KR101100746B1 - 포장용 포대 자동 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말 혹은 입자상 특정 물질을 포대에 담기 위한 포대 포장용 백 플레이서(Bag Placer)에 관한 것으로, 특히 호퍼 노즐에 포대를 자동으로 장착함에 있어 포대를 포대 자동 이송장치로 지속적으로 공급할 수 있는 포대 자동 공급장치에 관한 것이다. 본 발명은 낱장의 포대를 무한괘도에 적층형태로 안치시켜 이를 횡방향으로 일정거리씩 이동시키면서 이송된 적층 포대를 종방향으로 순차적으로 상승시키는 것에 특징이 있다.

본 발명은 적층된 포대의 최상부 포대를 포대 자동 이송장치를 통해 호퍼의 노즐쪽으로 이송시켜 노즐에 포대를 장착할 수 있도록 포대를 포대 자동 이송장치에 의해 흡착할 수 있는 위치로 빈 포대를 연속적으로 공급할 수 있다.

본 발명은 포대의 자동 포장에 따른 중단없는 포장공정을 수행할 수 있어 포장에 따른 생산성을 높일 수 있고 무인화로 인한 원가절감에도 크게 기여할 것이다.

포대, 포장, 백 플레이서, 포대 공급, 포대이송장치,

Description

포장용 포대 자동 공급장치{PACKING BAG AUTOMATIC SUPPLY DIVIDE}

본 발명은 쌀, 보리, 콩, 조, 옥수수 등과 같은 각종 곡물류 혹은 분말 혹은 입자상 설탕, 밀가루 튀김가루, 커피 프림, 사료, 등과 같은 식품류 혹은 시멘트, 석회, 비료, 프라스틱 원료(칩) 등과 같은 각종 산업 건자재류(이하, "피 포장물"이라 함)를 포대에 포장함에 있어 호퍼의 노즐(배출구)에 포대를 장착하고, 노즐에 장착된 포대속으로 피 포장물을 채워넣은 뒤(이하, "포장된 포대"라 함) 만충된 포대는 노즐로부터 분리하여 퇴출시키는 작업공정을 자동으로 구현하는 백 플레이서(Bag Placer)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포대를 호퍼의 노즐로 연속적으로 공급할 수 있도록 포대를 무한괘도에 적층 형태로 안치시켜 이를 순차적으로 이동시킨 뒤 이송된 적층 포대를 종방향으로 순차적으로 상승시키는 포대 자동 공급장치에 관한 것이다.

이하에서 정의하는 포대(Bag)는 특정 재질로 한정하지 않으며, 통상 자루 혹은 마대자루 혹은 종이 봉투 등으로 불리우는 것들을 포괄하는 용어로 사용된다.

일반적으로 상기한 각종 피 포장물들을 유통과정에서 내용물이 파손되거나 포대내로 이물질이 유입되거나 반대로 유실되지 않도록 포대에 포장하게 된다.

전술한 바와 같은 각종 피 포장물을 포대에 포장하는 방식은 상부를 개방한 포대를 호퍼의 배출구 밑에 위치시킨 뒤 그 포대속으로 피 포장물을 투입한 후 포대의 입구를 봉합하는 형태가 가장 보편적이다.

그러나 이와 같은 포대 포장방식은 작업자가 포대의 입구를 벌려주면서 호퍼의 노즐 하부에 포대를 위치시켜야 하기 때문에 다량의 포장작업시 생산성이 현저히 저하되는 문제가 있다.

특히 포대의 입구는 실용신안 공고번호 제1992-0002544호(공고일:1992.04.25, 곡물포대 재봉기) 및 실용신안 공개번호 1996-0001760호(공개일:1996.01.19, 곡물포대 재봉장치)에 게시된 바와 같이 포대의 입구를 실로 재봉해야하는 봉합설비를 반드시 갖추어야 하기 때문에 포대 자동 포장설비의 설치공간이 커지고, 피 포장물을 포대에 투입해야 하는 공정과, 포대의 입구를 봉합해야 하는 공정 등 각 공정별로 별도의 작업자를 배치해야 하므로 생산 원가가 상승되고, 생산성도 작업자의 숙련도에 따라 불규칙한 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 포장에 따른 자동화설비를 발명하게 되었다.

본 발명자가 창안한 포대 포장 자동화 설비(A)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 포대에 피 포장물을 포대(1)에 포장하기 위해 빈 포대(1)를 호퍼(10)의 노즐(12)에 연속적으로 장착시키기 위한 포대 자동 이송장치(100)와, 상기 포대 자동 이송장치(100)로 포대(1)를 지속적이고 안정적으로 공급하기 위한 포대 자동 공급장치(200) 및 포대(1)속에 피 포장물이 채워지는 동안 포대(1)를 받혀 주면서 포 대가 만충되었을 때, 포대(1)를 노즐(12)로부터 분리한 뒤 포대(1)를 외부로 퇴출시키는 작업공정을 반복적으로 수행하는 포대 자동 퇴출장치(300)로 구성되어 있다.

상기한 바와 같은 각각의 장치들은 포대(1)의 포장에 따른 생산성 향상과 원가절감을 위해 포장작업의 무인화 및 자동화한 것이므로 보다 신속한 포장은 설계시 고려되어야 할 중요 설계조건이라 할 수 있다.

따라서, 포대를 노즐로 이송시키기 위해 포대를 잡는 기술 즉, 포대를 잡는데 소요되는 시간, 포대를 노즐로 이송시키는데 소요되는 시간, 포대의 이송과저에서 포대가 떨어지지 않도록 해야 하는 점 등, 포대 자동 포장설비를 설계함에 있어 충분히 고려되어야 할 항목이라 할 수 있다.

포대는 재질이 종이 혹은 비닐 재질로 제조되어 쉽게 변형되고 잘 잡히지 않으며, 적층된 포대에 압력이 가해지면 압축되는 특성이 있어 집어올리는 방식보다 진공흡착방식이 보다 효과적이라는 점을 개발과정에서 발견할 수 있었다.

전술한 포대 자동 이송장치는 진공흡착방식에 의해 포대를 노즐쪽으로 이송시키게 되는데, 문제는 포대 공급장치에서 포대 자동 이송장치로 인계되는 곳으로 포대를 비교적 정확히 위치되도록 공급하는 것이 중요하다.

본 발명은 위와 같은 해결과제를 배경으로 개발된 포대 자동 공급장치를 제안한다.

본 발명의 목적은 다수개의 포대를 무한괘도에 적층형태로 안치시켜 이를 횡방향으로 일정거리씩 이동시키면서 이송된 적층 포대를 종방향으로 순차적으로 상승시켜 포대 자동 이송장치로 포대를 안정적이고 지속적으로 공급할 수 있는 포대 자동 공급장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적에 따른 포대 자동 공급장치의 해결수단은,

호퍼에 담긴 특정 피 포장물을 포대에 포장하기 위해 포대를 공급하기 위한 포대 공급장치에 있어서,

작업대에 마련된 트랙을 따라 회전하도록 조립된 무한괘도와, 상기 무한괘도에 회전 동력을 제공하기 위한 구동수단과, 상기 무한괘도를 따라 이동하는 이송부재의 위치를 검출하여 상기 구동수단의 구동여부를 제어하는 센싱수단으로 구성된 포대 횡방향 이송부와;

상기 무한괘도의 이동방향 말단에 배치되면서 무한괘도의 회전에 의해 이송된 적층형 포대가 탑재되는 승강대와, 상기 승강대을 상하부로 이동시키기 위한 승하강수단과, 상기 포대 승강대의 높이를 센싱하여 승하강 수단의 구동여부를 제어하는 센싱수단 및 상기 승강대의 상승시 과도하게 상승되지 않도록 상승높이를 제한하기 위한 포대의 상승압력을 검출하여 과도한 경우 상기 승하강 수단를 제어하는 압력감지센서로 구성된 포대 종방향 이송부에 의해 달성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 작업대위로 적층형 포대를 일정간격으로 안치시킨 뒤 이 를 포대 횡방향 이송부에 의해 순차적으로 포대를 공급할 수 있고, 포대 종방향 이송부에 의해 상승된 적층형 포대를 포대 자동 이송장치에 의해 정확히 흡착할 수 있으며, 또한 포대 자동 이송장치가 적층형 포대 중 최상부 포대를 흡착하여 호퍼 노즐로 이동시켰을 때 고도가 낮아진 적층 포대의 높이를 항시 일정한 높이에 위치되도록 공급할 수 있다.

따라서, 본 발명은 포장의 자동화에 따른 일련의 공정과 중단없이 연속적으로 공정을 수행할 수 있어 포대의 포장공정에 따른 완전한 자동화를 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 포대 자동 공급장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 포대 자동 퇴출장치를 포함하는 백 플레이서의 일측면도이고, 도 2에는 호퍼에 본 발명의 포대 자동 퇴출장치가 장착된 것을 예시적으로 도시한 사시도로서, 도면에서 참조번호 10은 피 포장물을 저장하면서 일정량씩 배출하는 호퍼이고, 100은 포대를 호퍼의 노즐로 이송시키기 위한 포대 자동이송장치이며, 300은 호퍼의 노즐에 장착된 포대속으로 피 포장물을 넣고 이를 최출시키기 위한 포대 자동 퇴출장치이고, 200은 본 발명에 따른 포대 자동 공급장치이다.

포대 자동 공급장치(200)는 포대(1)를 횡방향으로 이송시키기 위한 포대 횡방향 이송부(20)와, 상기 횡방향 이송부(20)에 의해 이송된 포대를 종방향으로 이 송시키기 위한 포대 종방향 이송부(30)로 구성되어 있다.

포대 횡방향 이송부(20)는 작업대(21), 무한괘도(22), 구동수단(23), 이송부재(24) 및 센싱수단(25)으로 구성되어 있다.

작업대(21)는 소정의 길이를 지니고 상면에 트랙(21a)이 마련되어 있고, 트랙(21a)에 무한괘도(22)를 가이드하는 가이드레일(21b)이 부착되어 있다.

가이드 레일(21b)은 무한괘도(22)의 경로가 이탈되지 않도록 하고, 또한 무한괘도(22)가 처지지 않도록 지지하는 작용을 한다.

상기한 무한괘도(22)는 체인(22a)으로서, 상기한 무한괘도는 작업대(21)에 일정간격으로 이격되도록 한 쌍으로 마련되어 있고, 체인(22a)은 작업대(21)에 일정거리를 두고 회전가능하게 조립된 스프로켓(22b)에 연결되어 있다. 그리고 체인(22a)에는 일정간격으로 작업대(21) 상면에 대해 수직방향 배치되는 이송부재(24)들이 부착되어 있다.

상기한 스프로켓(22b) 중 어느 한쪽은 구동수단(23)의 동력이 연결되어 있어 구동수단(23)의 회전시 체인이 회전하게 된다. 물론 체인이 회전하면 이송부재(24)도 함께 이동하면서 적층된 포대(1)를 횡방향으로 이송시킬 수 있다.

구동수단(23)은 상기한 스프로켓(22b)에 회전력을 전달하기 위한 것으로, 본 발명의 채용예는 전원에 의해 회전되는 구동모터(23a)가 채용되었고, 구동모터(23a)는 작업대(21) 프레임에 부착되어 있다. 구동모터(23a)의 회전력은 감속기를 통해 스프로켓(22b)에 전달된다.

센싱수단(25)은 무한괘도(22)의 회전시 함께 이동하는 이송부재(24)의 위치 를 감지하여 구동수단(23) 즉, 구동모터(23a)의 작동여부를 제어하기 위한 것으로, 본 발명에서는 센싱수단을 광센서(25a)를 채용하였다.

광센서(25a)는 체인(22a)과 함께 이동하는 이송부재(24)의 위치를 검출하기 위해 이송부재(24)의 이동경로(작업대의 프레임)에 부착되어 있다.

포대 종방향 이송부(30)는 포대 횡방향 이송부(20)의 진행방향 말단에 설치되어 있으며, 승강대(31)와, 승강대 승하강 수단(32), 승강대 위치 감지용 센싱수단, 포대(1)의 유무를 검출하기 위한 압력감지센서 및 포대 횡방향 이송부(20)의 구동수단(23)과 승강대 승하강 수단(32)을 통합적으로 제어하는 컨트롤장치(도면에는 미도시)로 구성되어 있다.

승강대(31)는 포대 횡방향 이송부(20)에 의해 이송된 적층형 포대(1)를 받아 상측(포대 자동 이송장치쪽으로)으로 이송시키기 위한 것으로, 승강대(31)는 승강대를 상하로 슬라이드가능하도록 가이드 축(31a)에 결합되어 있다.

가이드 축(31a)는 소정의 길이를 지닌 일측단을 포대 종방향 이송부(30)의 프레임에 고정하고, 반대쪽 단부는 플레이트(31b)를 부착되어 있다.

미설명 부호 31c는 플레이트(31b)를 안정적으로 지지하기 위한 보조적으로 부설된 보조 가이드 축이다.

승강대(31)는 전술한 이송부재(24)가 무한괘도(22)에 의해 작업대(21)의 상면에서 하측으로 전환된 때, 이송부재(24)의 전환에 간섭을 주지 않도록 바닥면의 일부가 절개된 절개부(31d)가 마련되어 있다.

승강대 승하강 수단은 승강대(31)를 상하로 이동시키기 위해 승강대에 동력을 제공하는 것으로, 승강대 승하강 수단의 채용예로서는 상기한 플레이트(31b)의 저면에 스프로켓(31e)을 회전가능하게 설치하고, 플레이트(31b)와 대향하는 종방향 이송부 프레임의 바닥 부근에 회전가능하게 스프로켓(31e)을 각각 부착하고, 양 스프로켓(31e)사이에는 체인(31f)으로 연결되며, 양 스프로켓(31e) 중 어느 하나에 전원에 의해 구동되는 모터(34)로 구성되어 있다.

승강대 위치 감지용 센싱수단은 구동모터(34)에 의해 상승된 승강대(31)의 높이를 감지하여 승강대(31)가 설정한 높이에 도달한 경우 승강대(31)를 하강시키고, 하강한 승강대(31)가 설정한 위치로 하강되었는지 여부를 확인하여 구동모터(34)의 구동(정역방향)여부를 제어하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 승강대 위치 감지용 센싱수단의 채용예로서, 가이드 축(31a)의 일측에 상기 플레이트(31b)에 고정 바(Bar, 36))를 부착하고 고정 바(36)에 위치감지센서(33a)(33b)를 상하에 각각 부착하였다.

위치감지센서(33a)(33b)는 리미트 스위치 혹은 발광 및 수광센서 등 공지된 다양한 센서 중 어느 하나를 선택할 수 있으나 본 발명에서는 리미트 스위치를 채용하였다.

물론 가이드 축(31a)에 슬라이드가능하게 연결된 승강대(31)의 승하강 운동시 리미트 스위치를 터치하므로서 센싱동작이 구현된다.

따라서, 승강대(31)의 상승시 상측 리미트 스위치(33a,33b)에 접촉되면서 압력감지센서(37)에 포대(1)의 상승압력이 전달되게 된다. 이때 승강대(1)의 상승시 압력감지센서(37)는 설정된 압력값 이하인 경우 구동모터(34)를 역회전시켜 승강 대(31)를 하강시키고, 센싱압력이 설정된 압력이상인 경우 구동모터(34)를 정지시켜 승강대(31)의 상승동작을 정지시킨다.

상기 압력감지센서(37)는 도 3에 도시된 바와 같이 스프링으로 이루어진 센싱 레버(37a)에 의해 포대(1)에서 가해지는 압력이 적은 경우 탄성력에 의해 압력감지센서가 작동되지 않으나 과도한 압력이 가해지면 굴절각도가 증가하면서 압력센서가 작동되는 구조로 설계되어 있다.

압력감지센서(37) 및 위치감지센서(33a)(33b)의 센싱유무에 따라 즉, 승강대(31)의 높이 뿐만 아니라 승강대(31)에 놓여진 포대(1)의 유무 및 압력감지센서(37)의 오동작 현상 등을 감안하여 승강대(31)의 상승 및 하강여부를 실행하는 동기로 활용한다.

승강대(1)에 포대(1)가 놓여있는 상태에서 상승하는 경우와 포대 자동 이송장치(100)에 의해 적층된 포대(1)가 순차적으로 소비되어 승강대(31)에 포대(1)가 전혀 없는 경우에 대응하여 구동모터(34)의 구동여부를 제어할 수 있다.

승강대(31)의 승하강여부의 판단에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 본 발명에서는 승강대(31)에 최종적으로 남아 있는 포대(1)가 포대 자동 이송장치(100)에 의해 제거되면 압력감지센서(37)에 부착된 레버(37a)가 절개부(31d)의 빈공간에 위치되도록 함으로써 포대(1)가 승강대(31)에 없음을 판단할 수 있도록 구성하였다.

따라서, 압력감지센서(37)에 의해 승강대(31)에 놓인 포대(1)의 유무를 확인하여 승강대(31)에 포대(1)가 없는 경우 승강대(31)를 하강시킬 수 있다.

한편 상측 위치감지센서(33a)는 압력감지센서(37)의 고장시 승강대(31)가 구 동모터에 의해 과도하게 상승되지 않도록 구동모터의 구동을 정지와 승강대(31)를 하강시키게 된다.

즉, 승강대(31) 즉 최상부 포대(1)와 포대 자동 이송장치(100)와의 이격된 거리는 포대 자동 이송장치(100)가 포대(1)를 정확하고 올바로 흡착할 수 있는 거리로 유지되어야 하지만 압력감지센서(37)의 고장시 구동모터(34)에 의해 승강대(31)가 지나치게 상승하면서 파손될 수 있으므로 파손방지를 위해 승강대를 하강시켜야 한다.

컨트롤장치는 전술한 바와 같은 포대 횡방향 이송부(20)의 구동여부와 구동에 따른 타이밍 즉, 승강대(31)의 하강시 포대(1)가 승강대 위에 놓여져야 하므로 적층형 포대(1)가 적시에 승강대(31)위로 진입해야하는 타이밍과 및 승강대(31)의 하강위치의 확인여부 및 압력감지센서(37)의 센싱여부에 따라 횡방향 및 종방향 구동모터(23a)(34)의 구동여부 혹은 회전방향의 제어를 전기적으로 제어하기 위한 구성이다.

본 발명에 따른 포대 자동 공급장치에 따른 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

작업대(21)의 이송부재(24)사이로 적층한 포대(1)를 안치시키고 운전을 개시한다.

구동모터(23a)에 의해 체인(22a)과 함께 이송부재(24)가 이동하면서 적층형 포대(1)가 승강대(31)쪽으로 이동하고, 이송부재(24)는 승강대(31)의 절개부(31d)사이로 작업대(21)의 하측으로 전환되면서 적층된 포대(1)를 승강대(31)위로 옮겨 놓는다.

승강대(31)에 옮겨진 포대는 압력감지센서(37)에 설정된 압력에 도달할 때까지 구동모터(34)를 구동시켜 승강대(31)를 상승시킨다.

압력감지센서(37)는 포대(31)의 상승 압력이 설정된 압력이상이 되면, 구동모터(34)에 인가된 전원을 차단시켜 구동모터(34)를 정지시킨다.

포대 자동 이송장치(100, 도 1a 및 도 1b참조)에 의해 최상측 포대가 차례로 노즐쪽으로 이송되면, 압력감지센서(37)의 센싱값은 설정치보다 낮아지므로 설정된 범위 이하에 이르면 구동모터(34)를 작동시켜 승강대(31)를 다시 상승시킨다.

전술한 과정을 통해 승강대에 적층된 포대(1)가 순차적으로 제거되면서 모든 포대(1)가 소비되면, 압력감지센서(37)는 더 이상 압력을 감지하지 못하게 되므로 구동모터(34)를 역으로 회전시켜 승강대(31)를 하강시킨다.

승강대(31)가 하강하면 하측 위치감지센서(33b)의 센싱동작에 의해 구동모터(34)의 구동을 정지시킴과 동시에 횡방향 이송부(20)의 구동모터(23a)의 구동에 의해 체인(22a)에 의해 새로운 적층 포대(1)가 승강대(31)로 옮겨진다.

위와 같은 작업공정을 계속 반복하면서 포대 자동 이송장치(100)로 지속적으로 공급할 수 있다. 물론 포대의 공급위치는 포대 자동 이송장치가 포대를 가장 신속하게 흡착할 수 있는 위치로 공급되므로 보다 신속한 포대 이송공정을 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 포대 자동 이송장치로 공급함으로써 자동화를 온전하게 구현할 수 있으므로 포장에 따른 인력이 요구되지 않을 뿐만 아 니라 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 포대 자동 공급장치가 채용된 장착된 포대 자동 포장설비를 예시한 일측단면도,

도 2a 및 도 2b는 포대 자동 포장설비 중 호퍼를 예시한 사시도 및 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 포대 자동 공급장치를 예시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 포대 자동 공급장치의 일측단면도,

도 5는 본 발명에 따른 포대 자동 공급장치를 우측에서 본 단면도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 포대 10 : 호퍼

12 : 노즐 20 : 횡방향 이송부

21 : 작업대 21a : 트랙

21b : 가이드레일 22a : 체인

22b : 스프로켓 23 : 구동수단

22 : 무한괘도 23 : 구동수단

23a : 구동모터 24 : 이송부재

25 : 센싱수단 25a : 광센서

30 : 종방향 이송부 31 : 승강대

31a : 가이드 축

31b : 플레이트 31c : 보조 가이드 축

31d : 절개부 31e : 스프로켓

31f : 체인 32 : 승강대 승하강 수단

33 : 승강대 위치감지 센서 34 : 모터

36 : 고정 바 37 : 압력감지센서

37a: 레버 100 : 포대 자동이송장치

200 : 포대 자동 공급장치 300 : 포대 자동 퇴출장치

Claims (1)

1. 호퍼에 담긴 특정 피 포장물을 포대에 포장하기 위해 포대를 공급하기 위한 포대 공급장치에 있어서,

   작업대(21)에 마련된 트랙을 따라 회전하도록 조립된 무한괘도(22)와, 상기 무한괘도(22)에 회전 동력을 제공하는 구동모터(23a)와, 상기 무한괘도(22) 와 함께 이동하는 이송부재(24)의 위치를 검출하여 상기 구동모터(23a)의 구동여부를 제어하기 위해 상기 무한괘도의 이동경로에 설치된 광센서(25a)로 이루어진 포대 횡방향 이송부(20)와;

   상기 무한괘도(22)의 이동방향 말단에 배치되면서 무한괘도(22)의 회전에 의해 이송된 적층형 포대(1)가 탑재되는 승강대(31)와, 상기 승강대(31)를 상하로 이동시키기 위하여 일정거리 이격되게 고정된 한쌍의 스프로켓(31e) 사이에 상기 승강대와 연결된 체인(31f)과 상기 스프로켓(31e)에 동력을 제공하는 모터(34)와, 상기 승강대(31)의 높이를 감지하여 모터(34)의 구동여부를 제어하는 위치감지 센서와, 상기 승강대가 과도하게 상승되지 않도록 상승높이를 제한하면서 승강대(31)에 안치된 포대(1)의 유무를 감지하여 그 결과에 따라 모터(34)를 제어하는 압력감지센서로 구성된 포대 종방향 이송부(30) 및;

   상기 센서들의 검출결과에 따라 횡방향 이동 및 종방향 이동을 제어하는 컨틀롤 장치로 구성된 것을 특징으로 하는 포장용 포대 자동 공급장치.

Images