KR102106855B1 - 정량의 완충재를 공급할 수 있는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치 - Google Patents

정량의 완충재를 공급할 수 있는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치에 관한 것으로서, 물품이 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간에 완충재를 충전하여 포장하는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치로서, 완충재가 공급되어 저장되는 호퍼; 호퍼에 연통되게 구비되어 호퍼에 저장된 완충재를 공급받는 완충재 수용부; 완충재 수용부 내에서 상하로 이동되면서 완충재 수용부 내의 체적을 물품이 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간의 체적과 대응되게 형성하는 개폐판;을 포함하는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치를 제공한다.

Description

정량의 완충재를 공급할 수 있는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치{Buffer supply device for article packing apparatus capable of supplying a predetermined amount of buffer}
본 발명은 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 박스 이송컨베이어에서 이송되어 오는 포장 박스의 체적과 포장 박스에 담겨질 물품의 체적을 연산하여 포장 박스의 빈 내부 공간을 산출하고, 산출된 포장 박스의 빈 내부 공간에 정량의 완충재를 공급할 수 있는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 물품을 포장 박스로 포장할 때, 운송 도중에 물품이 포장 박스 내에서 움직이지 않고 또한 외부의 충격에 의해 물품이 손상되지 않도록 포장 박스의 내부 공간에 물품과 함께 완충재를 넣어 포장한다.
이러한 물품의 포장 작업은 종래 작업자의 수작업에 의존하였으므로, 포장 작업의 능률이 떨어지는 단점이 있었다. 그리고, 포장 박스 내부의 물품이 차지하고 남은 빈 내부 공간의 체적을 정확하게 측정 내지는 파악하기 어려워 완충재를 포장 용기의 빈 내부 공간에 완전히 그리고 충분한 충전도로 채우는 일이 매우 어렵다.
이러한 단점을 해결하기 위하여, 최근 물품이 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간의 체적을 다양한 방식으로 측정하여, 측정된 빈 내부 공간 체적에 대응하는 양만큼 완충재를 투입하는 장치가 제안된 바 있다.
일예로, 국내 등록특허 제10-1224851호(이하 '선행기술문헌'이라 한다)에서는, 포장할 물품의 크기나 종류, 포장 물품의 포장에 적합한 포장 박스의 크기 별로 구분하여 각각 별도로 포장 작업이 진행되는 복수의 포장 라인(수송망)을 설치하고, 여러 종류의 포장 박스를 크기 별로 분류하여 각각의 포장 라인으로 분배하며, 각 포장 라인마다 그 포장 라인에 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간(포장 박스에 물품이 채워지고 남은 빈 내부 공간)의 체적을 각 포장 라인마다 별도로 구비된 센서로서 측정하고, 그 측정된 포장 박스의 빈 내부 공간의 체적에 상응하는 양만큼의 완충재를 포장 박스에 충전하도록 구성된 포장 시스템이 개시되어 있다.
하지만, 선행기술문헌에 개시된 포장 시스템은, 다양한 크기의 물품을 그 크기에 맞는 다양한 크기의 포장 박스를 각각의 포장 라인(수송망)으로 분배하여 포장 작업이 이루어지므로, 시스템 전체의 설비 규모가 크고, 복잡하여 포장 작업이 적은 종류, 예컨대 5종류 이하의 포장 박스가 사용되는 소규모 포장 설비에는 적합하지 않은 단점이 있다.
또, 선행기술문헌에는 각 포장 라인마다 그 포장 라인을 따라 이송되는 포장 박스의 빈 공간의 체적(빈 부피)를 측정하기 위한 스캐너가 개시되어 있다.
그런데, 선행기술문헌에 개시된 빈 부피 스캐너는 용기의 빈 부피를 측정하기 위하여 적어도 3개의 독립된 개별 센서, 즉 용기의 높이 센서, 용기의 폭 센서, 및 물품의 체적을 검출하는 윤곽 센서와 같은 상대적은 많은 종류의 센서를 구비하여야 하고, 측정하고자 하는 특성이 많아서 운영 소프트웨어가 복잡해질 뿐 아니라 장치 전체의 구성이 복잡해져, 그에 따라 설비의 구축 비용이 비싼 단점이 있었다.
또, 선행기술문헌에는 포장 박스 내부의 빈 부피에 완충재를 충전하는 완충재 분배 장치가 개시되어 있다.
그런데, 선행기술문헌에 개시된 완충재 분배 장치는 각 포장라인마다 구비되므로, 포장 설비의 전체 규모가 커진다는 단점이 있다.
이로써, 포장 박스의 빈 내부 공간에 충전되는 완충재를 간편한 구성을 가지면서도 신속하고, 정확하게 공급하는데 많은 어려움이 있다.
국내 등록특허 제10-1224851호
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 포장 박스의 체적과 포장 박스에 담겨질 물품의 체적을 미리 연산하여 포장 박스의 빈 내부 공간을 산출하고, 산출된 포장 박스의 빈 내부 공간에 완충재를 정량 공급할 수 있도록 한 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적으로는, 포장 박스 내로 완충재를 공급하기 위한 완충재 수용부에서 이에 공급되는 완충재의 양을 포장 박스 내의 빈 내부 공간에 대응되도록 조절하여 포장 박스의 빈 내부 공간에 공급하도록 한 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치를 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 또 다른 목적으로는, 완충재가 저장되는 호퍼 내에서 회전되면서 완충재를 호퍼의 완충재 수용부로 공급하는 공급블레이드의 부하를 저감시키고, 완충재의 과공급을 방지할 수 있도록 한 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치를 제공하는데 있다.
또, 본 발명의 또 다른 목적으로는, 공급블레이드와 같이 호퍼 내에서 회전되면서 완충재가 공급된 완충재 수용부를 덮어 가림으로써 완충재의 불필요한 과공급을 방지할 수 있도록 한 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치는, 물품이 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간에 완충재를 충전하여 포장하는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치로서, 완충재가 공급되어 저장되는 호퍼; 호퍼에 연통되게 구비되어 호퍼에 저장된 완충재를 공급받는 완충재 수용부; 완충재 수용부 내에서 상하로 이동되면서 완충재 수용부 내의 체적을 물품이 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간의 체적과 대응되게 형성하는 개폐판;을 포함할 수 있다.
그리고, 개폐판에는 이를 상하로 이동시키는 승강 및 개폐수단이 구비되되, 승강 및 개폐수단은, 프레임에 고정되게 구비되는 제 1 서보모터; 제 1 서보모터에 의해 프레임에서 회전되게 구비되는 제 1 이동스크류; 제 1 이동스크류의 회전에 의해 제 1 이동스크류 상에서 상하로 직선 이동되면서 개폐판을 승강시키는 제 1 이동체; 제 1 이동체에 고정되게 구비되고 피스톤로드가 출입가능하게 구비되는 실린더; 실린더의 피스톤로드에 그 일단부가 연결되고 타단부에는 개폐판이 고정되게 구비되며 그 중간부는 제 1 이동체에 회전가능하게 힌지 결합되어, 실린더에서 피스톤로드가 출입됨에 따라 개폐판을 회전시키는 연결아암;을 포함할 수 있다.
또한, 호퍼에는 호퍼 내부를 분할한 상태로 회전되면서 호퍼 내의 완충재를 완충재 수용부로 공급하는 공급블레이드가 구비되고, 공급블레이드에 연결되어 공급블레이드와 같이 회전되는 회전날이 구비되며, 회전되는 회전날을 감지하여 공급블레이드의 회전을 정지시키는 복수의 감지센서가 구비될 수 있다.
게다가, 공급블레이드에는 공급블레이드와 같이 회전되면서 감지센서의 감지신호에 의해 완충재가 공급된 완충재 수용부 상에서 정지되어 완충재 수용부를 덮어 가리는 덮개판이 구비되고, 덮개판이 완충재 수용부를 덮은 상태에서 개폐판이 개방되어 포장 박스 내로 완충재를 정량 공급할 수 있도록 구비될 수 있다.
게다가, 덮개판은 공기(에어)가 통할 수 있는 메쉬구조로 구비될 수 있으며, 호퍼에는 완충재 수용부로 완충재의 공급시와, 완충재 수용부에서 완충재의 배출시에 완충재 수용부 내로 에어를 분사하는 에어분사노즐이 구비될 수 있다.
또한, 공급블레이드는 완충재를 이송시키는 날개의 높이가 호퍼의 깊이보다 낮게 구비되고, 호퍼의 내측면에는 공급블레이드보다 높게 쌓여 이송되는 완충재를 제거하는 차단가드가 구비될 수 있다.
그리고, 완충재 수용부에는 이의 외측면을 감싼 상태로 상하로 이동가능하게 설치되어 완충재 수용부에서 배출되는 완충재를 포장 박스의 빈 내부 공간으로 유도하는 배출 유도관이 구비될 수 있다.
게다가, 배출 유도관에는 포장 박스의 사이즈에 대응하여 배출 유도관을 상하로 이동시키는 승강수단이 구비되되, 승강수단은, 프레임에 고정되게 구비되는 제 2 서보모터; 제 2 서보모터에 의해 프레임에서 회전되게 구비되는 제 2 이동스크류; 제 2 이동스크류의 회전에 의해 제 2 이동스크류 상에서 상하로 직선 이동되는 제 2 이동체; 제 2 이동체와 배출 유도관을 연결하여 동시에 상하로 이동되도록 한 연결브라켓;을 포함할 수 있다.
또한, 프레임에는 개폐판 및 배출 유도관의 위치를 감지하는 다수의 위치감지센서가 구비될 수 있다.
본 발명의 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치에 따르면, 박스 이송컨베이어에서 이송되는 포장 박스의 체적과 포장 박스에 담겨질 물품의 체적을 미리 연산하여 포장 박스의 빈 내부 공간을 산출하고, 산출된 포장 박스의 빈 내부 공간에 이에 대응하는 양의 완충재를 정량 공급할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 호퍼의 완충재 수용부 내에서 개폐판이 포장 박스의 빈 내부 공간의 체적에 대응하여 상하로 이동되어 완충재 수용부에 공급된 완충재의 양을 포장 박스의 빈 내부 공간에 대응되도록 조절함으로써 완충재 수용부 내의 완충재를 포장 박스의 빈 내부 공간에 정량 공급할 수 있고, 완충재의 정량 공급이 원활하면서도 신속하게 이루어지는 장점이 있다.
또, 본 발명에 따르면, 호퍼 내에서 회전되는 공급블레이드의 높이를 낮추고 호퍼의 내측면에는 공급블레이드에 의해 완충재 수용부로 공급되는 완충재의 과공급을 방지하기 위한 차단가드가 구비됨으로써 완충재 수용부로 완충재의 과공급을 방지할 수 있고, 완충재를 공급하는 공급블레이드의 부하를 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명에 따르면, 공급블레이드의 후면에 구비되어 공급블레이드와 같이 회전되면서 완충재 수용부의 입구를 개폐시키는 덮개판을 구비하는 한편 이 덮개판을 공기(에어)가 통할 수 있는 메쉬구조로 구비함으로써 덮개판에 의해 공급블레이드의 진행 후 완충재가 불필요하게 과공급되는 것을 사전에 방지할 수 있을 뿐 아니라 덮개판을 통해 완충재 수용부 내로 에어를 분사하여 완충재를 원활히 배출시켜 포장 박스 내로 공급할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 구성된 물품 포장 장치의 정면 구성도이다.
도 2는 본 발명이 구성된 물품 포장 장치의 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 완충재 공급 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 완충재 공급 장치의 내부 구성을 보인 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 완충재 공급 장치의 호퍼 하면을 보인 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 완충재 공급 장치의 작동상태도로서, 도 6은 완충재 수용부에 완충재가 공급된 상태의 도면이고, 도 7은 포장 박스의 빈 공간의 체적만큼 완충재의 공급량을 조절하기 위해 개폐판이 상승된 상태의 도면이며, 도 8은 완충재 수용부에서 개폐판이 하강된 상태의 도면이고, 도 9는 개폐판이 개방되어 완충재를 포장 박스에 공급한 상태의 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 완충재 공급 장치의 배출 유도관이 하강되어 포장 박스에 근접하게 위치된 상태의 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
첨부도면 도 1 내지 도 10는 본 발명의 완충재 공급 장치 및 이에 구성되는 구성들과, 완충재 공급 장치가 적용된 물품 포장 장치의 구성을 도시한 도면들이다.
먼저, 본 발명의 설명하기에 앞서, 본 발명의 박스 이송컨베이어(10) 상에 랜덤하게 탑재되어 이송되는 사이즈가 다른 여러 종류의 각 포장 박스(B)의 빈 내부 공간의 체적(Vo)을 검출하고, 검출된 빈 내부 공간의 체적(Vo)에 대응하는 양의 완충재(500)를 충전하여 포장하는 방법에 관해서는, 본 발명의 출원인이 출원한 선출원인 특허출원 제2017-0138335호에서 개시한 구성을 개량한 것이며, 특허출원 제2018-0106546호의 물품 포장 장치 및 포장 방법에 개시된 구성의 일부를 구체화한 것이므로, 상기와 같이 본 출원인에 의한 선출원들의 기술적 사상의 일부는 본 발명에서도 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 물품 포장 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 물품(400)이 투입된 포장 박스(B)를 이송시키는 박스 이송컨베이어(10)와, 박스 이송컨베이어(10) 상에 구비되어 물품(400)이 담긴 포장 박스(B)의 빈 내부 공간에 완충재(500)를 정량 공급하는 완충재 공급 장치(100)를 포함한다.
박스 이송컨베이어(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 나란한 양 프레임 사이에는 다수의 이송롤러(11)가 양 프레임을 연결하도록 구비된 상태에서 각각 무한 반복 회전되도록 구비된다. 이러한 다수의 이송롤러(11)는 구동모터에 체인이나 벨트로서 연결되어 일체화된 상태로 동시에 회전 구동된다.
이러한 박스 이송컨베이어(10)에는 물품(400)이 투입된 채로 이송되어 오는 포장 박스(B)의 빈 내부 공간에 완충재(500)를 정량 공급하기 위한 완충재 공급 장치(100)가 구성된다.
한편, 완충재 공급 장치(100)는 완충재(500)가 공급되어 저장되는 호퍼(300)와, 호퍼(300)에 연통되게 구비되어 호퍼(300)에 저장된 완충재(500)를 공급받는 완충재 수용부(350)와, 완충재 수용부(350) 내에서 상하로 이동되면서 완충재 수용부(350) 내의 체적을 물품(400)이 투입된 포장 박스(B)의 빈 내부 공간의 체적(Vo)과 대응되게 형성하는 개폐판(262)을 포함한다.
특히, 완충재 공급 장치(100)에는 박스 이송컨베이어(10)의 일측에 수직하게 세워진 프레임(200)이 구비되고, 호퍼(300)는 이 프레임(200)과 직교되게 설치되어 구비된다.
프레임(200)에는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 그 내부에 복수의 이동스크류(210)(211)가 각각 회전가능하게 구비되고, 상부에는 각 이동스크류(210)(211)에 연결되어 이동스크류(210)(211)를 각각 정.역회전시키는 서보모터(220)(221)가 구비된다.
이동스크류(210)(211)는 상,하 양측 단부가 프레임(200)의 상,하면에 각각 베어링을 매개로 설치되어 공회전되게 구비되고, 이러한 이동스크류(210)(211)를 회전시키는 서보모터(220)(221)는 이동스크류(210)(211)의 회전량을 정밀 제어할 수 있게 된다.
그리고, 이동스크류(210)(211)에는 이동스크류(210)(211)의 정.역회전에 의해 이동스크류(210)(211) 상에서 상하로 직선 이동되는 이동체(230)(240)가 각각 구비되고, 각 이동체(230)(240)에는 이에 수직하게 설치되면서 프레임(200) 외측에 구비되는 고정판(232)(242)이 각각 구비되며, 각 고정판(232)(242)에는 개폐판(262)과 배출 유도관(370)이 각각 연결되어 각 이동체(230)(240)와 같이 상하로 이동되게 구비된다.
이때, 제 2 고정판(242)은 그 선단부에 제 1 이동스크류(210)가 간섭되지 않도록 관통되는 제 1 이동스크류(210)보다 큰 직경의 관통구가 형성된다.
또한, 프레임(200)에는 이동스크류(210)(211) 상에서 상하로 이동되는 이동체(230)(240)의 위치를 감지하기 위한 위치감지수단이 구비되는 바, 위치감지수단은 프레임(200)에 상하로 일정 간격마다 설치된 다수의 위치감지센서(250)와, 위치감지센서(250)와 대향되는 각 이동체(230)(240)의 일면에 구비되어 위치감지센서(250)에 의해 그 위치가 감지되는 감지부(231)(241)를 포함한다.
이로써, 각 이동체(230)(240)와 같이 상하로 이동되는 개폐판(262)과 배출 유도관(370)의 위치를 포장 박스(B)의 사이즈에 따라 정밀하게 조절하여 제어할 수 있게 된다.
특히, 고정판 중 제 1 고정판(232)의 전면에는 개폐판(262)을 개폐시키는 개폐수단이 구비되는 바, 개폐수단은 제 1 고정판(232)의 전면에 고정되게 구비되고 그 하단부에서 피스톤로드(234)가 출입되게 구비되는 실린더(233)와, 실린더(233)의 피스톤로드(234)에 그 일단부가 연결되고 타단부에는 개폐판(262)이 고정되게 구비되며 그 중간부는 제 1 고정판(232)에 회전가능하게 힌지 결합되어, 실린더(233)에서 피스톤로드(234)가 출입됨에 따라 개폐판(262)을 회전시키는 연결아암(260)을 포함한다.
한편, 제 1 고정판(232)의 전면 양측에는 한쌍의 힌지브라켓(235)이 전면으로 돌출되게 형성되고, 양 힌지브라켓(235) 사이에는 힌지축(261)에 회전가능하게 결합되며, 이 힌지축(261)에는 연결아암(260)의 중간부가 결합된다.
이때, 힌지축(261)은 양 힌지브라켓(235)에 회전가능하게 구비되는 한편 힌지축(261)에 연결아암(260)의 중간부가 고정되게 구비될 수 있고, 또는 힌지축(261)이 양 힌지브라켓(235)에 고정되는 한편 힌지축(261)에는 연결아암(260)의 중간부가 회전가능하게 결합되어 구비될 수도 있다.
따라서, 실린더(233)에서 피스톤로드(234)가 출입됨에 따라 연결아암(260)은 힌지축(261)을 기준으로 시소와 같이 회전되면서 개폐판(262)을 통해 후술될 완충재 수용부(350)의 출구를 개폐시키게 된다.
개폐판(262)은 원형의 판으로서, 완충재 수용부(350) 하단부의 출구를 막아 폐쇄시키거나 또는 개방시킬 수 있고, 완충재 수용부(350) 및 배출 유도관(370)의 절개구(352)(371)를 통해 완충재 수용부(350) 내에서 상하로 이동되게 구비된다.
그리고, 제 2 고정판(242)의 전면 양측에는 한쌍의 연결브라켓(241)이 전면으로 돌출되게 형성되고, 양 연결브라켓(241)에는 후술될 배출 유도관(370)이 고정되어 제 2 고정판(242)과 같이 상하로 이동되게 구비된다.
이러한 개폐판(262)은 완충재 수용부(350) 내에서 상하로 이동되면서 완충재 수용부(350) 내의 체적을 물품이 투입된 포장 박스(B)의 빈 내부 공간의 체적(Vo)과 대응되게 형성하게 되고, 이에 따라 포장 박스(B)의 빈 내부 공간에 완충재(500)를 정확히 정량 공급할 수 있게 된다.
한편, 호퍼(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 박스 이송컨베이어(10)의 상부에 구비되고, 그 내부에는 에어로 충전된 완충재(500)가 저장되어 구비된다.
이러한 호퍼(300)의 하면에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 호퍼(300)에 저장된 완충재(500)를 공급받는 완충재 수용부(350)가 호퍼(300)와 연통되게 구비되고, 호퍼(300)의 내부에는 호퍼(300) 내부를 양분한 상태로 회전되면서 호퍼(300) 내에 저장된 완충재(500)를 완충재 수용부(350)로 공급하는 공급블레이드(310)가 구비된다.
상기와 같은 공급블레이드(310)는 그 중앙부에 회전축(312)이 고정되게 구비되고, 회전축(312)은 호퍼(300)의 중심부에 회전가능하게 힌지 결합되어 구비된다. 이로써, 공급블레이드(310)는 회전축(312)과 같이 호퍼(300)의 내측에서 회전되게 구비된다.
이러한 공급블레이드(310)는 호퍼(300)의 하면에 구비된 회전모터(330)에 의해 회전되고, 회전모터(330)는 공급블레이드(310)의 회전축(312)을 회전시킴으로써 공급블레이드(310)를 회전시키게 된다.
이때, 회전모터(330)와 회전축(312) 사이에는 모터의 동력을 감속시켜 회전축(312)에 전달하기 위한 감속수단이 더 구비됨이 바람직하다.
따라서, 공급블레이드(310)는 호퍼(300) 내에서 회전모터(330)에 의해 시계방향으로 회전되면서 호퍼(300)와 연통된 완충재 수용부(350)로 완충재(500)를 공급하게 된다.
그리고, 공급블레이드(310)의 후면 즉 공급블레이드(310)가 정회전되는 방향을 전면이라 할 때 그 반대면에는 공급블레이드(310)가 완충재 수용부(350)를 지난 후 완충재 수용부(350)의 입구(351)를 덮어 가리는 덮개판(311)이 일체로 구비된다.
특히, 덮개판(311)이 완충재 수용부(350)의 입구(351)를 덮어 가릴 때에는 회전모터(330)가 정지되어 완충재 수용부(350) 내로 완충재(500)의 과공급을 방지할 수 있고, 이때 개폐판(262)이 회전되어 완충재 수용부(350)를 개방시킴으로써 완충재 수용부(350) 내의 완충재(500)는 포장 박스(B)의 빈 내부 공간으로 정량 공급된다.
한편, 상기와 같은 덮개판(311)은 공기가 통할 수 있는 메쉬 구조로 구비되어, 후술될 에어분사노즐(360)에서 분사된 에어가 덮개판(311)을 통해 완충재 수용부(350) 내로 분사됨으로써, 완충재 수용부(350) 내의 모든 완충재(500)는 남김없이 포장 박스(B) 내부로 정확히 공급된다. 즉, 연속적인 완충재 공급 작동에 의해 완충재(500)가 정전기에 의해 완충재 수용부(350)의 내측면에 달라붙어 배출되지 않는 오작동이 발생될 수 있으나, 이를 에어분사노즐(360)에서 분사된 에어가 완충재 수용부(350) 내로 분사됨으로써 해소할 수 있게 된다.
그리고, 호퍼(300) 내에서 완충재(500)를 이송시키는 공급블레이드(310)는 그 높이가 호퍼(300) 내벽의 중간 지점을 넘지 않도록 형성됨이 바람직하고, 이는 공급블레이드(310)에 의해 이송되는 완충재(500)가 공급블레이드(310)의 전면에 과하게 쌓이게 됨을 방지하여 공급블레이드(310)를 회전시키는 회전모터(330)의 부하를 저감시키고, 공급블레이드(310)에 의해 이송되는 완충재(500)가 호퍼(300) 외측으로 넘어가는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 호퍼(300)의 내측면 상부에는 공급블레이드(310)보다 높게 쌓여 이송되는 완충재(500)를 제거하는 차단가드(320)가 구비되고, 이 차단가드(320)는 완충재 수용부(350)의 전방에 구비되어 공급블레이드(310)보다 높게 쌓인 채 이송되는 완충재(500)를 제거함으로써 완충재 수용부(350)에 완충재(500)의 과공급을 사전에 방지할 수 있게 된다.
게다가, 완충재 수용부(350)의 입구(351) 상부의 호퍼(300)에는 완충재 수용부(350)로 에어를 분사하기 위한 에어분사노즐(360)이 구비된다. 이러한 에어분사노즐(360)은 완충재 수용부(350) 내로 에어를 두 번에 걸쳐 분사하게 되는데, 첫번째는 완충재 수용부(350)로 완충재(500)의 공급시에 에어를 분사하여 완충재(500)의 공급을 원활케 하고, 두번째는 완충재 수용부(350)에서 완충재(500)의 배출시에 에어를 분사하여 완충재(500)를 포장 박스(B) 내로 원활히 공급할 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 호퍼(300)의 하면에는 공급블레이드(310)의 회전축(312)에 고정되게 연결되어 공급블레이드(310)와 같이 회전되는 회전날(313)이 구비되고, 호퍼(300) 하면의 일측에는 회전되는 회전날(313)을 감지하여 공급블레이드(310)의 회전을 정지시키는 복수의 감지센서(340)(341)가 구비된다.
따라서, 각 감지센서(340)(341)에서 회전날(313)이 감지되면, 회전모터(330)가 정지되어 회전날(313) 및 공급블레이드(310)의 회전이 정지된다. 이때, 첫번째의 제 1 감지센서(340)에서 회전날(313)이 감지되면 공급블레이드(310)는 차단가드(320)와 완충재 수용부(350) 사이에서 정지되어 완충재 수용부(350) 내로 완충재(500)를 공급하게 되고, 두번째의 제 2 감지센서(341)에서 회전날(313)이 감지되면 공급블레이드(310)의 덮개판(311)이 완충재 수용부(350)의 입구(351)를 막아 입구 주변의 완충재가 완충재 수용부(350) 내로 떨어져 투입되는 것을 차단하게 된다.
그리고, 완충재 수용부(350)의 외측에는 완충재 수용부(350)의 외측면을 감싼 상태로 상하로 이동가능하게 설치되는 배출 유도관(370)이 구비되고, 배출 유도관(370)은 하단부로 갈수록 출구가 좁아지도록 형성되어, 완충재 수용부(350)에서 배출되는 완충재(500)를 포장 박스(B)의 빈 내부 공간으로 정확히 유도하여 공급할 수 있게 된다.
특히, 상기와 같은 배출 유도관(370)은 제 2 고정판(242)에 연결브라켓(241)을 매개로 일체로 고정되게 구비되어, 제 2 서보모터(221)의 작동시 제 2 이동스크류(211) 상에서 상하로 이동되어 이송되어 오는 포장 박스(B)의 사이즈 즉 높이에 따라 그 위치가 조정된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치의 작동관계를 설명한다.
물품(400)이 투입된 상태로 박스 이송컨베이어(10)에서 이송되는 포장 박스(B)는 박스 이송컨베이어(10)에 설치된 3차원 센서부(미도시)에 의해 3차원 이미지 데이터 및 포장 박스(B) 내부의 물품(400)의 3차원 이미지 데이터가 검출되고, 제어부(미도시)에 의해 3차원 센서부에서 검출한 포장 박스(B)의 3차원 이미지 데이터로부터 포장 박스(B)의 전체 체적(V1)을 산출하고 3차원 센서부에서 검출한 물품(400)의 3차원 이미지로부터는 물품(400)의 전체 체적(V2)을 산출하며 포장 박스(B)의 전체 체적(V1)과 물품(400)의 전체 체적(V2)으로부터 포장 박스(B)의 빈 내부 공간의 체적(Vo)을 산출하게 된다.
이로써, 완충재 공급 장치(100)에서는 호퍼(300) 내에 저장된 완충재(500)를 제어부에서 산출된 포장 박스(B)의 빈 내부 공간의 체적(Vo)에 대응하는 양만큼 배출 유도관(370)을 통해 포장 박스(B)의 빈 내부 공간으로 정량 공급하게 된다.
완충재 공급 장치(100)의 작동을 구체적으로 살펴보면, 박스 이송컨베이어(10)에서 이송된 포장 박스(B)가 도 6에서와 같이 완충재 공급 장치(100)의 하부에 위치되어 정지되면, 회전모터(330)에 의해 공급블레이드(310)가 호퍼(300) 내에서 회전되면서 완충재(500)를 완충재 수용부(350) 내로 공급하게 된다.
이때, 완충재 수용부(350)에 구비된 개폐판(262)은 완충재 수용부(350)의 최하단부에 위치돼 있으므로 완충재(500)는 완충재 수용부(350)의 전 내부 공간을 채워 공급되고, 완충재(500)가 완충재 수용부(350)로 공급될 시 에어분사노즐(360)에서 완충재 수용부(350)로 에어가 분사되어 완충재(500)의 원활한 공급이 이루어지도록 하며, 공급블레이드(310)는 제 1 감지센서(340)에서 회전날(313)이 감지되어 차단가드(320)와 완충재 수용부(350) 사이에서 정지된 상태가 된다.
이 상태에서 포장 박스(B)의 3차원 이미지 데이터와 물품(400)의 3차원 이미지 데이터를 통해 산출된 포장 박스(B)의 빈 내부 공간의 체적(Vo)에 따라 제 1 서보모터(220)가 작동되어 제 1 이동체(230)를 도 7에서와 같이 상부로 이동시키고, 이에 따라 개폐판(262)이 완충재 수용부(350)와 배출 유도관(370)의 절개구(352)(371)를 통해 완충재 수용부(350) 내에서 상부로 이동되면서 완충재 수용부(350) 내로 공급된 완충재(500)를 완충재 수용부(350)에서 밀어내 배출시키게 된다.
이때, 완충재 수용부(350) 내에서 상부로 이동되는 개폐판(262)은 완충재 수용부(350)의 내부 공간이 포장 박스(B)의 빈 내부 공간의 체적(Vo)과 동일한 지점까지만 이동됨으로써 완충재 수용부(350) 내에 남은 완충재(500)는 포장 박스(B)의 빈 내부 공간을 정량으로 채울 수 있는 양으로 남게 된다.
이와 같이 완충재 수용부(350)에서 배출되어 완충재 수용부(350)의 입구(351)를 덮고 있는 완충재(500)는 공급블레이드(310)가 재차 회전되면서 완충재 수용부(350)의 입구(351)에서 모두 걷어내게 되고, 공급블레이드(310)는 제 2 감지센서(341)에서 회전날(313)이 재차 감지되어 완충재 수용부(350)의 입구(351)를 지난 상태로 정지되며, 이 상태에서는 공급블레이드(310) 후면의 덮개판(311)이 도 8에서와 같이 완충재 수용부(350)의 입구(351)를 막아 덮은 상태가 된다.
이후, 완충재 수용부(350)에서 완충재(500)의 양을 조절한 개폐판(262)은 완충재 수용부(350)의 최하단부로 재차 이동되어 위치되고, 이 상태에서 제 2 서보모터(221)가 작동되어 제 2 이동체(240)를 상승 또는 하강시키게 된다.
제 2 이동체(240)의 승강에 따라 완충재 수용부(350)를 감싼 배출 유도관(370)이 상하로 이동되면서 도 9에서와 같이 포장 박스(B)의 상부로 펼쳐진 덮개(C)에 근접하게 위치되고, 이 상태에서 개폐판(262)이 실린더(233)에서 인출되는 피스톤로드(234)에 의해 도 9에서와 같이 회전되면서 완충재 수용부(350)를 개방시킴으로써 완충재 수용부(350)에 공급되어 있던 완충재(500)가 포장 박스(B)의 빈 내부 공간으로 정량 공급되어 채워지게 된다.
이때, 에어분사노즐(360)에서는 또 한번의 에어가 완충재 수용부(350) 내로 분사되어 완충재 수용부(350) 내의 모든 완충재(500)가 포장 박스(B)의 빈 내부 공간으로 모두 공급되어 충전될 수 있도록 한다.
이와 같이 완충재(500)가 충전된 포장 박스(B)는 박스 이송컨베이어(10)에 의해 다음 공정으로 이송된다.
그리고, 도 10은 도 6 내지도 9에서의 포장 박스(B)보다 작은 사이즈의 포장 박스(B)에 완충재(500)를 정량 공급하는 상태이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
10 : 박스 이송컨베이어 11 : 이송롤러
100 : 완충재 공급 장치 200 : 프레임
210,211 : 이동스크류 220,221 : 서보모터
230,240 : 이동체 231,241 : 감지부
232,242 : 고정판 233 : 실린더
234 : 피스톤로드 235 : 힌지브라켓
241 : 연결브라켓 250 : 위치감지센서
260 : 연결아암 261 : 힌지축
262 : 개폐판 300 : 호퍼
310 : 공급블레이드 311 : 덮개판
312 : 회전축 313 : 회전날
320 : 차단가드 330 : 회전모터
340,341 : 감지센서 350 : 완충재 수용부
351 : 입구 352 : 절개구
360 : 에어분사노즐 370 : 배출 유도관
371 : 절개구 400 : 물품
500 : 완충재
B : 포장 박스 C : 덮개

Claims (9)

  1. 물품이 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간에 완충재를 충전하여 포장하는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치로서,
    완충재가 공급되어 저장되는 호퍼;
    호퍼에 연통되게 구비되어 호퍼에 저장된 완충재를 공급받는 완충재 수용부;
    완충재 수용부 내에서 상하로 이동되면서 완충재 수용부 내의 체적을 물품이 투입된 포장 박스의 빈 내부 공간의 체적과 대응되게 형성하는 개폐판;을 포함하고,
    개폐판에는 이를 상하로 이동시키는 승강 및 개폐수단이 구비되되,
    승강 및 개폐수단은, 프레임에 고정되게 구비되는 제 1 서보모터;
    제 1 서보모터에 의해 프레임에서 회전되게 구비되는 제 1 이동스크류;
    제 1 이동스크류의 회전에 의해 제 1 이동스크류 상에서 상하로 직선 이동되면서 개폐판을 승강시키는 제 1 이동체;
    제 1 이동체에 고정되게 구비되고 피스톤로드가 출입가능하게 구비되는 실린더;
    실린더의 피스톤로드에 그 일단부가 연결되고 타단부에는 개폐판이 고정되게 구비되며 그 중간부는 제 1 이동체에 회전가능하게 힌지 결합되어, 실린더에서 피스톤로드가 출입됨에 따라 개폐판을 회전시키는 연결아암;을 포함하는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    호퍼에는 호퍼 내부를 회전하면서 호퍼 내의 완충재를 완충재 수용부로 공급하는 공급블레이드가 구비되고,
    공급블레이드에 연결되어 공급블레이드와 같이 회전되는 회전날이 구비되며,
    회전되는 회전날을 감지하여 공급블레이드의 회전을 정지시키는 복수의 감지센서가 구비되는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    공급블레이드에는 공급블레이드와 같이 회전되면서 감지센서의 감지신호에 의해 완충재가 공급된 완충재 수용부 상에서 정지되어 완충재 수용부를 덮어 가리는 덮개판이 구비되고,
    덮개판이 완충재 수용부를 덮은 상태에서 개폐판이 개방되어 포장 박스 내로 완충재를 정량 공급할 수 있도록 한 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    덮개판은 공기(에어)가 통할 수 있는 메쉬구조로 구비되는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    호퍼에는 완충재 수용부로 완충재의 공급시와, 완충재 수용부에서 완충재의 배출시에 완충재 수용부 내로 에어를 분사하는 에어분사노즐이 구비되는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    공급블레이드는 완충재를 이송시키는 날개의 높이가 호퍼의 깊이보다 낮게 구비되고,
    호퍼의 내측면에는 공급블레이드보다 높게 쌓여 이송되는 완충재를 제거하는 차단가드가 구비되는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    완충재 수용부에는 이의 외측면을 감싼 상태로 상하로 이동가능하게 설치되어 완충재 수용부에서 배출되는 완충재를 포장 박스의 빈 내부 공간으로 유도하는 배출 유도관이 구비되는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    배출 유도관에는 포장 박스의 사이즈에 대응하여 배출 유도관을 상하로 이동시키는 승강수단이 구비되되,
    승강수단은, 프레임에 고정되게 구비되는 제 2 서보모터;
    제 2 서보모터에 의해 프레임에서 회전되게 구비되는 제 2 이동스크류;
    제 2 이동스크류의 회전에 의해 제 2 이동스크류 상에서 상하로 직선 이동되는 제 2 이동체;
    제 2 이동체와 배출 유도관을 연결하여 동시에 상하로 이동되도록 한 연결브라켓;을 포함하는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    프레임에는 개폐판 및 배출 유도관의 위치를 감지하는 다수의 위치감지센서가 구비되는 물품 포장 장치용 완충재 공급 장치.
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