KR101320634B1 - 과일 선별시스템 - Google Patents

Abstract

작업자가 과일을 낱개로 적재할 수 있는 작업구간을 경유하도록 설치되며 과일을 낱개로 적재할 수 있는 트레이를 이동시키는 과일투입 컨베이어, 과일투입 컨베이어에서 이동된 트레이에 적재된 과일의 무게 및 당도를 포함하는 품질을 측정하는 과일 측정부, 과일 측정부를 통과하는 트레이들을 직선 이동시키는 과일선별 메인 컨베이어, 과일선별 메인 컨베이어를 따라 일정 간격으로 설치되며 선별된 과일이 적재된 트레이를 선택적으로 간섭하여 방향 전환시키는 복수의 트레이 방향전환기와, 과일선별 메인 컨베이어의 이송방향을 따라 일정 간격으로 설치되며 트레이 방향전환기에 의해 방향 전환된 트레이를 정렬시켜 작업자가 과일을 분리할 수 있도록 대기시키는 복수의 과일 배출대기 컨베이어와, 과일 배출대기 컨베이어에서 과일이 분리된 빈트레이를 상기 과일 배출대기 컨베이어로부터 배출시켜 이동시키는 복수의 빈트레이 배출 컨베이어, 빈트레이 배출 컨베이어 각각을 통해 배출되는 빈트레이를 모두 전달받아 이송시키는 빈트레이 회송 컨베이어와, 과일선별 메인 컨베이어에서 선별되지 못하고 통과하는 트레이 및 빈트레이를 과일투입 컨베이어로 재전송시키는 리턴 컨베이어와, 빈트레이 회송 컨베이어를 통해 회송되는 빈트레이를 복수 열로 정렬시켜 대기시키는 빈트레이 회송대기 컨베이어, 빈트레이 회송대기 컨베이어와 리턴 컨베이어 사이에 설치되어 빈트레이 회송대기 컨베이어에 정렬된 빈 트레이의 이동을 선택적으로 차단 및 해제하는 빈트레이 개폐유닛, 과일 측정기에서 측정된 정보를 근거로 트레이 방향전환기의 구동과 빈트레이 개폐유닛의 구동을 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 과일 선별시스템이 개시된다.

Description

과일 선별시스템{A FRUIT SORTING SYSTEM}

본 발명은 과일 선별시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨베이어 상에 배치되는 과일 적재용 트레이를 순환시키면서 과일을 자동으로 선별할 수 있는 과일 선별시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 과일 선별시스템을 나타내 보인 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 과일 선별시스템은 과일투입 컨베이어(10) 상의 트레이(1)에 선별할 과일을 올려놓으면, 트레이(1)가 과일 측정부들(21,22)을 경유하면서 과일의 무게, 당도 등이 측정된다.

과일 측정부(21,22)를 통과한 트레이(1)는 과일 선별을 위한 메인 컨베이어(11)를 통과하게 되며, 메인 컨베이어(11)를 통과하는 트레이들(1)을 트레이(1)에 적재된 과일의 무게, 당도 등과 같은 선별 기준별로 구분하여 과일 배출대기 컨베이어(12)로 이동되도록 이송방향 전환장치(13)에 의해서 방향전환된다.

상기 과일 배출대기 컨베이어(12)로 이동된 트레이(1)는 과일이 분리된 뒤 빈 트레이 상태로 빈트레이 배출 컨베이어(14)에 의해 빈트레이 회송 컨베이어(15)로 이동된다.

빈트레이 회송 컨베이어(15)의 빈 트레이들은 빈트레이 회송대기 컨베이어(16)로 이동된다. 빈트레이 회송대기 컨베이어(16)로 이동된 빈 트레이들은 정렬가이드(17)에 의해 복수 열로 정렬되어 대기되며, 빈트레이 회송 개폐장치(18)에서의 개폐동작에 정렬가이드(17)에 복수 열로 정렬된 상태에서 선택적으로 어느 한 열씩 빈트레이 리턴 컨베이어(19)로 공급된다. 상기 빈트레이 리턴 컨베이어(19)는 과일투입 컨베이어(10)로 빈 트레이들을 1열로 정렬시켜 이동시킨다.

한편, 상기 과일선별 메인 컨베이어(11)에서 과일배출 컨베이어(12)로 방향전환되어 이동되지 못한 빈 트레이 또는 과일 적재 트레이는 과일선별 메인 컨베이어(11)의 하류에서 에러트레이 리턴 컨베이어(20)를 통해 과일투입 컨베이어(19)의 상류로 이동되어 과일선별 메인 컨베이어(11)로 재투입되어 이송된다.

그런데 상기와 같은 구성을 가지는 종래의 과일 선별시스템에 의하면, 에러트레이 리턴 컨베이어(20)를 통해 과일선별 메인 컨베이어(11)로 재투입되는 트레이(1) 중에는 과일이 적재된 트레이와 과일이 적재되지 않은 빈 트레이도 포함된다. 따라서 오랜 시간 시스템을 구동시 과일선별 메인 컨베이어(11)로 투입되는 빈 트레이들은 에러트레이 리턴 컨베이어(20)로 계속해서 누적되어 공급됨으로써, 결국 에러트레이 리턴 컨베이어(20)의 전 구간에 걸쳐 트레이가 채워지게 될 경우, 시스템 구동을 중지하고, 에러트레이 리턴 컨베이어(20) 상의 빈 트레이들을 제거해야 하는 문제점이 있다.

또한, 빈트레이 회송대기 컨베이어(16)와 에러트레이 리턴 컨베이어(20)를 별도로 마련하여 구동시키는 구성을 가짐으로써, 장치가 대형화되고 많은 공간을 차지하는 문제점이 있었다.

또한, 빈트레이 회송대기 컨베이어(16)에 빈 트레이가 채워진 후에만 빈트레이 공급 컨베이어(19)로 빈 트레이가 공급되므로, 과일투입 컨베이어(10)에서 충분히 많은 수의 빈 트레이를 대기시키는 것이 어려워 과일 선별 작업이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

또한, 에러트레이 리턴 컨베이어(20)에 에러트레이가 만재 되었을 경우 빈트레이가 회송될 방법이 없기 때문에, 과일 배출대기 컨베이어(12) 1개의 라인을 빈트레이 회송 전용라인으로 별도로 사용하여 빈트레이를 회송시켜야 하는 구성을 설치해야 하므로, 불필요하고 복잡한 라인을 추가해야 하는 문제점이 있습니다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 시스템의 중단없이 트레이를 연속하여 공급함으로써 과일 선별 작업을 효과적으로 할 수 있도록 개선된 과일 선별시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과일 선별시스템은, 작업자가 과일을 낱개로 적재할 수 있는 작업구간을 경유하도록 설치되며, 상기 과일을 낱개로 적재할 수 있는 트레이를 이동시키는 과일투입 컨베이어; 상기 과일투입 컨베이어에서 이동된 트레이에 적재된 과일의 무게 및 당도를 포함하는 품질을 측정하는 과일 측정부; 상기 과일 측정부를 통과하는 트레이들을 직선 이동시키는 과일선별 메인 컨베이어; 상기 과일선별 메인 컨베이어를 따라 일정 간격으로 설치되며, 선별된 과일이 절재된 트레이를 선택적으로 간섭하여 방향 전환시키는 복수의 트레이 방향전환기와; 상기 과일선별 메인 컨베이어의 이송방향을 따라 일정 간격으로 설치되며, 상기 트레이 방향전환기에 의해 방향 전환된 트레이를 정렬시켜 작업자가 과일을 분리할 수 있도록 대기시키는 복수의 과일 배출대기 컨베이어와; 상기 과일 배출대기 컨베이어에서 과일이 분리된 빈 트레이를 상기 과일 배출대기 컨베이어로부터 배출시켜 이동시키는 복수의 빈트레이 배출 컨베이어; 상기 빈트레이 배출 컨베이어 각각을 통해 배출되는 빈트레이를 모두 전달받아 이송시키는 빈트레이 회송 컨베이어와; 상기 과일선별 메인 컨베이어에서 선별되지 못하고 통과하는 트레이 및 빈트레이를 상기 과일투입 컨베이어로 재전송시키는 리턴 컨베이어와; 상기 빈트레이 회송 컨베이어를 통해 회송되는 빈트레이를 복수 열로 정렬시켜 대기시키는 빈트레이 회송대기 컨베이어; 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어와 상기 리턴 컨베이어 사이에 설치되어 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어에 정렬된 빈 트레이의 이동을 선택적으로 차단 및 해제하는 빈트레이 개폐유닛; 상기 과일 측정기에서 측정된 정보를 근거로 상기 트레이 방향전환기의 구동과, 상기 빈트레이 개폐유닛의 구동을 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리턴 컨베이어에서 상기 과일투입 컨베이어로 이송되는 트레이를 감지하는 제1트레이 감지센서와; 상기 리턴 컨베이어에 정렬대기되는 트레이를 감지하는 제2트레이 감지센서; 및 상기 리턴 컨베이어에서 상기 과일투입 컨베이어 쪽으로 이동되는 트레이를 선택적으로 차단하는 메인 스토퍼;를 더 포함하며, 상기 제어유닛은 상기 제1 및 제2트레이 감지센서에서 트레이들을 감지하는 시간간격이 기준간격 이상인 경우, 상기 메인 스토퍼를 작동시켜 상기 리턴 컨베이어에 트레이가 정렬되어 대기되도록 제어하고, 상기 빈트레이 개폐유닛을 개방시켜 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어에 대기중인 빈트레이를 상기 리턴 컨베이어로 공급되도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어유닛은, 상기 제2트레이 감지센서에서 상기 리턴 컨베이어에 기준수 이상의 트레이가 대기 정렬된 상태인 것으로 감지된 경우, 상기 빈트레이 개폐유닛을 폐쇄시켜 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어로부터의 빈트레이 공급을 중지하고, 상기 메인 스토퍼를 개방상태로 동작시켜 상기 리턴 컨베이어의 트레이를 상기 과일투입 컨베이어로 공급하도록 제어하는 것이 좋다.

또한, 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어로 이송되는 빈트레이를 복수의 정렬라인으로 정렬대기시키기 위한 복수의 가이드부와; 상기 복수의 정렬라인에 대기 정렬되는 빈트레이를 감지하도록 상기 복수의 가이드부 각각에 설치되는 복수의 대기 빈트레이 감지센서와; 상기 복수의 정렬라인 중에서 상기 과일선별 메인 컨베이어에 인접한 정렬라인과 상기 빈트레이 회송 컨베이어를 연결하여 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어의 수용범위를 넘는 빈트레이를 상기 빈트레이 회송 컨베이어로 순환시키는 빈트레이 순환 컨베이어; 및 상기 복수의 정렬라인 중에서 상기 빈트레이 순환 컨베이어에 연결되지 않은 나머지 정렬라인에서 공급되는 빈트레이를 상기 리턴 컨베이어로 이동시키는 빈트레이 공급 컨베이어;를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 빈트레이 개폐유닛은, 상기 복수의 정렬라인 중 상기 빈트레이 공급 컨베이어에 연결되는 정렬라인의 출구측에 각각 설치되며, 각각 독립적으로 개폐동작되어 상기 빈 트레이의 이동을 선택적으로 제한하는 복수의 보조 스토퍼와; 상기 보조 스토퍼의 개방시 상기 정렬라인을 통해 공급되는 빈트레이를 상기 리턴 컨베이어로 이동되도록 가이드 하며, 상기 보조 스토퍼의 개방동작에 연동하여 회동되어 가이드위치로 이동되는 복수의 회동가이더;를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 과일 선별시스템에 따르면, 과일이 선별되지 않은 에러 트레이 및 빈트레이를 과일투입 컨베이어 쪽으로 최우선으로 하여 재공급하도록 하는 리턴 컨베이어를 포함하는 구성을 가짐으로써, 트레이 수용구간을 확대하여 원활한 투입이 가능하게 된다.

또한, 선별된 뒤 빈 상태로 회송되는 빈 트레이를 정렬시켜 회송대기시키는 빈트레이 회송대기 컨베이어에 복수의 정렬라인을 설치하되, 그 중 하나는 빈트레이 회송 컨베이어로 연결되도록 하는 구성을 가짐으로써, 빈트레이 회송대기 컨베이어에 수용범위 이상의 빈 트레이가 회송되더라도 반복하여 순환시킴으로써, 시스템이 멈추는 것을 근본적으로 해결하여 선별시스템의 선별작업을 중단없이 수행할 수 있다.

도 1은 종래의 과일 선별시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 과일 선별시스템을 설명하기 위한 개략적인 블록 구성도이다.
도 2b는 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 과일 선별시스템을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2b에 도시된 과일 선별시스템을 이용한 과일 선별 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 트레이 방향전환기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 리턴 컨베이어를 통해 트레이가 공급되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 빈트레이 회송대기 컨베이어로부터 빈 트레이가 공급되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 선별된 트레이를 다시 회송시키는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 과일 선별시스템을 자세히 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 8c를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 과일 선별시스템은, 과일 투입 컨베이어(110)와, 과일 측정부(120)와, 과일선별 메인 컨베이어(130)와, 리턴 컨베이어(140)와, 트레이 방향전환기(150)와, 과일 배출대기 컨베이어(161)와, 빈트레이 배출 컨베이어(162), 빈트레이 회송 컨베이어(170), 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)와, 빈트레이 개폐유닛(190), 제어유닛(200)을 구비한다.

상기 과일투입 컨베이어(110)는 과일 측정부(120)의 상류에 소정 길이로 마련되며, 상기 리턴 컨베이어(140) 및 빈 트레이 회송 컨베이어(170)로부터 공급되는 트레이를 상기 과일 측정부(120) 쪽으로 이송시키도록 연결된다. 상기 과일 투입 컨베이어(110) 주변에서 작업자가 빈 트레이(1')에 과일을 적재시켜서 과일 측정부(120)로 이동되도록 한다.

상기 과일 측정부(120)는 과일의 무게를 측정하기 위한 무게 측정부(121)와, 과일의 당도, 색깔 등의 품질을 측정하기 위한 품질 측정부(122)를 구비할 수 있다. 상기와 같이 과일 측정부(120)에서 과일의 무게, 당도, 색깔 등을 측정하는 방법 및 장치는 산업 전반에서 널리 사용되는 공지의 기술로부터 이해될 수 있는 것이므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 과일선별 메인 컨베이어(130)는 과일 측정부(120)를 통과한 과일적재 트레이(1)를 이동시키면서 품질별로 선별하기 위한 것이다. 이러한 과일선별 메인 컨베이어(130)는 직선으로 소정 길이 설치되며, 그 하류에는 상기 리턴 컨베이어(140)가 연결된다. 따라서 과일선별 메인 컨베이어(130)에서 선별되어 과일 배출대기 컨베이어(161)로 방향전환되어 이동되지 못한 트레이는 리턴 컨베이어(140)로 그대로 이동되어, 과일투입 컨베이어(110)로 바로 재전송된다.

리턴 컨베이어(140)는 과일선별 메인 컨베이어(130)의 하류와 과일투입 컨베이어(110)의 상류를 연결하도록 설치되며, 트레이 방향전환기(150)를 에워싸도록 외곽에 배치된다. 리턴 컨베이어(140)에는 제1 및 제2트레이 감지센서(141,142) 및 메인 스토퍼(143)가 설치된다. 제1트레이 감지센서(141)는 메인 스토퍼(143)를 경유하여 과일투입 컨베이어(110)로 이동되는 트레이들(1,1')을 감지하며, 감지된 정보는 제어유닛(200)으로 전달된다. 상기 제2트레이 감지센서(142)는 메인 스토퍼(143)의 상류 쪽으로 일정 거리 이격된 위치에 설치되어, 트레이(1,1')의 이송상태를 감지하고, 감지 정보는 제어유닛(200)으로 전달된다. 상기 메인 스토퍼(143)는 리턴 컨베이어(140) 상에서 과일투입 컨베이어(110) 쪽으로 트레이(1,1')가 이동되는 것을 선택적으로 차단하거나 허용하도록 설치된다. 이러한 메인 스토퍼(143)는 제어유닛(200)의 제어신호에 따라 온/오프 구동되며, 온 구동시 상기 리턴 컨베이어(140)의 트레이(1,1') 이송경로 상으로 돌출되어 트레이(1,1')가 진행하지 못하도록 차단하고, 오프 구동시 트레이(1,1')가 진행할 수 있도록 트레이 이송경로 상에서 벗어나도록 동작된다. 이러한 메인 스토퍼(143)는 온/오프 동작에 의해 직선 왕복이동되거나 회동왕복되는 액추에이터, 솔레노이드 등을 포함할 수 있으며, 구체적인 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것을 아니다.

상기 트레이 방향전환기(150)는 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 과일선별 메인 컨베이어(130)를 따라 인접되게 복수 설치되며, 구체적으로는 과일선별 메인 컨베이어(130)를 사이에 두고 과일 배출대기 컨베이어(161)에 대응되는 위치에 설치된다. 이러한 트레이 방향전환기(150)는 일측이 제1힌지볼트(151)에 의해 브라켓(152)에 회동 가능하게 설치되는 유압실린더(153)와, 유압실린더(153)에 유압이 공급되거나 유압이 배출됨에 따라 유압실린더(153)의 선단에 왕복 이동 가능하게 설치되는 피스톤로드(154)와, 피스톤로드(154)에 피봇핀(155)에 의해 회동 가능하게 연결되어 피스톤로드(154)의 전진시에 제1힌지볼트(151)를 중심으로 유압실린더(153)가 회전되면서 제2힌지볼트(156)를 중심으로 선회되어 과일선별 메인 컨베이어(130)에 의해 이송되는 과일적재 트레이(1)를 밀어내어 방향전환하는 회전판(157)을 구비한다.

상기 구성의 트레이 방향전환기(150)는 제어유닛(200)에 의해 구동제어되어, 회전판(157)이 회전되면서 과일선별 메인 컨베이어(130)를 따라 이동되는 과일적재 트레이(1)를 과일 배출대기 컨베이어(161)로 밀어서 방향을 전환시킨다. 즉, 제어유닛(200)은 과일(2)이 적재된 과일적재 트레이(1) 중에서 소정 위치의 과일 배출대기 컨베이어(161)로 선별할 과일이 적재된 과일적재 트레이(1)가 트레이 방향전환기(150)에 접근할 경우, 트레이 방향전환기(150)를 동작시켜서 과일적재 트레이(1)를 과일 배출대기 컨베이어(161)로 이동되도록 밀어주어 선별한다. 그리고 빈 트레이(1') 및 선별되지 못한 과일적재 트레이(1)는 방향전화지 않고 그대로 통과시킨다.

상기 과일 배출대기 컨베이어(161)는 과일선별 메인 컨베이어(130)의 길이 방향으로 복수가 일정 간격으로 설치되며, 과일선별 메인 컨베이어(130)의 진행방향에 교차하는 방향으로 과일적재 트레이(1)를 이동시키도록 설치된다. 과일선별 메인 컨베이어(130)에서 이송되던 트레이들(1,1') 중에서 트레이 방향전환기(150)에 의해 밀쳐진 과일적재 트레이(1)는 과일 배출대기 컨베이어(161)로 이동되어 1열로 차례로 대기상태를 유지하며, 대기상태의 과일적재 트레이(1)에서 작업자가 과일을 빼내어 제거하면, 빈 트레이(1')는 상기 빈트레이 배출 컨베이어(162)로 이동된다.

구체적으로 살펴보면, 과일 배출대기 컨베이어(161)에 의해 과일적재 트레이(1)는 과일 출하위치(S)로 순차적으로 이송되고, 과일 출하위치(S)에 도착한 과일적재 트레이(1)에서 작업자에 의해 과일(2)이 이탈되면, 과일이 이탈된 빈트레이(1')는 과일 출하위치(S)의 일측에 설치된 빈 트레이 감지센서(163)에서 감지된다. 빈 트레이 감지센서(163)로부터 빈 트레이 감지신호를 전달받아 동작되는 자동반출장치(165)가 동작되면서 반출게이트(G)를 통해 빈 트레이(1')를 빈트레이 배출 컨베이어(162)로 이동시킨다.

여기서, 상기 자동반출장치(165)는 과일 배출대기 컨베이어(161)를 통해 이송되는 과일적재 트레이(1)를 과일 출하위치(S)에서 정지되도록 하고, 과일 출하위치(S)에 정지된 과일적재 트레이(1)의 과일(2)이 이탈되면 빈 트레이 감지센서(163)로부터 빈 트레이 감지신호를 전달 받아 푸시 작동되어 오픈된 반출게이트(G)를 통해 빈 트레이(1')를 빈트레이 배출 컨베이어(162)로 반출한다. 상기 빈 트레이 감지센서(163)는 광 포토센서(광센서)를 포함할 수 있으며, 후술하는 공압 액츄에이터(167)의 작동 스위치 기능을 갖는다.

상기 자동반출장치(165)는 과일 적재 트레이(1)의 정지기능을 가짐과 동시에 빈 트레이(1')의 자동반출기능을 겸하는 트레이 정지 및 자동반출부재(166)와, 빈 트레이 감지센서(163)로부터 빈 트레이 감지신호를 받아 일정속도로 전후 왕복되는 공압 액츄에이터(167)를 구비한다.

상기 공압 액츄에이터(167)의 에어실린더(167a)가 1차적으로 작동하여 작동로드(167b)가 에어실린더(167a) 쪽으로 이동된 후 2차적으로 멀어지도록 이동된다. 에어실린더(167a)가 1차적으로 동작되면, 작동로드(167b)의 이동에 의해 작동로드(167b)에 연결된 트레이 정지 및 자동반출부재(166)의 푸셔암(166a)이 도 8c에 도시된 바와 같이, 회동핀(166b)을 중심으로 A1 방향으로 회동되어 과일적재 트레이(1)의 외측을 감싸서 과일 출하위치(S)에 고정시킨다. 이러한 상태에서, 과일 적재 트레이(1)에서 작업자가 과일(2)을 이탈시키면, 빈 트레이 감지센서(163)에서 빈 트레이(1')를 감지하고, 빈 트레이 감지신호를 전달받은 공압 액츄에이터(167)가 2차로 동작되면, 푸셔암(166a)이 회동핀(188b)을 중심으로 A2 방향으로 회동되면서 과일 출하위치(S)에 있던 빈 트레이(1')를 개방된 반출게이트(G)를 통해 빈트레이 배출 컨베이어(162)로 이동시킨다. 따라서, 빈 트레이(1')는 빈트레이 배출 컨베이어(162)로 자동으로 반출되어 이동될 수 있다. 한편 상기 구성을 가지는 자동반출장치(165)는 본 발명을 특징짓는 것이 구성이 아니며, 다양한 예가 가능함은 물론, 보다 구체적인 내용은 본 출원인에 의해 출원된 바 있는 특허출원 제10-2010-0002616호에 자세히 개시되어 있으므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 빈트레이 배출 컨베이어(162)는 과일 배출대기 컨베이어(161)의 반대 방향으로 빈트레이를 이동시키되, 과일선별 메인 컨베이어(130)보다 낮은 위치에 위치된 빈트레이 회송 컨베이어(170)로 이동시키도록 하향 경사지게 설치된다.

상기 빈트레이 배출 컨베이어(162)를 통해 빈트레이 회송 컨베이어(170)로 이동된 빈 트레이들(1')은 빈트레이 회송 컨베이어(170)를 따라 이동되다가 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)로 회수되어 복수 열로 대기상태로 정렬된다.

상기 빈트레이 회송 컨베이어(170)는 복수의 빈트레이 배출 컨베이어(162)와 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)를 연결함은 물론, 그 상류에는 후술할 빈트레이 순환 컨베이어(184)가 연결된다. 따라서 빈트레이 회송 컨베이어(170)는 빈트레이 배출 컨베이어(162)로부터 이동되는 빈트레이(1') 뿐만 아니라, 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)의 정렬라인(L4)으로 진입한 빈 트레이(1')를 단순 순환시키는 역할을 한다.

상기 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)는 리턴 컨베이어(140)와 나란하게 이웃에 설치되며, 리턴 컨베이어(140)와 과일선별 메인 컨베이어(130) 사이에 설치된다. 이러한 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)에는 진입된 빈 트레이들(1')을 복수의 정렬라인(L1,L2,L3,L4)으로 나란하게 정렬시켜 대기시킬 수 있도록 하는 복수의 가이드부(181,182,183)가 설치된다. 상기 복수의 정렬라인(L1,L2,L3,L4) 중에서 리턴 컨베이어(140)에 인접한 정렬라인들(L1,L2,L3)은 빈 트레이(1')를 정렬 대기시킨 후, 빈트레이 공급 컨베이어(184b)를 통해 과일투입 컨베이어(110)로 공급하기 위한 라인이다. 그리고 나머지 하나의 정렬라인(L4) 즉, 과일선별 메인 컨베이어(130)에 인접한 라인(L4)은 이송되는 빈 트레이(1')를 빈트레이 순환 컨베이어(184a)를 통해 빈트레이 회송 컨베이어(170)로 순환시키기 위한 것이다.

또한, 상기 정렬라인(L1,L2,L3)에서의 빈 트레이(1')의 대기수를 감지하기 위한 대기 빈트레이 감지센서(185a,185b,185c)가 가이드부(181,182,183)에 설치된다. 상기 대기 빈트레이 감지센서(185a,185b,185c)는 빈트레이 개폐유닛(190)에서 일정 거리 이격된 위치에 설치되어, 각 정렬라인(L1,L2,L3) 별로 대기중인 빈 트레이(1')의 수를 확인할 수 있게 된다. 대기 빈트레이 감지센서(185a,185b,185c)에서 감지된 정보는 제어유닛(200)으로 제공된다. 따라서 제어유닛(200)에서는 복수의 정렬라인(L1,L2,L3) 중에서 빈 트레이(1')가 가장 많이 대기중인 라인을 개방하여 리턴 컨베이어(140)로 빈 트레이(1')를 공급하도록 제어하게 된다.

상기 빈트레이 개폐유닛(190)은 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)의 하류에 설치되어 각각의 정렬라인(L1,L2,L3)에서 정렬되는 빈 트레이(1')가 빈트레이 공급 컨베이어(184b)로 선택적으로 공급되도록 개방 및 차단하는 역할을 한다. 이러한 빈트레이 개폐유닛(190)은 상기 정렬라인(L1,L2,L3) 각각에서 빈트레이 공급 컨베이어(184b)로 진출하는 빈 트레이(1')를 선택적으로 차단하는 복수의 스토퍼(191,192,193)와, 정렬라인(L1,L2,L3)에서 공급되는 빈트레이(1')를 빈트레이 공급 컨베이어(184b)를 통해 리턴 컨베이어(140)로 이동되도록 가이드하도록 정렬라인(L1,L2)의 출구마다 설치되는 회동가이더(194,195)를 구비한다. 상기 스토퍼(191,192,193)는 제어유닛(200)에 의해 온/오프 구동되어 정렬라인(L1,L2,L3)으로 선택적으로 돌출되어 빈 트레이(1')의 진로를 차단하거나 허용한다. 이러한 스토퍼(191,192,193)는 제어유닛(200)에 의해 구동되는 솔레노이드, 실린더 등에 의해 동작되는 구성을 가질 수 있다. 상기 회동가이더(194,195,196)는 정렬라인(L1,L2) 및 리턴 컨베이어(140)에서 진출하는 트레이(1,1')를 상기 과일투입 컨베이어(110) 쪽으로 이동되도록 가이드하는 역할을 한다. 이러한 회동가이더(194,195,196)는 제어유닛(200)에 의해 왕복 회동되며, 바람직하게는 제어유닛(200)에 의해 온/오프 구동되는 솔레노이드에 의해 왕복 이동되는 구성을 가지는 것이 좋다.

상기 제어유닛(200)은 상술한 각각의 컨베이어들(110,130,140,161,162,180, 184a,184b)의 구동을 제어한다. 또한, 제어유닛(200)은 과일 측정부(120)에서 측정된 정보를 근거로 하여 상기 과일선별 메인 컨베이어(130)로 이동되는 과일적재 트레이(1)를 선별하여 과일 배출대기 컨베이어(161)로 이동되도록 트레이 방향전환기(150)의 구동을 제어한다.

그리고 제어유닛(200)은 과일검출부(165)에서의 과일검출 결과에 근거하여 과일 배출대기 컨베이어(161)와 빈트레이 배출 컨베이어(162) 사이에 설치된 개폐밸브(163)의 개폐동작을 제어하여 과일이 제거된 빈 트레이(1')가 빈트레이 배출 컨베이어(162)로 이동되도록 제어한다.

또한, 제어유닛(200)은 상기 제1 및 제2트레이 감지센서(141,142)과, 대기 빈트레이 감지센서(185a,185b,185c)에서 감지된 정보를 근거로 하여, 상기 메인 스토퍼(143)와, 상기 빈트레이 개페유닛(190)의 구동을 각각 독립적으로 제어한다.

이하에서는 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 과일 선별시스템의 작용효과를 자세히 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 8c를 참조하면, 제어유닛(200)에 의해 각각의 컨베이어들(110,130,140,161,162,184a,184b)이 모두 구동된다.

그러면, 리턴 컨베이어(140)로부터 빈 트레이(1')와 과일이 담긴 소위 에러트레이가 과일투입 컨베이어(110)로 공급된다. 과일투입 컨베이어(110)로 경유하는 빈 트레이(1')에 작업자들이 선별할 과일(2)을 하나씩 적재하게 된다. 그리고 과일(2)이 적재된 트레이(1)는 과일 측정부(120)를 경유하면서 트레이(1) 별로 적재된 과일(2)의 품질이 측정된다. 과일을 측정한 정보는 상기 제어유닛(200)으로 전달된다.

과일 측정부(120)를 경유한 과일적재 트레이들(1)은 차례로 과일선별 메인 컨베이어(130)로 이동된다. 과일선별 메인 컨베이어(130)로 이동되는 과일적재 트레이(1)는 과일측정부(120)에서 측정된 과일 선별기준에 따라서 소정 위치에 위치한 트레이 방향전환기(150)의 동작에 의해 방향전환되어 과일 배출대기 컨베이어(161)로 이동된다. 이때, 제어유닛(200)은 과일 측정부(120)에서 측정한 과일별로 측정시간을 카운팅하여 측정된 과일들을 적재한 과일적재 트레이(1) 별로 과일선별 메인 컨베이어(130)의 구동속도를 감안하여 과일적재 트레이(1)의 이동위치 즉, 이동시점을 추적하여 트레이 방향전환기(150)를 제어함으로써 트레이(1) 별로 선별하여 과일 배출대기 컨베이어(161)로 이동시킬 수 있게 된다.

과일 배출대기 컨베이어(161)로 방향 전환되어 이동된 과일적재 트레이(1)는 1열로 정렬되어 이동되면서 작업자가 적재된 과일(2)을 제거할 때까지 순차적으로 이동된다. 과일 배출대기 컨베이어(161)의 과일 출하위치(S)에 위치되는 과일적재 트레이(1)에서 과일(2)의 이탈시, 빈 트레이 감지센서(163)에서 빈 트레이(1')를 감지한다. 빈 트레이 감지센서(163)에서 감지된 신호에 의해 상기 공압 액츄에이터(167)가 동작하여 과일 출하위치(S)의 빈 트레이(1')가 상기 빈트레이 배출 컨베이어(162)로 이동될 수 있게 된다.

빈트레이 배출 컨베이어(162)로 이동된 빈 트레이(1')는 빈트레이 회송 컨베이어(170)로 이동된다. 빈트레이 회송 컨베이어(170)로 옮겨진 빈 트레이(1')는 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)로 이동되어 복수의 정렬라인(L1,L2,L3,L4)으로 차례로 진입하여 정렬된다. 그리고 정렬라인(L1,L2,L3) 별로 대기중인 빈 트레이들(1')은 상기 빈트레이 개폐유닛(190)에 의해 리턴 컨베이어(140)로의 공급이 선택적으로 제어된다.

여기서, 상기 정렬라인(L1,L2,L3)에 빈 트레이(1')가 모두 채워지면, 최종적으로 나머지 정렬라인(L4)으로 빈 트레이(1')가 진입하게 되는데, 이 정렬라인(L4)의 선단은 항상 오픈된 상태로서 빈 트레이(1')가 상기 빈트레이 순환 컨베이어(184a)를 통해 빈트레이 회송 컨베이어(170)로 이동되어 순환되도록 할 수 있다. 즉, 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)가 빈 트레이(1')로 모두 채워지게 되더라도 항상 오픈된 정렬라인(L4)을 통해 수용가능범위를 넘어서는 빈트레이(1')를 빈트레이 회송 컨베이어(170)로 반복하여 순환시킴으로써 과일 정렬시스템의 구동을 멈추지 않고 계속 구동시키면서 과일 선별작업을 할 수 있게 된다.

한편, 상기 과일선별 메인 컨베이어(130)를 그냥 통과하는 빈 트레이(1') 또는 과일을 적재하였지만 선별되지 못하고 그냥 통과하는 에러 트레이(1)는 리턴 컨베이어(140)로 다시 회송되어 이동되어, 상기 과일투입 컨베이어(110)로 최우선적으로 재공급될 수 있다.

여기서 리턴 컨베이어(140)에서 과일투입 컨베이어(110)로 이동되는 트레이(1,1')는 제2 및 제1트레이 감지센서(142,141)에 의해 차례로 감지되어 제어유닛(200)으로 감지정보가 전달된다. 제어유닛(200)은 제2트레이 감지센서(142)에서의 감지간격과, 제1트레이 감지센서(141)에서의 감지간격 각각을 기준간격과 비교하고, 기준간격 이상의 간격(인터벌)으로 트레이(1,1')가 감지된 것으로 판단될 경우에, 트레이(1,1')가 과일투입 컨베이어(110)로 충분히 공급되지 못하는 것으로 판단하고, 상기 메인 스토퍼(143)를 동작시켜서 리턴 컨베이어(140)에서 직접 과일투입 컨베이어(110)로 트레이(1,1')가 투입되지 못하도록 차단하여 리턴 컨베이어(140)에 트레이(1,1')가 누적되어 정렬되어 대기되도록 한다.

메인 스토퍼(143)를 차단위치로 위치시킨 상태에서는 제어유닛(200)은 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)의 각 정렬라인(L1,L2,L3)에서 대기중인 빈 트레이들(1) 중에서 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 가장 많이 정렬 대기중인 정렬라인(L1,L3)을 확인하여 해당 정렬라인의 스토퍼(191,193)를 선택적으로 개방시켜서 해당 정렬라인(L1,L3)에 대기중인 빈 트레이(1')가 과일투입 컨베이어(110)로 공급되도록 한다. 이때 상기 회동가이더(195,196)도 함께 회동이동시켜서 정렬라인(L1,L3)에서 공급되는 빈 트레이(1')가 과일투입 컨베이어(110)로 자연스럽게 가이드 되어 이동되도록 한다. 여기서 제어유닛(200)은 상기 대기 빈트레이 감지센서(185a,185b,185c)에서 감지된 정보를 근거로 하여 복수의 정렬라인(L1,L2,L3) 중에서 빈 트레이(1')가 가장 많이 정렬대기 중인 정렬라인을 확인하고, 해당 정렬라인의 빈 트레이(1')가 공급되도록 빈트레이 개폐유닛(190)을 제어할 수 있게 된다.

상기와 같은 방법에 의해서 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)에 정렬대기중인 빈 트레이(1')를 과일투입 컨베이어(110)로 공급하다가, 제어유닛(200)은 제2트레이 감지센서(142)에서 트레이(1,1')를 감지한 정보를 근거로 리턴 컨베이어(140)에 트레이가 소정량 이상 정렬되어 대기상태인 것으로 판단되면, 다시 빈트레이 개폐유닛(190)을 폐쇄시켜서 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)에서의 빈트레이 공급을 중단하고, 메인 스토퍼(143)를 개방시켜서 리턴 컨베이어(140)에 대기중인 트레이들(1,1')이 과일투입 컨베이어(110)로 공급되도록 한다. 즉, 제2트레이 감지센서(142)에서 일정시간 동안 연속적으로 트레이 감지신호가 전달되면, 제어유닛(200)은 리턴 컨베이어(140)에 대기중인 트레이들(1,1')이 과일 투입 컨베이어(110)로 공급되도록 제어하게 된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 과일선별 시스템에 의하면, 과일선별 메인 컨베이어(130)를 그냥 통과한 빈 트레이(1') 및 에러 트레이(1)를 리턴 컨베이어(140)를 경유하여 과일투입 컨베이어(110)로 다시 회송시켜 공급함으로써, 트레이(1,1')의 순환경로를 길게 확보할 수 있게 된다. 그리고 리턴 컨베이어(140)를 통해 이동되는 트레이(1,1')를 최우선으로 하여 진행시킴으로써, 리턴 컨베이어(140)에 트레이(1,1')가 충분히 대기 상태인 경우에는 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)로부터 리턴 컨베이어(140)로 빈 트레이가 공급되지 않고, 리턴 컨베이어(140)에 충분한 양의 대기 트레이가 없을 경우에는 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)의 빈 트레이(1')를 과일투입 컨베이어(110)로 공급함으로써 트레이를 과일투입 컨베이어(110) 쪽으로 원활하게 공급할 수 있게 된다.

그리고 본 발명의 과일 선별시스템에 의하면, 트레이(1,1')를 대기시킬 수 있는 공간을 크게 확보할 수 있음은 물론, 빈트레이 회송대기 컨베이어(180)에서 수용범위를 넘어서는 빈 트레이(1')를 빈트레이 회송 컨베이어(170) 쪽으로 연속순환시킬 수 있는 구성을 가짐으로써, 빈 트레이(1')의 과다 대기로 인한 시스템의 오동작이나 강제적인 중단조치를 방지할 수 있기 때문에, 과일선별 작업성을 향상시킬 수 있고, 연속적인 과일 선별작업이 가능하다. 그리고 빈트레이 회송 전용라인을 별도로 설치할 필요가 없기 때문에, 시스템의 소형화가 가능하고, 시설 비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

110..과일투입 컨베이어 120..과일 측정부
130..과일선별 메인 컨베이어 140..리턴 컨베이어
150..트레이 방향전환기 160..과일 배출대기 컨베이어
170…빈 트레이 회송 컨베이어 180…빈 트레이 회송대기 컨베이어
190…빈 트레이 개폐유닛 200..제어유닛

Claims (5)

1. 작업자가 과일을 낱개로 적재할 수 있는 작업구간을 경유하도록 설치되며, 상기 과일을 낱개로 적재할 수 있는 트레이를 이동시키는 과일투입 컨베이어;
   상기 과일투입 컨베이어에서 이동된 트레이에 적재된 과일의 무게 및 당도를 포함하는 품질을 측정하는 과일 측정부;
   상기 과일 측정부를 통과하는 트레이들을 직선 이동시키는 과일선별 메인 컨베이어;
   상기 과일선별 메인 컨베이어를 따라 일정 간격으로 설치되며, 선별된 과일이 적재된 트레이를 선택적으로 간섭하여 방향 전환시키는 복수의 트레이 방향전환기와;
   상기 과일선별 메인 컨베이어의 이송방향을 따라 일정 간격으로 설치되며, 상기 트레이 방향전환기에 의해 방향 전환된 트레이를 정렬시켜 작업자가 과일을 분리할 수 있도록 대기시키는 복수의 과일 배출대기 컨베이어와;
   상기 과일 배출대기 컨베이어에서 과일이 분리된 빈트레이를 상기 과일 배출대기 컨베이어로부터 배출시켜 이동시키는 복수의 빈트레이 배출 컨베이어;
   상기 빈트레이 배출 컨베이어 각각을 통해 배출되는 빈트레이를 모두 전달받아 이송시키는 빈트레이 회송 컨베이어와;
   상기 과일선별 메인 컨베이어에서 선별되지 못하고 통과하는 트레이 및 빈트레이를 상기 과일투입 컨베이어로 재전송시키는 리턴 컨베이어와;
   상기 빈트레이 회송 컨베이어를 통해 회송되는 빈트레이를 복수 열로 정렬시켜 대기시키는 빈트레이 회송대기 컨베이어;
   상기 빈트레이 회송대기 컨베이어와 상기 리턴 컨베이어 사이에 설치되어 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어에 정렬된 빈 트레이의 이동을 선택적으로 차단 및 해제하는 빈트레이 개폐유닛;
   상기 과일 측정기에서 측정된 정보를 근거로 상기 트레이 방향전환기의 구동과, 상기 빈트레이 개폐유닛의 구동을 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 과일 선별시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 리턴 컨베이어에서 상기 과일투입 컨베이어로 이송되는 트레이를 감지하는 제1트레이 감지센서와;
   상기 리턴 컨베이어에 정렬대기되는 트레이를 감지하는 제2트레이 감지센서; 및
   상기 리턴 컨베이어에서 상기 과일투입 컨베이어 쪽으로 이동되는 트레이를 선택적으로 차단하는 메인 스토퍼;를 더 포함하며,
   상기 제어유닛은 상기 제1 및 제2트레이 감지센서에서 트레이들을 감지하는 시간간격이 기준간격 이상인 경우, 상기 메인 스토퍼를 작동시켜 상기 리턴 컨베이어에 트레이가 정렬되어 대기되도록 제어하고, 상기 빈트레이 개폐유닛을 개방시켜 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어에 대기중인 빈트레이를 상기 리턴 컨베이어로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 과일 선별시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제어유닛은,
   상기 제2트레이 감지센서에서 상기 리턴 컨베이어에 기준수 이상의 트레이가 대기 정렬된 상태인 것으로 감지된 경우, 상기 빈트레이 개폐유닛을 폐쇄시켜 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어로부터의 빈트레이 공급을 중지하고, 상기 메인 스토퍼를 개방상태로 동작시켜 상기 리턴 컨베이어의 트레이를 상기 과일투입 컨베이어로 공급하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 과일 선별시스템.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 빈트레이 회송대기 컨베이어로 이송되는 빈트레이를 복수의 정렬라인으로 정렬대기시키기 위한 복수의 가이드부와;
   상기 복수의 정렬라인에 대기 정렬되는 빈트레이를 감지하도록 상기 복수의 가이드부 각각에 설치되는 복수의 대기 빈트레이 감지센서와;
   상기 복수의 정렬라인 중에서 상기 과일선별 메인 컨베이어에 인접한 정렬라인과 상기 빈트레이 회송 컨베이어를 연결하여 상기 빈트레이 회송대기 컨베이어의 수용범위를 넘는 빈트레이를 상기 빈트레이 회송 컨베이어로 순환시키는 빈트레이 순환 컨베이어; 및
   상기 복수의 정렬라인 중에서 상기 빈트레이 순환 컨베이어에 연결되지 않은 나머지 정렬라인에서 공급되는 빈트레이를 상기 리턴 컨베이어로 이동시키는 빈트레이 공급 컨베이어;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과일 선별시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 빈트레이 개폐유닛은,
   상기 복수의 정렬라인 중 상기 빈트레이 공급 컨베이어에 연결되는 정렬라인의 출구측에 각각 설치되며, 각각 독립적으로 개폐동작되어 상기 빈 트레이의 이동을 선택적으로 제한하는 복수의 보조 스토퍼와;
   상기 보조 스토퍼의 개방시 상기 정렬라인을 통해 공급되는 빈트레이를 상기 리턴 컨베이어로 이동되도록 가이드하며, 상기 보조 스토퍼의 개방동작에 연동하여 회동되어 가이드위치로 이동되는 복수의 회동가이더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 과일 선별시스템.
   

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