KR101139642B1 - 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성형 과정을 거쳐 과자 공급 라인을 따라 이송되는 낱개 과자를 일정 개수로 묶음 이송하기 위한 과자 묶음 이송장치 및 방법을 개시한다. 이를 위해 본 발명은 적어도 하나의 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자를 촬영하여 영상을 획득하는 영상획득부, 획득된 촬영 영상을 분석하여 갈고리의 이동 거리를 산출하고 가려진 낱개 과자를 다음 공정으로 운반하는 동작을 제어하는 모션 컨트롤러, 모션 컨트롤러의 제어에 따라 갈고리를 전진 또는 후퇴 이동시키는 서보실린더 1을 구비한 제1실린더블록, 낱개 과자의 일측을 지지하며 모션 컨트롤러의 제어에 따라 갈고리와 협력하여 가려진 낱개 과자를 옮기기 위한 받침대를 전진 또는 후퇴 이동시키는 서보실린더 2를 구비한 제2실린더블록, 묶음 과자를 운반하는 운반버켓을 구비하고 모션 컨트롤러의 제어에 따라 운반버켓을 구동하는 버켓구동블록을 포함한다.

Description

실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치 및 그 방법{AUTOMATIC FEEDING APPARATUS OF CONFECTIONERY BUNDLE USING MEASURED IMAGE ANALYSIS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 성형 과정을 거쳐 과자 공급 라인을 따라 이송되는 낱개 과자를 일정 개수의 묶음으로 포장할 수 있도록 하는 것이다.

일반적으로 과자는 성형 과정을 거친 후 포장지에 담아 판매되고 있으며, 과자 제조회사는 과자 모양과 종류 및 특성에 따라 여러가지 방식의 포장장치를 사용한다.

제목이 "아이스크림용 콘과자의 자동 포장방법 및 그 장치"인 한국 등록특허 10-0561934호에는 콘 과자의 제조부터 포장까지 자동 처리하여 단시간에 제품을 대량 생산하는 방안을 기술하고 있다.

쿠키나 비스킷과 같은 낱개 과자는 성형 과정을 거친 후 중량을 측정하여 일정 단위로 묶음 포장하거나 일정 개수의 낱개 과자를 포장지에 담아 밀봉 처리하는 일련의 공정을 거친다.

과자의 성형 공정과 포장 공정 사이에 성형된 과자를 신속하고 안정적으로 이송하기 위한 이송대를 설치하고, 이송대에 병렬로 설치한 과자 공급 라인을 따라 이송되는 다량의 낱개 과자를 일정 속도로 공급하기 위한 피더부를 마련한다.

포장지에 일정 개수의 낱개 과자를 담는 포장 방식을 적용한 경우, 피더부에 의해 연속적으로 공급되는 낱개 과자를 적절한 타이밍에 맞추어 일정 주기마다 포장지에 담을 과자 묶음을 선별하고 나서, 선별된 과자 묶음을 포장할 필요가 있다.

기존에는 과자 공급 라인별로 열을 지어 낱개 과자를 연속 공급하는 상태에서 회동축에 연결되고 과자 공급 라인에 대응하여 복수개로 마련한 갈고리를 이용하여 과자 묶음을 가려낸 후 가려낸 과자 묶음을 이송 컨베이어의 체인 바에 덤핑시켜 옮겨 놓고 포장 공정으로 이송시킨다. 즉, 회동축의 회동에 의해 갈고리의 선단이 일정 각도 선회 이동하여 묶음 이송할 낱개 과자와 뒤따르는 낱개 과자 사이에 위치시키고, 이후 갈고리를 후퇴시켜 가려진 낱개 과자르 덤핑시킬 수 있다.

그러나 회동축에 의해 선회 이동되는 갈고리의 선단이 위치하는 지점은 일정하지만 성형 과정에서 만든 낱개 과자의 두께는 불균일할 수 있기 때문에, 갈고리의 선단이 낱개 과자를 파손시켜 제품 불량을 초래할 수 있다. 뿐만 아니라 갈고리로 가려낸 낱개 과자의 개수가 일정치 않아 묶음 이송할 과자 개수가 달라질 수 있다.

이처럼 낱개 과자의 성형 공정에서 일정치 않은 두께로 만들어지는 불량으로 인하여 과자 파손이 발생할 수 있는 종래 기술과 연결하여 이들 및 기타 문제점을 개선하여 항시 일정 개수의 과자를 가려내 후 묶음 이송함으로서 과자 파손으로 인한 불량율을 줄이고 제품에 대한 신뢰성을 확보하는 것이 요구된다.

한국 등록특허 10-0561934호

없음

본 발명의 일 측면은 비전 카메라로 촬영한 낱개 과자의 영상을 분석하여 일정 개수의 낱개 과자를 가려내어 묶음 이송하는 것이다.

본 발명의 다른 측면은 실측 영상에서 알아낸 가상 거리에 따라 이동 거리를 산출하여 갈고리를 구동시킴으로써 과자 파손에 의한 제품 불량을 줄이는 것이다.

본 발명의 다른 측면은 과자 공급 라인별로 마련된 갈고리를 독립적으로 구동시킴으로써 장애 발생된 일부 과자 공급라인을 제외한 다른 과자 공급 라인에 대해서 정상적으로 묶음 이송을 수행하는 것이다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치는, 적어도 하나의 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자를 촬영하여 영상을 획득하는 영상획득부; 상기 영상획득부에 의해 획득된 촬영 영상을 분석하여 설정 개수의 과자를 가려내기 위한 이동 거리를 산출하고, 산출된 이동 거리에 대응하여 갈고리를 이용하여 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자를 가려 내고, 가려진 낱개 과자를 다음 공정으로 운반하는 동작을 제어하는 모션 컨트롤러; 상기 모션 컨트롤러의 제어에 따라 상기 갈고리를 전진 또는 후퇴 이동시키는 서보실린더 1을 구비한 제1실린더블록; 상기 낱개 과자의 일측을 지지하며, 상기 모션 컨트롤러의 제어에 따라 상기 갈고리와 협력하여 가려진 낱개 과자를 옮기기 위한 받침대를 전진 또는 후퇴 이동시키는 서보실린더 2를 구비한 제2실린더블록; 상기 가려진 낱개 과자를 운반하는 운반버켓을 구비하고, 상기 모션 컨트롤러의 제어에 따라 상기 운반버켓을 구동하는 버켓구동블록;을 포함한다.

상기 영상 획득부는 과자 공급 라인에 대응하여 복수개 마련하며, 상기 낱개 과자를 촬영하는 비전 카메라와 상기 낱개 과자에 램프 빛을 비추어 일정 조도를 제공하기 위한 조명 램프를 포함한다.

상기 영상획득부에 의해 획득한 촬영 영상을 처리하는 영상처리부와 상기 영상 처리된 영상에서 낱개 과자의 경계부위를 직선 라인으로 인식하고 카운트하여 묶음 이송할 설정된 개수의 낱개 과자에 대응하는 가상 거리를 산출하는 가상 거리 산출부를 구비한 카운터를 더 포함하고, 상기 모션 컨트롤러는 상기 산출된 가상 거리에 기초하여 상기 갈고리를 전진 이동시키기 위한 이동 거리를 산출하는 이동 거리 산출부와, 상기 서보실린더 1 및 2를 제어하기 위한 서보실린더 제어부를 포함한다.

상기 제1실린더블록을 상승 또는 하강시키기 위한 서보모터1과, 상기 서보모터 1과 상기 제1실린더블록을 연결하는 벨트와, 상기 서보모터 1와 상기 벨트 사이에 연결하여 모터 속도를 감속시켜 상기 벨트에 전달하는 감속장치를 더 포함하고, 상기 모션 컨트롤러는 상기 갈고리를 상승 또는 하강 이동시키기 위해 상기 서보모터 1을 제어하기 위한 서보모터 제어부를 포함한다.

상기 버켓구동블록을 선회 이동하기 위해 구동하는 서보모터 2와, 상기 서보 모터 2에 연결되어 구동하는 구동축과, 상기 구동축에 일측을 연결하고 회동체에 타측을 연결하여 상기 구동축의 구동에 따라 선회하는 힌지축과, 상기 회동체와 상기 버켓구동블록 사이를 연결하고 상기 회동체의 회전 상태에 따라 접철되어 상기 버켓구동블록을 위쪽 또는 아래쪽으로 선회이동시키는 접철다리를 더 포함하고, 상기 모션 컨트롤러는 상기 운반버켓을 선회 이동하기 위해 상기 서보모터 2를 제어하는 서보모터 제어부를 포함한다.

상기 운반버켓을 동작시키기 위해 구동하는 서보모터 3과, 상기 서보모터 3에 연결되어 구동하는 구동축과, 상기 구동축에 일측을 연결하여 상기 구동축의 구동에 따라 선회 이동하는 연결바와, 상기 연결바의 선회 이동에 따라 상기 운반버켓의 자세를 변경시키기 위한 버켓조절부와, 상기 운반버켓을 지지하기 위해 상기 버켓구동블록의 일측에 설치되고, 상기 버켓조절부에 의해 상기 운반버켓을 제자리에서 돌리는 버켓홀더를 더 포함하고, 상기 모터 컨트롤러는 상기 운반버켓에 지지된 묶음 과자를 내려놓기 위해 상기 서보모터 3을 제어하는 서보모터 제어부를 포함한다.

상기 버켓홀더는 상기 운반버켓의 일측을 지지하는 복수개 홀더다리와, 상기 홀더다리에 연장하여 외향 돌출되고 일정 간격 벌어진 복수개 홀더핸들을 포함하고, 상기 버켓조절부는 상기 복수개 홀더핸들 사이로 진입하며 앞쪽보다 뒤쪽으로 두꺼운 형상으로 만든 조절봉과, 상기 조절봉을 지지하며 상기 연결바에 고정 설치된 고정단을 포함하며, 상기 조절봉이 진입하여 상기 복수개 홀더핸들 간격이 벌어지면 상기 복수개 홀더다리의 간격은 좁아짐에 따라 상기 운반버켓의 자세가 변경된다.

상기 운반버켓은 일측이 L자로 절곡되어 상기 묶음 과자의 하단 양측을 지지하는 복수개의 버켓아암을 포함한다.

상기 갈고리는 상기 서보실린더 1의 피스톤에 연결하고, 상기 갈고리 전면에 영상 분석 시 시작위치를 용이하게 인식하기 위한 돌출부를 형성한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치는, 성형된 낱개 과자를 겹겹이 세워서 연속 공급하는 과자 공급 라인; 상기 과자 공급 라인을 따라 갈고리를 이동시키기 위해 구동하는 적어도 하나의 서보 실린더 1; 상기 과자 공급 라인의 출구에 위치하여 낱개 과자의 이탈을 막는 받침대를 이동시키기 위해 구동하는 적어도 하나의 서보 실린더 2; 상기 서보실린더 1을 지지하는 제1서보실린더블록을 이동시키기 위해 구동하는 서보모터 1; 상기 갈고리에 의해 가려진 설정된 개수의 낱개 과자를 운반하는 운반버켓을 지지하는 버켓구동블록을 선회 이동시키기 위해 구동하는 서보모터 2; 상기 운반버켓에서 낱개 과자를 내려 놓기 위해 구동하는 서보모터 3;을 포함한다.

상기 낱개 과자를 공급하기 위해 복수개 과자 공급 라인을 구비한 경우, 상기 갈고리와 상기 서보 실린더 1과 상기 받침대와 상기 서보 실린더 2를 복수개 마련하여 독립적으로 동작을 수행한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법은, 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자의 촬영 영상을 획득하고; 상기 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자에서 설정된 개수의 낱개 과자를 가려내기 위해 상기 촬영 영상을 분석하여 상기 과자 공급 라인을 따라 움직이는 갈고리의 이동 거리를 산출하며; 상기 산출된 이동 거리를 이용하여 상기 갈고리를 목표지점에 위치시켜 낱개 과자를 가려내고; 운반버켓으로 설정된 개수의 낱개 과자를 묶음 포장을 위한 다음 공정으로 운반하는 것;을 포함한다.

상기 영상 획득은 조명램프의 램프 빛을 비추어 일정 조도를 제공하는 상태에서 비전카메라를 이용하여 낱개 과자를 촬영하는 것을 포함한다.

상기 이동 거리 산출은 촬영 영상에서 묶음 이송할 전체 낱개 과자의 두께를 더한 총합에 대응하는 가상 거리를 산출하고, 상기 가상 거리로부터 실제 이동하는 갈고리의 이동 거리를 산출하는 것을 포함한다.

상기 낱개 과자를 공급하기 위한 복수개 과자 공급 라인과 상기 복수개 과자 공급 라인에 대응하여 마련된 복수개 갈고리를 구비한 경우, 상기 복수개 갈고리에 대한 이동 거리를 독립적으로 산출하고, 산출된 이동 거리에 따라 복수개 갈고리를 이용하여 과자 공급 라인별로 설정된 개수의 낱개 과자를 가려내는 것을 포함한다.

상기 낱개 과자의 묶음 이송을 위해 상기 갈고리가 시작 위치에서 상승 이동과 전진 이동과 후진 이동을 순차적으로 수행하여 다시 시작 위치로 복귀하는 것을 포함한다.

상기 운반버켓으로 운반하는 것은 상기 갈고리로 가려진 낱개 과자를 상기 운반버켓에 옮기고, 상기 운반버켓으로부터 낱개 과자를 이송 체인바에 내려 놓는 것을 포함한다.

이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치 및 방법은 과자 공급 라인을 따라 연속 공급되는 낱개 과자를 촬영하여 획득한 영상을 분석하여 일정 개수의 낱개 과자를 선별할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치 및 방법은 비전 카메라로 실측한 영상에서 알아낸 가상 거리로부터 갈고리의 이동 거리로 산출하므로 불균일한 두께로 낱개 과자를 성형한 경우에도 갈고리에 의한 과자 파손을 미연에 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치 및 방법은 과자 공급 라인별로 마련된 복구개의 갈고리를 독립적으로 구동시킴으로써 장애 발생된 일부 과자 공급라인을 제외한 다른 과자 공급 라인에서 정상적인 묶음 이송을 할 수 있어 공정 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송 장치를 적용한 과자 포장 시스템의 사용예를 보인 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 측면도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 평면도이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 배면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치와 피더부의 복수 과자 공급 라인의 연결 상태를 보인 사진이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 서보실린더 블록에 장착된 갈고리의 연결 상태를 보인 사진이다.
도 4b는 도 4a의 갈고리의 확대 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 서보모터의 연결 상태를 보인 사진이다.
도 6은 도 5의 서보 모터에 의해 구동하는 구동축의 연결 상태를 보인 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묵음 이송장치의 제어블록도이다.
도 8a는 도 7의 가상거리 산출부가 촬영 영상에서 가상 거리를 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8b는 도 7의 비전카메라에 의해 촬영된 영상을 모니터에 디스플레이한 경우의 화면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 갈고리가 시작 위치에서 상승하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 갈고리가 이동 거리만큼 전진 이동하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 갈고리가 목표지점으로 하강하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 갈고리가 목표지점에 하강한 동작을 보인 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 갈고리와 운반버켓이 후진 이동하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 운반버켓이 하강하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 15a는 도 14에서 운반버켓의 하강 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15b는 도 14에서 운반버켓이 하강 상태를 보인 도면이다.
도 16a는 도 14에서 운반버켓의 양쪽 아암을 벌리는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16b는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 운반버켓이 낱개 과자를 이송 체인바에 내려 놓는 동작을 보인 사진이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법을 설명하기 위한 전체 동작 흐름도이다.
도 18은 도 17에서 갈고리를 이용하여 묶음 이송을 위한 과자를 가려내는 동작을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

본 발명에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송 장치는 성형된 낱개 과자를 일정 개수의 과자 묶음으로 선별하는 과정에 적용하며, 기존과 같이 과자 선별을 위해 갈고리를 이용하는 기술 원리는 동일하나 갈고리의 이동 동작에 관련하여 사전에 비전 카메라로 촬영한 영상을 분석하여 묶음 이송할 낱개 과자에 대응하는 길이를 산출하고, 이를 토대로 갈고리의 정확한 이동 거리를 산출하는 것이 기술 특징이다.

본 발명에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송 장치는 병렬로 설치된 복수 과자 공급라인에 대응하는 복수 갈고리의 이동 동작을 독립적으로 제어함으로서 과자 공급 라인의 과자 적재 상태에 적응적으로 대처할 수 있고, 이와 함께 과자 선별을 위해 갈고리로 과자를 가려내는 동작은 과자 공급 라인별로 이루어지되, 후속 공정으로 선별된 과자를 이송하는 동작은 전체 과자 공급 라인에 대해 일괄적으로 처리하므로서 전체적인 공정 효율을 향상시키는 것이 기술 특징이다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송 장치 및 그 방법을 첨부 도면에 따라 설명한다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 일반적으로 낱개 과자를 포장하기 위한 과자 포장 시스템(A)은 성형된 낱개 과자를 공급받아 선별한 일정 개수의 과자 묶음을 이송하는 묶음 이송장치(1)와 과자 묶음을 회전시켜 과자 묶음의 이송 방향을 전환하는 회전 이송장치(2) 및 포장지에 과자 묶음을 넣고 밀봉시켜 포장하는 포장장치(3)를 포함하여 구성한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치의 측면도와 평면도 및 배면도를 각각 나타낸 도면이다.

도시하지 않은 과자 성형부에 의해 성형 후 연속 공급되는 낱개 과자가 과자 공급부(6)를 통해서 묶음 이송장치(1)에 제공된다.

과자 공급부(6)는 나란히 설치한 제1 내지 제5 과자 공급 라인(L1, L2, L3, L4, L5)으로 구성할 수 있다. 각 과자 공급 라인의 하부에는 일정 높이로 과자 공급 라인을 받친 상태로 흔들어 줌으로서 겹겹이 세워진 낱개 과자를 전진 이송시키는 피더부(5)를 마련할 수 있다. 이러한 피더부(5)의 구성은 일반적으로 알려진 기술이므로 구체적 설명은 생략한다.

실시예에서 5개의 과자 공급 라인을 마련하고 있는데, 이에 한정하는 것은 아니고 공급 라인의 개수와 공급 라인의 형태 및 전진 이송 방식은 작업 환경이나 공정 스케쥴을 고려하여 변경할 수 있다. 예를 들어 5개 과자 공급 라인을 모두 사용하지 않고 일부 과자 공급 라인을 이용하여 과자를 묶음 이송하고 포장하는 방식도 가능함은 물론이다.

묶음 이송장치(1)는 전체적으로 박스 형상의 하우징(10)에 구동 장치와 제어 모듈을 장착하여 하나의 단품으로 제작할 수 있고, 도 1에서와 같이 과자 포장 시스템(A)에 쉽게 설비할 수 있다.

지지다리(11)는 하우징(10) 하부를 지지하며, 나사 결합된 지지다리(11)를 돌려 하우징(10) 하부에서 늘어나거나 줄어들게 하여 하우징(10) 높이를 조절함으로서 하우징(10) 안에 고정된 장비의 가동 위치를 조절할 수 있다. 지지다리(11)에는 일정 높이에서 위치 고정을 위한 스토퍼를 마련할 수 있다.

하우징(10) 후면을 개폐할 수 있게 도어(8)를 설치한다. 도어(8) 개방하여 하우징(10) 안에 설비된 장비를 고장 수리할 수 있다.

컨베이어(7)는 묶음 이송장치(1)와 회전 이송장치(2) 사이를 연결하고, 컨베이어(7) 상부에 사다리 모양의 복수개 칸막이 형태로 형성된 이송 체인바(9)를 설치한다. 이송 체인바(9)는 묶음 과자를 차례로 회전 이송장치(2)에 공급한다.

하우징(10) 정면 입구에 영상 획득부(20)를 설치한다. 도 3을 참고하여, 영상 획득부(20)는 과자 공급부(6)에 적재된 낱개 과자의 영상을 획득하기 위한 것으로, 복수개 영상획득부(20)가 대응하는 제1 내지 제5 과자 공급 라인(L1, L2, L3, L4, L5)에 적재된 낱개 과자의 영상을 개별적으로 획득한다.

제어콘솔(70)은 케이블 연결관(71)에 의해 하우징(10) 일측 상부에 설치하여 작업자가 쉽게 작업 상태를 확인할 수 있다. 케이블 연결관(71) 내부에는 하우징(10) 장비 및 제어모듈과 제어콘솔(70) 간 신호 전송을 위한 케이블을 수용할 수 있다. 제어콘솔(70)에는 작업 상태를 디스플레이하는 모니터(72)와 동작 에러 및 고장 발생을 시청각적으로 경보하기 위한 경보부(73)를 마련할 수 있다.

하우징(10) 안에 제1실린더블록(100)과 제2실린더블록(200) 및 버켓구동블록(300)을 상하 방향으로 적층 설치한다.

도 4a 및 도 4b를 참고하여, 제1실린더블록(100) 양측은 벨트(63)에 의해 서보모터 1(60)의 동력을 전달받아 상하 방향으로 승하강할 수 있다. 서보모터 1(60)과 벨트(63) 사이에는 감속장치(68)를 연결하여 제1실린더블록(100)을 일정 속도로 승강 또는 하강시킨다.

제1실린더블록(100)에는 과자 공급 라인에 대응하여 복수개 서보실린더 1(50)와 서보실린더 1(50)의 피스톤에 연결된 복수개 갈고리(110)를 설치한다. 서버 실린더 1(50)은 후술하는 제어모듈의 모션 컨트롤러(40)의 제어에 따라 갈고리(110)를 전진 또는 후퇴 이동시킬 수 있다. 복수개 갈고리(110)는 대응하는 과자 공급 라인의 중심축선을 따라 전후 방향으로 이동할 수 있다.

복수개 갈고리(110) 선단은 겹겹이 적재된 낱개 과자 사이에 삽입될 수 있도록 얇게 성형하며, 전면에는 영상처리 과정에서 시작 위치를 용이하게 식별하기 위해 조금 볼록하게 튀어나온 돌출부(T)를 형성한다.

제2실린더블록(200)은 제1실린더블록(100) 아래에 위치하며, 과자 공급 라인에 대응하여 복수개 서보 실린더 2(51)와 서보 실린더 2(51)의 피스톤에 연결된 복수개 받침대(210)를 설치한다. 서보 실린더 2(51)는 후술하는 제어모듈의 모션 컨트롤러(40)의 제어에 따라 받침대(210)를 전진 또는 후퇴 이동시킬 수 있다. 복수개 받침대(210)는 복수개 갈고리(110)의 일정 거리 후방에 위치한 상태에서 전후 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 받침대(210)는 과자 공급 라인의 끝단에 위치하여 적재된 낱개 과자의 이탈을 막는 역할과 함께 선별된 묶음 과자를 이송 체인바(9)로 옮길 경우 갈고리(110)와 연동하여 후퇴이동하고, 묶음 과자가 이송 체인바(9)에 옮겨진 이후에 다시 해당 과자 공급 라인의 끝단으로 복귀한다.

버켓구동블록(300)은 제2실린더 블록(200) 아래에 위치하며, 앞쪽에 과자 공급 라인에 대응하여 복수개 운반버켓(310)을 설치하고 뒷쪽에 운반버켓(300)을 지지하기 위한 버켓홀더(320)를 설치한다.

운반버켓(300)은 받침대(210) 아래에 위치하여 받침대(210)와 갈고리(110)에 의해 선별되어 뒤쪽으로 빼내지는 일정 개수의 묶음 과자의 하부 양측을 지지할 수 있는 L자로 절곡된 버켓아암(310a)(310b)을 포함한다(도 16a 참고).

버켓아암(301a)(310b)이 이송 체인바(9) 위에 일정 높이에 위치하게 되므로, 선별된 묶음 과자를 이송 체인바(9)에 옮기는 경우 운반버켓(310)을 지지하며 기울여져 있는 버켓구동블록(300)을 아래로 선회 이동시켜 이송 체인바(9) 바로 위에 평형 상태로 위치 이동시킬 필요가 있다.

도 5 및 도 6을 참고하여, 버켓구동블록(300)의 선회 이동을 위해 하우징(10) 후면에는 서보모터 2(61)와 서보모터 2(61)에 연결된 구동축(64)과 힌지축(66)을 마련한다. 이러한 버켓구동블록(300)의 선회 동작은 도 15a와 도 15b에 따라 상세히 설명하기로 한다.

버켓홀더(320)는 버켓아암(310a)(310b)를 지지하는 역할 뿐 아니라 버켓아암(310a)(310b)을 벌어지게 한다. 이를 위해 하우징(10) 후면에는 서보모터 3(62)과 서보모터 3(62)에 연결된 구동축(65) 및 일측이 구동축(65)에 연결되고 타측이 지지축(67)에 연결되어 일정 각도 선회하는 연결바(69)를 마련한다. 연결바(69)의 선회 동작에 의해 과자 공급 라인에 대응하는 복수개 버켓홀더(320)가 버켓아암(310a)(310b)을 벌리는 동작이 이루어지게 된다.

버켓아암(310a)(310b)은 양쪽으로 비틀어져 벌어질 수 있고, 이에 따라 버켓 아암(310a)(310b)에 놓인 일정 개수의 묶음 과자가 아래쪽에서 직각 방향으로 움직이는 이송 체인바(9)에 안전하게 탑재될 수 있다. 이러한 운반버켓(300)의 동작은 도 16a와 도16b에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묵음 이송장치의 제어블록도이다.

도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 라인 공급부(6)의 제1 내지 제5 과자 공급 라인(L1, L2, L3, L4, L5)에 대응하여 복수개 영상 획득부(20)를 마련한다. 복수개 영상 획득부(20)는 도 4a에 도시한 바와 같이, 해당 과자 공급 라인의 상방에 위치하며, 비전 카메라(21)와 일정 조도를 제공하기 위한 조명 램프(22)를 각각 포함하여 구성할 수 있다.

비전 카메라(21)는 갈고리(110)와 받침대(210)에 의해 출구가 봉쇄된 과자 공급 라인의 일단 부위를 촬영하도록 조준되어 설치하고, 조명 램프(22)가 과도하게 밝거나 어둡지 않아 낱개 과자의 영상 처리에 적정한 조도를 제공하기 위해 촬영 부위에 램프 빛을 비추어준다.

카운터(30)는 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자 중에서 선별한 과자 묶음에 해당하는 가상 거리를 산출하여 모션 컨트롤러(40)에 제공하며, 과자 공급 라인에 대응하여 복수개로 마련한다.

카운터(30)는 비전 카메라(21)에 의해 촬영된 영상을 처리하는 영상 처리부(31)와 영상 처리된 영상에서 가상 거리를 산출하는 가상 거리 산출부(32)를 포함한다. 영상 처리부(31)는 촬영 영상에 대한 증폭, 노이즈 제거, 그레이 스케일 레벨을 이용하여 이치 변환와 같은 영상 처리를 수행한다.

도 8a를 참고하여, 가상 거리 산출부(32)는 영상 처리된 대상 영역(48)에 포함된 낱개 과자(F)의 영역 중 1번째 낱개 과자(C1)부터 설정된 낱개 과자의 개수 예를 들어 17번째 낱개 과자(C17)까지를 측정하고 그 측정된 값인 가상 거리(D1)을 산출한다. 이때 가상 거리 산출부(32)는 낱개 과자와 낱개 과자 사이의 경계부위를 직선 라인으로 인식하여 그 직선 라인(B1, B17)을 카운트하여 목표지점에 위치한 17번째 낱개 과자를 알아내어 가상 거리(D1)를 산출하는 방식을 적용한다. 즉, 가상 거리(D1)는 촬영 영상에서 묶음 이송할 전체 낱개 과자의 두께를 더한 총합에 대응한다.

돌출부(T)의 대응 부위는 상대적으로 밝기 레벨에 차이가 있으며, 이에 따라 가상 거리 산출부(32)가 시작 위치를 쉽게 인식할 수 있다.

실시예에서는 가상 거리 산출부(32)가 낱개 과자의 경계부위를 인식하여 가상 거리를 산출하는 방식을 적용하였으나 이에 한정하는 것은 아니며, 비전 카메라(21)로 촬영한 영상을 분석하여 낱개 과자를 카운트할 수 있으면 어떠한 방식도 적용이 가능한다.

도 8b은 비전카메라(21)로 촬영한 영상을 모니터(72)에 디스플레이한 경우의 예로서, 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자 영상(E)을 작업자가 확인할 수 있다.

모션 컨트롤러(40)는 과자 공급 라인에 대응하는 복수개 이동거리 산출부 1~5(41~45)와, 서보실린더 제어부(46) 및 서보모터 제어부(47)를 포함하여 구성한다.

복수개 이동거리 산출부1~5(41~45)는 촬영 영상에서 인식되는 가상 거리를 이용하여 실제 갈고리(110)를 이동시키기 위한 이동거리를 산출하며, 산출된 해당 과자 공급 라인의 갈고리(110) 이동거리를 서보실린더 제어부(46)에 제공한다. 서보실린더 제어부(46)는 과자 공급 라인별로 산출된 갈고리(110) 이동거리에 따라 서보실린더 1(50)를 독립적으로 제어하여 갈고리(110)를 목표위치로 이동시킨다. 즉, 서보실린더 (50)에 의해 갈고리(110)가 시작 위치에서 산출된 이동 거리만큼 전진 이동하게 된다.

한편 서보모터 제어부(47)는 제1실린더 블록(100)을 승강 또는 하강하기 위해 서보모터 1(60)의 구동을 제어하고, 버켓구동블록(300)을 선회 이동 시 서보모터 2(61)의 구동을 제어하고, 운반버켓(310)을 벌리는 동작을 수행 시 서보모터 3(62)의 구동을 제어한다.

이러한 모션 컨트롤러(40)의 제어 동작은 사전 작성된 제어 프로그램에 기반하여 일련이 작동 과정이 자동적으로 이루어질 수 있다.

조명 램프(22)의 파손이나 전기 부품의 고장으로 인하여 카운터(30)에서 영상 처리를 정상적으로 할 수 없는 불량이 발생하는 경우, 카운터(30)가 고장 코드를 모션 컨트롤러(40)에 전달하고, 이에 응답하여 모션 컨트롤러(40)가 제어콘솔(70)의 경보부(73)에 마련된 부저를 통해 경보음을 출력하거나 고장 램프의 점멸을 통해 시청각적으로 작업자에게 알려줄 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치가 낱개 과자를 선별하고 묶음 이송하는 일련의 동작을 첨부도면에 따라 구체적으로 설명한다.

도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 갈고리(110)와 받침대(210)가 과자 공급 라인의 일단을 막고, 받침대(210) 후방 아래에 운반버켓(310)이 대기하고, 과자 공급부(6)에 과자 성형 후 연속 공급된 낱개 과자(F)를 겹겹이 적재한 상태에서 복수개 비전 카메라(21)는 조준된 영역의 낱개 과자를 촬영한다. 복수개 카운터(30)가 촬영 영상을 분석하여 산출한 가상 거리(D1)에 대한 결과값을 이동거리 산출부(41~45)에 전달하면, 그 이동거리 산출부(41~45)가 복수개 갈고리(110)를 목표지점으로 이동시키기 위한 이동거리를 산출한다.

이동거리 산출과 동시에 또는 이동거리 산출하는 동안 서보모터 제어부(47)가 서보모터 1(60)를 구동하여 벨트(63)에 연결된 제1실린더블록(100)을 상승시킨다. 그러면 출구를 막고 있던 갈고리(110)가 낱개 과자 상방으로 올라간다. 이때 출구에 있던 낱개 과자는 받침대(210)에 의해 지지된 상태가 된다. 갈고리(110)가 일정 높이로 상승하면 서보모터 1(60)를 정지시킨다.

그런 다음 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 서보실린더 제어부(46)가 산출된 이동거리에 따라 서보실린더 1(50)를 제어하여 갈고리(110)를 전진 이동시킨다. 갈고리(110)가 목표지점에 도달한 경우 서보실린더 1(50)를 정지시킨다. 이때 서보모터 1(60)와 서보실린더 2(51)는 정지 상태를 유지한다.

그런 다음 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이, 서보모터 제어부(47)가 서보모터 1(60)를 구동하여 제1실린더블록(100)을 하강시키고 이에 따라 갈고리(110)가 아래로 이동한다. 갈고리(110)의 선두가 묶음 이송할 마지막 낱개 과자의 뒤면과 다음 차례로 묶음 이송할 낱개 과자의 앞면의 경계부위 안으로 들어간다. 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이 갈고리(110)의 돌출부(T)가 낱개 과자의 상단에 도달하면 서보모터 제어부(47)가 서보모터 1(60)를 정지시켜 갈고리(110)의 이동을 멈추게 한다. 이렇게 묶음 이송할 선두 낱개 과자의 앞면이 받침대(210)에 지지되고 묶음 이송할 후미 낱개 과자의 뒷면이 갈고리(110)에 의해 지지된다.

도 13을 참고하여, 서보실린더 제어부(46)가 서보실린더 1(50)과 서보실린더 2(51)를 동시에 제어하여 갈고리(110)와 받침대(210)를 모두 후퇴 이동시킨다. 후퇴 이동된 묶음 과자는 운반버켓(310) 위로 옮겨진다.

후퇴 이동하는 갈고리(110)가 시작 위치에 도달하면 서보실린더 제어부(46)가 서보실린더 1(50)과 서보실린더 2(51)를 정지시킨다. 이 때 묶음 과자의 앞면과 뒷면은 받침대(210)와 갈고리(110)에 의해 지지되고 묶음 과자의 하단 양측은 운반버켓(310)의 버켓아암(310a)(310b)에 의해 지지된다.

그런 다음 도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 서보모터 제어부(47)가 서보모터 2(61)를 제어하여 버켓구동블록(300)을 아래로 선회 이동시키며, 버켓아암(310a)(310b)에 놓여진 묶음 과자도 함께 내려간다. 이때 받침대(210)와 갈고리(110)는 정지 상태를 유지하며, 갈고리(110)에 의해 출구가 봉쇄됨에 따라 과자 공급 라인에 적재되어 다음 차례의 낱개 과자는 안정적으로 대기 상태를 유지할 수 있다.

여기서 버켓구동블록(300)을 선회 이동하는 동작을 구체적으로 설명한다.

도 15a를 참고하여, 상단 지지축(14)에 고정된 서보모터 2(61)에 의해 구동축(64)이 내려간다. 힌지축(66)의 일측은 구동축(64)에 연결되고 타측은 지지축(67)에 회동가능하게 설치된 회동체(16)에 연결된다. 구동축(164)의 하강함에 따라 힌지축(66)의 일측이 선회하고 타측에 연결된 회동체(16)를 회전시킨다. 이에 따라 회동체(16)와 버켓구동블록(300)의 하면 사이를 연결하고 접철다리(340)가 펴지면서 버켓구동블록(300)를 아래로 당긴다. 버켓구동블록(300)은 지지축(67)에 회동가능하게 설치된 버켓블록 지지부(15)에 고정되어 있어 접철다리(340)의 당김에 의해 일단이 아래로 움직인다. 이에 따라 버켓구동블록(300)의 앞쪽에 위치한 운반버켓(310)의 버켓아암(310a)(310b)이 선회 이동한다. 도 15b에서 볼 수 있는 바와 같이, 버켓아암(310a)(310b)이 선회 이동할 때 이송 체인바(9)의 양측에 돌설된 제1돌출편(12)과 제2돌출편(13)이 양측의 버켓아암(310a)(310b) 사이에 위치하며, 제1 및 제2돌출편(12)(13)에 의해 묶음 과자(G) 중 선두 낱개 과자와 후미 낱개 과자가 넘어지거나 흩어지지 않고 버켓아암(310)(310)에 의해 안정적으로 지지된다. 묶음 과자(G)는 이송 체인바(9)의 칸막이 바로 위에 위치한다.

그런 다음 서보모터 제어부(47)가 서보 모터 2(61)를 구동하여 버켓아암(310a)(310b)을 벌어지게 하며, 이를 도 16a과 도 16b에 따라 구체적으로 설명한다.

도 6과 도 16a에 도시한 바와 같이, 버켓홀더(320)는 버켓구동블록(3100)의 후면에 과자 공급 라인별로 복수개 마련된다.

버켓홀더(320)는 버켓아암(310a)(310b)의 일단을 지지하는 홀더다리(321)(322)와 홀더다리(321)(322)에서 각각 연장되고 서로 대향하여 일정 간격을 두고 떨어진 홀더핸들(323)(324)을 포함한다. 홀더핸들(323)(324)은 연결바(69) 방향으로 돌출되고, 두개의 홀더핸들(323)(324) 사이로 버켓조절부(330)의 조절봉(331)이 진입이 가능하다. 조절봉(331)의 두께는 앞쪽 보다 뒷쪽으로 갈수록 두꺼운 형상을 갖는데, 조절봉(331) 일측은 연결바(69)에 고정된 고정단(332)에 일체로 결합되므로, 연결바(69)에 의해 고정단(332)이 선회함에 따라 홀더핸들(323)(324) 사이로 진입한다. 그러면 조절봉(331)의 진입 깊이가 커질수록 홀더핸들(323)(324)가 좌우 양측방향으로 밀리면서 벌어진다. 그러면 버켓구동블록(300)의 후면에 결합된 축부를 중심으로 두개의 홀더다리(321)(322)가 선회하면서 간격이 좁혀지고, 홀더다리(321)(322)에 의해 지지되는 버켓아암(310a)(310b)도 서로 반대방향으로 돌아간다. 이에 따라 도 16b에서 볼 수 있는 바와 같이, 버켓아암(310a)(310b)에 의해 지지되고 있는 묶음 과자(G)는 이송 체인바(9)의 칸막이 안에 안정적으로 내려진다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법을 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 묶음 이송 장치(1)에 제1 내지 제5 과자 공급 라인(L1, L2, L3, L4, L5)을 연결하여 성형된 낱개 과자를 연속 공급한다. 피더부(5)에 의해 공급되는 낱개 과자는 각각의 과자 공급 라인을 따라 겹겹이 세워진 상태로 장치 입구까지 이송되고 받침대(210)와 갈고리(110)에 의해 계속 나아가지 못하고 대기하는 준비 단계를 거친다.

준비 단계가 끝나면 작업자에 의해 제어콘솔(70)에서 동작 명령을 모션 컨트롤러(40)에 인가하고, 이에 따라 모션 컨트롤러(40)가 영상 획득을 통한 이동 거리의 산출과 갈고리(110), 받침대(210) 및 운반버켓(310)을 포함한 장치 전반에 대한 제어 동작을 수행하게 된다.

영상 획득부(20)의 비전 카메라(21)로 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자를 촬영하고, 카운터(30)가 촬영 영상을 분석한다(500).

조명 램프(22)의 파손이나 전기 부품의 고장으로 인하여 카운터(30)에서 영상 처리를 정상적으로 할 수 없는 불량이 발생하거나 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자가 넘어지거나 파손되어 영상 분석을 통해 낱개 과자의 카운트를 정상적으로 할 수 없는 경우, 카운터(30)가 고장 코드를 모션 컨트롤러(40)에 전달한다.

이와 같이 영상처리 불량이 발생하면(510의 예), 모션 컨트롤러(40)가 제어콘솔(70)의 경보부(73)에 마련된 부저를 통해 경보음을 출력하거나 고장 램프의 점멸을 통해 시청각적으로 작업자에게 알려줄 수 있다. 예를 들어 불량 발생된 과자 공급 라인을 작업자에게 알려줄 수 있다(520).

정상적으로 영상 분석을 처리할 수 있으면(510의 아니오), 가상 거리 산출부(32)가 가상 거리(D1)를 산출하여 모션 컨트롤러(40)에 전달한다. 이때 가상 거리 산출부(32)는, 도 8b에 도시한 바와 같이, 앞쪽 낱개 과자와 뒷쪽 낱개 과자의 경계부위에 대응하는 직선 라인(B1, B17)을 카운트하여 묶음 이송할 낱개 과자에 대응하는 가상 거리(D1)를 알아내고, 그 가상 거리(D1)에 대한 결과값을 모션 컨트롤러(40)에 전달하는데, 이러한 가상 거리의 산출과 전달 과정은 과자 공급 라인별로 독립적으로 이루어진다(530).

과자 공급 라인별로 마련된 복수개 이동거리 산출부(41~45)는 해당 과자 공급 라인에 대하여 산출된 가상 거리(D1)에 기초하여 해당 과자 공급 라인의 갈고리(110)를 전진 이동하기 위한 이동 거리를 산출하고, 산출된 이동 거리를 서보실린더 제어부(46)에 전달한다(540).

그런 다음 서보모터 제어부(47)가 서보모터 1(60)를 구동하여 제1실린더블록(100)을 상승시키는데, 이때 전체 과자 공급 라인에 대응하는 복수개 갈고리(110)가 일괄적으로 상승 이동한다. 이후 서보실린더 제어부(46)가 이동거리 산출부(41~45)에 의해 산출된 과자 공급 라인별로 서보 실린더1(50)를 구동하여 갈고리(110)를 이동거리만큼 전진 이동시키는데, 이때 과자 공급 라인에 따라 산출된 이동거리는 차이가 있을 수 있기 때문에 각 과자 공급 라인의 갈고리(110)는 해당 과자 공급 라인에 대해 독립적으로 산출된 이동 거리 만큼 이동한다.

이후 서보모터 1(60)를 구동하여 제1실린더블록(100)을 하강시키게 되는데, 전체 과자 공급 라인에 대응하는 복수개 갈고리(110)가 일괄적으로 하강 이동한다. 즉 이동 거리는 다를 수 있지만 상승 이동과 하강 이동은 일괄적으로 진행된다. 이렇게 갈고리(110)가 하강하여 묶음 이송할 과자를 가려낼 수 있다(550).

그런 다음 받침대(210)와 갈고리(110)를 동시에 후퇴 이동하여 묶음 과자를 운반버켓(310)으로 옮긴 다음 서보모터 제어부(47)가 서보모터 2(61)를 구동하여 버켓구동블록(300)을 아래로 선회 이동시키고, 서보모터 3(62)를 구동하여 버켓아암(310a)(310b)을 서로 반대 방향으로 비틀어 돌리면 거려진 묶음 과자(G)는 이송 체인바(9)의 칸막이에 적재되어 컨베이어(7)를 통해 다음 공정을 위해 이송된다(560). 이후 회전 이송장치(2)에 의해 이송 방향을 바꾼 묶음 과자(G)는 포장 장치(3)에 의해 포장지 안에 담긴 상태로 밀봉된다.

지금부터 묶음 과자를 가려는 선별 과정을 상세히 설명한다.

도 9를 참고하여, 받침대(210)와 갈고리(110)가 낱개 과자의 출구를 봉쇄하고 있는 상태로 준비한다.

장치 동작 명령에 따라 영상 획득부(20)는 과자 공급 라인의 영상을 획득하여 영상 분석을 한다. 이와 병행하여 서보모터 제어부(47)의 제어에 따라 서보모터 1(60)가 구동되어 제1실린더블록(100)에 장착된 복수개 갈고리(110)를 수직 상승시킨다. 이때 받침대(210)는 낱개 과자를 지지하는 상태를 유지하여 낱개 과자의 이탈을 방지한다(551).

영상 분석을 통해 가상 거리(D1)를 산출하고, 산출된 가상 거리(D1)에 따라 갈고리(110)를 전진 이동시키기 위한 이동 거리를 산출한다. 이동거리 산출이 끝나면 서보실린더 제어부(46)의 제어에 따라 서보실린더 1(50)이 갈고리(110)를 전진 이동시키되, 과자 공급 라인별로 산출된 이동거리는 차이가 있을 수 있고, 각 과자 공급 라인별로 산출된 이동 거리만큼 걸고리(110)를 앞쪽으로 이동시킨다(552).

그런 다음 서보모터 제어부(47)의 제어에 따라 서보모터 1(60)를 구동하여 제1실린더블록(100)에 설치된 복수개 갈고리(110)를 하강시키며, 이때 갈고리(110)의 선단이 묶음 이송할 낱개 과자의 뒷면과 다음 차례의 묶음 이송할 낱개 과자의 앞면 사이에 진입한다. 갈고리(110)의 돌출부(T)가 낱개 과자의 상단에 도달할 때까지 하강하면 서보모터 1(60)를 정지시킨다. 이때 묶음 이송할 선두 낱개 과자의 앞면은 받침대(210)에 의해 지지되고 묶음 이송할 후미 낱개 과자의 뒷면은 갈고리(110)에 의해 지지된다.

그런 다음 서보실린더 제어부(46)의 제어에 따라 서보실린더 1(50)과 서보실린더 2(51)를 구동하여 받침대(210)와 갈고리(110)를 동시에 후퇴 이동시킨다. 묶음 과자(G)는 운반버켓(310)으로 옮겨진 후 과자 하단 양측은 운반버켓(310)의 버켓아암(310a)(310b)에 의해 지지된다(554).

그런 다음 서보모터 제어부(47)가 서보모터 2(61)를 구동하여 구동버켓블록(300)을 아래로 선회 이동시키고, 서보모터 3(62)를 구동하여 버켓홀더(320)에 지지된 버켓아암(310a)(310b)을 서로 반대방향으로 제자리에서 돌려 묶음 과자(G)를 이송 체인바(9)의 칸막이에 적재한다. 이후 서보모터 2(61)를 구동하여 구동버켓블록(300)을 위로 선회 이동시켜 도 9와 같이 처음 상태로 복귀한다. 이후 상술한 과자 선별과 묶음 이송을 주기적으로 반복 수행한다(555).

A : 과자 포장 시스템 1 : 묶음 이송장치
2 : 회전 이송장치 3 : 포장장치
5 : 피더부 6 : 과자 공급부
L1~L5 : 제1 내지 제5 과자공급라인 7 : 컨베이어
8 : 도어 9 : 이송 체인바
10 : 하우징 11 : 지지다리
12 : 제1돌출편 13 : 제2돌출편
14 : 상단 지지축 15 : 버켓블록 지지부
16 : 회동체 20 : 영상 획득부
21 : 비전 카메라 22 : 조명 램프
30 : 카운터 31 : 영상처리부
32 : 가상거리 산출부 40 : 모션 컨트롤러
41~45 : 이동거리 산출부 46 : 서보실린더 제어부
47 : 서보모터 제어부 50 : 서보실린더 1
51 : 서보실린더 2 60 : 서보모터 1
61 : 서보모터 2 62 : 서보모터 3
63 : 벨트 64, 65 : 구동축
66 : 힌지축 67 : 하단 지지축
68 : 감속장치 69 : 연결바
70 : 제어콘솔 71 : 케이블 연결관
72 : 모니터 73 : 경보부
100 : 제1실린더블록 110 : 갈고리
200 : 제2실린더블록 210 : 받침대
300 : 버켓구동블록 310 : 운반버켓
310a, 310b : 버켓아암 320 : 버켓홀더
321, 322 : 홀더다리 323, 324 : 홀더핸들
330 : 버켓조절부 331 : 조절봉
332 : 고정단 340 : 접철다리

Claims (17)

1. 적어도 하나의 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자를 촬영하여 영상을 획득하는 영상획득부;
   상기 영상획득부에 의해 획득된 촬영 영상을 분석하여 설정 개수의 과자를 가려내기 위한 이동 거리를 산출하고, 산출된 이동 거리에 대응하여 갈고리를 이용하여 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자를 가려 내고, 가려진 낱개 과자를 다음 공정으로 운반하는 동작을 제어하는 모션 컨트롤러;
   상기 모션 컨트롤러의 제어에 따라 상기 갈고리를 전진 또는 후퇴 이동시키는 서보실린더 1을 구비한 제1실린더블록;
   상기 낱개 과자의 일측을 지지하며, 상기 모션 컨트롤러의 제어에 따라 상기 갈고리와 협력하여 가려진 낱개 과자를 옮기기 위한 받침대를 전진 또는 후퇴 이동시키는 서보실린더 2를 구비한 제2실린더블록;
   상기 가려진 낱개 과자를 운반하는 운반버켓을 구비하고, 상기 모션 컨트롤러의 제어에 따라 상기 운반버켓을 구동하는 버켓구동블록;을
   포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 영상 획득부는 과자 공급 라인에 대응하여 복수개 마련하며,
   상기 낱개 과자를 촬영하는 비전 카메라와 상기 낱개 과자에 램프 빛을 비추어 일정 조도를 제공하기 위한 조명 램프를 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 영상획득부에 의해 획득한 촬영 영상을 처리하는 영상처리부와 상기 영상 처리된 영상에서 낱개 과자의 경계부위를 직선 라인으로 인식하고 카운트하여 묶음 이송할 설정된 개수의 낱개 과자에 대응하는 가상 거리를 산출하는 가상 거리 산출부를 구비한 카운터를 더 포함하고,
   상기 모션 컨트롤러는 상기 산출된 가상 거리에 기초하여 상기 갈고리를 전진 이동시키기 위한 이동 거리를 산출하는 이동 거리 산출부와, 상기 서보실린더 1 및 2를 제어하기 위한 서보실린더 제어부를 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1실린더블록을 상승 또는 하강시키기 위한 서보모터1과,
   상기 서보모터 1과 상기 제1실린더블록을 연결하는 벨트와,
   상기 서보모터 1와 상기 벨트 사이에 연결하여 모터 속도를 감속시켜 상기 벨트에 전달하는 감속장치를 더 포함하고,
   상기 모션 컨트롤러는 상기 갈고리를 상승 또는 하강 이동시키기 위해 상기 서보모터 1을 제어하기 위한 서보모터 제어부를 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 버켓구동블록을 선회 이동하기 위해 구동하는 서보모터 2와,
   상기 서보 모터 2에 연결되어 구동하는 구동축과,
   상기 구동축에 일측을 연결하고 회동체에 타측을 연결하여 상기 구동축의 구동에 따라 선회하는 힌지축과,
   상기 회동체와 상기 버켓구동블록 사이를 연결하고 상기 회동체의 회전 상태에 따라 접철되어 상기 버켓구동블록을 위쪽 또는 아래쪽으로 선회이동시키는 접철다리를 더 포함하고,
   상기 모션 컨트롤러는 상기 운반버켓을 선회 이동하기 위해 상기 서보모터 2를 제어하는 서보모터 제어부를 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 운반버켓을 동작시키기 위해 구동하는 서보모터 3과,
   상기 서보모터 3에 연결되어 구동하는 구동축과,
   상기 구동축에 일측을 연결하여 상기 구동축의 구동에 따라 선회 이동하는 연결바와,
   상기 연결바의 선회 이동에 따라 상기 운반버켓의 자세를 변경시키기 위한 버켓조절부와,
   상기 운반버켓을 지지하기 위해 상기 버켓구동블록의 일측에 설치되고, 상기 버켓조절부에 의해 상기 운반버켓을 제자리에서 돌리는 버켓홀더를 더 포함하고,
   상기 모터 컨트롤러는 상기 운반버켓에 지지된 묶음 과자를 내려놓기 위해 상기 서보모터 3을 제어하는 서보모터 제어부를 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 버켓홀더는 상기 운반버켓의 일측을 지지하는 복수개 홀더다리와, 상기 홀더다리에 연장하여 외향 돌출되고 일정 간격 벌어진 복수개 홀더핸들을 포함하고,
   상기 버켓조절부는 상기 복수개 홀더핸들 사이로 진입하며 앞쪽보다 뒤쪽으로 두꺼운 형상으로 만든 조절봉과, 상기 조절봉을 지지하며 상기 연결바에 고정 설치된 고정단을 포함하며,
   상기 조절봉이 진입하여 상기 복수개 홀더핸들 간격이 벌어지면 상기 복수개 홀더다리의 간격은 좁아짐에 따라 상기 운반버켓의 자세가 변경되는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 운반버켓은 일측이 L자로 절곡되어 상기 묶음 과자의 하단 양측을 지지하는 복수개의 버켓아암을 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 갈고리는 상기 서보실린더 1의 피스톤에 연결하고
   상기 갈고리 전면에 영상 분석 시 시작위치를 용이하게 인식하기 위한 돌출부를 형성한 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송장치.
   
10. 삭제
11. 삭제
12. 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자의 촬영 영상을 획득하고;
    상기 과자 공급 라인에 적재된 낱개 과자에서 설정된 개수의 낱개 과자를 가려내기 위해 상기 촬영 영상을 분석하여 상기 과자 공급 라인을 따라 움직이는 갈고리의 이동 거리를 산출하며;
    상기 산출된 이동 거리를 이용하여 상기 갈고리를 목표지점에 위치시켜 낱개 과자를 가려내고;
    운반버켓으로 설정된 개수의 낱개 과자를 묶음 포장을 위한 다음 공정으로 운반하는 것;을 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 영상 획득은
    조명램프의 램프 빛을 비추어 일정 조도를 제공하는 상태에서 비전카메라를 이용하여 낱개 과자를 촬영하는 것을 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법.
    
14. 제12항에 있어서,
    상기 이동 거리 산출은
    촬영 영상에서 묶음 이송할 전체 낱개 과자의 두께를 더한 총합에 대응하는 가상 거리를 산출하고, 상기 가상 거리로부터 실제 이동하는 갈고리의 이동 거리를 산출하는 것을 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법
    
15. 제12항에 있어서,
    상기 낱개 과자를 공급하기 위한 복수개 과자 공급 라인과 상기 복수개 과자 공급 라인에 대응하여 마련된 복수개 갈고리를 구비한 경우,
    상기 복수개 갈고리에 대한 이동 거리를 독립적으로 산출하고, 산출된 이동 거리에 따라 복수개 갈고리를 이용하여 과자 공급 라인별로 설정된 개수의 낱개 과자를 가려내는 것을 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법.
    
16. 제12항에 있어서,
    상기 낱개 과자의 묶음 이송을 위해 상기 갈고리가 시작 위치에서 상승 이동과 전진 이동과 후진 이동을 순차적으로 수행하여 다시 시작 위치로 복귀하는 것을 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법.
    
17. 제12항에 있어서,
    상기 운반버켓으로 운반하는 것은
    상기 갈고리로 가려진 낱개 과자를 상기 운반버켓에 옮기고, 상기 운반버켓으로부터 낱개 과자를 이송 체인바에 내려 놓는 것을 포함하는 실측 영상 분석을 이용한 과자 묶음 이송방법.

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