KR20220078757A - 물품 저장 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

물품 저장 장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 의하면, 물품이 적재되는 복수의 선반을 포함하는 수납부; 상기 수납부에 인접하게 배치되고, 물품을 지지하여 목표 지점으로 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛; 및 상기 물품을 목표 지점까지 반송하는 때, 상기 반송 로봇의 최적 동작을 생성하고 이를 바탕으로 상기 반송 유닛을 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 물품 저장 장치가 제공될 수 있다.

Description

물품 저장 장치 및 그의 제어 방법{ARTICLE STORAGE DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOD}
본 발명은 물품을 이송하는 반송 유닛을 포함하는 물품 저장 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 또는 디스플레이 소자 제조 공정은 기판 또는 웨이퍼(이하 기판으로 용어를 통일함)를 대상으로 노광, 식각, 확산, 증착, 및 금속 공정 등의 다양하게 이루어지는 단위 공정을 반복적으로 수행하도록 이루어진다. 각 단위 공정에서는 다수 기판이 적재될 수 있는 캐리어를 이용하여 기판을 이동시키거나 캐리어 상태로 각 공정에 투입할 수 있다. 이러한 캐리어, 기판 등 반도체나 디스플레이의 제조를 위해 사용되는 물품은 복수의 선반을 구비하는 물품 저장 장치에 보관될 수 있다.
물품 저장 장치는 물품들을 수납하기 위한 복수의 선반들을 구비할 수 있고, 물품 저장 장치의 내부에는 상기 물품들을 반송하기 위한 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛이 배치될 수 있다. 반송 로봇은 수평 및 수직 방향으로 이동될 수 있으며, 물품을 파지하기 위한 핸드 유닛을 포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 반송 로봇은 제어 유닛으로부터 제어에 의하여 목표하는 위치로 이동될 수 있으며, point to point 모션이 적용된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 반송 로봇이 목표 위치에 물품을 반송하기 위해서 네 번의 이동(수평 이동-수직 이동-수평 이동-수직 이동)이 수행되어야 한다면, 제어 유닛은 한 번의 이동마다 상위 제어기와 통신을 수행하고 프로파일을 생성해야 한다. 즉, 반송 유닛의 N번의 이동이 수행되기 위해서는 제어 유닛의 N번의 통신과 N번의 프로파일 생성이 필요하다. 또한, 하나의 동작이 완료되어야 다음 동작이 수행될 수 있다. 따라서, 반송 유닛의 하나의 동작에서 다음 동작으로의 연결이 매끄럽지 못해 진동이 발생하게 되고, 공정 시간(tact time) 손실이 발생할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2020-0045635(2020.05.06)
따라서, 본 발명은 한 번의 통신으로 목표 지점까지의 데이터를 모두 수신하여 반송 유닛의 이동을 제어할 수 있는 물품 저장 장치 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 목표 위치까지 이동하는 반송 유닛의 각 동작이 매끄럽게 이어지도록 제어할 수 있는 물품 저장 장치 및 그의 제어 방법을 제공하고자 한다.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 물품이 적재되는 복수의 선반을 포함하는 수납부; 상기 수납부에 인접하게 배치되고, 물품을 지지하여 목표 지점으로 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛; 및 상기 물품을 목표 지점까지 반송하는 때, 상기 반송 로봇의 최적 동작을 생성하고 이를 바탕으로 상기 반송 유닛을 제어하는 제어 유닛;을 포함하는 물품 저장 장치가 제공될 수 있다.
상기 제어 유닛은, 상위 제어기로부터 목표 지점으로의 반송 데이터를 수신하는 통신부; 상기 반송 데이터를 바탕으로 상기 반송 유닛의 최적 동작을 생성하는 모션 생성부; 상기 반송 유닛이 상기 모션 생성부에 의하여 생성된 모션을 수행하도록 제어하는 모션 수행부;를 포함할 수 있다.
상기 통신부는, 상위 제어기로부터 하나의 목표 지점에 대한 반송 데이터를 한번에 수신 완료할 수 있다.
이때, 상기 반송 데이터는 반송 유닛이 목표 지점으로 도달한 후 복귀하기 위한 N개의 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
상기 N개의 동작은 상기 반송 로봇의 주행 동작과 승하강 동작을 포함하며, 상기 모션 생성부가 생성하는 최적 동작은 상기 반송 로봇의 주행 동작과 승하강 동작의 동시 동작을 포함하는 연속 동작일 수 있다.
상기 모션 생성부는, 상기 N개의 동작 중 마지막 동작을 제외한 N-1개의 동작이 각각의 후속 동작과의 동시 동작을 생성할 수 있다.
또한, 상기 모션 생성부는, 상기 N-1개의 동시 동작 시점까지의 거리값 및 소요 시간을 산출하기 위한 산출부를 포함할 수 있다.
또는, 상기 거리값은 사용자에 의하여 설정될 수 있다.
한편, 상기 제어 유닛은, 상기 모션 생성부에 의하여 생성된 모션을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 저장부는, 상기 통신부가 수신한 반송 데이터와 상기 반송 데이터에 대응하여 상기 모션 생성부에 의하여 생성된 최적 모션을 저장할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 반송 유닛을 포함하는 물품 저장 장치의 제어 방법에 있어서, 상위 제어기로부터 상기 반송 유닛의 목표 지점으로의 반송 데이터를 수신하는 통신 단계; 상기 반송 데이터를 바탕으로 상기 반송 유닛의 최적 동작을 생성하는 모션 생성 단계; 상기 모션 생성 단계에서 생성된 최적 동작을 수행하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 모션 수행 단계;를 포함하는 물품 저장 장치의 제어 방법이 제공될 수 있다.
상기 통신 단계에 있어서, 상기 상위 제어기는 목적 지점에 대한 반송 데이터를 한 번에 송신 완료할 수 있다.
상기 반송 데이터는 상기 반송 유닛이 물품을 반송하기 위한 N개의 동작 데이터를 포함하고, 상기 모션 생성 단계는, 상기 N개의 동작 데이터 중 마지막 동작 데이터를 제외한 N-1개의 동작에 대하여 후속 동작과의 동시 동작을 생성할 수 있다.
상기 모션 생성 단계는, 상기 N-1개의 각 동작에 대하여 후속 동작과의 동시 동작 시점까지의 거리값 및 소요 시간을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 상기 거리값은 사용자에 의하여 설정될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 물품 저장 장치의 제어 방법은, 상기 모션 생성 단계에서 생성된 최적 동작을 저장하는 저장 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 저장 단계는, 상기 모션 생성 단계에서 생성된 최적 동작과 대응하는 반송 데이터를 함께 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어 유닛이 목표 지점까지의 N번의 동작에 대한 모든 데이터를 반송 유닛의 이동 시작 시점에 한 번에 수신할 수 있으므로 통신 횟수가 줄어 공정 시간이 단축될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어 유닛이 목표 위치까지의 수평 및 수직 거리 값을 산출하여 중복 모션을 포함하는 연속 모션을 생성함으로써 목표 위치까지 이동하는 반송 유닛의 동작이 매끄럽게 이어질 수 있다. 이에 따라, 반송 유닛의 이동에 따른 진동이 감소될 수 있다.
발명의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 제어 방법에 의한 반송 유닛의 이동을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치를 도시한 상면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 확대 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 반송 유닛을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 제어 유닛의 구성을 나타내기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 반송 유닛의 이동을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 제어 유닛의 구조를 나타내기 위한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다. 또한, 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
이하의 각 도면에 있어서, XYZ 좌표계를 이용하여 도면 중의 방향을 설명한다. 상기 XYZ 좌표계에 있어서는, 연직 방향을 Z방향으로 하고, 수평 방향을 X방향, Y방향으로 한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 2 내지 도 6을 참조하면, 물품 저장 장치는 복수의 선반(110)이 형성되는 수납부(100), 반송 유닛(200), 제어 유닛(300)을 포함한다.
수납부(100)는 물품이 보관되는 복수의 선반(110)을 포함한다. 수납부(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 다층으로 형성될 수 있으며 복수의 선반(110)은 수평 방향(X축 방향) 및 수직 방향(Z축 방향)으로 배치될 수 있다. 일 예로, 복수의 선반(110)은 반송 유닛(200)의 양측에 배치될 수 있다. 또는, 복수의 선반(110)은 반송 유닛(200)의 일측에 배치될 수 있다.
선반(110)은 카세트, 캐리어, FOUP(Front Opening Unified Pod), FOSB(Front Opening Shipping Box), 레티클 파드(Reticle Pod), 웨이퍼, 기판, 글라스, 레티클 등 다양한 물품을 저장 또는 보관하도록 구성될 수 있다.
각 선반(110) 바닥면에는 정렬 핀(미도시)이 구비될 수 있다. 물품이 선반(110)에 적재되는 때, 선반(110)의 정렬 핀이 물품의 정렬 홈(미도시)에 삽입됨으로써 물품을 각 선반(110)에 정확하게 적재할 수 있다.
반송 유닛(200)은 수납부(100)에 인접하게 배치되며, 물품을 반송하기 위한 반송 로봇(210)과 반송 로봇을 이동시키기 위한 반송 로봇 이동 유닛을 포함할 수 있다. 반송 유닛(200)은 물품을 반송함에 있어, 수납부(100)의 수평 방향(X축 방향)을 따라 주행 운동하고, 수납부(100)의 높이 방향(Z축 방향)을 따라 상승 운동하며, 물품을 목표 위치에 대향되게 위치하도록 회전 운동할 수 있다.
반송 로봇(210)은 물품을 지지하기 위한 로봇 암(212)을 포함하며, 수평 방향 및/또는 상하 방향으로 물품을 반송할 수 있다. 일 예로, 반송 로봇(210)은 수납부(100) 외부와 선반(110)의 사이, 및/또는 하나의 선반(110)으로부터 다른 선반(110)으로 물품을 반송할 수 있다. 반송 로봇(210)은 수납부(100)와 일정 간격 이격되게 설치되며, 반송 로봇 이동 유닛(220)에 의하여 주행 및 승강할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 반송 로봇(210)은 수납부(100)에 인접하게 배치된 레일(202)을 따라 주행 가능하게 설치될 수 있다.
로봇 암(212)은 물품의 하면을 지지하거나 물품의 상부 또는 측면을 파지하여 물품을 반송할 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇 암(212)은 반송 로봇(210)의 주행 방향에 수직하는 방향(전후 방향, Y축 방향)으로 이동 가능하도록 구성될 수 있으며, 이때 반송 로봇(210)은 로봇 암(212)을 구동하기 위한 별도의 구동부(미도시)를 구비할 수 있다. 로봇 암(212)은 신장과 수축이 가능한 다관절 로봇 암일 수 있다. 또한, 반송 로봇(210)은 로봇 암(212)을 회전시키기 위한 회전 구동부(226)를 더 포함할 수 있다. 회전 구동부(226)는 반송 로봇(210)을 180도 정회전 및 역회전시킬 수 있도록, 또는 360도 회전시킬 수 있도록 제공되어 로봇 암(212)이 반송 로봇(210)의 양 측에 위치하는 선반(110) 모두에 대하여 로봇 암(212)이 접근할 수 있도록 할 수 있다.
반송 로봇 이동 유닛은 반송 로봇(210)을 수납부(100)의 높이 방향을 따라 승강 또는 하강시킬 수 있는 승강 구동부(222)와 반송 로봇(210)을 레일(202)을 따라 수평 방향으로 이동시킬 수 있는 주행 구동부(224)를 포함할 수 있다. 일 예로, 승강 구동부(222)와 주행 구동부(224)는 모터 및 타이밍 벨트와 풀리를 포함하는 동력 전달 장치를 이용하여 각각 구성될 수 있다. 이에 따라 반송 로봇(210)이 목표하는 지점에 물품을 적재하거나 선반(110)으로부터 물품을 이재할 수 있다.
상술한 바와 같이, 반송 로봇(210)은 반송 로봇 이동 유닛(220)에 의하여 목표 지점에 접근할 수 있고, 목표 지점에 접근한 반송 로봇(210)은 로봇 암(212)을 목표 지점에 진출입시켜 물품을 로딩 또는 언로딩할 수 있다. 일 예로, 목표 지점은 목표 선반일 수 있다. 또는, 상세히 도시하지는 않았지만, 목표 지점은 수납부(100)와 외부 공간이 통할 수 있는 로드 포트일 수 있다.
한편, 반송 로봇(210)은 물품을 신속하게 반송하기 위하여 복수로 구비될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 유닛의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 블록도이다. 제어 유닛(300)은 본 발명에 의한 물품 저장 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 특히나, 제어 유닛(300)은 반송 유닛(200)이 최적의 동작을 수행하여 신속하고 안전하게 물품을 목표 지점으로 반송하도록 제어할 수 있다.
제어 유닛(300)은 반송 작업 명령을 지령하는 상위 제어기와 무선 통신 방식으로 인터페이스(interface)될 수 있다. 상위 제어기는 통합 제어 시스템으로부터 작업 공정에 따른 물품의 반송에 관한 명령을 전달받을 수 있고, 통합 제어 시스템의 명령에 따라 반송 유닛(200)이 최단 시간에 반송 작업을 완료하기 위하여 제어 유닛(300)이 출발 지점으로부터 목표 지점까지의 최단 경로를 탐색하도록 반송 명령을 지령할 수 있다. 상위 제어기의 반송 명령에 따라 반송 유닛(200)은 상위 제어기가 지령하는 목표 지점으로 물품을 반송할 수 있다. 제어 유닛(300)은 상위 제어기로부터 반송 유닛(200)의 반송 데이터를 수신하고, 수신한 데이터를 바탕으로 반송 유닛(200)을 제어할 수 있다. 제어 유닛(300)은 통신부(310), 모션 생성부(320), 모션 수행부(330)를 포함할 수 있다.
통신부(310)는 상위 제어기로부터 반송 유닛(200)의 목표 지점으로의 반송 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 하나의 목표 지점에 대하여, 상위 제어기와 통신부(310)의 통신 횟수는 1회일 수 있다. 즉, 하나의 목표 지점으로의 반송에 대한 상위 제어기와 통신부(310)의 통신은 단 한번으로 완료될 수 있다. 이때, 통신부(310)가 수신하는 반송 데이터는 반송 유닛(200)이 물품을 목표 지점으로 반송하기 위해 필요한 모든 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 일 예로, 반송 데이터는 반송 유닛(200)이 목표 지점에 물품을 반송한 후 시작점으로 복귀하기 위한 N개의 동작에 대한 데이터(예: 이동 방향, 이동 속도, 가속도, 이동 거리, 변위 등)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서는, 반송 데이터에 포함된 동작 데이터가 목표 지점까지의 왕복 동작인 경우를 예로 들어 설명하지만, 반송 데이터는 목표 지점까지의 편도 동작 데이터일 수 있다.
통신부(310)가 상위 제어기로부터 수신한 데이터 값을 바탕으로, 제어 유닛(300)은 반송 유닛(200)의 최적 동작을 생성할 수 있다.
모션 생성부(320)는 통신부(310)에 의하여 수신된 데이터 값을 기반하여 반송 유닛(200)의 최적 동작을 생성할 수 있다. 통신부(310)가 상위 제어기로부터 수신한 데이터는 반송 유닛(200)이 목표 지점에 도달한 후 시작점으로 복귀하기 위한 N번의 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 이때, N번의 동작은 반송 로봇(210)의 주행 동작과 승하강 동작을 포함할 수 있다. 모션 생성부(320)는 반송 로봇(210)의 주행 동작과 승하강 동작의 동시 동작을 포함하는 연속 동작을 생성함으로써 최단 시간이 소요되는 최적 동작을 생성할 수 있다. 구체적으로, 모션 생성부(320)는 N번의 동작 중 후속 동작을 갖지 않는 마지막 동작을 제외한 N-1번의 동작에 대하여, 각 동작이 후속 동작과 연결되는 때 동시 동작이 포함되도록 최적 동작을 생성할 수 있다.
일 예로, 도 7에 도시한 바와 같이, 통신부(310)가 상위 제어기로부터 수신한 반송 명령이 반송 로봇의(210)의 시작점으로부터 X축 방향으로 x1 mm, Z축 방향으로 z1 mm 떨어진 목표 지점으로의 물품 반송이라면, 반송 데이터는 X축 방향으로 x1 mm 이동하는 제1 수평 동작(M1), Z축 방향으로 z1 mm 이동하는 승강 동작(M2), X축 방향으로 -x1 mm 이동하는 제2 수평 동작(M3), Z축 방향으로 -z1 mm 이동하는 하강 동작(M4)을 포함하는 4번의 동작 데이터를 포함할 수 있다. 모션 생성부(320)는 제1 수평 동작이 승강 동작으로 이어질 때, 승강 동작이 제2 수평 동작으로 이어질 때, 제2 수평 동작이 하강 동작으로 이어질 때 각 동작과 각 동작의 후속 동작이 일정 구간동안 동시 동작하도록 전체 동작을 생성할 수 있다. 즉, 모션 생성부(320)가 생성하는 최적 동작은 M1 → M1+M2 → M2 → M2+M3 → M3 → M3+M4 → M4 로 매끄럽게 이어지는 연속 동작일 수 있다. 이때, M1+M2는 M1과 M2의 동시 동작을, M2+M3는 M2와 M3의 동시 동작을, M3+M4는 M3와 M4의 동시 동작을 뜻한다.
후속 동작과의 동시 동작 구간은 미리 설정될 수 있다. 일 예로, 동시 동작 구간은 거리값으로 상위 제어기에서 설정될 수 있으며, 그 값은 사용자에 의하여 설정될 수 있다. 일 예로, 각 후속 동작이 시작되는 지점이 현재 동작이 완료 지점까지 10mm 남았을 때로 설정되면, M2 동작의 시점은 M1 동작이 완료 지점까지 10mm 남았을 때가 되고, M3동작의 시점은 M2 동작이 완료 지점까지 10mm 남았을 때, M4 동작의 시점은 M3 동작이 완료 지점까지 10mm 남았을 때가 되는 것이다. 후속 동작과의 동시 동작 구간은 거리가 아닌 시간으로 설정될 수 있으며, 각 동작마다 상이하게 설정될 수도 있다.
한편, N번의 동작은 로봇 암(212)의 회전 동작 또는 진출입 동작을 포함할 수 있고, 모션 생성부(320)가 생성하는 최적 동작에는 로봇 암(212)의 동작도 포함될 수 있다.
모션 수행부(330)는 모션 생성부(320)에 의하여 생성된 최적 동작을 반송 유닛(200)이 수행하도록 반송 유닛(200)을 제어한다. 모션 수행부(330)는 모션 생성부(320)에 의하여 생성된 최적 동작을 기반하여 승강 구동부(222)와 주행 구동부(224)를 구동시킬 수 있다. 즉, 모션 수행부(330)는 모션 생성부(320)에 의하여 생성된 동시 동작의 시점마다 당시 동작의 후속 동작이 시작되도록 제어함으로써 반송 유닛(200)의 동작이 최단 시간에 연속적으로 수행될 수 있도록 제어할 수 있다. 이때, 모션 수행부(330)는 동시 동작 구간동안 반송 유닛(200)의 현재 동작 속도가 0으로 감속되고, 반송 유닛(200)의 후속 동작 속도가 가속되도록 반송 유닛(200)을 제어할 수 있다. 가속된 후속 동작의 속도는 반송 데이터에 기반한 값일 수 있다.
이에 따라, 반송 유닛(200)의 모든 동작이 단절없이 매끄럽게 이어질 수 있으므로, 반송 유닛(200)의 진동 발생이 방지될 수 있다. 반송 유닛(200)의 진동 발생이 방지됨에 따라 반송 유닛(200)은 적재된 물품을 더욱 안전하게 반송할 수 있다.
한편, 제어 유닛(300)은 저장부(340)를 더 포함할 수 있다.
도 8은 제어 유닛(300)의 저장부(340)와 나머지 구성 요소들의 연결 구조를 설명하기 위한 블럭도이다.
저장부(340)는 통신부(310)로부터 목표 지점에 대한 반송 데이터를 전달받고, 상기 반송 데이터에 대응하여 모션 생성부(320)로부터 생성된 최적 모션 데이터를 전달받을 수 있다. 또한, 저장부(340)는 전달받은 반송 데이터와 최적 모션 데이터를 서로 대응하는 값끼리 쌍으로 저장할 수 있다. 즉, 저장부(340)는 상위 제어기로부터 반송 명령이 지령되면, 통신부(310)가 수신한 목표 지점에 대한 반송 데이터와 이를 기반하여 모션 생성부(320)가 생성한 최적 모션 데이터를 함께 저장할 수 있다. 저장부(340)는 임의의 목표 지점에 대한 모션 최적화가 수행될 때마다 상기 과정을 반복함으로써 최적화 데이터를 축적할 수 있다. 또한, 저장부(340)는 통신부(310)로부터 전달받은 반송 데이터가 이미 저장된 값일 경우 그 반송 데이터에 대응하는 최적 모션을 모션 수행부(330)에 적용시킬 수 있다. 이와 같은 경우, 모션 생성부(320)의 동작이 생략될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법을 설명하기 위하여 개략적으로 흐름도이다.
본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법은 반송 유닛의 제어 시스템을 포함한다. 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법은 설명의 편의를 위하여 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 물품 장치의 제어 방법은 통신 단계(S1), 모션 생성 단계(S2), 모션 수행 단계(S3)를 포함할 수 있다.
통신 단계(S1)는 상위 제어기로부터 반송 명령을 수신하는 동시에 목표 지점으로의 반송 데이터를 수신하는 단계이다. 통신 단계(S1)는 하나의 목표 지점에 대하여 한번만 수행될 수 있다. 즉, 상위 제어기는 하나의 목표 지점에 대한 모든 반송 데이터를 단 한 번에 송신하도록 구성될 수 있다. 반송 데이터는 반송 유닛(200)이 목표 지점에 물품을 반송하기 위한 모든 동작에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 일 예로, 반송 데이터는 반송 유닛(200)이 목표 지점에 물품을 반송한 후 시작점으로 복귀하기 위한 N번의 동작에 대한 데이터(예: 이동 방향, 이동 속도, 가속도, 이동 거리, 변위 등)를 포함할 수 있다. N번의 동작은 반송 로봇(210)의 주행 동작과 승하강 동작을 포함할 수 있다. 또한, 로봇 암(212)의 회전 동작과 진출입 동작을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서는, 반송 데이터에 포함된 동작 데이터가 목표 지점까지의 왕복 동작인 경우를 예로 들어 설명하지만, 반송 데이터는 목표 지점까지의 편도 동작 데이터일 수 있다.
모션 생성 단계(S2)는 수신한 반송 데이터를 바탕으로 반송 유닛(200)의 최적 동작을 생성하는 단계이다. 구체적으로, N개의 동작 데이터를 기반하여 반송 유닛이 최단 시간에 안전하게 물품을 반송할 수 있는 모션을 생성하는 단계이다.
모션 생성 단계(S2)에서는 반송 유닛(200)이 물품을 목표 지점에 반송하기 위한 N개의 동작 데이터 중 후속 동작을 갖지 않는 마지막 동작 데이터를 제외한 N-1개의 동작에 대하여, 각 동작이 후속 동작과의 동시 동작 구간을 갖도록 모션을 생성할 수 있다. 구체적으로, 각 현재의 동작이 후속 동작과 연결되는 때 후속 동작과 동시 동작하는 구간을 거쳐 후속 동작으로 연결되도록 모션을 생성할 수 있다. 이에 따라, N개의 동작들은 매끄럽게 연결될 수 있다.
후속 동작과의 동시 동작 구간은 미리 설정될 수 있다. 일 예로, 상기 동시 동작 구간은 거리 또는 시간으로 사용자에 의하여 설정될 수 있다. 또한, 상기 동시 동작은 현재 동작마다 상이하게 설정될 수 있다.
모션 수행 단계(S3)는 모션 생성 단계(S2)에서 생성된 최적 동작을 반송 유닛(200)이 수행하도록 제어하는 단계이다. 모션 수행 단계(S3)에서는 상기 최적 동작을 기반하여 승강 구동부(222)와 주행 구동부(224)가 구동될 수 있다. 상기 최적 동작은 동시 동작 구간을 포함하므로, 최적 동작은 승강 구동부(222)와 주행 구동부(224)이 동시에 동작하는 구간을 포함할 수 있다. 또한, 모션 수행 단계(S3)는 모션 생성 단계(S2)에서 생성된 동시 동작의 시점마다 현재 동작의 후속 동작이 시작되도록 제어함으로써 반송 유닛(200)의 동작이 최단 시간에 연속적으로 수행될 수 있도록 제어할 수 있다. 동시 동작 구간동안, 반송 유닛(200)은, 현재 동작 속도가 0으로 감속되고, 후속 동작 속도가 반송 데이터에 기반한 값을 가속되도록 제어될 수 있다.
이에 따라, 반송 유닛(200)의 모든 동작이 단절없이 매끄럽게 이어질 수 있으므로, 반송 유닛(200)의 진동 발생이 방지될 수 있다. 반송 유닛(200)의 진동 발생이 방지됨에 따라 반송 유닛(200)에 의한 물품 반송이 더욱 안전하게 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 물품 저장 장치의 제어 방법은 저장 단계(S4)를 더 포함할 수 있다.
저장 단계(S4)는 모션 생성 단계(S2)에서 생성된 최적 동작을 저장하는 단계이다. 저장 단계(S4)는 모션 생성 단계(S2)에서 생성된 최적 동작을 이에 대응하는 반송 데이터와 함께 저장할 수 있다. 또한, 저장 단계(S4)는 모션 생성 단계(S2)에서 최적 모션이 생성될 때마다 저장을 반복함으로써 반송 유닛의 최적 모션 데이터를 축적할 수 있다. 축적된 데이터에 의하여, 모션 생성 단계(S3)가 생략될 수 있는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 통신 단계(S1)에서 수신한 반송 데이터가 축적 데이터에 존재하는 경우, 그 반송 데이터에 대응하는 최적 모션 데이터를 모션 수행 단계(S3)에 적용시킬 수 있다. 이와 같은 경우, 모션 생성 단계(S3)가 생략될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 물품 저장 장치는, 반송 유닛(200)이 목표 지점으로 물품을 반송하는 때, 상위 제어기와의 1회 통신으로 반송 데이터 수신이 완료될 수 있도록 구성되고, 물품 반송에 필요한 N개의 각 동작이 후속 동작과의 동시 동작을 포함하여 연속적으로 이어지는 최적 모션으로 수행되도록 제어됨으로써 반송 시간을 줄여 반송 효율을 높이고 공정 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, N개의 동작이 단절없이 매끄럽게 이어지므로 반송 유닛의 진동을 방지할 수 있어 물품을 안전하게 반송할 수 있다. 또한, 상위 제어기와의 통신을 1회에 완료될 수 있도록 구성함으로써 통신 시간을 줄여 반송 시간을 더욱 줄일 수 있다.
이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수도 있고 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
100: 수납부
110: 선반
200: 반송 유닛
202: 레일
210: 반송 로봇
212: 로봇 암
222: 승강 구동부
224: 주행 구동부
226: 회전 구동부
300: 제어 유닛
310: 통신부
320: 모션 생성부
330: 모션 수행부
340: 저장부

Claims (17)

  1. 물품이 적재되는 복수의 선반을 포함하는 수납부;
    상기 수납부에 인접하게 배치되고, 물품을 지지하여 목표 지점으로 반송하는 반송 로봇을 포함하는 반송 유닛; 및
    상기 물품을 목표 지점까지 반송하는 때, 상기 반송 로봇의 최적 동작을 생성하고 이를 바탕으로 상기 반송 유닛을 제어하는 제어 유닛;
    을 포함하는 물품 저장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제어 유닛은,
    상위 제어기로부터 물품의 반송 데이터를 수신하는 통신부;
    상기 반송 데이터를 바탕으로 상기 반송 유닛의 최적 동작을 생성하는 모션 생성부;
    상기 반송 유닛이 상기 모션 생성부에 의하여 생성된 모션을 수행하도록 제어하는 모션 수행부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상위 제어기로부터 하나의 목표 지점에 대한 반송 데이터를 한번에 수신 완료하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 반송 데이터는 반송 유닛이 물품을 목표 지점으로 반송하기 위한 N개의 동작에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 N개의 동작은 상기 반송 로봇의 주행 동작과 승하강 동작을 포함하며,
    상기 모션 생성부가 생성하는 최적 동작은 상기 반송 로봇의 주행 동작과 승하강 동작의 동시 동작을 포함하는 연속 동작인 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모션 생성부는,
    상기 N개의 동작 중 마지막 동작을 제외한 N-1개의 동작에 대하여,
    각 후속 동작과의 동시 동작을 생성하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 후속 동작과의 동시 동작 구간은 거리 또는 시간으로 미리 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모션 수행부는,
    상기 동시 동작 구간 동안 상기 반송 유닛의 현재 동작의 속도는 0으로 감속되고, 후속 동작의 속도는 반송 데이터를 기반하여 가속되도록 상기 반송 유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 모션 생성부에 의하여 생성된 모션을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 저장부는,
    상기 통신부가 수신한 반송 데이터와 상기 반송 데이터에 대응하여 상기 모션 생성부에서 생성된 최적 모션을 저장하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치.
  11. 반송 유닛을 포함하는 물품 저장 장치의 제어 방법에 있어서,
    상위 제어기로부터 물품의 반송 데이터를 수신하는 통신 단계;
    상기 반송 데이터를 바탕으로 상기 반송 유닛의 최적 동작을 생성하는 모션 생성 단계;
    상기 모션 생성 단계에서 생성된 최적 동작을 수행하도록 상기 반송 유닛을 제어하는 모션 수행 단계;
    를 포함하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 통신 단계에 있어서,
    상기 상위 제어기는 목표 지점에 대한 반송 데이터를 한 번에 송신 완료하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반송 데이터는 상기 반송 유닛이 물품을 반송하기 위한 N개의 동작 데이터를 포함하고,
    상기 모션 생성 단계는,
    상기 N개의 동작 데이터 중 마지막 동작 데이터를 제외한 N-1개의 동작에 대하여 후속 동작과의 동시 동작을 생성하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 동시 동작 구간은 거리 또는 시간으로 미리 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 동시 동작 구간 동안 상기 반송 유닛의 현재 동작 속도는 0으로 감속되고, 후속 동작 속도는 반송 데이터를 기반하여 가속되는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 모션 생성 단계에서 생성된 최적 동작을 저장하는 저장 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 저장 단계는,
    상기 모션 생성 단계에서 생성된 최적 동작과 대응하는 반송 데이터를 함께 저장하는 것을 특징으로 하는 물품 저장 장치의 제어 방법.
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