KR101070487B1 - 물통캡 자동조립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물통캡 자동조립장치에 관한 것으로, 그 구성은 프레임(110)과; 상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 외캡(11)을 이송하는 제1 수납부(120)와; 상기 제1 수납부(120)에서 이송되는 외캡(11)을 회전 이송부(140)에 안착시킬 수 있게 정렬 이송하는 제1 이송부(130)와; 상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 내캡(14)을 이송하는 제2 수납부(150)와; 상기 제2 수납부(120)에서 이송되는 내캡(14)을 상기 회전 이송부(140)에 안착되어 이송되는 외캡(11)의 상측에 정렬되게 이송시키는 제2 이송부(160)와; 상기 제2 이송부(160)에 의해 정렬된 내캡(14)을 하부의 외캡(11)에 삽입 결합하는 결속부(170)와; 상기 결속부(170)에 의해 결속된 외캡과 내캡을 초음파 융착시키는 융착부(180) 및; 상기 융착부에서 융착된 물통캡을 배출이송하는 배출부(190); 를 포함한다.

Description

물통캡 자동조립장치{canteen tap auto assembling machin}

본 발명은 물통캡 자동조립장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내캡과 외캡의 조립과 접지편의 융착을 자동으로 이루어지게 함으로써 물통캡의 조립 균일도를 추구하여 물통캡 생산성을 증대시킬 수 있게 하는 물통캡 자동조립장치에 관한 것이다.

일반적으로 물통은 식수 등을 담아 필요시마다 음용할 수 있게 하는 용기이다. 이러한 물통은 사용 용도에 따라 다양한 형태를 하고 있다.

또한 담긴 음용수가 물통 외부와 차단되어 물통 내부로 이물질이 침투하는 것을 방지하고 담긴 음용수가 외부로 흘러넘치는 것을 방지하기 위한 구조로 뚜껑 또는 캡 등이 구비된 물통이 많이 사용된다.

특히, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 캡(10)이 구비된 물통(20)과 결합되어 물통을 차단하는 구조를 하는 경우 상기 캡(10)이 외캡(11)과 내캡(14)으로 구분되어 외캡으로부터 내캡이 삽탈되며 담긴 음용수를 밀폐된 상태로 보관하거나 음용할 수 있게 하는 구조로, 상기 외캡(11)은 물통(20)의 돌기부(21)와 결합되어 내캡을 외캡에서 회전시켜 접지편을 탈거시 물통에서 외캡의 회전을 제한적으로 이루어지게 하며, 외캡의 내주면 다단으로 형성되는 구조를 통해 물통으로부터 외캡의 이탈되는 것을 방지하고 있다.

또한 걸림턱(12)과 내캡(14)이 삽입되는 삽입공(13)으로 형성되고, 상기 내캡(14)은 판체 형태의 손잡이(15) 하부로 연장되는 삽입관(16)과 손잡이 일측에 구비되어 외캡(11)과 융착 결합되는 접지편(17)으로 형성된다. 또한 상기 삽입관(16) 일측에는 물통 측과 연통되어 담수된 음용수를 배출하는 통공(미도시)이 형성되어 있다.

즉, 상기와 같은 물통은 통상적으로 물통에 담기는 음용수가 1차적으로 밀폐된 상태로 보관되다 사용자가 필요에 의해 캡을 개방하여 이용하는 구조로써 물통에 구비된 캡은 내캡과 외캡이 접지편에 의해 결속되어 우선적으로 밀폐된 상태를 유지하게 된다. 이 상태에서 앞서 설명한 융착된 접지편을 외캡에 대해 내캡을 회전시켜 융착된 상태의 접지편을 탈거시켜 내캡이 삽탈 개방되며 음용수를 이용할 수 있게 하는 것이다.

그러나 상기와 같은 구조를 한 물통의 경우 내캡과 외캡을 연결하는 접지편을 융착하기 위해서는 작업자가 수작업을 통해 내캡과 외캡을 일일이 결합시킨 후 접지편을 융착수단을 이용해 융착 결합하는 공정으로 대부분이 작업자의 수작업에 의존하고 있어 작업자의 작업 숙련도에 따라 공정 수율이 결정된다.

따라서 작업자의 숙련도가 미숙한 경우에는 물통캡의 결합 상태, 접지편의 융착 상태, 작업 속도 등의 공정 수율이 떨어질 수밖에 없게 되어 생산성이 저하되는 문제점이 있으며, 이로 인해 원가 상승의 원인과 제품의 조립 균일성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내캡과 외캡의 조립과 접지편의 융착을 자동으로 이루어지게 함으로써 물통캠의 조립 균일도를 추구하여 물통캡 생산성을 증대시킬 수 있게 하는 물통캡 자동조립장치를 제공함에 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 물통캡 자동조립장치는, 프레임(110)과; 상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 외캡(11)을 이송하는 제1 수납부(120)와; 상기 제1 수납부(120)에서 이송되는 외캡(11)을 회전 이송부(140)에 안착시킬 수 있게 정렬 이송하는 제1 이송부(130)와; 상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 내캡(14)을 이송하는 제2 수납부(150)와; 상기 제2 수납부(120)에서 이송되는 내캡(14)을 상기 회전 이송부(140)에 안착되어 이송되는 외캡(11)의 상측에 정렬되게 이송시키는 제2 이송부(160)와; 상기 제2 이송부(160)에 의해 정렬된 내캡(14)을 하부의 외캡(11)에 삽입 결합하는 결속부(170)와; 상기 결속부(170)에 의해 결속된 외캡과 내캡을 초음파 융착시키는 융착부(180) 및; 상기 융착부에서 융착된 물통캡을 배출이송하는 배출부(190); 를 포함한다.

또한 상기 제1 수납부(120)는 다수개의 외캡(11)을 수납하는 수납함(121)과, 상기 수납함(121) 둘레면에 나선 형태로 형성되어 외캡의 삽입공(13)이 상부를 향하도록 정렬 이송하는 이송레일(122)로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 이송레일(122) 일측에는 이송되는 외캡이 정렬되지 않은 상태로 이송시 회수하는 회수홈(123)이 형성된 것이 바람직하다.

또한 상기 제1 이송부(130)는 상기 제1 수납부(120)로부터 전달된 외캡(11)을 정렬 이송하는 컨베이어(131)와 상기 컨베이어(131)에 정렬된 외캡을 복수개 안착하여 컨베이어(131)의 진입 방향에 대해 직교하게 이송시키는 수평이송수단(132)과 상기 수평이송수단(132)에 의해 이송된 외캡을 회전 이송부에 안착시키기 위해 정렬시키는 지지수단(136) 및 가압수단(137)과, 상기 지지수단(136) 및 가압수단(137)에 의해 정렬된 외캡을 회전 이송부에 안착시키기 위해 승강 운동하는 승강수단(138)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 수평이송수단(132)은 외캡(11)이 안착되는 고정 브라켓(135)과, 상기 고정 브라켓(135)을 수평 이송되도록 하는 가이드 블록(133)과 한쌍의 실린더(134a,134b)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 지지수단(136)은 외캡을 안착시키는 안착 브라켓(136e)과 상기 안착 브라켓(136e)을 상기 안착 브라켓을 수평 운동시키기 위한 수평 실린더(136a)와, 상기 수평 실린더에서 인출된 로드(136b)와 상기 로드와 안착 브라켓을 연결지지하는 고정대(136d)와 상기 고정대를 슬라이딩 안내하는 가이드 블록(136e)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 가압수단(137)은 외캡을 안착 브라켓(136e) 측으로 가압하는 가압 브라켓(137e)과 상기 가압 브라켓(137e)을 수평 운동시키기 위한 수평 실린더(137a)와, 상기 수평 실린더에서 인출된 로드(137b)와 상기 로드와 가압 브라켓을 연결지지하는 고정대(137d)와 상기 고정대를 슬라이딩 안내하는 가이드 블록(137e)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.

또한 상기 승강수단(138)은 외캡에 삽입되어 지지되는 지지핀(138c)과, 상기 지지핀(138c)을 승강시키는 로드(138b) 및 승강 실린더(138a)로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제2 수납부(150)는 다수개의 내캡(14)을 수납하는 수납함(151)과, 상기 수납함(151) 둘레면을 따라 나선 형태로 형성되어 수납된 내캡의 손잡이(15)가 상부를 향하도록 정렬된 상태로 이송하는 이송레일(152)로 이루어지며, 상기 이송레일(152)에는 정렬되지 않은 상태로 이송되는 내캡을 회수하는 절개공(153)과 회수공(154)이 형성된 것이 바람직하다.

또한 상기 제2 이송부(160)는 상기 제2 수납부로부터 전달된 내캡의 진로를 선택하는 진로 선택부재(161)와, 상기 진로 선택부재(161)로부터 진로가 선택된 내캡을 정렬 이송하는 컨베이어(162)로 이루어져, 상기 컨베이어에 의해 상기 결속부(170) 내에서 외캡과 내캡이 수직 방향 정렬되게 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 진로 선택부재(161)는 컨베이어(162)와 이송레일(152) 사이에 배치되는 안내레일(161a)과 상기 안내레일(161a) 일측에 구비되어 안내레일(161a)에 안착된 내캡을 컨베이어 측으로 가압하는 가압대(161b)와 상기 가압대(161b)를 안내레일 측으로 수평 운동시키는 가압 실린더(161d)와 상기 가압 실린더와 가압대를 연결시키는 연결 브라켓(161c)과 상기 안내레일(161a) 일측에서 하측 방향으로 연장 구비되어 상기 안내레일을 회동 동작되게 하는 회전축(161e)과 상기 회전축 하측 단부에 고정되어 회전축의 일측 방향으로 연장된 회전 브라켓(161f)과 상기 회전 브라켓(161f)을 로드(161h)의 동작을 통해 가압하는 가압 실린더(161g)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 결속부(170)는 회전 이송부(140)에 안착된 외캡과 상기 외캡 상부에 위치한 내캡을 관통시켜 지지하는 하부 승강수단(172)과, 상기 제2 이송부에 의해 상기 외캡 상부에 정렬된 내캡을 가압하여 내캡을 외캡에 삽입시키는 상부 승강수단(171)과 상기 외캡과 내캡 사이에 위치되어 내캡을 지지하는 수평지지수단(173)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 융착부(180)는 융착 블록(182)과 상기 융착 블록을 승강시키는 승강수단(181)과 상기 융착 블록(182) 하부에 구비되어 승강 운동하며 회전 이송부에 정렬된 외캡과 내캡을 상호 융착시키는 융착수단(183)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편 물통캡 자동조립장치는, 상기 회전 이송부(140)를 중심으로 상기 제1 이송부(130) 측과 상기 제2 이송부(160)이 서로 직교하게 배치되고, 상기 융착부(180)와 상기 배출부(190)가 서로 직교하게 배치되어 상기 제1 이송부에서 배출부 측으로 상기 회전 이송부가 회전하며 외캡과 내캡을 결합 융착되게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 내캡과 외캡의 조립과 접지편의 융착을 자동으로 이루어지게 함으로써 물통캠의 조립 균일도를 추구하여 물통캡 생산성을 증대시킬 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 내캡 및 외캡의 공급시 진입 상태를 정확하게 할 수 있게 하여 조립 공정의 진행을 수월하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 물통과 물통캡을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 물통캡 자동조립장치를 나타내는 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 제1 수납부를 나태는 사시도.
도 5는 도 3에 도시된 제1 이송부를 나태는 부분 평면도.
도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 제1 이송부의 동작상태를 나태는 작동도.
도 9는 도 3에 도시된 제2 수납부 및 제2 이송부를 나타내는 개략도.
도 10은 도 9에 도시된 제2 수납부를 나타내는 부분 확대도.
도 11은 도 9에 도시된 제2 이송부를 나타내는 측면도.
도 12는 본 발명에 따른 결속부를 나태는 작동도.
도 13은 본 발명에 따른 융착부를 나타내는 작동도.
도 14는 본 발명에 따른 배출부를 나태는 작동도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 3에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 물통캡 자동조립장치(10)는, 프레임(110)과; 상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 외캡(11)을 이송하는 제1 수납부(120)와; 상기 제1 수납부(120)에서 이송되는 외캡(11)을 회전 이송부(140)에 안착시킬 수 있게 정렬 이송하는 제1 이송부(130)와; 상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 내캡(14)을 이송하는 제2 수납부(150)와; 상기 제2 수납부(120)에서 이송되는 내캡(14)을 상기 회전 이송부(140)에 안착되어 이송되는 외캡(11)의 상측에 정렬되게 이송시키는 제2 이송부(160)와; 상기 제2 이송부(160)에 의해 정렬된 내캡(14)을 하부의 외캡(11)에 삽입 결합하는 결속부(170)와; 상기 결속부(170)에 의해 결속된 외캡과 내캡을 초음파 융착시키는 융착부(180) 및; 상기 융착부에서 융착된 물통캡을 배출이송하는 배출부(190); 를 포함한다.

상기 프레임(110)은 본 발명에 따른 구성들을 안착 고정하기 위한 수단으로 도시된 바와 같이 각형 또는 앵글 형태를 서로 연결하여 구성된다.

도 4에 도시된 바에 의하면, 상기 제1 수납부(120)는 원통 형태 한 수납함(121) 내주 둘레면을 따라 나선 형태의 이송레일(122)이 외부로 연장되게 형성되어 있으며, 상기 이송레일(122) 면은 수납함(121)에 수납되는 외캡(11) 하부가 지지된 상태로 수납함 하부에 구비된 바이브레이터(미도시)의 진동에 의해 이송될 수 있는 형태를 하고 있다.

또한 상기 이송레일 일측에는 일부를 절개하여 수납함 내부와 연결되는 회수홈(123)을 형성시켜 이송레일(122)을 따라 이송되는 외캡(11)의 하부가 이송레일에 안착된 상태가 아닐 경우 수납함으로 회수되어 다시 이송하도록 하고 있다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바에 의하면, 상기 제1 이송부(130)는 컨베이어(131), 수평이송수단(132), 지지수단(136), 가압수단(137) 및 승강수단(138)으로 이루어지며,

상기 컨베이어(131)는 일측은 상기 제1 수납부의 이송레일(122) 단부와 연결되고, 타측은 수평이송수단(132) 측과 연결되게 연장 형성되며, 모터(미도시)에 의해 구동된다. 또한 상기 컨베이어(131) 길이 방향 중심 부분을 따라 절개되어 외캡이 켄베이어 외주면에 안착된 상태로 수평이송수단 측으로 이동할 수 있게 하고 있다. 즉, 상기 컨베이어는 길이 방향 양측으로 양분된 복수개로 형성된다.

또한 상기 켄베이어(131)와 수평이송수단이 근접되는 위치에는 이동하는 외캡이 정렬된 상태를 유지하기 위한 안내편(131a)이 구비된다.

상기 수평이송수단(132)은 상기 컨베이어(131) 일측 단부와 연결되며, 상기 컨베이어로부터 전달된 외캡을 수납하여 컨베이어의 진행 방향에 대해 직교하는 방향으로 외캡을 이송시키는 역할을 수행하도록 고정 브라켓(135)과 상기 고정 브라켓(135)에 연결되는 복동 실린더(134a,134b)와 상기 실린더(134a)에서 동작하는 로드(134c)와 상기 복동 실린더(134a) 중 하나의 실린더에 연결되어 상기 고정 브라켓(135)을 슬라이딩 안내하는 가이드 블록(133)으로 이루어진다. 여기서 상기 가이드 블록(133)은 L/M 가이드이다.

또한 상기 고정 브라켓(135) 일측면에는 외캡의 외주면을 지지하도록 반원 형태의 안착홈(135a)이 복수개 형성되어 있다.

상기 지지수단(136)은 상기 수평이송수단(131)에 의해 수평 이송된 외캡을 안착시켜 지지하는 안착 브라켓(136e)과 상기 안착 브라켓(136e)을 상기 수평이송수단에 대해 직교하게 동작시키는 수평 실린더(136a)와 상기 수평 실린더에서 인출되어 동작하는 로드(136b)와 상기 로드와 안착 브라켓(136e)을 연결 고정하는 고정대(136d)와 상기 수평 실린더의 동작에 따라 이동하는 고정대를 슬라이딩 지지하는 가이드 블록(136c)으로 이루어진다. 여기서 상기 가이드 블록은 L/M 가이드이며, 상기 안착 브라켓(136e) 일측면에는 한쌍의 안착홈(136f)이 형성되어 외캡이 삽입 안착되게 하고 있다.

상기 가압수단(137)은 상기 지지수단(136)의 안착 브라켓(136e)과 대향되게 구비되는 가압 브라켓(137e)과 상기 가압 브라켓(137e)을 안착 브라켓 측으로 슬라이딩 동작시키는 수평 실린더(137a)와 상기 수평 실린더에서 인출되어 동작하는 로드(137b)와 상기 로드(137b)와 가압 브라켓(137e)을 연결하는 고정대(137d)와 상기 고정대(137d)를 지지한 상태로 슬라이딩 동작되게 하는 가이드 블록(137c)으로 이루어진다. 여기서 상기 가이드 블록은 L/M 가이드이며, 상기 가압 브라켓(137e) 일측면에는 한쌍의 가압편(137f)이 형성되어 외캡을 가압하여 안착홈에 삽입될 수 있게 하고 있다.

한편 상기 가압편 일측 단부는 외캡 외주면을 밀착 가압할 수 있게 곡선 형태를 하고 있다.

상기 승강수단(138)은 저면이 프레임 측에 지지되는 승강 실린더(138a)와 상기 승강 실린더에서 인출된 로드(138b)와 상기 로드 단부에 구비되어 승강 운동에 의해 외캡 내부로 삽입되어 외캡을 지지하는 지지핀(138c)으로 이루어진다.

예컨대 상기 컨베이어를 통해 이송된 외캡은 고정 브라켓에 안착된 상태로 컨베이어의 직교하는 방향으로 이송되며, 이송된 외캡은 수평이송수단과 근접한 위치의 안착수단에 가압수단을 이용해 안착 고정되고, 안착수단에 안착된 외캡을 하부에 위치된 승강수단의 동작을 통해 외캡 내부로 지지핀을 삽입하여 지지핀이 외캡을 지지하게 한 후 안착수단과 가압수단이 원위치로 슬라이딩 복원되면 지지핀에 지지된 외캡을 승강수단이 하강하며 회전 이송부에 안착시키는 동작을 수행하는 구성이다.

도 3 및 도 8에 도시된 바에 의하면, 상기 회전 이송부(140)는 원판 형태의 테이블(141)과 상기 테이블(141) 원주 중심을 관통하여 축설되는 회전축(144)과 상기 회전축(144)에 회전력을 발생시키는 위한 모터(142)와 상기 모터와 회전축 사이에 구비되어 모터의 회전 속도를 저속 운행될 수 있게 하는 감속기(142a)가 배치되고, 상기 모터, 감속기 및 회전축을 체인(143)에 의해 연결되는 구성으로 이루어진다. 즉, 상기 테이블은 출력 측의 360°회전에서 8등분되도록 인덱스로 구동이되며, 인덱스(미도시)는 모터에서 체인을 이용하여 구동된다.

또한 상기 인덱스 출력축에는 토오크 리미터가 장착되어 있어 안전한 가동을 할 수 있다. 물론 상기 모터의 체인측에도 토오크 리미터가 장착되다.

또한 상기 테이블(141) 상면에는 원주 중심에서 방사 형태로 형성되는 다수개의 안착홈(145)이 형성되어 있으며, 상기 안착홈(145)에는 외캡(11)의 하부가 삽입되고, 상기 지지핀(138c)이 테이블을 관통하여 외캡을 지지하도록 통공(147)이 형성되어 있으며, 상기 외캡 외주면 일측에 형성된 걸림턱(12)이 삽입 안착되어 외캡이 안착홈 내에서 유지하는 것을 방지하게 하는 걸림홈(146)이 형성되어 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바에 의하면, 상기 제2 수납부(150)는 원통 형태 한 수납함(151) 내주 둘레면을 따라 나선 형태의 이송레일(152)이 외부로 연장되게 형성되어 있으며, 상기 이송레일(152) 면은 수납함(151)에 수납되는 내캡(14) 하부가 지지된 상태로 수납함 하부에 구비된 바이브레이터(미도시)의 진동에 의해 이송될 수 있는 형태를 하고 있다.

또한 상기 이송레일 일측에는 일부를 절개된 절개공(153)과 상기 절개공(153)과 연결되어 절개공을 통해 회수되는 내캡을 수납함 내부로 회수하는 회수공(154)을 형성시켜 이송레일(152)을 따라 이송되는 내캡(14)의 하부가 이송레일에 올바르게 안착된 상태가 아닐 경우 수납함으로 회수되어 다시 이송하도록 하고 있다.

도 11 및 도 12에 도시된 바에 의하면, 상기 제2 이송부(160)는 상기 제2 수납부(150)의 이송레일(152)의 외측 단부와 연결되는 진로 선택부재(161)와 상기 진로 선택부재(161) 일측 단부에 연결되어 진로 선택부재로부터 전달되는 내캡을 이송하는 컨베이어(162)로 이루어진다.

또한 상기 진로 선택부재(161)는 컨베이어(162)와 이송레일(152) 사이에 배치되는 안내레일(161a)과 상기 안내레일(161a) 일측에 구비되어 안내레일(161a)에 안착된 내캡을 컨베이어 측으로 가압하는 가압대(161b)와 상기 가압대(161b)를 안내레일 측으로 수평 운동시키는 가압 실린더(161d)와 상기 가압 실린더와 가압대를 연결시키는 연결 브라켓(161c)과 상기 안내레일(161a) 일측에서 하측 방향으로 연장 구비되어 상기 안내레일을 회동 동작되게 하는 회전축(161e)과 상기 회전축 하측 단부에 고정되어 회전축의 일측 방향으로 연장된 회전 브라켓(161f)과 상기 회전 브라켓(161f)을 로드(161h)의 동작을 통해 가압하는 가압 실린더(161g)로 이루어진다.

상기 컨베이어(162)는 모터에 의해 구동되는 벨트 형태를 하고 있으며, 상기 벨트가 폭 방향으로 일정한 간격을 갖도록 안내홈(162a)을 형성시켜 내캡이 컨베이어의 회전 방향으로 안내홈을 따라 이동할 수 있게 하고 있다. 또한 상기 컨베이어 상면 일측에는 이동하는 내캡이 컨베이어 단부에서 정렬될 수 있게 하는 안내편(162b)이 구비되어 있다. 여기서 상기 안내홈은 복수개로 형성되어 내캡이 컨베이어 상에서 두 줄로 정렬될 수 있게 한다.

즉, 상기 제2 이송부(160)는 내캡을 공급함에 있어서 진로 선택부재(161)로 진입한 내캡이 안내레일이 선택하는 컨베이어의 안내홈 측으로 이동할 수 있게 하여 제2 수납함으로부터 공급되는 내캡이 이동과정에 적체되어 공정 진행을 방해하는 것을 방지하도록 하는 구성이다.

도 12에 도시된 바에 의하면, 상기 결속부(170)는 회전 이송부(140)에 안착된 외캡(11)과 상기 외캡(11) 상부에 위치한 내캡(14)을 관통시켜 지지하는 하부 승강수단(172)과, 상기 제2 이송부(160)에 의해 상기 외캡 상부에 정렬된 내캡(14)을 가압하여 내캡(14)을 외캡(11)에 삽입시키는 상부 승강수단(171)과 상기 외캡과 내캡 사이에 위치되어 내캡을 지지하는 수평지지수단(173)으로 이루어진다.

또한 상기 하부 승강수단(172)은 승강 실린더(172a)에 의해 동작하는 로드(172b) 단부에 구비되어 회전 이송부(140)의 안착홈(145)에 안착된 외캡(11) 내부를 관통하여 삽입되는 지지핀(172c)이루어지며, 상기 상부 승강수단(171)은 승강 실린더(171a) 하부로 연장 결합되어 상부 승강 실린더의 동작에 의해 승강 운동하며 내캡(14) 상면을 가압하는 가압대(171b)로 이루어지고, 상기 수평지지수단(173)은 프레임 측에 블록 지지되는 수평 실린더(173a)와 수평 실린더(173a)의 동작에 의해 수평 운동하는 고정 블록(173b)과 상기 고정 블록(173b)의 단부에 연장 구비되어 이동된 내캡(14) 하부를 지지하는 지지편(173c)으로 이루어진다.

즉, 상기 결속부는 제2 이송부에 의해 이송된 내캡을 회전 이송부에 안착된 상태로 이송된 외캡 위에 위치되도록 수평지지수단(173)을 통해 지지한 상태로 상기 하부 승강수단(172)을 상승시켜 외캡과 내캡을 관통 지지하여 수직 정렬되게 한 후 정렬된 상태의 외캡을 상부 승강수단(171)이 가압하여 내캡 내부로 삽입되게 하는 구성이다.

도 13에 도시된 바에 의하면, 상기 융착부(180)는 융착 블록(182)과 상기 융착 블록을 승강시키는 승강수단(181)과 상기 융착 블록(182) 하부에 구비되어 승강 운동하며 회전 이송부에서 정렬 결합된 외캡과 내캡을 상호 융착시키는 융착수단(183)과 상기 내캡에 구비된 접지편을 초음파를 이용한 마찰열을 이용해 융착시키는 융착대(184)로 이루어진다.

즉, 상기 내캡에는 앞서 설명한 바와 같이 접지편이 구성되어 있다. 상기 접지편은 내캡이 외캡에 고정될 수 있게 융착되는데, 이때 상기 융착부를 이용해 정렬된 상태의 접지편과 외캡 측을 융착대를 이용해 마찰열을 발생시켜 융착하는 것이다.

도 14에 도시된 바에 의하면, 상기 배출부(190)는 회전 이송부(140) 하부에 구비되어 융착된 외캡과 내캡이 회전 이송되어 위치되면 배출핀(191)이 회전 이송부 하부로부터 상부 방향으로 상승 운동하며 안내홈에 삽입된 물통캠을 회전 이송부로부터 방출하게 하며, 방출된 물통은 회전 이송부에 이웃하게 배치된 컨베이어(193)로 이동되어 외부로 배출된다. 이때 컨베이어 상부에는 안내박스가 덮힌 상태에서 배출핀에 의해 방출된 물통캡이 컨베이어 외부로 이탈하는 것을 방지토록 하고 있다.

한편 동작하는 각각의 실린더들은 외부로부터 공급되는 공압에 의해 동작되는 공압 실린더들이며, 외캡 및 내캡이 위치 이동될 때마다 위치 이동 상태를 확인하기 위한 감지센서가 그 주변에 구비되는 것은 주지사실이다.

그리고 물통캡 자동조립장치는, 상기 회전 이송부(140)를 중심으로 상기 제1 이송부(130) 측과 상기 제2 이송부(160)이 서로 직교하게 배치되고, 상기 융착부(180)와 상기 배출부(190)가 서로 직교하게 배치되어 상기 제1 이송부에서 배출부 측으로 상기 회전 이송부가 회전하며 외캡과 내캡을 결합 융착되게 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 상태를 설명한다.

우선 제1 수납부(120)에는 다수개의 외캡(11)을 수납시키고, 상기 제2 수납부(150)에는 다수개의 내캡(14)을 수납시킨다.

이 상태에서 제1 수납부(120)와 제2 수납부(150) 각각에 구비된 바이브레이터(미도시)를 동작시켜 수납된 외캡(11)과 내캡(14)이 이송레일(122,152)을 따라 이동하게 한다. 이때 상기 이송레일은 외캡과 내캡 각각의 하부가 안착 이동될 수 있는 구조를 하고 있고, 외캡과 내캡이 올바르게 안착되지 않은 상태로 이동할 경우 회수홈(123) 및 회수공(154)을 통해 수납함 측으로 회수될 수 있게 하고 있다.

이하에서는 외캡의 이동하기 위한 동작을 먼저 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 수납부의 이송레일을 통해 정렬되게 이송된 외캡(11)은 이송레일 단부와 연결된 컨베이어(131)에 안착하게 된다. 이때 상기 컨베이어(131)는 폭 방향으로 양분되어 형성된 안내홈(미도시)을 형성하고 있기 때문에 상기 안내홈에 외캡이 삽입된 상태로 컨베이어에 지지되어 이동할 수 있게 된다.

다음으로 상기 컨베이어에 의해 이동된 외캡은 컨베이어 단부에 배치된 안내편(131a)에 지지되어 정렬 대기한 상태로 컨베이어의 회전에 의해 고정 브라켓(135) 측으로 가압된 상태를 유지하기 때문에 상기 고정 브라켓(135)에 형성된 한쌍의 안착홈(135a)에 외캡이 삽입되게 된다. 이때 상기 안착홈 내주면은 외캡 외주면을 감싸도록 반원 형태를 하고 있어 안착홈에 삽입된 외캡은 고정 브라켓 상면에 지지된 상태를 유지할 수 있게 된다.

다음으로 외캡(11)이 삽입된 고정 브라켓(135)은 복동 실린더(134a,134b) 및 로드(134c)의 동작에 의해 컨베이어의 직교하는 방향으로 일정 간격 이동하여 안착 브라켓(136e)과 가압 브라켓(137e) 사이에 위치하게 된다.

이 상태에서, 도 6을 참조하면 상기 가압 브라켓(137e)이 고정 브라켓(135)에 안착된 외캡(11)을 가압하여 안착 브라켓(136e)의 안착홈(136f)에 안착되게 함과 동시에 가압 브라켓(137e)의 지지편(137f)이 안착홈에 삽입되어 지지편에 의해 안착홈 내에 외캡이 고정되는 형태를 하게 한다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이 프레임에 고정된 상태로 배치된 승강수단(138)과 회전 이송부(140)의 안착홈(145)가 수직 방향 정렬되도록 회전 이송부를 회전시킨다.

이 상태에서 상기 승강수단(138)의 지지핀(138c)을 회전 이송부의 안착홈(145)이 관통되게 상승시켜 외캡(11) 하부로 삽입되게 한다.

다음으로 상기 지지핀(138c)이 외캡(11)에 삽입된 상태를 확인하면 상기 외캡을 지지한 안착 브라켓(136e)과 가압 브라켓(136e)이 서로 대향되는 방향으로 이동하며 고정된 상태의 외캡을 해지시켜 상기 지지핀만이 외캡을 지지하도록 한다.

다음으로 상기 지지핀(138c)을 하강시켜 안착홈(145)에 외캡(11)이 삽입 고정되게 한 후 테이블(141)을 회전시켜 제2 이송부(160) 측으로 이동시킨다.

다음으로, 도 9 및 도 11을 참조하면 상기 제2 이송부(160)는 제2 수납함(150)의 이송레일을 통해 이송된 내캡(14)을 진로 선택부재(161)의 안내레일(161a) 단부에 안착시켜 안착된 내캡(14)을 가압대(161d)를 이용해 안내레일(161a) 내로 가압하여 내캡이 안내레일에서 슬라이딩 이동하게 하여 이동한 내캡이 컨베이어(162) 일측에 위치되어 컨베이어의 회전에 따라 이동하게 된다.

이때 상기 컨베이어는 앞서 설명한 바와 같이 안내홈(162a)이 복수개로 되어 있기 때문에 상기 안내레일이 상기 복수개의 안내홈 측으로 선택 동작을 하게 되는데, 이를 위해 상기 안내레일과 연결되어 안내레일을 일정한 각도로 회전시킬 수 있도록 하부에 위한 동작 실린더(161g)를 동작시켜 상기 안내레일과 연결된 회전축(161e)을 회전시켜 컨베이어의 안내홈에 내캡을 선택적으로 공급하게 된다. 여기서 상기 안내홈에 위치되는 내캡이 일정량이 적재되었는지를 확인하기 위해서는 컨베이어의 길이 방향 일정한 위치에 감지센서를 구비시켜 내캡이 감지되지 않는 안내홈 측으로 안내레일이 동작될 수 있게 함으로써 가능하게 된다.

즉, 감지센서가 내캡의 감지 유무에 따라 안내레일이 안내홈을 선택하게 함으로써 컨베이어에 내캡의 공급을 항상 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편 상기 제2 이송부의 진로 선택부재와 컨베이어 사이에는 별도의 에어 노즐부(미도시)를 구비할 수 있다. 이는 진로 선택부재의 동작으로 안내레일이 2개의 라인으로 분리된 상태의 컨베이어로 선택적인 이동을 통해 내캡을 투입하며 컨베이어에 항시 일정량의 내캡이 적재되도록 안내레일이 2개의 라인 중 하나의 컨베이어 라인을 선택 회전하며 공정하게 되는데, 우선 안내레일을 회전하기 전에 내레일 측으로 내캡이 공급되지 않도록 차단한 상태로 회전하여야 하나, 이미 안내레일 측으로 공급된 상태의 내캡은 계속적으로 진행하기 때문에 회전하는 안내레일에 위치된 내캡이 컨베이어에 끼이는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같이 내캡이 컨베이어에 끼는 것을 방지하기 위해 안내레일 측에 위치된 에어 노즐부를 이용해 내캡을 컨베이어 측으로 빠르게 이동시킴으로써 내캡이 컨베이어에 끼는 현상을 방지하게 된다.

예컨대 상기 진로 선택부재 측에서 내캡의 투입을 1차적으로 차단하지만 투입되고 있는(안내레일에 남아 있는) 내캡의 경우 컨베이어에 끼일 수 있기 때문에 에어 노즐부를 이용해 컨베이어 측으로 빠르게 이동시켜 안내레일이 다른 측의 컨베이어로 선택 이동시 내캡이 컨베이어에 끼는 것을 방지하게 하는 것이다.

즉, 안내레일이 2개의 라인으로 구성된 컨베이어를 감지센서를 통해 선택적으로 투입시키는 과정에 내캡이 일정량 적재된 상태의 컨베이어를 선택시 1차적으로 진로 선택부재에 구비된 스토퍼(미도시)가 이를 차단하나, 차단되지 않고 공급되어 안내레일로 이동한 내캡을 에어 노즐부가 컨베이어 측으로 빠르게 이동시켜 안내레일이 다른 측의 컨베이어 선택시 컨베이어 사이에 내캡이 끼어 동작 오류가 발생하는 방지하게 되는 것이다.

다음으로, 도 12를 참조하면 컨베이어(162)에 공급된 내캡(11)은 결속부(170) 측으로 이동하여 수평지지수단(173)의 고정 블록(173c)에 의해 하부에 위치된 외캡(11)과 수직 방향 정렬 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서 하부에 배치된 하부 승강수단(172)의 승강 실린더(172a)가 동작하여 로드(172c)를 상승시키면 상기 로드 단부에 구비된 지지핀(172c)이 상승하며 테이블(141)의 안착홈(145)을 관통하여 외캡(11)에 삽입됨과 동시에 외캡 상부에 위치한 내캡(14)에 삽입되어 외캡(11)과 내캡(14)이 수직 방향 정렬되게 한다.

다음으로 외캡 상부에 위치한 상부 승강수단(171)의 승강 실린더(171a)를 동작시켜 하강시키면 가압대(171b)가 외캡 상면을 가압하여 외캡을 내캡 측으로 삽입되게 한다.

이때 상기 상부 승강수단의 가압대가 외캡을 가압하면 상기 외캡의 가압과 동시에 하부 승강수단의 지지핀도 하강하도록 승강 실린더가 동작하며 지지핀을 하강시키며 내캡이 외캡에 삽입되게 한다.

즉, 외캡을 사이에 두고 지지핀(172c)은 외캡의 가이드 역할을 수행하고, 상기 가압대(171b)는 가압되는 내캡을 밀착지지하며 외캡으로부터 내캡이 이탈되는 방지하는 역할을 수행하게 된다.

따라서 상기 내캡은 지지핀과 가압대의 안내를 받으면 외캡에 삽입될 수 있게 되는 것이다.

이와 더불어 제1 이송부와 제2 이송부는 상기 외캡(14)의 접지편이 내캡의 상면과 정렬될 수 있게 공급되는 것은 주지사실이다.

다음으로, 도 13을 참조하면 외캡이 내캡에 삽입된 상태로 테이블(141)을 회전시켜 융착부(180) 측으로 이동시켜 융착부와 정렬된다. 이 상태에서 감지센서가 물통캡을 감지하면 테이블에서 물통캡이 유동하는 것을 방지하기 위해 정렬수단(미도시)이 동작하여 물통캡을 잡아주게 된다. 이때 감지센서에 의해 물통캡이 감지되지 않을 경우 정렬수단 또한 동작하지 않는다.

다음으로 상기 융착 블록(182)의 하부에 위치한 융착수단(183)을 융착 블록 내부의 실린더(미도시)를 동작시켜 하강시키면 상기 융착수단(183) 단부에 위치한 융착대(184)가 외캡(14)의 접지편(17)을 가압하여 내캡(11) 상면에 용융되게 한다.

이때 상기 융착된 물통캡은 융착부와 배출부 사이에 분진수거수단(미도시)를 배치하여 분진수거수단으로부터 이오나이저를 발생시켜 조립시 발생된 분진을 제거한 후 제거된 분진은 집진기를 통해 수집하게 하는 것이 가능하다.

다음으로, 도 14를 참조하면 융착이 끝난 외캡과 내캡은 테이블을 회전시켜 배출부(190)로 이동시킨 후 테이블(141) 하부에 배치된 배출핀(191)이 실린더(미도시) 동작에 의해 상승하며 테이블의 안착홈에 삽입된 상태의 물통캡(10)을 강제로 방출시키게 된다.

배출된 물통캡(10) 테이블 일부를 감싸면 이웃하게 덮개 있는 안내박스(193)과 부딪히며 테이블에 이웃한 컨베이어(192) 위로 떨어져 컨베이어에 의해 외부로 배출하게 된다.

이 후 배출된 물통캡은 다음 공정에서 일정한 량을 적재 후 박스 등의 포장에 의해 적재시키게 된다.

한편 물통캡 자동조립장치는, 상기 회전 이송부(140)를 중심으로 상기 제1 이송부(130) 측과 상기 제2 이송부(160)가 서로 직교하게 배치되고, 상기 융착부(180)와 상기 배출부(190)가 서로 직교하게 배치되어 상기 제1 이송부에서 배출부 측으로 상기 회전 이송부가 회전하며 외캡과 내캡을 결합 융착되게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 외캡과 내캡을 자동으로 공급하고 상호 조립되게 함으로써 외캡과 내캡의 조립 공정을 빠르게 진행시킬 수 있을 뿐만 아니라 조립 정밀도를 높여 조립 불량을 낮춤으로써 공정 수율을 증대시키고 물통캡 조립 원가를 절감할 수 있다.

더불어 상기 외캡과 내캡의 투입, 조립, 융착을 데이블의 회전방향에 따라 순차적으로 진행시킴으로써 물통캡 자동조립장치가 차지하는 공간을 최소화할 수 있어 공간활용을 극대화할 수 있다.

본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

100 : 물통 자동조립장치 110 : 프레임
120 : 제1 수납부 130 : 제1 이송부
140 : 회전 이송부 150 : 제2 수납부
160 : 제2 이송부 170 : 결속부
180 : 융착부 190 : 배출부

Claims (14)

1. 프레임(110)과;
   상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 외캡(11)을 이송하는 제1 수납부(120)와;
   상기 제1 수납부(120)에서 이송되는 외캡(11)을 회전 이송부(140)에 안착시킬 수 있게 정렬 이송하는 제1 이송부(130)와;
   상기 프레임(110) 일측에 구비되어 바이브레이팅 동작을 통해 수납된 내캡(14)을 이송하는 제2 수납부(150)와;
   상기 제2 수납부(120)에서 이송되는 내캡(14)을 상기 회전 이송부(140)에 안착되어 이송되는 외캡(11)의 상측에 정렬되게 이송시키는 제2 이송부(160)와;
   상기 제2 이송부(160)에 의해 정렬된 내캡(14)을 하부의 외캡(11)에 삽입 결합하는 결속부(170)와;
   상기 결속부(170)에 의해 결속된 외캡과 내캡을 초음파 융착시키는 융착부(180) 및;
   상기 융착부에서 융착된 물통캡을 배출이송하는 배출부(190); 를 포함하되,
   상기 융착부(180)는 융착 블록(182)과 상기 융착 블록을 승강시키는 승강수단(181)과 상기 융착 블록(182) 하부에 구비되어 승강 운동하며 회전 이송부에 정렬된 외캡과 내캡을 상호 융착시키는 융착수단(183)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 수납부(120)는 다수개의 외캡(11)을 수납하는 수납함(121)과, 상기 수납함(121) 둘레면에 나선 형태로 형성되어 외캡의 삽입공(13)이 상부를 향하도록 정렬 이송하는 이송레일(122)로 이루어는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 이송레일(122) 일측에는 이송되는 외캡이 정렬되지 않은 상태로 이송시 회수하는 회수홈(123)이 형성된 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 이송부(130)는 상기 제1 수납부(120)로부터 전달된 외캡(11)을 정렬 이송하는 컨베이어(131)와 상기 컨베이어(131)에 정렬된 외캡을 복수개 안착하여 컨베이어(131)의 진입 방향에 대해 직교하게 이송시키는 수평이송수단(132)과 상기 수평이송수단(132)에 의해 이송된 외캡을 회전 이송부에 안착시키기 위해 정렬시키는 지지수단(136) 및 가압수단(137)과, 상기 지지수단(136) 및 가압수단(137)에 의해 정렬된 외캡을 회전 이송부에 안착시키기 위해 승강 운동하는 승강수단(138)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 수평이송수단(132)은 외캡(11)이 안착되는 고정 브라켓(135)과, 상기 고정 브라켓(135)을 수평 이송되도록 하는 가이드 블록(133)과 한쌍의 실린더(134a,134b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 지지수단(136)은 외캡을 안착시키는 안착 브라켓(136e)과 상기 안착 브라켓(136e)을 상기 안착 브라켓을 수평 운동시키기 위한 수평 실린더(136a)와, 상기 수평 실린더에서 인출된 로드(136b)와 상기 로드와 안착 브라켓을 연결지지하는 고정대(136d)와 상기 고정대를 슬라이딩 안내하는 가이드 블록(136e)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 가압수단(137)은 외캡을 안착 브라켓(136e) 측으로 가압하는 가압 브라켓(137e)과 상기 가압 브라켓(137e)을 수평 운동시키기 위한 수평 실린더(137a)와, 상기 수평 실린더에서 인출된 로드(137b)와 상기 로드와 가압 브라켓을 연결지지하는 고정대(137d)와 상기 고정대를 슬라이딩 안내하는 가이드 블록(137e)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 승강수단(138)은 외캡에 삽입되어 지지되는 지지핀(138c)과, 상기 지지핀(138c)을 승강시키는 로드(138b) 및 승강 실린더(138a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 이송부(160)는 상기 제2 수납부로부터 전달된 내캡의 진로를 선택하는 진로 선택부재(161)와, 상기 진로 선택부재(161)로부터 진로가 선택된 내캡을 정렬 이송하는 컨베이어(162)로 이루어져, 상기 컨베이어에 의해 상기 결속부(170) 내에서 외캡과 내캡이 수직 방향 정렬되게 하는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 진로 선택부재(161)는 컨베이어(162)와 이송레일(152) 사이에 배치되는 안내레일(161a)과 상기 안내레일(161a) 일측에 구비되어 안내레일(161a)에 안착된 내캡을 컨베이어 측으로 가압하는 가압대(161b)와 상기 가압대(161b)를 안내레일 측으로 수평 운동시키는 가압 실린더(161d)와 상기 가압 실린더와 가압대를 연결시키는 연결 브라켓(161c)과 상기 안내레일(161a) 일측에서 하측 방향으로 연장 구비되어 상기 안내레일을 회동 동작되게 하는 회전축(161e)과 상기 회전축 하측 단부에 고정되어 회전축의 일측 방향으로 연장된 회전 브라켓(161f)과 상기 회전 브라켓(161f)을 로드(161h)의 동작을 통해 가압하는 가압 실린더(161g)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 결속부(170)는 회전 이송부(140)에 안착된 외캡과 상기 외캡 상부에 위치한 내캡을 관통시켜 지지하는 하부 승강수단(172)과, 상기 제2 이송부에 의해 상기 외캡 상부에 정렬된 내캡을 가압하여 내캡을 외캡에 삽입시키는 상부 승강수단(171)과 상기 외캡과 내캡 사이에 위치되어 내캡을 지지하는 수평지지수단(173)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.
13. 삭제
14. 제 1 항 내지 제 8 항, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 물통캡 자동조립장치는,
    상기 회전 이송부(140)를 중심으로 상기 제1 이송부(130) 측과 상기 제2 이송부(160)이 서로 직교하게 배치되고, 상기 융착부(180)와 상기 배출부(190)가 서로 직교하게 배치되어 상기 제1 이송부에서 배출부 측으로 상기 회전 이송부가 회전하며 외캡과 내캡을 결합 융착되게 하는 것을 특징으로 하는 물통캡 자동조립장치.

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