product is small in size or has an irregular shape, it is more difficult to use a robot to grasp and transport the product.
이에 종래에는 제품의 크기가 작고 제품의 모양이 비정형인 다품종 소량 제품들을 분류하여 안정적으로 피킹하여 정렬할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요망되었다. Accordingly, there has been an urgent need for the development of a technology that can classify, pick, and sort small, irregularly shaped, multi-variety, small quantity products.
본 발명은 제품의 크기가 작고 제품의 모양이 비정형인 다품종 소량 제품들을 분류하여 안정적으로 피킹하여 정렬할 수 있는 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템 및 그에 대한 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The purpose of the present invention is to provide a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system capable of classifying, stably picking, and sorting multi-variety, small-quantity products having small sizes and irregular shapes, and a control method therefor.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템은, 사용자와의 인터페이스를 제공하는 사용자 인터페이스 장치; 미리 정해둔 거치영역에 위치하는 다품종 소량제품 중 선택제품에 대응되게 미리 정해진 공기압을 형성하여, 상기 선택제품의 일면과 맞닿은 상태에서 공기압에 의한 흡착력을 통해 상기 선택제품을 흡착하거나, 상기 공기압의 형성상태를 해제하여 상기 선택제품이 흡착상태를 해제하는 피킹부; 상기 피킹부를 상기 선택제품의 일면에 맞닿을 수 있도록 이송하거나 상기 피킹부를 미리 정해진 위치로 이송하는 협동로봇부; 상기 미리 정해진 위치에 위치하며, 상기 피킹부에서의 흡착상태 해제에 의해 낙하된 선택제품이 안착되는 거치대를 구비하며, 상기 거치대에 형성된 홈에 상기 선택제품이 안착되도록 상기 거치대에 진동을 제공하는 정렬부; 및 상기 피킹부 및 상기 협동로봇부 및 상기 정렬부를 제어하며, 상기 사용자 인터페이스 장치를 통해 선택된 선택제품에 대응되는 공기압을 형성하도록 상기 피킹부를 제어함과 아울러, 상기 피킹부를 상기 선택제품의 일면에 밀착되게 이송하도록 상기 협동로봇부를 제어하고, 상기 피킹부에 의해 상기 선택제품의 흡착이 검지되면 상기 피킹부를 상기 정렬부의 거치대로 이송함과 아울러 상기 피킹부의 공기압 형성상태를 해제하여 상기 선택제품이 상기 거치대로 낙하시킴과 아울러, 상기 거치대에 진동을 제공하도록 상기 정렬부를 제어하는 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to the present invention for achieving the above object, the multi-variety small quantity product picking and alignment system comprises: a user interface device that provides an interface with a user; a picking unit that forms a predetermined air pressure corresponding to a selected product among multi-variety small quantity products located in a predetermined holding area, and adsorbs the selected product through an adsorption force due to the air pressure while in contact with one surface of the selected product, or releases the state of forming the air pressure so that the selected product is released from the adsorption state; a collaborative robot unit that transports the picking unit so that it can come into contact with one surface of the selected product or transports the picking unit to a predetermined position; an alignment unit that is located at the predetermined position and has a holder on which a selected product dropped by the release of the adsorption state from the picking unit is settled, and provides vibration to the holder so that the selected product is settled in a groove formed in the holder; And it is characterized by including a control device that controls the picking unit, the collaborative robot unit, and the sorting unit, and controls the picking unit to form air pressure corresponding to the selected product selected through the user interface device, and at the same time controls the collaborative robot unit to transport the picking unit to be in close contact with one surface of the selected product, and when the adsorption of the selected product is detected by the picking unit, transports the picking unit to the holder of the sorting unit, releases the air pressure forming state of the picking unit so that the selected product falls onto the holder, and at the same time controls the sorting unit to provide vibration to the holder.
특히 상기 피킹부는, 상기 선택제품의 일면에 맞닿는 진공노즐과, 상기 진공노즐을 통해 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 에어펌프와, 상기 진공노즐과 에어펌프 사이에 형성되는 공기압을 센싱하여 선택제품에 대한 흡착상태를 지시하는 센싱정보를 생성하여 상기 제어장치로 출력하는 공기압센서;를 포함하며, 상기 에어펌프에 의한 공기흡입량은 상기 선택제품의 무게에 따라 상이하게 결정되며, 상기 공기압에 대한 센싱정보를 토대로 상기 제어장치는 선택제품의 흡착여부를 판별함을 특징으로 한다. In particular, the picking unit includes a vacuum nozzle that comes into contact with one side of the selected product, an air pump that forms a vacuum state by sucking air through the vacuum nozzle, and an air pressure sensor that senses air pressure formed between the vacuum nozzle and the air pump to generate sensing information indicating an absorption state of the selected product and outputs the sensing information to the control device, wherein the amount of air sucked by the air pump is determined differently depending on the weight of the selected product, and the control device determines whether the selected product is absorbed based on the sensing information on the air pressure.
또한 상기 정렬부의 거치대의 중앙부분 또는 그 이상의 부분들에는, 삼각기둥 형상의 홈이 형성되어 있으며, 상기 선택제품은 상기 거치대의 진동에 의해 상기 거치대상에서 이동하여 상기 홈에 안착되어 정렬됨을 특징으로 한다. In addition, a triangular prism-shaped groove is formed in the central portion or more of the holder of the alignment section, and the selected product is characterized in that it moves from the holder target by the vibration of the holder and is aligned by settling in the groove.
또한 상기 거치대에는 다수개의 로드셀로 구성된 로드셀 어레이가 위치하고, In addition, a load cell array consisting of a plurality of load cells is positioned on the above-mentioned stand,
상기 제어장치는, 상기 다수개의 로드셀이 제공하는 무게정보의 분포에 따라 상기 거치대에 형성된 홈에 선택제품이 안착되어 정렬되었는지 판별하고, 상기 선택제품이 상기 홈에 안착되어 정렬되었으면 상기 진동의 제공을 중단함을 특징으로 한다. The above control device is characterized in that it determines whether the selected product is seated and aligned in the groove formed on the stand according to the distribution of weight information provided by the plurality of load cells, and stops providing the vibration if the selected product is seated and aligned in the groove.
상기의 본 발명은 제품의 크기가 작고 제품의 모양이 비정형인 다품종 소량 제품들을 분류하여 안정적으로 피킹하여 정렬함으로써, 제품의 피킹 실패나 정렬 실패 확률을 현격하게 감소시켜 작업효율을 개선함과 아울러 인건비 절감을 도모할 수 있는 효과를 가져온다. The present invention as described above classifies and stably picks and sorts small-quantity, multi-variety products having small sizes and irregular shapes, thereby significantly reducing the probability of product picking failure or sorting failure, thereby improving work efficiency and reducing labor costs.
도 1은 종래의 피킹 로봇에 채용되는 대상물 파지용 그리퍼들을 예시한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템의 구성도.
도 3은 도 2의 피킹부의 구성도.
도 4는 도 3의 진공노즐부를 예시한 도면.
도 5는 도 2의 정렬부의 구성도.
도 6은 도 5의 정렬부의 기구적인 구조를 예시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템의 제어방법의 절차도. Figure 1 is a drawing showing an example of grippers for holding objects employed in conventional picking robots.
Figure 2 is a configuration diagram of a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram of the picking section of Figure 2.
Fig. 4 is a drawing illustrating the vacuum nozzle part of Fig. 3.
Figure 5 is a configuration diagram of the alignment part of Figure 2.
Fig. 6 is a drawing illustrating the mechanical structure of the alignment part of Fig. 5.
Figure 7 is a flow chart of a control method for a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 제품의 크기가 작고 제품의 모양이 비정형인 다품종 소량 제품들을 분류하여 안정적으로 피킹하여 정렬함으로써, 제품의 피킹 실패나 정렬 실패 확률을 현격하게 감소시켜 작업효율을 개선함과 아울러 인건비 절감을 도모한다. The present invention improves work efficiency by classifying and stably picking and aligning small-quantity, multi-variety products of small size and irregular shape, thereby significantly reducing the probability of product picking failure or alignment failure, and at the same time reducing labor costs.
이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템 및 그에 대한 제어방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. A multi-variety, small-quantity product picking and sorting system and a control method therefor according to a preferred embodiment of the present invention are described in detail with reference to the drawings.
<다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템의 구성><Configuration of a multi-variety, small quantity product picking and sorting system>
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템의 구성도를 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 피킹부의 구성도를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 진공노즐부를 예시한 도면이다. 그리고 도 5는 도 2의 정렬부의 구성도이고, 도 6은 도 5의 정렬부의 기구적인 구조를 예시한 도면이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram illustrating a picking unit of FIG. 2, and FIG. 4 is a drawing illustrating a vacuum nozzle unit of FIG. 3. FIG. 5 is a block diagram illustrating a sorting unit of FIG. 2, and FIG. 6 is a drawing illustrating a mechanical structure of the sorting unit of FIG. 5.
상기의 도 2 내지 도 6을 참조하면, 상기 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템은 제어장치(100)와 메모리부(102)와 사용자 인터페이스 장치(104)와 협동로봇부(106)와 피킹부(110)와 정렬부(108)로 구성된다. Referring to the above drawings 2 to 6, the multi-variety, small-quantity product picking and sorting system is composed of a control device (100), a memory unit (102), a user interface device (104), a collaborative robot unit (106), a picking unit (110), and a sorting unit (108).
상기 피킹부(110)는 에어펌프부(200)와 진공노즐부(202)와 공기압센싱부(204)로 구성되고, 상기 정렬부(108)는 거치대(300)와 진동장치(302)와 로드셀 어레이부(304)로 구성된다. The above picking section (110) is composed of an air pump section (200), a vacuum nozzle section (202), and an air pressure sensing section (204), and the above alignment section (108) is composed of a stand (300), a vibration device (302), and a load cell array section (304).
상기 사용자 인터페이스 장치(104)는 사용자와 제어장치(100) 사이의 인터페이스를 담당하며, 특히 본 발명에서는 다품종의 소량제품 중 피킹을 원하는 제품에 대한 선택정보 및 무게정보 등을 상기 제어장치(100)에 제공할 수 있다. The above user interface device (104) is responsible for the interface between the user and the control device (100), and in particular, in the present invention, it can provide selection information and weight information, etc. for a product to be picked among a variety of small quantity products to the control device (100).
상기 메모리부(102)는 상기 제어장치(100)의 제어 프로그램을 포함하는 다양한 정보를 저장하며, 특히 본 발명을 위해 다품종의 소량제품들 각각에 대한 무게정보와 그에 대응되는 공기흡입량정보 등을 저장한다. The above memory unit (102) stores various information including the control program of the above control device (100), and in particular, for the present invention, stores weight information for each of a variety of small-quantity products and corresponding air intake information.
상기 제어장치(100)는 상기 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템의 각부를 전반적으로 제어하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 다품종 소량 제품에 대한 피킹 및 정렬을 이행한다. The above control device (100) controls each part of the multi-variety, small-quantity product picking and sorting system as a whole to perform picking and sorting of multi-variety, small-quantity products according to a preferred embodiment of the present invention.
상기 협동로봇부(106)는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 상기 피킹부(110)의 진공노즐부(202)를 상기 선택제품의 일면에 맞닿을 수 있도록 이송하거나 상기 피킹부(110)의 진공노즐부(202)를 미리 정해진 위치인 정렬부(108)의 거치대(300)의 상면으로 이송한다. The above collaborative robot part (106) moves the vacuum nozzle part (202) of the picking part (110) so that it can come into contact with one surface of the selected product under the control of the control device (100) or moves the vacuum nozzle part (202) of the picking part (110) to the upper surface of the stand (300) of the alignment part (108) which is a predetermined position.
상기 피킹부(110)는 미리 정해둔 거치영역에 위치하는 다품종 소량제품 중 선택제품에 대응되게 미리 정해진 공기압을 형성하여, 상기 선택제품의 일면과 맞닿은 상태에서 공기압에 의한 흡착력을 통해 상기 선택제품을 흡착하거나, 상기 공기압의 형성상태를 해제하여 상기 선택제품이 흡착상태를 해제한다. 이러한 피킹부(110)는 상기 선택제품의 일면에 맞닿는 진공노즐부(202)와, 상기 진공노즐부(202)를 통해 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 에어펌프부(200)와, 상기 진공노즐부(202)와 에어펌프부(200) 사이에 형성되는 공기압을 센싱하여 선택제품에 대한 흡착상태를 지시하는 센싱정보를 생성하여 상기 제어장치(100)로 출력하는 공기압센서(204)로 구성된다. The picking unit (110) forms a predetermined air pressure corresponding to a selected product among a variety of small quantity products located in a predetermined holding area, and adsorbs the selected product through an adsorption force due to the air pressure while in contact with one side of the selected product, or releases the state of forming the air pressure so that the selected product releases the adsorption state. The picking unit (110) is composed of a vacuum nozzle unit (202) that comes into contact with one side of the selected product, an air pump unit (200) that forms a vacuum state by sucking air through the vacuum nozzle unit (202), and an air pressure sensor (204) that senses the air pressure formed between the vacuum nozzle unit (202) and the air pump unit (200) to generate sensing information indicating an adsorption state for the selected product, and outputs the sensing information to the control device (100).
상기 정렬부(108)는 상기 미리 정해진 위치에 위치하며, 상기 피킹부(110)에서의 흡착상태 해제에 의해 낙하된 선택제품이 안착되는 거치대(300)를 구비하며, 상기 거치대(300)에 형성된 홈에 상기 선택제품이 안착되도록 상기 거치대(300)에 진동을 제공한다. 이러한 정렬부(108)의 거치대(300)의 중앙부분 또는 그 이상의 부분들에는, 삼각기둥 형상의 홈이 형성되어 있으며, 상기 선택제품은 상기 거치대(300)의 진동에 의해 상기 거치대(300)상에서 이동하여 상기 홈에 안착되어 정렬된다. 그리고 상기 정렬부(108)의 진동장치(302)는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 구동하여 진동을 발생하여 상기 거치대(300)에 전달한다. The above-described alignment unit (108) is positioned at the predetermined position and has a holder (300) on which a selected product that has fallen due to the release of the suction state from the picking unit (110) is settled, and provides vibration to the holder (300) so that the selected product is settled in the groove formed in the holder (300). A triangular prism-shaped groove is formed in the central portion or more portions of the holder (300) of the alignment unit (108), and the selected product moves on the holder (300) by the vibration of the holder (300) and is settled in the groove and aligned. In addition, the vibration device (302) of the alignment unit (108) is driven according to the control of the control device (100) to generate vibration and transmit it to the holder (300).
또한 상기 정렬부(108)의 거치대(300)에는 다수개의 로드셀로 구성된 로드셀 어레이부(304)가 위치하며, 상기 로드셀 어레이부(304)에 구비되는 다수의 로드셀은 자신의 설치위치에서의 무게를 감지하고 그에 따른 센싱정보를 생성하여 상기 제어장치(100)로 출력한다. In addition, a load cell array unit (304) composed of a plurality of load cells is positioned on the stand (300) of the alignment unit (108), and a plurality of load cells provided in the load cell array unit (304) detect the weight at their installation positions and generate sensing information accordingly, which is then output to the control device (100).
상기의 본 발명의 바람직한 실시예에서는 거치대(300)에 하나의 홈만이 형성된 상태에서 선택제품이 다수 거치된 것만을 도시하여 예시하였으나, 넓은 거치대(300)에 다수개의 홈을 형성한 상태에서 하나의 홈에 하나의 선택제품이 안착하여 거치되거나, 하나의 홈을 형성한 상태에서 해당 홈에 하나의 선택제품이 안착하여 거치되게 구현될 수도 있으며, 이는 본 발명에 의해 당업자에게 자명하다. In the above preferred embodiment of the present invention, only one groove is formed in the holder (300) and multiple selection products are placed thereon. However, it is also possible to form a plurality of grooves in a wide holder (300) and have one selection product placed and placed in one groove, or to form one groove and have one selection product placed and placed in the corresponding groove. This is obvious to those skilled in the art by the present invention.
상기의 제어장치(100)의 동작을 좀더 설명하면, 상기 제어장치(100)는 상기 사용자 인터페이스 장치(104)를 통해 선택된 선택제품에 대응되는 공기압을 형성하도록 상기 피킹부(110)를 제어함과 아울러, 상기 피킹부(110)의 진공노즐부(202)를 상기 선택제품의 일면에 밀착되게 이송하도록 상기 협동로봇부(106)를 제어하고, 상기 피킹부(110)의 진공노즐부(202)에 상기 선택제품의 흡착이 검지되면 상기 피킹부(110)의 진공노즐부(202)를 상기 정렬부(108)의 거치대(300)로 이송함과 아울러 상기 피킹부(110)의 공기압 형성상태를 해제하여 상기 선택제품이 상기 거치대(300)로 낙하되게 하고, 낙하후에는 상기 거치대(300)에 진동을 제공하도록 상기 정렬부(108)의 진동장치(302)를 구동한다. 여기서, 상기의 협동로봇부(106)가 상기 진공노즐부(202)를 선택제품의 일면에 밀착되게 상기 진공노즐부(202)를 이송하는 것 등은 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. To explain the operation of the above control device (100) in more detail, the control device (100) controls the picking unit (110) to form air pressure corresponding to the selected product selected through the user interface device (104), and controls the collaborative robot unit (106) to transfer the vacuum nozzle unit (202) of the picking unit (110) to be in close contact with one surface of the selected product, and when the suction of the selected product to the vacuum nozzle unit (202) of the picking unit (110) is detected, the vacuum nozzle unit (202) of the picking unit (110) is transferred to the holder (300) of the alignment unit (108), and the air pressure formation state of the picking unit (110) is released so that the selected product falls to the holder (300), and after falling, the vibration device (302) of the alignment unit (108) is provided with vibration to the holder (300). Here, the collaborative robot part (106) described above moves the vacuum nozzle part (202) so that it is in close contact with one surface of the selected product, etc., which is a known technology, so a detailed description thereof is omitted.
또한 상기 제어장치(100)는 상기 에어펌프부(200)를 구동하여 상기 진공노즐부(202)를 통해 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하며, 상기 에어펌프부(200)의 공기흡입량은 상기 선택제품의 무게에 따라 상이하게 결정되며, 선택제품별 무게에 대응되는 공기흡입량 정보는 미리 결정되어 메모리부(102)에 저장된다. In addition, the control device (100) drives the air pump unit (200) to suck air through the vacuum nozzle unit (202) to form a vacuum state, and the air suction amount of the air pump unit (200) is determined differently depending on the weight of the selected product, and the air suction amount information corresponding to the weight of each selected product is determined in advance and stored in the memory unit (102).
또한 상기 제어장치(100)는 상기 다수개의 로드셀이 제공하는 무게정보의 분포에 따라 상기 거치대(300)에 형성된 홈에 선택제품이 안착되어 정렬되었는지 판별하고, 상기 선택제품이 상기 홈에 안착되어 정렬되어 있는지 여부에 따라 상기 진동장치의 구동을 제어한다. In addition, the control device (100) determines whether the selected product is seated and aligned in the groove formed in the holder (300) based on the distribution of weight information provided by the plurality of load cells, and controls the operation of the vibration device based on whether the selected product is seated and aligned in the groove.
이제 상기한 바와 같이 구성되는 다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템의 제어방법을 설명한다. Now, a control method for a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system configured as described above is described.
<다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템의 제어방법의 절차><Procedure for controlling the picking and sorting system for a multi-variety, small quantity product>
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 다품종 소량 제품 피킹 및 정렬 시스템의 제어방법의 절차를 도시한 것이다. 상기 도 7을 참조하면, 상기 제어장치(100)는 사용자 인터페이스 장치(104)를 통해 제품 분류 및 이송이 요청되면(400,402단계), 선택된 선택제품에 대응되게 미리 설정된 공기흡입량으로 에어펌프부(200)를 구동하면서 상기 협동로봇부(106)를 제어하여 상기 진공노즐부(202)를 선택제품의 표면으로 이송한다(404단계). 이후 상기 제어장치(100)는 상기 진공노즐부(202)와 에어펌브부(200) 사이의 에어유동관에 대한 공기압을 센싱한 센싱값을 토대로 선택제품의 피킹이 정상적으로 이루어졌는지를 체크한다(406단계). FIG. 7 illustrates a procedure of a control method of a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, when product classification and transport are requested through the user interface device (104) (steps 400 and 402), the control device (100) controls the collaborative robot part (106) to transport the vacuum nozzle part (202) to the surface of the selected product while driving the air pump part (200) with a preset air suction amount corresponding to the selected product (step 404). Thereafter, the control device (100) checks whether the picking of the selected product is performed normally based on a sensing value obtained by sensing the air pressure of the air flow pipe between the vacuum nozzle part (202) and the air pump part (200) (step 406).
상기 선택제품의 피킹이 정상적으로 이루어지지 않았으면, 상기 제어장치(100)는 상기 피킹위치를 재선정한 후에 재선정된 위치로 상기 진공노즐부(202)를 이송하도록 상기 협동로봇부(106)를 제어한다(408단계). If the picking of the above-mentioned selected product is not performed normally, the control device (100) re-selects the picking position and then controls the collaborative robot part (106) to transfer the vacuum nozzle part (202) to the re-selected position (step 408).
상기한 바와 달리 상기 선택제품의 피킹이 정상적으로 이루어졌으면, 상기 제어장치(100)는 정렬부(108)의 거치대(300)로 피킹된 제품을 이송하도록 상기 협동로봇부(106)를 제어한다(410단계). Unlike the above, if the picking of the selected product is performed normally, the control device (100) controls the collaborative robot unit (106) to transfer the picked product to the holder (300) of the alignment unit (108) (step 410).
상기 제어장치(100)는 상기 정렬부(108)의 거치대(300)로 피킹된 제품이 이송이 완료되면, 상기 에어펌프부(200)의 구동을 종료하여 피킹된 선택제품을 정렬부(108)의 거치대(300)로 낙하시킨다(414단계). When the product picked to the holder (300) of the alignment unit (108) is completed being transported, the control device (100) stops operating the air pump unit (200) to drop the picked product to the holder (300) of the alignment unit (108) (step 414).
이후 상기 제어장치(100)는 거치대(300)의 하면에서 영역별 무게측정을 이행하고(416단계), 상기 거치대(300)의 하면에 대한 영역별 무게에 대한 분포가 미리 정해둔 무게 분포, 즉 거치대(300)에 형성된 하나 또는 그 이상의 홈에 상기 제품이 안착되었을 때에 나타내는 무게 분포를 가지는지를 체크하여, 상기 선택제품에 대한 정렬이 이루어졌는지를 판별한다(418단계).Thereafter, the control device (100) performs area-by-area weight measurement on the lower surface of the stand (300) (step 416), and checks whether the area-by-area weight distribution on the lower surface of the stand (300) has a predetermined weight distribution, i.e., a weight distribution that is displayed when the product is placed in one or more grooves formed on the stand (300), thereby determining whether alignment of the selected product has been achieved (step 418).
상기 거치대(300)의 하면에 대한 영역별 무게에 대한 분포가 미리 정해둔 무게 분포를 가지지 않으면, 상기 제어장치(100)는 상기 진동장치(302)를 구동하여 상기 거치대(300)에 진동을 제공하여 상기 거치대(300) 상의 선택제품이 움직여 상기 거치대(300)에 형성된 홈으로 이송되어 안착되게 한다. If the distribution of weight by area on the lower surface of the above-mentioned stand (300) does not have a predetermined weight distribution, the control device (100) drives the vibration device (302) to provide vibration to the stand (300) so that the selected product on the stand (300) moves and is transferred to and settled in a groove formed in the stand (300).
상기한 바와 달리 상기 거치대(300)의 하면에 대한 영역별 무게에 대한 분포가 미리 정해둔 무게 분포를 가지면, 상기 제어장치(100)는 상기 진동장치(302)의 구동을 중단하고 선택제품에 대한 피킹 및 정렬에 대한 완료처리를 이행한다. 이와같이 피킹 및 정렬이 완료된 선택제품은 다음 공정을 위해 사용될 수 있다. Unlike the above, if the distribution of weight by area on the lower surface of the stand (300) has a predetermined weight distribution, the control device (100) stops the operation of the vibration device (302) and completes the picking and sorting of the selected products. The selected products for which picking and sorting are completed in this manner can be used for the next process.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been illustrated and described with respect to specific embodiments thereof in the foregoing description, it will be readily apparent to those skilled in the art that various modifications and changes may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims.
100 : 제어장치
102 : 메모리부
104 : 사용자 인터페이스 장치
106 : 협동로봇부
110 : 피킹부
108 : 정렬부100 : Control unit
102 : Memory section
104 : User Interface Device
106: Collaborative Robot Department
110 : Picking section
108 : Sorting section
Claims (8)
미리 정해둔 거치영역에 위치하는 다품종 소량제품 중 선택제품에 대응되게 미리 정해진 공기압을 형성하여, 상기 선택제품의 일면과 맞닿은 상태에서 공기압에 의한 흡착력을 통해 상기 선택제품을 흡착하거나, 상기 공기압의 형성상태를 해제하여 상기 선택제품이 흡착상태를 해제하는 피킹부;
상기 피킹부를 상기 선택제품의 일면에 맞닿을 수 있도록 이송하거나 상기 피킹부를 미리 정해진 위치로 이송하는 협동로봇부;
상기 미리 정해진 위치에 위치하며, 상기 피킹부에서의 흡착상태 해제에 의해 낙하된 선택제품이 안착되는 거치대를 구비하며, 상기 거치대에 형성된 홈에 상기 선택제품이 안착되도록 상기 거치대에 진동을 제공하는 정렬부; 및
상기 피킹부 및 상기 협동로봇부 및 상기 정렬부를 제어하며, 상기 사용자 인터페이스 장치를 통해 선택된 선택제품에 대응되는 공기압을 형성하도록 상기 피킹부를 제어함과 아울러, 상기 피킹부를 상기 선택제품의 일면에 밀착되게 이송하도록 상기 협동로봇부를 제어하고,
상기 피킹부에 의해 상기 선택제품의 흡착이 검지되면 상기 피킹부를 상기 정렬부의 거치대로 이송함과 아울러 상기 피킹부의 공기압 형성상태를 해제하여 상기 선택제품이 상기 거치대로 낙하시킴과 아울러,
상기 거치대에 진동을 제공하도록 상기 정렬부를 제어하는 제어장치;를 포함하고,
상기 정렬부의 거치대의 중앙부분 또는 그 이상의 부분들에는, 삼각기둥 형상의 홈이 형성되어 있으며, 상기 선택제품은 상기 거치대의 진동에 의해 상기 거치대상에서 이동하여 상기 홈에 안착되어 정렬되고,
상기 거치대에는 다수개의 로드셀로 구성된 로드셀 어레이가 위치하고,
상기 제어장치는, 상기 다수개의 로드셀이 제공하는 무게정보의 분포에 따라 상기 거치대에 형성된 홈에 선택제품이 안착되어 정렬되었는지 판별하고, 상기 선택제품이 상기 홈에 안착되어 정렬되었으면 상기 진동의 제공을 중단함을 특징으로 하는 다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템. A user interface device that provides an interface with a user;
A picking section that forms a predetermined air pressure corresponding to a selected product among a variety of small quantity products located in a predetermined holding area, and absorbs the selected product through an absorbing force due to the air pressure while in contact with one side of the selected product, or releases the state of forming the air pressure so that the selected product is released from the absorbing state;
A collaborative robot unit that transports the picking unit so that it can come into contact with one side of the selected product or transports the picking unit to a predetermined position;
A holder is provided, which is located at the predetermined position and on which the selected product that has fallen due to the release of the suction state from the picking section is settled, and an alignment section that provides vibration to the holder so that the selected product is settled in a groove formed on the holder; and
Controlling the picking unit, the collaborative robot unit and the sorting unit, controlling the picking unit to form air pressure corresponding to the selected product selected through the user interface device, and controlling the collaborative robot unit to transport the picking unit in close contact with one surface of the selected product.
When the adsorption of the selected product is detected by the picking section, the picking section is transferred to the holder of the sorting section, and the air pressure of the picking section is released so that the selected product falls to the holder.
A control device for controlling the alignment part to provide vibration to the above-mentioned stand;
A triangular prism-shaped groove is formed in the central portion or more of the holder of the above alignment section, and the selected product moves from the holder target by the vibration of the holder and is aligned by settling in the groove.
The above stand has a load cell array consisting of a number of load cells,
A multi-variety, small-quantity product picking and sorting system characterized in that the control device determines whether a selected product is seated and aligned in a groove formed in the holder according to the distribution of weight information provided by the plurality of load cells, and stops providing the vibration if the selected product is seated and aligned in the groove.
상기 피킹부는,
상기 선택제품의 일면에 맞닿는 진공노즐과,
상기 진공노즐을 통해 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 에어펌프와,
상기 진공노즐과 에어펌프 사이에 형성되는 공기압을 센싱하여 선택제품에 대한 흡착상태를 지시하는 센싱정보를 출력하는 공기압센서;를 포함하며,
상기 에어펌프에 의한 공기흡입량은 상기 선택제품의 무게에 따라 상이하게 결정되며,
상기 제어장치는, 상기 공기압에 대한 센싱정보를 토대로 상기 선택제품의 흡착여부를 판별함을 특징으로 하는 다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템. In the first paragraph,
The above picking part,
A vacuum nozzle that comes into contact with one side of the above-mentioned optional product,
An air pump that forms a vacuum state by sucking air through the vacuum nozzle,
It includes an air pressure sensor that senses the air pressure formed between the vacuum nozzle and the air pump and outputs sensing information indicating the adsorption state of the selected product;
The amount of air intake by the above air pump is determined differently depending on the weight of the selected product.
A multi-variety, small-quantity product picking and sorting system characterized in that the above control device determines whether the selected product is adsorbed based on sensing information about the air pressure.
상기 정렬부의 거치대의 중앙부분 또는 그 이상의 부분들에는, 삼각기둥 형상의 홈이 형성되어 있으며, 상기 선택제품은 상기 거치대의 진동에 의해 상기 거치대상에서 이동하여 상기 홈에 안착되어 정렬되고,
상기 거치대에는 다수개의 로드셀로 구성된 로드셀 어레이가 위치하고,
상기 제어장치가, 상기 사용자 인터페이스 장치를 통해 선택된 선택제품에 대응되는 공기압을 형성하도록 상기 피킹부를 제어함과 아울러, 상기 피킹부를 상기 선택제품의 일면에 밀착되게 이송하도록 상기 협동로봇부를 제어하는 단계;
상기 피킹부에 의해 상기 선택제품의 흡착이 검지되면 상기 피킹부를 상기 정렬부의 거치대로 이송함과 아울러 상기 피킹부의 공기압 형성상태를 해제하여 상기 선택제품이 상기 거치대로 낙하시키는 단계;
상기 거치대에 진동을 제공하도록 상기 정렬부를 제어하는 단계; 및
상기 다수개의 로드셀이 제공하는 무게정보의 분포에 따라 상기 거치대에 형성된 홈에 선택제품이 안착되어 정렬되었는지 판별하고, 상기 선택제품이 상기 홈에 안착되어 정렬되었으면 상기 진동의 제공을 중단하는 단계:를 포함함을 특징으로 하는 다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템의 제어방법.A method for controlling a multi-variety small-quantity product picking and alignment system, comprising: a user interface device providing an interface with a user; a picking unit that forms a predetermined air pressure corresponding to a selected product among a multi-variety small-quantity product located in a predetermined holding area, and adsorbs the selected product through an adsorption force due to the air pressure while in contact with one side of the selected product, or releases the state of forming the air pressure so that the selected product is released from the adsorption state; a collaborative robot unit that transports the picking unit so that it can come into contact with one side of the selected product or transports the picking unit to a predetermined position; an alignment unit that is provided with a holder located at the predetermined position and on which a selected product dropped by the release of the adsorption state from the picking unit is settled, and provides vibration to the holder so that the selected product is settled in a groove formed on the holder; and a control device,
A triangular prism-shaped groove is formed in the central portion or more of the holder of the above alignment section, and the selected product moves from the holder target by the vibration of the holder and is aligned by settling in the groove.
The above stand has a load cell array consisting of a number of load cells,
A step of controlling the picking unit so that the control device forms air pressure corresponding to the selected product selected through the user interface device, and controlling the collaborative robot unit so that the picking unit is moved in close contact with one surface of the selected product;
When the adsorption of the selected product is detected by the picking unit, the picking unit is transferred to the holder of the sorting unit, and the air pressure forming state of the picking unit is released so that the selected product falls onto the holder;
a step of controlling the alignment part to provide vibration to the above-mentioned stand; and
A control method for a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system, characterized by including a step of: determining whether a selected product is seated and aligned in a groove formed in the above-described holder according to the distribution of weight information provided by the above-described plurality of load cells, and stopping the provision of the vibration if the selected product is seated and aligned in the groove.
상기 피킹부는,
상기 선택제품의 일면에 맞닿는 진공노즐과
상기 진공노즐을 통해 공기를 흡입하여 진공상태를 형성하는 에어펌프를 구비하며,
상기 에어펌프에 의한 공기흡입량은 상기 선택제품의 무게에 따라 상이하게 결정되며,
상기 제어장치는, 상기 공기압에 대한 센싱정보를 토대로 상기 선택제품의 흡착여부를 판별함을 특징으로 하는 다품종 소량제품 피킹 및 정렬 시스템의 제어방법.In the third paragraph,
The above picking part,
A vacuum nozzle that touches one side of the above-mentioned optional product and
It is equipped with an air pump that forms a vacuum state by sucking air through the above vacuum nozzle.
The amount of air intake by the above air pump is determined differently depending on the weight of the selected product.
A control method for a multi-variety, small-quantity product picking and sorting system, characterized in that the above control device determines whether the selected product is adsorbed based on sensing information about the air pressure.
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