KR101974969B1 - 로봇 백 플레이서 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장백을 피포장물 공급장치로 공급하기 위한 로봇 백 플레이서에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서는 피포장물을 충전하는 피포장물 공급장치에 포장백을 공급하는 로봇 백 플레이서에 있어서, 상기 투입구가 형성된 상기 포장백의 부분을 흡착하여 상부로 들어올리는 형태로 상기 포장백의 투입구를 개방하는 흡착유닛, 상기 흡착유닛을 상하로 이동시켜 상기 포장백을 흡착하기 위해 하부로 이동하거나, 상기 포장백이 세워지도록 상부로 들어올리는 상하이동기구, 상기 상하이동기구에 설치되어 상기 흡착유닛을 따라 상하로 이동하며 상기 흡착유닛에 의해 벌어진 상기 투입구로 진입하여 사이 간격을 넓히는 형태로 상기 투입구를 확장시키는 제1 확장플레이트와 제2 확장플레이트를 포함하는 개방확장유닛, 및 상기 개방확장유닛을 상기 투입구가 위치된 방향으로 이동시켜 상기 투입구에 삽입하거나, 상기 투입구에서 이탈시키는 확장이동기구를 포함한다. 따라서, 포장백을 용이하게 공급할 수 있으며, 투입구가 미개봉되거나 합착되어 피포장물이 충전되지 못하는 것을 방지할 수 있다.

Description

로봇 백 플레이서 및 이의 제어방법{a robot bag placer and a control method of the same}

본 발명은 포장백을 피포장물 공급장치로 공급하기 위한 로봇 백 플레이서에 관한 것이다.

일반적으로 입자상의 피포장물을 포장할 때에는 피포장물 공급장치에 수작업을 통해 포장대를 놓고 피포장물을 포장대에 충전하여 운반하는 형태로 피포장물을 포장하였다.

그러나, 입자상의 피포장물을 포장할 때, 분진이 발생하고, 이 분진에 의해 작업자의 건강에 해가될 수 있기 때문에 종래에는 작업자가 없이 포장대를 공급하여 충전하도록 한국공개특허공보 특1991-0018270호(1991.11.30.공개)의 "포장대의 자동이송 포장장치"가 개시된 바가 있다.

상기한 종래의 포장대의 자동이송 포장장치는 이송공급대에 장착되는 수개의 포장대가이드판이 배열 설치된 이송콘베이어에 의하여 포장대공급이 이루어지고, 기대의 상단에 체결된 흡착공급대의 흡착구승강에어실린더의 작동에 의하여 흡착구가 체결된 승강대의 흡착승강이 이루어지며, 흡착공급대 작동에어실린더에 의하여, 기대의 중앙부에 설치된 공급롤러와 수개의 압압롤러사이에 포장대를 끼워주어 후측의 경사공급대에 공급이 이루어지게 하고 지지대에 힌지핀으로 체결되며 시이소작동에어실린더에 의해 작동되는 로터리실린더와 흡착구가 상단에 설치된 시이소작동흡착구의 시이소작동으로 흡착 90°회전을 이루어 상측의 왕복대가이드바아를 타고 슬라이딩 이송되는 왕복대의 랙크실린더와 맞물람 구동되는 피니온을 갖는 포장대 물림집게와 포장대입구벌림에어실린더의 흡착구에 각각 포장대의 상단과 투입구 양측을 물려줄수 있도록 하며, 후측기대의 상,중,하부에는 투입노즐, 비임센서, 자동저울을 설치하여 이송되어 오는 포장대에 내용물을 설정량으로 자동투입시킬수 있도록 하여 구성되었다.

이러한 종래의 포장대의 자동이송 포장장치는 포장대를 경사공급대로 공급하고, 시이소작동흡착구가 포장대입구벌림에어실린더에 의해 포장대의 입구를 벌려 투입노즐에 꽂는 형태로 피포장물을 포장대에 자동으로 포장할 수 있었다.

하지만, 종래의 포장대의 자동이송 포장장치는 포장대를 경사공급대에 넘기고, 경사공급대에서 시이소작동흡착구에 의해 넘겨주고, 포장대의 입구를 벌린상태에서 물림집게에 의해 투입노즐로 이송하여 이송과정이 복잡할 뿐만 아니라, 포장대의 투입구가 개방되지 않은 상태에서 투입노즐로 포장대가 공급되어 피포장물이 포장대에 충전되지 못하고 외부로 분출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피포장물 공급장치로 포장대를 용이하게 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 포장대의 투입구를 확실하게 개방하여 투입구의 미개봉에 따른 피포장물의 외부 유출을 방지할 수 있다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서는 피포장물을 충전하는 피포장물 공급장치에 포장백을 공급하는 로봇 백 플레이서에 있어서, 상기 투입구가 형성된 상기 포장백의 부분을 흡착하여 상부로 들어올리는 형태로 상기 포장백의 투입구를 개방하는 흡착유닛, 상기 흡착유닛을 상하로 이동시켜 상기 포장백을 흡착하기 위해 하부로 이동하거나, 상기 포장백이 세워지도록 상부로 들어올리는 상하이동기구, 상기 상하이동기구에 설치되어 상기 흡착유닛을 따라 상하로 이동하며 상기 흡착유닛에 의해 벌어진 상기 투입구로 진입하여 사이 간격을 넓히는 형태로 상기 투입구를 확장시키는 제1 확장플레이트와 제2 확장플레이트를 포함하는 개방확장유닛, 및 상기 개방확장유닛을 상기 투입구가 위치된 방향으로 이동시켜 상기 투입구에 삽입하거나, 상기 투입구에서 이탈시키는 확장이동기구를 포함한다.

상기 흡착유닛은 상기 포장백을 공기 흡입에 의해 흡착하는 흡착컵, 및 상기 흡착컵에 흡착된 포장백을 미리 설정된 높이로 들어올려 상기 투입구를 개방하는 개방실린더를 포함할 수 있다.

상기 개방확장유닛은 상기 제1 확장플레이트에 대해 상기 제2 확장플레이트를 이동시켜 상호 간격을 넓히거나 좁히는 확장실린더를 포함할 수 있다.

상기 상하이동기구에 설치되어 상기 흡착유닛에 의해 상기 포장백의 투입구를 개방하기 위해 들어올릴 때, 상기 흡착유닛에 흡착된 부분만 들어올려지도록 상기 포장백을 가압하여 누르는 가압대를 포함할 수 있다.

상기 상하이동기구에 의해 상기 포장백을 상부로 들어올린 상태에서 상기 포장백을 상기 피포장물 공급장치로 제공하는 다관절 로봇에 설치되고, 상기 포장백의 투입구가 형성된 상부의 양측을 가압하여 상기 투입구가 벌어진 상태를 유지한 상태로 파지하는 한 쌍의 그립부재를 포함하는 백그립퍼를 포함할 수 있다.

상기 그립부재는 상기 포장백을 파지 시 상기 투입구가 합착되는 것을 방지하도록 한 쌍의 상기 그립부재의 중앙부분이 서로 간격이 멀어지도록 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서의 제어방법에 있어서, 상기 상하이동기구에 의해 상기 흡착유닛을 상기 포장백에 안착시켜 상기 흡착유닛에 의해 상기 포장백을 흡착하여 파지하는 단계, 상기 포장백이 상기 흡착유닛에 흡착되어 파지되면 상기 흡착유닛을 미리 설정된 높이로 들어 올려 상기 포장백의 투입구를 개방하는 단계, 상기 투입구가 개방되면 상기 확장이동기구에 의해 상기 개방확장유닛을 상기 투입구로 진입시키는 단계, 상기 개방확장유닛의 제1 개방플레이트와 제2 개방플레이트의 사이 간격을 벌려 상기 투입구를 확장시키는 단계, 상기 투입구를 확장시킨 상태에서 상기 상하이동기구에 의해 상기 포장백을 미리 설정된 높이로 들어 올려 상기 포장백을 세우는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 포장백을 단순히 상부로 들어올리는 형태로 포장백을 공급하여 포장백을 공급하기 위한 과정이 단순화되어 용이하게 포장백을 공급할 수 있다.

또한, 포장백의 투입구를 흡착유닛 및 개방확장유닛에 의해 확장시켜 투입구가 미개봉되거나 합착되는 것을 방지하며, 백그리퍼가 포장백을 파지 시 투입구가 합착되어 피포장물 공급장치로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서를 피포장물 공급장치에 설치한 상태를 도시한 측면도이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서를 도시한 측면도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서를 구성하는 흡착유닛과 개방확장유닛의 작동 상태를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서를 구성하는 백그립퍼를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서의 제어방법의 개략적인 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 피포장물을 포장하기 위한 포장백(500)을 피포장물을 공급하는 피포장물 공급장치(300)로 공급하는 장치일 수 있으며, 피포장물은 예컨대, 시멘트, 곡물 또는 곡물의 가루 등 노즐(310)에 의해 충전될 수 있는 입자상의 충전물일 수 있다.

그리고, 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)와 피포장물 공급장치(300)의 사이에는 다관절 로봇(200)이 설치되어 로봇 백 플레이서(100)로부터 제공되는 포장백(500)을 피포장물 공급장치(300)의 노즐(310)에 꽂는 형태로 공급할 수 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 흡착유닛(110)을 포함할 수 있다.

이 흡착유닛(110)은 포장백(500)을 공기에 의 흡입에 의해 흡착하여 포장백(500)을 파지할 수 있다.

한편, 흡착유닛(110)은 흡착컵(111)과 개방실린더(113)를 포함할 수 있다.

흡착컵(111)은 개방된 부분이 포장백(500)에 밀착되어 공기흡입수단에 의해 공기를 흡입하여 흡착컵(111)의 내부를 진동상태로 만들어 포장백(500)을 흡착할 수 있다.

그리고, 흡착컵(111)은 예컨대, 고무, 우레탄, 실리콘과 같은 탄성력을 갖는 재료에 의해 컵의 형상으로 형성될 수 있으며, 흡착컵(111)은 개방된 부분이 포장백(500)에 밀착되도록 설치되어 공기흡입수단에 의해 흡입되는 공기에 의해 포장백(500)이 흡착컵(111)의 개방된 부분에 밀착되는 형태로 흡착컵(111)의 내부를 진공상태로 만들어 포장백(500)을 파지할 수 있다.

여기서, 포장백(500)은 피포장물을 충전하도록 밀폐된 봉투의 형상으로 형성될 수 있으며, 포장백(500)은 상부면(520)이 될 부분이 넓게 펼쳐진 상태에서 포장백(500)의 둘레면과 평편해 지도록 접힌 상태일 수 있다.

그리고, 포장백(500)의 상부면(520)을 이루는 테두리 부분을 일부 절개한 형태로 피포장물이 포장백(500)의 내부로 충전되는 투입구(510)가 형성될 수 있으며, 포장백(500)은 지류, 합성수지류로 형성될 수 있다.

한편, 개방실린더(113)는 흡착컵(111)을 미리 설정된 높이로 상하로 이동시킬 수 있으며, 개방실린더(113)는 공지된 공압실린더로 구현될 수 있다.

그리고, 개방실린더(113)는 흡착컵(111)이 포장백(500)의 둘레면에 겹쳐지도록 접힌 평편한 상부면(520)을 이루는 부분에 흡착컵(111)이 흡착되고, 흡착된 상태에서 개방실린더(113)에 의해 흡착컵(111)을 미리 설정된 높이로 들어올리는 형태로 포장백(500)의 투입구(510)를 벌릴 수 있다.

이때, 포장백(500)의 상부면(520)을 이루는 부분은 포장백(500)의 어느 한 측단에서 접혀지기 때문에 개방실린더(113)가 흡착컵(111)을 상부로 들어올리면, 상부면(520)을 이루는 부분은 딸려 올라오고 나머지 부분은 자중에 의해 하부로 쳐지기 때문에 투입구(510)가 벌어질 수 있다.

여기서, 개방실린더(113)가 포장백(500)을 상부로 들어올려지는 미리 설정된 높이는 투입구(510)만 개방할 수 있는 정도의 높이면 만족하므로 상하이동기구(130)에 의해 포장백(500)이 들어올려지는 높이보다 훨씬 낮은 높이로 들어올려질 수 있다.

그리고, 흡착유닛(110)은 푸시센서(115)를 포함할 수 있다.

이 푸시센서(115)는 흡착유닛(110)이 포장백(500)에 밀착되면, 푸시센서(115)가 이를 감지하여 흡착컵(111)에서 공기를 흡입시키는 형태로 흡착컵(111)에 포장백(500)을 흡착에 의해 파지시킬 수 있다.

이때, 푸시센서(115)는 하기에 설명될 상하이동기구(130)에 의해 흡착컵(111)이 포장백(500)에 밀착되면 가압되고 공기흡입수단을 작동시켜 흡착컵(111)에 의해 포장백(500)을 흡착하고, 흡착컵(111)에서 포장백(500)이 제거되면, 가압이 해제되어 공기흡입수단의 작동을 정지시키는 형태로 기계적인 센싱에 의해 공기흡입수단을 제어할 수 있다.

여기서, 푸시센서(115)는 포장백(500)에 가압되는 가압부재 및 가압부재의 가압에 의해 작동하는 가압되어 공기흡입수단을 작동시키는 작동스위치, 및 흡착컵(111)에 포장백(500)의 흡착이 해제되면 가압된 가압부재를 초기위치로 복귀시켜 작동스위치에서 가압부재를 이격시키는 형태로 공기흡입수단의 작동을 정지시키는 복귀스프링을 포함하여 기계적으로 작동을 감지하는 센서로 구현될 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 상하이동기구(130)를 포함할 수 있다.

이 상하이동기구(130)는 흡착유닛(110)을 미리 설정된 높이로 상보로 이동시켜 바닥에 눕혀진 포장백(500)을 세울 수 있다.

여기서, 흡착유닛(110)에 포장백(500)을 상부로 들어올리면, 흡착유닛(110)에 흡착된 포장백(500)의 상부면(520)이 흡착유닛(110)과 함께 따라 올라가면서 상부면(520)에서 접혔던 포장백(500)의 둘레면이 펼쳐지면서 세워질 수 있다.

한편, 상하이동기구(130)는 가이드봉(132), 풀리(133), 벨트(135), 및 이동본체(131)를 포함할 수 있다.

가이드봉(132)은 한 쌍이 이격되어 세워지도록 배치되며, 이동본체(131)는 가이드봉(132)을 따라 상하로 이동 가능하게 결합될 수 있다.

그리고, 이동본체(131)에는 흡착유닛(110)이 결합되어 이동본체(131)와 함께 상하로 슬라이딩 이동할 수 있으며, 풀리(133)는 가이드봉(132)의 상부 및 하부에 각각 설치되며 상부 및 하부에 위치되는 풀리(133)는 벨트(135)가 걸쳐져 상호 동력을 전달할 수 있다.

또한, 상부 및 하부에 위치된 풀리(133) 중 어느 하나의 풀리(133)는 서보모터(134)에 의해 연결되어 회전할 수 있다.

그리고, 벨트(135)의 어느 한 부분에는 이동본체(131)가 결합되어 벨트(135)의 회전 시 벨트(135)의 회전 방향에 따라 이동본체(131)가 가이드봉(132)의 상부 또는 하부로 이동할 수 있다.

이와 같이 구성된 상하이동기구(130)는 서보모터(134)에 의해 풀리(133)를 회전시키면, 상부에 위치된 풀리(133)와 하부에 위치된 풀리(133)에 걸쳐진 벨트(135)가 함께 회전하고, 벨트(135)에는 이동본체(131)가 결합되어 회전하는 벨트(135)에 의해 이동본체(131)가 가이드봉(132)을 따라 상부 또는 하부로 이동하는 형태로 흡착유닛(110)을 상부 또는 하부로 이동시킬 수 있다.

이때, 실시예에서는 상하이동기구(130)가 벨트(135)와 풀리(133)에 의해 동력을 전달하도록 구성하였지만, 체인과 스프로킷 또는 리니어모터 등에 의해 구현될 수도 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 개방확장유닛(150)을 포함할 수 있다.

이 개방확장유닛(150)은 흡착유닛(110)에 투입구(510)가 벌어지면 벌어진 투입구(510)로 삽입되어 투입구(510)를 확장시킬 수 있다.

한편, 개방확장유닛(150)은 상하이동기구(130)의 이동본체(131)에 결합되어 흡착유닛(110)과 함께 상하로 이동될 수 있다.

그리고, 개방확장유닛(150)은 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152), 및 확장실린더(153)를 포함할 수 있다.

제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)는 투입구(510)로 투입되는 폭을 가지도록 형성되고, 그 길이는 막대와 같이 길게 형성되어 흡착유닛(110)에 의해 벌어진 투입구(510)로 삽입될 수 있다.

이때, 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)가 투입구(510)로 삽입되는 끝단은 폭이 좁게 형성되어 용이하게 투입구(510)로 삽입될 수 있도록 형성될 수 있다.

제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)는 서로 겹쳐진 상태에서 투입구(510)로 진입하고, 투입구(510)로 진입한 상태에서 사이 간격을 넓혀 투입구(510)를 확장시킬 수 있다.

한편, 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)는 어느 하나는 고정되고 다른 하나에 확장실린더(153)가 연결되어 확장실린더(153)에 의해 서로 겹쳐지거나 서로 간격이 벌어지도록 구성될 수 있다.

실시예에서는 제1 확장플레이트(151)는 고정되고, 제2 확장플레이트(152)가 확장실린더(153)에 의해 상하로 이동하여 서로 겹쳐지거나 간격이 벌여져 투입구(510)를 확장하도록 구성하였지만, 제2 확장플레이트(152)가 고정되고, 제2 확장플레이트(152)가 확장실린더(153)에 의해 이동하거나, 둘 모두가 서로 이동하도록 구성될 수 있으며, 상하 방향이 아닌, 양측방향으로 이동하도록 구성될 수도 있다.

이때, 확장실린더(153)도 개방실린더(113)와 같이, 공지된 공압에 의해 작동하는 공압실린더로 구현될 수 있다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 확장이동기구(170)를 포함할 수 있다.

이 확장이동기구(170)는 개방확장유닛(150)을 투입구(510)가 위치된 방향으로 이동시키거나, 그 반대방향으로 이동시켜 개방확장유닛(150)을 투입구(510)로 삽입하거나, 투입구(510)에 삽입된 개방확장유닛(150)을 투입구(510)에서 이탈시킬 수 있다.

한편, 확장이동기구(170)는 가이드레일(171)을 포함할 수 있다.

이 가이드레일(171)은 상하이동기구(130)의 이동본체(131)에 이동본체(131)가 이동하는 방향과 직교되는 가로방향으로 개방확장유닛(150)을 슬라이딩 이동하도록 이동을 가이드하여 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)를 투입구(510)로 삽입하거나, 투입구(510)에 삽입된 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)를 투입구(510)에서 이탈시킬 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 가압대(160)를 포함할 수 있다.

이 가압대(160)는 상하이동기구(130)에 설치되어 흡착유닛(110)이 포장백(500)을 흡착하여 개방실린더(113)에 의해 투입구(510)를 개방할 때, 투입구(510)가 형성된 부분만 들어 올려져 투입구(510)를 개방하도록 포장백(500)의 둘레면을 이루는 부분을 가압할 수 있다.

한편, 가압대(160)는 탄성력에 의해 포장백(500)을 가압할 수 있도록 얇은 금속플레이트로 흡착유닛(110)에 설치될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 백그립퍼(190)를 포함할 수 있다.

이 백그립퍼(190)는 다관절 로봇(200)에 설치되어 포장백(500)가 상하이동기구(130)에 의해 세워진 상태에서 포장백(500)을 파지할 수 있다.

여기서 다관절 로봇(200)은 다관절을 갖는 로봇팔의 형태로 로봇 백 플레이서(100)와 피포장물 공급장치(300)의 사이에 설치되어 피포장물 공급장치(300)에서 피포장물을 공급하는 노즐(310)에 포장백(500)의 투입구(510)를 꽂는 형태로 미리 설정된 경로를 통해 포장백(500)을 공급할 수 있으며, 피포장물 공급장치(300)에 복수 개의 노즐(310)이 설치될 경우에는 각 노즐(310)마다 순차적으로 미리 설정된 경로를 따라 이동하여 포장백(500)을 꽂아 공급할 수 있다.

한편, 백그립퍼(190)는 다관절 로봇(200)에 설치되어 포장백(500)을 파지할 수 있으며, 백그립퍼(190)는 다관절 로봇(200)의 끝단에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

그리고, 백그립퍼(190)는 그립퍼부재(191)를 포함할 수 있다.

이 그립퍼부재(191)는 포장백(500)의 양측을 가압하여 파지할 수 있다.

한편, 그립퍼부재(191)는 포장백(500)을 파지 시 투입구(510)가 벌어진 상태를 유지하도록 포장백(500)을 파지할 수 있으며, 그립퍼부재(191)는 한 쌍이 마주하여 그립퍼실린더(193)에 의해 상호 마주하는 방향으로 회전하여 포장백(500)을 파지하고, 포장백(500)을 파지한 상태에서 서로 멀어지는 방향으로 회전하여 파지한 포장백(500)의 파지를 해제할 수 있다.

그리고, 그립퍼부재(191)는 포장백(500)에 투입구(510)가 형성된 상단 부분을 파지할 수 있으며, 그립퍼부재(191)는 한 쌍이 포장백(500)을 파지한 상태에서 벌어진 투입구(510)가 합착되지 않도록 마름모 형태의 공간이 형성될 수 있다.

예컨대, 그립퍼부재(191)의 중앙부분이 서로 마주하는 방향으로 서로 간격이 멀어지도록 절곡된 절곡부가 형성되어 한 쌍의 그립퍼부재(191)가 포장백(500)을 파지할 때, 서로 간격이 멀어지는 절곡부에 의해 투입구(510)가 합착되는 것을 방지할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 이송컨베이어(180)를 포함할 수 있다.

이 이송컨베이어(180)는 흡착유닛(110)으로 포장백(500)을 이송시켜 공급할 수 있다.

한편, 이송컨베이어(180)는 끝단이 흡착유닛(110)에 위치되고, 복수 개의 적층된 포장백(500)의 더미가 이송컨베이어(180)를 따라 복수 개가 나열되어 흡착유닛(110)에 의해 적층된 포장백(500)의 더미가 소진되면, 바로 후방에 위치된 포장백(500) 더미를 흡착유닛(110)의 하부로 위치시키는 형태로 포장백(500)을 계속적으로 공급할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 복수 개의 감지센서를 포함할 수 있다.

이 감지센서들은 포장백(500)의 공급유무, 또는 각 구성들의 작동에 따른 위치를 감지한 정보를 컨트롤러로 제공하여, 로봇 백 플레이서(100)의 작동을 제어할 수 있다.

예컨대, 감지센서는 흡착컵(111)에 설치되어 진공도를 측정하고, 측정된 진공도에 따라 포장백(500)의 파지여부를 파악하여 흡착유닛(110)을 제어하거나, 흡착유닛(110)에 설치되어 이송컨베이어(180)에 포장백(500)의 유무를 감지하여 포장백(500)이 감지될 때까지 이송컨베이어(180)를 작동시키거나, 상하이동기구(130)에 설치되어 흡착유닛(110)의 상부와 하부 이동을 감지하여 상하이동기구(130)를 제어하도록 하거나, 개방확장유닛(150)에 설치되어 개방확장유닛(150)의 이동하는 거리를 제어하거나, 백그립퍼(190)에 설치되어 포장백(500)의 파지여부에 따라 백그립퍼(190)의 작동을 제어하는 등 복수 개의 감지센서가 설치되어 로봇 백 플레이서(100)를 제어하는 컨트롤러에 제어의 기초가 되는 정보를 제공할 수 있다.

이하, 각 구성 간의 작용과 효과를 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)의 제어방법과 함께 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 먼저, 이송컨베이어(180)에 포장백(500)이 위치된 상태를 흡착유닛(110)에 설치된 감지센서가 감지하고, 감지센서에 포장백(500)이 감지되면, 이송컨베이어(180)의 작동을 정지시킨다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 이송컨베이어(180)의 작동이 정지되면, 상하이동기구(130)가 작동하여 흡착컵(111)이 포장백(500)에 밀착되도록 흡착유닛(110)을 이동시키고, 흡착유닛(110)에 설치된 푸시센서(115)가 가압되면, 공기흡입수단이 작동하여 흡착컵(111)에 포장백(500)에 접힌 상부면(520)을 흡착한다.

여기서, 흡착컵(111)에는 진공도를 감지하는 감지센서가 설치되어 진공도에 따라 포장백(500)의 흡착여부를 판단하여 미리 설정된 진공도에 이를 때까지 재차 흡착을 시도하고, 진공도가 낮아 흡착이 되지 않는 경우, 컨트롤러에 의해 미흡착됨을 알릴 수 있다.

한편, 흡착컵(111)에 포장백(500)의 상부면(520)이 흡착되면, 포장백(500)의 투입구(510)가 벌어지도록 개방실린더(113)가 작동하여 흡착컵(111)을 상부로 이동시킨다.

이때, 투입구(510)를 벌릴 때, 포장백(500)의 투입구(510)가 형성된 부분만 들어올려지도록 가압대(160)가 포장백(500)의 둘레면을 이루는 부분을 가압하여 흡착컵(111)이 흡착된 부분만 상부로 들어올려진다.

그리고, 투입구(510)가 벌려지면, 개방확장유닛(150)의 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)가 서로 겹쳐진 상태에서 투입구(510)로 진입하도록 확장이동기구(170)가 작동하고, 확장이동기구(170)에 의해 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)가 투입구(510)로 진입하면, 개방확장유닛(150)의 확장실린더(153)가 작동하여 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)의 사이 간격을 벌려 투입구(510)를 확장시킨다.

그리고, 개방확장유닛(150)에 의해 투입구(510)가 확장되면, 상하이송기구가 작동하여 포장백(500)을 이송컨베이어(180)에서 일으켜 세우고, 포장백(500)이 세워지면, 다관절 로봇(200)이 포장백(500)이 세워진 위치로 이동하여 다관절 로봇(200)에 설치된 백그립퍼(190)가 개방확장유닛(150)이 투입구(510)로 삽입된 포장백(500)의 상단 부분을 파지한다.

여기서, 백그립퍼(190)는 그립퍼실린더(193)에 의해 한 쌍의 그립퍼부재(191)를 양측으로 벌린 상태에서 포장백(500)의 상단에 위치되고, 포장백(500)의 상단에 위치된 상태에서 그립퍼실린더(193)가 작동하여 포장백(500)의 상단을 양측에서 가압하여 파지할 수 있다.

이때, 백그립퍼(190)의 중앙에는 한 쌍의 그립퍼부재(191)의 사이 간격이 멀어지도록 형성된 절곡부에 벌어진 투입구(510)가 위치되기 때문에 그립퍼부재(191)가 포장백(500)을 파지한다 하더라도 투입구(510)가 합착되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 백그립퍼(190)가 감지센서에 의해 포장백(500)을 파지한 것으로 감지되면, 확장실린더(153)가 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)가 서로 겹쳐지도록 제2 확장플레이트(152)를 이동시킨 상태에서 확장이동기구(170)가 작동하여 투입구(510)에 삽입된 개방확장유닛(150)을 삽입되었던 반대방향으로 이동시켜 포장백(500)에서 개방확장유닛(150)을 제거한다.

여기서, 백그립퍼(190)가 포장백(500)을 파지하면 공기흡입수단이 공기 흡입을 중단하여 흡착유닛(110)에 의한 포장백(500)의 파지를 해제할 수 있다.

그리고, 개방확장유닛(150)이 포장백(500)에서 제거되면, 다관절 로봇(200)은 미리 설정된 경로를 따라 포장백(500)을 파지한 상태에서 포장백(500)의 투입구(510)를 피포장물 공급장치(300)의 노즐(310)에 꽂는다.

이렇게 포장백(500)의 투입구(510)가 피포장물 공급장치(300)의 노즐(310)에 꽂아지면 피포장물 공급장치(300)가 노들을 통해 포장백(500)에 피포장물을 공급하는 형태로 피포장물을 포장한다.

그리고, 포장백(500)이 흡착유닛(110)에서 다관절 로봇(200)에 의해 제거되면, 다시 상하이동기구(130)가 흡착유닛(110)을 하향 이동시켜 포장백(500)을 파지하는 형태로 반복하여 다관절 로봇(200)에 포장백(500)을 공급한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 백 플레이서(100)는 흡착유닛(110)에 의해 포장백(500)을 흡착시 투입구(510)를 벌린 상태에서 개방확장유닛(150)이 투입구(510)로 삽입되어 투입구(510)를 확장시킴으로써, 포장백(500)의 투입구(510)가 미개봉된 상태로 피포장물 공급장치(300)로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 비교적 단순한 작동과정으로 포장백(500)을 피포장물 공급장치(300)로 용이하게 공급할 수 있으며, 흡착유닛(110)이 상하이동기구(130)에 의해 포장백(500)을 바로 세워 공급하는 형태로 신속하게 포장백(500)을 공급할 수 있다.

또한, 흡착유닛(110)이 포장백(500)을 흡착 시 가압대(160)가 포장백(500)을 눌러 투입구(510)를 용이하게 벌릴 수 있으며, 포장백(500)의 투입구(510)에 개방확장유닛(150)이 삽입된 상태에서 제1 확장플레이트(151)와 제2 확장플레이트(152)의 사이 간격을 넓혀 포장백(500)의 투입구(510)를 확장시킬 수 있다.

또한, 포장백(500)을 다관절 로봇(200)에 의해 피포장물 공급장치(300)로 제공할 때, 백그립퍼(190)가 투입구(510)를 벌린 상태를 유지한 상태로 파지하여 공급함으로써, 투입구(510)의 합착에 따른 피포장물의 유출을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 로봇 백 플레이서 110: 흡착유닛
111: 흡착컵 113: 개방실린더
115: 푸시센서 130: 상하이동기구
131: 이동본체 133: 풀리
132: 가이드봉 134: 서보모터
135: 벨트 150: 개방확장유닛
151: 제1 확장플레이트 152: 제2 확장플레이트
153: 확장실린더 160: 가압대
170: 확장이동기구 171: 가이드레일
180: 컨베이어 190: 백그립퍼
191: 그립퍼부재 193: 그립퍼실린더
200: 다관절 로봇 300: 피포장물 공급장치
310: 노즐 500: 포장백
510: 투입구 520: 상부면

Claims (7)

1. 피포장물을 충전하는 피포장물 공급장치에 포장백을 공급하는 로봇 백 플레이서에 있어서,
   상기 포장백에서 투입구가 형성된 부분을 흡착하여 상부로 들어올리는 형태로 상기 투입구를 개방하는 흡착유닛,
   상기 흡착유닛을 상하로 이동시켜 상기 포장백을 흡착하기 위해 하부로 이동하거나, 상기 포장백이 세워지도록 상부로 들어올리는 상하이동기구,
   상기 상하이동기구에 설치되어 상기 흡착유닛을 따라 상하로 이동하며 상기 흡착유닛에 의해 벌어진 상기 투입구로 진입하여 사이 간격을 넓히는 형태로 상기 투입구를 확장시키는 제1 확장플레이트와 제2 확장플레이트를 포함하는 개방확장유닛, 및
   상기 개방확장유닛을 상기 투입구가 위치된 방향으로 이동시켜 상기 투입구에 삽입하거나, 상기 투입구에서 이탈시키는 확장이동기구를 포함하고,
   상기 상하이동기구에 설치되어 상기 흡착유닛에 의해 상기 포장백의 투입구를 개방하기 위해 들어올릴 때, 상기 흡착유닛에 흡착된 부분만 들어올려지도록 상기 포장백을 가압하여 누르는 가압대를 포함하며,
   상기 상하이동기구에 의해 상기 포장백을 상부로 들어올린 상태에서 상기 포장백을 상기 피포장물 공급장치로 제공하는 다관절 로봇을 포함하고,
   상기 상하이동기구는 한 쌍이 이격되어 세워지는 가이드봉, 상기 한 쌍의 가이드봉의 사이에서 상부 및 하부에 각각 설치되는 풀리, 상기 풀리에 걸쳐지는 벨트, 상기 흡착유닛이 설치되고 상기 벨트의 회전에 따라 상기 가이드봉의 상부 및 하부로 이동하는 이동본체, 및 상기 풀리를 구동하는 서보모터를 포함하며,
   상기 흡착유닛은 상기 흡착유닛이 하향되어 상기 포장백에 밀착되면 감지하는 푸시센서를 포함하고,
   상기 푸시센서는 상기 포장백에 가압되는 가압부재, 상기 가압부재의 가압에 의해 상기 흡착유닛이 상기 포장백을 흡착하도록 공기흡입수단을 작동시키는 작동스위치, 및 상기 포장백이 상기 흡착유닛에서 이탈되면 상기 가압부재를 초기 위치로 복귀시키는 복귀스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 백 플레이서.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡착유닛은
   상기 포장백을 공기 흡입에 의해 흡착하는 흡착컵, 및
   상기 흡착컵에 흡착된 포장백을 미리 설정된 높이로 들어올려 상기 투입구를 개방하는 개방실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 백 플레이서.
3. 제1항에 있어서,
   상기 개방확장유닛은 상기 제1 확장플레이트에 대해 상기 제2 확장플레이트를 이동시켜 상호 간격을 넓히거나 좁히는 확장실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 백 플레이서.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 다관절 로봇은
   상기 포장백의 투입구가 형성된 상부의 양측을 가압하여 상기 투입구가 벌어진 상태를 유지한 상태로 상기 포장백을 파지하는 한 쌍의 그립부재를 포함하는 백그립퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 백 플레이서.
6. 제5항에 있어서,
   상기 그립부재는
   상기 포장백을 파지 시 상기 투입구가 합착되는 것을 방지하도록 한 쌍의 상기 그립부재의 중앙부분이 서로 간격이 멀어지도록 절곡된 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇 백 플레이서.
7. 제1항에 기재된 로봇 백 플레이서의 제어방법에 있어서,
   상기 상하이동기구에 의해 상기 흡착유닛을 상기 포장백에 안착시켜 상기 흡착유닛에 의해 상기 포장백을 흡착하여 파지하는 단계,
   상기 포장백이 상기 흡착유닛에 흡착되어 파지되면 상기 흡착유닛을 미리 설정된 높이로 들어 올려 상기 포장백의 투입구를 개방하는 단계,
   상기 투입구가 개방되면 상기 확장이동기구에 의해 상기 개방확장유닛을 상기 투입구로 진입시키는 단계,
   상기 개방확장유닛의 제1 개방플레이트와 제2 개방플레이트의 사이 간격을 벌려 상기 투입구를 확장시키는 단계, 및
   상기 투입구를 확장시킨 상태에서 상기 상하이동기구에 의해 상기 포장백을 미리 설정된 높이로 들어 올려 상기 포장백을 세우는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 백 플레이서의 제어방법.
   
   

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