KR100246247B1 - 자동포장 및 밀봉장치내의 절단유닛 - Google Patents

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야마오카 다께오
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Abstract

연속시트 절단유닛은 자동포장 및 밀봉장치의 일부를 구성하고, 연속시트로부터 단일시트를 만들어내며 단일시트를 후속유닛에 공급한다. 직접 또는 간접적으로 단일시트의 적어도 폭을 나타내는 세팅정보는 세팅정보 공급수단에 공급되고, 이에의해, 단일시트의 절단대향측부를 위한 슬리터의 위치정보 및/또는 후속유닛을 위한 단일시트 운반가이드들의 위치정보와, 후속유닛의 단일시트 운반가이드들의 위치정보 및 세팅정보 공급수단으로의 절단되는 단일시트의 폭을 직접적 또는 간접적으로 지시하는 세팅정보를 공급함으로써, 단일시트의 슬리터절단 대향측면들의 위치를 자동적으로 위치시킨다.

Description

[발명의 명칭]
자동포장 및 밀봉장치내의 절단유닛
[기술적배경]
본 발명은 포장 및 밀봉장치에 관한 것으로, 특히 연속시트를 복수의 단일시트로 절단하여 이 단일시트들을 후속유닛에 공급하기 위한 자동 시트포장 및 밀봉장치의 일부를 구성하는 연속시트절단유닛에 관한 것이다.
[배경기술]
일반적으로, 자동시트포장 및 밀봉장치에서는, 컴퓨터에 의해 처리된 정보가 연속시트상에 연속적으로 인쇄된 다음에, 이 연속시트가 절단유닛으로 운반되어 단일시트들의 상하엣지부 및 좌우엣지부들이 종방향 및 횡방향 칼날들로 절단되어 단일시트를 제공하게 되고, 이후에 이 단일시트가 후속유닛에 운반된다.
제 1 도를 참조하여 종래기술의 절단유닛을 설명한다. 이 유닛(1)은 프린터장치(도면에 도시하지 않음)를 이용하여 다양한 정보를 인쇄하고 횡천공들을 따라 번갈아 포개지거나 후속유닛을 향해 롤내로 감겨진 연속시트(2)를 운반하기 위한 연속시트 운반시스템(3)과, 이 연속시트 운반시스템(3)에 의해 운반된 연속시트(2)를 절단하기 위한 절단시스템(4). 및 절단시스템(4)에 의해 절단되는 단일시트(5)를 후속유닛으로 운반하기 위한 단일시트 운반시스템(6)을 포함한다.
연속시트 운반시스템(3) 은 트랙터유닛으로도 알려져 있고 연속시트(2)를 시트의 수직방향으로 운반하는 역할을 한다. 운반시스템(3)은 연속시트(2)의 대향측부에 설치된 공급홀(7)과 맞물린 폴(도면에는 나타내지 않음)에 의해 연속시트(2)를 간헐적으로 운반한다. 풀의 위치는 연속시트(2)의 폭넓이크기를 부합시키도록 공급방향에 수직한 방향 또는 좌우측방향으로 조절가능하다. 일반적으로 풀의 이동 및 조절은 수동으로 수행되지만, 일부 최신 고가의 장치의 경우에느 자동적으로 연속시트의 폭이 검출되고 폴의 위치가 조절된다.
절단시스템(4)은 연속시트(2)의 상하부들 및 좌우측부들을 절단하기 위한 횡방향칼날 및 종방향칼날로 구성되어 있다. 연속시트의 중앙인쇄부에서 일정폭 W 을 갖는 인쇄부를 만들기 위해서 연속시트로부터 좌우엣지부들(2a 및 2b)을 절단하기 위한 종방향칼날은 슬리터로 불리우고 두개의 상하측 샤프트를 따라 배치된 두개의 디스크로 각각 구성되는 조합된 칼날(8)로 구성되어 있다. 일정길이 L 를 갖는 단일시트를 만들기 위해서 상하부들을 절단하기 위한 종방향칼날(9)은 길로틴형의 두개의 조합된날(9a 및 9b)로 구성되어 있다.
슬리터(8)는 연속적으로 회전하는 모터(10)에 의해 직접적으로 구동되고 연속시트의 소정폭 W 을 형성시키기 위해서 트랙터에 의해 공급되는 연속시트(2)의 좌우엣지부들을 절단하는 역할을 한다. 소정폭 W이 변화할 수 있기 때문에, 슬리터는 두개의 상하장착 샤프트들을 따라 위치를 배치하기 위해서 수동으로 조절될 수 있다.
길로틴형의 두개의 조합된 날로 구성된 횡방향 칼날(9)은, 소정크기의 단일시트(5)를 형성하기 위해서 슬리터(8)에 의해 한정되는 폭넓이크기를 갖는 연속시트(2)의 상단부 및 하단부를 절단하는 역할을 한다. 횡방향칼날(9)은 전자구동클러치(11)를 통해 전기모터(10)와 같은 전원에 의해 구동되는 캠(12)에 의해 수직방향으로 구동되는 이동날(9a)과 고정날(9b)사이에서 연속시트(2)를 절단하는 역할을 한다. 횡방향칼날(9)의 절단작업은 연속시트(2)를 간헐적으로 운반하는 트랙터유닛(3)의 운반싸이클들 사이의 정지사이클에서 수행된다. 이에 의해 트랙터유닛의 운반거리는 절단되는 단일시트(5)의 수직거리 L 와 동일하다. 단일시트운반시스템(6)은 절단 시스템(4)에 의해 절단되는 단일시트(5)를 커터유닛(1)으로부터 후속유닛의 운반가이드(13)로 운반하는 운반롤러(14)로 구성되어 있다. 후속 유닛의 운반가이드(13)상에 운반된 단일시트(5)는 슬리터(8)에 의해 한정된 폭 크기 W를 갖으며, 시트(5)의 위치는 슬리터(8)에 의해 제한된다. 일반적으로, 시트포장 및 밀봉장치에서는, 다수의 기능유닛들이 조합되어 소정의 집적기능을 수행하기 때문에, 이러한 장치에서는 후속유닛들 사이의 기계적 위치관계는 매우 중요하다. 운반롤러(14)는 에러상태를 제외하고는 연속적으로 회전하는 모터에 의해 구동되고, 절단되는 단일시트(5)는 후속유닛의 소정위치로 즉시 운반된다. 운반롤러를 회전시키기 위한 모터는 슬리터(8)를 구동시키는 모터(10)일 수 있다.
이 장치에서, 절단되는 단일시트(5)의 폭 W 및 단일시트(5)와 후속유닛의 운반가이드(13) 사이의 위치관계는 좌우슬리터들(8)의 위치를 조절함으로써 동시에 결정된다. 즉, 좌우슬리터들(8)의 위치를 조절하는데 있어서, 두개의 요건 즉, 절단되는 단일시트의 폭넓이크기와 운반되는 단일시트의 위치관계들을 동시에 만족시키는 것이 중요하다. 이렇게, 슬리터의 위치를 조절하는 것은 매우 어렵고 많은 시간을 소모한다. 또, 모터와 같은 어떠한 자동조절수단을 활용하는 것도 이용불가능하고, 슬리터(8)는 매우 날카로운 절단엣지들이며, 조작자가 위치조절을 수동으로 수행하기를 요구하기 때문에 상기 조절작업은 매우 위험하다.
[발명의 개시]
본 발명에 따르면, 단일시트의 폭넓이거리가 명시될 때 좌우 슬리터들 사이의 거리가 양적으로 및 단위적으로 한정되는 것을 고려하여, 좌우슬리터즐의 위치가 단일시트의 위치에 대응하기 때문에 후속유닛의 운반가이드의 위치는 슬리터의 위치정보에 근거하여 자동적으로 조절될 수 있고, 좌우슬리터들의 위치가 후속유닛의 운반가이드의 위치정보에 근거하여 자동적으로 조절될 수 있으며, 슬리터들의 크기조절 및 후속유닛의 운반가이드의 위치조절은 자동적으로 수행될 수 있다.
이에 의해, 커터유닛의 작업효율이 두드러지게 향상될 수 있고, 위험한 수동조절작업의 필요성이 제거될 수 잇다.
[도면의 간단한 설명]
제 1 도는 종래기술의 커터유닛의 일반적 작동을 나타내는 도면이다.
제 2 도는 본 발명에 따른 작동의 일 예를 나타내는 플로우챠트이다.
제 3 도는 제 2 도의 작동의 일부를 나타내는 확대풀로우챠트이다.
제 4 도는 제 2도 및 제 3 도에서 나타낸 플로우챠트에 따라 구동된 커터유닛을 나타내는 도이다.
제 5도는 제 3도에 나타낸 제어회로의 작동을 나타내는 플로우챠트이다.
제 6 도는 제 5도에 나타낸 마이크로컴퓨터의 처리를 나타내는 플로우챠트이다.
제 7 도는 제 6도의 플로우챠트로부터 개별 슬리터들의 위치를 파악하기 위한 처리를 나타내는 도이다.
[발명을 수행하기 위한 최선의 방식]
제 2 도 및 제 3 도는, 본 발명에 따른 작동절차의 일 예를 나타내는 플로우챠트들이고, 좌우슬리터들이 단일시트의 폭정보에 근거하여 독립스텝핑모터에 의해 개별적으로 구동되는 시스템을 부분적으로 나타내고, 제 4 도는 제 2 도 및 제 3 도의 플로우챠트들에 의해 구동된 커터유닛의 일 실시예의 일반적인 도면이다. 제 4 도에 나타낸 장치는 제 1 도의 장치와 다르며, 이 도면에서 좌우슬리터들은 독립적으로 조절가능하고 단부에 대해서 좌우슬리터들은 독립적인 볼나사와 독립적으로 나사로 맞물려 있다. 이 볼나사는 독립 스테핑모터들에 의해 구동된다.
제 2 도에서, 커터유닛(20)에 대한 각종 제어정보(22)는 커터유닛(20)의 작동패널(24)에 공급되거나, 제어유닛(26)으로부터 커터유닛(20)로 공급되고 후속유닛들 281-28n을 포함하는 앞뒤로 배치된 각종 유닛들에 공급되는데, 이 후속유닛들은 절단되는 단일시트를 수용하기 위한 수용유닛(281)과, 포장 및 단일시트를 엔벨로프내에 포장하기 위한 포장유닛(283), 및 이들 유닛들을 상호 연결하는 연통통로(30)를 통한 다른 유닛을 포함한다. 제어정보(22)는, (1) 연속시트(32)로부터 절단되는 단일시트(34)의 폭크기에 관한 정보와, (2) 연속시트(32)로부터 절단되는 단일시트(34)의 길이크기(64)에 관한 정보(2)와, (3) 커터유닛으로부터 송출되는 단일시트(34)의 위치에 관한 정보(중앙기준, 엣지기준, 연속시트(32)의 길이크기 및 단일시트(34)들 사이의 이중절단크기 등)를 포함한다. 항목(3)의 단일시트 위치정보에 관하여, 제 4 도에 나타낸 시스템에서, 개별 유닛들은 장치의 중심에서 기준을 갖도록 설계디고, "0"이 중심을 나타내도록 세트된다. 그러나, 이러한 시스템은 일반적으로 중심에 기준을 갖도록 설게되지 않고, 이 경우에 이 정보는 필수불가결한 정보를 구성하지 않는다. 또, 제어정보는 커터유닛(20)을 자동적으로 및 소기한 바대로 작동시키기 위한 복수의 일반정보를 포함한다. 상기와 같이 세트된 정보(22)는, 제 3 도에 상세히 나타낸 바와 같이, 커터유닛(20)내의 제어회로(38)의 기능에 의해 우측 모터구동회로(40) 및 좌측 모터구동회로(42)를 위한 위치정보로 전환되고, 커터유닛(20)내의 제어회로의 기능을 통해 그리고 위치정보에 응답하여 우측슬리터(50) 및 좌측슬리터(52)가 소정위치로 개별 볼나사(48 및 50)를 통해 구동된다. 이들 볼나사(48 및 50)의 회전력은 연속시트(32)의 하측에 배열되었지만 도면에 나타내지 않은 유사한 볼스크류에도 전달된다. 연소시트(32)의 하측에 배열되었지만 도면에 나타내지 않은 유사한 슬리터(56 및 58)는 이들 하측볼스크류들을 통해 슬리터(52 및 54)와 동일한 방향 및 거리로 구동된다. 장치의 중심은 연속시트(32)의 중심과 필연적으로 일렬로 정렬하지 않아도 되기 때문에, 독립 모터제어회로들이 연속시트(32)의 좌우측상에 설치될 수 있다.
위치정보는 제어회로(38)의 작동에 의해 연통통로(30)를 통해 각 후속유닛 281-28n의 제어회로에 세팅정보로서 공급된다. 한편, 세팅정보가 공급되는 수용유닛(281)에서는, 도면에 나타내지 않았지만 잘 알려져 있는 수단에 의해 세팅정보에 근거하여 운반가이드(60 및 62)가 배치된다. 이렇게, 커터유닛(20)으로부터 송출된 단일시트의 위치는 운반가이드들(60 및 62)의 위치와 자동적으로 일렬로 정렬될 수 있다.
즉, 제 5 도에 나타낸 바와 같이, 제 3도에 나타낸 제어회로(38)는 일반적으로 마이크로컴퓨터를 활용한 처리회로이고, 제어회로(38)에서 좌우슬리터를 위한 스테핑모터들의 구동신호를 발생하키기 위해서 조작패널(24)로부터의 정보를 일체로 추가함으로써, 제어유닛(26)에 공급된 정보와 후속유닛(281-28n)에 연결된 정보에 대해 신호 수령 및 송출회로들을 통해 개별적으로 컴퓨터처리가 수행된다.
제 6 도는 제 5도에서의 좌우슬리터를 위한 스테핑모터의 구동처리와 마이크로컴퓨터내의 처리의 플로우챠트이다. 제 6도에서, 좌우슬리터의 위치설정은 마이크로컴퓨터 또는 작동패널로부터의 시트폭정보의 입력 A에 의해 개시된다. 좌우슬리터가 이동되는 위치는 입력되는 정보 A로 부터 연산된다. 이하, 제 7도를 참조하여 연산처리를 설명한다. 제 7 도에 나타낸 바와 같이, 좌우슬리터 사이의 최대거리 B는, 슬리터가 홈위치에 위치할 때의 슬리터거리(mm) 이다. 거리 B의 모터의 스텝 갯수는 기구로부터 결정되는 계수 k를 거리(B)에 곱함으로써 연산된다. 연산처리는 변환값에 근거하여 수행된다. 예를 들어, 모터의 일 스텝이 거리 0.05mm 에 대응할 때, k = 0.05step/m 이다. 이에 의해, 좌우슬리터 사이의 최대거리 B 를 스텝의 수로 변환시키는데 있어서, (B x k)스텝이 얻어져서, C로서 입력된다. 다음에, 슬리터가 배치되는 목표위치가 시트의 폭 A로부터 연산된다. 시트의 폭 A의 변환된 수로서의 값 S를 세팅함으로서, (S=A x k)가 얻어진다. 다음은 모터의 변환된 스텝의 수에 근거하여 설명한다. 제 7 도에 나타낸 바와 같이, 좌우슬리터 위치의 스텝 PR및 PL의 갯수는 다음 식에 의해 얻어질 수 있다.
PR= PL= [(슬리터들의 최대거리 C) - (시트의 폭 S)] / 2
다음에, 슬리터의 이동량이 연산된다. 현재의 좌우슬리터의 위치는 (OLD PR)과 (OLD PL)로 각각 설정된다. 이에 의해, 슬리터의 현 위치가 홈 위치일 때, (OLD PR)과 (OLD PL)가 각각 제로이다.
우측 슬리터의 이동량 DR= PR- (OLD PR)
좌측 슬리터의 이동량 DL= PL- (OLD PL)
값 DR및 DL이 이동의 방향을 나타내는 (+) 또는 (-) 부호를 갖는 값이라는 점에 주목해야 한다.
이때, 슬리터는 온 스텝핑모터를 구동시킴으로써 이동될 수 있다. 좌우모터는 동시에 회전될 수 있다.
제 3 도의 연통통로(30)를 통과하는 정보는 다음의 정보를 포함한다;
(1) 제어정보 ;
a. 개시(시스템용 작동개시명령어)
b. 정지(시스템용 정지명령어)
c. 에러(시스템의 어느 한 유닛의 에러상태를 지시)
(2) 세팅정보
a. 커터유닛
폭 (절단시트의 폭)
길이 (연속시트의 종방향길이)
절단형태 (이중절단 또는 단일절단)
b. 후속유닛에 관하여
i) 커터유닛으로부터 후속유닛으로
좌측슬리터의 위치
우측슬리터의 위치
단일시트의 길이
(단일시트는 커너유닛으로부터 전달된다)
ii) 제어유닛으로부터 커터유닛을 통해 (정보가 전송회로를 통해 제어회로로
수집되어 개별 유닛으로 전송될때)
좌측슬리터의 위치
우측슬리터의 위치
단일시트의 길이
(단일시트는 커터유닛으로부터 공급된다)
이외의 정보 (후속유닛들이 단일시트를 접는 유닛을 포함하는 경우, 접는
형태등)
본 발명의 상기한 실시예에서는 커터유닛(20)으로부터 후속유닛(281-28n)으로 전달된 정보가 좌우슬리터의 위치정보로서 활용되는 설명을 하였지만, 본 발명에 따르면, 다른 정보도 효율적으로 활용할 수 있다. 예를들어, (1) 단일시트의 폭정보는 후속유닛에 전달된다. 이 경우에, 제어유닛으로부터 공급된 "단일시트폭"정보는 직접적으로 전달될 수 있다. (2) 단일시트 폭정보 및 단일시트 위치정보는 후속유닛에 전달된다. 이 경우는 (1)의 경우와 유사하지만, 운반기구가 중앙에 위치되지 않는 기준을 구비하도록 설계될 때 효과적이다. (3) 후속유닛의 운반기준의 정보는 커터유닛으로 전달되고, 단일시트의 폭정보는 제어유닛과 작동패널 각각 으로부터 공급된다. 따라서, 본 발명은 필수정보가 각각의 제어유닛과 작동패널로부터 공급되는 것에 국한되지 않는다. 필수정보는 운반통로를 통해 제어유닛으로 수집비될 수 있고 개별 유닛들에 공급될 수 있다. 예를 들어, 후속유닛으로의 운반기준의 정보는 커터유닛으로 전달될 수 있다. 또, 시스템의 구성이 분명히 제시될 때, 정보는 개별 유닛들 사이에 직접적으로 전달될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 슬리터의 위치설정을 자동적으로 조절할 수 있으므로, 단일시트의 폭과 단일시트 운반위치를 자동으로 정렬시킬 수 있고, 이는 시스템의 작동성을 실제로 향상시킨다. 또, 단일 시트의 폭의 정밀도는 슬리터를 위치시키는 장치의 정밀도와 비교가능하고, 이는 단일시트의 폭을 측정할 필요성을 생략시킨다. 또, 슬리터들의 위치가 자동으로 조절될 수 있기 때문에 위험한 위치에서 수행되는 조절동작이 생략될 수 있고 조작자의 안전이 두드러지게 향상될 수 있다.

Claims (5)

  1. 자동포장 및 밀봉장치에 있어서,
    연속시트로부터 절단되는 단일시트의 폭에 관한 폭정보를 포함한 제어정보를 발생시키는 제어유닛;
    일정 폭넓이크기를 갖도록 폭넓이방향으로 상기 단일시트의 상기 폭을 절단하는 슬리터들을 이동 및 조절하는 커터유닛; 및
    상기 단일시트와 이 단일시트를 둘러싸는 포장재를 공급하는 적어도 하나의 공급유닛과, 상기 단일시트와 상기 포장재를 엔벨로프 내로 포장하는 유닛을 포함하는 복수의 후속유닛을 포함하며,
    상기 커터유닛은, 상기 폭정보를 독립적으로 발생시키는 작동패널과, 상기 슬리터들을 상기 폭정보에 응답하여 대응위치로 구동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동포장 및 밀봉장치.
  2. 자동포장 및 밀봉장치에 있어서,
    연속시트로부터 절단되는 단일시트의 폭에 관한 폭정보를 포함한 제어정보를 발생시키는 제어유닛;
    일정 폭넓이크기를 갖도록 폭넓이방향으로 상기 단일시트의 폭을 절단하기 위해서 슬리터들을 이동 및 조절하는 커터유닛 ; 및
    상기 단일시트와 이 단일시트를 둘러싸는 포장재를 공급하는 적어도 하나의 공급유닛과, 상기 단일시트 및 포장재를 엔벨로프내로 포장하는 유닛을 포함하는 복수의 후속유닛을 포함하며,
    상기 커터유닛은, 상기 폭정보를 독립적으로 발생시키는 작동패널과, 상기 폭넓이크기에 응답하여 상기 슬리터의 위치를 설정하는 위치신호를 연산 및 설정하는 제어회로, 및 상기 슬리터들을 상기 폭정보에 응답하여 상기 대응위치로 구동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동포장 및 밀봉장치.
  3. 자동포장 및 밀봉장치에 있어서,
    연속시트로부터 절단되는 단일시트의 폭에 관한 폭정보를 포함한 제어정보를 발생시키는 제어유닛;
    일정 폭넓이크기를 갖도록 폭넓이방향으로 상기 단일시트의 상기 폭을 절단하기 위해서 슬리터들을 이동 및 조절하는 커터유닛 ; 및
    상기 단일시트와 상기 단일시트를 둘러싸는 포장재를 공급하는 적어도 하나의 공급유닛과, 상기 단일시트 및 상기 포장재를 엔벨로프내로 포장하는 유닛을 포함하는 복수의 후속유닛을 포함하며,
    상기 제어회로, 상기 커터유닛 및 상기 후속유닛들은 직렬로 배치되고,
    상기 커터유닛은, 상기 폭정보에 응답하여 상기 슬리터들의 위치를 세팅하는 위치정보를 연산 및 세팅하는 제어회로와, 상기 슬리터들을 상기 폭정보에 응답하여 응답위치로 구동시키는 구동수단을 포함하며,
    상기 제어회로는 상기 위치정보를 상기 후속유닛들에 공급하는 것을 특징으로 하는 자동포장 및 밀봉장치.
  4. 자동포장 및 밀봉장치에 있어서,
    연속시트로부터 절단되는 단일시트의 폭에 관한 폭정보를 포함한 제어정보를 발생시키는 제어유닛;
    일정 폭넓이크기를 갖도록 폭넓이방향으로 상기 단일시트의 상기 폭을 절단하기 위해서 슬리터들을 이동 및 조절하는 커터유닛 ; 및
    상기 단일시트와 상기 단일시트를 둘러싸는 포장재를 공급하는 적어도 하나의 공급유닛과, 상기 단일시트 및 상기 포장재를 엔벨로프내로 포장하는 유닛을 포함하는 복수의 후속유닛을 포함하며,
    상기 제어회로, 상기 커터유닛 및 상기 후속유닛들은 직렬로 배치되고,
    상기 커터유닛은 상기 폭정보에 응답하여 상기 슬리터들의 위치를 세팅하는 위치신호를 연산 및 세팅하는 제어회로와, 상기 슬리터들을 상기 폭정보에 응답하여 상기 연산위치로 구동시키는 구동수단을 포함하며,
    상기 제어회로는 상기 폭정보를 상기 개별 후속유닛들로 공급하는 것을 특징으로하는 자동포장 및 밀봉장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항 있어서,
    상기 폭정보를 독립적으로 발생시키는 작동패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동포장 및 밀봉장치
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