KR101701721B1 - 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템 - Google Patents

Abstract

원통 형상의 포장 용기인 지관 구조물을 자동화 공정으로 생산하는 시스템이 개시된다. 본 발명은 원통형 지관 구조물의 구성 중, 하부 케이스(제1지관)와 상부 케이스(제2지관 및 제3지관)를 하나의 생산라인에서 동시에 연속공정으로 제조할 수 있는 생성유닛을 구비할 수 있도록 하며, 동시에 케이스 표면에 접착되는 포장 커버부재를 자동화공정을 통해 부착하고, 조립 공정까지 동일 생산라인에서 자동화할 수 있도록 한다.

Description

자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템{Automatic process system for paper pipe package}

본 발명은 원통 형상의 포장 용기인 지관 구조물을 자동화 공정으로 생산하는 시스템에 대한 것이다.

화장품이나 다양한 미용제품을 수용하는 포장용기는 수요자의 미적 수요도가 높아지게 됨에 따라 더욱 고급스러운 디자인과 구조를 구현하는 방향으로 다채롭게 변화하고 있다.

특히, 원통형 구조의 화장품 용기를 예로 들면, 내부에 수용공간이 마련되는 구조물로, 상부 케이스와 하부케이스 및 사용상태에 따라 합성수지 구조물이 내부에 조립되어 완성된다. 특히, 이와 같은 화장품 용기의 구조물의 경우, 단순한 원통형 구조물에서 나아가, 상부 케이스 및 하부 케이스의 테두리 부분에 내측으로 절곡되는 구조(이하, 컬링 구조라 한다.)가 구현되는 것이 일반적이다.

이러한 컬링 구조의 구현은 각각의 용기 케이스 별로 컬링 기계를 삽입하여 절곡시키거나, 수작업을 통해 가압하여 구현하게 된다.

나아가, 용기 케이스의 표면에 부착되는 용품의 설명서나 라벨 등의 부착물 역시 개별 포장용기 표면에 사람이 수작업으로 접착제를 바르고 부착하는 공정이 이루어지게 되는바, 생산 시간이 매우 많이 소요되며, 전체적으로 생산 물량이 대량화할 수 없는 실정이다.

특히, 인건비가 매우 높아지게 되는바 생산물량의 저하는 물론, 경제성도 매우 떨어지게 되는 문제를 안고 있다.

한국등록특허 제10-0746170호

본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 지동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템에 대한 것으로, 용기를 구성하는 구성부품을 하나의 생산라인 공정에서 자동화 제조유닛을 통해 생산 및 조립할 수 있도록 함으로써, 생산성을 극대화할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 실시예에서는, 도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 같이 다수의 단위 지관을 지관 안착홈을 구비한 이송척에 어라인하고, 상기 다수의 단위 지관의 상부 테두리를 컬링하여 제1지관을 형성하는 제1지관생성유닛(100)과 상기 제1지관과 결합하는 제2지관용 다수의 단위지관을 안착홈을 구비한 이송척에 어라인하고, 상기 단위 지관의 테두리를 동시에 컬링하여 제2지관을 형성하는 제2지관형성유닛(200), 상기 제2지관과 결합하는 제3지관을 생성하며, 제2지관 및 제3지관을 조립하는 제3지관형성유닛(300) 및 상기 제1지관생성유닛 및 상기 제2지관생성유닛과 이송컨베어이어부를 통해 연속공정으로 연결되며, 유입되는 제1지관 또는 제2지관의 개구면에 커버부재을 부착하는 커버형성유닛(400)을 포함하는 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템을 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 원통형 지관 구조물의 구성 중, 하부 케이스(제1지관)와 상부 케이스(제2지관 및 제3지관)를 하나의 생산라인에서 동시에 연속공정으로 제조할 수 있는 생성유닛을 구비할 수 있도록 하며, 동시에 케이스 표면에 접착되는 포장 설명서를 자동화공정을 통해 부착하고, 조립 공정까지 동일 생산라인에서 자동화할 수 있도록 함으로써, 포장용기의 생산을 전자동화하여 대량생산을 구현할 수 있는 효과가 있다.

특히, 케이스를 구현하는 지관의 공급과 지관의 테두리를 가공하는 컬링공정을 자동화공정에서 구현하며, 이를 위해 정밀한 어라인과 컬링을 위한 가압공정을 구현할 수 있도록 하여 제조효율을 높일 수 있도록 한다.

또한, 지관의 특수성을 반영한 장치를 배치하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있도록 한다. 즉, 다수의 지관을 동시에 공급할 수 있는 이송척을 공압실린더를 통해 구동하여 지관의 파손을 막을 수 있도록 할 수 있다.

나아가, 다수의 지관을 동시 공정을 통해 컬링을 구현할 수 있도록 하는 파레트부를 구비하고, 이를 정밀하게 어라인할 수 있는 제어부를 구현하여 자동화 공정의 정밀도를 극대화할 수 있도록 한다.

아울러, 컬링을 위한 유닛 등 지관에 치명적인 습도와 온도 제어를 통합적으로 관리할 수 있는 온도조절유닛을 연계하여 지관의 품질을 고르게 유지할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 접착제의 도포를 자동화하여 지관의 외관을 따라 정량적인 접착물질을 제어하여 도포할 수 있도록 해, 제품 생산성(불량율 저하)의 효율성을 높일 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템의 주요 구성을 도시한 블록 구성도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템의 제1지관의 생성공정을 위한 주요 구성 및 작용을 설명한 공정도이다.
도 8 내지 도 12는, 본 발명의 실시예에 따른 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템의 제2지관의 생성공정을 위한 주요 구성 및 작용을 설명한 공정도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템의 제3지관의 생성공정 및 조립공정의 주요구성 및 작용을 설명한 공정도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템에 따라 제조된 원통형 지관의 예시 이미지이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템(이하, '본 시스템'이라 한다.)의 주요 구성을 도시한 블록 구성도이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 시스템은 다수의 단위 지관을 지관 안착홈을 구비한 이송척에 어라인하고, 상기 다수의 단위 지관의 상부 테두리를 컬링하여 제1지관을 형성하는 제1지관생성유닛(100)과 상기 제1지관과 결합하는 제2지관용 다수의 단위지관을 안착홈(131)을 구비한 제1파레트부(130)에 어라인하고, 상기 단위 지관의 테두리를 동시에 컬링하여 제2지관을 형성하는 제2지관생성유닛(200), 상기 제2지관과 결합하는 제3지관을 생성하며, 제2지관 및 제3지관을 조립하는 제3지관생성유닛(300) 및 상기 제1지관생성유닛 및 상기 제2지관생성유닛과 이송컨베어이어부를 통해 연속공정으로 연결되며, 유입되는 제1지관 또는 제2지관의 개구면에 커버부재을 부착하는 커버형성유닛(400)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 시스템은 상술한 구성을 통해, 하부 케이스(제1지관)와 상부 케이스(제2지관 및 제3지관)를 하나의 생산라인에서 동시에 연속공정으로 제조할 수 있는 생성유닛을 구비할 수 있도록 하며, 동시에 케이스 표면에 접착되는 포장 설명서를 자동화공정을 통해 부착하고, 조립 공정까지 동일 생산라인에서 자동화할 수 있도록 함으로써, 포장용기의 생산을 전자동화하여 대량생산을 구현할 수 있도록 하는 장점이 구현된다.

본 발명의 실시예에 따라 최종적으로 생산되는 원통형 지관은, 제1지관(하부케이스에 해당)과, 상기 제1지관(하부케이스)의 상부에서 결합하는 제2지관(상부케이스), 그리고 제2지관과 결합하는 중간 케이스인 제3지관으로 구성되며, 상기 제2지관 내측에는 합성수지 조형물이 더 포함될 수 있다. 이러한 3개의 구성으로 구분되는 원통형 지관 구조물을 본 시스템의 자동화 공정라인에서는 연속공정으로 자동으로 생산할 수 있게 된다.

도 2 내지 도 15는 도 1a 및 도 1b에서 상술한 본 시스템의 구성을 구현한 구현 실시예이며, 이하에서는 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 도 2 내지 도 15의 공정도를 통해 본 시스템의 구성과 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

1. 제1지관의 제조(지관공급공정)

도 1a 및 도 1b, 도 2를 참조하면, 본 시스템의 제1지관생성유닛(100)은 스테이지 상에 상기 단위 지관을 가이드하는 가이드라인을 구비하는 제1지관가이드부(110)와 상기 제1지관가이드부(100)에서 횡방향으로 어라인된 1열의 단위 지관들의 내부로 삽입되어 단위지관을 그립하는 이송척을 구비하는 제1지관공급부(120), 상기 제1지관공급부의 이송척에 동시에 그립된 다수의 단위지관이 안착되는 안착홈을 구비하는 제1파레트부(130) 및 상기 제1파레트부(130) 상에 어라인된 상기 다수의 단위지관의 상부 테두리를 상측에서 가압 및 가열 가공하여 절곡시키는 컬링구조를 구현하는 제1지관컬링부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2는 제1지관을 형성하기 위한 단위지관(111)을 공급하는 공정 시작과정을 도시한 공정도이다.

우선, 도 2 (a)와 같이, 컨베이어 벨트 타입으로 이송 라인 상에 어라인되어 있는 다수의 단위 지관이 배치되며, 순차적으로 단위지관(본 발명에서는 5개를 예로 들어 설명한다)이 다수개가 어라인 되어 공급이 되며, 동시에 이송레일(R) 상에 안착되는 제1파레트부(130)이 자동으로 공급 위치에 배치된다. 이 경우, 제1지관공급부(120)은 하측에 지그(125)가 배치되어, 단위 지관의 내측으로 지그가 삽입되고, 이후 확장되어 단위 지관을 정확하게 그립할 수 있도록 한다.

도 2 (b)에 도시된 것과 같이, 지그(120)가 제1지관가이드부(110) 상으로 이동하여 5개의 단위 지관을 그립하고(x1 방향으로 확장), 다시 (c)에 도시된 것과 같이 제1파레트부(130) 상에 정확하게 이동하여 안착홈(131)에 각각의 단위 지관을 어라인 하게 된다. 이후, 다음 공정을 위해 인접하는 방향(y1)으로 제1파레트부가 이송되게 된다.

상기 제1파레트부(130)는 본 자동화 시스템에서 핵심적인 구성 부품으로, 이송레일(R)을 따라 단위지관을 세트 단위로 이송하며, 자동화 공정이 구현될 수 있도록 하는 구조를 가지도록 형성된다. 상기 제1파레트부(130)을 평판형상의 몸체 구조물의 내측에 단위지관의 직경에 대응되는 안착홈(131)이 형성되어 있으며, 공정의 분량에 따라 다수 개로 안착 홈을 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

또한, 자동화 공정 시 필수적인 사항으로, 제1파레트부(130)이 작업을 위한 정확한 작업위치에 정지하여야 하는바, 본 시스템의 레일 상에는 상기 제1파레트부(130)이 정위치에 어라인 될 수 있도록 위치인식센서(S)를 배치할 수 있도록 한다. 상기 위치인식센서(S)는 작업이 이루어지는 개소에 파레트가 정확하게 정지할 수 있도록 하기 위해, 후술하는 각 공정 단위의 유닛을 연결하는 이송 레일(R)의 하측에 각각 배치될 수 있도록 한다.

2. 제1지관의 제조(지관의 2회컬링 공정)

도 3을 참조하여, 제1지관생성유닛(100)의 제1지관컬링부(140)의 구성 및 작용상태를 설명하기로 한다.

도 2에서 제1파레트부(130)에 안착된 단위지관들은 제1방향(y1)으로 이송되어 인접한 제1지관컬링부(140)으로 이송된다. 이 경우, 레일부의 하측에 배치된 센서부의 작동으로 인해, 정위치에 제1파레트부가 정지하여 어라인됨은 물론이다.

상기 제1지관컬링부(140)는 상기 제1파레트부(130) 상에 어라인된 상기 다수의 단위지관의 하부 테두리를 가압 및 가열 가공하여 절곡시키는 컬링구조를 구현하게 된다.

도 3의 (a)과정에서와 같이, 제1파레트부(130) 상에 안착된 단위지관(111)은 이송지그(142)에 의해 그립(grip) 되고(도 3의 (b)), (c)에 도시된 것과 같이, 이송지그(142)는 a2 방향으로 이송되어 제1컬링부(144)에 인입되어 안착되게 된다. 이후 이송지그(142)는 제자리 방향(a3)으로 회귀한다.

이후, 도 3 (e)와 같이, 제1컬링부(144)가 상부로 이동(a4)하며 가압부(146)와의 압착공정을 수행하여 단위지관의 하부를 1차 컬링하게 되며, 이후 도 3 (f)와 같이 하부로 제1컬링부(144)가 회귀한다. 이후, 도 3 (g~h)와 같이, 이송지그(140)가 다시 단위지관을 그립하여 제1파레트부(130)에 단위 지관을 안착시킨다.

도 3 (h)와 같이, 단위지관의 하부는 내측으로 소폭 컬링(C1)이 구현되는 구조로 변형되며, 이후 인접방향(y2)로 제1파레트부(130)이 이송하게 되어 연속공정으로 이어진다.

도 4 (a)에 도시된 것과 같이 인접방향(y2)로 이송된 제1파레트부(130) 상에 안착된 단위지관에 대하여, 제2이송지그(147)가 단위지관(111)을 그립하고, 후방에 배치되는 제2컬링부(148) 상에 단위지관(111)을 안착시킨다(도 4(b)~도 4(c)).

이후, 도 4 (d)와 같이 제2이송지그(147)의 상부로 이송(b2)하며 단위지관의 하부를 강하게 가압하게 되면, 1차 컬링(C1) 된 부분이 납작하게 가압되어 컬링부(C2)로 구현되게 된다. 추후 컬링부(C2) 부분에 커버부재가 안착하게 된다.

도 4 (e)~도 4 (f)와 같이, 제2컬링부(148)은 하부로 이동하며, 제2이송지그(147)은 단위지관을 그립하여 다시 제1파레트부(130) 상에 안착시킨다.

이후, 도 4 (g)와 같이, 단위지관(111)은 하부에 내측으로 컬링부(C2)가 구현된 상태로 인접하는 작업장치로 이송(y3)되게 된다.

3. 제1지관의 형성(커버부재의 안착)

도 5에 도시된 것과 같이, 도 4의 장치에서 컬링부(C2)가 구현된 단위지관(111)은 상하가 개구된 원통형 형태의 구조물이다.

이러한 원통형 구조물의 하부면에 커버부재(P2)를 안착시키는 공정이 커버형성유닛(400)을 통해서 구현될 수 있도록 한다(도 1b, 도 5).

도 1b에서 상술한 바와 같이, 커버형성유닛(400)은 원통형 지관구조물의 하부에 커버부재를 안착시키고, 상기 커버부재는 이후, 외부면에 내용물이 될 제품의 설명서가 부착되게 되는 부분이 된다.

상기 커버형성유닛(400)은, 상기 제1지관 또는 상기 제2지관의 표면에 부착되는 커버부재를 수용하는 커버공급부(410)와 상기 커버공급부(410) 내에 수용되는 커버부재를 흡착하여 제1지관 또는 제2지관의 표면의 부착위치로 이송하는 흡착헤드부(420), 상기 제1지관 또는 상기 제2지관의 커버 부착부위에 접착제를 도포하는 접착물질도포부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.

이상의 구조를 도 5에서 살펴보면, 도 4에서 컬링부(C2)가 구현된 단위지관(111)은 제1파레트부(130)에 실려, 정해진 위치에 센서유닛에 의해 정차하게 되고, 이 경우, 커버공급부(410)에 적층구조로 적층된 다수의 원형의 커버부재(P1) 들이 구비되며, 상기 흡착헤드부(420)는 최상층에 적층된 1매의 커버부재(P2)를 흡착하여, 단위지관의 상부로 이동한다(도 5 (a)~도 5 (b)).

이후, 도 5 (b)에 도시된 것과 같이, 단위지관(111)의 내측으로 커버부재가 삽입되도록 흡착헤드부(420)의 헤드가 인입되고, 이후 도 5(c)에 도시된 것과 같이, 흡착력을 해제하여 커버부재(P2)가 단위지관의 컬링부(C2) 상에 안착되게 된다.

4. 제1지관의 형성(접착물질의 자동 도포)

원통형 지관의 형성 공정 중 가장 까다로운 공정이, 도 5에서 상술한 커버부재를 원통형 지관 내측에 안착하고, 이를 접착물질로 접착시키는 공정이다. 이는 종래에 사람들이 수작업으로 일일이 접착을 하게 되는데, 본 시스템에서는 도 6에 도시된 접착물질도포부(430)을 통해 자동으로 접착물질을 도포하여 부착이 이루어질 수 있게 된다.

본 시스템에서 상기 접착물질도포부(430)는, 상기 부착부위에 배출될 접착제의 양을 설명서 면적에 따라 정량적으로 산출하여 공급하는 정량도출기(431)와 상기 정량도출기에서 산출된 정량의 접착제를 토출하는 토츨 노즐(432)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 6은 이러한 접착물질의 자동 도포 공정을 도시한 공정 개념도로, 도 5에서 커버부재가 안착된 단위지관(111)이 제1파레트부(130)를 통해 이송되어 정위치에 정지(센서유닛에 의해)하게 되면, 도 6 (a)에 도시된 것과 같이, 정량도출기(431)가 각각의 단위 지관의 내부로 하강하게 된다.

이후, 도 6 (b)에 도시된 것과 같이 단위지관의 컬링부(C2)와 커버부재(P2)의 경계면을 따라서 회전(W)하여 원통테두리 내부를 토출노즐(432)가 지나가며 접착물질(J)을 일정한 두께로 토출 및 도포하게 된다.

이러한 정량도출기(431)의 원형 방향의 회전은 구동모터를 통해 이루어지는 구동유닛(미도시)와 결합하여 구현될 수 있다.

이후, 제1파레트부(130) 상에 안착된 상태에서 접착물질 도포로 커버부재의 부착이 완료된 단위지관은, 도 7에 도시된 것과 같이, 완제품배출유닛(600)에 이송지그(Z2)를 통해 5개가 동시에 그립되어 배출되게 된다.

이와 같은 과정을 통해 원통형 지관의 하부 몸체가 되는 제1지관이 완성되게 된다.

5. 제2지관의 형성(제2지관 제조를 위한 단위지관의 공급과정)

이하에서는, 상술한 제1지관의 상부의 두껑 형태로 결합하게 되는 제2지관의 제조공정을 본 시스템을 통해 설명하기로 한다.

본 시스템에서 상술한 것과 같이, 제1지관이 이루어지고 있는 것과 동시에, 컨베이어 밸트로 연결되는 제2지관생성유닛(200)에서는 상부 뚜겅에 해당하는 제2지관이 동시에 제조될 수 있도록 한다.

상기 제2지관의 구조는, 제1지관의 직경에 대응되는 폭과 넓이를 가지는 뚜겅 구조물로, 내측에 성형수지물이 장착되며, 하부 부분에 중간몸체가 결합되는 구조로 구현된다.

도 1b에 도시된 것과 같이, 상기 제2지관생성유닛(200), 상기 제1지관과 대응되는 형상과 크기를 가지고 결합하는 제2지관이 되는 제2단위 지관을 가이드 하여 공급하는 제2지관가이드부(210), 상기 제2단위 지관들의 내부 테두리에 접촉하여 그립(grip)하는 이송척을 구비하는 제2지관공급부(220), 상기 다수의 제2단위 지관들이 안착하는 수용홈을 구비하는 제2파레트부(230), 상기 제2단위지관의 내측에서 고정하는 고정실린더부재의 상측에서 컬링공정을 수행하는 제2지관컬링부(240) 및 상기 수지성형물 생성유닛에서 생성된 수지성형물을 상기 제2지관 내부에 삽입하는 수지성형물조립부(250)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 8은 상기 제2지관을 공급하는 상기 제2지관생성유닛(200)의 제2지관가이드부(210)와 제2지관공급부(220)를 도시한 것이다.

상기 제2지관가이드부(210)은 상부 뚜겅이 될 단위지관(211)을 도 2에서와 같이, 제2지관가이드부(210)를 통해 다수개를 일시에 공급할 수 있도록 컨베이어 벨트를 통해 자동으로 이송하게 된다.

이후, 이송지그(225)를 통해 단위지관을 그립하고, 이를 도 8 (b)~(c)에 도시된 것과 같이, 제2파레트부(230)에 안착한다. 상기 제2파레트부(230)은 상술한 제1파레트부(130)과 동일한 구조로 구성될 수 있으며, 이송되는 레일(R) 내측에는 제2파레트부(230)의 어라인 위치를 잡아 주는 센서부(S)가 배치되게 된다.

상기 제2지관공급부(220)는 단위지관의 내측에서 확장하는 이송지그(225)의 작용(도 8 (b))을 통해 그립하고, 다시 도 8(c)와 같이, 이송지그(225)가 내측으로 축소하게 되면서 단위지관을 내려 놓을 수 있게 된다.

6. 제2지관의 형성(제2지관 제조를 위한 단위지관의 컬링과정)

도 9는 도 8에서 제2파레트부(230)에 안착된 단위지관들이 컬링을 위해 제2지관컬링부(240) 앞에 센서부를 매개로 정위치하게 된다.

구체적으로는, 도 9 (a)에 도시된 것과 같이 인접방향(y1)로 이송된 제1파레트부(130) 상에 안착된 제2단위지관에 대하여, 도 9의 (a)과정에서와 같이, 제2파레트부(230) 상에 안착된 제2단위지관(211)은 이송지그(240)에 의해 그립(grip) 되고(도 9의 (b)), (c)에 도시된 것과 같이, 이송지그(140)는 일정한 방향(a2)으로 이송되어 제2컬링부(244)에 인입되어 안착되게 된다. 이후 이송지그(240)는 제자리 방향으로 회귀한다.

이후, 도 9 (e)와 같이, 제1컬링부(144)가 상부로 이동(a3)하며 가압부(246)와의 압착공정을 수행하여 제2단위지관의 하부를 컬링하게 되며, 이후 도 9 (f)와 같이 하부로 제2컬링부(244)가 회귀한다. 이후, 도 9 (g~h)와 같이, 이송지그(240)가 다시 제2단위지관을 그립하여 제12파레트부(230)에 단위 지관을 안착시킨다.

도 9 (h)와 같이, 단위지관의 하부는 내측으로 컬링(C5)이 구현되는 구조로 변형되며, 이후 인접방향(y2)로 제2파레트부(230)가 이송하게 되어 연속공정으로 이어진다.

7. 제2지관의 형성(커버부재의 안착-상부뚜겅 구현)

도 10은 도 9 과정이후, 인접방향(y2)로 제2파레트부(230)가 이송되어 오게 되면, 제2단위지관(211)에 커버부재를 장착하여 뚜겅 형태로 구현한다.

이 과정은 도 5에서 제1지관에서의 과정과 거의 유사하다.

즉, 도 10(a)에서와 같이, 커버형성유닛(400)으로 이송되어온 제2파레트부(230) 상의 제2단위지관(211)이 센서부를 지나며 정위치에 안착하게 된다.

이후, 도 9에서 컬링부(C5)가 구현된 제2단위지관(211)은 제2파레트부(230)에 실려, 정해진 위치에 센서유닛에 의해 정차하게 되고, 이 경우, 커버공급부(410)에 적층구조로 적층된 다수의 원형의 커버부재(P3) 들이 구비되며, 상기 흡착헤드부(420)는 최상층에 적층된 1매의 커버부재(P4)를 흡착하여, 제2단위지관의 상부로 이동한다(도 10 (a)~도 10 (b)).

이후, 도 10 (b)에 도시된 것과 같이, 제2단위지관(211)의 내측으로 커버부재가 삽입되도록 흡착헤드부(420)의 헤드가 인입되고, 이후 도 10(c)에 도시된 것과 같이, 흡착력을 해제하여 커버부재(P4)가 단위지관의 컬링부(C5) 상에 안착되게 된다.

8. 제2지관의 형성(커버부재의 안착-상부뚜겅 구현-접착물질도포)

도 10의 과정을 완료한 제2단위지관(211)은 이웃하는 방향(y3)로 이동하게 되며, 이는 도 6에서 상술한 것과 같이, 접착물질도포부(420) 하부에 안착하게 된다.

본 시스템에서 접착물질 도포를 자동으로 구현하게 하는 커버형성유닛(400)의 접착물질도포부(420)의 작용은 도 6에서 상술한 바 있는바, 구체적인 구성은 생략한다.

도 11에 도시된 과정과 같이, 제2단위지관(211)과 커버부재(P4)의 경계면에 대하여 토출 노줄(432)의 말단부에서 토출되는 접착제는 상기 경계면을 따라서 이동하며 일정한 량으로 도포되게 된다. 이 경우, 상기 토출노즐(432)의 말단부는, 상기 경계면에 마주보눈 부분에 경사구조를 가지도록 구현되어, 접착물질을 도포함과 동시에 경계면과 접촉하여 접착물질을 바르며 이동하는 구조로 기능할 수 있도록 할 수 있다. 이는 접착물질을 도포함과 동시에 접착물질을 일정한 두께로 경계면 표면에 밀어주는 방식으로 바르는 기능을 수행하여 보다 효율적인 도포 기능을 수행할 수 있게 한다.

이후, 제2단위지관(211)은 하부 커부부재를 부착한 상태로 다시 제2파레트부(230)에 의해 도 12에 도시된 수지성형물(SU)을 조립하는 수지성형물조립부(250)으로 이동하게 된다.

도 12에 도시된 것과 같이, 상기 수지성형물(251)은 화장품과 같은 내용물을 수용하는 미관을 중요시하는 포장용기의 경우, 디자인적인 효과를 위해서 내부에 수용되는 구조물로, 도 12의 과정은 경우에 따라서 생략될 수도 있다.

상기 수지성형물조립부(250)는 제3이송지그(251)를 통해 성형물을 그립하고(도 12의 (a)), 이후, 제2단위지관의 내측으로 상기 제3이송지그(251)를 이동시켜, 제2단위지관내부(211)에 끼울 수 있도록 하강하여 결합시킨다(도 12 (b)~(c)).

이후, 수지성형물(SU)이 조립된 제2단위지관(211)은 인접하는 장치 방향(y5)로 이송하게 된다.

9. 제3지관의 형성(중간몸체부의 제조)

도 13 및 도 14는 도 12에서 완성된 수지성형물(SU)이 조립된 제2단위지관(211)과 결합하는 중간 몸체부에 해당하는 제3지관의 제조과정을 도시한 것이다.

본 과정을 수행하는 제3지관생성유닛(300)은 도 1b에서 상술한 것과 같이, 상기 제2지관에 결합되는 중간 단위지관에 예비 컬링을 수행하여 제3지관을 형성하는 컬링부(310)와 상기 제3지관을 그립하여 상기 제2지관에 결합하는 결합부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제3지관은 상하가 개구된 구조의 원통 구조물로, 제2지관의 개구부 부분에 일면이 결합하고, 타면에는 도 2에서 제조된 제1지관이 결합하게 된다.

도 13을 참조하면, 다수의 제3단위지관(311)이 컨베이어밸트 상에 어라인되어 공급되고, 이송지그(312)가 다수의 제3단위지관을 동시에 그립하여 제3파레트부(330)에 안착시킨다. 이와 같은 과정은 제1지관 및 제2지관의 공급과 동일한바, 상세한 설명은 생략한다.

이후, 도 14에서와 같이, 제3단위지관(311)을 안착한 제3파레트부(330)가 제3지관컬링부(320)에 정지하게 되면, 제3지관컬링부(320)의 헤드부(315)가 하강하며, 제3파레트부 상의 제3단위지관의 상측을 살짝 컬링(C7)하는 예비컬링과정이 수행된다.

즉, 도 14(a)의 제3단위지관의 테두리가, 도 14(c)에 도시된 제3단위지관(311)의 테두리와 같이 내측으로 살짝 컬링(C7)되는 구조로 구현되게 된다. 이는 후술하는 제2지관과 부드럽게 삽입되는 구조로 끼워지도록 하기 위한 구조이다.

도 15를 참조하면, 도 14(c)와 같이 예비컬링이 이루어진 제3지관(311)에 대하여 이송지그(327)이 그립하여 하부컬링부(328) 상부로 이송하고(도 15(b)~(c)), 이후 가압을 통해 컬링(C7)이 된 반대부분의 제3단위지관의 테두리를 가압하여 컬링을 수행한다(도 15(c)).

이후, 도 15 (d)와 같이, 상부 테두리와 하부 테두리가 모두 컬리잉 이루어진 중간몸체에 해당하는 제3단위지관(311)을 대기하고 있던 제2지관(211)과 수지성형물(SU)의 조립체와 결합시킨다.

그 결과 도 15 (f)와 같이 제2지관-수지성형물-제3지관으로 이루어지는 상부 뚜겅(중간몸체결합)이 완성되게 된다.

본 시스템에서 도 7에서 완성된 제1지관의 완성품은 하부몸체로 기능하게 되어, 내부에 화장품과 같은 내용물이 구비되도록 하며, 이후, 제1지관의 상부면에는 도 15 (f)가 뚜겅 구조로 결합하여 하나의 지관용기로 기능하게 된다.

상술한 것과 같이 본 시스템은 레일 구조물과 같은 이송라인을 따라서 파레트부라는 특수한 구조물에 작업을 위한 단위지관을 안착시키고 이송하면서 동시에 3개의 구성품이 제조될 수 있도록 하여 자동화 시스템을 구축할 수 있게 된다.

특히, 상기 제1지관생성유닛, 제2지관생성유닛, 커버형성유닛 중 상호 연계되는 작업을 위한 이송라인은 프리 플로어 컨베이어밸트로 구현될 수 있으며, 도 1b에서 상술한 상기 제1지관생성유닛(100) 및 상기 제2지관생성유닛(200) 또는 설명서부착유닛(400)의 온도를 제어하는 통합온도조절유닛(500)을 더 포함하므로써, 종이재질의 지관의 컬링의 과정에서 원활한 컬링을 구현할 수 있는 온도를 자유롭게 조절할 수 있게 한다.

요컨데, 본 발명의 실시예에 따르면, 도 16과 같은 원통형 지관 구조물의 구성 중, 하부 케이스(제1지관)와 상부 케이스(제2지관 및 제3지관)를 하나의 생산라인에서 동시에 연속공정으로 제조할 수 있는 생성유닛을 구비할 수 있도록 하며, 동시에 케이스 표면에 접착되는 포장 설명서를 자동화공정을 통해 부착하고, 조립 공정까지 동일 생산라인에서 자동화할 수 있도록 함으로써, 포장용기의 생산을 전자동화하여 대량생산을 구현할 수 있게 한다.

특히, 케이스를 구현하는 지관의 공급과 지관의 테두리를 가공하는 컬링공정을 자동화공정에서 구현하며, 이를 위해 정밀한 어라인과 컬링을 위한 가압공정을 구현할 수 있도록 하여 제조효율을 높일 수 있도록 하며, 다수의 지관을 동시에 공급할 수 있는 이송척(이송지그)을 공압실린더를 통해 구동하여 지관의 파손을 막을 수 있도록 할 수 있다. 이는 상술한 공정도에서 지관을 그립하는 그립부(이송지그)를 이송하고, 그립하는 구성에 적용되게 된다.

나아가, 다수의 지관을 동시 공정을 통해 컬링을 구현할 수 있도록 하는 파레트부를 구비하고, 이릉 정밀하게 어라인할 수 있는 센서부 및 제어부를 구현하여 자동화 공정의 정밀도를 극대화할 수 있도록 하며, 컬링을 위한 유닛 등 지관에 치명적인 습도와 온도 제어를 통합적으로 관리할 수 있는 온도조절유닛을 연계하여 지관의 품질을 고르게 유지할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 접착제의 도포를 자동화하여 지관의 외관을 따라 정량적인 접착물질을 제어하여 도포할 수 있도록 해, 제품 생산성(불량율 저하)의 효율성을 높일 수 있는 장점이 구현되도록 하여, 수작업으로 구현되던 종래의 작업 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있게 할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 제1지관생성유닛
200: 제2지관생성유닛
300: 제3지관생성유닛
400: 커버형성유닛
500: 통합온도조절유닛
600: 완제품배출유닛

Claims (10)

1. 다수의 단위 지관을 지관 안착홈(131)을 구비한 제1파레트부(130) 상에 안착하고, 상기 단위지관의 하부 테두리를 컬링하여 제1지관을 형성하는 제1지관생성유닛(100);
   상기 제1지관과 결합하는 제2지관용 다수의 단위지관을 안착홈을 구비한 제2파레트부(230)에 안착하고, 상기 단위 지관의 테두리를 동시에 컬링하여 제2지관을 형성하는 제2지관생성유닛(200);
   상기 제2지관과 결합하는 제3지관을 생성하며, 제2지관 및 제3지관을 조립하는 제3지관생성유닛(300); 및
   상기 제1지관생성유닛 및 상기 제2지관생성유닛과 이송컨베어어를 통해 연속공정으로 연결되며, 유입되는 제1지관 또는 제2지관의 개구면에 커버부재를 부착하는 커버형성유닛(400);를 포함하며,
   상기 커버형성유닛(400)은, 상기 제1지관 또는 상기 제2지관의 표면에 부착되는 커버부재를 수용하는 커버공급부(410)와 상기 커버공급부(410) 내에 수용되는 커버부재를 흡착하여 제1지관 또는 제2지관의 표면의 부착위치로 이송하는 흡착헤드부(420), 상기 제1지관 또는 상기 제2지관의 커버 부착부위에 접착제를 도포하는 접착물질도포부(430)를 포함하며,
   상기 접착물질도포부(430)는, 부착부위에 배출될 접착제의 양을 커버부재 면적에 따라 정량적으로 산출하여 공급하는 정량도출기(431)와 상기 정량도출기에서 산출된 정량의 접착제를 토출하는 토츨 노즐(432)을 포함하는,
   자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1지관생성유닛(100)은,
   스테이지 상에 상기 단위 지관을 가이드하는 가이드라인을 구비하는 제1지관가이드부(110);와
   상기 제1지관가이드부(110)에서 횡방향으로 어라인된 1열의 단위 지관들의 내부로 삽입되어 단위지관을 그립하는 이송척을 구비하는 제1지관공급부(120);
   상기 제1지관공급부의 이송척에 동시에 그립된 다수의 단위지관이 안착되는 안착홈을 구비하는 제1파레트부(130); 및
   상기 제1파레트부(130) 상에 어라인된 상기 다수의 단위지관의 하부 테두리를 상측에서 가압 및 가열 가공하여 절곡시키는 컬링구조를 구현하는 제1지관컬링부(140)
   을 포함하여 구성되는 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2지관생성유닛(200)은,
   상기 제1지관과 대응되는 형상과 크기를 가지고 결합하는 제2지관이 되는 제2단위 지관을 가이드 하여 공급하는 제2지관가이드부(210);
   상기 제2단위 지관들의 내부 테두리에 접촉하여 그립(grip)하는 이송척을 구비하는 제2지관공급부(220);
   상기 다수의 제2단위 지관들이 안착하는 수용홈을 구비하는 제2파레트부(230);
   상기 제2단위지관의 내측에서 고정하는 고정실린더부재의 상측에서 컬링공정을 수행하는 제2지관컬링부(240); 및
   수지성형물 공급유닛(260)에서 생성된 수지성형물을 상기 제2지관 내부에 삽입하는 수지성형물조립부(250);
   을 포함하는 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1지관생성유닛, 제2지관생성유닛, 커버형성유닛 중 상호 연계되는 작업을 위한 이송라인은 프리 플로어 컨베이어밸트로 구현되는 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템은,
   상기 제1지관생성유닛(100) 및 상기 제2지관생성유닛(200) 또는 상기 커버형성유닛(400) 중 어느 하나 이상에,
   상기 제1파레트부 및 상기 제2파레트부의 어라인 위치를 센싱하는 센서부;를
   더 포함하는 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템은,
   상기 제1지관생성유닛(100) 및 상기 제2지관생성유닛(200) 또는 상기 커버형성유닛(400)의 온도를 제어하는 통합온도조절유닛(500);
   을 더 포함하는 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제3지관생성유닛(300)은,
   상기 제2지관에 결합되는 중간 단위지관에 예비 컬링을 수행하여 제3지관을 형성하는 컬링부(310);
   상기 제3지관을 그립하여 상기 제2지관에 결합하는 결합부(320);
   를 포함하는 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템은,
    상기 커버형성유닛을 통과한 제1지관 또는 제2지관을 이송컨베이어를 통해 이송하여 수용하는 완제품배출유닛(600)을 더 포함하는,
    자동화 공정을 도입한 지관 용기 생성 시스템.

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