KR101192664B1 - 종이컵 자동 공급 시스템의 종이컵 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종이컵 자동 공급 시스템의 종이컵 이송 장치에 관한 것이다.
본 발명은 종이컵 성형기로부터 생산된 종이컵이 이송관으로 이송되어 종이컵의 적층 수량을 카운트하는 카운터센서에 의해 개폐동작을 하는 개폐수단에 의하여 종이컵 안내 수단을 구비하는 슈트에 안내되어 고정봉과 이동봉으로 이루어지는 검사 작업대로 공급되고, 상기 검사작업대로부터 이송 컨베이어를 통하여 자동 포장 시스템으로 종이컵 뭉치를 공급하는 종이컵 자동 공급 시스템에 있어서, 상기 종이컵 안내 수단이 슈트 하단부에서 슈트에 일체로 고정되고, 상기 슈트로부터 종이컵 뭉치가 수납되는 검사 작업대가 수직 프레임에 고정되는 솔레노이드의 구동축에 고정되어 이송 기구의 부품을 감소시킴으로써 제작원가를 절감하고, 조립 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

종이컵 자동 공급 시스템의 종이컵 이송 장치{Apparatus for paper cup feeding of automatic supply system}

본 발명은 종이컵 성형기에서 생산된 종이컵을 포장 비닐에 담는 과정을 자동화하는 종이컵 자동 공급 시스템에서 정렬 공급되는 종이컵의 불량 여부를 검사하여 자동 포장 시스템으로 이송시키는 작업 공정이 연속적으로 이루어질 수 있게 하는 공정에서 이송 기구의 구조를 개선하여 장치의 부품을 감소시킴으로써 제작원가를 절감하고, 조립 생산성을 향상시키며, 사후관리를 원활하게 할 수 있는 종이컵 자동 공급 시스템의 종이컵 이송 장치에 관한 것이다.

일반적으로 종이컵은 종이컵 성형기에서 제작 된 다음 약 50개 단위로 포개어서 적층된 상태로 비닐로 된 포장대에 투입되어 포장된다. 이러한 포장작업을 작업자의 수작업에 의존하는 것은 작업성이 저조하고, 많은 인건비가 소요되므로 생산된 종이컵을 자동적으로 정렬하면서 공급하여 포장할 수 있는 자동화 시스템이 보급되었다.

종이컵을 자동적으로 포장하기 위하여 종이컵을 정렬하여 공급하는 장치는 다수의 종이컵 제조장치로부터 생산된 종이컵이 고압 이동관을 따라 정렬 공급부로 옮겨지며, 정렬 공급부에는 각각의 종이컵 제조장치에서 제공된 다수의 종이컵이 수직 방향으로 적층된 다음 센서가 이를 감지하여 솔레노이드를 작동시킴으로써 개별적으로 배출할 수 있게 되고, 배출된 종이컵은 다시 수평 방향으로 적층되면서 검사 과정을 수행하게 되고, 설정된 개수에 도달하면 이송 컨베이어에 낙하하여 포장기로 공급됨으로써 작업자의 수작업이 필요 없이 생산된 종이컵을 신속하게 포장될 수 있게 하고, 특정 라인에서 이상 여부가 발생되면 그 특정 라인만 가동이 중단된 상태로 연속적인 작업을 할 수 있게 되는 것이다.

특허 10-7867723 “종이컵 자동 공급 시스템” 실용신안등록 20-313464 “종이컵 검사 이송 장치"

종이컵 자동 공급 시스템은 대한민국 특허 10-7867723 “종이컵 자동 공급 시스템” 과 실용신안등록 20-313464 “종이컵 검사 이송 장치”가 알려져 있다.

전자의 종이컵 자동 공급 시스템은 종이컵 성형기로부터 생산된 종이컵이 이송되는 이송관에 적층 수량을 카운트하는 카운터센서에 의해 개폐 동작을 하는 개폐수단의 하부에 가이드 곡면 시트가 설치되고, 가이드 곡면 시트의 하부에는 회전 가능하게 수평상으로 설치되는 플레이트가 설치되어 낙하하는 종이컵이 수평 방향으로 적층될 수 있게 되는데, 상기 플레이트는 양쪽 단부가 절곡되는 형상으로 되어 회전가능하게 설치되는 회동축에 고정되는 회동 레버에 공압 실린더의 피스톤 레버가 고정되는 구조로 되는 것이다.

이러한 장치는 가이드 곡면 시트의 전면으로 상기 개폐수단에 의해 낙하하는 소정 수량의 종이컵이 좌우로 흐트러지지 않고 수직으로 낙하되도록 하는 가이드 측판과, 회동 실린더부에 의해 회동된 회동 낙하 플레이트에서 낙하하는 소정 수량의 종이컵이 흐트러지지 않고 이송 컨베이어 상부에 안착시키는 정렬 플레이트가 불필요하게 구성되어 장치가 복잡하게 된다.

또한 공압 실린더가 구동하면 피스톤 로드에 고정된 회동 레버가 회전하면서 회동축에 고정된 플레이트가 연동하여 수평 방향으로 적층되어 있는 종이컵 뭉치를 이송 컨베이어로 낙하시켜주게 되는 것으로, 공압 실린더가 정위치에 고정되어 있는 회동축을 회동 레버를 이용하여 회전시키기 위해서는 피스톤 로드가 구동함에 따라 공압 실린더가 대응하여 선회될 수 있도록 베어링 설치가 되어야 함으로써 설치 구조가 복잡하고, 회전하는 플레이트에서 낙하는 종이컵 뭉치가 순간적으로 회전력이 작용하여 낙하 안정성이 좋지 못한 문제점이 있었다.

후자의 종이컵 검사 이송 장치는 이송 컨베이어로 낙하하는 종이컵 뭉치를 보다 안정성이 있게 낙하시켜주기 위한 것으로 전자의 종이컵 자동 공급 시스템과 같이 다수의 종이컵 제조 유니트로부터 고압 이동관을 통해 순차적으로 이동된 종이컵이 일정 수량 단위로 적층되면 검출센서가 감지하여 종이컵을 안내하는 안내관을 통해서 불량검사가 이루어지는 검사 작업대로 종이컵이 이송되는 것이다.

이러한 종이컵 검사 이송 장치의 검사 작업대는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 종이컵에 대한 불량검사를 할 수 있도록 공급되는 종이컵이 수납되는데, 상기 검사 작업대(1)는 수직 프레임(10)에 수평상으로 고정되는 고정봉(11)과, 수직 프레임(10)에 형성된 장공(100)에 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 이동봉(12)이 한 쌍을 이루면서 적정한 간격을 두고 연속적으로 설치된다.

상기 이동봉(12)의 양쪽 단부에는 회동부재(13)가 고정되는데, 이 회전부재(13)의 상단부는 이동봉(12)의 단부와 베어링(14)으로 회전 가능하게 고정되고, 하단부는 수직 프레임(10)에 베어링(15)으로 회전 가능하게 고정되면서 대략 중간 부위는 수직 프레임(10)에 수평 방향으로 설치되는 공압 실린더(16)의 피스톤 로드가 또한 베어링(17)으로 회전 가능하게 고정된다.

또한 공압 실린더(16)는 회동부재(13)가 원활하게 작동할 수 있도록 수직 프레임(10)에 베어링(18)으로 회전 가능하게 고정된다.

이러한 검사 작업대(1)는 고정봉(11)과 이동봉(12) 사이에 종이컵 뭉치가 수납된 다음 검사 과정을 마치면 공압 실린더(16)가 작동하게 되는데, 도 2에서 보는 바와 같이 공압 실린더(16)의 피스톤 로드가 전진하면 회동부재(13)가 베어링(15)을 중심으로 가상선과 같이 회전하게 되어 회동부재(13)의 상부에 고정된 이동봉(12)이 장공(100)에서 이동하여 고정봉(11)과 멀어지게 되면서 종이컵 뭉치가 이송 컨베이어(19)로 낙하하여 포장 시스템으로 이송되는 것이다.

따라서 종래의 검사 작업대(1)는 이동봉(12)을 작동시키기 위한 공압 실린더(16)가 회전 가능하도록 베어링(18)으로 설치되어야 함은 물론이고, 비교적 중량체로 되는 회동부재(13)가 설치되며, 이 회동부재(13)는 공압 실린더(16)의 피스톤 로드가 베어링(17)으로 고정되면서 또한 수직 프레임(10)과 이동봉(12)이 각각의 베어링(14,15)으로 고정되어야 작동할 수 있기 때문에 많은 부품을 필요로 하므로 조립 공정이 증가되어 생산성이 좋지 않고, 원가 상승의 요인이 되는 것이다.

본 발명은 적재된 종이컵 뭉치를 포장 시스템으로 공급하는 이송 컨베이어로 공급하는 검사 작업대에서 이동봉의 작동 구조를 적은 부품으로 구현될 수 있게 함으로써 제작원가를 절감하고, 조립 생산성을 향상시키며, 적은 소요동력을 이용하면서도 원활하게 작동할 수 있고, 이로써 장치의 사후관리를 원활하게 할 수 있는 종이컵 자동 공급 시스템의 종이컵 이송 장치를 제공하고자 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적인 특징은 종이컵 성형기로부터 생산된 종이컵이 이송관으로 이송되어 종이컵의 적층 수량을 카운트하는 카운터센서에 의해 개폐동작을 하는 개폐수단에 의하여 종이컵 을 안내하는 슈트와 가이드에 안내되어 고정봉과 이동봉으로 이루어지는 검사 작업대로 공급되고, 상기 검사 작업대로부터 이송 컨베이어를 통하여 자동 포장 시스템으로 종이컵 뭉치를 공급하는 공지된 종이컵 자동 공급 시스템에 있어서, 상기 가이드가 슈트의 하단부에 일체로 고정되고, 슈트로부터 종이컵 뭉치가 수납되는 검사 작업대는 이동봉과 고정봉이 설치되는 양쪽의 수직 프레임에 한 쌍의 솔레노이드가 각각 고정되면서, 상기 각각의 솔레노이드 구동축에 이동봉의 양쪽 단부가 각각 고정되어 이동봉이 균형있게 왕복이동할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 가이드는 상부가 좁고, 하부는 넓은 면적으로 되는 기판의 양쪽 단부에 측판이 입설되어 슈트에 적정한 간격을 두고 연속적으로 고정됨으로써 슈트 하부에서 종이컵이 안내될 수 있도록 두 개의 가이드 사이에서 상부는 넓고 하부로 갈수록 좁아지는 종이컵 안내공간을 형성하게 된다.

이와 같은 본 발명은 슈트의 하단부에 고정되는 가이드가 기판의 양쪽 단부에 입설되어 슈트 하단부에 적정한 간격을 두고 고정되면서 슈트 상에서 상부로부터 하부로 점차 폭이 좁아지는 공간을 형성하여 종이컵 뭉치를 안내하게 되고, 솔레노이드는 수직 프레임의 양쪽에 설치되면서, 종래와 같이 베어링으로 설치되는 회전부재가 없이 이동봉의 양쪽 단부에 각각 직접적으로 고정됨으로써 적은 부품으로 조립공정이 간소화 되고, 이동봉을 양쪽 단부에서 동시에 구동시키게 됨으로 이동봉이 한쪽으로 치우침이 없이 정확한 작동을 할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면 종이컵 자동 공급 시스템의 슈트에서 검사 작업대로 종이컵의 낙하를 안내하는 가이드의 구조를 개선하여 장치의 구조를 단순화 하고, 또한 검사 작업대에서 자동 포장 시스템으로 이송시키는 검사 작업대의 작동 구조가 단순화 되어 부품수가 절감됨으로써 제작원가를 절감하고, 조립 생산성이 향상되며, 사후관리를 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 종이컵 검사 이송 장치의 일부를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 정면도
도 3은 본 발명의 사시도
도 4는 본 발명의 평면도
도 5는 본 발명의 정면도
도 6은 본 발명의 측면도
도 7은 본 발명에 적용되는 가이드의 사시도
도 8은 도 3의 A부 확대도
도 9는 본 발명의 검사 작업대의 일부를 발췌한 확대 사시도
도 10은 도 9의 B부 확대도
도 11은 본 발명의 검사 작업대의 일부를 발췌한 작동상태 평단면도

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 보다 명확하게 설명될 것이다.

도 3 내지 도 11은 본 발명의 실시예와 관련된 도면을 나타내고 있다.

도 3은 본 발명에 대한 종이컵 자동 공급 시스템의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다.

이 도면을 참조하면, 본 발명의 종이컵 자동 공급 시스템은 상부 프레임(F1)에 설치되는 이송관(2)과 개폐수단(3) 및 슈트(4), 그리고 하부 프레임(F2)에 설치되는 검사 작업대(5)와 이송 컨베이어(6)로 구성된다.

상기 이송관(2), 이송수단(3) 및 이송 컨베이어(6)는 종래의 일반적인 구조와 동일하고, 슈트(4)와 검사 작업대(5)에서 본 발명의 개량된 구조가 적용된다.

이송관(2)은 종래의 구조에서와 같이 종이컵 성형기(도시되지 아니함)로부터 상부 프레임(F1)에 도달하도록 설치되어 종이컵 성형기에서 생산된 종이컵(C)이 이송되어온다.

개폐수단(3)은 종이컵(C)의 적층 수량을 카운트하는 센서(도시되지 아니함)에 의해 이송관(2)의 하단부를 개폐시키는 동작을 하여 슈트(4)를 향하여 종이컵(C)을 낙하시키며, 상부 프레임(F1)의 전면에는 센서에서 카운트되는 종이컵(C)의 수량을 표시하는 표시부(D)와, 상기 개폐수단(3)의 작동을 정지시키거나 재가동시키는 조작버튼(B)이 성형되어 있다.

슈트(4)는 상기 개폐수단(3)에 의해 낙하하는 종이컵(C)이 안내되면서 중력 가속도를 감소시킬 수 있도록 곡면으로 형성되어 종이컵(C)이 상기 곡면의 내주면을 따라 낙하하여 검사 작업대(5)로 이송시키게 되는데, 하단부에는 종이컵(C)이 검사 작업대(5)에 정확하게 도달할 수 있도록 가이드(40)가 형성된다.

가이드(40)는 상부는 좁고 하부는 넓은 면적으로 되는 기판(400)의 양쪽 단부에 측판(401,402)이 형성되어 적정한 간격을 두고 연속적으로 고정되어 슈트(4) 하부에서 종이컵(C)이 안내될 수 있도록 두 개의 가이드(4) 사이에서 상부는 넓고, 하부로 갈수록 좁아지는 공간(S)을 형성하게 된다.

검사 작업대(5)는 한 쌍의 수직 프레임(50,51)이 하부 프레임(F2) 상부에 고정되면서, 한편의 수직 프레임(51) 상부는 슈트(4)의 하단부와 고정되고, 한쪽의 수직 프레임(51) 상부에는 슈트(4)의 하단부가 고정된다.

양쪽의 수직 프레임(50,51) 사이에는 고정봉(52)과 이동봉(53)이 한 쌍을 이루면서 고정봉(52)은 수직 프레임(F2)에 유동됨이 없이 고정되고, 이동봉(53)은 장공(500,510)에 슬라이딩 이동이 가능하게 놓여지면서, 솔레노이드(54,55)의 구동축(540,550)에 직접 고정되어 슈트(4)의 가이드(40)에 의하여 형성되는 공간(S)의 아래쪽에서 적정한 간격을 두고 연속적으로 설치된다.

이송 컨베이어(6)는 종래의 구조와 같이 검사 작업대(5)의 아래쪽에서 하부 프레임(F2)에 고정되어 검사 작업대(5)에서 낙하된 종이컵을 자동 포장 시스템(도시되지 아니함)으로 공급한다.

이와 같이 구성되는 종이컵 이송 장치의 작동 상태를 살펴보면 다음과 같다.

우선 공지된 종이컵 성형기(도시되지 아니함)로부터 생산된 종이컵(C)이 이송관(2)를 따라 이송되는데, 이때 개폐수단(3)에 의하여 이송관(2)의 출구가 막혀있어서 종이컵(C)이 상부 프레임(F1)에서 적층된다..

이때, 이송관에 구비되는 센서(도시되지 아니함)에서 이송되는 종이컵(C)의 수량이 카운팅되어 표시부(D)에 디스플레이 된다.

이렇게 적층되는 종이컵(C)이 설정된 수량에 도달하면 센서에 의해 개폐수단(3)이 작동되어 개폐수단(3)의 하부로 종이컵(C)이 낙하된다.

낙하하는 종이컵(C) 뭉치는 슈트(4)에 안내되어 검사 작업대(5)로 이송되는데, 이때 곡면으로 형성된 슈트(4)의 내주면에 마찰되며 낙하하는 종이컵 뭉치(C1)는 가속도가 감소되면서 슈트(4) 하단부에 이르게 될 때에 양쪽의 가이드(4)에 의하여 형성되는 공간(S)을 따라 유입되어 가이드(4)의 측판(401,402)에 안내되어 정확하게 검사 작업대(5)로 이송된다.

검사 작업대(5)로 이송되는 종이컵 뭉치(C1)는 수평상으로 나란하게 형성되어 있는 고정봉(52)과 이동봉(53) 상부에 눕혀진 상태로 안착된다.

여기서 일정한 시간 동안 종이컵(C)에 대한 외관 검사를 실시하면, 솔레노이드(54,55)가 작동하여 구동축(540,550)이 후퇴하면 이동봉(54)이 수직 프레임(50,51)에 형성되어 있는 장공(500,510)을 따라 이동하여 종이컵 뭉치(C1)가 자유낙하 하여 이송 컨베이어(6)로 이송된다.

이렇게 종이컵 뭉치(C1)가 슈트(4)에 안내되어 검사 작업대(5)로 투입되고 외관 불량 검사를 실시한 다음 이송 컨베이어(6)로 이송되는 과정은 동시 다발적으로 이루어지게 되며, 이송 컨베이어(6)로 이송된 종이컵 뭉치(C1)는 자동 포장 시스템(도시되지 아니함)으로 투입되어 포장을 완료하게 된다.

1 : 검사작업대
11 : 고정봉 12 : 이동봉
13 : 회동부재 14 : 베어링
15 : 베어링 16 : 공압 실린더
17 : 베어링 18 : 베어링
19 : 이송 컨베이어
2 : 이송관
3 : 개폐수단
4 : 슈트
40 : 가이드 400 : 기판
401, 402 : 측판
5 : 검사작업대
50, 51 : 수직 플레이트 52 : 고정봉
53 : 이동봉 54, 55 : 솔레노이드이드
510 : 장공 540, 550 : 작동축
6 : 이송 컨베이어
C : 종이컵 C1 : 종이컵 뭉치
D : 디스플레이부 B : 조작버튼
F1 : 상부 프레임 F2 : 하부 프레임

Claims (2)

1. 종이컵 성형기로부터 생산된 종이컵이 이송관으로 이송되어 종이컵의 적층 수량을 카운트하는 카운터센서에 의해 개폐동작을 하는 개폐수단에 의하여 종이컵 을 안내하는 슈트와 가이드에 안내되어 고정봉과 이동봉으로 이루어지는 검사 작업대로 공급되고, 상기 검사 작업대로부터 이송 컨베이어를 통하여 자동 포장 시스템으로 종이컵 뭉치를 공급하는 공지된 종이컵 자동 공급 시스템에 있어서,
   가이드(40)가 슈트(4)의 하단부에 일체로 고정되고, 슈트(4)로부터 종이컵 뭉치(C1)가 수납되는 검사 작업대(5)는 이동봉(52)과 고정봉(53)이 설치되는 양쪽의 수직 프레임(50,51)에 한 쌍의 솔레노이드(54,55)가 각각 고정되면서, 각각의 솔레노이드(54,55) 구동축(540,550)에 이동봉(53)의 양쪽 단부가 각각 고정되어 이동봉(53)이 균형있게 왕복이동할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 종이컵 자동 공급 시스템의 종이컵 이송 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 가이드(40)는 상부가 좁고, 하부는 넓은 면적으로 되는 기판(400)의 양쪽 단부에 측판(401,402)이 입설되는 공지된 구조로 형성되어, 슈트(4)에 적정한 간격을 두고 연속적으로 고정됨으로써 슈트 하부에서 종이컵이 안내될 수 있도록 두 개의 가이드(40) 사이에서 상부는 넓고 하부로 갈수록 좁아지는 종이컵 안내공간을 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 종이컵 자동 공급 시스템의 종이컵 이송 장치.

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