KR100302880B1

KR100302880B1 - 자동 포장 시스템의 위치 보정장치

Info

Publication number: KR100302880B1
Application number: KR1019990015867A
Authority: KR
Inventors: 김용성
Original assignee: 김용성; 화진산업 주식회사
Priority date: 1999-05-03
Filing date: 1999-05-03
Publication date: 2001-09-13
Also published as: KR20000072915A

Abstract

본 발명은 자동 포장 시스템에 있어서 포장지의 위치를 보정하기 위한 보정 장치에 관한 것으로, 종래에는 시스템을 일시 정지시킨 후에 포장지 위치를 보정하는 단점이 있었다. 본 발명은 주 동력 장치의 동력을 차동장치를 통해 측면 봉합 로울러에 전달하고, 상기 주 동력 장치의 동력을 다른 구동축을 통해서 종단 봉합로울러, 절단 로울러에 전달하며, 상기 차동장치의 출력축에 보정장치를 설치하며, 상기 주 동력의 회전량을 검출하기 위한 제1엔코더와, 상기 보정 장치의 보정 량을 검출하기 위한 제2엔코더와, 상기 포장지의 마크를 검출하기 위한 마크 감지센서와, 그 센서 및 제1엔코더의 검출신호에 의해 오차량을 검출하고 그 오차량에 따라 상기 보정장치를 제어하여 포장지의 위치를 자동으로 보정하는 제어수단을 포함하여 구성함에 특징이 있다. 이에따라 운전중에도 자동으로 포장지의 위치를 정확히 보정할 수 있게 된다.

Description

자동 포장 시스템의 위치 보정장치{Apparatus for compansating posistion of packing paper in auto-packing system}

본 발명은 자동 포장 시스템의 위치 보정장치에 관한 것으로, 특히 포장지의 위치 마크를 자동으로 검출하여 보정 동력을 이용하여 보정하도록 함으로써, 운전중에도 주 동력과 무관하게 자유롭게 포장지의 위치를 보정할 수 있는 자동 포장 시스템의 위치 보정장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동 포장 시스템은, 포장지를 자동으로 이송시키면서 포장지의 일측 및 종단 부분을 로울러 등을 이용하여 봉합시킴과 아울러 절단위치에서 자동절단하여 이송시키도록 되어 있다.

그런데, 포장지의 봉합 및 절단을 위하여 봉합 로울러, 이송로울러나 절단로울러 등을 통과할 때에 포장지와 로울러의 미끄러짐 포장지의 밀림현상등으로 인하여 이송량이 항상 정확히 일치되지 않을 수 있다. 이와 같이 이송거리가 일정하지 못하면 절단위치가 달라져서 에러가 발생된다. 그러므로, 자동 포장을 진행하는 중에 위치를 보정해주어야 한다.

그런데, 종단 봉합이나 절단은 정확하게 일치되는 위치에서 이루어져야 하기 때문에 절단과 봉합을 위한 동력은 하나의 동력 전달장치에 의해 연동된다. 그러므로, 포장지의 위치를 보정하기 위해서는 전체 시스템의 동작을 일시 정지시킨 상태에서 포장지의 이송위치를 보정 해주어야 하므로 미소한 이송거리 차이가 누적되는 경우 일정한 시간마다 한 번씩 보정 해주거나, 포장지의 한 커트를 버리고 새로운 위치에서 다시 시작하여 위치를 보정시키는 등의 방법을 이용하고 있다.

이러한 종래의 포장지 위치 보정 방법은 생산성이 떨어지고 완전 자동화가 어려운 단점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 단점을 개선하여 주 동력을 정상적으로 운전하는 중에도 자유롭게 위치를 보정할 수 있도록 한 자동 포장 시스템의 위치 보정 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 주 동력 장치의 회전력을 출력으로 전달함과 아울러 출력축의 회전력을 가변시킬 수 있는 베벨기어를 이용한 차동장치와, 포장지 위치를 보정하기 위한 보정제어에 의해 상기 차동장치의 출력축의 회전력을 증가/감소시키기 위한 보정장치와, 그 보정장치의 보정 제어를 받음과 아울러 상기 차동장치의 출력축으로부터 전달되는 동력에 의해 포장지를 이송시키면서 측면 봉합을 하는 측면 봉합 로울러와, 상기 주동력을 별도의 동력 전달 축을 통해 동력을 전달받아 구동되고 상기 측면 봉합 로울러의 후단에 일정한 간격으로 배치되는 종단면 봉합 로울러, 절단 로울러 및 이송로울러와, 상기 측면봉합 로울러에 인입되는 포장지의 마크를 감지하는 마크 감지센서와, 상기 주 동력의 회전량을 검출하여 포장지의 이송량을 검출하기 위한 제1엔코더와, 상기 보정장치의 회전량을 검출하여 상기 포장지의 위치보정에 의한 이송량의 증/감을 검출하기 위한 제2엔코더와, 상기 마크 감지센서의 위치감지와 상기 제1엔코더에 의한 주 동력의 회전량 검출에 따른 포장지의 위치 보정여부 및 오차량을 검출하고, 그 오차량을 보정하기 위한 보정량 만큼 제2엔코더의 보정량 검출을 이용하여 상기 보정장치를 구동시켜 포장지 이송량을 증가/감소시키는 제어부를 포함하여 구성함에 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 자동으로 포장지의 위치 및 오차량을 검출하고, 그 오차량만큼 보정 동력을 이용하여 포장지의 위치를 보정할 수 있고, 이때 주 동력과는 무관하게 동작되기 때문에 시스템 운전중에 자유롭게 보정하여 항상 정확한 포장 및 절단이 이루어져 생산성 및 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 자동 포장 시스템의 개략 계통도.

도 2는 본 발명 자동 포장 시스템의 포장지 위치 보정장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 포장지 보정 장치의 블록 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 주 동력장치

11 : 풀리

12 : 제1구동축

13 : 제2구동축

20 : 차동장치

30 : 보정장치

31 : 보정 모터

32 : 감속기

40 : 측면 봉합 로울러

50 : 종단 봉합 로울러

60 : 절단 로울러

70 : 이송로울러

101 : 마크 감지 센서

102 : 제1엔코더

103 : 제2엔코더

104 : 제어부

105 : 조작부

이하, 본 발명의 실시예에 의한 자동 포장 시스템의 위치 보정장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 본 발명의 실시예는 젓가락자동 포장에서와 같은 측면 봉합과 종단봉합 및 절단의 3단계 포장과정을 수행하는 시스템을 예로 하였으나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니고 응용 가능한 모든 자동 포장시스템에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 자동 포장 시스템의 개략 계통도로서, 일정한 간격마다 위치 마크가 표시된 포장지(1)를 인입받아 측면 봉합을 수행하는 측면 봉합 로울러(40), 측면 봉합된 포장지(1)의 일정한 간격마다 종단(세로) 봉합을 하는 종단 봉합 로울러(50), 종단 봉합된 포장지를 적정 위치에서 절단하는 절단 로울러(60), 절단 로울러(60)의 후단에서 절단 된 포장제품을 배출하는 이송로울러(70)가 적정한 간격으로 배치되어 포장지(1)의 자동 이송에 의해 자동 포장하도록 이루어진다.

이러한 자동 포장 시스템은 주동력의 구동축에 의해 상기 측면 봉합 로울러(40), 종단 봉합 로울러(50), 절단 로울러(60) 및 이송 로울러(70)가 연동되며, 본 발명을 위해 포장지 인입부에서 포장지의 위치 마크를 검출하는 마크 감지 센서(101)가 설치되고, 상기 측면 봉합 로울러(40)의 회전량을 상기 종단 봉합 로울러(50), 절단 로울러(60) 및 이송 로울러(70)와는 무관하게 증가/감소시킬 수 있는 차동장치(20) 및 보정장치(30)가 더 설치되고, 포장지 위치 검출, 오차량 검출 및 보정 제어를 위한 보정 제어수단이 설치되어 구성된다.

도 2는 본 발명 자동 포장 시스템의 포장지 위치 보정장치의 구성을 보인 도면으로서, 주 동력장치(10)의 동력은 풀리(11)를 거쳐 제1구동축(12)을 통해 차동장치(20)에 연결되고, 상기 풀리(11)와 벨트를 통해 연결되어 주 동력을 전달하는제2구동축(13)이 설치되며, 그 제2 구동축에는 베벨기어를 통해 상기 종단 봉합 로울러(50), 절단로울러(60)가 설치되며, 그 절단 로울러(60)와 벨트 연결에 의해 이송로울러(70)가 설치된다. 그리고, 상기 제1구동축(12)이 연결된 차동장치(20)의 출력축에는 보정장치(30)가 연결되고 그 보정장치(30)를 거쳐 베벨기어를 통해 측면 봉합 로울러(40)가 설치된다.

또한, 상기 주 동력장치(10)의 회전력을 검출하기 위한 제1엔코더(102)가 상기 풀리(11)의 회전량을 검출하도록 설치되고, 상기 보정 장치(30)의 회전력을 검출하기 위한 제2엔코더(103)가 상기 보정장치(30)에 설치된다.

여기서, 상기 차동장치(20)는 4개의 베벨기어를 이용하여 입력축(제1구동축(12))의 회전력을 출력축(감속기측)으로 전달함과 아울러 그 출력축을 제어하여 회전력을 다르게 제어할 수 있는 장치로서, 제1구동축(12)의 회전력과 다른 회전력이 되도록 출력축을 제어하면 양측의 베벨기어를 결합하고 있는 차동장치(20) 통 자체가 출력축과 제1구동축(12)의 회전력 차이만큼 회전하게 되어 입력과 출력의 회전력을 다르게 제어할 수 있게 된다.

그리고, 상기 보정장치(30)는 보정 모터(31)와 감속기(32)로 이루어지고, 보정모터(30)는 정역회전이 가능한 모터를 사용하고, 보정모터(31)의 정/역회전제어에 의해 감속기(32)가 상기 차동장치(20)의 출력축을 증속/감속시키도록 제어한다.

도 3은 본 발명에 의한 포장지 보정 장치의 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와 같이, 포장지의 마크를 감지하는 마크 감지센서(101)와, 주 동력 장치(10)의 회전량을 검출하는 제1엔코더(102)와, 보정장치(30)의 회전량을 검출하는 제2엔코더(103)와, 상기 마크 감지센서(101)의 포장지 마크 감지 간격마다 상기 제1엔코더(102)의 주동력 회전량을 검출하여 미리 설정된 기준 회전량과의 비교에 의해 오차량을 검출하고 상기 제2엔코더(103)를 통해 보정 장치(30)의 회전량을 검출하면서 상기 오차량만큼 보정 장치(30)를 제어하여 자동 보정을 하는 제어부(104)와, 그 자동 제어부(104)에 조작 신호를 입력하여 수동/자동 보정 설정, 수동 보정값 설정, 절단 시점이 아닌 시점에서 위치 보정을 하기 위한 보정 위치 결정 등을 입력하고 동작상태 등을 표시하기 위한 조작부(105)를 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명은, 주 동력장치(10)의 동력을 제1구동축(12)을 통해서 차동장치(20)로 전달하고, 그 차동장치(20)는 출력축에 보정장치(30)를 설치하며, 그 보정장치(30)를 통해 측면 봉합 로울러(40)를 구동시키도록 구성하며, 상기 주 동력장치(10)의 동력을 풀리(11)와 벨트를 통해 제2구동축(13)으로 전달하여 그 제2구동축(13)을 통해 종단 봉합 로울러(50) 및 절단 로울러(60)에 전달하고, 그 절단로울러(60)의 회전력을 벨트를 통해 이송로울러(70)에 전달하도록 되어 있다.

따라서, 측면 봉합 로울러(40), 종단 봉합 로울러(50), 절단로울러(60) 및 이송로울러(70)는 정상적인 상태에서 주동력 장치(10)의 동력에 의해 서로 동기되는 회전량으로 구동된다.

이때, 마크 감지센서(101)를 통해서 인입되는 포장지(1)의 마크를 감지하게 된다. 그리고, 제1엔코더(102)를 통해서 주동력 장치(10)의 풀리(11)로부터 그 회전량을 검출하게 된다. 포장지(1)의 마크는 일정한 간격, 예컨데 포장 단위마다 하나의 마크 또는 일정한 간격을 가진 다수의 마크가 표시되어 있으므로, 그 마크 검출 간격마다 상기 제1엔코더(102)에서 검출된 회전량을 미리 정해둔 기준 량과 비교하면 그 오차를 검출할 수 있게 된다.

따라서, 정상적인 상태로 이송중인 포장지(1)가 로울러들의 위치에서 이송량이 가변되면 종단 봉합 및 절단의 위치가 달라져서 에러가 발생되므로, 에러가 발생될 수 있는 오차허용 한계치를 정의해 두고, 오차량이 상기 오차허용 한계치를 벗어난 경우 보정 제어를 하게 된다.

상기 제어부(104)는 마크 감지센서(101)와 제1엔코더(102)로부터 검출된 정보를 이용하여 오차량을 검출하고, 허용 한계를 벗어난 경우 보정 장치(30)에 보정지시를 하게 된다. 보정장치(30)는 보정 모터(31)와, 그 보정 모터(31)에 의해 상기 차동장치(20)의 출력 축을 증속/감속 시킬 수 있는 감속기(32)로 이루어지고, 상기 제어부(104)의 제어신호에 의해 보정 모터(31)가 구동된다. 그 보정 모터(31)의 구동에 의해 감속기(32)가 제어되어 차동장치(20)의 출력축을 감속/증속 시킨다. 이때 제2엔코더(103)를 통해 보정된 출력의 회전량을 검출하고, 그 검출된 보정량에 의해 원하는 보정이 완료되는 시점에서 보정모터(31)를 정지시켜 감속기(32)가 주 동력의 출력을 제어하지 않도록 해제시킨다. 오차량에 대응되는 제2엔코더(103)의 검출 회전량을 실험에 의해 구하여 이를 비교 테이블로 작성하여 두거나, 그 오차량에 비례되는 보정량 계산 방법을 제어부(104)에 프로그래밍시켜 자동보정하게 할 수 있다.

또한, 상기 제어부(104)는 보정 장치(30)를 제어하는 경우에,절단로울러(60)가 포장지를 절단하는 위치에 있을때에 보정제어를 하지 않도록 한다. 그 이유는 포장지가 물려있는 상태에서 보정 장치(30)를 통해 강제로 포장지의 위치를 보정하는 경우 포장지가 끊어지거나 포장지에 무리를 줄 수 있기 때문이다.

한편 본 발명의 조작부(105)에는 수동 보정 설정시 보정량과 보정 위치를 설정하도록 되어 있으나, 보정량과 보정 위치를 설정하지 않고, 수동 버튼을 누르고 있는 동안 제어부(104) 보정 모터(31)를 제어하여 운전자가 시각적으로 포장지의 위치를 보면서 보정량을 수동으로 제어할 수 있도록 하는 수동버튼을 더 포함하여 구성할 수도 있다. 이는 수동으로 미세조정을 하거나 자동 보정시의 에러를 보상하기 위한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 자동 포장 시스템에서 포장지의 이송량이 달라져서 절단 및 종단 봉합 등의 위치가 달라지는 에러를 자동으로 방지 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 차동장치를 이용하여 절단 및 종단 봉합 로울러들과 동력이 분리된 위치에서 포장지 이송을 보정함으로써, 전체 시스템의 정상 운전중에 정확한 자동 보정을 실현시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

주 동력 장치(10)의 회전력을 제1구동축(12)을 통해 전달받아 출력축으로 전달함과 아울러 상기 출력축의 회전력을 가변시킬 수 있는 베벨기어를 이용한 차동장치(20)와, 상기 차동장치(20)의 출력축의 회전 속도를 증가/감소시키기 위한 보정 장치(30)와, 그 보정장치(30)의 보정 제어를 받는 상기 차동장치(20)의 출력축으로부터 전달되는 동력에 의해 포장지(1)를 이송시키면서 측면 봉합을 하는 측면봉합 로울러(40)와, 상기 주 동력장치(10)의 동력을 제2구동축(13)을 통해 전달받아 구동되고 상기 측면봉합 로울러(40)의 후단에 일정한 간격으로 배치되는 종단면 봉합 로울러(50), 절단 로울러(60) 및 이송로울러(70)와, 상기 측면봉합 로울러(40)에 인입되는 포장지(1)의 마크를 감지하는 마크 감지센서(101)와, 상기 주 동력 장치(10)의 회전량을 검출하여 포장지(1)의 이송량을 검출하기 위한 제1엔코더(102)와, 상기 보정장치(30)의 회전량을 검출하여 상기 포장지(1)의 위치 보정량을 검출하기 위한 제2엔코더(103)와, 상기 마크 감지센서(101)의 위치감지와 상기 제1엔코더(102)에 의한 주 동력의 회전량 검출에 따른 포장지(1)의 위치 보정여부 및 오차량을 검출하고, 그 오차량을 보정하기 위한 보정량 만큼 제2엔코더(103)의 보정량 검출을 이용하여 상기 보정장치(30)를 구동시켜 포장지 이송량을 증가/감소시키는 제어부(104)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 포장 시스템의 위치 보정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 보정 장치(30)는 상기 제어부(104)의 제어에 의해 정/역방향 회전 동력을 발생하는 보정 모터(31)와,

그 보정 모터(31)의 회전력에 의해 상기 차동장치(20)의 출력축의 회전속도를 증가/감속 시키는 감속기(32)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 포장 시스템의 위치 보정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부(104)는 운전자가 수동/자동 보정을 선택하기 위한 수동/자동 보정 설정수단, 수동보정 선택시 보정값을 입력하기 위한 보정값 설정수단, 상기 절단 로울러 또는 종단 봉합 로울러가 동작되는 시점에서 포장지 위치 보정이 발생되지 않도록 보정 위치를 설정하기 위한 보정 위치 설정수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 포장 시스템의 위치 보정장치.