KR101083995B1 - 향상된 튜브 충진 실링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튜브에 내용물을 충진하고 튜브의 한쪽 단부를 연속적으로 가열 용융하여 실링하는 시스템으로서, 튜브를 공급하는 튜브 공급장치, 튜브의 I-Mark를 정렬시키는 I-Mark 장치, 튜브의 내부를 세척하는 클리닝 장치, 튜브에 내용물을 충진하는 충진장치, 핫 에어를 발생시켜 튜브의 단부를 용융하는 핫 에어 발생장치, 튜브의 단부를 초음파로 실링하는 초음파 실링장치, 튜브의 잔여부위를 절단하는 커팅장치, 작업 완료된 튜브를 배출하는 튜브 배출장치, 및 튜브가 장착될 수 있는 다수의 홀더를 포함하고 이송하는 홀더 이송장치로 구성되어 있는 튜브 충진 실링 시스템을 제공하는 것이다.

Description

향상된 튜브 충진 실링 시스템 {Improved Tube Filling Sealing System}

본 발명은 튜브에 내용물을 충진하고 튜브의 한쪽 단부를 연속적으로 가열 용융하여 실링하는 시스템으로서, 구체적으로는, 튜브를 공급하는 튜브 공급장치, 튜브의 I-Mark를 정렬시키는 I-Mark 장치, 튜브의 내부를 세척하는 클리닝 장치, 튜브에 내용물을 충진하는 충진장치, 핫 에어를 발생시켜 튜브의 단부를 용융하는 핫 에어 발생장치, 튜브의 단부를 초음파로 실링하는 초음파 실링장치, 튜브의 잔여부위를 절단하는 커팅장치, 작업 완료된 튜브를 배출하는 튜브 배출장치, 및 튜브가 장착될 수 있는 다수의 홀더를 포함하고 이송하는 홀더 이송장치로 구성되어 있는 튜브 충진 실링 시스템에 관한 것이다.

화장품, 생활용품 등에 많이 사용되는 내용물 충진 튜브는, 일반적으로, 대략 원통형의 합성수지 성형물에 내용물을 충진하고 그것의 단부에 핫 에어를 공급하여 반용융 상태로 만든 후 상호 접착하여 실링하고 실링의 잔여부위를 컷팅하여 마무리 하는, 이른바 튜브 충진 실링 시스템에 의해 제조되고 있다. 또한, 튜브 충진 실링 시스템은 이러한 일련의 공정을 실행할 수 있는 여러 장치들의 조합으로 이루어져 있다.

한편, 튜브에 내용물을 주입하고 튜브의 끝단을 핫 에어, 초음파, 또는 고주파를 이용하여 실링하는 튜브 충진 실링 시스템은 사용하는 튜브의 재질에 따라 접착하는 방식이 달라지는 바, 일반적으로 핫 에어를 이용하는 경우는 PE와 라미네이트 튜브에 적용이 가능하고, 초음파를 이용하는 경우는 PE 튜브에, 고주파를 이용하는 경우는 라미네이트 튜브에 적용하고 있다.

PE와 라미네이트 두 종류의 재질 모두에 사용하는 핫 에어방식은 적용범위가 넓고 외관품질이 뛰어나다는 점에서 널리 사용되는 방식이지만, 핫 에어방식의 특성상 튜브의 내경이 균일하고 내측이 오염되어 있지 않아야 한다는 점 때문에 튜브의 공차관리(일반적으로 ±0.2mm)가 요구되고 튜브를 공급하는 생산업체의 제조기술이 상향 평준화되어 있어야 하는 문제점을 가지고 있다.

또한, 초음파를 이용한 실링의 경우 PE 튜브에 적용하지만 미세진동에 의하여 PE의 조직이 깨져 비산되면서 내용물을 오염시키거나, 초음파와 접하는 튜브부분에 보풀이 발생되고, 진동과 함께 높은 실링 압력을 요구하므로 실링 부위가 얇아져 외관품질이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 반면에 튜브 내부가 이물질에 오염되어 있어도 초음파 진동에 의해 비산되므로 실링이 가능하며, 핫 에어방식과 달리 튜브의 외부에서 튜브를 녹여 접착하는 방식으로 튜브의 내경 편차에 영향을 받지 않는 장점이 있다.

한편, 종래의 튜브 충진 실링 시스템은 하기와 같은 문제점들이 있다.

첫째, 튜브를 각 공정으로 공급하는 방식에 따라 로터리식과 직선식이 있으며 직선식의 경우 동일 직경의 튜브라 하더라도 길이가 달라지면 튜브를 이송하는 홀더의 높이를 각 공정의 장치높이에 맞도록 제작하여 사용하여야 하므로 많은 종류의 홀더를 필요로 하는 문제점이 있다.

둘째, 타원 튜브를 작업하기 위한 홀더는 타원형태의 홀더를 제작하여 사용하고 이로 인하여 일정한 방향으로만 튜브를 공급하여야 함에 따라 자동공급이 어려워 작업자가 수동으로 공급하며 생산속도 또한 현저히 저하하는 문제점이 있다.

셋째, 튜브의 I-Mark 감지 및 정렬의 경우 일반적으로 스텝핑 모터나 서보 모터를 타이밍 벨트나 평기어에 의해 간접 구동하여 튜브를 회전시키다가 마크 센서가 튜브의 I-Mark를 감지하면 곧바로 정지하는 방식으로 이루어져 있으므로, 급정지시 정지위치가 밀리거나 간접구동에 따른 백 레쉬에 의해 위치편차가 발생하고 이로 인하여 제품외관 불량이 발생하는 문제점이 있다.

넷째, 내용물 충진에 사용되는 노즐은 상/하 운동하는 내 노즐과 고정된 외 노즐로 구성되어 있으며 충진할 때 내 노즐이 상승하여 내 노즐과 외 노즐사이의 공간으로 내용물이 충진되고 충진이 완료되면 내 노즐이 하강하여 내용물을 차단하는 구조로 제작하는 것이 보편적인 형식이지만 이러한 기능만으로는 다양한 물성의 내용물을 잔량 없이 커팅하지 못하여 튜브가 내용물에 오염되는 문제점이 있다.

다섯째, 핫 에어를 발생하여 튜브를 녹여주는 장치는 튜브의 내부에 핫 에어 노즐이 삽입된 상태에서 원주방향으로 미세하게 가공된 구멍을 통해 핫 에어를 분사하여 튜브내부를 녹이고 이를 배기하는 형식으로 일정용량의 히터로는 기계의 속도를 상승시키는데 제약조건이 따르는 문제점이 있다.

여섯째, 초음파장치는 일반적으로 튜브의 실링 면에 수평 또는 수직인 초음 파 혼과 반대편 대칭부에 실링 판을 설치하고 이들을 에어실린더를 이용하여 동시에 전진시킴으로써 실링하는 방식을 채택하는 바, 이럴 경우 초음파의 높은 진동에 반대편 실링 판이 진동하고 이에 따라 진동력이 감쇄되어 더 높은 진동을 필요로 함에 따라 튜브 외관품질이 저하되거나 기구적 구조가 취약해지고 파손되는 문제점이 있다.

일곱째, 최근에는 소비자의 안전을 위하여 튜브 끝단을 직선으로 커팅함과 동시에 양 모서리를 둥그렇게 커팅 하는데 이를 위해서는 커터간의 정밀한 간극유지와 튜브의 중심을 기준으로 안내하는 장치가 필요한 문제점이 있다.

그러므로, 상기와 같은 종래의 튜브 실링 충진 시스템의 문제점들을 해소시키면서 핫 에어와 초음파 실링의 장점을 모두 가지고 있는 핫 에어와 초음파를 이용한 튜브 충진 실링 시스템이 매우 필요한 실정이다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 목적은 튜브의 접착력을 기존 핫 에어 튜브 실링 시스템에 비해 향상시키고 외관품질을 높이며 튜브의 내경 공차와 오염에 영향을 받지 않도록 할 수 있도록, 핫 에어와 초음파 실링의 장점을 모두 가지고 있는 핫 에어와 초음파를 이용한 튜브 충진 실링 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 튜브 충진 실링 시스템은, 튜브에 내용물을 충진하고 튜브의 한쪽 단부를 연속적으로 가열 용융하여 실링하는 시스템으로서, 튜브를 공급하는 튜브 공급장치, 튜브의 I-Mark를 정렬시키는 I-Mark 장치, 튜브의 내부를 세척하는 클리닝 장치, 튜브에 내용물을 충진하는 충진장치, 핫 에어를 발생시켜 튜브의 단부를 용융하는 핫 에어 발생장치, 튜브의 단부를 초음파로 실링하는 초음파 실링장치, 튜브의 잔여부위를 절단하는 커팅장치, 작업 완료된 튜브를 배출하는 튜브 배출장치, 및 튜브가 장착될 수 있는 다수의 홀더를 포함하고 이송하는 홀더 이송장치 로 구성되어 있다.

따라서, 본 발명의 튜브 충진 실링 시스템은 내용물을 포함하고 있는 튜브의 단부를 핫 에어 발생 장치 및 초음파 실링 장치에 의해 연속적으로 실링함으로써, 종래의 핫 에어 튜브 충진 실링 시스템과 비교하여 튜브의 접착력을 향상시키고 외관품질을 높이며 튜브의 내경 공차와 오염에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.

상기 홀더 이송장치는 튜브를 장착한 홀더를 이송시키는 이송지그, 상기 이송지그를 상면에 장착한 상태로 이동시키는 컨베이어, 및 상기 이송지그를 스텝식으로 이동시키는 에어실린더를 포함한 직선라인, 및 홀더의 높이를 조절하기 위해 이송장치의 하부에 장착되어 있는 높이조절장치로 구성되어 있다.

따라서, 종래의 튜브 충진 실링 시스템에서 홀더 이송장치가 고정형인 데 반해, 본 발명의 튜브 충진 실링 시스템은 홀더 이송장치가 높이조절장치를 포함하고 있으므로, 길이가 서로 다른 동일 직경의 튜브 작업시 1종류의 튜브 홀더로 튜브의 높이 변화를 수용할 수 있는 장점이 있다.

상기 튜브 공급장치는 다수의 튜브를 일렬로 정렬하는 메가진, 튜브가 경사 슈트를 통과할 때 일정한 방향으로 정렬시키는 경사식 상부 가이드, 튜브의 외측과 접하는 경사각으로 기울어져 있고, 튜브가 장착되는 부위의 하부에는 진공을 공급하여 튜브를 흡착하기 위한 홈이 형성되어 있으며 홀더에 튜브를 공급하기 위해 회전운동하는 튜브 공급판, 및 튜브의 캡 부위를 고정하기 위한 제 1 단부와 튜브의 바디를 고정하기 위한 제 2 단부로 이루어진 튜브 고정 홀더로 구성되어 있어서, 튜브의 투입 자동화를 용이하게 달성할 수 있다.

상기 경사식 상부 가이드는 튜브가 투입되는 입구의 높이가 튜브가 배출되는 출구의 높이보다 크게 형성되어 있는 구조로 이루어져 있어서, 장폭과 단폭 방향으로 정렬된 튜브가 서로 엉켜 가이드를 통과하지 못하는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

상기 튜브 공급판은 길이방향으로 튜브의 외측과 접하는 경사각으로 기울어져 있고, 튜브가 장착되는 부위의 하부에는 진공을 공급하여 튜브를 흡착하기 위한 홈이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있어서, 튜브 공급판의 홈을 통해 진공의 공기가 공급되고, 이러한 공기에 의해 튜브를 진공으로 흡착함으로써, 튜브는 튜브 공급판에 안정적으로 장착된다.

한편, 튜브 고정 홀더는 내부가 2단으로 구성되어 있어서, 제 1 단부는 튜브의 캡 부위를 고정하고 제 2 단부는 튜브의 바디를 고정하며 2단으로 형성된 부위의 외측을 6개 또는 그 이상으로 분할한 후 외측에 설치된 홈에 탄성부재를 감아 튜브를 고정하는 힘을 용이하게 조절할 수 있다.

상기 초음파 실링장치는 초음파를 발생시키는 혼, 상기 혼과 실링판을 동시에 작동시키는 캠, 및 상기 캠의 하부에 장착되어 캠을 작동시키는 캠 작동 에어실린더를 포함하고, 상기 혼과 실링판 사이의 간극을 조정하기 위한 간극 조절볼트가 작동레버의 후면에 장착되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.

경우에 따라서는, 상기 초음파 실링장치는 튜브의 압착시 튜브의 단부가 평행하도록 하기 위해 튜브 안내가이드를 혼과 실링판의 측면 하부에 각각 추가로 장착한 구조로 이루어질 수 있다.

따라서, 이러한 구조의 초음파 실링장치는, 초음파가 발생되는 혼과 튜브가 수평방향으로 접하도록 하여 튜브에 진동이 전달되면서도 반대편 대칭부에 설치된 실링판에 진동이 직접 전달되지 않도록 하여 내구성을 향상시킬 수 있다.

상기 핫 에어 발생장치는 핫 에어를 공급하는 핫 에어 공급 디바이스, 및 튜브를 용융한 핫 에어를 외부로 배출시키는 배기 디바이스로 구성되어 있고, 핫 에어의 체류 시간을 길게 하고 튜브의 내부와 외부를 균등히 용융시킬 수 있도록, 핫 에어 분사 노즐과 배기 디바이스 사이에 버퍼 링이 장착되어 있는 구조로 구성될 수 있다.

종래의 핫 에어 발생장치에서 튜브를 녹여준 핫 에어는 분사와 동시에 배기장치에 의하여 대기 중으로 방출되므로 열효율이 떨어지는 단점이 있다. 이와는 달리, 본 발명의 핫 에어 발생장치는 핫 에어 분사 노즐과 배기 디바이스 사이에 버퍼 링이 장착되어 있어서, 분사된 핫 에어가 튜브의 단부를 휘감고 배기되도록 하여 핫 에어의 체류시간을 길게 하고 튜브의 내부와 외부를 골고루 녹여줄 수 있다.

상기 I-Mark 장치는 홀더 이송장치의 하부에 2차 이송지그 회전 장치를 장착하고 있고, 2차 이송지그 회전 장치는 스플라인 축과 에어 실린더에 의해 상/하 운동하는 회전축에 스테핑 모터가 직결되어 있는 구조로 구성되어 있어서, 백 레쉬를 방지할 수 있다.

상기 충진장치는 내용물 충진 노즐의 내 노즐을 상/하 운동시키는 에어실린더의 후진부위에 후진위치를 조절하기 위한 스토퍼가 장착되어 있고, 스토퍼와 에어실린더의 사이에 충격 완충 링이 장착되어 있는 구조로 구성될 수 있다.

상기 커팅 장치는 튜브의 단부를 절단하는 커터의 정밀한 간극유지를 위해 커터 한 쌍을 고정하는 2개의 커터 마운트(Mount)가 LM 레일(Rail) 상에서 운동하는 LM 블록(Block)에 고정 설치되어 있는 구조로 이루 단부를 절단하는 커터의 정밀한 간극유지를 위해 커터 한 쌍을 고정하는 2개의 커터 마운트(Mount)가 LM 레일(Rail) 상에서 운동하는 LM 블록(Block)에 고정 설치되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.

한편, 상기의 장치들에 대한 기술은 종래의 다양한 형식의 튜브 충진 실링 시스템에 폭넓게 활용할 수 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 튜브 충진 실링 시스템을 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 명세서에 첨부된 도면들은 각 부품들의 결합 및 작동 관계를 더욱 명시적으로 나타내기 위하여 필요에 따라 단면도 및 투시도로 표현되어 있다.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 튜브 충진 실링 시스템의 모식도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 튜브 충진 실링 시스템(1000)은, 튜브를 공급하는 튜브 공급장치(도시하지 않음), 튜브의 I-Mark를 정렬시키는 I-Mark 장치(200), 튜브의 내부를 세척하는 클리닝 장치(300), 튜브에 내용물을 충진하는 충진장치(400), 핫 에어를 발생시켜 튜브의 단부를 용융하는 핫 에어 발생장치(500), 튜브의 단부를 초음파로 실링하는 초음파 실링장치(600), 튜브의 잔여부위를 절단하는 커팅장치(700), 작업 완료된 튜브를 배출하는 튜브 배출장치(800), 및 튜브가 장착될 수 있는 다수의 홀더를 포함하고 이송하는 홀더 이송장치(900)로 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 발명자들이 실험한 결과에 의하면, 핫 에어 발생장치와 초음파 실링장치를 사용하여 연속적으로 튜브의 단부를 실링한 경우, 핫 에어 발생장치에 의해 튜브의 단부를 실링한 경우보다 튜브의 실링력이 1. 5 내지 2배까지 향상됨을 확인할 수 있었다.

도 2에는 도 1의 홀더 이송장치의 확대 모식도가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 홀더 이송장치(900)는 튜브를 장착한 홀더를 이송시키는 이송 지그(910), 이송 지그(910)를 상면에 장착한 상태로 이동시키는 컨베이어(920), 이송 지그를 스텝식으로 이동시키는 에어실린더(930)를 포함한 직선라인, 및 홀더의 높이를 조절하기 위해 이송장치의 하부에 장착된 높이조절장치(940)로 구성되어 있다.

또한, 높이 조절장치(940)는 스크류 잭(9402)이 측면에 장착되어 있어서, 스크류 잭(9402)을 좌우로 돌리면 홀더 이송장치가 상하로 이동하게 된다.

도 3에는 도 2의 이송 지그의 확대 모식도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 이송 지그(910)는 1차 이송 지그(9102) 및 2차 이송 지그(9104)로 구성되어 있고, 내부에는 튜브(100)를 고정하기 위한 튜브 고정 홀더(9106)가 장착되어 있다.

또한, 1차 이송 지그(9102)와 2차 이송 지그(9104) 사이에 쿠션용 오링(9108)이 장착되어 있고, 1차 이송 지그(9102)의 내부에서 튜브(100)의 하단면에 대응하는 위치에 높이 조절용 링(9110)이 장착되어 있다.

1차 이송 지그(9102)는 홀더(100)가 라인 상에서 이동시 마찰 부하를 최소화하도록 홈 가공 및 원형으로 관통된 구조이면서 라인의 단부에 설치된 지그 감지 센서가 이송 지그를 감지할 수 있도록 양 단면에 환봉(도시하지 않음)이 압입된 구조로 이루어져 있다.

2차 이송 지그(9104)는 1차 이송 지그(9102)에 삽입되어 이송되며 I-Mark 정렬 공정에 설치된 기어와 맞물리는 기어(9112)가 하부에 부착되어 있고, 1차 이송 지그(9102)에서 상승하여 회전할 때 이송 지그 간에 서로 접촉되지 않도록 외측이 2단으로 가공되어 있으며 내부에는 튜브 홀더(100)와 높이조절용 링(9110)을 삽입할 수 있는 구조로 이루어져 있다.

도 4에는 도 3의 튜브 고정 홀더의 수직 단면도 및 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 튜브 고정 홀더(9106)는 튜브의 캡(104) 부위를 고정하기 위한 제 1 단부(110)와 튜브의 바디(102)를 고정하기 위한 제 2 단부(108)로 구성되어 있고, 제 1 단부(110) 및 제 2 단부(108)의 외주면 일부에는 탄성부재를 장착하기 위한 홈(106)이 각각 형성되어 있어서, 튜브(100)는 튜브 고정 홀더(9106)에 밀착된 상태로 위치하게 된다.

도 5에는 종래의 튜브 충전 실링 시스템에서 사용되는 하나의 예시적인 수평식 상부가이드의 모식도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명에 따른 튜브 충전 실링 시스템에서 사용되는 하나의 예시적인 경사식 상부가이드의 모식도가 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 튜브 공급장치 중 다수의 튜브를 일렬로 정렬하는 메가진(20), 및 튜브(100)가 경사 슈트를 통과할 때 일정한 방향으로 정렬시키는 수평식 상부 가이드(22)가 도시되어 있다.

수평식 상부 가이드(22)는 튜브가 투입되는 입구의 높이(A)가 튜브가 배출되는 출구의 높이(A)와 동일하게 형성되어 있어서, 타원 튜브의 경우 장폭과 단폭 방향으로 튜브들(100)이 혼재되어 흐르는 문제점이 발생한다.

이와는 달리, 도 6의 경사식 상부 가이드(22a)는 튜브가 투입되는 입구의 높이(B)가 튜브가 배출되는 출구의 높이(A)보다 크게 형성되어 있어서, 튜브들(100)은 장폭과 단폭방향의 중간 정도로 경사지게 정렬되어 흐르게 된다.

또한, 가이드 조절 장치(24a)가 경사식 상부 가이드(22a)의 양 측에 형성되어 있어서, 입구의 높이(B)가 출구의 높이(A)보다 크게 형성되도록 조절한다.

도 7에는 본 발명에 따른 튜브 실링 시스템에서 사용되는 하나의 예시적인 튜브 공급판의 단면 모식도가 도시되어 있다.

도 7을 참조하면, 튜브 공급판(244)에서 튜브(100)가 장착되는 부위의 하부에는 진공을 공급하여 튜브(100)를 흡착하기 위한 홈(242)이 형성되어 있다.

튜브 공급판(244)의 내면은 길이방향으로 튜브(100)의 외측과 접하는 경사각으로 기울어져 있으면서 측면으로는 한쪽으로 편심되어 있고, 튜브(100)의 장폭 외경에 대응하는 반원의 형상으로 이루어져 있다.

또한, 튜브(100)와 튜브 공급판(244)의 접촉면 하부에는 홈(242)이 형성되어 있어서, 이러한 홈(242)을 통해 외부의 송풍기(블로워)에서 발생한 진공을 공급하여 튜브(100)를 흡착하고 있으며, 진공유량을 확보하기 위해 튜브 공급판(244)을 고정하는 회전판(246)과 회전판 고정축(248)의 내부를 관통한 구조로 이루어져 있다.

도 8에는 도 1의 핫 에어 발생장치의 확대 모식도가 도시되어 있다.

도 8을 참조하면, 핫 에어 발생장치(500)는 핫 에어를 공급하는 핫 에어 공급 디바이스(510), 및 튜브를 용융한 핫 에어를 외부로 배출시키는 배기 디바이스(520)로 구성되어 있고, 핫 에어의 체류 시간을 길게하고 튜브(100)의 내부와 외부를 균등히 용융시킬 수 있도록 핫 에어 분사 노즐(540)과 배기 디바이스(520) 사이에 버퍼링(530)이 장착되어 있다.

도 9에는 도 1의 초음파 장치의 확대 모식도가 도시되어 있다.

도 9를 참조하면, 초음파 실링장치(600)는 초음파를 발생시키는 혼(610), 혼 을 작동시키는 캠(620), 및 캠(620)의 하부에 장착되어 캠(620)을 작동시키는 캠 작동 에어실린더(630)를 포함하고, 혼(610)과 실링판(660) 사이의 간극을 조정하기 위한 간극 조절볼트(640)가 작동레버의 후면에 장착되어 있다.

또한, 튜브(100)의 압착시 튜브(100)의 단부가 평행하도록 하기 위한 튜브 안내가이드(650)가 혼(610)과 실링판(660)의 측면 하부에 각각 장착되어 있다.

도 10에는 2차 이송 지그 회전 장치의 모식도가 도시되어 있다.

도 10을 참조하면, 튜브(100)의 I-Mark를 감지하여 정렬하는 장치 중 2차 이송 지그 회전 장치(202)는 홀더 이송장치(900)의 하부에 고정 설치되어 있고 스플라인 축(2021)과 에어 실린더(2022)에 의해 상/하 운동하는 회전축(2026)에 스테핑 모터(2023)를 직결하여 구동함으로써 백 레쉬를 방지한다. 또한, 회전시 I-Mark를 센서가 감지하면 감지신호 후 180도 구간을 추가로 회전하면서 서서히 모터의 속도를 감속하도록 제어함으로써 급정지에 의한 정지위치 밀림현상을 해소한다.

한편, I-Mark 센서(2025)는 빛을 쏘아 반사되는 광량에 따라 신호처리하는 부품으로서 주위의 환경(전등 빛, 주변부품의 반사)에 따라 피사체인 튜브(100)에 대하여 일정한 각도를 부여해야 난반사를 피할 수 있으므로 이를 해결하기 위해 센서각도 조절장치(2024)가 2차 이송지그 회전장치(202)의 상부에 장착되어 있다.

도 11에는 도 1의 충진 장치의 확대 모식도가 도시되어 있다.

도 11을 참조하면, 충진 장치(400)는 내용물 충진 노즐의 내 노즐(402)을 상/하 운동시키는 내 노즐 작동 에어실린더(406)의 후진부위에 후진위치를 조절할 수 있는 스토퍼(408)를 장착하고 이에 접하는 부분에는 우레탄으로 가공된 충격 완충 링(401)을 삽입하여 충격을 완충하도록 하고, 내 노즐(402)이 운동하는 행정거리를 구속함에 따라 내 노즐(402)과 외 노즐(404)사이의 열리는 양을 조절함으로써 내용물에 압력을 부여하여 잔량 없이 내용물이 차단되도록 한다.

도 12에는 도 1의 커팅 장치의 확대 모식도가 도시되어 있다.

도 12를 참조하면, 커팅 장치(700)는 튜브의 단부를 절단하는 커터의 정밀한 간극유지를 위해 커터 한 쌍을 고정하는 2개의 커터 마운트(704)가 LM 레일(702) 상에서 운동하는 LM 블록(706)에 고정 설치되어 있어서, 수평 및 직진도를 향상시킨다.

또한, 튜브를 중심위치로 안내하기 위해 일측 단면이 경사져 있는 2개의 대칭 가이드(707)를 원터치로 착/탈할 수 있도록 볼 플런저(708)가 커터 마운트(704)의 하부에 장착되어 있다.

게다가, 커팅된 칩이 잘 배출되도록 가동커터(705)의 날 부위에 일정한 간격으로 블로잉 홀(도시하지 않음)을 가공하여 칩에 직접 에어가 분사되도록 하여 칩 배출 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 튜브 충진 실링 시스템은 핫 에어 장치와 초음파 실링 장치를 동시에 포함하고 있으므로, 튜브의 접착력을 기존 핫 에어 튜브 실링 시스템에 비해 향상시키고 외관품질을 높이며 튜브의 내경 공차와 오염에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 튜브 충진 실링 시스템의 모식도이다;

도 2는 도 1의 홀더 이송장치의 확대 모식도이다;

도 3은 도 2의 이송 지그의 확대 모식도이다;

도 4는 도 3의 튜브 고정 홀더의 수직 단면도 및 평면도이다;

도 5는 종래의 튜브 충진 실링 시스템에서 사용되는 하나의 예시적인 수평식 상부가이드의 모식도이다;

도 6은 본 발명에 따른 튜브 충진 실링 시스템에서 사용되는 하나의 예시적인 경사식 상부가이드의 모식도이다;

도 7은 본 발명에 따른 튜브 충진 실링 시스템에서 사용되는 하나의 예시적인 튜브 공급판의 단면 모식도이다;

도 8은 도 1의 핫 에어 공급장치의 확대 모식도이다;

도 9는 도 1의 초음파 장치의 확대 모식도이다;

도 10은 2차 이송 지그 회전 장치의 모식도이다;

도 11은 도 1의 충진 장치의 확대 모식도이다;

도 12는 도 1의 커팅 장치의 확대 모식도이다.

Claims (10)

1. 튜브에 내용물을 충진하고 튜브의 한쪽 단부를 연속적으로 가열 용융하여 실링하는 시스템으로서,

   튜브를 공급하는 튜브 공급장치;

   상기 튜브 공급장치로부터 공급받은 튜브의 I-Mark를 정렬시키는 I-Mark 장치;

   상기 I-Mark 장치의 후방에 위치하고 상기 I-Mark 장치에 의해 I-Mark가 정렬된 튜브의 내부를 세척하는 클리닝 장치;

   상기 클리닝 장치의 후방에 위치하고 상기 클리닝 장치에 의해 내부가 세척된 튜브에 내용물을 충진하는 충진장치;

   상기 충진장치의 후방에 위치하고 핫 에어를 발생시켜 상기 충진장치에 의해 내용물이 충전된 튜브의 단부를 용융하는 핫 에어 발생장치;

   상기 핫 에어 발생장치의 후방에 위치하고 상기 핫 에어 발생장치에 의해 용융된 튜브의 단부를 초음파로 실링하는 초음파 실링장치;

   상기 초음파 실링장치의 후방에 위치하고 상기 초음파 실링장치에 의해 단부가 실링된 튜브의 잔여부위를 절단하는 커팅장치;

   상기 커팅 장치의 후방에 위치하고 작업 완료된 튜브를 배출하는 튜브 배출장치; 및

   상기 클리닝 장치, 상기 충진장치, 상기 핫 에어 발생장치, 상기 초음파 실링장치, 상기 커팅장치, 및 상기 튜브 배출장치의 하부에 위치하고 있고, 튜브가 장착될 수 있는 다수의 홀더를 포함하고 이송하는 홀더 이송장치;

   로 구성되어 있고,

   상기 홀더 이송장치는 튜브를 장착한 홀더를 이송시키는 이송 지그, 상기 이송 지그를 상면에 장착한 상태로 이동시키는 컨베이어, 상기 이송 지그를 스텝(step)식으로 이동시키는 에어실린더를 포함한 직선라인, 및 홀더의 높이를 조절하기 위해 이송장치의 하부에 장착되어 있는 높이조절장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브 공급장치는 다수의 튜브를 일렬로 정렬하는 메가진, 튜브가 경사 슈트를 통과할 때 일정한 방향으로 정렬시키는 경사식 상부 가이드, 튜브의 외측과 접하는 경사각으로 기울어져 있고, 튜브가 장착되는 부위의 하부에는 진공을 공급하여 튜브를 흡착하기 위한 홈이 형성되어 있으며 홀더에 튜브를 공급하기 위해 회전운동하는 튜브 공급판, 및 튜브의 캡 부위를 고정하기 위한 제 1 단부와 튜브의 바디를 고정하기 위한 제 2 단부로 이루어진 튜브 고정 홀더로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 초음파 실링장치는 초음파를 발생시키는 혼, 상기 혼과 실링판을 동시에 작동시키는 캠, 및 상기 캠의 하부에 장착되어 캠을 작동시키는 캠 작동 에어실린더를 포함하고, 상기 혼과 실링판 사이의 간극을 조정하기 위한 간극 조절볼트가 작동레버의 후면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 핫 에어 발생장치는 핫 에어를 공급하는 핫에어 공급 디바이스, 및 튜브를 용융한 핫 에어를 외부로 배출시키는 배기 디바이스로 구성되어 있고, 핫 에어의 체류 시간을 길게 하고 튜브의 내외부를 균등히 용융시킬 수 있도록, 핫 에어 분사 노즐과 배기 디바이스 사이에 버퍼 링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 I-Mark 장치는 홀더 이송장치의 하부에 2차 이송 지그 회전 장치를 장착하고 있고, 2차 이송 지그 회전 장치는 스플라인 축과 에어 실린더에 의해 상/하 운동하는 회전축에 스테핑 모터가 직결되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 충진장치는 내용물 충진 노즐의 내 노즐을 상/하 운동시키는 에어실린더의 후진부위에 후진위치를 조절하기 위한 스토퍼가 장착되어 있고, 스토퍼와 에어실린더의 사이에 충격 완충 링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 커팅장치는 튜브의 단부를 절단하는 커터의 정밀한 간극유지를 위해 커터 한 쌍을 고정하는 2개의 커터 마운트(Mount)가LM 레일(Rail) 상에서 운동하는 LM 블록(Block)에 고정 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
9. 튜브에 내용물을 충진하고 튜브의 한쪽 단부를 연속적으로 가열 용융하여 실링하는 시스템으로서,

   튜브를 공급하는 튜브 공급장치;

   상기 튜브 공급장치로부터 공급받은 튜브의 I-Mark를 정렬시키는 I-Mark 장치;

   상기 I-Mark 장치의 후방에 위치하고 상기 I-Mark 장치에 의해 I-Mark가 정렬된 튜브의 내부를 세척하는 클리닝 장치;

   상기 클리닝 장치의 후방에 위치하고 상기 클리닝 장치에 의해 내부가 세척된 튜브에 내용물을 충진하는 충진장치;

   상기 충진장치의 후방에 위치하고 핫 에어를 발생시켜 상기 충진장치에 의해 내용물이 충전된 튜브의 단부를 용융하는 핫 에어 발생장치;

   상기 핫 에어 발생장치의 후방에 위치하고 상기 핫 에어 발생장치에 의해 용융된 튜브의 단부를 초음파로 실링하는 초음파 실링장치;

   상기 초음파 실링장치의 후방에 위치하고 상기 초음파 실링장치에 의해 단부가 실링된 튜브의 잔여부위를 절단하는 커팅장치;

   상기 커팅 장치의 후방에 위치하고 작업 완료된 튜브를 배출하는 튜브 배출장치; 및

   상기 클리닝 장치, 상기 충진장치, 상기 핫 에어 발생장치, 상기 초음파 실링장치, 상기 커팅장치, 및 상기 튜브 배출장치의 하부에 위치하고 있고, 튜브가 장착될 수 있는 다수의 홀더를 포함하고 이송하는 홀더 이송장치;

   로 구성되어 있고,

   상기 초음파 실링장치는 초음파를 발생시키는 혼, 상기 혼과 실링판을 동시에 작동시키는 캠, 및 상기 캠의 하부에 장착되어 캠을 작동시키는 캠 작동 에어실린더를 포함하고, 상기 혼과 실링판 사이의 간극을 조정하기 위한 간극 조절볼트가 작동레버의 후면에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.
10. 튜브에 내용물을 충진하고 튜브의 한쪽 단부를 연속적으로 가열 용융하여 실링하는 시스템으로서,

    튜브를 공급하는 튜브 공급장치;

    상기 튜브 공급장치로부터 공급받은 튜브의 I-Mark를 정렬시키는 I-Mark 장치;

    상기 I-Mark 장치의 후방에 위치하고 상기 I-Mark 장치에 의해 I-Mark가 정렬된 튜브의 내부를 세척하는 클리닝 장치;

    상기 클리닝 장치의 후방에 위치하고 상기 클리닝 장치에 의해 내부가 세척된 튜브에 내용물을 충진하는 충진장치;

    상기 충진장치의 후방에 위치하고 핫 에어를 발생시켜 상기 충진장치에 의해 내용물이 충전된 튜브의 단부를 용융하는 핫 에어 발생장치;

    상기 핫 에어 발생장치의 후방에 위치하고 상기 핫 에어 발생장치에 의해 용융된 튜브의 단부를 초음파로 실링하는 초음파 실링장치;

    상기 초음파 실링장치의 후방에 위치하고 상기 초음파 실링장치에 의해 단부가 실링된 튜브의 잔여부위를 절단하는 커팅장치;

    상기 커팅 장치의 후방에 위치하고 작업 완료된 튜브를 배출하는 튜브 배출장치; 및

    상기 클리닝 장치, 상기 충진장치, 상기 핫 에어 발생장치, 상기 초음파 실링장치, 상기 커팅장치, 및 상기 튜브 배출장치의 하부에 위치하고 있고, 튜브가 장착될 수 있는 다수의 홀더를 포함하고 이송하는 홀더 이송장치;

    로 구성되어 있고,

    상기 I-Mark 장치는 홀더 이송장치의 하부에 2차 이송 지그 회전 장치를 장착하고 있고, 2차 이송 지그 회전 장치는 스플라인 축과 에어 실린더에 의해 상/하 운동하는 회전축에 스테핑 모터가 직결되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 충진 실링 시스템.

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