KR101303625B1 - 마킹기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 자동화 라인에 고정되는 베이스; 부분 개방 측면을 구비한 홈을 포함하고, 상기 베이스에 장착된 히팅 블록; 상기 홈에 삽입되는 형태로 상기 히팅 블록에 결합된 고체 잉크; 상기 베이스의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 왕복할 수 있도록 상기 베이스에 장착된 지그; 및 회전 가능하게 상기 지그에 장착되고, 활자판을 구비한 활자판 결합부;를 포함한다. 이때, 상기 활자판 결합부의 회전은 상기 지그의 왕복 시 상기 베이스에 의해 안내되고, 상기 활자판은 상기 활자판 결합부의 회전 시 상기 홈의 부분 개방 측면에 노출된 고체 잉크의 표면과 맞닿는 위치와 상기 자동화 라인 상의 물품과 맞닿는 위치를 오간다.

Description

마킹기{MARKING DEVICE}
본 발명은 자동화된 생산 라인을 따라 이동하는 물품의 표면에 다양한 형태의 문자, 숫자, 기호 등을 표기하기 위해 상기 생산 라인에 설치되는 마킹기에 관한 것이다.
과거와 달리 오늘날에는 소비자의 욕구가 다양하다. 따라서 각 산업분야에서는 다양한 소비자 욕구 충족을 위해 다품종 소량 생산체제가 요구되고 있다. 그런데 다품종 소량 생산체제 하에서도 소품종 다량 생산체제에 못지않은 생산성을 유지하여야 기업들은 경쟁에서 우위를 점할 수 있다. 이에 각 산업분야의 기업들은 자동화된 생산 라인을 구축하여 가고 있다.
한편, 자동화된 생산 라인에는 공정 정도, 품질, 날짜 등을 표기하기 위한 마킹기가 설치되고 있다. 예컨대 원자재를 이용하여 부품을 제조하는 자동화 제조 라인에는 제조된 부품의 품질 등을 부품의 표면에 표기하기 위한 마킹기가 설치되고 있고, 여러 종류의 부품을 조립하기 위한 자동화 조립 라인에는 조립의 진행 단계 또는 조립 품질 등을 완성품의 표면에 표기하기 위한 마킹기가 설치되고 있다. 또한 상기 부품이나 완성품을 포장하는 자동화 포장 라인에는 출하 날짜, 바코드 등을 포장 용기의 표면에 표기하기 위한 마킹기가 설치되고 있다. 현재 이러한 용도의 마킹기로, 레이저 마킹기와 잉크젯 마킹기가 주로 사용되고 있다.
레이저 마킹기의 장점은 반영구적이라는 것과, 소모품이 없어 유지비가 적게 든다는 것이다. 그러나 레이저 마킹기는 매우 고가이므로 많은 초기 비용을 요한다.
잉크젯 마킹기의 경우, 소모품이 있어 유지비가 많이 드는 반면 레이저 마킹기보다는 구입 가격이 낮다. 그러나 레이저 마킹기에 비해 상대적으로 낮을 뿐이지 절대적으로 놓고 본다면 잉크겟 마킹기의 가격 또한 그다지 저렴한 편은 아니다.
본 발명은 상기 레이저 마킹기와 잉크젯 마킹기에 비해 저렴하면서도 간단한 구조를 갖는 마킹기를 제공하는 것을 목적으로 삼고 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동화 라인에 고정되는 베이스; 부분 개방 측면을 구비한 홈을 포함하고, 상기 베이스에 장착된 히팅 블록; 상기 홈에 삽입되는 형태로 상기 히팅 블록에 결합된 고체 잉크; 상기 베이스의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 왕복할 수 있도록 상기 베이스에 장착된 지그; 및 회전 가능하게 상기 지그에 장착되고, 활자판을 구비한 활자판 결합부;를 포함한다. 이때, 상기 활자판 결합부의 회전은 상기 지그의 왕복 시 상기 베이스에 의해 안내되고, 상기 활자판은 상기 활자판 결합부의 회전 시 상기 홈의 부분 개방 측면에 노출된 고체 잉크의 표면과 맞닿는 위치와 상기 자동화 라인 상의 물품과 맞닿는 위치를 오간다.
상기 홈의 중심에는 상기 베이스의 두께 방향(Z축 방향)을 따라 연장하는 결합축이 마련되고, 상기 고체 잉크는 회전 가능하게 상기 결합축에 결합된다.
상기 히팅 블록은 상기 활자판과 상기 고체 잉크의 표면이 맞닿았을 때 상기 베이스의 두께 방향(Z축 방향)과 평행한 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 베이스에 장착되고, 상기 베이스에는 회전한 상기 히팅 블록을 초기 위치로 복귀시키기 위한 복귀 수단이 장착된다.
상기 베이스에는 'ㄴ'자 형태의 안내홈이 형성되고, 상기 활자판 결합부의 하단은 상기 'ㄴ'자 형태의 안내홈에 삽입되어 있다.
본 발명에 따른 마킹기는 종래에 사용되던 레이저 마킹기 및 잉크젯 마킹기에 비해 저렴하면서도 간단한 구조를 갖는다.
또한 본 발명의 마킹기에 따르면, 고체 잉크의 전체 표면이 히팅 블록에 의해 고르게 가열되고, 활자판과 맞닿는 고체 잉크의 부위가 계속하여 변하며, 고체 잉크와 활자판 간에 마찰이 발생하지 않는다.
또한 본 발명의 마킹기에 따르면, 고체 잉크가 활자판을 가압하기 때문에 활자판에 잉크가 충분히 묻게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 마킹기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 마킹기를 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 마킹기의 내부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 마킹기에 마련된 히팅 블록의 회전 매커니즘을 설명하기 위해 개념적으로 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 마킹기의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
본 발명에 따른 마킹기(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(110)와, 히팅 블록(130)과, 고체 잉크(150)와, 지그(160)와, 활자판 결합부(170)를 포함한다.
상기 베이스(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 'ㄱ'자 형태의 단면을 갖는 고정부재(120)를 하면에 구비한다. 그리고 이 고정부재(120)는 볼트 등과 같은 수단에 의해 자동화 라인의 소정 위치에 고정되고, 이 경우 상기 베이스(110)도 자동화 라인에 고정된다. 한편, 상기 자동화 라인은 원자재를 이용하여 부품을 제조하는 자동화 제조 라인, 여러 종류의 부품을 조립하기 위한 자동화 조립 라인, 상기 부품이나 완성품을 포장하는 자동화 포장 라인 등을 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(110)에는 덮개(118)가 결합되어 있다. 이 덮개(118)는 베이스(110) 상부 공간의 윗부분에 위치하는 상판과, 상기 상부공간의 두 옆부분에 위치하는 측판들을 구비한다. 덮개(118)의 상판에는 고체 잉크(150)의 교체를 위한 홀이 마련되어 있다. 또한 덮개(118)의 측판에도 홀(118a)이 마련되어 있는데, 활자판(미도시)은 이 홀(118a)을 통과하여 자동화 라인에 놓인 물품의 표면에 문자, 숫자, 기호 등을 표기하게 된다.
상기 히팅 블록(130)은 덮개(118)의 안쪽에 위치하도록 베이스(110)에 장착되고, 열선(140)에 의해 가열된다. 히팅 블록(130)은 원기둥 형태의 홈(134)을 구비하는데, 이 홈(134)의 측면 중 일부는 도 3에 도시된 바와 같이 개방되어 있다. 그리고 상기 홈(134)의 중앙에는 결합축(132)이 마련되어 있다.
상기 고체 잉크(150)는 상기 홈(134)에 삽입되는 형태로 상기 결합축(132)과 결합한다. 결합축(132)과 고체 잉크(150)가 결합하였을 때, 고체 잉크(150) 외표면은 상기 홈(134)의 측면과 이격 상태를 유지하고, 상기 홈(134)의 개방 측면을 통해 히팅 블록(130)의 외부로 부분 노출된다. 한편, 결합축(132)에 고체 잉크(150)가 결합된 상태에서 히팅 블록(130)이 가열되면 고체 잉크(150)의 외표면이 미약하게 액화되고, 이러한 상태에서 활자판(미도시)이 고체 잉크(150)의 외표면과 맞닿으면 활자판(미도시)에 잉크가 묻게 된다.
베이스(110)의 일측면에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(110)의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 연장하는 가이드 레일(112)이 마련되어 있다. 이 가이드 레일(112)에는 이동 블록(162)이 슬라이딩 가능하게 결합되어 있고, 상기 이동 블록(162)에는 상기 지그(160)가 고정되어 있다. 상기 지그(160)는 공압 실린더(180)의 로드(미도시)와 연결되어 있다. 따라서 공압 실린더(180)가 작동하면 상기 지그(160)는 Y축 방향을 따라 직선왕복운동을 수행하게 된다. 한편 상기 공압 실린더(180)는 베이스(110)의 하면에 고정되어 있다.
상기 활자판 결합부(170)는 Z축과 평행한 자세를 취하는 핀(174)을 통해 지그(160)의 일단에 회전 가능하게 결합된다. 또한 활자판 결합부(170)의 하단(178)은 롤러 또는 베어링 등과 같은 회전 가능 수단으로 이루어진다. 활자판 결합부(170)의 하단(178)은 베이스(110)에 마련된 'ㄴ'자 형태의 안내홈(114)에 삽입되어 있다. 따라서 지그(160)가 Y축 방향을 따라 직선왕복운동을 수행하면 활자판 결합부(170)의 하단(178)이 안내홈(114)을 따라 이동하고, 이로써 활자판 결합부(170)는 상기 핀(174)을 회전축으로 하여 회전하게 된다.
활자판(미도시)은 고정핀(172)을 통해 활자판 결합부(170)에 결합된다. 그리고 상기 활자판(미도시)은, 활자판 결합부(170)의 회전 시, 히팅 블록(130)의 외부로 노출된 고체 잉크(150)의 표면과 맞닿는 위치(잉크 묻힘 위치)와 자동화 라인 상의 물품과 맞닿는 위치(마킹 위치)를 오가게 된다.
한편, 상기 고체 잉크(150)는 히팅 블록(130)의 결합축(132)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 회전은 고체 잉크(150)의 내면과 결합축(132)의 외면 간 밀착 정도를 조절하면 이루어질 수 있다.
활자판(미도시)이 고체 잉크(150)의 표면과 최초로 접촉한 이후 활자판 결합부(170)가 계속하여 회전하면, 활자판(미도시)은 고체 잉크(150) 표면과의 접촉면적을 점차 늘려가면서 잉크 묻힘 위치까지 이동하게 된다. 그리고 이 과정 동안 고체 잉크(150)는 활자판 결합부(170)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전하게 된다. 따라서 고체 잉크(150)가 결합축(132)에 회전 가능하게 결합되면, 고체 잉크(150)의 표면과 활자판(미도시) 간에 마찰이 거의 발생하지 않게 된다.
활자판(미도시)이 잉크 묻힘 위치에 있는 상태에서 활자판 결합부(170)가 신속하게 회전하면, 고체 잉크(150)의 표면과 맞닿아 있던 활자판(미도시)은 고체 잉크(150)에 힘을 가한 후 마킹 위치로 신속히 이동한다. 그리고 이 과정에서 고체 잉크(150)는 활자판 결합부(170)의 회전 방향과 반대 방향으로 소정의 각도만큼 회전하게 되고, 이로써 히팅 블록(130)의 외부로 노출되는 고체 잉크(150)의 부위는 계속하여 변하게 된다. 따라서 고체 잉크(150)가 결합축(132)에 회전 가능하게 결합되면, 고체 잉크(150)의 모든 표면 부위들의 고르게 가열될 수 있고 활자판과 맞닿는 고체 잉크(150)의 부위는 계속 변하게 된다.
한편, 자동화 라인 상의 물품 표면에 문자, 숫자, 기호 등이 뚜렷하게 표기되기 위해서는 활자판이 잉크 묻힘 위치에서 고체 잉크(150)의 표면을 가압할 필요가 있다. 이에 본 발명에서는 히팅 블록(130)이 Z축과 평행한 회전축(138)에 대하여 회전(이 회전 방향은 도 4에서 화살표로 표시됨)할 수 있도록 베이스(110)에 장착되고, 복귀 수단이 베이스(110)에 장착된다.
상기 회전축(138)은 도 4에 도시된 바와 같이 히팅 블록(130)의 결합축(132)과 Y축 좌표를 달리한다. 그리고 히팅 블록(130)은 베이스(110)의 상면 및 덮개(118)의 상판과 이격상태를 유지한다. 따라서 활자판이 잉크 묻힘 위치에 있으면, 고체 잉크(150)가 활자판에 밀려 히팅 블록(130)이 상기 회전축(138)을 중심으로 회전하게 된다.
상기 복귀 수단은 Y축 방향을 따라 연장하는 봉과, 이 봉의 외주면에 위치하는 스프링(116)을 포함한다. 상기 봉의 일단은 베이스(110)의 상면에 형성된 돌출부에 고정되고, 반대단은 히팅 블록(130)의 측면에 형성된 돌출부(136)와 결합한다. 상기 스프링(116)은 베이스(110)의 상면에 형성된 돌출부와 히팅 블록(130)의 측면에 형성된 돌출부(136) 사이에 위치하고, 히팅 블록(130)이 활자판에 의해 밀렸을 때 압축한다. 한편 히팅 블록(130)의 측면에 형성된 돌출부(136)에는 도 2에 도시된 바와 같이 베이스(110)의 길이 방향(X축 방향)을 따라 연장하는 장홈(136a)이 형성된다. 이 장홈(136a)으로 인해 히팅 블록(130)의 회전은 복귀 수단의 봉에 의해 방해받지 않는다.
이하, 상기 마킹기(100)의 작동 과정을 설명한다.
활자판이 마킹 위치에 있는 상태에서 공압 실린더(180)가 작동하면 지그(160)는 Y축 방향을 따라 이동한다. 그리고 지그(160)가 이동하면 활자판 결합부(170)가 회전하게 되고, 이로써 활자판은 잉크 묻힘 위치로 이동하게 된다.
활자판이 잉크 묻힘 위치로 이동하는 과정에서 고체 잉크(150)의 표면과 접촉하면 고체 잉크(150)는 결합축(132)을 중심으로 회전한다. 그리고 활자판이 잉크 묻힘 위치에 도달하면 고체 잉크(150) 및 히팅 블록(130)은 활자판에 밀려 회전축(138)을 중심으로 회전하고, 이때 복귀 수단의 스프링(116)은 압축된다. 압축된 스프링(116)은 히팅 블록(130)에 탄성 복원력을 가하고, 이로써 고체 잉크(150)는 잉크 묻힘 위치에 있는 활자판을 가압하게 된다.
활자판이 잉크 묻힘 위치에 있는 상태에서 공압 실린더(180)가 역으로 작동하면 지그(160)는 Y축 방향을 따라 이동한다. 그리고 지그(160)가 이동하면 활자판 결합부(170)가 회전하게 되고, 이로써 활자판은 마킹 위치로 이동하게 된다. 마킹 위치로 이동하는 도중 활자판은 덮개(118)의 측판에 마련된 홀(118a)을 통과하고, 마킹 위치에서는 자동화 라인에 있는 물체의 표면에 문자, 숫자, 기호 등을 표기한다.
활자판은 잉크 묻힘 위치를 벗어나면서 고체 잉크(150)를 회전시킨다. 회전하던 고체 잉크(150)가 정지하면 히팅 블록(130)에 마련된 홈(134)의 개방 측면으로는 고체 잉크(150)의 다른 표면이 노출된다. 한편, 활자판이 잉크 묻힘 위치를 벗어나면 스프링(116)의 탄성 복원력에 의해 히팅 블록(130)은 초기 위치로 복귀한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
100 : 마킹기 110 : 베이스
112 : 가이드 레일 114 : 안내홈
116 : 스프링 118 : 덮개
130 : 히팅 블록 132 : 결합축
134 : 홈 136 : 돌출부
138 : 회전축 140 : 열선
150 : 고체 잉크 160 : 지그
162 : 이동 블록 172 : 고정핀
174 : 핀 180 : 공압 실린더

Claims (4)

  1. 자동화 라인에 고정되는 베이스;
    부분 개방 측면을 구비한 홈을 포함하고, 상기 베이스에 장착된 히팅 블록;
    상기 홈에 삽입되는 형태로 상기 히팅 블록에 결합된 고체 잉크;
    상기 베이스의 폭 방향(Y축 방향)을 따라 왕복할 수 있도록 상기 베이스에 장착된 지그; 및
    회전 가능하게 상기 지그에 장착되고, 활자판을 구비한 활자판 결합부;를 포함하고,
    상기 활자판 결합부의 회전은 상기 지그의 왕복 시 상기 베이스에 의해 안내되고, 상기 활자판은 상기 활자판 결합부의 회전 시 상기 홈의 부분 개방 측면에 노출된 고체 잉크의 표면과 맞닿는 위치와 상기 자동화 라인 상의 물품과 맞닿는 위치를 오가는 것을 특징으로 하는 마킹기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈의 중심에는 상기 베이스의 두께 방향(Z축 방향)을 따라 연장하는 결합축이 마련되고, 상기 고체 잉크는 회전 가능하게 상기 결합축에 결합된 것을 특징으로 하는 마킹기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히팅 블록은 상기 활자판과 상기 고체 잉크의 표면이 맞닿았을 때 상기 베이스의 두께 방향(Z축 방향)과 평행한 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 상기 베이스에 장착되고, 상기 베이스에는 회전한 상기 히팅 블록을 초기 위치로 복귀시키기 위한 복귀 수단이 장착된 것을 특징으로 하는 마킹기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 베이스에는 'ㄴ'자 형태의 안내홈이 형성되고, 상기 활자판 결합부의 하단은 상기 'ㄴ'자 형태의 안내홈에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 마킹기.
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