KR101309907B1

KR101309907B1 - 박스 테이프 자동 절단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101309907B1
Application number: KR1020130063525A
Authority: KR
Inventors: 이왕묵
Original assignee: 이왕묵
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2013-09-17

Abstract

본 발명은 정확한 위치에서 박스에 접착된 테이프를 절단시키고 대량의 박스 테이프 절단 작업을 단시간에 수행하기 위한 것으로, 본 발명에 의하면, 일정 속도로 회전하는 컨베이어벨트 상에 위치하는 박스의 유무를 감지하여 감지신호를 생성한 후 제어부에 전달하는 복수개의 위치감지센서와; 제어부의 명령에 의해 컨베이어벨트를 따라 이동하는 박스의 상단을 수직 및 평행 방향으로 절개시키도록 중앙정렬부, 제1스톱장치, 일측 수직절개부, 평행절개부, 제2스톱장치, 타측 수직절개부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치를 제공한다.

Description

박스 테이프 자동 절단 장치 및 방법{Apparatus and Method for Cutting Box Tape Automatically}

본 발명은 박스 테이프 자동 절단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박스를 봉하기 위해 접착된 테이프를 절개시키도록, 컨베이어 라인 상에서 이송되는 박스를 정렬시킨 후 박스에 접착된 테이프를 절개수단으로 절개시키는 박스 테이프 자동 절단 장치 및 방법에 관한 것이다.

제품이 들어 있는 포장용 박스는 골판지 등의 종이 박스 혹은 폴리프로필렌(PP) 수지 박스 등으로 제조되며 그 상단면의 개봉부를 접착테이프로 밀봉하게 되는데, 이때 상기 접착테이프는 상단면의 중앙선 및 중앙선의 양 끝단에서 수직되게 각각 접착되도록 한다.

따라서 상기와 같이 포장된 박스를 개봉시키기 위해서는 접착테이프를 제거하거나 절개하는 작업이 필요하다.

도 1에서 보는 바와 같이, 2001년 8월 27일자로 출원되어 공개된 특허공개번호 제10-2003-0018267호의 '측면을 개봉하여 제품을 취출할 수 있는 제품 포장용 박스'에서는 무거운 내용물을 포장용 박스로부터 쉽게 취출할 수 있도록 측면에 개봉용 절개선을 구비하도록 하고 있다.

그러나 밀봉된 포장용 박스의 개봉부를 개방하기 위해서 접착테이프 혹은 개봉부를 수작업으로 절개해야 하는데 이러한 대량의 박스 개봉 작업 시에는 많은 시간이 소요되며 인력이 낭비되는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 컨베이어 라인 상에서 이동하는 밀봉된 박스의 접착테이프를 수직 및 평행 방향으로 절개시키도록 에어실린더에 의해 상, 하로 이동하는 절개수단을 구비하는 박스 테이프 자동 절단 장치를 제공하기 위함이다.

또한 본 발명의 목적은, 상기 절개수단에 의해 박스의 중앙 및 가장자리에 위치하는 테이프를 정확한 위치에서 절개시킬 수 있도록 박스의 위치를 조절하는 위치조절수단을 구비하는 박스 테이프 자동 절단 장치를 제공하기 위함이다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 컨베이어 라인 상에서 일정 속도로 이동하는 박스의 테이프를 타이밍에 따라 절개시킬 수 있도록 PLC 프로그램화된 제어부에 의해 절개 공정을 수행하는 박스 테이프 자동 절단 방법을 제공하기 위함이다.

상기한 본 발명의 목적은, 컨베이어벨트 상에 위치하는 박스의 유무를 감지하여 감지신호를 생성한 후 이를 제어부에 전달하는 복수개의 위치감지센서와; 양측이 박스의 양측면과 맞닿도록 수직 이동하여 박스가 컨베이어벨트의 중앙에 위치하도록 이동시키는 중앙정렬부와; 에어실린더를 작동시켜 스톱바를 컨베이어벨트 상에서 하강 후 승강시키는 제1스톱장치와; 에어실린더를 작동시켜 절개용 칼날을 박스 일측 가장자리 위치에서 하강 후 승강시키는 일측 수직절개부와; 에어실린더를 작동시켜 절개용 칼날을 박스 일측으로부터 타측까지의 중앙에 위치시키도록 하강 후 승강시키는 평행절개부와; 에어실린더를 작동시켜 스톱바를 컨베이어벨트 상에서 하강 후 승강시키는 제2스톱장치와; 에어실린더를 작동시켜 절개용 칼날을 박스의 타측 가장자리 위치에서 하강 후 승강시키는 타측 수직절개부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치에 의해 달성된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 중앙정렬부는, 박스 이동 시작 지점의 감지신호를 전달받은 제어부의 명령에 따라 작동되는 써보모터와; 상기 써보모터에 의해 회전하며, 좌측과 우측이 서로 다른 방향의 나사산을 형성하는 정렬판 이송용 전조나사와; 상기 정렬판 이송용 전조나사의 회전과 함께 그 길이 방향을 따라 좌, 우로 각각 이동하는 한 쌍의 좌우정렬판과; 상기 정렬판 이송용 전조나사의 길이 방향을 따라 상, 하에 위치하여 상기 좌우정렬판 상부를 구속하는 정렬판 이송용 가이드바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 좌우정렬판은, 그 하부 내측에 스프링으로 연결되어 있는 좌우정렬 가이드바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 제1스톱장치 및 제2스톱장치는, 거치대 상부에 고정되어, 상기 제어부의 명령에 따라 피스톤을 승강 혹은 하강시키는 에어실린더와; 상기 에어실린더의 하단에서 컨베이어벨트 이동방향에 수직되는 방향으로 부착되어 있는 스톱바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 일측 수직절개부 및 타측 수직절개부는, 거치대 상부에 고정되어, 상기 제어부의 명령에 따라 피스톤을 승강 혹은 하강시키는 에어실린더와; 상기 에어실린더의 하단에서 컨베이어벨트 이동방향에 수직되는 방향으로 부착되어 있는 절개용 칼날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 평행절개부는, 거치대 상부에 고정되어, 상기 제어부의 명령에 따라 피스톤을 승강 혹은 하강시키는 에어실린더와; 상기 에어실린더의 하단에서 컨베이어벨트 이동방향에 평행되는 방향으로 부착되어 있는 절개용 칼날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 절개용 칼날은, 상기 절개용 칼날의 상부를 감싸며, 상기 에어실린더 하단에 부착되어 있는 절개용 칼날집과; 상기 절개용 칼날집과 상기 절개용 칼날 상부 사이에 구비되는 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 타측 수직절개부는, 제어부가 엔코더의 정보로부터 박스길이를 연산하여, 박스의 타측 가장자리 상에 타측 수직절개부가 위치하도록, 상기 제어부에 의해 작동되는 써보모터와; 컨베이어벨트의 이동 방향을 따라 나사산을 형성하며, 상기 써보모터에 의해 회전하여 상기 나사산에 맞물려 있는 타측 수직절개부 에어실린더를 컨베이어벨트 이동 방향을 따라 이동시키는 이송용 전조나사를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 목적은 또한, 위치감지센서가 컨베이어벨트 상에서 이동하는 박스의 유무를 감지하여 감지신호를 생성하고, 상기 감지신호를 전달받은 제어부가 컨베이어벨트 속도와 엔코더의 정보를 통해 박스 길이를 연산하는 박스 위치 및 길이 감지 단계와; 중앙정렬부가 박스의 양측면을 대칭되게 밀어 중앙으로 정렬시키는 써보모터동작 및 중앙정렬 단계와; 제1스톱장치의 하강에 의해 박스가 1차로 이동을 멈춘 상태에서 일측 수직절개부가 하강하여 일측 가장자리의 테이프를 절개시키는 일측 수직절개 단계와; 제1스톱장치의 승강과 동시에 평행절개부가 하강하여 박스의 중앙에 부착된 테이프를 절개하는 평행절개 단계와; 써보모터를 동작시켜 박스의 타측 가장자리에 타측 수직절개부의 절개용 칼날을 위치시키는 써보모터동작 및 수직절개부 이동 단계와; 제2스톱장치에 의해 박스가 2차로 이동을 멈춘 상태에서 타측 수직절개부가 박스 타측 가장자리의 테이프를 절개시키는 타측 수직절개 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 방법에 의해서도 달성된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 일측 수직절개 단계는, 제어부가 에어실린더를 작동시켜 제1스톱바를 하강시키는 스톱바 하강 단계와; 상기 제1스톱바 일측에 위치하는 제2위치감지센서가 박스를 감지하여 감지신호를 생성하여 제어부로 전달하는 박스 위치 감지 단계와; 상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 일측 수직절개부를 하강 후 승강시켜 박스의 수직 방향 가장자리에 부착된 테이프를 절개하는 수직절개 부위 하강 후 승강 단계와; 상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 제1스톱장치를 승강시키는 스톱바 승강 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 타측 수직절개 단계는, 제어부가 에어실린더를 작동시켜 제2스톱바를 하강시키는 스톱바 하강 단계와; 상기 제2스톱바 일측에 위치하는 제3위치감지센서가 박스를 감지하여 감지신호를 생성하여 제어부로 전달하는 박스 위치 감지 단계와; 상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 타측 수직절개부를 하강 후 승강시켜 박스의 수직 방향 가장자리에 부착된 테이프를 절개하는 수직절개 부위 하강 후 승강 단계와; 상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 제2스톱장치를 승강시키는 스톱바 승강 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명의 박스 테이프 자동 절단 장치 및 방법은 정확한 위치에서 박스에 접착된 테이프를 절단시키게 되어 제품 손상을 최소화할 수 있으며, 기존의 수작업 방식을 탈피하여 자동화된 작업을 함으로써 대량의 박스 테이프 절단 작업을 단시간에 수행할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 포장 박스의 절단 방식을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박스 테이프 자동 절단 장치의 전체 구성도,
도 3은 도 2의 중앙정렬부의 정면도 및 측면도,
도 4는 도 2의 제1스톱장치의 정면도 및 측면도,
도 5는 도 2의 일측 수직절개부의 정면도 및 측면도,
도 6은 도 2의 평행절개부의 정면도 및 측면도,
도 7은 도 2의 제2스톱장치의 정면도 및 측면도,
도 8은 도 2의 타측 수직절개부의 정면도 및 측면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 박스 테이프 자동 절단 방법의 전체 순서도,
도 10은 도 9의 수직절개 단계의 세부 순서도.

이하 본 발명의 박스 테이프 자동 절단 장치 및 방법의 실시예를 첨부되는 도면들을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 박스 테이프 자동 절단 장치의 전체 구성도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박스 테이프 자동 절단 장치는 거치대(2)의 하부에 위치하는 컨베이어벨트(7)를 일정 속도로 돌아가도록 하고 상기 컨베이어벨트(7) 상에 박스(1)를 올려 박스(1)의 상단부 테이프 밀봉부를 수직 및 평행으로 절단하도록 한다. 본 명세서에서 “평행”이라 함은 컨베이어벨트(7) 상의 박스(1)의 이동 방향과 동일한 방향을 의미하며, “수직”이라 함은 "평행"에 직교하여 가로지르는 방향을 의미한다.

이를 위해 본 발명은 거치대 상부에 제1위치감지센서(9), 중앙정렬부(10), 평행절개부(20), 일측 수직절개부(30), 제2위치감지센서(19), 제1스톱장치(40), 타측 수직절개부(50), 제3위치감지센서(29), 제2스톱장치(70)가 순서대로 위치하고, 상기 구성들을 제어하도록 PLC(Programmable Logic Controller) 프로그램화된 제어부(미도시)가 구성된다.

상기의 구성들은 거치대(2) 상부에서 컨베이어벨트(7)의 이동 방향을 따라 일렬로 고정되게 부착되어 있으며, 거치대(2) 하부에 설치되어 있는 컨베이어벨트(7)가 일정 속도로 돌아감에 따라 상기 컨베이어벨트(7) 상에 위치하는 박스(1)가 상기 구성들을 순서대로 지나가게 된다.

보다 구체적으로 박스(1)의 이동 시작점이 되는 컨베이어벨트(7)의 일측은 위치감지센서(9)가 위치하고, 상기 위치감지센서(9)는 박스(1)의 감지 유무를 통해 박스 끝단 통과지점을 인식하여 감지신호를 생성한 후 제어부에 전달하게 된다.

따라서 상기 제어부는 컨베이어벨트(7)의 속도와 박스(1) 감지신호를 감지하여 이에 따른 속도와 박스 길이를 엔코더(3)(길이측정, 회전방향 및 속도 측정 등을 위해 써보모터의 구성이 되는 광전식 로터리 엔코더)의 정보를 통해 연산하고 박스(1)의 이동 순서에 따라 중앙정렬부(10), 제1스톱장치(40), 일측 수직절개부(30), 평행절개부(20), 제2스톱장치(70), 타측 수직절개부(50)를 작동시키게 된다.

상기 중앙정렬부(10)는 위치감지센서(9)의 일측에 위치하며, 상기 위치감지센서(9)의 감지신호를 전달받은 제어부의 명령에 따라 써보모터(15)가 작동되고, 상기 써보모터(15)에 의해 작동하는 정렬판 이송용 전조나사(14)에 의해 좌우정렬판(11)이 좌우로 이동되도록 한다.

보다 구체적으로 도 3의 상단의 정면도 및 하단의 측면도에서 보는 바와 같이, 상기 중앙정렬부(10)는 거치대(2) 상단에 써보모터(15)가 설치되어 있으며 상기 써보모터(15)와 벨트로 연결된 정렬판 이송용 전조나사(14)가 컨베이어벨트(7)를 가로지르도록 컨베이어벨트(7)의 이동 방향과 직교되게 위치하게 된다.

상기 정렬판 이송용 전조나사(14)는 그 양측이 거치대(2) 측벽에 견고하게 구속된 상태로 써보모터에 의해 회전하게 되고, 좌측과 우측의 나사산 방향을 서로 달리하도록 형성하고 있어, 한 쌍의 좌우정렬판(11)이 상기 정렬판 이송용 전조나사(14)의 양측에서 대칭되는 위치에서 맞물리되 상기 정렬판 이송용 전조나사(14)의 회전과 함께 좌, 우로 각각 이동하게 된다.

이때 상기 정렬판 이송용 전조나사(14)의 회전에 의해 좌, 우로 이동하는 좌우정렬판(11)이 직선 방향으로 가이드되도록, 상기 정렬판 이송용 전조나사(14)의 상, 하에 위치하는 정렬판 이송용 가이드바(13)가 좌우정렬판(11) 상부를 구속한 상태로 직선 이동시키게 된다.

상기 좌우정렬판(11)은 상부가 상기 정렬판 이송용 전조나사(14)의 나사산과 맞물려 좌, 우로 각각 이동하는 한 쌍의 판재이며, 박스(1)의 양측면과 맞닿아 박스(1)가 컨베이어벨트(7)의 중앙에 위치되도록 한다.

상기 좌우정렬판(11)은 그 하부 내측에 스프링과 광센서가 구비된 좌우정렬 가이드바(12)를 부착하고 있어, 좌우정렬판(11)이 박스(1) 측면에 맞닿을 시에 발생하는 압력을 광센서가 감지하여 압력을 완충시킴으로써 박스 내의 제품을 보호하고 컨베이어벨트(7)에 평행하게 박스(1)가 위치하도록 가이드한다.

상기와 같이 박스(1)가 컨베이어벨트(7) 상에서 이동하며 중앙정렬부(10)를 통과하게 되면, 제1스톱장치(40)에 의해 1차로 이동을 멈추게 된다.

상기 제1스톱장치(40)는 제어부에 의해 중앙정렬부(10)와 동시에 작동하게 되며, 제어부의 명령에 의해 에어실린더(41)를 작동시켜 스톱바(42)를 하강시키게 된다.

보다 구체적으로 도 4의 상단의 정면도 및 하단의 측면도에서 보는 바와 같이, 상기 제1스톱장치(40)는 거치대(2) 상부에 고정되어 있는 에어실린더(41)와, 상기 에어실린더(41)의 하단에서 컨베이어벨트(7)를 가로지르도록 컨베이어벨트(7)의 이동방향과 직교되게 부착되어 있는 스톱바(42)로 구성된다.

이때 상기 에어실린더(41)는 거치대(2) 상단에 부착되어 있는 에어실린더 고정용 가이드바(4)에 의해 고정된 상태에서 피스톤만 승, 하강할 수 있도록 한다.

또한 스톱바(42)는 에어실린더(41)의 피스톤의 승, 하강에 의해 함께 승, 하강함에 따라 수직으로 승, 하강할 수 있도록 거치대(2) 측면에 스톱바가이드(43)가 부착되어 있다. 이때 스톱바가이드는 LM(Linear-motion) 베어링 가이드바에 해당된다.

상기와 같이 박스(1)가 제1스톱장치(40)의 하강에 따라 이동이 정지된 상태에서 제2이동감지센서(19)가 박스를 감지하여 감지신호를 생성한 후 제어부로 전달하게 되면, 제어부는 일측 수직절개부(30)를 작동시켜 박스의 수직 방향 부착 테이프를 절개하고 스톱바(42)를 다시 승강시키게 된다.

보다 구체적으로 도 5의 상단의 정면도 및 하단의 측면도에서 보는 바와 같이, 상기 일측 수직절개부(30)는 거치대(2) 상부에 고정되어 있는 에어실린더(31)와, 상기 에어실린더(31)의 하단에서 컨베이어벨트(7)를 가로지르도록 컨베이어벨트(7)의 이동방향과 직교되게 부착되어 있는 절개용 칼날(34)로 구성된다.

이때 상기 에어실린더(31)는 거치대(2) 상단에 부착되어 있는 에어실린더 고정용 가이드바(4)에 의해 고정된 상태에서 피스톤만 승, 하강할 수 있도록 한다.

또한 상기 에어실린더(31)는 그 양측의 에어실린더 가이드바(36)가 에어실린더 고정용 가이드바(4) 내부에 함께 구속되어 있으며 하단은 에어실린더와 에어실린더 가이드바가 모두 절개용 칼날집을 부착하고 있어, 에어실린더(31)가 에어실린더 가이드바(36)의 수직 길이 방향을 따라 가이드되어 견고하게 수직 이동을 하게 된다.

상기 절개용 칼날(34)은 상기 박스(1)의 일측 끝단을 절개시키도록 박스(1) 일측 끝단과 접하는 제1스톱장치(40)와 인접하여 위치하게 된다.

상기 절개용 칼날(34)은 그 상부가 절개용 칼날집(32)에 감싸여져 있으며 상기 절개용 칼날집(32)이 에어실린더(31) 하단에 부착되도록 한다.

또한 절개용 칼날(34)과 절개용 칼날집(32)은 그 사이의 연결 부위에 스프링(33)과 광센서를 구비하고 있어 스프링에 발생하는 압력을 광센서가 감지하여 압력을 완충함으로써 절개용 칼날(34)이 박스(1)에 맞닿을 시에 에어실린더 및 절개용 칼날집과의 충격을 완충시키고 박스 내 제품을 손상시키지 않는 작용을 한다.

상기와 같이 일측 수직절개부(30)의 에어실린더(31)가 하강 후 승강한 다음 연속되게 스톱바(42)의 에어실린더(41)가 승강하고, 평행절개부(20)의 에어실린더(21)가 하강 후 절개용 칼날이 박스 테이프를 평행 방향으로 절개한 다음 다시 승강하게 된다.

보다 구체적으로 도 6의 상단의 정면도 및 하단의 측면도에서 보는 바와 같이, 상기 평행절개부(20)는 거치대(2) 상부에 고정되어 있는 에어실린더(21)와, 상기 에어실린더(21)의 하단에서 컨베이어벨트(7)의 이동방향과 평행되게 컨베이어벨트(7)의 중앙에 부착되어 있는 절개용 칼날(24)로 구성된다.

이때 상기 에어실린더(21)는 거치대(2) 상단에 부착되어 있는 에어실린더 고정용 가이드바(4)에 의해 고정된 상태에서 피스톤만 승, 하강할 수 있도록 한다.

또한 상기 에어실린더(21)는 그 양측으로 에어실린더 가이드바(26)가 에어실린더 고정용 가이드바(4) 내부에 함께 구속되어 있으며 하단은 에어실린더와 에어실린더 가이드바가 모두 절개용 칼날집을 부착하고 있어, 에어실린더(21)가 에어실린더 가이드바(26)의 수직 길이 방향을 따라 가이드되어 견고하게 수직 이동을 하게 된다.

상기 절개용 칼날(24)은 그 상부가 절개용 칼날집(22)에 감싸여져 있으며 컨베이어벨트(7)의 이동 방향으로 칼날이 부착되어 있다.

또한 절개용 칼날(24)과 절개용 칼날집(22)은 그 사이의 연결 부위에 스프링과 광센서를 구비하고 있어, 절개용 칼날(24)이 박스(1)에 맞닿을 시에 스프링에 발생하는 압력을 광센서가 감지하여 압력을 완충시킴으로써 에어실린더 및 절개용 칼날집과의 충격을 완충시키고 박스 내 제품을 손상시키지 않는 작용을 한다.

상기 에어실린더(21)는 제어부의 박스 길이 연산 결과에 따라 일정 시간동안 하강한 상태로 고정되어 있다가 상기 광센서의 압력 감지가 off되면 다시 승강하게 된다.

상기와 같이 에어실린더(21)가 승강한 후, 박스(1)가 컨베이어벨트(7) 상에서 이동하게 되며 컨베이어벨트(7)의 타측 끝단에 위치하는 제3위치감지센서(29)를 통과하게 되면, 제2스톱장치(70)에 의해 2차로 이동을 멈추게 된다.

상기 제2스톱장치(70)는 제어부의 명령에 의해 에어실린더(71)를 작동시켜 스톱바(72)를 하강시키게 된다.

보다 구체적으로 도 7의 상단의 정면도 및 하단의 측면도에서 보는 바와 같이, 상기 제2스톱장치(70)는 거치대(2) 상부에 고정되어 있는 에어실린더(71)와, 상기 에어실린더(71)의 하단에서 컨베이어벨트(7)를 가로지르도록 컨베이어벨트(7)의 이동방향과 직교되게 부착되어 있는 스톱바(72)로 구성된다.

이때 상기 에어실린더(71)는 거치대(2) 상단에 부착되어 있는 에어실린더 고정용 가이드바(4)에 의해 고정된 상태에서 피스톤만 승, 하강할 수 있도록 한다.

또한 스톱바(72)는 에어실린더(71)의 피스톤의 승, 하강에 의해 함께 승, 하강함에 따라 수직으로 승, 하강할 수 있도록 거치대(2) 측면에 스톱바가이드(73)가 부착되어 있다. 이때 상기 스톱바가이드는 LM 베어링 가이드바에 해당된다.

상기와 같이 박스(1)가 제2스톱장치(40) 하강에 따라 이동이 정지된 상태에서 제3위치감지센서(29)가 박스를 감지하여 감지신호를 생성한 후 제어부로 전달하게 되면, 제어부는 타측 수직절개부(50)를 작동시켜 박스의 수직 방향 부착 테이프를 절개하도록 한다.

보다 구체적으로 도 8의 정면도 및 정면도 하단의 측면도에서 보는 바와 같이, 상기 타측 수직절개부(50)는 거치대(2) 상부에 고정되어 있는 에어실린더(51)와, 상기 에어실린더(51)의 하단에서 컨베이어벨트(7)를 가로지르도록 컨베이어벨트(7)의 이동방향과 직교되게 부착되어 있는 절개용 칼날(54)로 구성된다.

이때 상기 에어실린더(51)는 거치대(2) 상단에 부착되어 있는 에어실린더 고정용 가이드바(4)에 의해 고정된 상태에서 피스톤만 승, 하강할 수 있도록 한다.

상기 타측 수직절개부(50)는 상기 일측 수직절개부(30)와 동일하게 박스 상단의 양 가장자리에 부착된 테이프를 절개시키기 위한 것으로 컨베이어벨트(7)의 이동방향과 수직되는 방향으로 절개되도록 한다.

또한 상기 에어실린더(51)는 그 양측으로 에어실린더 가이드바(56)가 에어실린더 고정용 가이드바(5) 내부에 함께 구속되어 있으며 하단은 에어실린더와 에어실린더 가이드바가 모두 절개용 칼날집을 부착하고 있어, 에어실린더(51)가 에어실린더 가이드바(56)의 수직 길이 방향을 따라 가이드되어 견고하게 수직 이동을 하게 된다.

상기 절개용 칼날(54)은 그 상부가 절개용 칼날집(52)에 감싸여져 있으며 상기 절개용 칼날집(52)이 에어실린더(51) 하단에 부착되도록 한다.

또한 절개용 칼날(54)과 절개용 칼날집(52)은 그 사이의 연결 부위에 스프링과 광센서를 구비하고 있어 절개용 칼날(54)이 박스(1)에 맞닿을 시에 스프링에 발생하는 압력을 광센서가 감지하여 압력을 완충시킴으로써 에어실린더 및 절개용 칼날집과의 충격을 완충시키는 작용을 한다.

이때 상기 에어실린더(51)의 위치 조절은 제1위치감지센서(9)와 엔코더(3)의 감지결과에 따라 제어부에 의해 연산된 박스의 길이에 따라 써보모터(55)를 작동시켜 컨베이어벨트(7)의 이동 방향으로 설치되어 있는 이송용 전조나사(57)를 회전시키고, 에어실린더(51)가 이송용 전조나사(56)와 나사산으로 맞물려 이송용 전조나사(57)의 길이 방향을 따라 전, 후진하며 박스의 타측 상에 위치하도록 하는 것이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 박스 테이프 자동 절단 방법의 순서도를 도시하고 있다.

도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 박스 테이프 자동 절단 방법은 우선, 컨베이어벨트(7) 상에서 이동하는 박스(1)의 유무를 감지하고 감지 시간과 엔코더(3)를 통해 길이를 연산하는 박스 위치 및 길이 감지 단계(S10)를 수행하게 된다.

상기 박스 위치 및 길이 감지 단계(S10)는 박스(1)의 이동 시작점이 되는 컨베이어벨트(7)의 일측에 제1위치감지센서(9)를 위치시키고, 상기 제1위치감지센서(9)가 박스(1)의 존재를 감지하여 감지신호를 생성한 후 이를 제어부에 전달한다.

따라서 상기 제어부는 컨베이어벨트(7)의 속도에 따른 박스(1) 감지신호의 시작 및 종료 시간을 측정하고 엔코더(3)의 회전정보에 따른 박스 위치와 박스 길이를 연산하게 된다.

상기 박스 위치 및 길이 감지 단계(S10)를 수행한 후, 일정한 속도로 돌아가고 있는 컨베이어벨트(7) 상에 놓인 박스(1)를 컨베이어벨트(7)의 중앙에 위치시키도록 중앙정렬부(10)가 박스(1)를 정렬하는 써보모터동작 및 중앙정렬 단계(S20)를 수행하게 된다.

상기 단계(S20)에서 중앙정렬부(10)는 제1위치감지센서(9)의 일측에 위치하며, 상기 제1위치감지센서(9)의 감지신호를 전달받은 제어부의 명령에 따라 써보모터(15)가 작동되고, 상기 써보모터(15)에 의해 회전하는 정렬판 이송용 전조나사(14)를 따라 각각 이동하는 한 쌍의 좌우정렬판(11)에 의해 박스(1)가 중앙에 위치하게 된다.

보다 구체적으로 상기 써보모터(15)와 벨트로 연결된 정렬판 이송용 전조나사(14)가 컨베이어벨트(7)를 가로지르도록 컨베이어벨트(7)의 이동 방향과 직교되게 위치하고 있어, 상기 정렬판 이송용 전조나사(14)의 회전에 의해 좌, 우로 이동하도록 정렬판 이송용 전조나사(14)와 나사결합되어 있는 좌우정렬판(11)이 중심으로부터 대칭되게 이동하면서 박스(1)의 양측면과 맞닿게 된다.

이때, 상기 좌우정렬판이 직선 방향으로 가이드되도록, 상기 정렬판 이송용 전조나사(14)의 상, 하에 위치하는 정렬판 이송용 가이드바(13)가 좌우정렬판(11) 상부를 구속한 상태로 직선 이동시키게 된다.

상기와 같이 박스(1)가 컨베이어벨트(7) 상에서 이동하며 중앙정렬부(10)를 통과하게 되면, 제1스톱장치(40)에 의해 1차로 이동을 멈춘 상태에서 일측의 가장자리를 절개시키는 일측 수직절개 단계(S30)를 수행하게 된다.

상기 단계는 도 10에서 보는 바와 같이, 우선 제1스톱장치(40)를 하강시키는 스톱바 하강 단계(S101)를 수행하게 된다.

상기 단계(S30)는 제어부에 의해 중앙정렬부(10)가 박스(1)를 정렬시킴과 동시에 작동하게 되며, 제어부의 명령에 의해 에어실린더(41)를 작동시켜 스톱바(42)를 하강시키게 된다.

상기와 같이 박스(1)가 제1스톱장치(40) 하강에 따라 이동이 정지된 상태에서 제1스톱장치(40)의 일측에 위치하는 제2위치감지센서(19)가 박스를 감지하여 감지신호를 생성하여 제어부로 전달하는 박스 위치 감지 단계(S102)를 수행하게 된다.

상기와 같이 박스 감지신호를 전달받은 제어부는 일측 수직절개부(30)를 하강 후 승강시켜 박스의 수직 방향 가장자리에 부착된 테이프를 절개하는 수직절개 부위 하강 후 승강 단계(S103)를 수행하게 된다.

상기와 같이 일측 수직절개부(30)에 의해 박스(1)의 일측 끝단이 절개된 상태에서 제1스톱장치(40)를 승강시키도록 제어부가 에어실린더(41)를 동작시키는 스톱바 승강 단계(S104)를 수행하게 된다.

상기 단계들(S101~S104)을 수행하여 일측 수직 끝단이 절개된 상태에서 박스의 평행 방향 가장자리에 부착되어 있는 테이프의 중앙을 절개하는 평행절개 단계(S40)를 수행하게 된다.

상기 단계(S40)에서는 제어부가 에어실린더(21)를 작동시켜 에어실린더 가이드바(26)와 함께 에어실린더 고정용 가이드바(4) 내부에 구속된 상태로 하강한 후, 상기 에어실린더(21) 하단에 부착된 절개용 칼날(24)이 컨베이어벨트(7) 상에서 이동하는 박스의 평행 방향 테이프를 절개한 후 다시 승강하도록 한다.

상기와 같이 절개용 칼날(24)이 승강한 후, 써보모터를 동작시켜 박스(1)의 타측에 타측 수직절개부(50)의 절개용 칼날을 위치시키는 써보모터동작 및 수직절개부 이동 단계(S50)를 수행하게 된다.

상기 단계(S50)에서는 박스길이를 연산한 제어부가 써보모터를 작동시켜 컨베이어벨트(7)의 이동 방향으로 설치되어 있는 이송용 전조나사(56)를 회전시키고, 타측 수직절개부의 절개용 칼날이 부착된 에어실린더(51)가 이송용 전조나사(56)와 나사산으로 맞물려 이송용 전조나사(56)의 길이 방향을 따라 전, 후진하며 박스의 타측 가장자리 상에 위치되도록 한다.

상기 써보모터동작 및 수직절개부 이동 단계(S50)를 수행한 후, 제2스톱장치(70)에 의해 2차로 이동을 멈춘 상태에서 박스 타측의 가장자리를 절개시키는 타측 수직절개 단계(S60)를 수행하게 된다.

상기 단계(S60)는 상술한 일측 수직절개 단계(S30)와 유사하게 도 10에서 보는 바와 같이, 우선 제2스톱장치(70)를 하강시키는 스톱바 하강 단계(S101)를 수행하게 된다.

상기 단계(S101)는 제어부의 명령에 의해 에어실린더(71)를 작동시켜 스톱바(72)를 하강시키게 된다.

상기와 같이 박스(1)가 제2스톱장치(70) 하강에 따라 이동이 정지된 상태에서 제2스톱장치(70)의 일측에 위치하는 제3위치감지센서(29)가 박스를 감지하여 감지신호를 생성하여 제어부로 전달하는 박스 위치 감지 단계(S102)를 수행하게 된다.

상기와 같이 박스 감지신호를 전달받은 제어부는 타측 수직절개부(50)의 절개용 칼날이 부착된 에어실린더를 하강 후 승강시켜 박스의 수직 방향 가장자리에 부착된 테이프를 절개하는 수직절개 부위 하강 후 승강 단계(S103)를 수행하게 된다.

상기와 같이 타측 수직절개부(50)에 의해 박스(1)의 타측 끝단이 절개된 상태에서 제2스톱장치(70)를 승강시키도록 제어부가 에어실린더(51)를 동작시키는 스톱바 승강 단계(S104)를 수행하게 된다.

10 : 중앙정렬부 20 : 평행절개부
30 : 일측 수직절개부 40 : 제1스톱장치
50 : 타측 수직절개부 70 : 제2스톱장치

Claims

컨베이어벨트 상에 위치하는 박스의 유무를 감지하여 감지신호를 생성한 후 이를 제어부에 전달하는 복수개의 위치감지센서와;
양측이 박스의 양측면과 맞닿도록 수직 이동하여 박스가 컨베이어벨트의 중앙에 위치하도록 이동시키는 중앙정렬부와;
에어실린더를 작동시켜 스톱바를 컨베이어벨트 상에서 하강 후 승강시키는 제1스톱장치와;
에어실린더를 작동시켜 절개용 칼날을 박스 일측 가장자리 위치에서 하강 후 승강시키는 일측 수직절개부와;
에어실린더를 작동시켜 절개용 칼날을 박스 일측으로부터 타측까지의 중앙에 위치시키도록 하강 후 승강시키는 평행절개부와;
에어실린더를 작동시켜 스톱바를 컨베이어벨트 상에서 하강 후 승강시키는 제2스톱장치와;
에어실린더를 작동시켜 절개용 칼날을 박스의 타측 가장자리 위치에서 하강 후 승강시키는 타측 수직절개부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 중앙정렬부는,
박스 이동 시작 지점의 감지신호를 전달받은 제어부의 명령에 따라 작동되는 써보모터와;
상기 써보모터에 의해 회전하며, 좌측과 우측이 서로 다른 방향의 나사산을 형성하는 정렬판 이송용 전조나사와;
상기 정렬판 이송용 전조나사의 회전과 함께 그 길이 방향을 따라 좌, 우로 각각 이동하는 한 쌍의 좌우정렬판과;
상기 정렬판 이송용 전조나사의 길이 방향을 따라 상, 하에 위치하여 상기 좌우정렬판 상부를 구속하는 정렬판 이송용 가이드바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
제 2항에 있어서,
상기 좌우정렬판은,
그 하부 내측에 스프링으로 연결되어 있는 좌우정렬 가이드바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1스톱장치 및 제2스톱장치는,
거치대 상부에 고정되어, 상기 제어부의 명령에 따라 피스톤을 승강 혹은 하강시키는 에어실린더와;
상기 에어실린더의 하단에서 컨베이어벨트 이동방향에 수직되는 방향으로 부착되어 있는 스톱바를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 일측 수직절개부 및 타측 수직절개부는,
거치대 상부에 고정되어, 상기 제어부의 명령에 따라 피스톤을 승강 혹은 하강시키는 에어실린더와;
상기 에어실린더의 하단에서 컨베이어벨트 이동방향에 수직되는 방향으로 부착되어 있는 절개용 칼날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
제 1항에 있어서,
상기 평행절개부는,
거치대 상부에 고정되어, 상기 제어부의 명령에 따라 피스톤을 승강 혹은 하강시키는 에어실린더와;
상기 에어실린더의 하단에서 컨베이어벨트 이동방향에 평행하는 방향으로 부착되어 있는 절개용 칼날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
상기 절개용 칼날은,
상기 절개용 칼날의 상부를 감싸며, 상기 에어실린더 하단에 부착되어 있는 절개용 칼날집과;
상기 절개용 칼날집과 상기 절개용 칼날 상부 사이에 구비되는 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
제 5항에 있어서,
상기 타측 수직절개부는,
제어부가 엔코더의 정보로부터 박스길이를 연산하여, 박스의 타측 가장자리 상에 타측 수직절개부가 위치하도록,
상기 제어부에 의해 작동되는 써보모터와;
컨베이어벨트의 이동 방향을 따라 나사산을 형성하며, 상기 써보모터에 의해 회전하여 상기 나사산에 맞물려 있는 타측 수직절개부 에어실린더를 컨베이어벨트 이동 방향을 따라 이동시키는 이송용 전조나사를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 장치.
위치감지센서가 컨베이어벨트 상에서 이동하는 박스의 유무를 감지하여 감지신호를 생성하고, 상기 감지신호를 전달받은 제어부가 컨베이어벨트 속도와 엔코더의 정보를 통해 박스 길이를 연산하는 박스 위치 및 길이 감지 단계(S10)와;
중앙정렬부가 박스의 양측면을 대칭되게 밀어 중앙으로 정렬시키는 써보모터동작 및 중앙정렬 단계(S20)와;
제1스톱장치의 하강에 의해 박스가 1차로 이동을 멈춘 상태에서 일측 수직절개부가 하강하여 일측 가장자리의 테이프를 절개시키는 일측 수직절개 단계(S30)와;
제1스톱장치의 승강과 동시에 평행절개부가 하강하여 박스의 중앙에 부착된 테이프를 절개하는 평행절개 단계(S40)와;
써보모터를 동작시켜 박스의 타측 가장자리에 타측 수직절개부의 절개용 칼날을 위치시키는 써보모터동작 및 수직절개부 이동 단계(S50)와;
제2스톱장치에 의해 박스가 2차로 이동을 멈춘 상태에서 타측 수직절개부가 박스 타측 가장자리의 테이프를 절개시키는 타측 수직절개 단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 방법.
제 9항에 있어서,
상기 일측 수직절개 단계(S30)는,
제어부가 에어실린더를 작동시켜 제1스톱바를 하강시키는 스톱바 하강 단계와;
상기 제1스톱바 일측에 위치하는 제2위치감지센서가 박스를 감지하여 감지신호를 생성하여 제어부로 전달하는 박스 위치 감지 단계와;
상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 일측 수직절개부를 하강 후 승강시켜 박스의 수직 방향 가장자리에 부착된 테이프를 절개하는 수직절개 부위 하강 후 승강 단계와;
상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 제1스톱장치를 승강시키는 스톱바 승강 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 방법.
제 9항에 있어서,
상기 타측 수직절개 단계(S60)는,
제어부가 에어실린더를 작동시켜 제2스톱바를 하강시키는 스톱바 하강 단계와;
상기 제2스톱바 일측에 위치하는 제3위치감지센서가 박스를 감지하여 감지신호를 생성하여 제어부로 전달하는 박스 위치 감지 단계와;
상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 타측 수직절개부를 하강 후 승강시켜 박스의 수직 방향 가장자리에 부착된 테이프를 절개하는 수직절개 부위 하강 후 승강 단계와;
상기 제어부가 에어실린더를 작동시켜 제2스톱장치를 승강시키는 스톱바 승강 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박스 테이프 자동 절단 방법.