KR101368513B1 - 불량 프리폼 이젝팅 장치 및 이를 이용한 프리폼 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱 성형 공정에 사용되는 프리폼(preform) 검사장치에 관한 것으로, 구동축, 상기 구동축 상단에 회전 가능하게 결합된 원형 플레이트, 상기 원형 플레이트의 외주부 상면에 중간부를 중심으로 회동가능하게 결합되고 상기 원형 플레이트의 외주부 방향으로 파지부재를 구비하는 다수의 그리퍼 및 상기 원형 플레이트를 관통하여 설치되고 상기 그리퍼에 연동되어 상기 파지부재를 개폐하도록 하는 그리퍼 작동레버를 구비한 프리폼 이송수단; 및 상기 원형 플레이트 하면에서 상기 그리퍼 작동레버보다 아래에 이격되어 설치되고 상기 그리퍼가 불량 프리폼을 파지시 상승하여 상기 그리퍼 작동레버를 수평 방향으로 타격하여 상기 파지부재를 개구시킨 후 하강하는 승강 캠을 구비한 이젝터;를 포함하는 불량 프리폼 이젝팅 장치 및 이를 이용한 프리폼 검사장치를 제공하여, 불량 프리폼 이젝팅 장치를 프리폼 이송수단부에 위치시켜 프리폼을 파지한 개별 그리퍼를 제어하는 방식을 사용함으로써 고속 운전시, 나아가, 불량 프리폼의 연속 발생시에도 원활히 작동하여, 프리폼 검사장치의 생산성을 획기적으로 향상시키도록 한다.

Description

불량 프리폼 이젝팅 장치 및 이를 이용한 프리폼 검사장치{EJECTING APPARATUS OF DEFECTIVE PREFORM AND INSPECTION APPARATUS BY USING THE SAME}

본 발명은 플라스틱 성형 공정에 사용되는 프리폼(preform) 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속의 프리폼 검사과정에서 인지된 불량 프리폼 제거시 검사장비의 오작동 없이 불량 프리폼 이젝팅 장치 및 이를 이용한 프리폼 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 PET(polyethylene terephthalate) 병은 PET 수지를 녹여 사출성형한 중간제품인 프리폼을 원하는 형상으로 최종 성형하여 완제품으로 제작된다.

도 1은 프리폼을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 프리폼(p)은 주입구(1)와 몸체부(2)로 이루어지고 주입구(1)와 몸체부(2) 사이에는 네크부(3)가 돌출되어 형성된다. 이러한 프리폼(p)은 완제품인 PET 병으로 최종 성형되기 전에 불량을 방지하기 위하여, 외관, 치수, 결함 등의 검사과정을 거치게 된다.

프리폼 검사장치는 프리폼의 검사과정을 자동화한 것으로, 종래 프리폼 검사장치는 프리폼을 연속적으로 공급하는 공급수단, 공급된 프리폼을 그리퍼를 이용하여 회전 이동시키는 이송수단, 이송된 프리폼을 배출하는 배출수단 및 프리폼 이송 경로에 설치되어 프리폼을 검사하는 검사수단으로 이루어진 프리폼 검사장치가 개시되고 있다.

한편, 일반적으로 프리폼 검사장치에서는 센서부, 엔코더, 제어부 등으로 구성된 검사장치를 이용하여 불량 프리폼을 인지한 후 소정 위치의 이젝팅 장치를 작동시킴으로써 불량 프리폼을 이젝팅하게 된다.

도 2는 종래 불량 프리폼 검사장치에서의 이젝팅 장치의 작동과정을 설명하는 도면이다. 여기서, 도 2(b)는 도 2(a)의 A 부분을 위에서 바라보았을 때를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 종래 불량 프리폼 검사장치에서 이젝팅 장치(11)는 최종 배출수단부(10)에 설치되고 있다. 종래 이젝팅 장치(11)는 배출가이드레일(12) 중간부에서 양품 프리폼(p)이 통과할 경우에는 배출가이드레일(12) 역할을 하며, 불량 프리폼(p)이 통과할 경우에는 배출가이드레일(12)의 외곽 방향으로 벌어져 불량 프리폼(p)을 자중에 의해 낙하되도록 하여 이젝팅시킨 후 다시 원상으로 복귀하도록 구성되어 있다. 이때, 이젝팅 장치(11)는 검사수단에 의해 제어되는 실린더(13)를 통해 작동된다.

이러한 종래 이젝팅 장치(11)는 100~500rpm 정도의 저속 운전시에는 불량 프리폼(p)을 이젝팅하는데 크게 문제 없으나, 500rpm 이상의 고속 운전시에는 문제가 발생한다. 즉, 이젝팅 장치(11) 작동 후 복귀시 후속 프리폼(p)을 이송시키는 배출가이드레일(12) 역할을 원활히 수행하지 못함으로써 검사장치의 오작동을 유발하게 된다. 더욱이, 불량 프리폼(p)이 연속적으로 감지되었을 경우에는 이러한 검사장치의 오작동이 현저하게 발생하여 프리폼(p) 파손은 물론 검사장치의 고장으로 이어져 생산성이 저하되는 문제가 있다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 배출수단부에 설치된 이젝팅 장치가 고속 운전시에도 정밀하게 작동하도록 해야하나, 프리폼이 이젝팅 장치에 직접 접촉되는 방식으로 인해 그 정밀 작동에 한계가 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 프리폼 검사장치의 고속 운전시에도 원활히 불량 프리폼을 이젝팅시킬 수 있는 불량 프리폼 이젝팅 장치 및 이를 이용한 프리폼 검사장치를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

(1) 구동축, 상기 구동축 상단에 회전 가능하게 결합된 원형 플레이트, 상기 원형 플레이트의 외주부 상면에 중간부를 중심으로 회동가능하게 결합되고 상기 원형 플레이트의 외주부 방향으로 파지부재를 구비하는 다수의 그리퍼 및 상기 원형 플레이트를 관통하여 설치되고 상기 그리퍼에 연동되어 상기 파지부재를 개폐하도록 하는 그리퍼 작동레버를 구비한 프리폼 이송수단; 및 상기 원형 플레이트 하면에서 상기 그리퍼 작동레버보다 아래에 이격되어 설치되고 상기 그리퍼가 불량 프리폼을 파지시 상승하여 상기 그리퍼 작동레버를 수평 방향으로 타격하여 상기 파지부재를 개구시킨 후 하강하는 승강 캠을 구비한 이젝터;를 포함하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 그리퍼 작동레버는, 그리퍼 연동부, 상기 그리퍼 연동부 내측면과 접촉 및 분리 동작을 교대로 반복 수행하는 상부 회전편, 일단은 상기 상부 회전편에 결합되고 타단은 상기 원형 플레이트를 관통하는 연결로드 및 상기 연결로드의 타단에 결합되는 하부 회전편을 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

(3) 상기 (2)에 있어서, 상기 하부 회전편은, 인접하는 두 측면이 내측으로 만곡된 삼각기둥 형상으로 상기 승강 캠 상승시 일측면이 상기 승강 캠에 수평 방향으로 타격받도록 설치된 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

(4) 상기 (3)에 있어서, 상기 하부 회전편의 일측에는 상기 하부 회전편의 추가적인 회전을 방지하기 위한 회전방지로드가 상기 원형 플레이트로부터 하방으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

(5) 상기 (1)에 있어서, 상기 이젝터는, 상기 승강 캠을 포함하는 승강부, 상기 승강부를 작동시키는 실린더부 및 상기 승강부의 수직이동을 소정의 거리 만큼 조절하는 승강조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

(6) 상기 (5)에 있어서, 상기 승강부는, 승강축에 연장된 지지대 끝단에 상기 승강 캠이 설치되고, 상기 승강 캠은 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

(7) 상기 (5)에 있어서, 상기 승강 조절부는, 상기 승강부 상단에 하강 보조용 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

(8) 상기 (1)에 있어서, 상기 불량 프리폼 이젝팅 장치는, 상기 파지부재의 개구시 상기 불량 프리폼을 외부로 반출시키는 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치를 제공한다.

상기 또 다른 과제의 해결을 위하여 본 발명은,

(9) 프리폼 공급부; 상기 프리폼 공급부로부터 공급된 프리폼을 정렬시키는 제1 회전부; 상기 제1 회전부로부터 프리폼을 수용하여 원호방향으로 이송하면서 불량 프리폼을 이젝팅하는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치; 상기 불량 프리폼 이젝팅 장치를 통과한 프리폼을 정렬시키는 제2 회전부; 상기 제2 회전부로부터 전달된 프리폼을 배출하는 프리폼 배출부; 및 프리폼 이동 경로에 다수 설치되어 프리폼의 외관을 검사하는 검사수단;을 포함하는 프리폼 검사장치를 제공한다.

이러한 본 발명에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치 및 이를 이용한 프리폼 검사장치는, 불량 프리폼 이젝팅 장치를 프리폼 이송수단부에 위치시켜 프리폼을 파지한 개별 그리퍼를 제어하는 방식을 사용함으로써 고속 운전시, 나아가, 불량 프리폼의 연속 발생시에도 원활히 작동하여, 프리폼 검사장치의 생산성을 획기적으로 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 프리폼을 도시한 도면,
도 2는 종래 불량 프리폼 검사장치에서의 이젝팅 장치의 작동과정을 설명하는 도면,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치를 이용한 프리폼 검사장치의 사시도, 평면도 및 측면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼가 원형 플레이트에 결합된 모습을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼의 평면도,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼 작동레버 및 이젝터에 의한 그리퍼의 작동을 설명하는 도면,
도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼 작동레버 및 가압로드에 의한 그리퍼의 작동을 설명하는 도면,
도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이젝터를 도시한 측면도 및 사시도.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치를 구비한 프리폼 검사장치의 전체적인 구성 및 작동과정에 대하여 설명한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치를 이용한 프리폼 검사장치의 사시도, 평면도 및 측면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 프리폼 검사장치(100)는 프리폼 공급부(110), 상기 프리폼 공급부(110)로부터 공급된 프리폼(p)을 정렬시키는 제1 회전부(120), 상기 제1 회전부(120)로부터 프리폼(p)을 수용하여 원호방향으로 이송시키는 이송수단(130), 불량 프리폼(p)을 이젝팅시키는 이젝터(140), 상기 이송수단(130) 및 상기 이젝터(140)를 통과한 프리폼(p)을 정렬시키는 제2 회전부(150), 상기 제2 회전부(150)로부터 전달된 프리폼(p)을 배출하는 프리폼 배출부(160) 및 프리폼(p) 이동 경로에 다수 설치되어 프리폼(p)의 외관을 검사하는 검사수단(170)을 포함한다.

이하, 프리폼(p)의 이동 경로에 따라 차례대로 설명한다.

상기 프리폼 공급부(110)는 공급가이드레일(111)과 회전피더(112)로 이루어진다.

상기 공급가이드레일(111)은 프리폼(p)의 네크부가 걸쳐져 이동될 수 있도록 내측에 단턱부가 형성되고, 지면에 대해 소정의 각도로 경사지게 설치됨으로써 프리폼(p)이 위에서부터 아래로 자연스럽게 떨어져 회전피더(112)에 진입할 수 있도록 한다.

또한, 상기 회전피더(112)는 상기 공급가이드레일(111)의 끝부분에 인접하게 설치되어 상기 공급가이드레일(111)로부터 계속적으로 공급되는 프리폼(p)을 하나씩 일정한 속도로 제1 회전부(120)에 공급한다.

이때, 상기 회전피더(112)는 구동축(113)과 상기 구동축(113)의 상단에 회전 가능하게 결합되는 두 개의 스타휠(114, 114')로 이루어져, 상기 스타휠(114, 114')의 외주부에 형성된 끼움부에 프리폼(p)의 몸체부를 끼워 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 회전피더(112)의 일측에는 프리폼(p)의 네크부가 걸쳐질 수 있도록 가이드판(115)이 설치된다.

상기 제1 회전부(120)는 상기 회전피더(112)로부터 하나씩 공급되는 프리폼(p)을 정렬하여 상기 이송수단(130)으로 진입시키기 위한 것으로, 구동축(121)과 상기 구동축(121)의 상부에 회전 가능하게 결합되는 가이드휠 및 스타휠(122)로 이루어진다.

여기서, 상기 가이드휠은 프리폼(p)의 네크부가 걸쳐져 이동될 수 있게 한 것으로, 상기 가이드판(115)에 수평하게 위치하도록 상기 구동축(121)의 최상단에 결합되는데, 도면에서는 설명의 편의를 위해 생략하고 도시하였다.

또한, 상기 스타휠(122)은 상기 가이드휠 아래에 회전 가능하게 결합되는 것으로, 외부로 돌출 형성된 끼움부(123)에 프리폼(p)의 몸체부가 걸려 이동되도록 한다.

상기 이송수단(130)은 상기 제1 회전부(120)에 의해 정렬된 프리폼(p)을 파지하여 원호 방향을 따라 이송시킬 수 있도록 상기 제1 회전부(120)에 인접하여 설치되며, 구동축(131), 상기 구동축(131) 상단에 회전 가능하게 결합된 원형 플레이트(132), 상기 원형 플레이트(132)의 외주부 상면에 중간부를 중심으로 회동 가능하게 결합되고 상기 원형 플레이트(132)의 외주부 방향으로 파지부재(133a)를 구비하는 다수의 그리퍼(133) 및 상기 원형 플레이트(132)를 관통하여 설치되고 상기 그리퍼(133)에 연동되어 상기 파지부재(133a)를 개폐하도록 하는 그리퍼 작동레버(134)를 구비한다. 여기서, 상기 파지부재(133a) 개폐(開閉)의 의미는 파지부재(133a)가 프리폼(p)을 완전히 파지하지 못하여 프리폼(p)이 낙하될 수 있는 경우(開)와 프리폼(p)을 완전히 파지하는 경우(閉)를 의미하며, 이하 같은 의미로 설명한다.

상기와 같은 이송수단(130)은 프리폼(p)을 흡착하여 이송하는 방식이 아닌 파지하여 이송하는 방식으로, 먼저, 상기 그리퍼(133)에 관하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼가 원형 플레이트에 결합된 모습을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼의 평면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 그리퍼(133)는 서로 대응되는 형상의 암부재(133b) 및 상기 암부재(133b)의 전단 하부에 결합되는 파지부재(133a)로 이루어진다.

상기 암부재(133b)는 중간부를 중심으로 수평방향의 회동이 가능하도록 상기 원형 플레이트(132)의 외주부 상면에 결합로드(133c)에 의해 결합된다. 한편, 상기 암부재(133b)의 전단부 내측에는 삽입홈(133d)이 형성되고, 상기 삽입홈(133d)에는 스프링과 같은 탄성부재(133e)가 삽입 설치되어 상기 암부재(133b)의 전단부를 벌려주게 된다. 이에 따라 상기 암부재(133b)의 후단부는 서로 모여진 상태가 된다.

상기와 같이 모여진 암부재(133b)의 후단부는 상부 회전편(134a)에 의해 다시 벌려진다. 즉, 상기 상부 회전편(134a)은 상기 암부재(133b)의 후단부 내측에 밸런스 스프링(133f)과 결합 설치되어 회전에 따라 상기 암부재(133b)의 후단부를 주기적으로 벌려주게 된다.

상기 파지부재(133a)는 프리폼(p)을 안정적으로 파지할 수 있도록 후크 형상으로 이루어지고, 상기 암부재(133b)의 전단 하부에 볼트와 같은 체결수단(133g)으로 고정 결합되어 상기 암부재(133b)와 함께 수평방향으로 회동하게 된다.

한편, 상기 이송수단(130)은 상기 구동축(131)에 수직하게 결합되는 제1 수평바(131a), 제2 수평바(131b) 및 상기 원형 플레이트(132)의 회전시 상기 그리퍼 작동레버(134)가 타격되어 회전할 수 있도록 상기 제1, 2 수평바(131a, 131b)의 단부에 상방향으로 수직하게 결합되는 가압로드(131c)를 포함할 수 있으며, 이에 관해서는 후술하는 그리퍼 작동 매개수단에 관한 설명에서 상세히 설명한다.

다음으로, 상기 그리퍼 작동레버(134)에 관하여 상기 이젝터(140)와 함께 설명한다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼 작동레버 및 이젝터에 의한 그리퍼의 작동을 설명하는 도면이다.

도 8 내지 도 10 및 도 3을 참조하면, 상기 그리퍼 작동레버(134)는 상기 암부재(133b)의 전단부에 설치된 스프링(133e)의 탄성력에 의해 서로 모여 있는 후단부를 벌려주기 위한 것으로, 상기 암부재(133b)의 후단부 내측에 위치하는 상부 회전편(134a), 일단은 상기 상부 회전편(134a)에 고정 결합되고 타단은 상기 원형 플레이트(132)를 관통하는 연결로드(134b) 및 상기 연결로드(134b)의 타단에 고정 결합되는 하부 회전편(134c)으로 이루어진다.

상기 상부 회전편(134c)은 90도 회전할 때마다 길이방향의 양 끝단이 상기 암부재(133b)의 후단부 내측면과 접촉 및 분리되도록 막대 형상을 가지고 밸런스 스프링(133f)에 의해 결합된다.

구체적으로, 회전에 의해 상기 상부 회전편(134a)의 양 끝단이 상기 암부재(133b)의 후단부 내측면과 접촉하게 되면 상기 암부재(133b)의 후단부는 벌어지고, 이에 따라 상기 암부재(133b)의 전단부가 모이게 됨으로써 상기 파지부재(133a)의 프리폼(p) 파지 동작이 이루어진다. 반대로, 상기 상부 회전편(134a)이 90도 회전하여 상기 암부재(133b)의 후단부 내측면과 분리되면 상기 암부재(133b)의 후단부는 전단부에 삽입 설치된 스프링(133e)에 의해 자동으로 모이게 되고, 이에 따라 상기 암부재(133b)의 전단부가 벌어져 상기 파지부재(133a)는 프리폼(p)이 낙하되도록 한다.

상기와 같은 상부 회전편(134a)의 회전은 하부 회전편(134c)에 의해 이루어진다. 즉, 상기 상부 회전편(134a)은 전술한 바와 같이 상기 하부 회전편(134c)과 상기 연결로드(134b)에 의해 고정 결합됨으로써 상기 하부 회전편(134c)의 회전력을 그대로 전달받게 된다.

여기서, 상기 하부 회전편(134c)의 회전력은 승강 캠(141a)에 의해 발생된다. 상기 승강 캠(141a)은 상기 이젝터(140)를 이루는 구성으로, 상기 원형 플레이트(132) 하면에서 상기 그리퍼 작동레버(134)보다 아래에 이격되어 설치된다. 이때, 상기 승강 캠(141a)은 상기 그리퍼(133)가 불량 프리폼(p)을 파지시 상기 하부 회전편(134c)의 수직위치로 상승이동하여 상기 원형 플레이트(132)의 회전에 따라 상기 하부 회전편(134c)에 수평방향으로 타격을 줄 수 있게 된다. 상기 타격으로 상기 파지부재(133a)를 개구시킨 후 상기 승강 캠(141a)은 다시 원위치로 하강하게 된다. 상기 승강 캠(141a)은 원활한 타격 및 기계적 마찰로 인한 손상 방지를 위해 중앙 축을 기준으로 회전하는 베어링 형상인 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 승강 캠(141a)은 일종의 그리퍼 작동 매개수단으로 볼 수 있게 된다.

여기서, 또 다른 그리퍼 작동 매개수단에 대하여 설명한다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그리퍼 작동레버 및 가압로드에 의한 그리퍼의 작동을 설명하는 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 하부 회전편(134c)의 회전력이 상기 승강 캠(141a)에 의해 발생되는 것과 유사하게, 상기 하부 회전편(134c)의 회전력은 상기 가압로드(131c)에 의해서도 발생된다. 구체적으로, 상기 가압로드(131c)는 상기 하부 회전편(134c)의 일측면에 부딪힐 수 있도록 설치됨으로써 상기 원형 플레이트(132)의 회전에 따라 상기 하부 회전편(134a)에 타격을 줄 수 있게 된다.

상기 가압로드(131c)는 상기 구동축(131)에 수직하게 결합되는 제1 수평바(131a) 및 제2 수평바(131b)의 단부에 상방향으로 수직하게 결합된다. 이때, 상기 가압로드(131c)의 타격은 프리폼(p)의 원활한 전달을 위해 상기 제1 회전부(120) 및 제2 회전부(150) 근방에서 이루어져야 하므로, 상기 제1 수평바(131a) 및 상기 제2 수평바(131b)는 상기 제1 회전부(120) 및 제2 회전부(150)를 향하여 상기 하부 회전편(134c)의 하방까지 연장 형성된다. 상기 가압로드(131c)는 상기 승강 캠(141a)의 경우와 마찬가지로, 원활한 타격 및 기계적 마찰로 인한 손상 방지를 위해 중앙 축을 기준으로 회전하는 베어링 형상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 회전편(134a)은 상기와 같이 가압로드(131c) 또는 승강 캠(141a)의 타격에 의해 회전될 수 있는 경우라면 그 형상이 제한되지 않으나, 정확하고 일정한 회전이 가능하도록 인접하는 두 측면이 내측으로 만곡된 삼각기둥 형상인 것이 바람직하다.

상기 삼각기둥 형상으로 하부 회전편(134c)을 형성한 때에는 상기 제1 수평바(131a) 및 상기 제2 수평바(131b)의 길이를 서로 다르게 함으로써 상기 하부 회전편(134c)의 규칙적인 회전을 얻을 수 있다.

예를 들어, 제1 회전부(120) 부근에 상기 제1 수평바(131a)를 설치하고, 제2 회전부(150) 부근에 상기 제2 수평바(131b)를 설치할 경우를 가정하여 설명하면, 상기 제1 수평바(131a)를 상기 제2 수평바(131b)보다 길게 형성할 경우, 상기 하부 회전편(134c)의 만곡된 일측면은 상기 연장된 제1 수평바(131a)의 가압로드(131c)에 타격되고(이때, 상기 파지부재(133a)는 폐구된다.), 만곡된 타측면은 상기 제2 수평바(131b)의 가압로드(131c)에 타격되도록(이때, 상기 파지부재(133a)는 개구된다.) 상기 하부 회전편(134c)을 상기 암부재(133b)에 대하여 수평방향으로 비스듬하게 설치함으로써 상기 하부 회전편(134c)의 일정한 회전각을 얻을 수 있다.(도 11 참조)

한편, 상기 예에서, 불량 프리폼(p)으로 인한 승강 캠(141a)의 작동으로 상기 하부 회전편(134c)의 만곡된 타측면이 상기 승강 캠(141a)에 타격될 경우, 상기 하부 회전편(134c)은 상기 제2 수평바(131b)의 가압로드(131c)에 타격되지 않아 회전 없이 스치듯이 통과하게 된다. 이는 끝단에 상기 승강 캠(141a)이 설치된 지지대(141b)의 길이를 상기 제2 수평바(131b)의 길이와 대응되도록 하여, 상기 원형 플레이트(132) 외경방향을 기준으로 상기 승강 캠(141a)의 위치를 상기 제2 수평바(131b)의 가압로드(131c)의 위치와 동일한 위치에 둠으로써 가능하게 된다.(도 10 참조) 상기 지지대(141b)에 관해서는 후술하는 이젝터(140)에 관한 설명에서 상세히 설명한다.

상기 하부 회전편(134c)의 일측에는 상기 하부 회전편(134c)의 추가적인 회전을 방지하기 위한 회전방지로드(134d)가 상기 원형 플레이트로(132)부터 돌출 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 회전편(134c)과 연결로드(134b)에 의해 결합되는 상부 회전편(134a)은 상기 밸런스 스프링(133f)을 조절함으로써 상기 하부 회전편(134c)의 회전에 따라 90도씩 회전할 수 있다.

다음으로, 상기 이송수단(130)에 의해 이송된 정상 프리폼(p)은 상기 이송수단(130)의 일측에 설치된 상기 제2 회전부(150)에 전달된다.

상기 제2 회전부(150)는 회전하면서 프리폼(p)을 정렬하여 상기 프리폼 배출부(160)로 진입시키기 위한 것으로, 기본적인 구성은 전술한 제1 회전부(120)와 동일하므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.

상기 제2 회전부(150)의 일측에는 프리폼 배출부(160)가 인접하여 설치된다. 상기 프리폼 배출부(160)는 지면을 향하여 경사지도록 설치된 배출가이드레일(161)로 이루어져 상기 제2 회전부(150)로부터 나오는 프리폼(p)이 아래쪽으로 자연스럽게 떨어지도록 한다.

본 발명에 따른 프리폼 검사장치(100)는 이상에서 설명한 바와 같은 경로를 따라 프리폼(p)을 이송시키고 소정의 위치에 설치된 검사수단(170)에 의해 프리폼(p)의 외관, 치수 결함 등을 검사하게 된다.

상기 검사수단(170)은 프리폼을 촬영하기 위한 제1, 2, 3 카메라(171, 172, 173)와 상기 제1, 2, 3 카메라(171, 172, 173)의 일측에 설치되는 조명(174)으로 이루어진다.

상기 제1카메라(171)는 상기 파지부재(133a)의 상방에 위치하도록 상기 원형 플레이트(132)의 일측에 설치되어 이송중인 프리폼(p)의 주입구를 촬영한다. 또한, 상기 제2, 3 카메라(172, 173)는 상기 파지부재(133a)로부터 연장되는 가상의 수평선 아래쪽에 위치하도록 상기 원형 플레이트(132)의 다른 일측에 설치되어 프리폼(p)의 몸체부를 촬영하게 된다. 이때, 상기 제2, 3 카메라(172, 173)는 프리폼(p)의 몸체부를 서로 교차하여 촬영함으로써 프리폼(p) 몸체부의 거의 전영역을 촬영할 수 있다.

또한, 상기 조명(174)은 상기 제1, 2, 3 카메라(171, 172, 173)와 나란하게 설치되어 촬영시 프리폼(p)에 빛을 조사하기 위한 것으로, 본 발명에서 상기 조명(174)의 종류는 제한되지 않으나, 수명과 에너지 효율을 고려할 때 LED 조명을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1, 2, 3 카메라(171, 172, 173)에 의해 촬영된 영상으로 프리폼(p)의 양불이 판별되는데, 양호 판정을 받은 프리폼(p)은 상기 프리폼 배출부(160)로 배출되고, 불량 판정을 받은 프리폼(p)은 상기 프리폼 배출부(160)로 이송되기 전에 상기 이젝터(140)에 의해 불량 프리폼 반출부(미도시)로 이젝팅된다.

상술한 본 발명의 구성 중 회전피더(112)를 비롯한 각종 회전체는 동력을 필요로 한다. 구체적으로, 상기 회전피더(112)는 별도로 마련된 구동모터에 연결되어 작동되고, 상기 제1 회전부(120), 상기 이송수단(130) 및 상기 제2 회전부(150)는 동력장치에 의해 구동하게 된다.

상기 동력장치는 외부에서 입력되는 전원에 의해 동력을 발생시키는 구동모터, 상기 구동모터의 속도에 따라 자유롭게 속도조절이 가능한 무단변속기, 상기 무단변속기에 회전력을 전달하기 위한 회전축 및 구동체인으로 이루어지고, 상기 구동체인은 상기 제1 회전부(120), 상기 이송수단(130) 및 상기 제2 회전부(150)의 구동축 하부에 형성된 구동기어에 결합되어 상기 구동모터의 동력을 각 구성으로 전달하게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치를 구비한 프리폼 검사장치(100)의 전체적인 구성 및 작동과정에 대하여 설명하였다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이젝터(140)를 포함하는 불량 프리폼 이젝팅 장치에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이젝터를 도시한 측면도 및 사시도이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 이젝터(140)는 상기 구동축(131)에 수직하게 결합되는 제3 수평바(131d), 승강축(141c)에 연장된 지지대(141b) 끝단에 설치된 승강 캠(141a)으로 이루어진 승강부(141), 상기 승강부(141)를 작동시키는 실린더부(142) 및 상기 승강부(141)의 수직이동을 소정의 거리 만큼 조절하는 승강조절부(143)로 이루어진다.

전술한 바와 같이, 상기 이젝터(140)는 상기 승강 캠(141a)을 구비하여, 상기 그리퍼(133)가 불량 프리폼(p)을 파지시 상승하여 상기 하부 회전편(134c)을 수평방향으로 타격함으로써 상기 파지부재(133a)를 개구시킨 후 하강하여, 불량 프리폼(p)을 이젝팅시키는 역할을 한다.

본 발명에 따른 불량 프리폼(p) 이젝팅 방식은 이젝터(140)를 프리폼 이송수단부(130)에 위치시켜 프리폼(p)을 파지한 개별 그리퍼(133)를 제어하는 방식을 사용한다. 즉, 불량 프리폼(p)을 파지한 그리퍼(133)의 파지부재(133a)를 이젝터(140)에 의해 개구시킴으로써 불량 프리폼(p)을 이젝팅시키고, 상기 이젝터(140)는 불량 프리폼(p)을 이젝팅시키고 난 후 다시 하강하여 또 다른 불량 프리폼(p)을 파지한 그리퍼(133)의 이송시 작동하는 방식을 반복하게 된다. 이때, 상기 이젝터(140)에 의해 파지부재(133a)가 개구된 그리퍼(133)는 그대로 제2 회전부(150) 및 제1 회전부(120) 방향으로 회전하여 새롭게 검사될 프리폼(p)을 파지하게 된다.

따라서, 종래 프리폼 검사장치(10)의 고속 운전시 이젝터(14)가 불량 프리폼(p)을 이젝팅시킨 후 다시 프리폼(p)을 결착하는 과정에서 발생하는 장치의 오작동 문제는 발생하지 않게 된다.

상기 승강부(141)는 승강축(141c), 상기 승강축(141c)에 회동 가능하게 결합되어 상기 원형 플레이트(132) 외주방향으로 연장 형성된 지지대(141b) 및 상기 지지대(141b) 끝단에 설치된 승강 캠(141a)으로 이루어지며, 상기 실린더부(142)로부터 구동력을 받아 불량 프리폼(p)을 파지한 그리퍼(133)가 통과하기 직전에 상승하여 상기 승강 캠(141a)이 상기 그리퍼(133)의 하부 회전편(134c)의 일측을 수평방향으로 타격하게 한 후 다시 하강하게 된다.

여기서, 상기 승강 캠(141a)은 상기 하부 회전편(134c)에 대해 원활한 타격을 주기 위해 원기둥 형상으로 형성된 것이 바람직하다.

상기 실린더부(142)는 상기 검사수단(170)으로부터 센싱 신호를 받아, 불량으로 감지된 프리폼(p)을 파지한 그리퍼(133)가 회전으로 상기 승강 캠(141a) 위치를 통과하기 직전에 구동하게 되어, 상기 승강부(141)가 상승 및 하강하도록 한다. 이러한 본 발명에 따른 승강부(141)를 구동시키는 상기 실린더부(142)는 그 종류에 제한되지 않으나, 상기 승강부(141)가 상승 직후 더 빠른 하강을 위해 복동 방식의 공압 실린더인 것이 바람직하다.

상기 승강 조절부(143)는 상기 승강부(141)의 수직이동 거리를 최소화시켜 프리폼 검사장치(100)의 고속 운전시 상기 승강부(141)의 더욱 빠른 승하강이 가능하도록 하기 위한 것으로, 상기 제3 수평바(131d) 끝단에 고정되어 상기 지지대(141b)가 관통할 수 있도록 터널 형상을 하고 양측 또는 일측에 관통공(143a)이 형성된 승강 보조부재(143b), 상기 관통공(143a) 높이 정도에서 상기 지지대(141b) 하부에 고정결합된 제1 멈춤부재(143c), 상기 제1 멈춤부재(143c) 아래에 위치하여 상기 제3 수평바(131d) 상부에 고정결합된 제2 멈춤부재(143d) 및 상기 제1 멈춤부재(143c) 양측 또는 일측에 고정결합되고 상기 관통공(143a) 외부로 돌출된 제3 멈춤부재(143e)를 구비하고 있다.

상기 제1 멈춤부재(143c) 및 상기 제2 멈춤부재(143d)는 상기 승강부(141)의 하강시 이동거리를 최소화하기 위한 것이고, 상기 제3 멈춤부재(143e)는 상기 승강부(141)의 상승시 상기 관통공(143a) 상단에 이르러 더 이상 상승되지 않도록 함으로써 그 이동거리를 최소화하기 위한 것이다.

이러한 상기 제1, 2, 3 멈춤부재(143c, 143d, 143e) 및 상기 관통공(143a)은 상기 승강 캠(141a)이 상기 하부 회전편(134c)을 타격할 수 있을 정도로 그 크기 내지 길이를 적당히 조절하여 설치될 수 있다.

한편, 상기 승강 조절부(143)는 상기 지지대(141b) 상단에서 상기 제1, 2, 3 멈춤부재(143c, 143d, 143e)와 같은 수직위치에 하강 보조용 탄성부재(143f)를 더 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 하강 보조용 탄성부재(143f)는 상기 지지대(141b) 상단 또는 상기 승강 보조부재(143b) 상단 내측에 고정 결합되고 제1, 2, 3 멈춤부재(143c, 143d, 143e)와 같은 수직위치에 설치된 고정로드(143f-1) 및 상기 지지대(141b) 상단 또는 상기 승강 보조부재(143b) 상단 내측에 고정되어 고정로드(143f-1)를 감싸는 형태의 스프링 등의 탄성수단(143f-2)으로 이루어질 수 있다.

이러한 하강 보조용 탄성부재(143f)는 상기 승강부(141)의 상승 직후 더욱 빠른 하강이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치는, 상기 파지부재(133a)의 개구시 상기 불량 프리폼(p)을 외부로 반출시키는 블로어(180)를 더 포함할 수 있다. 상기 블로어(180)는 불량 프리폼(p)이 이젝팅되는 부근 상부에 설치되고, 상기 이젝터(140)의 실린더부(142)의 작동과 동시에 작동하도록 구성되어, 불량 프리폼(p)의 이젝팅이 더욱 원활히 수행되도록 할 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시예(도 3 참조)에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치를 이용한 프리폼 검사장치(100)의 성능을 하기 표 1과 같이 시험하고 그 결과를 나타내었다. 비교예는 상기 실시예에서 도 2의 종래 이젝터를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예의 경우와 동일한 조건의 설비를 이용하여 시험하였다.

표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치를 이용한 프리폼 검사장치(100)는 800rpm 정도의 고속 운전시에는 물론 불량 프리폼이 연속적으로 통과하는 경우에도 검사장치의 오동작이 발생하지 않아 종래 이젝팅 방식에 따른 프리폼 검사장치에 비하여 그 성능이 월등히 우수한 것을 알 수 있다.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 프리폼 검사장치 110: 프리폼 공급부
111: 공급가이드레일 112: 회전피더
113: 프리폼 공급부의 구동축 114: 프리폼 공급부의 스타휠
115: 가이드판 120: 제1 회전부
121: 제1 회전부의 구동축 122: 제1 회전부의 스타휠
123: 끼움부 130: 이송수단(130)
131: 이송수단의 구동축 131a: 제1 수평바
131b: 제2 수평바 131c: 가압로드
131d: 제3 수평바 132: 원형 플레이트
133: 그리퍼 133a: 파지부재
133b: 암부재 133c: 결합로드
133d: 삽입홈 133e: 탄성부재
133f: 밸런스 스프링 133g: 체결수단
134: 그리퍼 작동레버 134a: 상부 회전편
134b: 연결로드 134c: 하부 회전편
134d: 회전방지로드 140: 이젝터
141: 승강부 141a: 승강 캠
141b: 지지대 141c: 승강축
142: 실린더부 143: 승강 조절부
143a: 관통공 143b: 승강 보조부재
143c: 제1 멈춤부재 143d: 제2 멈춤부재
143e: 제3 멈춤부재 143f: 하강 보조용 탄성부재
150: 제2 회전부(150) 160: 프리폼 배출부
161: 배출가이드레일 170: 검사수단
171: 제1 카메라 172: 제2 카메라
173: 제3 카메라 174: 조명
p: 프리폼

Claims (9)

1. 구동축, 상기 구동축 상단에 회전 가능하게 결합된 원형 플레이트, 상기 원형 플레이트의 외주부 상면에 중간부를 중심으로 회동가능하게 결합되고 상기 원형 플레이트의 외주부 방향으로 파지부재를 구비하는 다수의 그리퍼 및 상기 원형 플레이트를 관통하여 설치되고 상기 그리퍼에 연동되어 상기 파지부재를 개폐하도록 하는 그리퍼 작동레버를 구비한 프리폼 이송수단; 및 상기 원형 플레이트 하면에서 상기 그리퍼 작동레버보다 아래에 이격되어 설치되고 상기 그리퍼가 불량 프리폼을 파지시 상승하여 상기 그리퍼 작동레버를 수평 방향으로 타격하여 상기 파지부재를 개구시킨 후 하강하는 승강 캠을 구비한 이젝터;를 포함하며,
   상기 이젝터는, 상기 승강 캠을 포함하는 승강부, 상기 승강부를 작동시키는 실린더부 및 상기 승강부의 수직이동을 소정의 거리 만큼 조절하는 승강조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼 작동레버는, 그리퍼 연동부, 상기 그리퍼 연동부 내측면과 접촉 및 분리 동작을 교대로 반복 수행하는 상부 회전편, 일단은 상기 상부 회전편에 결합되고 타단은 상기 원형 플레이트를 관통하는 연결로드 및 상기 연결로드의 타단에 결합되는 하부 회전편을 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하부 회전편은, 인접하는 두 측면이 내측으로 만곡된 삼각기둥 형상으로 상기 승강 캠 상승시 일측면이 상기 승강 캠에 수평 방향으로 타격받도록 설치된 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부 회전편의 일측에는 상기 하부 회전편의 추가적인 회전을 방지하기 위한 회전방지로드가 상기 원형 플레이트로부터 하방으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 승강부는, 승강축에 연장된 지지대 끝단에 상기 승강 캠이 설치되고, 상기 승강 캠은 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 승강 조절부는, 상기 승강부 상단에 하강 보조용 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 불량 프리폼 이젝팅 장치는, 상기 파지부재의 개구시 상기 불량 프리폼을 외부로 반출시키는 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불량 프리폼 이젝팅 장치.
9. 프리폼 공급부;
   상기 프리폼 공급부로부터 공급된 프리폼을 정렬시키는 제1 회전부;
   상기 제1 회전부로부터 프리폼을 수용하여 원호방향으로 이송하면서 불량 프리폼을 이젝팅하는 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 불량 프리폼 이젝팅 장치;
   상기 불량 프리폼 이젝팅 장치를 통과한 프리폼을 정렬시키는 제2 회전부;
   상기 제2 회전부로부터 전달된 프리폼을 배출하는 프리폼 배출부; 및
   프리폼 이동 경로에 다수 설치되어 프리폼의 외관을 검사하는 검사수단;
   을 포함하는 프리폼 검사장치.

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