KR100433429B1 - 포장시스템의 내용물 누락 판별장치 및 방법 - Google Patents

포장시스템의 내용물 누락 판별장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

포장시스템의 내용물 누락 판별장치 및 방법이 개시된다. 주내용물 및 부내용물을 포장용기에 포장하는 포장시스템의 내용물 누락판별 장치에 있어서, 조작패널은 기취득된 부내용물의 기준중량(Ws) 및 허용오차(Wp)를 설정한다. 제 1중량계는 주내용물이 포장용기에 삽입된 상태에서 포장용기의 제 1중량(W1)을 측정 및 출력한다. 제 2중량계는 포장용기에 부내용물이 더하여 삽입된 상태에서 포장용기의 제 2중량(W2)을 측정하여 출력한다. 저장부는 입력되는 부내용물의 기준중량(Ws)정보 및 허용오차(Wp)정보를 저장한다. 제어부는 저장부로부터 독출한 부내용물의 기준중량(Ws)정보 및 허용오차(Wp)정보 및 제 1중량계로부터 입력되는 제 1중량(W1)정보, 및 제 2중량계로부터 입력되는 제 2중량(W2)정보에 근거하여 포장용기에 삽입된 부내용물의 누락 및 초과 여부를 판단하고, 그 판단결과에 대응하는 제어신호를 출력한다. 경고부는 제어부의 제어신호에 따라 부내용물이 누락 및 초과되었음을 시각 및 청각적으로 경고한다.
이와 같은 포장시스템의 내용물 누락 판별장치 및 방법에 의하면 작은 중량의 부내용물의 누락을 판별할 수 있다.

Description

포장시스템의 내용물 누락 판별장치 및 방법{apparatus and mothod for discriminating omission of content in packing system}
본 발명은 가전제품 등의 포장시스템의 내용물 누락 판별장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비교적 중량이 크고 중량편차가 큰 주내용물 및 중량이 작고 중량편차가 작은 부내용물의 중량을 별도로 측정하여 부내용물의 누락을 판별할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, TV나 VCR, 모니터 등의 가전제품을 생산하는 공장에서는 컨베이어 방식에 의하여 각 부품을 조립하고 검사하는 공정을 일련의 순서에 따라 배치한다. 이러한 컨베이어 방식의 생산라인에 있어서는, 다수의 작업자가 컨베이어를 따라 소정 간격으로 배치되고, 작업대상이 컨베이어를 따라 이동하게 된다. 그리하여 조립이 완성되고 검사과정이 완료된 완제품 세트는 포장공정으로 넘어가 부속 악세사리 등의 부내용물과 함께 포장박스에 자동으로 포장된다. 이때 부속 악세사리의 누락 여부를 자동으로 체크하는 공정을 거치게 되고, 부속이 누락된 포장박스는 출고전에 별도의 공정을 거쳐서 누락된 부속제품을 보충하여 출고하게 된다.
도 1은 종래기술에 의한 포장시스템의 내용물누락 판별장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 다수의 이송롤러(140) 상에서, 먼저 제품본체(주내용물(120))와 본체에 전달되는 외부로부터의 충격을 방지하기 위한 스티로폴 등의 재질로 만들어진 완충재(110) 및 본체를 동작하는데 필요한 메뉴얼책자, 각종 케이블, 드라이버CD 등의 각종 악세사리(부내용물(130))가 박스 등과같은 포장용기(100)에 자동 및 수동으로 삽입된다.
조작패널(180)의 키신호가 입력되면, 제어부(170)는 중량계(150)에 포장용기(100)의 중량을 측정하기 위한 제어신호를 중량계(150)로 출력한다.
중량계(150)는 제어부(170)의 제어신호에 따라 포장용기(100)의 중량을 측정한다. 측정이 완료되면 중량계(150)는 측정된 중량치를 제어부(170)로 출력한다. 중량계(150)의 업다운실린더(160)는 이송롤러(140) 사이로 상하로 이동하여 포장용기(100)의 하측면에 접할 수 있는 구조를 갖고 있다.
한편, 저장부(195)에는 포장되고 있는 내용물의 누락 여부를 판단할 수 있는 소정의 기준중량치가 저장되어 있다.
제어부는 저장부(195)에 저장되어 있는 기준중량치와 중량계(150)로부터 입력되는 중량을 비교하여, 중량계(150)로부터 입력되는 중량이 기준중량치 보다 기설정된 소정의 허용치를 초과하여 부족한 경우 경고 동작을 제어하기 위한 경고제어신호를 경고부(190)로 출력한다.
경고부(190)는 제어부(170)의 경고제어신호에 따라 내용물이 누락되었음을 청각 및 시각적으로 경고한다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 포장시스템의 내용물 누락판별장치는 주내용물(120)과 부내용물(130)의 중량을 같이 측정하므로 습도 등에 따라 중량편차가 큰 종이박스 등의 포장용기의 중량을 함께 측정할 경우, 중량이 작은 부내용물(130)의 누락이 발생하여도 누락발생 여부가 체크되지 않는다는 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 포장시스템에 있어서, 상대적으로 중량이 작은 부내용물의 누락을 판별할 수 있는 누락판별 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래기술에 의한 포장시스템의 내용물누락 판별장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 포장시스템의 내용물누락 판별장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 포장시스템의 내용물 누락 판별장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
200 : 포장용기 210 : 주내용물
220 : 완충재 230 : 부내용물
240 : 이송롤러 250 : 제 1중량계
260 : 업다운실린더 270 : 제 2중량계
280 : 업다운실린더 290 : 제어부
292 : 경고부 294 : 조작패널
296 : 저장부
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 포장시스템의 내용물 누락 판별장치는, 주내용물 및 부내용물을 포장용기에 포장하는 포장시스템의 내용물 누락판별 장치에 있어서, 기취득된 상기 부내용물의 기준중량(Ws) 및 허용오차(Wp)를 설정하는 키가 마련된 조작패널과; 상기 주내용물이 상기 포장용기에 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 1중량(W1)정보를 측정하여 출력하는 제 1중량계와; 상기 포장용기에 상기 부내용물이 더하여 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 2중량(W2)정보를 측정하여 출력하는 제 2중량계와; 상기 입력되는 부내용물의 기준중량(Ws)정보 및 허용오차(Wp)정보를 저장하는 저장부와; 상기 저장부로부터 독출한 상기 부내용물의 기준중량(Ws)정보 및 상기 허용오차(Wp)정보 및 상기 제 1중량계로부터 입력되는 상기 제 1중량(W1)정보, 및 상기 제 2중량계로부터 입력되는 상기 제 2중량(W2)정보에 근거하여 상기 포장용기에 삽입된 부내용물의 누락 및 초과 여부를 판단하고, 그 판단결과에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 부내용물이 누락 및 초과되었음을 시각 및 청각적으로 경고하는 경고부;를 구비한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한, 포장시스템의 내용물 누락 판별방법은 주내용물 및 부내용물을 포장용기에 포장하는 포장시스템의 내용물 누락판별 방법에 있어서, (a)상기 부내용물의 기준중량(Ws) 및 허용오차(Wp)를 설정하는 단계와; (b)상기 주내용물이 상기 포장용기에 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 1중량(W1)을 측정하는 단계와; (c)상기 부내용물이 상기 포장용기에 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 2중량(W2)을 측정하는 단계와; (d)의 조건 만족여부에 근거하여 초과 및 누락여부를 경보하는 단계;를 포함한다.
단, Wer는 오차값으로서 (W2 - W1 - Ws)이다.
바람직하게, 제 6항에 있어서, 상기 (a)단계는 n개로 구성된 상기 부내용물의 중량을 각각 Ws1, Ws2, ... , Wsn이라고 할 경우, 아래의 수식에서 연산되는 상기 n개의 부내용물로 조합가능한 P가지 경우의 수에 대해서, 각 조합의 중량합(S(P))을 각각 연산하여 저장하는 단계를 포함한다.
단, n은 상기 부내용물을 구성하는 수량이다.
그리고, 바람직하게 상기 (b)단계는 상기의 조건을 만족하는 경우, Wer > 0 이면, 상기 부내용물이 초과되었음을 경고하고, Wer < 0 이면, 상기 부내용물이 누락되었음을 경고하되, 상기 저장된 각 조합의 중량합(S(P))정보 중에서 상기 오차중량(Wer)과 가장 근접하는 중량합(S(P))정보를 독출하는 단계와;
상기 독출된 중량합(S(P))정보의 조합을 구성하는 부내용물의 종류에 근거하여 상기 초과 및 누락된 부내용물을 시각적으로 경고하는 단계;를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 포장시스템의 내용물 누락 판별장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 이송롤러(240)상에 놓여있는 포장용기(200)에 주내용물(210)과 완충재(220)가 삽입되면 제 1중량계(250)는 업다운실린더(260)를 상승하여 포장용기(200)의 제 1중량을 측정하고, 측정된 제 1중량을 제어부(290)로 출력한다.
포장용기(200)가 이송롤러(240)의 회전에 의해 제 2중량계(270) 상단으로 이송되고 부내용물(230)이 포장용기(200)에 삽입 완료되면 제 2중량계(270)는 업다운실린더(280)를 상승하여 포장용기(200)의 제 2중량을 측정하고, 측정된 제 2중량을 제어부(290)로 출력한다.
제어부(290)는 입력되는 제 1중량 및 제 2중량의 차값을 연산하여 포장용기(200)에 삽입된 부내용물(230)의 중량을 연산한다. 제어부(290)는 조작패널(294)을 통해 기설정된 소정의 기준중량과 연산된 부내용물(230)의 중량을 비교하여 부내용물(230)의 누락 및 초과 여부를 판단한다. 그리고, 제어부(290)는 그 판단 결과에 따라 누락 및 초과된 중량값을 조작패널(294)로부터 기설정된 부내용물(230) 각각의 중량값 및 그 조합의 중량합과 비교하여 누락 및 초과된 부내용물(230)의 종류를 판단한다. 제어부(290)는 부내용물(230)의 초과 및 누락판단 결과에 대응하는 제어신호를 경고부(192)로 출력한다.
경고부(192)는 제어부(290)의 제어신호에 근거하여 부내용물(230)의 누락 및 초과여부, 그리고 누락 및 초과된 부내용물(230)의 종류를 청각 및 시각적으로 경고한다.
일반적으로, 포장용기(200)로 주로 사용하는 종이박스의 경우 습도 및 온도에 따라서, 그 중량편차가 100g ~ 300g 정도 되지만, 상기한 바와 같이 중량편차가 크고 중량이 큰 주내용물과, 중량편차가 작고 중량이 작은 부내용물의 중량을 각각 별도로 측정할 경우 중량이 작은 부내용물의 누락을 판별할 수 있다.
이하, 프린터본체 및 그 부속 악세사리로서 토너카트리지, 각종케이블, 사용메뉴얼책자, 및 드라이버CD를 포장용박스에 포장하는 시스템에서의 본 발명에 따른 내용물 누락장치에 대해서 보다 상세히 설명한다.
조작패널(294)에는 각각의 부내용물(230)에 해당하는 토너카트리지의 중량(Ws1), 케이블의 중량(Ws2), 메뉴얼책자의 중량(Ws3), 드라이버CD의 중량(Ws4) 및 허용오차(Wr)값을 설정할 수 있는 키가 마련되어 있다. 부내용물(230) 각각의 중량 값은 Ws1 = 1500g, Ws2 = 720g, Ws3 = 460g, Ws4 = 210g 으로 설정한다. 제 1중량계(250) 및 제 2중량계(270)의 허용오차 Wp = 20g 으로 설정한다.
제어부(290)는 조작패널(294)로부터 인가되는 허용오차정보 및 부내용물(230) 각각의 중량정보에 근거해서 4개의 부내용물로 조합할 수 있는 모든 경우의 수에 대해 각 조합의 중량의 합을 연산하고 그 결과값을 저장부(296)로 출력한다. 즉, 그 경우의 수 P는 아래의 수학식 1에 근거하여 산출된다.
단, n은 상기 부내용물을 구성하는 수량이다.
n값은 4이므로, 4개의 구성물로 조합할 수 있는 경우의 수 P는 15이다. 저장부(296)에 저장되는 각 조합의 경우에 대한 부내용물(230)의 중량합 S(P)은 아래의 표 1과 같다.
P 조합 중량합(S(P))
1 Ws1 1510g
2 Ws2 720g
3 Ws3 460g
4 Ws4 210g
5 Ws1, Ws2 2230g
6 Ws1, Ws3 1970g
7 Ws1, Ws4 1720g
8 Ws2, Ws3 1180g
9 Ws2, Ws4 930g
10 Ws3, Ws4 670g
11 Ws1, Ws2, Ws3 2690g
12 Ws1, Ws2, Ws4 2440g
13 Ws1, Ws3, Ws4 2180g
14 Ws2, Ws3, Ws4 1390g
15 Ws1, Ws2, Ws3, Ws4 2900g
표 1에 상기한 바와 같이, S(1)은 1510g, .... , S(15)는 2900g이다.
제어부(290)는 제 1중량(W1), 제 2중량(W2), 기준중량(부내용물의 총중량 Ws), 및 허용오차(Wp)에 근거하여 오차값 Wer 를 연산하고, 아래의 수식 2의 만족 여부에 따라 부내용물(230)의 누락 및 초과 여부를 판단한다.
: 누락 및 초과, Wer > 0이면 초과, Wer < 0이면 누락
: 정상
단, Wer는 오차값으로서 (W2 - W1 - Ws)이다.
기설정된 부내용물(230)의 기준중량(Ws)이 표 1에 상기된 바와 같이 2900g이고, 허용오차(Wp)가 20g으로 설정되었을 경우, 제 1중량(W1)이 65000g, 제 2중량(W2)이 67910g 으로 측정되었다면, 제어부(290)의 누락 및 초과 여부에 대한 판단 결과는 아래와 같다.
Wer = W2 - W1 - Ws = 67910g - 65000g - 2900g = 10g 이고,
Wp = 20g 이므로 수식 2의조건을 만족한다. 따라서, 제어부(290)는 부내용물(230)의 중량을 정상으로 판단한다.
다른 예로서, 제 1중량(W1)이 65300g, 제 2중량(W2)이 67540g 으로 측정되었다면, 제어부(290)의 누락 및 초과 여부에 대한 판단 결과는 아래와 같다.
Wer = W2 - W1 - Ws = 67540g - 65300g - 2900g = -660g 이고,
Wp = 20g 이므로 수식 2의조건을 만족하고, Wer < 0 이므로 제어부(290)는 부내용물(230)의 중량을 누락으로 판단한다. 그리고, 제어부(290)는 저장부(296)에 저장되어 있는 상기한 표 1의 부내용물(230)의 조합중량 데이터(S(P)) 중에서 누락된 오차중량값(Wer)과 가장 근접하는 데이터를 독출한다. 즉,= 660g 과 가장 근접하는 조합중량데이터(S(P))는 S(10) = 670g 이고, 그 조합의 구성은 각각 Ws3 및 Ws4이다. 따라서 제어부(290)는 메뉴얼책자 및 프린터드라이버CD 가 누락 되었음을 경고하기 위한 제어신호를 경고부(192)로 출력한다.
경고부(192)는 제어부(290)의 제어신호에 따라 부내용물(230)이 누락되었음을 청각적으로 경고하고, 메뉴얼책자 및 프린터드라이버가 누락되었음을 시각적으로 경고한다.
작업자는 경고부(192)의 청각적 경고 및 시각적경고에 대응하여 테이핑공정 이전에 즉시 누락된 부내용물(230)을 포장용기(200)에 추가하여 제 2중량(W2)을 재측정한 후에 테이핑공정으로 이송되도록 한다.
도 3를 참조하여 본 발명에 따른 포장시스템의 내용물 누락 판별방법에 대해 설명한다.
먼저, 부내용물(230)의 총중량정보를 조작패널(294)을 통해 입력하여 기준중량(Ws)을 설정한다(단계 310).
포장용기(200)에 주내용물(210)을 삽입하고(단계 320), 제 1중량(W1)을 측정한다(단계 330).
제 1중량(W1)의 측정이 완료되면 포장용기(200)에 부내용물(230)을 삽입하고(단계 341) 제 2중량(W2)을 측정한다(단계 350).
제 1중량(W1)에 대한 제 2중량(W2)의 차값을 연산하여 포장용기(200)에 삽입된 부내용물(230)의 중량을 연산하고, 이를 기설정된 기준중량과 비교하여 부내용물(230)의 누락여부를 판단한다(단계 360).
연산된 부내용물(230)의 중량과 기설정된 기준중량의 차이가 허용오차범위 이내이면 정상으로 표시하고(단계 370), 허용오차범위 이상이면 부내용물(230)이누락 및 초과되었음을 청각 및 시각적으로 경고한다(단계 380).
부내용물(230)이 누락 및 초과되었을 경우 누락 및 초과된 부내용물(230)을 추가 및 제거하여 단계 350의 과정을 반복한다(단계 390).
상기의 실시예는 제 1중량(W1) 및 제 2중량(W2)을 제 1중량계(250) 및 제 2중량계(270)에서 별도로 각각 측정하였지만, 하나의 중량계에서 제 1중량(W1)정보 및 제 2중량(W2)정보를 모두 측정할 수도 있다. 즉, 포장용기(200)에 주내용물(210)이 삽입된 상태에서 제 1중량(W1)을 측정하고, 곧 바로 작업자가 부내용물(230)을 포장용기(200)에 삽입한 후에 중량계가 제 2중량(W2)을 측정하되, 부내용물(230)의 누락 및 초과 경고될 경우, 포장용기가 다음 공정으로 이송되지 않고 작업자가 즉시 이에 대처하여 누락 및 초과된 부내용물(230)을 추가 및 제거한 후에 제 2중량(W2)을 재측정할 수도 있다.
본 발명에 따른 포장시스템의 내용물 누락 판별장치 및 방법에 의하면, 중량이 크고 중량편차가 큰 주내용물 및 중량이 작은 부내용물을 함께 포장하는 시스템에서도, 부내용물의 누락을 판별할 수 있고 누락시에는 누락된 부내용물의 종류를 시각적으로 경고할 수 있다.

Claims (8)

  1. 주내용물 및 부내용물을 포장용기에 포장하는 포장시스템의 내용물 누락판별 장치에 있어서,
    상기 부내용물의 기준중량(Ws) 및 허용오차(Wp)를 설정하는 키가 마련된 조작패널과;
    상기 주내용물이 상기 포장용기에 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 1중량(W1)을 측정하여 출력하는 제 1중량계와;
    상기 포장용기에 상기 부내용물이 더하여 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 2중량(W2)을 측정하여 출력하는 제 2중량계와;
    상기 입력되는 부내용물의 기준중량(Ws)정보 및 허용오차(Wp)정보를 저장하는 저장부와;
    상기 저장부로부터 독출한 상기 부내용물의 기준중량(Ws)정보 및 상기 허용오차(Wp)정보 및 상기 제 1중량계로부터 입력되는 상기 제 1중량(W1)정보, 및 상기 제 2중량계로부터 입력되는 상기 제 2중량(W2)정보에 근거하여 상기 포장용기에 삽입된 부내용물의 누락 및 초과 여부를 판단하고, 그 판단결과에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어부와;
    상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 부내용물이 누락 및 초과되었음을 시각 및 청각적으로 경고하는 경고부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는
    아래의 수식에 근거하여 상기 포장용기에 삽입된 부내용물의 누락 및 초과 여부를 판단함을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별장치.
    정상 :
    누락 및 초과 :
    단, Wer는 오차값으로서 (W2 - W1 - Ws)이다.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제어부는
    n개로 구성된 상기 부내용물의 중량을 각각 Ws1, Ws2, ... , Wsn이라고 할 경우, 아래의 수식에서 연산되는 상기 n개의 부내용물로 조합가능한 P가지 경우의 수에 대해서, 각 조합의 중량합(S(P))을 각각 연산하여 상기 저장부로 출력함을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별장치.
    단, n은 상기 부내용물을 구성하는 수량이다.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제어부는의 조건을 만족하는 경우,
    Wer > 0 이면, 상기 부내용물이 초과되었음을 경고하는 제어신호를 출력하고
    Wer < 0 이면, 상기 부내용물이 누락되었음을 경고하는 제어신호를 출력하되, 상기 각 조합의 중량합(S(P))정보 중에서 상기 오차중량(Wer)과 가장 근접하는 중량합(S(P))정보를 상기 저장부로부터 독출하고, 상기 독출된 조합을 구성하는 부내용물의 종류에 근거하여 상기 초과 및 누락된 부내용물을 시각적으로 표시하기위한 제어신호를 출력함을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 경고부는
    상기 제어부의 제어신호에 근거하여, 누락 및 초과된 부내용물의 종류를 시각적으로 표시함을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별장치.
  6. 주내용물 및 부내용물을 포장용기에 포장하는 포장시스템의 내용물 누락판별 방법에 있어서,
    (a)상기 부내용물의 기준중량(Ws) 및 허용오차(Wp)를 설정하는 단계와;
    (b)상기 주내용물이 상기 포장용기에 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 1중량(W1)을 측정하는 단계와;
    (c)상기 부내용물이 상기 포장용기에 삽입된 상태에서 상기 포장용기의 제 2중량(W2)을 측정하는 단계와;
    (d)의 조건 만족여부에 근거하여 초과 및 누락여부를 경보하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별방법.
    단, Wer는 오차값으로서 (W2 - W1 - Ws)이다.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 (a)단계는
    n개로 구성된 상기 부내용물의 중량을 각각 Ws1, Ws2, ... , Wsn이라고 할경우, 아래의 수식에서 연산되는 상기 n개의 부내용물로 조합가능한 P가지 경우의 수에 대해서, 각 조합의 중량합(S(P))을 각각 연산하여 저장하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별방법.
    단, n은 상기 부내용물을 구성하는 수량이다.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 (b)단계는
    상기의 조건을 만족하는 경우, Wer > 0 이면, 상기 부내용물이 초과되었음을 경고하고, Wer < 0 이면, 상기 부내용물이 누락되었음을 경고하되, 상기 저장된 각 조합의 중량합(S(P))정보 중에서 상기 오차중량(Wer)과 가장 근접하는 중량합(S(P))정보를 독출하는 단계와;
    상기 독출된 중량합(S(P))정보의 조합을 구성하는 부내용물의 종류에 근거하여 상기 초과 및 누락된 부내용물을 시각적으로 경고하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 포장시스템의 내용물 누락 판별방법.
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