KR102147806B1 - 올인원 박스 포장시스템 - Google Patents

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Abstract

피포장물의 정렬, 포장박스 펼침, 피포장물의 투입, 포장박스 봉함을 비교적 좁은 공간에서 모두 진행할 수 있는 올인원 박스 포장시스템이 개시된다. 이를 위하여 제1 컨베이어와 제2 컨베이어와 피포장물 정렬판 및 정렬유닛을 포함하는 컨베이어부와, 블랭크 매거진 및 상기 블랭크 매거진의 말단에 위치한 포장박스를 흡착하여 상기 제2 컨베이어로 이송시키는 포장박스 픽업유닛을 포함하는 박스 공급부와, 상기 피포장물 정렬판에 정렬된 피포장물을 흡착하여 포장박스의 내부로 이송시키는 피포장물 픽업유닛을 포함하는 피포장물 공급부, 및 포장박스의 하부날개를 접철하는 하부날개 접철유닛과 포장박스의 상부날개를 접철하는 상부날개 접철유닛 및 접철된 하부날개와 상부날개를 접합하는 봉함유닛을 포함하는 박스 포장부를 포함하는 올인원 박스 포장시스템을 제공한다. 본 발명에 의하면, 컨베이어부와 박스 공급부와 피포장물 공급부 및 박스 포장부를 올인원(all-in-one) 구조로 설치할 수 있으므로, 설치공간이 획기적으로 줄어든다.

Description

올인원 박스 포장시스템{BOX SEALING MACHINE FOR SEALING RANDOM SIZE BOX}
본 발명은 다수의 피포장물을 포장박스 하나에 일괄로 포장하는 올인원 박스 포장시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피포장물의 정렬, 접혀진 포장박스의 펼침, 포장박스의 내부로 피포장물 투입, 포장박스의 봉함을 비교적 좁은 공간에서 모두 진행할 수 있는 올인원 박스 포장시스템에 관한 것이다.
일반적으로 물품을 소비자 등에게 배송하기 위해서는 물품의 손상을 예방하기 위하여 규격에 맞는 포장박스에 넣어 봉함시킨 후 배송하게 된다.
이러한 포장박스는 외부의 충격으로부터 제품을 보호하도록 두꺼운 골판지와 같은 재질로 제조된다. 그리고 제조된 포장박스는 제품의 포장에 사용되기 전까지 점유 공간을 차지하는 면적을 줄일 수 있는 형태 즉, 소정의 판 형태로 접어서 보관하다가 필요 시 소정의 박스 형태로 펼쳐져서 제품 포장에 사용하게 된다.
그런데 제품을 포장할 필요가 있을 경우에는 접혀져 있는 상태로 적재되어 있는 상태의 포장박스 중 하나를 작업자가 손으로 집어 일일이 박스 형태가 되도록 펼친 후, 이를 제품에 일일이 씌워야 하므로 제품 포장을 위해서는 상당한 인력 및 시간이 투입되어야 한다.
이와 같이, 작업자가 수동으로 박스를 제품에 씌워야 하기 때문에 제품의 포장 작업에는 인력이 배치되어야 하고, 하나의 제품을 포장하는 작업을 수작업으로 하여 인건비가 상승되고 생산성이 저하되며, 그로 인해 물품의 판매가격이 증가되는 문제점이 있었다.
근래에 와서는 수작업에 따른 포장작업 상의 번거로움을 해소하기 위해 자동적으로 물품과 포장박스를 공급하여 포장박스 내에 물품을 포장하도록 된 박스포장장치가 일부 개발되고 있다.
하지만, 종래의 박스포장장치는 다수의 물품을 하나의 포장박스에 투입하는 과정에서 물품이 정확하게 정렬되지 않기 때문에 물품에 의해 박스 자체가 일그러진 상태로 포장되어 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 박스포장장치는 복잡한 구조의 어태치먼트 체인벨트에 의해 물품과 포장박스가 연속적으로 고속 공급되도록 구비되어 장치의 구성이 전체적으로 매우 복잡하여 제작 및 유지보수 상의 번거로움이 따르는 실정이다.
아울러, 종래의 박스포장장치는 포장박스의 상부날개와 포장박스의 하부날개를 각각 별도의 과정으로 테이핑하고 있기 때문에 포장박스의 상부날개와 하부날개를 모두 테이핑하려면 포장박스의 이동구간이 길어지는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1929419호(2019.03.14 공고) 대한민국 등록특허 제10-1868106호(2018.06.15 공고) 대한민국 등록특허 제10-1850384호(2018.04.20 공고) 대한민국 등록특허 제10-1323467호(2013.10.29 공고)
따라서, 본 발명의 목적은 포장작업상의 편리함을 제공함과 동시에 간단한 구조에 의해 다수의 피포장물을 정확하게 정렬하여 포장박스에 투입하며, 포장박스의 상부 및 하부의 봉함을 동시에 진행할 수 있는 올인원 박스 포장시스템을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 피포장물을 길이방향을 따라 이송시키는 제1 컨베이어와, 상기 제1 컨베이어의 측면에 배치되어 포장박스를 길이방향을 따라 이송시키는 제2 컨베이어와, 상기 제1 컨베이어 말단의 측면에 설치된 피포장물 정렬판, 및 상기 제1 컨베이어의 후단에 도달한 피포장물을 상기 피포장물 정렬판으로 이동시키는 정렬유닛을 포함하는 컨베이어부와, 포장박스가 적층된 상태로 수납된 블랭크 매거진, 및 상기 블랭크 매거진의 말단에 위치한 포장박스를 흡착하여 상기 제2 컨베이어로 이송시키는 포장박스 픽업유닛을 포함하는 박스 공급부와, 상기 피포장물 정렬판에 정렬된 피포장물을 흡착하여 상기 제2 컨베이어의 선단으로 투입된 포장박스의 내부로 이송시키는 피포장물 픽업유닛을 포함하는 피포장물 공급부, 및 상기 피포장물 정렬판의 측면에 도달한 포장박스의 하부날개를 접철하는 하부날개 접철유닛과, 상기 피포장물 픽업유닛을 통해 피포장물이 수납된 상태로 상기 제2 컨베이어를 따라 이송되는 포장박스의 상부날개를 접철하는 상부날개 접철유닛, 및 접철된 하부날개와 상부날개를 접합하는 봉함유닛을 포함하는 박스 포장부를 포함하는 올인원 박스 포장시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 컨베이어부와 박스 공급부와 피포장물 공급부 및 박스 포장부를 올인원(all-in-one) 구조로 설치할 수 있으므로, 설치공간이 획기적으로 줄어든다.
또한, 본 발명은 포장박스의 상부날개와 하부날개를 단일의 컨베이어 라인에서 접철할 뿐만 아니라, 동일한 컨베이어 라인에서 상부날개와 하부날개를 동시에 봉함할 수 있기 때문에 다수개의 제품을 포장박스로 포장하는데 필요한 포장박스의 이송거리가 줄어들어 생산성이 향상된다.
아울러, 본 발명은 픽업유닛이 정렬된 피포장물이 포장박스의 내부로 이송하는 과정에서도 새로운 피포장물을 정렬시킬 수 있으므로, 피포장물의 포장속도가 향상된다.
그리고 본 발명은 접혀진 상태로 매거진에 수용된 포장박스를 좁은 공간상에서도 펼쳐줄 수 있으므로, 피포장물의 투입을 위해 포장박스의 전처리속도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 올인원 박스 포장시스템을 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 올인원 박스 포장시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템의 연결관계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 정렬유닛을 설명하기 위한 사진이다.
도 5는 도 1의 올인원 박스 포장시스템을 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 1의 올인원 박스 포장시스템을 나타내는 정면도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 포장박스 픽업유닛의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 의한 올인원 박스 포장시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 올인원 박스 포장시스템을 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 올인원 박스 포장시스템을 설명하기 위한 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템의 연결관계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템은 제1 컨베이어(110)와 제2 컨베이어(120)와 피포장물 정렬판(130) 및 정렬유닛(140)을 포함하는 컨베이어부(100)와, 블랭크 매거진(220) 및 상기 블랭크 매거진(220)의 말단에 위치한 포장박스(10)를 흡착하여 상기 제2 컨베이어(120)로 이송시키는 포장박스 픽업유닛(210)을 포함하는 박스 공급부(200)와, 상기 피포장물 정렬판(130)에 정렬된 피포장물을 흡착하여 포장박스(10)의 내부로 이송시키는 피포장물 픽업유닛(310)을 포함하는 피포장물 공급부(300), 및 포장박스(10)의 하부날개를 접철하는 하부날개 접철유닛(410)과 포장박스(10)의 상부날개를 접철하는 상부날개 접철유닛(420) 및 접철된 하부날개와 상부날개를 접합하는 봉함유닛(430)을 포함하는 박스 포장부(400)를 포함하며, 선택적으로 컨베이어부(100)와 박스 공급부(200)와 피포장물 공급부(300) 및 박스 포장부(400)를 제어하는 제어부(500)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 피포장물로는 가공식품이 보관된 캔이나 골프공 등의 제품을 보관하는 보관상자 등이 사용될 수 있다.
또한, 포장박스(10)는 접힌 상태에서 사각형 구조를 가지며, 펼친 상태에서 직육면체형 또는 정육면체형 구조를 갖는다. 그리고 포장박스(10)는 펼쳐졌을 때 측면을 형성하는 측부와, 펼쳐졌을 때 바닥면을 형성하는 바닥부, 및 펼쳐졌을 때 천정면을 형성하는 천정부를 포함하여 구성된다.
특정 양태로서, 상기 측부는 전방측부와 후방측부와 좌측부 및 우측부로 구성될 수 있다. 그리고 전방측부는 우측부와 좌측부에 이어지도록 형성되고, 우측부는 전방측부와 후방측부에 이어지도록 형성된다.
상기 바닥부는 전방측부의 하부에 이어진 제1 전방날개와, 후방측부의 하부에 이어진 제1 후방날개와, 좌측부의 하부에 이어진 제1 좌측날개, 및 우측부의 하부에 이어진 제1 우측날개로 구성될 수 있다.
상기 천정부는 전방측부의 상부에 이어진 제2 전방날개와, 후방측부의 상부에 이어진 제2 후방날개와, 좌측부의 상부에 이어진 제2 좌측날개, 및 우측부의 상부에 이어진 제2 우측날개로 구성될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템은 컨베이어부(100)를 포함한다.
상기 컨베이어부(100)는 서로 평행하게 설치된 제1 컨베이어(110) 및 제2 컨베이어(120)와 피포장물 정렬판(130) 및 정렬유닛(140)을 포함하여 구성된다.
상기 제1 컨베이어(110)는 선단으로 진입한 피포장물을 길이 방향을 따라 후단으로 이송시키는 구성으로, 무한궤도를 갖는 직선형 벨트와 직선형 벨트를 구동시키는 서보모터를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 피포장물 정렬판(130)은 제1 컨베이어(110) 후단의 측면에 설치되는 것으로, 제1 컨베이어(110)의 후단으로 이송된 피포장물들이 슬라이드 이동을 통해 정렬될 수 있는 공간을 제공한다. 이러한 피포장물 정렬판(130)은 제1 컨베이어(110)와 동일한 이동 높이를 갖는 선반으로 구성될 수 있다.
이러한 피포장물 정렬판(130)은 1열 이상, 바람직하게는 3열로 피포장물들이 정렬될 수 있는 공간을 제공한다. 이는, 피포장물 픽업유닛(310)의 움직임에 상관없이 새로운 피포장물을 1열로 정렬시키는 공간을 마련하기 위함이다. 다시 말해, 피포장물 정렬판(130)은 피포장물 픽업유닛(310)이 포장박스(10)를 거쳐 초기 위치로 회동하는 짧은 시간동안에도 2열과 3열로 피포장물을 정렬시킬 수 있게 된다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 피포장물 정렬판(130)은 제1 컨베이어(110)의 후단과 제2 컨베이어(120)의 선단 사이에 설치되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 정렬유닛을 설명하기 위한 사진이다.
필요에 따라, 피포장물 정렬판(130)은 피포장물의 이동방향을 따라 피포장물의 이동경로를 제한하는 가이드판(132, 133)과 밀착유닛(134)이 설치될 수 있다.
상기 가이드판(132, 133)은 도 4와 같이 피포장물 정렬판(130)으로 투입된 피포장물이 지정된 경로를 이탈하지 않도록 피포장물의 이동방향을 안내하는 것으로, 피포장물 정렬판(130)의 상부에 설치된다. 예를 들면, 가이드판(132, 133)은 피포장물의 일측면의 이동경로를 제어하는 제1 가이드판(132) 및 피포장물의 전방의 이동경로를 제한하는 제2 가이드판(133)으로 구성될 수 있다. 필요에 따라, 제1 가이드판(132)은 후술하는 정렬감지센서가 설치될 공간을 제공한다.
상기 밀착유닛(134)은 피포장물 정렬판(130)에 복수 열로 정렬된 피포장물들이 피포장물 픽업유닛(310)에 의해 손상되지 않고 원활히 파지될 수 있도록 피포장물들 사이를 밀착시키는 것으로, 도 4와 같이 상기 제1 가이드판(132)에 이격된 상태로 마주보도록 설치된다. 이러한 밀착유닛(134)은 피포장물 정렬판(130)으로 투입된 피포장물이 제1 가이드판(132)에 밀착되도록 가압하는 밀착판, 및 상기 밀착판에 설치되어 상기 정렬감지센서로부터 감지된 감지신호에 따라 밀착판을 제1 가이드판(132)의 방향으로 이동시키는 구동기구를 포함하여 구성된다.
보다 구체적으로, 상기 밀착판은 피포장물의 타측면의 이동경로를 제어하는 기능을 제공하며, 구동기구는 정렬감지센서를 통해 피포장물 정렬판(130)의 마지막 열로 투입된 피포장물에 대한 감지신호가 수집되면 밀착판을 제1 가이드판(132) 방향으로 이동시킨 후 초기 위치로 회동시키는 기능을 제공한다. 이러한 구동기구는 밀착판의 위치를 전/후진시킬 수 있다면 공압실린더, 유압실린더, 구동모터 등 어떠한 구동기구를 사용하여도 무방하다.
상기 제2 컨베이어(120)는 상기 제1 컨베이어(110)에 인접하고 평행하도록 설치되어 선단으로 진입한 포장박스(10)를 길이 방향을 따라 후단으로 이송시키는 구성으로, 무한궤도를 갖는 직선형 벨트와 상기 직선형 벨트를 구동시키는 서보모터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 직선형 벨트의 너비는 포장박스(10)의 너비보다 길게 형성되며, 직선형 벨트의 표면에는 복수개의 포장박스(10)가 일정간격을 유지한 상태로 이송될 수 있도록 직선형 벨트의 공간을 분획하는 복수개의 지지바가 구비될 수 있다.
이러한 제2 컨베이어(120)의 선단은 제1 컨베이어(110)의 후단 및 피포장물 정렬판(130)과 좌우 방향으로 동일 선상에 배치된다.
상기 정렬유닛(140)은 제1 컨베이어(110)의 후단에 도달한 피포장물을 피포장물 정렬판(130)으로 이동시키는 것으로, 도 4와 같이 정렬감지센서(142,143)와 구동기구 및 가압판(145)을 포함하여 구성된다.
상기 정렬감지센서(142,143)는 피포장물 정렬판(130)의 1열, 2열, 3열에 순차적으로 설치되어 각 열로 진입한 피포장물의 감지신호를 생성하는 1열 센서(미도시), 2열 센서(142), 3열 센서(143)를 포함한다.
다시 말해, 상기 1열 센서는 피포장물 정렬판(130)의 1열에 설치되어 상기 1열로 진입한 피포장물을 감지하고, 상기 2열 센서(142)는 피포장물 정렬판(130)의 2열에 설치되어 상기 2열로 진입한 피포장물을 감지하며, 상기 3열 센서(143)는 피포장물 정렬판(130)의 3열에 설치되어 상기 3열로 진입한 피포장물을 감지한다. 이때, 1열 센서와 2열 센서(142) 및 3열 센서(143)는 생성한 감지신호를 제어부로 전송한다.
상기 구동기구는 제2 컨베이어(120) 말단을 기준으로 피포장물 정렬판(130)의 반대 방향에 설치되는 것으로, 정렬감지센서의 감지신호에 따라 피포장물 정렬판(130)의 방향으로 가압판(145)을 전진시킨 다음 후진시키는 왕복 직선 운동을 수행한다. 이러한 구동기구는 가압판(145)의 위치를 전/후진시킬 수 있다면 공압실린더, 유압실린더, 구동모터 등 어떠한 구동기구를 사용하여도 무방하다.
상기 가압판(145)은 정렬유닛(140)의 구동기구에 설치되는 것으로, 구동기구의 왕복 운동에 따라 제2 컨베이어(120)의 말단에 도달한 피포장물을 피포장물 정렬판(130)의 1열로 이송시킨다. 이때, 가압판(145)에 의해 피포장물 정렬판(130)의 1열로 이송된 피포장물은 다시 1열로 이송된 피포장물의 움직임에 밀려서 2열로 이동되며, 또 다시 1열로 이송된 피포장물의 움직임에 밀려서 3열로 이동된다.
필요에 따라, 상기 제2 컨베이어(120)에는 박스를 감지하는 박스 감지센서(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 박스 감지센서로는 광전센서를 사용할 수 있다.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 박스 감지센서는 제2 컨베이어(120)의 선단에서 후단으로 이동하는 포장박스(10)의 위치를 감지하여 제2 컨베이어(120)의 움직임을 소정 시간, 예컨대 1 내지 5초 동안 정지시키도록 동작할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2 컨베이어(120)의 선단에 설치된 제1 박스 감지센서는 제2 컨베이어(120)의 선단으로 진입하는 포장박스(10)를 감지하여 제2 컨베이어(120)의 움직임을 소정 시간동안 정지시키도록 제2 컨베이어(120)의 구동모터에 연결될 수 있다. 그리고 상부날개 접철유닛(420)의 인근에 설치된 제2 박스 감지센서는 제2 컨베이어(120)에 의해 상부날개 접철유닛(420)의 설치된 구간으로 진입하는 포장박스(10)를 감지하여 제2 컨베이어(120)의 움직임을 소정 시간동안 정지시키도록 제2 컨베이어(120)의 구동모터에 연결될 수 있다.
도 5는 도 1의 올인원 박스 포장시스템을 나타내는 측면도이고, 도 6은 도 1의 올인원 박스 포장시스템을 나타내는 정면도이며, 도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 포장박스 픽업유닛의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템은 박스 공급부(200)를 포함한다.
상기 박스 공급부(200)는 다수개의 포장박스(10)로부터 1개의 포장박스(10)를 추출하여 제2 컨베이어(120)로 투입하는 것으로, 포장박스(10)가 적층된 상태로 수납된 블랭크 매거진(220), 및 상기 블랭크 매거진(220)의 말단에 위치한 포장박스(10)를 흡착하여 제2 컨베이어(120)로 이송시키는 포장박스 픽업유닛(210)을 포함한다.
상기 블랭크 매거진(220)은 제2 컨베이어(120)의 선단에 이격되도록 제2 컨베이어(120)의 전방에 설치되며, 포장박스(10)가 적층된 상태로 수납될 수 있는 공간이 형성된다. 그리고 블랭크 매거진(220)은 적층된 상태로 수납된 포장박스(10)가 포장박스 픽업유닛(210)에 의해 1장씩 분리되도록 말단면에 시트 배출구가 형성된다.
상기 포장박스 픽업유닛(210)은 제2 컨베이어(120)와 블랭크 매거진(220) 사이에 설치되고, 블랭크 매거진(220)에 수납된 포장박스(10)를 1장씩 추출하며, 접혀진 포장박스(10)를 펼쳐서 제2 컨베이어(120)의 선단으로 투입하는 것으로, 이러한 목적을 달성할 수 있다면 어떠한 픽업유닛을 사용하여도 무방하다.
예를 들면, 포장박스 픽업유닛(210)은 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 이동모듈(212)과, 제1 흡착모듈(214), 및 제2 흡착모듈(216)을 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 이동모듈(212)은 블랭크 매거진(220)과 제2 컨베이어(120)의 사이를 직선으로 왕복 이동하는 것으로, 왕복 직선운동의 동력을 제공하는 구동기구, 및 상기 구동기구에 결합되어 구동기구의 동작에 따라 제2 컨베이어(120)의 선단과 블랭크 매거진(220) 사이를 왕복으로 이동하는 회동 프레임을 포함하여 구성된다. 이때, 구동기구로는 구동모터, 공압실린더, 유압실린더 등을 사용할 수 있다.
상기 제1 흡착모듈(214)은 이동모듈(212)을 중심으로 회전될 수 있도록 이동모듈(212)의 상부에 설치되는 것으로, 도 8과 같이 블랭크 매거진(220)의 말단에 위치한 접혀진 포장박스(10)의 일측면을 흡착하여 블랭크 매거진(220)으로부터 이탈시키며, 도 9와 같이 접혀진 포장박스(10)가 펼쳐지도록 포장박스(10)의 일측면을 90ㅀ로 회전시킨다.
상기 제2 흡착모듈(216)은 이동모듈(212)을 중심으로 회전될 수 있도록 이동모듈(212)의 상부에 설치되고, 도 7과 같이 블랭크 매거진(220)으로부터 이탈된 접혀진 포장박스(10)의 타측면을 흡착하며, 상기 제1 흡착모듈(214)이 90ㅀ의 내각을 갖도록 포장박스(10)의 일측면을 회전시킬 때 도 8과 같이 포장박스(10)가 펼쳐지도록 포장박스(10)의 타측면을 그대로 지지한다.
이러한 제1 흡착모듈(214)과 제2 흡착모듈(216)은 포장박스(10)를 흡착하는 흡착헤드가 구비된 흡착판을 포함하여 구성된다. 이러한 흡착판은 1개 이상의 흡착헤드가 구비되어 포장박스(10)를 흡착한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템은 피포장물 공급부(300)를 포함한다.
상기 피포장물 공급부(300)는 피포장물 정렬판(130)에 정렬된 피포장물을 제2 컨베이어(120)의 지정된 위치로 이송시키는 것으로, 제2 컨베이어(120)와 정렬유닛(140)에 의해 피포장물 정렬판(130)에 정렬된 피포장물들을 흡착하여 제2 컨베이어(120)의 선단으로 진입한 포장박스(10)의 내부로 이송시키는 피포장물 픽업유닛(310)을 포함하여 구성된다.
상기 피포장물 픽업유닛(310)은 제1 컨베이어(110)를 통해 이송된 피포장물이 피포장물 정렬판(130)에 복수열로 정렬되면 복수열로 정렬된 피포장물 중 2열 또는 2,3열의 피포장물들이 포장박스(10)에 수용될 수 있도록 피포장물 정렬판(130)에 위치한 2열 또는 2,3열의 피포장물을 제2 컨베이어(120)의 포장박스(10)로 이송시킨다.
예를 들면, 피포장물 픽업유닛(310)은 제1 컨베이어(110)와 제2 컨베이어(120)의 상부에 위치하도록 설치되어 좌우 왕복 직선운동의 동력을 제공하는 제1 구동기구와, 상기 제1 구동기구에 결합되어 제1 구동기구의 동작에 따라 제1 컨베이어(110)와 제2 컨베이어(120) 사이를 왕복으로 이동하는 회동 프레임과, 상기 회동 프레임에 설치되어 상하 왕복 직선운동의 동력을 제공하는 제2 구동기구와, 상기 제2 구동기구에 결합되며 피포장물 정렬판(130)에 정렬된 피포장물을 파지하는 집게 프레임, 및 상기 집게 프레임을 구성하는 한 쌍의 압착판의 사이간격이 조절되도록 동력을 제공하는 제3 구동기구를 포함하여 구성된다.
필요에 따라, 피포장물 공급부(300)는 상부날개 개방유닛(320)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 상부날개 개방유닛(320)은 도 6과 같이 피포장물이 피포장물 픽업유닛(310)을 통해 포장박스(10)의 내부로 원활히 이송될 수 있도록 피포장물이 투입될 방향에 위치한 상부날개를 펼쳐주는 구성이다.
구체적으로, 상부날개 개방유닛(320)은 제1 컨베이어(110) 선단의 상부에 제1 컨베이어(110)에 수평하게 설치된 제1 지지봉 및 제2 지지봉과, 상기 제1,2 지지봉에 결합되어 제1,2 지지봉이 서로 반대 방향으로 회전될 수 있도록 구동력을 제공하는 구동모터와, 상기 제1 지지봉의 선단에 결합되며 제1 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스(10)의 제2 후방날개와 제2 좌측날개를 개방시키는 제1 회전판과, 상기 제1 지지봉의 후단에 결합되며 제1 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스(10)의 제2 전방날개와 제2 좌측날개를 개방시키는 제2 회전판과, 상기 제2 지지봉의 선단에 결합되며 제2 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스(10)의 제2 후방날개와 제2 우측날개를 개방시키는 제3 회전판과, 상기 제2 지지봉의 후단에 결합되며 제2 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스(10)의 제2 전방날개와 제2 좌측날개를 개방시키는 제4 회전판을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 제1 회전판, 제2 회전판, 제3 회전판, 제4 회전판은 제2 전방날개, 제2 후방날개, 제2 좌측날개, 제2 우측날개 중 2개를 개방시켜야 하므로, 제1 평판과 상기 제1 평판의 말단에 수직으로 연장 형성된 제2 평판으로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 회전판 내지 제4 회전판은 그 단면이 'L'형 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템은 박스 포장부(400)를 포함한다.
상기 박스 포장부(400)는 피포장물 픽업유닛(310)을 통해 피포장물이 안착된 상태로 제2 컨베이어(120)를 따라 이송되는 포장박스(10)의 날개를 접철하고 접철된 형태를 고정시키는 것으로, 하부날개 접철유닛(410)과 상부날개 접철유닛(420) 및 봉함유닛(430)을 포함할 수 있다.
상기 하부날개 접철유닛(410)은 제2 컨베이어(120)의 선단으로 투입된 하부날개를 접철하는 것으로, 하부날개로 포장박스(10)의 바닥면을 형성한다. 이러한 하부날개 접철유닛(410)은 먼저 제1 전방날개와 제1 후방날개를 접철한 다음 제1 좌측날개 및 제1 우측날개를 접철한다.
예를 들면, 하부날개 접철유닛(410)은 제2 컨베이어(120) 선단의 하부에 설치되어 통과하는 포장박스(10)의 제1 전방날개를 접철시키는 제1 전방날개 접기바와, 상기 제1 전방날개 접기바의 좌우 양측에 설치되어 제1 좌측날개와 제1 우측날개를 접철시키는 제1 좌우날개 접기바와, 상기 제1 좌우날개 접기바를 작동시키는 제1 공압실린더와, 상기 포장박스(10)의 제1 후방날개을 접철시키는 제1 후방날개 접기바, 및 상기 제1 후방날개 접기바를 작동시키는 제2 공압실린더를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 전방날개 접기바는 제2 컨베이어(120)를 통해 이동하는 포장박스(10)의 제1 전방날개가 접촉될 수 있도록 포장박스(10)의 이동경로 상에 설치된다.
상기 제1 좌우플랩 접기바는 포장박스(10)의 이동경로의 수직방향으로 직선운동 하여 제2 컨베이어(120)의 선단에서 정지된 포장박스(10)의 제1 좌측날개와 제1 우측날개를 접철시킨다.
상기 제1 후방날개 접기바는 포장박스(10)의 이동경로의 수직방향으로 직선운동 하여 제2 컨베이어(120)의 선단에서 정지된 포장박스(10)의 제1 후방날개를 접철시킨다.
상기 상부날개 접철유닛(420)은 피포장물 픽업유닛(310)을 통해 피포장물이 수납된 상태로 제2 컨베이어(120)를 따라 이송되는 포장박스(10)의 상부날개를 접철하는 것으로, 상부날개로 포장박스(10)의 천정면을 형성한다.
상기 상부날개 접철유닛(420)은 피포장물 픽업유닛(310)을 통해 피포장물이 포장박스(10)의 바닥면으로 이동된 후, 포장박스(10)의 상부날개가 포장박스(10)의 상면을 폐쇄하도록 피포장물이 투입된 방향에 위치한 포장박스(10)의 상부날개를 접철한다. 이러한 상부날개 접철유닛(420)은 먼저 제2 전방날개와 제2 후방날개를 접철한 다음 제2 좌측날개 및 제2 우측날개를 접철한다.
예를 들면, 상부날개 접철유닛(420)은 제2 컨베이어(120)의 길이 방향을 따라 제2 컨베이어(120) 선단의 후방에 설치되어 통과하는 포장박스(10)의 제2 전방날개를 접철시키는 제2 전방날개 접기바와, 상기 제2 전방날개 접기바의 좌우 양측에 설치되어 제2 좌측날개와 제2 우측날개를 접철시키는 제2 좌우날개 접기바와, 상기 제2 좌우날개 접기바를 작동시키는 제3 공압실린더와, 상기 포장박스(10)의 제2 후방날개을 접철시키는 제2 후방날개 접기바, 및 상기 제2 후방날개 접기바를 작동시키는 제4 공압실린더를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2 전방날개 접기바는 제2 컨베이어(120)를 통해 이동하는 포장박스(10)의 제2 전방날개가 접촉될 수 있도록 포장박스(10)의 이동경로 상에 설치된다. 이때, 천장부 접기바는 내부에 피포장물이 수납된 포장박스(10)의 전방날개를 접철시킨다.
상기 제2 좌우플랩 접기바는 포장박스(10)의 이동경로의 수직방향으로 직선운동 하여 정지된 포장박스(10)의 제2 좌측날개와 제2 우측날개를 접철시킨다.
상기 제2 후방날개 접기바는 포장박스(10)의 이동경로의 수직방향으로 직선운동 하여 정지된 포장박스(10)의 제2 후방날개를 접철시킨다.
상기 봉함유닛(430)은 접철된 하부날개와 상부날개를 접합하는 것으로, 상부날개 접철유닛(420)을 통과하는 포장상자가 포장될 수 있도록 접철된 상부날개와 하부날개를 접합시키는 구성으로, 제2 컨베이어(120) 후단의 하부에 설치된 제1 봉함유닛(432) 및 제2 컨베이어(120) 후단의 상부에 설치된 제2 봉함유닛(434)으로 구성된다. 이러한 봉함유닛(430)은 테이프방식에 의해 포장박스(10)를 박스 형태로 봉함할 수 있다.
구체적으로, 제1 봉함유닛(432)은 하부날개의 접철이 이루어진 포장박스(10)가 제2 컨베이어(120)를 따라 이동하는 과정에서 제1 좌측날개와 제1 우측날개의 접연선을 테이핑한다. 이를 위해, 제1 봉함유닛(432)은 제2 컨베이어(120)를 통해 이동하는 포장박스(10)의 하면이 접촉될 수 있도록 포장박스(10)의 이동경로 상에 설치된다.
그리고 제2 봉함유닛(434)은 상부날개의 접철이 이루어진 포장박스(10)가 제2 컨베이어(120)를 따라 이동하는 과정에서 제2 좌측날개와 제2 우측날개의 접연선을 테이핑한다. 이를 위해, 제2 봉함유닛(434)은 제2 컨베이어(120)를 통해 이동하는 포장박스(10)의 상면이 접촉될 수 있도록 포장박스(10)의 이동경로 상에 설치된다.
이러한 제1 봉함유닛(432)과 제2 봉함유닛(434)은 테이프를 장착한 레버의 구동에 의하여 테이프를 포장박스(10)에 부착시킨다.
예를 들면, 제1,2 봉함유닛(432, 434)은 제2 컨베이어(120)의 후방에 설치된 지지대와, 상기 지지대 내부에 설치되어 레버를 상하로 이동시키는 높이조절부를 포함하여 구성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 올인원 박스 포장시스템은 제어부(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(500)는 컨베이어부(100), 박스 공급부(200), 피포장물 공급부(300), 박스 포장부(400)에 의한 일련의 공정을 설정된 조건으로 제어하는 것으로, 이를 위해 컨베이어부(100)와 박스 공급부(200)와 피포장물 공급부(300)와 박스 포장부(400)에 연결된다.
구체적으로, 제어부(500)는 먼저 포장박스 픽업유닛(210)을 제어하여 블랭크 매거진(220)에 수납된 포장박스 1장을 흡착한 후 제2 컨베이어(120)의 선단에 설치된 하부날개 접철유닛(410)으로 이동시키고, 하부날개 접철유닛(410)을 제어하여 포장박스(10)의 하부날개로 포장박스(10)의 바닥면을 형성시킨다. 이때, 포장박스(10)는 하부날개 접철유닛(410)에 의해 제1 전방날개, 제1 후방날개, 제1 좌측날개, 제1 우측날개가 접철된다.
그리고 제어부(500)는 제1 컨베이어(110)를 통해 이송되는 피포장물이 피포장물 정렬판(130)에서 정렬유닛(140)에 의해 복수열로 정렬되면, 포장박스 픽업유닛(210)을 제어하여 복수열로 정렬된 피포장물을 제2 컨베이어(120)의 선단에 위치한 포장박스(10)의 내부에 안착시킨다. 이때, 제어부(500)는 피포장물 정렬판(130)에 도달한 피포장물을 피포장물 정렬판(130) 인근에 설치된 정렬감지센서를 통해 감지하거나, 설정된 시간으로 감지할 수 있다.
이어서, 제어부(500)는 제2 컨베이어(120)를 동작시켜 피포장물이 수용된 포장박스(10)를 상부날개 접철유닛(420)이 설치된 구간으로 이동시키고, 상부날개 접철유닛(420)에 포장박스(10)가 도달하면 제2 컨베이어(120)를 정지시키며, 상부날개 접철유닛(420)을 제어하여 포장박스(10)의 상부날개를 접철시킨다.
그 다음, 제어부(500)는 제2 컨베이어(120)를 동작시켜 박스 형태로 포장된 포장박스(10)를 봉함유닛이 설치된 구간으로 이동시키고, 봉함유닛에 포장박스(10)가 도달하면 봉함유닛(430)을 통해 상부날개와 하부날개에 테이프를 부착시킨다.
마지막으로, 제어부(500)는 제2 컨베이어(120)를 구동시켜 밀봉된 포장박스(10)를 후 공정으로 이송시킨다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 컨베이어부 110 : 제1 컨베이어
120 : 제2 컨베이어 130 : 피포장물 정렬판
132 : 제1 가이드판 133 : 제2 가이드판
134 : 밀착유닛 140 : 정렬유닛
142 : 2열 센서 143 : 3열 센서
145 : 가압판 200 : 박스 공급부
210 : 포장박스 픽업유닛 212 : 이동모듈
214 : 제1 흡착모듈 216 : 제2 흡착모듈
220 : 블랭크 매거진 300 : 피포장물 공급부
310 : 피포장물 픽업유닛 320 : 상부날개 개방유닛
400 : 박스 포장부 410 : 하부날개 접철유닛
420 : 상부날개 접철유닛 430 : 봉함유닛
500 : 제어부

Claims (6)

  1. 피포장물을 길이방향을 따라 이송시키는 제1 컨베이어와, 상기 제1 컨베이어의 측면에 배치되어 포장박스를 길이방향을 따라 이송시키는 제2 컨베이어와, 상기 제1 컨베이어 말단의 측면에 설치된 피포장물 정렬판, 및 상기 제1 컨베이어의 후단에 도달한 피포장물을 상기 피포장물 정렬판으로 이동시키는 정렬유닛을 포함하는 컨베이어부;
    포장박스가 적층된 상태로 수납된 블랭크 매거진, 및 상기 블랭크 매거진의 말단에 위치한 포장박스를 흡착하여 상기 제2 컨베이어로 이송시키는 포장박스 픽업유닛을 포함하는 박스 공급부;
    상기 피포장물 정렬판에 정렬된 피포장물을 흡착하여 상기 제2 컨베이어의 선단으로 투입된 포장박스의 내부로 이송시키는 피포장물 픽업유닛을 포함하는 피포장물 공급부;
    상기 제2 컨베이어의 선단으로 투입된 포장박스의 하부날개를 접철하는 하부날개 접철유닛과, 상기 피포장물 픽업유닛을 통해 피포장물이 수납된 상태로 상기 제2 컨베이어를 따라 이송되는 포장박스의 상부날개를 접철하는 상부날개 접철유닛, 및 접철된 하부날개와 상부날개를 접합하는 봉함유닛; 및
    상기 포장박스 픽업유닛을 제어하여 블랭크 매거진에 수납된 포장박스 1장을 흡착한 후 제2 컨베이어의 선단에 설치된 하부날개 접철유닛으로 이동시키고, 상기 하부날개 접철유닛을 제어하여 포장박스의 하부날개로 포장박스의 바닥면을 형성시키며, 상기 제1 컨베이어를 통해 이송되는 피포장물이 피포장물 정렬판에서 정렬유닛에 의해 복수열로 정렬되면 상기 포장박스 픽업유닛을 제어하여 복수열로 정렬된 피포장물을 제2 컨베이어의 선단에 위치한 포장박스의 내부에 안착시키는 제어부를 포함하며,
    상기 포장박스 픽업유닛은 상기 블랭크 매거진과 제2 컨베이어의 사이를 직선으로 왕복으로 이동하는 이동모듈과, 상기 이동모듈을 중심으로 회전될 수 있도록 이동모듈의 상부에 설치되고, 상기 블랭크 매거진의 말단에 위치한 접혀진 포장박스의 일측면을 흡착하여 블랭크 매거진으로부터 이탈시키며, 상기 포장박스의 일측면을 90°로 회전시켜 펼쳐주는 제1 흡착모듈, 및 상기 이동모듈을 중심으로 회전될 수 있도록 이동모듈의 상부에 설치되고, 블랭크 매거진으로부터 이탈된 접혀진 포장박스의 타측면을 흡착하며, 상기 제1 흡착모듈이 90°의 내각을 갖도록 포장박스의 일측면을 회전시킬 때 포장박스가 펼쳐지도록 포장박스의 타측면을 그대로 지지하는 제2 흡착모듈을 포함하며,
    상기 정렬유닛은 상기 피포장물 정렬판의 1열, 2열, 3열에 순차적으로 설치되어 각 열로 진입한 피포장물의 감지신호를 생성하는 1열 센서, 2열 센서, 3열 센서와, 상기 제2 컨베이어 말단을 기준으로 상기 피포장물 정렬판의 반대 방향에 설치되며, 상기 감지신호에 따라 피포장물 정렬판 방향으로 왕복 운동하는 구동기구, 및 상기 구동기구에 설치되어 구동기구의 왕복 운동에 따라 제2 컨베이어의 말단에 도달한 피포장물을 피포장물 정렬판의 1열로 이송시키는 가압판으로 구성되며,
    상기 제어부는 상기 2열 센서의 감지신호가 수신되면 상기 피포장물 픽업유닛이 피포장물 정렬판의 상부로 이동하도록 제어하고, 상기 3열 센서의 감지신호가 수신되면 피포장물 픽업유닛의 움직임에 상관없이 새로운 피포장물을 1열로 정렬시키는 공간을 마련하기 위해 포장물 정렬판의 2열 및 3열에 배치된 피포장물들이 상기 제1 컨베이어의 포장박스의 내부로 이송되도록 피포장물 픽업유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는 올인원 박스 포장시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 컨베이어의 선단은 상기 제1 컨베이어의 후단 및 피포장물 정렬판과 좌우 방향으로 동일 선상에 배치되며, 상기 하부날개 접철유닛이 설치된 것을 특징으로 하는 올인원 박스 포장시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 피포장물 공급부는
    상기 제1 컨베이어 선단의 상부에 제1 컨베이어에 수평하게 설치된 제1 지지봉 및 제2 지지봉과, 상기 제1,2 지지봉에 결합되어 제1,2 지지봉이 서로 반대 방향으로 회전될 수 있도록 구동력을 제공하는 구동모터와, 상기 제1 지지봉의 선단에 결합되며 제1 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스의 제2 후방날개와 제2 좌측날개를 개방시키는 제1 회전판과, 상기 제1 지지봉의 후단에 결합되며 제1 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스의 제2 전방날개와 제2 좌측날개를 개방시키는 제2 회전판과, 상기 제2 지지봉의 선단에 결합되며 제2 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스의 제2 후방날개와 제2 우측날개를 개방시키는 제3 회전판과, 상기 제2 지지봉의 후단에 결합되며 제2 지지봉의 회전에 따라 연동하여 포장박스의 제2 전방날개와 제2 좌측날개를 개방시키는 제4 회전판을 포함하는 상부날개 개방유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 올인원 박스 포장시스템.
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