KR101872504B1 - 용기 누설 및 성형불량 검사장치 - Google Patents

용기 누설 및 성형불량 검사장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치는, 다수의 용기를 컨베이어벨트를 통해 일렬로 이송하는 용기이송부와, 용기이송부의 상부에서 공기주입노즐이 용기의 이송방향을 따라 이동하면서 승강하도록 설치되어 공기주입노즐이 하강하여 용기주입구를 밀봉한 상태에서 압축 공기를 용기에 주입하는 공기주입부와, 공기주입노즐의 일측에 설치되어 용기 내의 압력을 감지하는 압력센서부와, 용기의 이동 속도와 동일하게 공기주입노즐의 이동을 제어하고 공기주입노즐과 용기가 동일한 속도가 되었을 때 공기주입노즐을 하강하여 용기주입구를 밀봉한 상태에서 용기에 압축 공기를 주입한 후 압축 공기가 설정된 압력에 도달 시 공기 주입을 중지하도록 공기주입부를 제어하고 압력센서부에서 감지된 용기의 초기 압력과 일정시간 후의 압력을 비교하여 용기의 누설 및 성형불량 유무를 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

용기 누설 및 성형불량 검사장치{APPARATUS FOR TESTING LEAKAGE AND MOLDED FAULTY OF CONTAINER}
본 발명은 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용기 성형기에서 성형 중 혹은 성형 후에 발생할 수 있는 용기의 누설, 성형불량 등과 같은 용기 결함을 검사하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 음료, 물 등을 담는 용기는 용기 성형기를 통해 용기 형상으로 성형하게 되는데, 용기 성형기에서 성형 중 혹은 성형 후에 용기의 결함, 예컨대 성형, 냉각 및 후속 작업 시 수축, 변형, 터짐, 찌그러짐 등과 같은 용기 불량이 발생하게 된다.
또한, 성형된 용기의 주입구 부분이 원형으로 형성되지 않고, 원형에서 벗어난 형상, 예컨대 타원형으로 형성되어 용기 주입구의 성형 불량이 발생할 수 있다.
따라서, 용기 불량에 따른 누설 테스트와 용기의 주입구 부분의 성형불량을 검사하여 제품 출하 전 불량 제품을 미리 제거할 필요가 있다.
그런데, 종래에는 용기 불량 누설 테스트 장치의 구조가 복잡하고 용기 누설 테스트와 별도로 용기의 주입구 성형불량을 작업자가 일일이 눈으로 직접 검사해야 하므로 작업시간이 많이 소요되는 단점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 용기 성형기에서 성형 중 혹은 성형 후에 발생할 수 있는 용기의 누설 불량을 검사하며, 동시에 용기의 주입구 부분의 성형 불량을 검사할 수 있는 용기 누설 및 성형불량 검사장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치는, 다수의 용기를 컨베이어벨트를 통해 일렬로 이송하는 용기이송부; 상기 용기이송부의 상부에서 공기주입노즐이 용기의 이송방향을 따라 이동하면서 승강하도록 설치되며, 상기 공기주입노즐이 하강하여 용기주입구를 밀봉한 상태에서 압축 공기를 용기에 주입하는 공기주입부; 상기 공기주입노즐의 일측에 설치되며, 용기 내의 압력을 감지하는 압력센서부; 및 용기의 이동 속도와 동일하게 상기 공기주입노즐의 이동을 제어하고 상기 공기주입노즐과 용기가 동일한 속도가 되었을 때 상기 공기주입노즐을 하강하여 상기 용기주입구를 밀봉한 상태에서 용기에 압축 공기를 주입한 후 압축 공기가 설정된 압력에 도달 시 공기 주입을 중지하도록 상기 공기주입부를 제어하고, 상기 압력센서부에서 감지된 용기의 초기 압력과 일정시간 후의 압력을 비교하여 용기의 누설 및 성형불량 유무를 검출하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기주입부는, 상기 용기이송부의 상부에 용기의 이송방향과 나란한 노즐이동레일에 설치되는 실린더; 상기 실린더의 실린더로드에 결합되어 상승 및 하강 이동하는 승강몸체; 상기 승강몸체의 하부에 상하 직선 이동 가능하게 결합되는 가이드스템; 상기 가이드스템의 하단에 결합되고, 상기 실린더에 의해 하강 시 상기 용기주입구를 밀봉한 상태에서 압축 공기를 용기에 주입하는 공기주입노즐; 및 상기 승강몸체와 상기 공기주입노즐 사이를 탄성 지지하도록 상기 가이드스템의 외측에서 삽입되는 탄성부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기주입노즐은, 상기 가이드스템의 하단에 고정되게 결합되고, 일측면에 중심부까지 공기주입구가 관통 형성되며, 상기 용기주입구의 외경에 대응하는 직경을 갖는 용기주입구 삽입홈이 하부에 형성되고, 하강 시 상기 용기주입구의 외측이 상기 용기주입구 삽입홈에 삽입되어 상기 용기주입구의 외주면과 접촉되는 외경노즐몸체; 및 상기 외경노즐몸체의 하부 중심부에 고정되게 결합되고, 상기 공기주입구와 연결되는 노즐구멍이 중심에 형성되며, 상기 용기주입구의 내경에 대응하는 외경을 가지며, 하강 시 상기 용기주입구의 내측에 삽입되어 상기 용기주입구의 내주면과 접촉하는 내경노즐몸체;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 내경노즐몸체는, 외주면의 하단에 경사면이 형성되어 상기 용기주입구에 삽입이 용이하도록 할 수 있다.
또한, 상기 공기주입노즐은, 상기 용기주입구 삽입홈의 저면에 설치되며, 상기 용기주입구가 상기 외경노즐몸체와 상기 내경노즐몸체 사이에 삽입될 때 상기 용기주입구의 상단부를 밀봉하는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기주입부는, 상기 승강몸체에 설치되며, 상기 공기주입노즐의 하강 시 상기 내경노즐몸체가 상기 용기주입구에 완전히 삽입되지 못하고 상기 용기주입구와 충돌하여 상기 공기주입노즐의 하강이 저지됨에 따라 상기 가이드스템의 상승을 감지하는 충돌감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 충돌감지센서에서 감지된 신호를 전달받아 상기 용기주입구의 성형불량을 검출할 수 있다.
또한, 상기 공기주입부는, 상기 공기주입노즐에 설치되며, 상기 공기주입노즐의 상승 시 상기 내경노즐몸체가 상기 용기주입구로부터 분리 이탈되지 못하고 용기를 상승시킬 경우 용기의 상승을 감지하는 이탈감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 이탈감지센서에서 감지된 신호를 전달받아 상기 용기주입구의 성형불량을 검출할 수 있다.
또한, 상기 용기이송부는, 용기의 이송 경로 상에 설치되며, 상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 용기의 진입 위치를 감지하는 위치감지센서를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 위치감지센서로부터 감지된 신호에 따라 상기 공기주입부의 동작을 제어하되, 용기가 검사 구간 내에 들어오지 않을 경우 상기 공기주입부가 동작하지 않고 용기가 검사 구간 내에 진입했을 경우만 상기 공기주입부가 동작하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치는, 상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 용기가 이송 중 흔들리거나 쓰러지는 것을 방지하기 위하여 상기 컨베이어벨트의 하부에서 흡입 공기를 이용하여 용기를 석션하는 공기흡입부를 더 포함하되, 상기 공기흡입부는, 공기흡입홀이 일정 간격으로 다수 형성되는 상기 컨베이어벨트의 하부에 설치되는 공기흡입챔버; 상기 공기흡입챔버에 연결되는 흡입배관; 및 상기 흡입배관의 단부에 설치되며, 상기 흡입배관을 통해 상기 공기흡입챔버에 흡입력을 제공하는 흡입팬;을 포함할 수 있다.
본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 따르면, 용기 성형기에서 성형 중 혹은 성형 후에 발생할 수 있는 용기의 누설 불량을 검사하며, 동시에 용기의 주입구 부분의 성형 불량을 검사할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치의 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치의 평면도.
도 4는 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입부의 정면도.
도 5는 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입부의 측면도.
도 6은 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입부의 평면도.
도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도.
도 8은 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입노즐의 분해사시도.
도 9는 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입노즐의 결합사시도.
도 10은 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입노즐의 저면도.
도 11은 도 9의 B-B선에 따른 단면도.
도 12는 공기주입노즐이 하강하여 용기주입구를 밀봉한 상태에서 용기에 압축 공기를 주입하고 일정시간 경과 후 압력 변화를 확인하여 용기의 누설 및 성형불량을 검출하는 작동상태를 나타낸 작동도.
도 13은 공기주입노즐이 하강하여 용기에 압축 공기를 주입하고 일정시간 경과 후 압축 공기가 설정된 압력에 도달하지 않을 경우 용기의 누설 및 성형불량을 검출하는 작동상태를 나타낸 작동도.
도 14는 공기주입노즐의 하강시 충돌감지센서에서 감지된 신호와 공기주입노즐의 상승시 이탈감지센서에서 감지된 신호를 전달받아 용기의 주입구 성형불량을 검출하는 작동상태를 나타낸 작동도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 누설 및 성형불량 검사장치는 본체부(100), 용기이송부(200), 공기흡입부(300), 공기주입부(400), 압력센서부(500) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
본체부(100)는 사각형 프레임으로 형성되어 바닥에 지지되게 설치된다.
본체부(100)의 중간부에는 용기이송부(200)의 컨베이어벨트(210)가 수평방향으로 설치되어 다수의 용기(10)를 일렬로 이송한다.
또한, 본체부(100)는 용기이송부(200)의 상부에 직교레일부(110), 예컨대 직교좌표로봇이 설치된다. 직교레일부(110)는 용기(10)의 이동 속도와 동일하게 후술할 공기주입노즐(440)을 이동시키고, 다음 용기(10)의 위치로 복위 이동시킨다.
직교레일부(110)는 수직방향으로 설치되어 공기주입노즐(440)의 높이를 조절하는 높이조절레일(111)과 수평방향으로 설치되어 공기주입노즐(440)을 용기(10)의 이송방향으로 이동시키는 노즐이동레일(113)이 직교되게 교차 설치된다.
또한, 본체부(100)는 용기(10)의 이송 경로 상의 일측에 후술할 위치감지센서(120)가 설치되어 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)의 검사구간 진입 위치를 감지한다.
용기이송부(200)는 용기 검사구간(1)에 용기(10)를 입출할 수 있도록 다수의 용기(10)를 일렬로 이송하는 컨베이어벨트(210)로 이루어진다. 용기이송부(200)는 본체부(100)의 중간부에 컨베이어벨트(210)가 수평방향으로 길게 일렬로 설치되고, 컨베이어벨트(210)의 양측에 구비된 벨트용 기어, 즉 스프로킷(Sprocket)(220)이 벨트구동 모터(미도시)에 의해 회전함에 따라 컨베이어벨트(210)가 무한궤도 형태로 회전하게 된다. 이때, 다수의 용기(10)는 컨베이어벨트(210) 상에 올려진 상태에서 일렬로 이송되게 된다.
컨베이어벨트(210)는 구동축에 회전속도센서(미도시)가 구비되어 컨베이어벨트(210)의 회전 속도를 제어부에 전송하고, 제어부는 회전속도센서에서 전달되는 신호를 전송받아 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)의 진행 속도와 동기화하여 공기주입노즐(440)의 이동을 제어한다.
또한, 컨베이어벨트(210)는 공기흡입홀(211)이 일정 간격을 두고 다수 형성되고, 후술할 공기흡입부(300)의 공기흡입챔버(310)가 컨베이어벨트(210)이 하부에 설치되어 공기흡입홀(211)을 통해 공기를 흡입하여 용기(10)를 석션함으로써, 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)가 이송 중 흔들리거나 쓰러지는 것을 방지할 수 있다. 이는 공기주입노즐(440)이 용기(10)의 상부에 위치하여 용기(10)의 흔들림이 발생할 경우 검사오류가 발생할 수 있어 이를 보완하기 위해 컨베이어벨트(210)의 하부에 공기흡입부(300)가 설치된다.
또한, 용기이송부(200)는 용기(10)의 이송 경로 상에 위치하도록 본체부(100)의 프레임 일측에 설치되어 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)의 검사구간(1) 진입 위치를 감지하는 위치감지센서(120)를 포함할 수 있다. 이때, 제어부는 위치감지센서(120)로부터 감지된 신호에 따라 공기주입부(400)의 동작을 제어하되, 용기(10)가 검사구간(1) 내에 들어오지 않을 경우 공기주입부(400)가 동작하지 않고 용기(10)가 검사구간(1) 내에 진입했을 경우만 공기주입부(400)가 동작하도록 제어한다.
도면에 도시된 바 없지만, 용기이송부(200)의 출구측 끝단에는 불량배출부(미도시)가 설치되어 불량으로 판정된 용기(10)를 컨베이어벨트(210)로부터 분리 배출시킬 수 있다.
공기흡입부(300)는 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)가 이송 중 흔들리거나 쓰러지는 것을 방지하기 위하여 컨베이어벨트(210)의 하부에서 흡입 공기를 이용하여 용기(10)를 석션한다.
공기흡입부(300)는 공기흡입챔버(310), 흡입배관(320) 및 흡입팬(330)을 포함할 수 있다.
공기흡입챔버(310)는 공기흡입홀(211)이 일정 간격으로 다수 형성되는 컨베이어벨트(210)의 하부에 사각통 형상으로 설치되되, 용기(10)가 올려지는 상측 컨베이어벨트(210)의 하면에 인접되게 위치한다.
흡입배관(320)은 공기흡입챔버(310)와 후술할 흡입팬(330)을 연결한다.
흡입팬(330)은 흡입배관(320)의 단부에 설치되어 흡입모터(미도시)에 의해 회전하면서 흡입 공기를 발생시키며, 흡입배관(320)을 통해 공기흡입챔버(310)에 용기(10)를 석션할 수 있는 흡입력을 제공한다.
공기주입부(400)는 용기이송부(200)의 상부에서 공기주입노즐(440)이 용기(10)의 이송방향을 따라 이동하면서 승강하도록 설치되며, 공기주입노즐(440)이 하강하여 용기주입구(11, 도 7 참조)를 밀봉한 상태에서 압축 공기를 용기(10)에 주입한다.
공기주입부(400)는 직교레일부(110)에 의해 수직이동(하강방향), 수평이동(용기이송방향과 동일방향), 수직이동(상승방향), 수평이동(용기이송방향과 반대방향)으로 이루어지는 직사각형 궤도를 따라 반복 이동한다.
공기주입부(400)는 실린더(410), 승강몸체(420), 가이드스템(430), 공기주입노즐(440), 탄성부재(450), 충돌감지센서(460) 및 이탈감지센서(470)를 포함할 수 있다. 이러한 공기주입부(400)는 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술한다.
압력센서부(500)는 공기주입부(400)의 공기주입노즐(440)에 설치되며, 압축 공기가 주입되는 용기(10) 내의 압력을 감지한다. 압력센서부(500)는 감지된 압력의 크기를 수치화하여 제어부에 전송한다. 이러한 압력센서부(500)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.
제어부는 용기(10)의 이동 속도와 동일하게 공기주입노즐(440)의 이동 속도를 제어한다. 예를 들어, 제어부는 컨베이어벨트(210)의 구동축에 설치된 회전속도센서로부터 신호를 수신하고 컨베이어벨트(210)의 속도를 연산하여 직교레일부(110)를 제어한다. 이때, 직교레일부(110)는 제어부의 제어 신호에 의해 컨베이어벨트(210)에 의한 용기(10)의 이동 속도와 동일하게 공기주입노즐(440)을 이동시키며, 프로세스의 종료 시점까지 유지한다.
또한, 제어부는 컨베이어벨트(210)와 직교레일부(110)가 동일한 속도가 되었을 때, 즉 컨베이어벨트(210)에 의한 용기(10)의 이동 속도와 직교레일부(110)에 의한 공기주입노즐(440)의 이동 속도가 동일하게 되었을 때 실린더(410)의 실린더로드(411)를 신장하여 공기주입노즐(440)을 하강시켜서 공기주입노즐(440)이 용기주입구(11)에 접촉하면서 용기주입구(11)를 밀봉한 상태에서 공기주입노즐(440)을 통해 용기(10)에 압축 공기를 주입한 후 압축 공기가 설정된 압력, 즉 목표 압력에 도달 시 공기 주입을 중지하도록 공기주입부(400)를 제어하고, 압력센서부(500)에서 감지된 용기(10)의 초기 압력과 일정시간 후의 압력을 비교하여 용기(10)의 누설 및 성형불량 유무를 검출한다.
도 4는 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입부의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입부의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입부의 평면도이며, 도 7은 도 6의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 공기주입부(400)는 실린더(410), 승강몸체(420), 가이드스템(430), 공기주입노즐(440), 탄성부재(450), 충돌감지센서(460) 및 이탈감지센서(470)를 포함할 수 있다.
실린더(410)는 용기이송부(200)의 상부에 직교레일부(110)의 노즐이동레일(113)에 설치되며, 노즐이동레일(113)을 따라 용기(10)의 이송방향과 나란하게 이동한다. 또한, 실린더(410)는 실린더로드(411)가 수직방향으로 이동하도록 작동한다.
승강몸체(420)는 실린더(410)의 실린더로드(411)의 하단부에 고정되게 결합되며, 실린더로드(411)의 상하 이동에 의해 상승 및 하강 이동한다.
승강몸체(420)는 후술할 가이드스템(430)이 승강몸체(420)의 내부로 상하 직선 이동이 가능하도록 승강몸체(420)의 내부에 공간이 마련된다.
가이드스템(430)은 봉 형태로 형성되고, 가이드스템(430)의 상단부가 승강몸체(420)의 하부에 상하 직선 이동 가능하게 결합되며, 가이드스템(430)의 하단부가 후술할 공기주입노즐(440)의 상부에 형성된 스템결합홀(441a)에 끼워져 결합된다
공기주입노즐(440)은 가이드스템(430)의 하단에 결합되고, 실린더(410)에 의해 하강 시 용기주입구(11)를 밀봉한 상태에서 압축 공기를 용기(10)에 주입한다. 또한, 용기주입구(11)의 내경 및 외경의 성형불량을 검출한다. 공기주입노즐(440)은 외경노즐몸체(441), 내경노즐몸체(443) 및 실링부재(445)를 포함할 수 있다. 이러한 공기주입노즐(440)은 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술한다.
탄성부재(450)는 승강몸체(420)와 공기주입노즐(440) 사이를 탄성 지지하도록 가이드스템(430)의 외측에서 삽입되는 코일스프링으로 이루어진다.
충돌감지센서(460)는 승강몸체(420)의 일측면에 설치되며, 공기주입노즐(440)의 하강 시 내경노즐몸체(443)가 용기주입구(11)에 완전히 삽입되지 못하고 용기주입구(11)와 충돌하여 공기주입노즐(440)의 하강이 저지됨에 따라 가이드스템(430)의 상승을 감지한다. 이때, 제어부는 충돌감지센서(460)에서 감지된 신호를 전달받아 용기주입구(11)의 성형불량을 검출한다.
이탈감지센서(470)는 공기주입노즐(440)에 설치되며, 바람직하게는 공기주입노즐(440)에 부착된 직선이동 가이드바(471)의 하단부에 부착될 수 있다.
이탈감지센서(470)는 용기(10)에 압축 공기 주입 후 일정 시간 경과 후 공기주입노즐(440)의 상승 시 내경노즐몸체(443)가 용기주입구(11)로부터 이탈되지 못하여 내경노즐몸체(443)와 함께 용기(10)의 상승을 감지한다. 이때, 제어부는 이탈감지센서(470)에서 감지된 신호를 전달받아 용기주입구(11)의 성형불량을 검출한다.
도 8은 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입노즐의 분해사시도이고, 도 9는 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입노즐의 결합사시도이고, 도 10은 본 발명의 용기 누설 및 성형불량 검사장치에 구비된 공기주입노즐의 저면도이며, 도 11은 도 9의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 공기주입노즐(440)은 외경노즐몸체(441), 내경노즐몸체(443) 및 실링부재(445)를 포함할 수 있다.
외경노즐몸체(441)는 대략 사각형 또는 원형의 통 형상으로 이루어지고, 가이드스템(430)의 하단이 끼워져 고정되게 결합될 수 있도록 외경노즐몸체(441)의 상면에 스템결합홀(441a)이 형성된다.
또한, 외경노즐몸체(441)의 일측면에는 중심부까지 공기주입구(441b)가 관통 형성되고, 공기주입구(441b)에는 공기주입을 개폐하는 공기주입밸브(480)가 체결되며, 외경노즐몸체(443)의 타측면에는 압력센서부(500)가 삽입 결합되는 센서결합홀(441c)이 형성되며, 외경노즐몸체(443)의 하부 중심부에는 내경노즐몸체 결합홀(441d)이 형성된다. 이때, 공기주입구(441b), 센서결합홀(441c) 및 내경노즐몸체 결합홀(441d)는 외경노즐몸체(441)의 중심부에서 서로 연통된다.
또한, 외경노즐몸체(441)는 용기주입구(11)의 외경에 대응하는 직경을 갖는 용기주입구 삽입홈(441e)이 하부에 원형으로 형성되고, 하강 시 용기주입구(11)의 외측이 용기주입구 삽입홈(441e)에 삽입되어 용기주입구(11)의 외주면과 접촉되면서 용기주입구(11)의 외경 성형불량을 검출할 수 있다.
내경노즐몸체(443)는 원형의 통 형상으로 형성되고, 내경노즐몸체(443)의 상부에 결합돌기(442)가 형성되어 외경노즐몸체(441)의 하부 중심부에 형성된 내경노즐몸체 결합홀(441d)에 끼워져 고정되게 결합된다.
또한, 내경노즐몸체(443)는 중심부를 상하로 관통하는 노즐구멍(443a)이 형성되고, 노즐구멍(443a)은 공기주입구(441b)와 연결되어 공기주입구(441b)를 통해 주입되는 압축 공기가 노즐구멍(443a)을 통해 용기(10)의 내부로 주입된다.
내경노즐몸체(443)는 용기주입구(11)의 내경에 대응하는 외경을 가지며, 하강 시 용기주입구(11)의 내측에 삽입되어 용기주입구(11)의 내주면과 접촉되면서 용기주입구(11)의 내경 성형불량을 검출할 수 있다.
또한, 내경노즐몸체(443)는 외주면의 하단 테두리에 경사면(443b)이 형성되어 내경노즐몸체(443)의 상측에 비해 하측의 직경이 작게 형성됨으로써, 용기주입구(11)에 삽입이 용이하게 된다.
실링부재(445)는 용기주입구 삽입홈(441e)의 저면에 삽입되어 부착되고, 용기주입구(11)가 외경노즐몸체(441)와 내경노즐몸체(443) 사이에 삽입될 때 용기주입구(11)의 상단부를 밀봉하여 공기의 누설을 방지한다.
실링부재(445)는 얇은 원형판 형태로 형성되는 고무패킹으로 이루어지고, 실링부재(445)의 중심부에는 내경노즐몸체(443)의 결합돌기(442)가 관통하는 돌기관통홀(445a)이 형성된다.
도 12는 공기주입노즐이 하강하여 용기주입구를 밀봉한 상태에서 용기에 압축 공기를 주입하고 일정시간 경과 후 압력 변화를 확인하여 용기의 누설 및 성형불량을 검출하는 작동상태를 나타낸 작동도이다.
도 12의 (a)와 같이 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)의 상부에 공기주입부(400)가 대기한 상태에서, 도 12의 (b)와 같이 컨베이어벨트(210)의 속도와 직교레일부(110)의 속도가 동일하게 되었을 때, 즉 컨베이어벨트(210)에 의한 용기(10)의 이동 속도와 직교레일부(110)에 의한 공기주입부(400)의 이동 속도가 동일하게 되면서 공기주입노즐(440)과 용기주입구(11)가 일치되었을 때, 도 12의 (c)와 같이 실린더로드(411)의 길이가 신장되고 공기주입노즐(440)이 하강하면서 공기주입노즐(440)과 용기주입구(11)를 접촉시켜 용기주입구(11)를 밀봉한다.
이때, 외경노즐몸체(441)와 내경노즐몸체(443)의 사이에 용기주입구(11)가 삽입되면서 용기주입구(11)의 외경 및 내경이 모두 공기주입노즐(440)과 접촉되게 된다. 공기주입노즐(440)이 용기주입구(11)를 밀봉한 상태에서 용기(10)에 설정된 목표 압력까지 압축 공기를 주입한다.
도 12의 (d)와 같이 제어부는 압축 공기가 설정된 압력에 도달 시 공기 주입을 중지하고, 압력센서부(500)에서 감지된 용기(10)의 초기 압력, 즉 압축 공기를 설정된 압력까지 주입 후 완료시점의 압력과 일정시간 후의 압력을 비교하여 용기(10)의 불량을 검출하며, 동시에 용기주입구(11) 부분의 성형불량을 검출하는 등 용기(10)의 누설 및 성형불량 유무를 검출한다.
이때, 압축 공기를 설정된 압력까지 주입 후 완료시점의 압력과 일정시간 후의 압력이 동일한 경우 용기(10)가 정상 제품인 것으로 판단하며, 용기(10)의 성형불량 발생시 압축 공기가 설정된 압력에 도달하지 않으므로 용기(10)의 누설 및 성형불량으로 판단하게 된다.
도 12의 (e)와 같이 용기(10)의 불량 유무를 판단한 후 실린더로드(411)의 길이가 축소되고 공기주입노즐(440)이 상승하여 용기주입구(11)로부터 공기주입노즐(440)을 분리시킨 후 다음 용기(10)의 검사 위치로 복귀 이동하여 동일한 작업을 계속 실시한다.
도 13은 공기주입노즐이 하강하여 용기에 압축 공기를 주입하고 일정시간 경과 후 압축 공기가 설정된 압력에 도달하지 않을 경우 용기의 누설 및 성형불량을 검출하는 작동상태를 나타낸 작동도이다.
용기 성형기(미도시)에서 성형 중 혹은 성형 후에 용기(10)의 결함, 예컨대 성형, 냉각 및 후속 작업 시 수축, 변형, 터짐, 찌그러짐 등과 같은 일부 불량 제품이 발생하게 된다.
이에 따라, 도 13의 (a)와 같이 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)의 상부에 공기주입부(400)가 대기한 상태에서, 도 13의 (b)와 같이 용기(10)의 이동 속도와 공기주입부(400)의 이동 속도가 동일하게 되면서 공기주입노즐(440)과 용기주입구(11)가 일치되었을 때, 도 13의 (c)와 같이 실린더로드(411)의 길이가 신장되고 공기주입노즐(440)이 하강하면서 공기주입노즐(440)이 용기주입구(11)에 접촉하게 된다.
이때, 용기(10)의 결함, 특히 용기주입구(11)의 성형불량으로 인해 공기주입노즐(440)과 용기주입구(11)의 접촉시 공기주입노즐(440)의 외경노즐몸체(441)와 내경노즐몸체(443) 사이에 용기주입구(11)가 밀봉되게 삽입되지 않게 되며, 공기주입노즐(440)이 용기주입구(11)를 완전히 밀봉하지 않은 상태에서 용기(10)에 설정된 목표 압력까지 압축 공기를 주입한다.
도 13의 (d)와 같이 제어부는 용기(10)에 압축 공기를 주입 후 일정시간까지 설정된 목표 압력에 도달하지 못할 경우 용기(10)의 누설 및 성형불량으로 판단하게 된다.
도 13의 (e)와 같이 용기(10) 불량을 판단한 후 실린더로드(411)의 길이가 축소되고 공기주입노즐(440)이 상승하여 용기주입구(11)로부터 공기주입노즐(440)을 분리시킨 후 다음 용기(10)의 검사 위치로 복귀 이동하여 동일한 작업을 계속 실시한다.
한편, 도면에 도시되지 않았지만 용기(10) 불량으로 판단되는 경우 불량배출부(미도시)를 통하여 불량 용기(10)를 컨베이어벨트(210)로부터 분리 배출시킨다.
도 14는 공기주입노즐의 하강시 충돌감지센서에서 감지된 신호와 공기주입노즐의 상승시 이탈감지센서에서 감지된 신호를 전달받아 용기의 주입구 성형불량을 검출하는 작동상태를 나타낸 작동도이다.
도 14의 (a)와 같이 컨베이어벨트(210)에 의해 이송되는 용기(10)의 상부에 공기주입부(400)가 대기한 상태에서, 도 14의 (b)와 같이 용기(10)의 이동 속도와 공기주입부(400)의 이동 속도가 동일하게 되면서 공기주입노즐(440)과 용기주입구(11)가 일치되었을 때, 도 14의 (c)와 같이, 공기주입노즐(440)의 하강 시 내경노즐몸체(443)가 용기주입구(11)에 완전히 삽입되지 못하고 용기주입구(11)와 충돌하여 공기주입노즐(440)의 하강이 저지됨에 따라 탄성부재(450)가 압축되면서 가이드스템(430)이 상승하게 된다. 이때, 충돌감지센서(460)에서 가이드스템(430)의 상승을 감지하여 제어부에 신호를 전송한다. 제어부는 충돌감지센서(460)에서 감지된 신호를 전달받아 용기주입구(11)의 성형불량을 검출하게 되며, 압축공기 주입 등 이후의 프로세스를 생략한다.
도 14의 (d)와 같이, 공기주입노즐(440)의 상승 시 내경노즐몸체(443)가 용기주입구(11)로부터 완전히 분리 이탈되지 못하고 용기(10)를 상승시키게 된다. 이때, 이탈감지센서(470)에서 용기(10)의 상승을 감지하여 제어부에 신호를 전송한다. 제어부는 이탈감지센서(470)에서 감지된 신호를 전달받아 용기주입구(11)의 성형불량을 검출하게 되며, 이후 전체 프로세스를 중지한다.
이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 후술할 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 용기 11 : 용기주입구
100 : 본체부 110 : 직교레일부
111 : 높이조절레일 113 : 노즐이동레일
120 : 위치감지센서 200 : 용기이송부
210 : 컨베이어벨트 211 : 공기흡입홀
220 : 스프로킷 300 : 공기흡입부
310 : 공기흡입챔버 320 : 흡입배관
330 : 흡입팬 400 : 공기주입부
410 : 실린더 411 : 실린더로드
420 : 승강몸체 430 : 가이드스템
440 : 공기주입노즐 441 : 외경노즐몸체
443 : 내경노즐몸체 445 : 실링부재
450 : 탄성부재 460 : 충돌감지센서
470 : 이탈감지센서 480 : 공기주입밸브
500 : 압력센서부

Claims (9)

  1. 다수의 용기를 컨베이어벨트를 통해 일렬로 이송하는 용기이송부;
    상기 용기이송부의 상부에서 공기주입노즐이 용기의 이송방향을 따라 이동하면서 승강하도록 설치되며, 상기 공기주입노즐이 하강하여 용기주입구를 밀봉한 상태에서 압축 공기를 용기에 주입하는 공기주입부;
    상기 공기주입노즐의 일측에 설치되며, 용기 내의 압력을 감지하는 압력센서부; 및
    용기의 이동 속도와 동일하게 상기 공기주입노즐의 이동을 제어하고 상기 공기주입노즐과 용기가 동일한 속도가 되었을 때 상기 공기주입노즐을 하강하여 상기 용기주입구를 밀봉한 상태에서 용기에 압축 공기를 주입한 후 압축 공기가 설정된 압력에 도달 시 공기 주입을 중지하도록 상기 공기주입부를 제어하고, 상기 압력센서부에서 감지된 용기의 초기 압력과 일정시간 후의 압력을 비교하여 용기의 누설 및 성형불량 유무를 검출하는 제어부;를 포함하고,
    상기 공기주입부는,
    상기 용기이송부의 상부에 용기의 이송방향과 나란한 노즐이동레일에 설치되는 실린더;
    상기 실린더의 실린더로드에 결합되어 상승 및 하강 이동하는 승강몸체;
    상기 승강몸체의 하부에 상하 직선 이동 가능하게 결합되는 가이드스템;
    상기 가이드스템의 하단에 결합되고, 상기 실린더에 의해 하강 시 상기 용기주입구를 밀봉한 상태에서 압축 공기를 용기에 주입하는 공기주입노즐; 및
    상기 승강몸체와 상기 공기주입노즐 사이를 탄성 지지하도록 상기 가이드스템의 외측에서 삽입되는 탄성부재;를 포함하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기주입노즐은,
    상기 가이드스템의 하단에 고정되게 결합되고, 일측면에 중심부까지 공기주입구가 관통 형성되며, 상기 용기주입구의 외경에 대응하는 직경을 갖는 용기주입구 삽입홈이 하부에 형성되고, 하강 시 상기 용기주입구의 외측이 상기 용기주입구 삽입홈에 삽입되어 상기 용기주입구의 외주면과 접촉되는 외경노즐몸체; 및
    상기 외경노즐몸체의 하부 중심부에 고정되게 결합되고, 상기 공기주입구와 연결되는 노즐구멍이 중심에 형성되며, 상기 용기주입구의 내경에 대응하는 외경을 가지며, 하강 시 상기 용기주입구의 내측에 삽입되어 상기 용기주입구의 내주면과 접촉하는 내경노즐몸체;를 포함하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내경노즐몸체는,
    외주면의 하단에 경사면이 형성되어 상기 용기주입구에 삽입이 용이하도록 하는 것을 특징으로 하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 공기주입노즐은,
    상기 용기주입구 삽입홈의 저면에 설치되며, 상기 용기주입구가 상기 외경노즐몸체와 상기 내경노즐몸체 사이에 삽입될 때 상기 용기주입구의 상단부를 밀봉하는 실링부재를 더 포함하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 공기주입부는,
    상기 승강몸체에 설치되며, 상기 공기주입노즐의 하강 시 상기 내경노즐몸체가 상기 용기주입구에 완전히 삽입되지 못하고 상기 용기주입구와 충돌하여 상기 공기주입노즐의 하강이 저지됨에 따라 상기 가이드스템의 상승을 감지하는 충돌감지센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 충돌감지센서에서 감지된 신호를 전달받아 상기 용기주입구의 성형불량을 검출하는 것을 특징으로 하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 공기주입부는,
    상기 공기주입노즐에 설치되며, 상기 공기주입노즐의 상승 시 상기 내경노즐몸체가 상기 용기주입구로부터 분리 이탈되지 못하고 용기를 상승시킬 경우 용기의 상승을 감지하는 이탈감지센서를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 이탈감지센서에서 감지된 신호를 전달받아 상기 용기주입구의 성형불량을 검출하는 것을 특징으로 하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기이송부는,
    용기의 이송 경로 상에 위치하도록 본체부의 프레임 일측에 설치되며, 상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 용기의 진입 위치를 감지하는 위치감지센서를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 위치감지센서로부터 감지된 신호에 따라 상기 공기주입부의 동작을 제어하되, 용기가 검사 구간 내에 들어오지 않을 경우 상기 공기주입부가 동작하지 않고 용기가 검사 구간 내에 진입했을 경우만 상기 공기주입부가 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 용기 누설 및 성형불량 검사장치는,
    상기 컨베이어벨트에 의해 이송되는 용기가 이송 중 흔들리거나 쓰러지는 것을 방지하기 위하여 상기 컨베이어벨트의 하부에서 흡입 공기를 이용하여 용기를 석션하는 공기흡입부를 더 포함하되,
    상기 공기흡입부는,
    공기흡입홀이 일정 간격으로 다수 형성되는 상기 컨베이어벨트의 하부에 설치되는 공기흡입챔버;
    상기 공기흡입챔버에 연결되는 흡입배관; 및
    상기 흡입배관의 단부에 설치되며, 상기 흡입배관을 통해 상기 공기흡입챔버에 흡입력을 제공하는 흡입팬;을 포함하는 용기 누설 및 성형불량 검사장치.
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