KR100424075B1 - 팔레타이징시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팔레타이징 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 팔렛의 종류에 관계없이 여러종류의 팔렛을 분배/이송할 수 있도록 하여 라인을 단순화하고, 설비비를 감소시키며, 물품의 적재를 원활하게 하여 다품종 소량 생산되는 물품의 적재를 용이하게 함과 동시에, 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있는 팔레타이징 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 운반된 물품을 작업로봇에 의해 파지하여 물품 적재위치로 이송된 팔렛에 적재하고, 팔렛에 적재된 물품을 자동포장기 또는 자동묶음장치에 의해 포장 및 묶음 처리하여 배출라인을 통해 배출하는 팔레타이징 시스템에 있어서; 상기 팔레타이징 시스템은 팔렛의 종류에 관계없이 동일 규격의 팔렛을 자동 분배하는 팔렛 분배장치와; 상기 팔렛 분배장치와 선단이 연결되어 팔렛 분배 장치에 의해 분배된 팔렛을 정확히 안내하여 안정적으로 이송시키고, 배출라인과 연결되는 후단에 자동포장기 또는 자동묶음장치가 설치된 이송 컨베이어부와; 상기 작업로봇의 작업범위내로 적재할 물품을 반입·이송하는 물품 이송라인을 포함하여 구성되어, 팔렛의 종류에 관계없이 동일 규격의 팔렛을 분배/이송하고, 다양한 적재패턴으로 팔렛에 물품을 적재하는 팔레타이징 시스템을 제공함에 있다.

Description

팔레타이징 시스템

본 발명은 팔레타이징 시스템에 관한 것으로, 생필품 등과 같이 소량 다품종을 생산하는 생산라인에서 규격이 서로 다른 여러종류의 팔렛에 매번 팔렛에 다른 규격의 물품을 적재하고자 할 경우, 상기 규격이 다른 여러 종류의 팔렛을 종류에 관계없이 배치(batch)작업단위로 이송하여 로봇에 의해 물품을 적재할 수 있는 팔레타이징 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 팔레타이징 시스템은 팔렛을 컨베이어에 의해 이송하고, 로봇을 이용하여 팔렛에 물품을 자동 적재하는 것으로, 팔레타이징 시스템이 적용되는 분야는 직육면체의 제품을 다량 생산하는 고속라인에서 규칙적 팔레타이징 패턴을 구비해야 하는 분야에 적용된다. 즉, 화장지, 우유 및 과자 상자 등의 경량물을 적재하는데 많이 사용되고 있으며, 주문자의 주문 또는 창고규격 등에 따라 도 5 에 도시된 바와 같이 여러종류의 팔렛에 물품이 적재된다.

종래에는 사용되고 있는 팔레타이징 시스템은 규정된 팔렛에 물품을 적재하도록 되어 있어 주문자가 규정된 팔렛 이외의 팔렛에 적재를 원할 경우, 지면 또는 작업대 위에 팔렛을 놓고 작업자가 서로 다른 위치에서 수작업으로 팔레타이징 시스템에 팔렛을 공급·분배하거나, 팔렛 종류 만큼의 팔렛 분배용 개별 전용기를 설치하여 팔렛을 분배하였다. 그러나 이와 같이 수작업에 의해 팔렛을 분배할 경우, 로봇에 의한 물품의 원활한 적재가 곤란하고, 라인이 복잡해지며, 넓은 설치공간이 요구되었다. 또한, 수작업에 의해 팔렛이 분배되므로, 생산성 및 작업성이 저하되고, 단순 반복작업으로 인한 작업기피 현상이 발생되었다.

또한 팔렛 분배 개별 전용기를 설치하여 팔렛을 분배할 경우, 로봇에 의한 물품의 원활한 적재가 가능하나, 팔렛의 규격에 따라 다수개의 팔렛 분배 개별 전용기를 별도 설치하고 팔렛을 공급하기 위한 지게차의 이동공간을 확보해야 하므로 넓은 설치공간이 필요하고, 설비비가 많이 들어 경제적 부담감을 주었다.

또한, 상기 수작업 또는 팔렛 분배 개별 전용기에 의해 분배된 팔렛을 이송하는 이송 컨베이어는 일정규격의 팔렛만을 이송하도록 되어 있어 주문자에 의해 팔렛의 규격이 변경되었을 시, 별도의 팔렛 이송용 컨베이어 라인 설치를 필요로 하는 등 여러 가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 팔렛의 종류에 관계없이 여러종류의 팔렛을 분배/이송할 수 있도록 하여 라인을 단순화 하고, 설비비를 감소시키며, 물품의 적재를 원활하게 하여 다품종 생산되는 물품의 적재를 용이하게함과 동시에, 생산성 및 작업성을 향상시킬 수 있는 팔레타이징 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 운반된 물품을 작업로봇에 의해 파지하여 물품 적재위치로 이송된 팔렛에 적재하고, 팔렛에 적재된 물품을 자동포장기 또는 자동묶음장치에 의해 포장 및 묶음 처리하여 배출라인을 통해 배출하는 팔레타이징 시스템에 있어서; 상기 팔레타이징 시스템은 팔렛의 종류에 관계없이 동일 규격의 팔렛을 자동 분배하는 팔렛 분배장치와; 상기 팔렛 분배장치와 선단이 연결되어 팔렛 분배 장치에 의해 분배된 팔렛을 정확히 안내하여 안정적으로 이송시키고, 배출라인과 연결되는 후단에 자동포장기 또는 자동묶음장치가 설치된 이송 컨베이어부와; 상기 작업로봇의 작업범위내로 적재할 물품을 반입·이송하는 물품 이송라인을 포함하여 구성되어, 팔렛의 종류에 관계없이 동일 규격의 팔렛을 분배/이송하고, 다양한 적재패턴으로 팔렛에 물품을 적재하는 팔레타이징 시스템을 제공함에 있다.

도 1 은 본 발명의 구성을 보인 예시도

도 2 는 본 발명의 스토퍼, 센서 및 모터의 설치 상태를 보인 개략도

도 3 은 본 발명에 따른 다기종 팔렛 분배장치

도 4 는 본 발명에 따른 팔렛 이송 컨베이어

도 5 는 다규격 팔렛의 예시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

(1) : 다기종 팔렛 분배장치 (2) : 다규격 팔렛 이송 컨베이어

(3) : 작업로봇 (4) : 물품 이송라인

(5) : 팔렛 (11) : 링크기구

(12) : 정면벽 (13) : 측면벽

(14) : 메인 프레임 (15) : 리미트 스위치

(16) : 후크 (17) : 공압실린더

(18) : 리프트 (21) : 제 1 컨베이어

(21`): 제 1` 컨베이어 (22) : 제 2 컨베이어

(22`): 제 2` 컨베이어 (23) : 제 3 컨베이어

(24) : 제 4 컨베이어 (25) : 제 5 컨베이어

(25`): 제 5` 컨베이어 (25″): 제 5″컨베이어

(26) : 제 6 컨베이어 (27) : 배출라인

(28) : 이동 가이드 레일 (28`): 고정 가이드 레일

(41) : 컨베이어 (42) : 센서

(43) : 스토퍼 (212`,222`,252`,252″): 모터

(211,221,231,241,251,261,211`,221`,251`,251″): 모터

(212): 제 1 센서 (213): 제 1 스토퍼

(222): 제 2 센서 (232): 제 3 센서

(233): 제 3`센서 (234): 제 3″센서

(235): 제 3 스토퍼 (242): 제 4 센서

(243): 제 4`센서 (244): 제 4″센서

(245): 제 4 스토퍼 (253): 제 5`센서

(254): 제 5″센서 (262): 제 6 센서

도 1 은 본 발명의 개략도를, 도 2 는 본 발명의 스토퍼, 센서 및 모터의 설치 상태를 보인 개략도를, 도 3 은 본 발명에 적용된 다기종 팔렛 분배장치를, 도 4 는 본 발명에 따른 팔렛 이송 컨베이어를 도시한 것으로, 본 발명은 팔렛의 규격 및 종류에 관계없이 배치 작업 단위로 동일 규격의 팔렛(5)을 자동 분배하는 다기종 팔렛 분배장치(1)와, 상기 팔렛 분배장치(1)에 의해 분배된 팔렛(5)을 적재위치로 이송시키는 팔렛 이송 컨베이어부(2)와, 상기 이송 컨베이어부(2)를 따라 제품 적재위치로 이송된 팔렛에 로봇 핸드에 의해 다양한 규격의 물품을 파손없이 안전하게 잡아 물품을 적재하는 작업로봇(3)과, 상기 작업로봇(3)의 작업범위내로 적재할 물품을 이송하는 물품 이송라인(4)으로 이루어져 있다.

상기 다기종 팔렛 분배장치(1)는 팔렛의 종류에 관계없이 배치 작업 단위로 동일 규격의 팔렛(5)을 저장하고, 이를 이송 컨베이어부(2)로 이송시키는 것으로, 모터(도시없음)에 의한 링크기구(11)의 작동으로 작동되는 정·측면벽(12,13)과, 상기 정면벽(12)과 메인 프레임(14) 하단에 설치되어 리미트 스위치(15)에 의해 작동되는 후크(16)와, 하부에 설치된 공압실린더(17)에 의해 작동되어 팔렛 분배장치(1)내에 저장된 팔렛(5)을 이송 컨베이어부(2)로 한 개씩 하강 배출시키는 리프트(18)로 구성되어 있다.

상기 작업로봇(3)은 짧은 시간내에 물품 이송라인(4)을 따라 이송되는 물품을 로봇핸드에 의해 팔렛에 적재하는 것으로, 높이 및 부피가 다양한 제품 즉, 다품종 소량 생산되는 물품의 적재를 용이하게 할 수 있도록 로봇 핸드 또는 로봇 휭거만을 교체하도록 되어 있다.

상기 물품 이송라인(4)은 작업로봇(3)의 작업범위내로 팔렛에 적재할 물품을 이송하는 것으로, 물품을 이송하는 컨베이어(41)와, 물품의 이송을 감지하는 다수개의 센서(42)와, 상기 센서(42)에 의해 작동되어 물품을 이송·단위통제하는 다수개의 스토퍼(43)로 구성되어 있다. 즉, 상기 물품 이송라인(4)은 컨베이어(41)에 의해 물품이 이송되고, 물품의 진입을 센서(42)가 감지하며, 상기 센서(42)에 의해 스토퍼(43)가 작동되어 로봇의 작업범위내로 물품이 이송되도록 되어 있다. 또한 상기 물품 이송라인(4)은 제품의 원활한 이송을 위하여 작업로봇(3)의 작업범위내로 물품을 이송할 수 있는 다수개의 물품 이송라인(4)을 설치할 수도 있다.

상기 이송 컨베이어부(2)는 팔렛 분배장치(1)내에 저장된 팔렛(5)을 작업라인을 따라 이송시키는 것으로, 다수개의 이송 컨베이어가 분리 설치되어 있으며, 각각의 컨베이어 양측에는 팔렛의 양측을 지지하여 팔렛의 이탈을 방지하는 이동 가이드 레일(28)과 고정 가이드 레일(28`)이 설치되어 있다.

상기 이송 컨베이어부(2)의 일측단은 팔렛 분배장치(1)에 연결되고, 타측단은 자동포장기 또는 자동묶음장치(100)에 연결되며, 중간부가 물품의 효율적 적재를 위하여 '?' 형상으로 설치되어 있다. 즉, 분리 설치된 제 2,3,4,5, 컨베이어 (22,23,24,25가 작업로봇(3)을 중심으로 '?' 형상으로 설치되고, 상기 제 2,4 컨베이어(22,24)의 일측과 연결되는 제 1 컨베이어(21)의 타측에 팔렛 분배장치(1)가 설치되며, 상기 제 5 컨베이어(25)의 일측과 연결되는 제 6 컨베이어(26) 위치에 자동포장기 및 자동묶음장치(100)가 설치됨과 동시에, 상기 제 6 컨베이어(26)와 배출라인(27)이 연결되어 있다. 이때, 상기 제 6 컨베이어에 연결 설치되는 자동포장기 또는 자동묶음장치는 팔렛에 적재된 물품의 포장 및 묶음시 사용되고 있는 일반적인 자동포장기 또는 자동묶음장치를 사용한다.

또한 상기 제 2 컨베이어(22) 상부에는 제 2 컨베이어(22)와 직각을 이루도록 물품 이송라인(4)이 설치되어 있으며, 상기 '?' 형상으로 설치된 제 2,3,4,5, 컨베이어(22,23,24,25)의 모서리부 즉, 제 2,4 컨베이어(22,24)와 연결되는 제 1 컨베이어(21)의 끝단부와, 제 2 컨베이어(22)의 끝단부 및 제 5 컨베이어(25)의 양단부에는 90°의 각을 이루고 설치된 타라인으로 팔렛을 이송하기 위한 별도의 제 1`,2`,5`,5″컨베이어(21`,22`,25`,25″)가 설치되어 있다. 상기 분리 설치된 제 2,3,4,5 컨베이어(21,22,23,24,25,26)와 모서리부에 별도 설치된 제1`,2`,5`,5″컨베이어(21`,22`,25`,25″)는 하부에 설치된 각각의 모터 (211,221,231,241,251,261,211`,221`,251`,251″)에 의해 작동되고, 상기 모터 (211,221,231,241,251,261,211`,221`,251`,251″)는 각각의 이송 컨베이어 (21,22,23,24,25,26,21`,22`,25`,25″)에 설치된 팔렛 감지센서 (212,222,232,233,234,242,243,244,253,254,262)에 의해 작동되며, 상기 별도 설치된 제 1`,2`,5`,5″컨베이어(21`,22`,25`,25″)는 팔렛의 이송을 용이하게 하기 위하여 모터(212`,222`,252`,252″)에 의해 회전되는 캠(CAM)의 작동으로 상/하 이동되도록 설치되어 있다. 즉, 제 1,2,5`,5″센서(212,222,253,254)에 의해 팔렛의 진입이 감지되면, 제 1`,2`,5`,5″컨베이어(21`,22`,25`,25″)는 팔렛에 적재된 물품이 이탈되지 않는 범위내에서 모터(212`,222`,252`,252″)에 의해 상승한 후, 또다른 모터(211`,221`,251`,251″)에 의해 작동되어 팔렛을 다음 라인의 이송 컨베이어로 이송시킨다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 이용하여 팔렛에 물품을 적재하고자 할 경우, 먼저 주문자의 주문에 맞는 팔렛을 선정하고, 시스템 제어반에서 물품 및 팔렛에 알맞는 적재 프로그램을 선택한 다음, 팔렛 분배장치의 조작반에서 팔렛 기종을 설정·선택하여 주면, 팔렛 분배장치(1)내의 정·측면벽(12,13) 및 이송 컨베이어부(2)의 이동 가이드 레일(28)이 팔렛 규격에 맞게 자동조정되고, 상기 팔렛 분배장치(1)내에 지게차를 이용하여 팔렛(5)을 적재한다. 이와 같이 팔렛 분배장치(1)내에 배치 작업단위로 동일 규격의 팔렛(5)이 적재된 본 발명을 작동시키면, 상기 팔렛 분배장치(1)내에 적재된 팔렛(5)은 공압실린더(17)에 의해 작동되는 리프트(18)에 의해 1회에 1개씩 제 1 컨베이어(21)의 위에 얹히어 이송되고, 상기 제 1 컨베이어(21)를 따라 이송된 팔렛(5)은 제 1 컨베이어(21)의 끝단에 설치된 제 1 센서(212)와 제 1 스토퍼(213)에 의해 일시 정지된 후, 제 2 컨베이어(22)와 제 2` 컨베이어(22`)에 의해 제 3 컨베이어(23)로 또는, 제 1` 컨베이어(21`)에 의해 제 4 컨베이어(24)로 이송되고, 제 3,4 컨베이어(23,24)로 이송된 팔렛(5)은 제 3,4 센서(232,242) 및 제 3,4 스토퍼(235,245)에 의해 로봇 작업 위치(물품 적재위치)에 정지되며, 제 3`,4`센서(233,243)에 의해 적재위치로의 팔렛 도착이 감지되면 물품 이송라인(4)을 따라 이송된 물품이 로봇(3)에 의해 팔렛에 적재된다. 즉, 상기 작업로봇(3)은 적재 프로그램에 의해 제 3 컨베이어(23)와 제 4 컨베이어(24)로 분배·이송된 팔렛에 순차적으로 물품을 적재한다. 로봇의 적재작업이 끝난 팔렛은 제 3,4 스토퍼(235,245)의 해제에 따라 다시 제 3,4 컨베이어(23,24)를 따라이송되고, 제 3 컨베이어(23)를 따라 이송된 팔렛은 제 5`컨베이어(25`)에 의해 제 6 컨베이어(26)로, 제 4 컨베이어(24)를 따라 이송된 팔렛은 제 5″,5,5`컨베이어(25″,25,25`)에 의해 제 6 컨베이어(26)로 이송된다. 이때 상기 물품이 적재 완료된 팔렛이 제 3″,4″센서(234,244)에 의해 적재위치에서의 팔렛 배출완료가 감지되면 제 3,4스토퍼(235,245)가 상승되어 새로이 반입되는 공팔렛의 정지 기준위치를 결정하여 준다. 이와 같이 물품이 적재된 팔렛이 제 6 컨베이어(26)로 이송되면 자동포장기에 의해 물품은 포장(래핑;wrapping)되거나 자동묶음장치(밴딩장치)에 의해 묶음처리(밴딩;banding)된 후, 배출라인(27)을 통해 배출된다.

이와 같이 본 발명은 팔렛의 종류에 관계없이 배치작업 단위로 동일 규격의 팔렛을 분배/이송할 수 있도록 되어 있어 라인을 단순화 할 수 있으며, 이로 인한 설비비의 감소로 경제적 부담감을 해소시키고, 설비의 설치공간을 종래의 방법을 적용한 시스템보다 현저히 줄일 수 있고, 다품종 생산되는 물품의 적재를 유연하게 대응 할 수 있다.

또한, 분리 설치된 이송 컨베이어부에 별도 각각의 물품 이송라인(4,4`)으로 반입되는 유사성을 지닌 서로다른 물품을 두군데 적재위치에서 동시에 로봇에 의해 물품을 적재할 수 있도록 되어 있어 생산성 및 작업성을 향상시키는 등 많은 효과가 있다.

Claims (2)

1. 운반된 물품을 작업로봇에 의해 파지하여 물품 적재위치로 이송된 팔렛에 적재하고, 팔렛에 적재된 물품을 자동포장기 또는 자동묶음장치에 의해 포장 및 묶음 처리하여 배출라인을 통해 배출하는 팔레타이징 시스템에 있어서;

   상기 팔레타이징 시스템은 모터에 의한 링크기루의 작동으로 이동되는 정/측면벽과, 상기 정면벽과 메인 프레임 하단에 설치되어 리미트 스위치에 의해 작동되는 후크와, 하부에 설치된 공압실린더에 의해 작동되어 적재된 팔렛을 한 개씩 하강하여 배출시키는 리프트를 구비하는 다기종 팔렛분배장치;

   상기 다기종 팔렛분배장치와 선단이 연결되고, 배출라인과 연결되는 후단에 자동포장기 또는 자동묶음장치가 위치되며, 다수개의 이송 컨베이어가 작업로봇의 작업범위내에 위치하도록 작업로봇을 중심으로 분리되어 설치됨과 동시에, 각각의 이송 컨베이어 양측에는 팔렛의 양측을 지지하여 팔렛의 이탈을 방지하는 이동가이드 레일 및 고정 가이드 레일이 설치된 이송 컨베이어부;

   상기 작업로봇의 작업범위내로 물품을 이송하는 컨베이어와, 물품의 이송을 감지하는 다수개의 센서와, 상기 센서에 의해 작동되어 물품을 이송하면서 단위통제하는 다수개의 스토퍼를 구비하는 이송라인을 포함하여 구성되어,

   팔렛의 종류에 관계없이 동일 규격의 팔렛을 적재/분배/이송하고, 팔렛의 규격에 따라 다양한 적재 패턴으로 팔렛에 물품을 적재하는 것을 특징으로 하는 팔레타이징 시스템.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 이송 컨베이어부는 일측이 팔렛 분배장치와 연결되고, 타측에 팔렛의 진입을 감지하는 제 1 센서와 상기 센서에 의해 작동되어 팔렛을 통제하는 스토퍼 및 모터에 의해 상/하 미동되는 제 1` 컨베이어가 설치된 제 1 컨베이어와,

   상기 제 1 컨베이어와 일측이 연결되고, 타측에 팔렛의 진입을 감지하는 제 2 센서와 모터에 의해 상/하 미동되는 제 2` 컨베이어가 설치된 제 2 컨베이어와,

   상기 제 2` 컨베이어가 설치된 제 2 컨베이어의 일측과 일측이 연결되고, 적재위치로의 팔렛 진입,도착,배출을 감지하는 제 3,3`,3″ 센서와 상기 센서에 의해 작동되어 팔렛을 적재위치에 정지시키는 제 3 스토퍼가 설치된 제 3 컨베이어와,

   상기 제 1` 컨베이어가 설치된 제 1 컨베이어의 일측과 일측이 연결되고, 제 3 컨베이어와 서로 평행을 이루고 설치되며, 제 1` 컨베이어에 의해 이송된 팔렛의 적재위치 진입,도착,배출을 감지하는 제 4,4`,4″ 센서와 상기 센서에 의해 작동되어 팔렛을 적재위치에 정지시키는 제 4 스토퍼가 설치된 제 4 컨베이어와,

   상기 제 3 컨베이어와 연결되는 일측에 팔렛의 진입을 감지하는 제 5` 센서와 모터에 의해 상/하 미동되는 제 5` 컨베이어가 설치되고, 제 4 컨베이어에 연결되는 일측에 팔렛의 진입을 감지하는 제 5″센서와 모터에 의해 상/하 미동되는 제 5″컨베이어가 설치된 제 5 컨베이어와,

   상기 제 5`컨베이어가 설치된 제 5 컨베이어의 일측과 일측이 연결되고, 자동포장기와 자동묶음장치가 연결/위치되며, 타측이 배출라인과 연결된 제 6 컨베이어와,

   상기 제 1,1`,2,2`,3,4,5,5`,5″6 컨베이어를 각각 작동시키는 다수개의 모터로 구성되어 다양한 규격의 팔렛을 배치작업 단위로 공용·이송이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 팔레타이징 시스템.