KR102111786B1 - 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있는 정렬 장치에 관한 것으로, 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있고, 별도의 중량선별장치가 필요없어 스틱포장기를 낮게 설치할 수 있고, 장치 구매 및 유지 관리비가 절감되며, 각 열마다 개별 제어에 따른 독립적인 중량체크와 불량품 선별이 가능하고, 불량품의 개별선별후 나머지 정상품에 대한 전체선별이 가능하여 정상품과 불량품의 혼재가 차단되고, 정상품에 대한 자동화된 포장작업과 후속라인의 자동화가 가능하며, 정확한 수량을 카운트하여 포장할 수 있고, 생산성과 작업효율이 증대될 수 있다.

Description

자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치{ALIGNER APPARATUS HAVING AUTOMATIC WEIGHT SEPARATION FUNCTION}
본 발명은 정렬 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 커피, 차 등의 기호식품이나 인스턴트식품, 건강보조식품, 의약품 등은 음용이 편리하고 이동시 휴대가 용이하도록 일회성 포장용기에 포장되어 보관 및 사용된다. 예컨대, 커피믹스의 경우 밀봉된 팩 안에 커피, 설탕, 크림 등이 분말로 혼합되어 있고, 차의 경우 찻잎이나 추출 분말, 과립, 설탕 등이 혼합되어 있는데, 길쭉한 스틱이나 파우치 형태로 포장되어 판매되고 있다.
도 1을 참고하면, 일반적으로 스틱포장기(A)에서 내용물이 스틱형으로 밀봉되어 스틱포장제품으로 포장되고, 중량선별장치(B)에서 스틱포장제품의 중량이 측정되어 정상품과 불량품이 선별되며, 정렬 장치(C)에 의해 정상품은 포장 장치(D)로 이송되며, 포장 장치(D)는 이송된 복수 개의 스틱포장제품들을 용기나 박스에 담아 포장하게 된다.
정렬 장치에 관한 종래기술 중 특허문헌 1에는 제품의 이송을 안내하는 이송레일과, 제품의 이송방향으로 길게 배치된 무한궤도부재와, 무한궤도부재 양측을 각각 지지하는 회전부재들과, 제품의 이송을 위해 무한궤도부재에 장착된 이송부재를 포함하고, 무한궤도부재는 이송레일과 근접하여 제품의 이송방향과 반대로 이동하는 반송측과, 반송측보다 이송레일로부터 더 이격되며 제품의 이송 방향으로 이동하는 이송측을 구비하며, 이송부재는 무한궤도부재에 연결된 부분이 이송측에 위치한 상태에서 이송측으로부터 반송측을 넘어 이송레일의 이송경로까지 연장된 것을 특징으로 하는 제품이송장치가 공개되어 있다.
하지만, 상술한 종래기술은 제품의 이송만 가능해 중량선별장치를 별도로 구입해서 설치해야 하므로 장치 구입 및 유지 관리비가 증가하고, 소정의 설치공간이 요구되며, 스틱포장제품의 흐름이 저하될 수 있고, 스틱포장제품이 중량선별장치를 거쳐야 하므로 스틱포장기를 높은 위치에 설치하거나 스틱포장기의 높이를 증가시켜야 하는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 2에는 프레임과, 상부 좌우측에 설치된 진입프레임에 커터와 홀더가 설치되고, 진입프레임의 하측에 수직으로 세워진 이송관이 다수 형성되며, 이송관의 하측에 만곡되어 형성된 다수의 슈터를 포함하는 이송부와, 이송부 슈터의 전측에 형성되고 내측에 복수 개의 격벽이 소정 각도를 이루며 분할 설치되어 복수 개의 수납공간이 형성된 다수의 임펠러와, 다수의 임펠러 각각에 회전축이 연결됨으로써 다수의 임펠러에 회전력을 제공하는 다수의 회전모터와, 다수의 회전모터 각각의 하측에서 수납공간에 투입된 제품의 중량을 측정하는 다수의 하중센서와, 다수의 하중센서로부터 측정된 제품의 중량을 전달받아 선별하는 제어부와, 제어부로부터 선별결과를 전달받아 회전하여 제품을 이송하는 선별컨베이어를 포함하는 스틱포장용 제품의 중량선별장치가 공개되어 있다.
그러나, 포장 장치에서 복수 개의 스틱포장제품들의 세트를 하나의 포장 단위로 용기나 박스에 포장하게 되는데, 상술한 종래기술은 한 세트에서 일부가 불량품으로 판정되어 회수된 경우 작업자가 직접 부족 수량을 채워 넣어야 하는 불편함이 있고, 중량 계측에 의해 선별된 정상품과 불량품이 혼재되므로 2차로 분리 작업이 필요하여 정상품에 대한 자동화된 포장작업이 곤란하므로, 생산성과 작업효율이 떨어지는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0972808호(2010.07.29. 공개) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0464257호(2013.01.09. 공개)
본 발명은 상술된 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있고, 별도의 중량선별장치가 필요없어 스틱포장기를 낮게 설치할 수 있고, 장치 구매 및 유지 관리비가 절감되며, 각 열마다 개별 제어에 따른 독립적인 중량체크와 불량품 선별이 가능하고, 불량품의 개별선별후 나머지 정상품에 대한 전체선별이 가능하여 정상품과 불량품의 혼재가 차단되고, 정상품에 대한 자동화된 포장작업과 후속라인의 자동화가 가능하며, 정확한 수량을 카운트하여 포장할 수 있고, 생산성과 작업효율이 증대되는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치의 제공에 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있는 정렬 장치로, 복수 개의 프레임들이 구비된 본체부; 본체부 전방부에 구비되고, 스틱포장기에서 배출된 스틱포장제품들이 세로방향으로 진입한 진입홈이 다열 형성되며, 진입홈 하측에 감지센서가 설치된 진입부; 진입부 후방에 구비되고, 계측홈이 형성된 복수 개의 계측홀더가 설치되며, 계측홀더 하측에 계측센서가 설치되어 스틱포장제품의 중량을 측정하는 계측부; 계측부 후방에 구비되고, 상부판에 다열 형성된 선상의 정렬홈을 따라 스틱포장제품이 포장 장치로 이송되며, 중간에 정렬홈 대신 정렬홀이 형성된 이송부; 본체부 양측을 따라 벨트부재가 모터에 의해 구동되고, 양측 벨트부재 사이에 연결된 푸쉬바들이 이격되어 스틱포장제품을 푸쉬하는 구동부; 이송부 중간에 형성되고, 제어부의 불량품 판정시 실린더유닛에 의해 회전바가 개별적으로 하강 회전되어 불량품이 낙하되도록 하는 개별선별부; 제어부의 불량품 판정시 실린더유닛이 통과홀들이 형성된 이동판을 일측으로 이동시켜 나머지 정상품들이 낙하되도록 하는 전체선별부; 및 계측센서로부터 계측신호를 수신하여 정상품과 불량품을 판정하고, 판정결과에 따라 실린더유닛을 제어하여 정상품과 불량품을 선별하는 제어부를 포함하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있고, 별도의 중량선별장치가 필요없어 스틱포장기를 낮게 설치할 수 있고, 장치 구매 및 유지 관리비가 절감되며, 각 열마다 개별 제어에 따른 독립적인 중량체크와 불량품 선별이 가능하고, 불량품의 개별선별후 나머지 정상품에 대한 전체선별이 가능하여 정상품과 불량품의 혼재가 차단되고, 정상품에 대한 자동화된 포장작업과 후속라인의 자동화가 가능하며, 정확한 수량을 카운트하여 포장할 수 있고, 생산성과 작업효율이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 정렬 장치가 포함된 시스템의 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 정렬 장치의 사시도, 도 3b는 본 발명의 정렬 장치의 측면도, 도 3c는 본 발명의 정렬 장치의 배면도이다.
도 4a는 본 발명의 정렬 장치에서 이송부를 제외한 나머지 구성을 나타낸 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 이송부가 포함된 평면도의 일부이다.
도 5a는 본 발명의 진입부와 계측부의 사시도, 도 5b는 본 발명의 진입부가 포함된 정단면도, 도 5c는 본 발명의 계측부가 포함된 정단면도이다.
도 6a는 본 발명의 구동부의 벨트부재의 일부가 도시된 사시도이고, 도 6b는 본 발명의 벨트부재 일부의 측면도, 도 6c는 본 발명의 벨트부재 일부의 평면도이다.
도 7a는 함께 진입한 스틱포장제품들의 세트가 전부 정상품인 경우의 개별선별부와 전체선별부의 작동 실시예를 도시한 도면이고, 도 7b는 세트 중 불량품이 포함된 경우 개별선별부와 전체선별부의 작동 실시예를 도시한 도면이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치를 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명하도록 하겠다.
본 발명에 따른 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치(1)는 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품(S)들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있는 것으로, 도 2 내지 도 4b를 참고하면 본체부(100), 진입부(200), 계측부(300), 이송부(400), 구동부(500), 개별선별부(600), 전체선별부(700) 및 제어부(800)를 포함하여 이루어진다.
도 3a 내지 도 3c를 참고하면, 상기 본체부(100)는 복수 개의 프레임들과 테이블로 구성된 것으로, 전·후방부에 각각 전방프레임(110)과 후방프레임(120)이 구비되고, 후방프레임(120)은 전방프레임(110)에 비하여 높은 곳에 위치되어 하측의 테이블(140)에 의해 지지되며, 전방프레임(110)과 후방프레임(120) 사이의 양측에 측면프레임(130)이 소정의 기울기를 갖고 후방을 향해 상향 경사지게 형성되고, 내측엔 각종 구성들이 설치될 수 있는 설치공간이 형성된다.
도 5a 및 도 5b를 참고하면, 상기 진입부(200)는 진입판(205)이 본체부(100)의 전방부 측면프레임(130) 사이에 구비되고, 진입판(205)에는 스틱포장기에서 포장되어 배출된 스틱포장제품(S)들이 옆으로 세워진 채 세로방향으로 진입하는 진입홈(210)이 다열로 형성되며, 세로 방향으로 진입한 스틱포장제품(S)은 아래쪽은 진입홈(210)에 삽입된 상태이나 나머지 위쪽은 진입홈(210) 위로 돌출되게 위치되어 진입홈(210) 위를 통과하는 푸쉬바(550)에 의한 푸쉬가 가능하게 되고, 진입홈(210) 하측에 감지센서(220)가 설치된다.
상기 감지센서(220)는, 고주파발진형 근접센서로, 금속이 포함된 스틱포장제품의 접근이 감지되면 감지신호를 제어부(800)로 송신한다. 스틱포장제품(S)은 내면에 알루미늄이 합지되어 금속이 포함되어 있고, 감지센서(220)는 검출코일에서 발생하는 고주파 자계 내의 검출범위 내, 즉 비금속 진입판(205)에 요입 형성된 진입홈(210)에 스틱포장제품(S)이 진입하면 전자유도현상에 의해 근접한 물체에 유도전류가 흘러 에너지 손실이 발생하며, 이러한 에너지 손실이 발생하게 되면 검출코일에서 발생하는 발진 진폭이 감소 또는 정지하게 되고, 이 진폭의 변화량을 이용하여 물체의 자성금속 유무를 판단할 수 있다. 이때 상기 감지센서(220)의 검출범위는 1 내지 10mm인 것이 바람직하다.
상기 감지센서(220)는 스틱포장기에서 낙하하는 스틱포장제품(S)들을 개별적으로 감지하여 감지신호를 제어부(800)로 송신하고, 제어부(800)가 계측부(300), 구동부(500), 개별선별부(600) 및 전체선별부(700)에 제어신호를 전송하여 계측, 이송 및 선별을 준비하게 되며, 반면에 스틱포장기에서 동시에 배출되어 진입부(200)로 진입하는 한 세트(set)의 스틱포장제품(S)들 중에서 일부가 뉘어진 채 진입홈(210)에 정상적으로 진입하지 못함에 따라 제어부(800)가 감지센서(220) 중 일부로부터 감지신호를 수신하지 못한 경우, 후속 공정에서 포장 수량이 부족하여 한 세트의 포장작업이 곤란하므로 구동부(500)의 구동을 정지시키고 비정상 진입한 스틱포장제품(S)을 정상 자세로 진입시키는 등 후속 조치 후 재구동시킨다. 예컨대, 한 세트가 10개일 때 이 중 일부 스틱포장제품(S)이 진입홈(210)에 정상 진입하지 못한 경우 제어부(800)는 구동부(500)의 구동을 정지시킨다.
또한, 상기 진입부(200) 상측을 횡 방향으로 가로지르는 고정바(230)가 형성되고, 고정바(230)에는 복수 개의 진입가이드(240)가 한쌍씩 결합되어 그 사이로 스틱포장기에서 배출된 스틱포장제품(S)이 옆으로 세워진 채 세로 방향으로 진입홈(210)에 진입하여 푸쉬바(550)에 의해 푸쉬되어 이송할 수 있도록 가이드하며, 만약 스틱포장제품(S)이 옆으로 뉘어진 경우에는 푸쉬바(550)에 의한 푸쉬 이송이 불가능하게 된다. 이때 한쌍의 진입가이드(240)는 고정바(230)에 결합되는 결합편(241)과, 결합편(241)에 전방으로 연장 형성되어 스틱포장제품(S)이 진입홈(210)에 정상적으로 진입하여 안착되도록 하는 지지편(242)과, 상기 지지편(242)의 전방으로 확개된 채 연결되어 스틱포장제품(S)의 세로 방향 진입을 안내하는 진입편(243)을 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 진입가이드(240)는 진입부(200)의 상부면과 이격 형성되어 푸쉬바(550)가 진입가이드(240) 하측으로 원활히 통과될 수 있다.
도 5a 및 도 5c를 참고하면, 상기 계측부(300)는 진입부(200) 후방에 구비되고, 계측홈(311)이 형성된 복수 개의 계측홀더(310)가 설치되며, 계측홈(311)은 진입홈(210)과 연통되고, 계측홀더(310) 하측에 계측센서(320)가 연결 설치되어 푸쉬바(550)에 의해 진입부(200)로부터 이송되어 계측홈(311)에 일시적으로 수납된 스틱포장제품(S)의 중량을 개별적으로 측정하게 된다. 계측센서(320)는 고정밀 로드셀로 미리 영점 조정이 되어 있어 계측홀더(310)의 계측홈(311)에 수납된 스틱포장제품(S)의 중량을 측정하여 측정신호를 제어부(800)로 송신한다. 상기 제어부(800)는 계측센서(320)로부터 계측신호를 수신하여 정상품과 불량품을 판정하고, 그 판정결과에 따라 개별선별부(600)와 전체선별부(700)의 실린더유닛(610,710)을 제어하여 정상품과 불량품을 선별하도록 한다.
도 4b를 참고하면, 상기 이송부(400)는 계측부(300) 후방에 구비되고, 상부에 상부판(410)이 형성되며, 상부판(410)에는 선상의 정렬홈(411) 라인이 다열을 이루며 형성되고, 정렬홈(411)은 계측홈(311)과 연통되며, 푸쉬바(550)의 연속된 푸쉬에 의해 스틱포장제품(S)들은 선상의 정렬홈(411)들을 따라 정렬된 채 포장 장치로 함께 이송된다. 여기서, 상기 상부판(410)은 개별선별부(600) 및 전체선별부(700)가 형성된 위치에는 정렬홈(411) 대신 정렬홀(412)이 형성되어 스틱포장제품(S)의 낙하가 가능하게 된다.
더불어, 상기 이송부(400)는 상부판(410)이 소정의 기울기를 갖고 후방을 향해 상향 경사지게 형성되고, 상부판(410)에 형성된 선상의 각 정렬홈(411)들은 후방을 향하여 점점 수렴되도록 배열되어 한 세트를 이루는 복수 개의 스틱포장제품(S)들이 후방에서 모인 채 포장 장치로 배출된다.
도 3b 내지 도 4b를 참고하면, 상기 구동부(500)는, 모터(510), 구동샤프트(520), 종동샤프트(530), 벨트부재(540), 푸쉬바(550) 등으로 구성되어 복수 개의 스틱포장제품(S)을 함께 푸시하여 이송시키기 위한 것이다.
이를 위하여, 후방프레임(120) 내측에 모터(510)가 구동벨트(520)를 통해 구동샤프트(520)의 일단과 연결되어 구동력을 제공하고, 구동샤프트(520)의 양측에 구동기어(521)가 형성되며, 전방프레임(110) 내측에 종동샤프트(530)가 설치되고, 종동샤프트의 양측에 종동기어(531)가 형성되며, 양측의 구동기어(521)와 종동기어(531) 사이에 벨트부재(540)가 체결되고, 밸트부재(540)는 체인벨트로 이루어져 양측 측면프레임(130)을 따라 구동되도록 설치된다. 그리고, 양측의 벨트부재(540) 사이에 복수 개의 푸쉬바(550)들이 소정의 간격마다 연결 설치되어 본체부(100) 상부를 횡단하도록 배치되며, 모터(510)의 구동력에 의해 벨트부재(540)가 구동되어 움직임에 따라 복수 개의 푸쉬바(550)도 함께 이동하며, 푸쉬바(550)가 후방을 향해 이동하면서 홈에 세로 방향으로 진입한 스틱포장제품(S)을 푸쉬시켜 후방으로 이송시키고, 푸쉬바(550)는 상부판(410)에 접촉되지 않고 상측으로 이격된 채 이동된다.
이때, 모터(510)는 연속 구동이 아니라 정해진 시간적 간격을 갖고 구동과 정지를 반복하도록 세팅될 수 있다. 예컨대 본 발명의 장치가 복수 개의 섹터 구간으로 이루어지고 모터(510)가 1초 구동 및 1초 정지를 반복하도록 세팅되었다고 가정하면, 1초 동안 벨트부재(540)가 구동되어 푸쉬바(550)가 이동하면서 스틱포장제품(S)들을 다음 섹터로 푸쉬한 후, 1초 동안 정지하였다가, 다시 1초 동안 구동되어 스틱포장제품(S)들을 그 다음 섹터로 푸쉬시킨 후, 1초 동안 다시 정지하는 것을 반복하는 방식이다.
이와 같이, 본 발명은 푸쉬바(550)가 멈춤없이 계속 이동하면서 복수 개의 스틱포장제품(S)들을 질질 끌고 가는 것이 아니라, 푸쉬와 정지를 반복하면서 정지된 상태의 스틱포장제품(S)을 푸쉬시켜 섹터마다 조금씩 단계별로 이송하는 방식이며, 이로써 도중에 복수 개가 함께 이송되는 스틱포장제품(S)들의 정렬이 흐트러지지 않고 세로 방향의 정상적인 자세로 원활히 이송될 수 있고, 주기적으로 정지가 되므로 감지센서(220)의 근접 감지 및 계측센서(320)의 중량 계측의 정확도가 증가하고, 개별선별 및 전체선별이 원활히 이루어질 수 있다.
도 6a 내지 도 6c를 참고하면, 상기 벨트부재(540)는 양측에 구비된 체인편(541)과, 양측 체인편(541) 사이에 연결되어 원활한 이동을 가능하게 하는 한쌍의 체인롤러(542)로 이루어진 체인유닛들이 다수 구비되고, 체인유닛들은 연결편(543)에 의해 서로 연결되며, 이때 연결편(543)은 체인편(541) 내측에서 형성되어 서로 인접하는 체인유닛의 체인롤러(542)를 서로 연결하여 직선구간은 물론이고 곡선구간에서도 원활히 구동되고, 일부 체인편(541)에 체결구(544)가 돌출 형성되어 푸쉬바(550)가 벨트부재(540)에 체결될 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 상기 개별선별부(600)는 이송부(400) 중간에 형성되고, 개별선별부(600)가 위치한 상부판(410)에는 정렬홈(411) 대신 구멍이 뚫린 정렬홀(412)이 형성되며, 각 정렬홀(412) 하측에 개별적으로 제어되는 회전바(620)가 설치되고, 각 회전바(620)는 실린더유닛(610)의 로드(611)에 회전가능하게 결합되어 로드(611)의 인출 및 인입에 따라 회전하여 승강 작동이 이루어지며, 이때 로드(611)의 선단부에 접속편(612)이 회전 가능하게 연결된 채 회전바(620)와 접속되고 회전바(620)는 힌지축(621)에 의해 회전 가능하게 설치됨으로써, 실린더유닛(610)의 작동에 의해 로드(611)가 인출되면 회전바(620)는 수평을 유지하고, 로드(611)가 인입되면 회전바(620)는 하측으로 회전하게 된다.
따라서, 제어부(800)의 판정결과 해당 라인을 통과하는 스틱포장제품(S)이 정상품인 경우에는 회전바(620)가 수평을 유지하여 정상품은 그 위를 통과하고, 스틱포장제품(S)이 불량품인 경우에는 제어부(800)는 실린더유닛(610)의 로드(611)가 인입되록 제어하여 회전바(620)가 하측으로 회전하여 하강하면서 불량품이 낙하되어 하측에 놓여진 불량품 회수박스(650)로 회수되며, 이후 회전바(620)는 다시 상측으로 회전하여 원 상태로 복귀하게 된다.
도 7a 및 도 7b를 참고하면, 상기 전체선별부(700)는 개별선별부(600) 후방에 형성되고, 전체선별부(700)가 위치한 상부판(410)에는 정렬홈(411) 대신 구멍이 뚫린 정렬홀(412)이 형성되며, 정렬홀(412)들이 형성된 상부판(410) 하측에 이동판(720)이 횡 방향으로 설치되고, 이동판(720)은 복수 개의 통과홀(721)들이 서로 이격 형성되며, 이동판(720) 일측에 실린더유닛(710)이 설치되어 실린더유닛(710)의 로드(711)가 이동판(720)과 접속되어 로드(711)의 진퇴에 따라 이동판(720)이 양측으로 소폭 이동하고, 이동판(720)의 전·후방에 각각 리니어 가이드(730)가 설치되어 이동판(720)의 좌우 이동을 지지하며 가이드한다.
실린더유닛(610)의 작동에 의해 로드(711)가 후퇴하면 이동판(720)의 통과홀(721)들과 그 위의 정렬홀(412)들은 서로 엇갈리게 배치된 상태가 되고, 로드(711)가 인출되어 전진하면 이동판(720)이 소폭 이동하면서 통과홀(721)과 그 위의 정렬홀(412)들이 서로 일치하여 연통되는 상태가 된다.
따라서, 진입부(200)로 함께 진입한 복수 개의 스틱포장제품(S)들 세트 중에서 중량 계측에 따른 제어부(800)의 판정결과 모두 정상품으로 판정된 경우 이동판(720)은 이동하지 않고 그대로 위치하여 정상품은 그 위를 통과하고, 일부가 불량품으로 판정되면 해당 라인의 불량품은 개별선별부(600)에 의해 회수되고, 이후 같은 세트 중에 나머지 정상품들은 후속되는 전체선별부(700)에서 제어부(800)의 제어신호에 의해 실린더유닛(710)의 로드(711)가 인출되어 이동판(720)이 일측으로 소폭 이동함에 따라 통과홀(721)들과 그 위의 정렬홀(412)들이 일치되면서 그 위를 통과하는 정상품들은 낙하되어 하측에 놓여진 정상품 회수박스(750)로 회수되며, 이후 이동판(720)은 반대로 소폭 이동하여 원 상태로 복귀하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 하나의 세트에 대한 불량품의 개별선별후 세트 내 나머지 정상품들에 대한 전체선별이 가능하여 정상품과 불량품의 혼재가 차단되고, 정상품에 대한 자동화된 포장작업과 후속라인의 자동화가 가능하며, 최종 포장품의 수량 부족을 차단하여 정확한 수량을 카운트하여 포장할 수 있고, 생산성과 작업효율이 증대된다. 만약 개별선별만 이루어지고 전체선별이 없는 경우 하나의 세트에서 불량품 회수에 따른 부족 수량을 후속 라인에서 인력이 직접 채워 넣어 하나의 세트 수량이 포장장치(4)에서 최종 포장품으로 포장되어야 하므로 후속라인의 자동화가 이루어지지 않고, 생산성과 작업효율이 저하된다.
이하에서, 도면을 참고하여 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치를 실시하기 위한 작동례에 대하여 상세하게 설명한다.
스틱포장기로부터 낱개로 된 복수 개의 스틱포장제품(S)들의 세트가 정렬 장치(1)의 진입부(200)로 함께 배출되어 진입홈(210)에 세로 방향으로 진입하면 감지센서(220)가 스틱포장제품(S)을 감지한 감지신호를 제어부(800)로 송신하고, 제어부(800)는 감지센서(220)의 감지신호를 수신했기 때문에 곧 구동부(500)에 작동신호를 보내어 모터(510)의 구동력에 의해 양측의 벨트부재(540)를 구동시키고, 벨트부재(540)의 구동에 따라 푸쉬바(550)들도 함께 후방으로 이동하며, 푸쉬바(550)가 이동하면서 진입홈(210)에 세로 방향으로 진입한 스틱포장제품(S)을 푸쉬하여 계측부(300)로 이송시킨다. 이때, 스틱포장기에서 함께 배출된 세트 중에 일부가 세로 방향으로 진입하지 못하고 뉘어진 채 정상적으로 진압하지 못한 경우 제어부(800)는 감지센서(220) 중에 일부로부터 감지신호를 수신하지 못했기 때문에 포장 수량이 미달되어 후속 공정에서 한 세트로 포장 작업이 곤란하므로 구동부(500)의 구동을 정지시킨 후 비정상 진입한 스틱포장제품(S)을 정상 자세로 진입시키는 등 후속 조치 후 재구동시킨다.
다음에, 계측부(300)로 이송된 스틱포장제품(S)들이 계측홀더(310)의 계측홈(311)에 삽입되어 잠시 정지한 순간 각 계측센서(320)가 스틱포장제품(S)의 중량을 계측하여 계측신호를 제어부(800)로 송신하고, 제어부(800)는 수신된 각 계측신호의 계측값을 미리 정해진 기준값의 범위와 비교하여 정상품과 불량품을 판정하게 된다. 즉, 계측값이 기준값의 하한과 상한 사이에 해당되면 정상품이고, 상한 또는 하한을 벗어나면 불량품으로 판정하며, 이때 스틱포장제품의 포장용기의 중량값은 제외할 수 있다.
스틱포장제품(S)에 대한 중량 계측이 완료되면, 구동부(500) 모터(510)의 구동에 의해 벨트부재(540)가 구동되어 푸쉬바(550)가 스틱포장제품(S)들을 푸쉬하여 이송부(400)로 이송시키되, 모터(510)가 일정한 시간적 간격으로 구동과 정지를 반복하도록 세팅되어 벨트부재(540)의 구동과 정지가 규칙적으로 반복됨에 따라 푸쉬바(550)에 의한 스틱포장제품(S)들의 이동과 정지가 반복되면서 이송이 이루어진다.
이때, 제어부(800)의 판정결과 다열 라인을 통과하는 스틱포장제품(S)들이 모두 정상품인 경우, 도 7a와 같이 개별선별부(600)의 회전바(620)가 수평을 유지하여 정상품은 그 위를 통과하고, 전체선별부(700)의 이동판(720)도 이동하지 않고 그대로 위치하여 정상품은 그 위를 통과하여 포장장치(4)로 이송되어 수량 카운트와 최종 포장 작업이 이루어진다.
반면에, 제어부(800)의 판정결과 일부 라인의 스틱포장제품(S)이 불량품인 경우, 도 7b와 같이 제어부(800)는 개별선별부(600)의 실린더유닛(610)을 제어하여 회전바(620)가 하측으로 회전하면서 불량품이 낙하되어 불량품 회수박스(650)로 회수되며, 이후 회전바(620)는 다시 상측으로 회전하여 원 상태로 복귀하게 되고, 이후 불량품을 제외한 같은 세트 중에 나머지 정상품들은 전체선별부(700) 통과시 제어부(800)의 제어신호에 의해 실린더유닛(710)의 로드(711)가 인출되어 이동판(720)이 일측으로 소폭 이동함에 따라 통과홀(721)들과 그 위의 정렬홀(412)들이 일치되면서 그 위를 통과하는 정상품들이 낙하되어 정상품 회수박스(750)로 회수되며, 이후 이동판(720)은 반대로 소폭 이동하여 원 상태로 복귀하게 된다.
결국, 본 발명에 따른 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치(1)는 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있고, 별도의 중량선별장치가 필요없어 스틱포장기를 낮게 설치할 수 있고, 장치 구매 및 유지 관리비가 절감되며, 각 열마다 개별 제어에 따른 독립적인 중량체크와 불량품 선별이 가능하고, 불량품의 개별선별후 나머지 정상품에 대한 전체선별이 가능하여 정상품과 불량품의 혼재가 차단되고, 정상품에 대한 자동화된 포장작업과 후속라인의 자동화가 가능하며, 정확한 수량을 카운트하여 포장할 수 있고, 생산성과 작업효율이 증대되는 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1. 정렬 장치 100. 본체부
110. 전방프레임 120. 후방프레임
130. 측면프레임 140. 테이블
200. 진입부 205. 진입판
210. 진입홈 220. 감지센서
230. 고정바 240. 진입가이드
241. 결합편 242. 지지편
243. 진입편 300. 계측부
310. 계측홀더 311. 계측홈
320. 계측센서 400. 이송부
410. 상부판 411. 정렬홈
412. 정렬홀 500. 구동부
510. 모터 515. 구동벨트
520. 구동샤프트 521. 구동기어
530. 종동샤프트 531. 종동기어
540. 벨트부재 541. 체인편
542. 체인롤러 543. 연결편
544. 체결구 550. 푸쉬바
600. 개별선별부 610. 실린더유닛
611. 로드 612. 접속편
620. 회전바 650. 불량품 회수박스
700. 전체선별부 710. 실린더유닛
711. 로드 720. 이동판
721. 통과홀 730. 리니어 가이드
750. 정상품 회수박스 800. 제어부
S. 스틱포장제품

Claims (7)

  1. 스틱포장기에서 포장된 스틱포장제품들을 정렬시켜 포장 장치로 이송하면서 중량 체크를 수행하여 정상품과 불량품을 자동 선별할 수 있는 정렬 장치로,
    복수 개의 프레임들이 구비된 본체부;
    본체부 전방부에 구비되고, 스틱포장기에서 배출된 스틱포장제품들이 세로방향으로 진입하는 진입홈이 다열 형성되며, 진입홈 하측에 감지센서가 설치된 진입부;
    진입부 후방에 구비되고, 계측홈이 형성된 복수 개의 계측홀더가 설치되며, 계측홀더 하측에 계측센서가 설치되어 스틱포장제품의 중량을 측정하는 계측부;
    계측부 후방에 구비되고, 상부판에 다열 형성된 선상의 정렬홈을 따라 스틱포장제품이 포장 장치로 이송되며, 상부판 중간에 정렬홈 대신 정렬홀이 형성된 이송부;
    본체부 양측을 따라 벨트부재가 모터에 의해 구동되고, 양측 벨트부재 사이에 연결된 복수 개의 푸쉬바들이 서로 이격 설치되어 상부판 상측으로 이격된 채 이동하면서 세로 방향으로 진입한 스틱포장제품을 푸쉬하는 구동부;
    상부판 중간의 각 정렬홀 하측에 회전바가 형성되고, 상부판 하부에 설치된 복수 개의 실린더유닛에 의해 각 회전바는 개별적으로 승강 회전되며, 제어부의 판정결과에 의한 불량품 판정시 실린더유닛에 의해 회전바가 하강 회전되어 불량품이 낙하되도록 하는 개별선별부;
    개별선별부 후방의 상부판에 다열 형성된 정렬홀 하측에는 복수 개의 통과홀들이 이격 형성된 이동판이 횡방향으로 형성되고, 상부판 하측에 설치되어 이동판 일측에 배치된 실린더유닛에 의해 이동판이 좌우로 이동하며, 제어부의 판정결과 불량품이 발생한 경우 실린더유닛에 의해 이동판을 이동시켜 통과홀과 상측의 정렬홀이 일치되게 하여 개별선별부에서 선별된 불량품을 제외한 나머지 정상품들이 낙하되도록 하는 전체선별부; 및
    계측센서로부터 계측신호를 수신하여 정상품과 불량품을 판정하고, 판정결과에 따라 실린더유닛을 제어하여 정상품과 불량품을 선별하는 제어부를 포함하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감지센서는, 고주파발진형 근접센서로, 금속이 포함된 스틱포장제품이 진입홈에 진입하여 접근이 감지되면 감지신호를 제어부로 송신하고,
    상기 제어부는 감지센서로부터 감지신호를 수신하지 못한 경우 구동부의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 진입부 상측을 횡단하는 고정바가 형성되고,
    상기 고정바에 복수 개의 진입가이드가 결합되어 스틱포장기에서 배출된 스틱포장제품이 세로 방향으로 진입할 수 있도록 가이드하며,
    상기 진입가이드는 진입부의 상부면과 이격 형성되어 푸쉬바가 진입가이드 하측으로 통과될 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이송부는 소정의 기울기를 갖고 후방을 향해 상향 경사지게 형성되고,
    각 정렬홈은 후방을 향하여 점점 수렴되도록 배열된 것을 특징으로 하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부는 모터가 일정한 간격으로 구동과 정지를 반복하도록 세팅되어, 벨트부재의 구동과 정지가 규칙적으로 반복됨에 따라 푸쉬바에 의한 스틱포장제품들의 이동과 정지가 반복되는 것을 특징으로 하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 개별선별부는 제어부의 판정결과에 의한 불량품 통과시 회전바가 하강 회전하여 불량품이 낙하되어 불량품 회수박스로 회수되고,
    상기 전체선별부는 개별선별부에서 선별된 불량품을 제외한 나머지 정상품들이 낙하되어 정상품 회수박스로 회수되는 것을 특징으로 하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전체선별부는, 실린더유닛의 로드가 이동판과 접속되어 로드의 진퇴에 따라 이동판이 양측으로 이동하고, 이동판의 전·후방에 각각 리니어 가이드가 설치되어 이동판의 좌우 이동을 지지한 채 가이드하며, 실린더유닛의 작동에 의해 로드가 후퇴하면 상측의 정렬홀들과 하측의 통과홀들은 서로 엇갈리게 배치된 상태가 되고, 로드가 인출되어 전진하면 이동판이 일측으로 이동하면서 상측의 정렬홀들과 하측의 통과홀들이 서로 일치하여 연통되는 상태가 되는 것을 특징으로 하는 자동 중량 선별 기능을 갖는 정렬 장치.
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