KR101229060B1 - 원료 공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용기에 수용된 원료의 공급을 기계적으로 수행하여 연속적이면서 정량공급을 통하여 효율적인 작업을 가능하게 하고, 안전하고 쾌적한 작업장을 구현하고 생산원가를 절감할 수 있도록 한 원료 공급시스템에 관한 것으로서,
원료를 수용한 용기를 소정 량 적재하기 위한 적재대와, 원료 사용처와 연결되는 컨베이어의 상방에 설치하여 포대 내의 원료를 공급하여 컨베이어에 의하여 원료가 사용처로 이송될 수 있도록 공급하기 위한 공급수단과, 상기 적재대와 공급수단 사이에 설치하여 적재대 상의 용기를 공급수단으로 옮겨주는 로봇으로 구성하는 것이 특징이다.

Description

원료 공급시스템{MATERIALS FEEDING SYSTEM}

본 발명은 원료 공급시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 포대, 케이스, 캔 등에 수용된 원료를 분리하여 사용처로 공급하는 것을 기계적으로 수행할 수 있도록 한 원료 공급시스템의 제공에 관한 것이다.

산업현장에서 사용되는 원료는 사용용도에 따라 소금, 석분, 모래, 시멘트, 석회석, 세라믹 분말 등과 같이 작은 알갱이에서 미분 된 분말형태의 원료 또는 액상타입 또는 겔 타입과 같은 유해물질, 화학물질을 소정 량씩 포대, 케이스(상자) 또는 캔 등과 같은 용기에 수용하여 제공되고 있다.

이와 같이 용기에 포장된 원료의 처리는 도 5에 도시된 바와 같으며 이를 살펴보면 다음과 같다.

사용처까지 원료를 이송할 수 있도록 컨베이어와 같은 운송수단(1)이 설치되고, 상기 운송수단(1)의 상방에는 원료를 운송수단(1)으로 공급하기 위한 호퍼(2)를 설치한다.

상기 호퍼(2)로는 최소 2명의 작업자가 조를 이루어 바닥에 적재된 용기(3)를 절개하여 호퍼(2)에 원료를 공급함으로써 호퍼(2)의 하방에 설치되는 운송수단(1) 통하여 사용처로 원료가 공급되도록 하고 있다.

상기와 같이 종래에는 작업자에 의하여 수작업으로 용기에 포장된 원료를 공급하기 때문에 원료가 사용처에 정량씩 일정하게 지속적으로 공급되어야 함에도 불구하여 체력의 한계로 인하여 쉬지않고 작업하지 못하는 한계로 인하여 정량이면서 연속적인 공급이 불가능하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 작업조를 여러 팀으로 구성하여 한 팀이 휴식을 취하더라도 다른 한 팀이 원료의 공급작업을 계속할 수 있도록 하고 있으나, 이러한 경우에는 많은 작업인력을 필요로 하기 때문에 전체적인 생산비용이 과다하게 소요되는 원인이 된다.

또한, 작업자에 의하여 인력으로 용기를 호퍼로 들어올린 후 용기를 절개하고, 다시 용기 내부의 원료를 호퍼로 쏟는 작업을 연속적으로 하는 것이 불가능하여 효율적인 작업을 어렵게 한다.

용기에 수용된 원료의 특성상 작은 알갱이 또는 분말형태가 대부분이기 때문에 용기를 절개하는 과정에서 많은 분진이 발생하여 작업장을 오염시키는 것은 물론 작업자의 호흡기를 통하여 신체 내부로 유입되므로 호흡곤란 등을 야기하게 되는 등 쾌적한 작업환경을 유지하는 것이 어렵게 된다.

또한, 화학물질 또는 유해물질과 같이 취급이 곤란한 원료를 수용한 용기를 인력에 의하여 취급할 경우에는 취급 과정에서 유해 또는 화학물질이 작업자의 신체와 접촉하여 신체를 손상시키는 안전사고의 우려가 높은 실정이다.

상기와 같이 작업과정에서 발생하는 분진, 유해가스 등이 신체 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 마스크 또는 방독면을 착용한 상태로 작업을 수행하기도 하나, 이 경우에도 유해한 분진, 유해가스 등이 유입되는 것을 예방할 수는 있으나 힘든 작업을 수행하는 과정에서 호흡이 곤란하게 되는 등 근본적인 문제는 해결되지 못하게 된다.

또한 작은 알갱이의 경우에는 작업장 바닥에 떨어지는 경우가 빈번하게 일어나고 이러한 알갱이를 작업자가 밟을 경우에는 미끄러져 넘어지게 되고, 이로 인하여 용기 내부의 원료가 모두 작업장 바닥에 쏟아지는 것은 물론, 작업자가 넘어지면서 신체의 일부가 손상되는 등의 안전사고가 발생하는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 중량체의 용기를 반복하여 들어올리는 작업을 반복하는 과정에서 심한 피로를 느끼는 것은 물론, 장기간 근무할 경우에는 어깨와 팔 등의 근골격계에 이상을 초래하게 되는 등 많은 문제점이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서 원료를 수용한 용기를 소정 량 적재하기 위한 적재대와, 원료 사용처와 연결되는 컨베이어의 상방에 설치하여 용기 내의 원료를 공급하여 컨베이어에 의하여 원료가 사용처로 이송될 수 있도록 공급하기 위한 공급수단과, 상기 적재대와 공급수단 사이에 설치하여 적재대 상의 용기를 공급수단으로 옮겨주는 로봇으로 구성하여, 용기에 수용된 원료의 공급을 기계적으로 수행하여 연속적이면서 정량공급을 통하여 효율적인 작업을 가능하게 하고, 안전하고 쾌적한 작업장을 구현하고 생산원가를 절감할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 작은 알갱이, 분말 형태 또는 액상 및 겔 형태로 용기에 수용되는 원료를 호퍼에 반복하여 공급하는 작업을 기계적으로 수행할 수 있도록 함으로서 정량씩 안정적이면서 연속적으로 공급가능하게 하므로 효율적인 작업의 수행을 가능하게 하면서 안전사고의 우려를 배제하고, 장기적인 측면에서 전체 작업비용을 대폭 절감할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템을 도시한 정면 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템을 도시한 평면 구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템의 클램핑부를 발췌한 구성도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템의 절개부를 발췌한 구성도.
도 5는 종래 기술에 의하여 원료가 공급되는 것을 도시한 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템을 도시한 정면 구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템을 도시한 평면 구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템의 클램핑부를 발췌한 구성도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템의 절개부를 발췌한 구성도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 원료 공급시스템(100)은, 작은 알갱이,분말, 액상 또는 겔 타입의 원료를 수용한 용기(101)를 소정 량 적재하기 위한 적재대(102)와, 원료 사용처와 연결되는 컨베이어(103)의 상방에 설치하여 용기(101) 내의 원료를 공급하여 컨베이어(103)에 의하여 원료가 사용처로 이송될 수 있도록 공급하기 위한 공급수단(104)과, 상기 적재대(102)와 공급수단(104) 사이에 설치하여 적재대(102) 상의 용기(101)를 공급수단(104)으로 옮겨주는 다관절로봇 또는 직교로봇 등으로 구성되는 로봇(105)으로 구성한다.

상기 적재대(102)는, 작업장의 바닥에 배치되는 적재프레임(106)을 구비하여 적재프레임(106)의 상면에 용기(101)를 다단으로 적재하여 로봇(105)이 공급수단(104)으로 공급할 수 있도록 한다.

상기 적재프레임(106)에는 적재된 용기(101)의 양을 감지하여 관리자에게 통보하거나 경보를 울려 인식시킬 수 있도록 하기 위한 포대감지센서(107)를 더 설치하도록 한다.

상기 포대감지센서(107)는 무게를 감지하는 로드셀, 위치를 감지하여 소정 위치에 포대가 없을 경우 이를 경보 하도록 하는 위치센서 등 다양한 종류의 센서를 이용할 수 있음은 당연할 것이다.

또한 상기 적재대(102)를 작업장의 바닥에 고정되는 프레임으로 구성하지 않고 리프트타입으로 구성하여 소모되는 원료의 향에 따라 상승 또는 하강할 수 있는 구조로 하여도 무방할 것이다.

상기 공급수단(104)은, 컨베이어(103) 위치에 공급프레임(108)을 설치하고, 상기 공급프레임(108) 중 컨베이어(103) 직 상방 중앙에는 원료를 컨베이어(103)로 공급하기 위한 호퍼(109)를 설치한다.

상기 호퍼(109)의 상방에는 공급된 용기(101)를 절개하기 위한 나이프(110)를 설치하고, 상기 공급프레임(108)의 입구(111)에서 호퍼(109) 사이에는 다관절로봇(105)이 옮긴 용기(101)를 호퍼(109) 까지 이송하는 피더(112)를 설치하고, 상기 피더(112)에서 호퍼(109)의 상방 중앙에 위치한 나이프(110) 하방까지 용기(101)를 집어서 공급하는 클램퍼(113)를 설치하여 구성한다.

상기 나이프(110)는, 공급프레임(108)에 세워지는 서포터(115)의 상방에 수평바(116)를 고정하고, 상기 수평바(116)에 유압 또는 공압으로 승,하강하는 승강자(117)를 설치하고, 상기 승강자(117)의 측방에는 승강자(117)가 유동하지 않고 바르게 승,강을 유도하기 위한 가이드(118)를 설치한다.

상기 승강자(117)와 가이드(118)의 하단에는 절단날(119)을 고정하여 공급되는 용기(101)의 중앙부를 절단하여 용기(101) 내부의 원료가 하방의 호퍼(109)로 낙하할 수 있도록 한다.

상기 피더(112)는, 공급프레임(108)의 입구(111)에서 호퍼(109) 까지 용기(101)를 이동시킬 수 있는 컨베이어 또는 유압실린더 및 공압실린더, 모터와 체인기어와 체인조합으로 이루어지는 푸셔, 모터와 풀리 및 벨트조합으로 이루어지는 푸셔 등 다양한 형태로의 실시가 가능할 것이다.

상기 피더(112)에도 감지센서(120)를 설치하여 호퍼(109)에 근접한 용기(101)를 클램퍼(113)가 클램핑 하면 입구측에 공급된 용기(101)가 피더(112)에 의하여 호퍼(109) 쪽으로 이동시키도록 함은 당연할 것이다.

상기 클램퍼(113)는, 피더(112)의 끝단에서 호퍼(109)의 중앙부까지 설치되는 직선가이드(121)와, 상기 직선가이드(121)와 결합 되어 모터, 실린더 등과 같은 수평이동자에 의하여 왕복 운동하는 직선운동자(122)를 설치한다.

상기 직선운동자(122)에는 용기(101)의 양단부를 움켜쥐듯이 잡는 통상적인 핑거(123)를 설치하여 피더(112)의 선단에 위치한 용기(101)를 호퍼(109)의 중앙부까지 옮길 수 있도록 구성한다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 원료 공급시스템(100)의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

관리자가 지게차 등을 이용하여 다수의 용기(101)를 적재대(102)에 적재한 후 본 발명의 공급시스템(100)을 작동시키면, 다관절로봇(105)이 적재대(101)에 적재된 최 상측에 위치한 용기(101)부터 순차적으로 공급수단(104)으로 공급한다.

이 과정에서 공급수단(104)에 하나의 용기(101)가 공급되면 바로 피더(112)에 의하여 호퍼(109) 입구까지 이송되는 데, 이 과정에서 로봇(105)은 적재대(102)에 적재된 다른 용기(101)를 피더(112)에 공급하게 되므로 피더(112)에는 항상 2개의 용기(101)가 위치하는 형태가 된다.

물론, 피더(112)의 선측에 위치한 용기(101)가 클램퍼(113)에 의하여 호퍼(109) 방향으로 이송되면, 감지센서(120)에 의하여 감지되고, 피더(112)의 후측에 위치한 용기(101)는 선측으로 이송됨과 동시에 로봇(105)에 의하여 적재대(102) 상의 용기(101)가 피더(112)의 후측으로 공급되는 동작이 반복적으로 이루어지게 된다.

상기 피더(112)의 선측에 위치한 용기(101)는 클램퍼(113)를 구성하는 핑거(123)에 의하여 양단부가 클램핑 되고, 피더(112)에서 호퍼(109)까지 설치되는 직선가이드(121)와 결합 된 직선운동자(122)에 의하여 용기(101)는 호퍼(109)의 상방 중앙까지 이송된다.

상기 클램퍼(113)에 의하여 용기(101)가 호퍼(109)의 상방 중앙에 위치하면 공급프레임(108)에 세워지는 나이프(110)가 작동하여 용기(101)의 중앙부를 절단하게 되므로 용기(101)에 수용된 원료는 호퍼(109)로 낙하하고, 호퍼(109)의 하방과 사용처 사이에 설치되는 컨베이어(103)로 낙하하므로 원료는 자연스럽게 사용처로 이송되는 것이다.

상기 나이프(110)의 작동을 살펴보면, 클램퍼(113)에 의하여 용기(101)가 공급되면 상승 상태에 있던 승강자(117)가 하강하여 승강자(117)와 승강자(117)를 유도하는 가이드(118) 하단에 고정된 절단날(119)이 용기(101)의 중앙부를 절단함으로써 용기(101) 내부의 원료가 호퍼(109)로 쏟아지는 형태로 공급되는 것이다.

본 발명은, 적재대(102)에 적재된 용기(101)를 로봇(105)이 공급수단(104)으로 공급하고, 공급수단(104)에서는 공급받은 용기(101)를 피더(112)를 이용하여 다시 호퍼(109)의 상방으로 이송한 후 용기(101)의 중앙부를 절단하여 호퍼(109)로 원료를 공급하는 동작을 반복하여 연속적이면서도 정량씩 원료를 컨베이어(103)로 공급할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 적재대(102)에 적재된 용기(101)가 소정의 량만큼만 있을 경우에는 적재프레임(106)에 설치되는 감지센서(107)가 감지하여 관리자에게 인식시켜 주므로, 관리자는 지게차 등과 같은 운반수단을 이용하여 부족한 용기(101)를 적재대(102)에 보충하여주면 되는 것이다.

또한, 클램퍼(113)는 호퍼(109)로 원료를 배출하고나 빈 용기(101)를 공급프레임(108)의 외부로 배출시킨 후 초기 위치로 복귀하여 차기 동작을 수행하도록 함은 당연하다 할 것이다.

이러한 본 발명은 용기에 수용된 원료의 공급을 기계적으로 수행하여 연속적이면서 정량공급을 통하여 효율적인 작업을 가능하게 하고, 안전하고 쾌적한 작업장을 구현하고 생산원가를 절감할 수 있는 장점을 가진다.

100; 원료 공급시스템
101; 용기
102; 적재대
104; 공급수단
105; 로봇
1209; 호퍼
110; 나이프
112; 피더
113; 클램퍼
119; 절단날
120; 감지센서

Claims (4)

1. 원료를 수용한 용기(101)를 소정 량 적재하기 위한 적재대(102)와;
   원료 사용처와 연결되는 컨베이어(103)의 상방에 설치하여 용기(101) 내의 원료를 공급하여 컨베이어(103)에 의하여 원료가 사용처로 이송될 수 있도록 공급하기 위한 공급수단(104)과;
   상기 적재대(102)와 공급수단(104) 사이에 설치하여 적재대(102) 상의 용기(101)를 공급수단(104)으로 옮겨주는 로봇(105)으로 구성하고;
   상기 공급수단(104)은, 컨베이어(103) 위치에 설치하는 공급프레임(108)과;
   상기 컨베이어(103) 직 상방 중앙에 원료를 컨베이어(103)로 공급할 수 있도록 공급프레임(108)에 설치하는 호퍼(109)와;
   상기 호퍼(109)의 상방에 공급된 용기(101)를 절개할 수 있도록 설치하는 나이프(110)와;
   상기 공급프레임(108)의 입구(111)에서 호퍼(109) 사이에 설치하여 다관절로봇(105)이 옮긴 용기(101)를 호퍼(109) 까지 이송하는 피더(112)와;
   상기 피더(112)에서 호퍼(109)의 상방 중앙에 위치한 나이프(110) 하방까지 용기(101)를 집어서 공급하는 클램퍼(113)를 포함하는 원료 공급시스템에 있어서;
   상기 나이프(110)는, 공급프레임(108)에 세워지는 서포터(115)의 상방에 고정하는 수평바(116)와;
   상기 수평바(116)에 설치하여 승,하강하는 승강자(117)와;
   상기 승강자(117)가 바르게 승,강을 유도하도록 측방에 설치하는 가이드(118)와;
   상기 승강자(117)와 가이드(118)의 하단에 고정하여 용기(101)의 중앙부를 절단하는 절단날(119)을 포함하고;
   상기 피더(112)에 설치하여 호퍼(109)에 근접한 용기(101)를 클램퍼(113)가 클램핑 하면 입구측에 공급된 용기(101)가 피더(112)에 의하여 호퍼(109) 쪽으로 이동시키도록 하는 감지센서(120)를 포함하고;
   상기 클램퍼(113)는, 피더(112)의 끝단에서 호퍼(109)의 중앙부까지 설치되는 직선가이드(121)와;
   상기 직선가이드(121)와 결합 되어 왕복 운동하는 직선운동자(122)와;
   상기 직선운동자(122)에 설치되어 용기(101)의 양단부를 잡는 핑거(123)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 공급시스템.
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