KR102158643B1

KR102158643B1 - 포장 박스를 뒤집는 반전 시스템

Info

Publication number: KR102158643B1
Application number: KR1020200020682A
Authority: KR
Inventors: 김명호; 박성우; 성봉용; 손희동; 김대화; 김선규; 김수현; 김학동; 정인수
Original assignee: 씨제이제일제당(주); 주식회사 한화; 주식회사 씨엔아이
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2020-09-22
Also published as: EP4108606A1; WO2021167404A1; US20230075513A1; AU2021222857A1; EP4108606A4; CN115485215A

Abstract

본 발명은 상면이 개방되고 물품이 인출되어 빈 포장 박스를 저면이 상측에 배치되도록 반전시키는 것인 포장 박스의 반전 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 반전 시스템은. 포장 박스로부터 물품이 인출되는 인출 위치로부터 상면이 개방된 빈 포장 박스를 반전 작업이 이루어지는 반전 위치로 이송하는 제1 컨베이어; 반전 위치에 배치되고, 포장 박스를 파지하여 지면에 수평한 회전 축선을 중심으로 회전시켜 개방된 상면이 하측에 배치되도록 반전시키는 회전 장치; 및 반전된 포장 박스를 저면을 개방하는 작업이 수행되는 위치로 이송하는 제2 컨베이어를 포함하고, 회전 장치는, 포장 박스의 측면 중에서 서로 대향하는 2개의 측면을 각각 파지하고, 파지한 2개의 지점 사이를 회전 축선으로 하여 포장 박스를 회전시켜 반전시키는 것이다.

Description

포장 박스를 뒤집는 반전 시스템{System for Inverting a Packaging Box}

본 발명은 포장 박스를 뒤집는 반전 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 일면이 개방되어 물품이 인출되고 빈 포장 박스를 반전시켜 개방된 일면의 반대측 면을 개방시킬 수 있게 해주는 포장 박스의 반전 시스템에 관한 것이다.

물품을 운반하고 보관하기 위한 포장 용기로서 직육면체의 형태를 가지는 박스가 널리 이용되고 있다.

도 1은 널리 이용되는 형태의 포장 박스를 도시하고 있다.

포장 박스(1)는 주로 합성수지 필름이 코팅된 종이 재질의 패널로 이루어지고, 상면과 하면이 각각 측면으로부터 연장되는 4개의 상면 패널로 덮혀서 폐쇄된다.

상면과 하면은 동일한 구조를 가지므로, 상면에 대해 도 1을 참조하여 설명하면, 4개의 상면 패널(2 ~ 5)은 2개가 한쌍을 이루어서 측면의 모서리로부터 접혀져서 단부가 서로 맞닿거나 인접하게 되어 상면을 폐쇄한다. 한 쌍의 제2 상면 패널(4, 5)가 서로 마주보고 접히고, 이어서 다른 한쌍의 제1 상면 패널(2, 3)이 서로 마주보고 접혀서 앞서 접힌 제2 상면 패널(4, 5)과 수직의 배향으로 놓이게 된다.

이와 같이 하여 박스의 상면이 폐쇄가 되며, 접혀서 위쪽에 놓이는 제1 상면 패널들(2, 3)의 서로 맞닿는 단부를 접착 테이프로 서로 결합하여 포장 박스가 외력에 의해 개방되지 않게 폐쇄된다.

포장 박스는 먼저 하면을 상면과 마찬가지 방식으로 구성하여 폐쇄하고, 상면으로부터 물품을 넣어서 포장 박스의 내부에 수용한 후에, 앞서 설명한 바와 같이, 상면 패널(2 ~ 5)을 접고 제1 패널(2, 3)의 단부를 접착 테이프로 결합하여 포장 박스를 폐쇄하고, 폐쇄된 포장 박스는 운반된다.

한편, 이와 같이 구성되어 물품을 수용하는 포장 박스를 개봉하여 물품을 꺼내고자 하는 경우에는 제1 패널(2. 3)을 서로 결합하는 접착 테이프를 절단한 후에 제2 패널(2 ~ 5)을 모두 외측으로 펼쳐서 상면을 개방한 후에 포장 박스의 내부에 수용된 물품을 인출한다.

물품을 인출한 후에 빈 포장 박스는 하면을 상면과 마찬가지로 개봉하여 하면의 패널을 펼쳐고, 포장 박스를 접어서 다른 포장 박스와 포개어 재활용 자원으로서 배출한다.

이와 같이 포장 박스를 개봉하는 작업, 포장 박스로부터 물품을 인출하는 작업, 인출된 물품을 정렬하여 이송하는 작업 및 물품이 인출된 빈박스를 재활용을 위해 회수하는 작업은 통상 사람의 수작업에 의존한다.

이러한 수작업은 숙련 노동을 요하지 않음에도 불구하고 작업 시간이 지체되고 비용이 많이 소요되며 사람이 작업을 수행함에 따라 작업이 제대로 이루어지지 않는 경우가 발생할 수 있다.

대한민국 특허공보 제10-1554009호(문헌 1)과 대한민국 특허공보 제10-1527654호(문헌 2)에서는 포장 박스로부터 물품을 인출하기 용이하게 해주는 구성을 개시하고 있으나, 물품을 인출한 후에 빈 포장 박스의 폐기 또는 재활용을 위하여 빈 포장 박스를 후처리하는 작업을 자동으로 하게 해주는 구성에 대해서는 고려하고 있지 않다.

대한민국 특허공보 제10-1554009호(문헌 1) 대한민국 특허공보 제10-1527654호(문헌 2)

본 발명은 일면이 개방되고 물품이 인출된 빈 포장 박스를 반전시켜서 개방된 일면의 반대면을 개방하도록 포장 박스를 뒤집는 반전 시스템을 제공하려는 것이다.

구체적으로, 본 발명은 빈 포장 박스의 반전 작업이 자동으로 이루어질 수 있는 반전 시스템을 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명은 일면이 개방된 포장 박스로부터 물품을 인출한 후에 사람의 작업이 개입되는 일이 없이 개방되지 않는 반대측 면을 개방할 수 있도록 빈 포장 박스를 반전시키는 반전 시스템을 제공하려는 것이다.

전술한 본 발명의 해결 과제는, 상면이 개방되고 물품이 인출되어 빈 포장 박스를 저면이 상측에 배치되도록 반전시키는 것인 본 발명에 따른 포장 박스의 반전 시스템에 의해 달성된다.

본 발명의 반전 시스템은,

포장 박스로부터 물품이 인출되는 인출 위치로부터 상면이 개방된 빈 포장 박스를 반전 작업이 이루어지는 반전 위치로 이송하는 제1 컨베이어; 반전 위치에 배치되고, 포장 박스를 파지하여 지면에 수평한 회전 축선을 중심으로 회전시켜 개방된 상면이 하측에 배치되도록 반전시키는 회전 장치; 및 반전된 포장 박스를 저면을 개방하는 작업이 수행되는 위치로 이송하는 제2 컨베이어를 포함하고,

회전 장치는, 포장 박스의 측면 중에서 서로 대향하는 2개의 측면을 각각 파지하고, 파지한 2개의 지점 사이를 회전 축선으로 하여 포장 박스를 회전시켜 반전시키는 것이다.

이러한 본 발명의 반전 시스템에서는 물품이 인출되어 빈 포장 박스가 제1 컨베이어에 의해 반전 위치에 배치된다. 배치된 포장 박스는 회전 장치에 의해 상면과 저면이 반전되고 제2 컨베이어에 의해 저면을 개방하는 위치로 이송된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 반전 시스템에서 물품이 인출된 빈 포장 박스는 자동으로 상면과 저면이 반전되어 폐기 또는 재활용을 위해 처리될 수 있다.

본 발명의 부가적 특징으로서, 본 발명의 반전 시스템에서,

포장 박스의 상면에는 상면을 덮는 상면 패널이 갖추어지고, 상면 패널은 물품 인출 시에 펼쳐진 상태로 반전 시스템에 도입되며,

회전 장치는, 반전 위치에서 상하로 가동되는 가동 프레임, 가동 프레임에서 서로 대향하는 위치에 각각 배치되고 서로 근접하거나 이격되도록 가동되고 근접 시에 포장 박스의 측면을 흡착하는 흡착기를 갖춘 한 쌍의 흡착 기구, 및 가동 프레임에 의해 상하 가동되어, 개방되어 펼쳐진 상태의 상면 패널을 측면에 밀착시키는 바아를 포함하여 구성되는 것으로 구성될 수 있다.

물품이 인출되어 빈 포장 박스는 개봉된 상면 패널이 펼쳐진 상태로 있게 된다. 따라서, 상면 패널은 빈 포장 박스의 후처리를 자동화하는 데에 장애 요인으로 될 수 있다.

전술한 본 발명의 부가적 구성에서는 회전 장치가 포장박스를 반전시키는 동작에 앞서 측면 패널을 포장 박스의 측면에 밀착시킨 후에 포장 박스를 흡착하고 컨베이어로부터 상승시켜 회전 동작을 수행할 수 있다.

이러한 동작에 의해 펼쳐진 상면 패널은 포장 박스의 상면 패널에 장애가 되지 않고, 특히 포장 박스의 상면 패널을 접는 별도의 기구를 두지 않고 회전 장치에 의해 상면 패널을 밀착시키는 작동을 함께 수행할 수 있게 된다.

한편, 상면 패널은 서로 대향하는 한 쌍의 제1 상면 패널 및 제1 패널과 수직으로 배치되고 서로 대향하는 한 쌍의 제2 상면 패널로 구성될 수 있다. 상면 패널이 한 쌍으로 구성되는 경우도 있지만, 통상의 포장 박스는 2개 쌍의 상면 패널을 갖추고 있다.

이러한 경우에 본 발명의 반전 시스템에서, 상기 바아는, 흡착기의 흡착 방향과 평행하게 연장되는 복수 개의 바아를 포함하고, 각각의 바아는 가동 프레임의 하향 가동 시에 각각의 제1 상면 패널과 각각 접촉하여 하향 가동에 의해 제1 상면 패널을 포장 박스의 측면에 밀착시키고, 각각의 흡착 기구는 흡착기가 부착되는 장착 패널을 갖추고, 각각의 장착 패널은 가동 프레임의 하향 가동 시에 그 선단이 각각의 제2 상면 패널과 접촉하여 하향 가동에 의해 제2 상면 패널을 포장 박스의 측면에 밀착시키는 것으로 구성할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 2개 쌍의 상면 패널은 포장 박스에 밀착시키기 위해 회전 장치가 별도의 동작을 위한 구성을 갖추는 일이 없이 가동 프레임의 하향 동작에 의해 밀착 동작을 수행하게 된다.

포장 박스의 반전을 위해서는 가동 프레임이 하강하여 제1 또는 제2 컨베이어에 놓인 포장 박스가 흡착기에 의해 파지되고, 파지한 상태에서 가동 프레임이 상승한 후에 포장 박스를 회전시키고 반전된 포장 박스를 다시 제1 또는 제2 컨베이어에 내려 놓기 위해 가동 프레임이 하강한다.

이러한 포장 박스의 회전을 위한 승강 동작 외에도, 어느 하나의 포장 박스의 반전이 완료되어 처리된 포장 박스가 인출되면, 가동 프레임은 다음의 포장 박스의 인입을 위하여 상승하여 대기하게 된다. 다음의 포장 박스가 인입되면, 가동 프레임은 포장 박스를 파지하기 위해 하강한다.

전술한 구성에 따르면, 이러한 새로 인입된 포장 박스의 파지를 위한 가동 프레임의 하강 동작에 의해 인입된 포장 박스의 상면 패널이 포장 박스의 측면에 밀착되는 동작이 이루어진다. 즉, 가동 프레임의 하강 동작에 의해 장착 패널의 선단과 바아가 각각 제1 및 제2 상면 패널에 맞닿아 하강하면서 상면 패널들을 포장 박스의 측면에 밀착시킨다.

따라서, 포장 박스의 상면 패널의 밀착을 위한 별도의 동작을 하는 일이 없이 밀착 작동이 이루어지므로 공정 시간이 단축된다. 또한, 밀착 작동을 위한 별도의 작동 기구를 요하지 않으므로 시스템의 구성이 간단하게 되고 저렴하게 제조할 수 있다.

한편, 각각의 흡착 기구에는 복수 개의 흡착기가 마련되며, 회전 장치의 상기 회전 축선에 대하여 하측에 배치되는 흡착기는 포장 박스의 측면에 접촉하여 흡착하고 상측에 배치되는 흡착기는 포장 박스의 제2 상면 패널에 접촉하여 흡착하는 것이 바람직하다.

흡착기가 포장 박스의 회전 축선의 상하로 배치됨으로써 포장 박스의 반전 동작이 안정적으로 이루어지고 회전 중에 포장 박스가 이탈되는 일이 방지된다.

본 발명의 반전 시스템의 구체적인 실시 양태의 하나로서, 가동 프레임은 상하로 가동되고 포장 박스의 회전 축선과 평행하게 연장되는 제1 프레임, 제1 프레임의 양단에 각각 배치되고 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 제2 프레임을 포함하고, 제2 프레임은 제1 프레임에 대하여 포장 박스의 회전 축선 방향으로 서로 이격 및 근접 가능하게 가동되도록 결합되고, 각각의 흡착 기구는 흡착기가 부착되는 장착 패널을 갖추고, 각각의 제2 프레임에는 장착 패널을 회전 구동하는 포장 박스의 회전 축선을 회전축으로 하는 회전 구동 모터가 마련되어 장착 패널을 회전시키는 것으로 구성할 수 있다.

본 발명의 추가의 특징으로서,

제2 컨베이어는 반전 위치로부터 포장 박스의 저면의 개방 위치로 연장되며 서로 평행한 한쌍의 컨베이어 벨트를 포함하고, 제1 컨베이어는 반전 위치에 배치되며 제2 컨베이어의 컨베이어 벨트 사이에서 제2 컨베이어에 대하여 수직으로 연장되는 한 쌍의 컨베이어 벨트를 포함하며, 외부로부터 제2 컨베이어에 인접하는 위치까지 제2 컨베이어에 대해 수직하게 연장되는 제3 컨베이어를 더 포함하는 것으로 구성할 수 있다.

이와 같은 포장 박스의 이송을 위한 컨베이어들의 배치에 의해 반전 시스템의 구성이 컴팩트하게 되며, 각종 장치 간의 간섭이 없게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 반전 시스템에서 이용하는 유형의 포장 박스가 개방된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 2 와 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예의 반전 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 정면도와 평면도이고, 도 4는 도 2의 선 B-B에 따른 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 반전 시스템에서 회전 장치와 메인 프레임만을 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5와 마찬가지로 본 발명의 일 실시예의 반전 시스템에서 회전 장치와 메인 프레임만을 도시한 도면으로서, 도 4의 선 C-C에 따른 종단면도이다.
도 7은 도 5와 도 6에 도시한 회전 장치의 일부 구성만을 도시한 도면이다.
도 8 내지 10은 본 발명의 일 실시예의 반전 시스템에서 회전 장치가 포장 박스를 파지한 상태를 보여주는 사시도, 정면도 및 측면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 포장 박스의 반전 시스템의 구성과 작동을 설명한다.

본 실시예의 반전 시스템은 도 1에 도시한 구성의 포장 박스로부터 물품을 인출해낸 후에 빈 포장 박스를 반전시키도록 구성된 것이다.

포장 박스(1)는 제1 상면 패널(2, 3)을 결합시키고 있는 접착 테이프가 절단되고 4개의 상면 패널들(2 ~ 5)이 벌려진 상태에서 물품을 인출한 후에 컨베이어 벨트나 그 밖의 이송 수단에 의해 본 실시예의 반전 시스템으로 이송된다.

본 실시예의 반전 시스템에서는, 포장 박스(1)의 상면 패널들(2 ~ 5)이 아래를 향하고 상면과 대항하여 배치된 개봉되지 않은 저면이 상측을 향하도록 반전시킨 후에 이송한다. 반전된 포장 박스는 본 실시예의 반전 시스템으로부터 배출되어 저면을 덮는 패널들이 개봉되도록 접착 테이프가 절단되고 저면을 폐쇄하는 패널들이 개봉된 후에 접히고 서로 적층되어 재활용을 위해 다른 장소로 이송된다.

먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 실시예의 반전 시스템의 전체적인 구성을 설명한다.

본 실시예의 반전 시스템은 크게 나누어, 빈 포장 박스(1)를 물품을 인출한 위치로부터 이송하여 포장 박스를 반전할 위치에 인접한 위치까지 이송하는 제3 컨베이어(90), 제3 컨베이어(90)와 수직으로 배치되고, 반전된 포장 박스(1)를 저면의 패널을 개봉하는 위치로 이송하는 제2 컨베이어(80), 제2 컨베이어(80) 사이에 제2 컨베이어(80)와 수직으로 배치되어 제3 컨베이어(90)에 의해 이송되어 온 포장 박스(1)를 반전 위치에 놓이게 하는 제1 컨베이어(70), 제1 컨베이어(70)에 의해 반전 위치에 놓인 포장 박스를 파지하고 회전시켜 반전시키는 회전 장치(30), 포장 박스가 반전 위치에 배치되도록 하는 제1 및 제2 스토퍼(21, 22), 및 회전 장치(30)와 스토퍼들(21, 22) 및 제1 내지 제3 컨베이어(70 ~ 90)가 설치되는 메인 프레임(10)으로 구성되어 있다.

메인 프레임(10)는 서로 별개로 구성되어 배치되는 여러 개의 프레임들로 구성될 수 있다. 이러한 메인 프레임(10)에는 본 실시예의 반전 시스템 외에도 포장 박스의 개봉 시스템이나 포장 박스로부터 물품을 인출하는 인출 시스템이 배치될 수 있다.

이하에서는 편의상 메인 프레임(10)은 단일 요소로 취급하고 서로 다른 위치에 배치되며 메인 프레임에 속하는 프레임들을 메인 프레임으로 칭하고 도면에도 동일한 부호로 표시한다.

먼저 도 5 내지 도 7을 참조하여 회전 장치(10)의 구성을 설명한다.

회전 장치(30)는 제1 및 제3 컨베이어(70, 90)에 의해 반전 위치에 놓인 포장 박스(1)를 파지하여 회전시킨다.

제1 내지 제3 컨베이어(70 ~ 90)를 이루는 컨베이어 벨트들은 대략 지면에 평행한 동일 평면에 놓이며, 메인 프레임(10)에서 이 평면으로부터 상측으로 연장되는 부분에 회전 장치(30)가 설치된다.

메인 프레임(10)에는 4개의 수직으로 연장되는 4개의 수직 채널(11)과 수직 채널의 상단 사이에서 수평으로 연장되는 수평 채널(12)이 포함되고, 수직 채널(11)과 수평 채널(12)로 둘러싸이는 공간이 포장 박스(1)를 반전시키는 반전 위치로 된다. 수평 채널(12)에는 회전 장치(30)를 이루는 요소들이 결합되거나 현수되어 있다.

회전 장치(30)로서 수평 채널(12)에 현수되어 상하로 가동되는 가동 프레임(31, 32)이 마련되어 있다.

수평 채널(12)에는 수직으로 가동되는 공압 실린더(41)와 수직으로 연장되는 4개의 리니어 가이드(42)가 결합되어 있고, 공압 실린더(41)의 선단과 리니어 가이드(42)의 선단에는 포장 박스(1)의 회전 시에 회전 중심이 되는 회전 축선(도 7의 A)과 평행하게 연장되는 제1 프레임(31), 제1 프레임(31)의 양단에 각각 배치되고 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 제2 프레임(32)이 마련되어 있다.

이러한 구성에 따라, 공압 실린더(41)가 상하로 구동되면, 제1 프레임(31) 및 제2 프레임(32)은 리니어 가이드(42)에 의해 가이드되어 수직 방향으로 가동된다.

제1 프레임(31)의 양단에는 공압 실린더와 리니어 가이드를 포함하여 구성되는 선형 구동기(43)가 마련되어 있다. 선형 구동기(43)는 제1 프레임(31)의 연장 방향, 즉, 회전 축선(A)의 방향으로 구동되며, 선형 구동기(43)의 선단에는 제2 프레임(32)의 상단이 결합되어 있다.

이러한 구성에 따라, 선형 구동기(43)가 구동되면, 제2 프레임(32)은 회전 축선(A)의 방향으로 서로 근접하거나 이격되는 방향으로 가동된다.

각각의 제2 프레임(32)의 하단에는 회전 구동 모터(44)가 결합되어 있다. 회전 구동 모터(44)는 회전축(미도시)이 회전 축선(A)에 배치되어 제2 프레임(32)에 고정 결합되어 있다.

각각의 제2 프레임(32)의 하단에는 흡착 기구로서 흡착기(45, 46)가 배치되어 있는 장착 패널(33)이 결합되어 있다. 장착 패널(33)은 회전 구동 모터(44)의 회전축에 결합되어 회전한다.

2개의 장착 패널(33)은 서로 마주하도록 배치되고, 마주하는 표면에 총 5개의 흡착기(45, 46)이 결합되어 있다. 회전 축선(A)의 상측에는 3개의 제1 흡착기(45)가 나란하게 배치되고, 회전 축선(A)의 하측에는 2개의 제2 흡착기(46)가 배치되어 있다.

흡착기들(45, 46)은 진공원에 연결되어 진공 흡인에 의해 물체를 흡인하는 것인데, 장착 패널(33) 사이에 놓이게 되는 포장 박스(1)를 흡인하여 고정하는 기능을 하는 것이다. 후술하겠지만, 제1 흡착기(45)들은 포장 박스(1)에서 개방된 상면 패널(2, 3)을 흡착하고 제2 흡착기(46)들은 포장 박스(1)의 측면을 흡착한다.

도 6에서는 도시를 생략하였지만, 도 4와 도 5를 참조하여 보면, 각각의 장착 패널(33)의 양 측면에는 장착 브라켓(35)이 장착 패널(33)로부터 연장되어 있고, 각각의 장착 브라켓(35)의 선단에는 바아(36)가 결합되어 있다.

바아(36)는 장착 브라켓(35)의 선단으로부터 회전 축선(A)과 평행한 방향으로 연장되어 있다. 하나의 장착 패널(33)에 결합되어 있는 2개의 바아(36)는 포장 박스(1)의 폭 방향으로 서로 이격되어 있다.

다음으로, 다시 도 2 내지 도 4를 참조하여 제1 내지 제3 컨베이어의 구성 및 스토퍼들(21, 22)의 구성을 설명한다.

제3 컨베이어(90)는 서로 평행하게 연장되는 2개의 컨베이어 벨트를 포함하여 구성되어 있다. 제3 컨베이어(90)는 물품이 인출 후에 빈 포장 박스(1)가 놓인 위치로부터 제2 컨베이어(80)가 배치되어 있는 위치까지 연장되어 있다.

제2 컨베이어(80)도 서로 평행하게 연장되는 2개의 컨베이어 벨트를 포함하며, 반전 위치로부터 반전된 포장 박스(1)의 저면을 개방하는 위치로 연장되어 있다.

제3 컨베이어(90)와 제2 컨베이어(80)는 연장 방향이 서로 수직으로 되어 있어서, 제3 컨베이어(90)가 포장 박스(1)를 회전 장치(10)의 하부로 인입시키는 방향과 제2 컨베이어(80)가 회전 장치(10)의 하부로부터 반전된 포장 박스(1)를 인출하는 방향은 서로 수직으로 된다.

한편, 제1 컨베이어(70)도 서로 평행하게 연장되는 2개의 컨베이어 벨트를 포함하며, 컨베이어 벨트 및 컨베이어 벨트를 회전 구동하는 로울러(미도시)와 모터(미도시)가 하나의 어셈블리를 구성하고, 이 어셈블리를 수직으로 승강하는 승강 장치(미도시)로서 공압 실린더와 리니어 가이드가 마련되어 있다.

제1 컨베이어(70)는 제3 컨베이어(90)와 서로 일직선으로 배치되고 제2 컨베이어(80)와는 수직으로 배치되어 있으며, 제1 컨베이어(70)를 이루는 한 쌍의 컨베이어 벨트는 제2 컨베이어 벨트(80)를 이루는 한 쌍의 컨베이어 벨트 사이에 배치되어 있다.

이러한 구성에 따라, 포장 박스를 물품을 인출한 위치로부터 회전 장치(30)의 하부, 즉 반전 위치로 인입할 때에는, 제1 컨베이어(70)는 승강 장치(미도시)에 의해 제2 컨베이어(80)의 위쪽으로 상승하여, 제3 컨베이어(90)에 의해 인입되는 포장 박스(1)를 받아서 반전 위치에 놓이게 한다.

포장 박스(1)가 반전 위치에 놓이면, 제1 컨베이어(70)는 하강하고, 포장 박스(1)는 제2 컨베이어(80)에 의해 지지되어 회전 장치(30)에 의한 반전 작동이 이루어지지만, 제1 컨베이어(70)가 제2 컨베이어(80)와 동일 높이에 놓여 제2 컨베이어(80)와 함께 포장 박스(1)를 지지하도록 구성하여도 되고, 회전 장치(30)에 의한 반전 작동 중에 제1 컨베이어(70)가 포장 박스(1)를 지지할 수도 있다.

포장 박스(1)가 놓이는 반전 위치에는 포장 박스의 인입 방향과 반대 방향을 항햐여 놓이는 제1 스토퍼(21)가 배치되고, 제3 컨베이어(90)가 포장 박스(1)를 인출하는 방향과 반대 방향을 향하여 놓이는 제2 스토퍼(22)가 배치되어 있다.

포장 박스(1)는 제1 내지 제3 컨베이어(70 ~ 90)의 작동 제어에 의해 반전 위치에 놓이게 되지만, 반전 작동 시에 흡착기(45, 46)와 바아(36)가 정확하게 포장 박스(1)를 파지하도록 포장 박스(1)의 이동을 제한하여 위치 어긋남이 없게 해준다.

도 8 내지 도 10을 참조하여 이상과 같은 구성에 따른 포장 박스(1)의 반전 작동을 설명한다.

포장 박스(1)가 인입되기 전에 회전 장치(30)는 도 2에 도시한 상승 위치에 배치되어 있다. 공압 실린더(41)가 수축 작동하여 제1 및 제2 프레임(31, 32)을 상승시켜 흡착기들(45, 46)와 바아들(36)은 상승 위치에 배치되어 있고, 제2 프레임(32)은 선형 구동기(43)의 수축 작동에 의해 서로 이격된 상태로 되어 있다.

이 상태에서 제1 및 제3 컨베이어(70, 90)에 의해 포장 박스(1)가 반전 위치로 인입된다.

포장 박스(1)가 제2 컨베이어(80) 또는 제1 컨베이어(70)에 안착되어 지지되면, 공압 실린더(41)가 확장 작동하여 제1 프레임 및 제2 프레임(31, 32)이 하강하고 여기에 부착된 장착 패널(33), 흡착기들(45, 46) 및 바아들(36)도 하강한다.

하강 작동에 의해 장착 패널(33)과 바아들(36)은 펼쳐져 있는 상면 패널들(2 ~ 6)과 각각 접촉하게 된다. 각각의 장착 패널(33)의 하단면은 2개의 제2 상면 패널(4, 5)과 맞닿으면서 하강하여 제2 상면 패널(4, 5)을 포장 박스의 측면에 밀착시키고, 각각의 바아(36)는 제1 상면 패널(2, 3)과 맞닿으면서 하강하여 제1 상면 패널(2, 3)을 포장 박스의 측면에 밀착시킨다.

하강 작동이 완료되면, 회전 구동 모터(44)의 회전축이 포장 박스(1)의 서로 대향하는 측면들의 대략 기하학적 중심에 놓이게 된다. 포장 박스(1)의 측면의 기하학적 중심이 회전 축선(A)에 놓이게 된다.

선형 구동기(43)가 확장 작동하여 장착 패널(33)이 서로 근접하는 방향으로 이동한다. 이에 따라 장착 패널(33)에 부착된 흡착기들(45, 46)은 포장 박스(1)에 맞닿게 된다.

회전 축선(A) 상측의 흡착기들(45)은 포장 박스의 측면에 밀착된 제2 상면 패널(4, 5)에 맞닿고, 하측의 흡착기들(46)은 포장 박스의 측면에 맞닿는다. 이 상태에서 흡착기들(45, 46)이 흡착 작동을 하여 포장 박스(1)를 흡착한다.

흡착 상태에서 공압 실린더(41)가 수축 작동하여 회전 장치(30)는 상승하고 포장 박스(1)도 흡착된 상태로 상승한다.

제2 컨베이어(80)로부터 일정 거리 상승한 후에, 회전 구동 모터(44)가 회전하여 장착 패널(33)을 180도 회전시킨다. 이에 따라 포장 박스(1)도 180도 회전하여 반전된다.

공압 실린더(41)가 다시 확장 작동하여 회전 장치(30)가 하강하고 포장 박스(1)도 흡착된 상태로 하강하여, 제2 컨베이어(80) 위에 놓이게 된다. 흡착기(45, 46)의 흡착 작동이 중지되고, 선형 구동기(43)가 수축 작동하여 장착 패널(33)이 서로 이격된다. 이에 따라, 포장 박스(1)는 반전된 상태로 제2 컨베이어(80)에 놓이고, 제2 컨베이어(80)가 작동하여 회전 장치로부터 인출된다.

본 실시예의 반전 시스템으로부터 인출된 포장 박스(1)는 저면을 폐쇄하는 패널들이 개방되고 접힌 후에 다른 포장 박스와 겹쳐서 적층된다. 다만, 이러한 작동은 본 실시예의 반전 시스템에 의한 작동이 아니므로 도시와 설명을 생략한다.

이상과 같은 구성과 작동에 의해 상면이 개방되어 물품이 인출된 포장 박스는 상하가 뒤집히는 반전 작동이 자동으로 이루어지고 이후의 처리를 위해 이송된다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 포장 박스의 반전 시스템의 구성 및 작용을 설명하였는바, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재한 범위에서 다양한 변형과 요소의 부가가 가능하다.

1: 포장 박스 2 ~ 5: 상면 패널
10: 메인 프레임 30: 회전 장치
70: 제1 컨베이어 80: 제2 컨베이어
90: 제3 컨베이어

Claims

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상면이 개방되고 물품이 인출되어 빈 포장 박스를 저면이 상측에 배치되도록 반전시키는 것인 포장 박스의 반전 시스템으로서,
포장 박스로부터 물품이 인출되는 인출 위치로부터 상면이 개방된 빈 포장 박스를 반전 작업이 이루어지는 반전 위치로 이송하는 제1 컨베이어;
반전 위치에 배치되고, 포장 박스를 파지하여 지면에 수평한 회전 축선을 중심으로 회전시켜 개방된 상면이 하측에 배치되도록 반전시키는 회전 장치; 및
반전된 포장 박스를 저면을 개방하는 작업이 수행되는 위치로 이송하는 제2 컨베이어
를 포함하고,
포장 박스의 상면에는 상면을 덮는 상면 패널이 갖추어지고, 상면 패널은 물품 인출 시에 펼쳐진 상태로 반전 시스템에 도입되며,
회전 장치는, 포장 박스의 측면 중에서 서로 대향하는 2개의 측면을 각각 파지하고, 파지한 2개의 지점 사이를 회전 축선으로 하여 포장 박스를 회전시켜 반전시키되, 반전 위치에서 상하로 가동되는 가동 프레임, 가동 프레임에서 서로 대향하는 위치에 각각 배치되고 서로 근접하거나 이격되도록 가동되고 근접 시에 포장 박스의 측면을 흡착하는 흡착기를 갖춘 한 쌍의 흡착 기구, 및 가동 프레임에 의해 상하 가동되어, 개방되어 펼쳐진 상태의 상면 패널을 측면에 밀착시키는 바아를 포함하여 구성되는 것인, 포장 박스의 반전 시스템.
청구항 2에 있어서,
상면 패널은 서로 대향하는 한 쌍의 제1 상면 패널 및 제1 상면 패널과 수직으로 배치되고 서로 대향하는 한 쌍의 제2 상면 패널로 구성되고,
상기 바아는, 흡착기의 흡착 방향과 평행하게 연장되는 복수 개의 바아를 포함하고, 각각의 바아는 가동 프레임의 하향 가동 시에 각각의 제1 상면 패널과 각각 접촉하여 하향 가동에 의해 제1 패널을 포장 박스의 측면에 밀착시키고,
각각의 흡착 기구는 흡착기가 부착되는 장착 패널을 갖추고, 각각의 장착 패널은 가동 프레임의 하향 가동 시에 그 선단이 각각의 제2 상면 패널과 접촉하여 하향 가동에 의해 제2 상면 패널을 포장 박스의 측면에 밀착시키는 것인, 포장 박스의 반전 시스템.
청구항 3에 있어서,
각각의 흡착 기구에는 복수 개의 흡착기가 마련되며, 회전 장치의 상기 회전 축선에 대하여 하측에 배치되는 흡착기는 포장 박스의 측면에 접촉하여 흡착하고 상측에 배치되는 흡착기는 포장 박스의 제2 상면 패널에 접촉하여 흡착하는 것인, 포장 박스의 반전 시스템.
청구항 2에 있어서,
가동 프레임은 상하로 가동되고 포장 박스의 회전 축선과 평행하게 연장되는 제1 프레임, 제1 프레임의 양단에 각각 배치되고 수직 방향으로 연장되는 한 쌍의 제2 프레임을 포함하고,
제2 프레임은 제1 프레임에 대하여 포장 박스의 회전 축선 방향으로 서로 이격 및 근접 가능하게 가동되도록 결합되고,
각각의 흡착 기구는 흡착기가 부착되는 장착 패널을 갖추고, 각각의 제2 프레임에는 장착 패널을 회전 구동하는 포장 박스의 회전 축선을 회전축으로 하는 회전 구동 모터가 마련되어 장착 패널을 회전시키는 것인, 포장 박스의 반전 시스템.
청구항 2에 있어서,
제2 컨베이어는 반전 위치로부터 포장 박스의 저면의 개방 위치로 연장되며 서로 평행한 한쌍의 컨베이어 벨트를 포함하고,
제1 컨베이어는 반전 위치에 배치되며 제2 컨베이어의 컨베이어 벨트 사이에서 제2 컨베이어에 대하여 수직으로 연장되는 한 쌍의 컨베이어 벨트를 포함하며,
외부로부터 제2 컨베이어에 인접하는 위치까지 제2 컨베이어에 대해 수직하게 연장되는 제3 컨베이어를 더 포함하는 것인, 포장 박스의 반전 시스템.