KR102221767B1

KR102221767B1 - 자동 적재 장치 및 이를 이용한 자동 포장 적재 시스템

Info

Publication number: KR102221767B1
Application number: KR1020200063145A
Authority: KR
Inventors: 김경재; 김성재
Original assignee: (주)빅타이거
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-03-02

Abstract

쌀을 포함하는 곡물, 사료, 비료, 설탕 또는 밀가루 등이 담아진 포대를 박스에 포장하는 작업과 박스를 파레트에 소정의 높이로 적층하는 작업이 자동으로 이루어지고, 특히 포대가 포장된 박스를 적재함에 있어 적재시간 및 적층에 따른 정확성 및 안전성이 확보되어 적재효율을 극대화할 수 있는 자동 적재 장치 및 이를 이용한 자동 포장 적재 시스템이 개시된다.

Description

자동 적재 장치 및 이를 이용한 자동 포장 적재 시스템{AUTO LADING EQUIPMENT AND AUTO BOXING LADING SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 자동 적재 장치 및 이를 이용한 자동 포장 적재 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌀을 포함하는 곡물, 사료, 비료, 설탕 또는 밀가루 등이 담아진 포대를 박스에 포장하는 작업과 박스를 파레트에 소정의 높이로 적층하는 작업이 자동으로 이루어지고, 특히 포대가 포장된 박스를 적재함에 있어 적재시간 및 적층에 따른 정확성 및 안전성이 확보되어 적재효율을 극대화할 수 있는 자동 적재 장치 및 이를 이용한 자동 포장 적재 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 각종 쌀을 포함하는 곡물, 사료, 비료, 설탕 또는 밀가루 등은 종이포대, 마포대, 비닐포대 등과 같은 포대에 일정량씩 수용된 후 봉합되어 포장되는데, 이러한 포장작업은 종래 사람의 손에 의해 일일이 수동으로 이루어지다가 최근에는 포대의 공급에서부터 봉합에 이르기까지 포장과정을 자동화한 자동 포장 장치에 의해 이루어지고 있다.

그리고, 포대에 담겨진 다양한 내용물은 대량으로 포장되어 운반되는 것이 일반적인 데, 근래에는 택배 등의 판매를 위해 다수의 포대를 박스에 수용하여 이를 안전하게 운반 및 유통할 수 있도록 한다.

그리고, 대량의 박스를 운반하기 위해서 파레트에 일정한 순서에 따라 순차적으로 박스를 쌓는 것이 필요하다. 여기서 작업자의 노동을 최소화하기 위해서 자동으로 설정된 위치로 박스를 적재하는 장치가 사용되고 있다.

일반적으로 컨베이어 벨트를 이용하여 박스를 자동으로 운반하여 노동을 최소화할 수 있으나, 작업자는 운반된 박스를 다시 설정된 위치에 정확하게 정렬 및 적재해야 한다. 따라서, 작업자의 노동력을 최소화하면서 정확하고 신속하게 포장된 적재물을 자동으로 적재하는 장치가 필요하다.

이에, 도 1a에 도시된 바와 같이, 콘베이어(4)에 의해 포대가 로봇 파레타이저(50)가 있는 위치까지 이송되고, 이송된 포대를 아암(51)과 핸드(52)를 구비한 로봇 파레타이저(50)에 의해 파레트(40)에 차곡 차곡 쌓이게 하는 적재 장치가 개시되어 있다.

하지만, 종래의 기술은 도 1b에 도시한 바와 같이 내용물이 담긴 포대를 적재하기 위한 장치로, 로봇 파레타이저(50)가 콘베이어(4)에 의해 이동된 포대(3)를 파지하여 파레트(40)에 순차적으로 적재할 경우 적재된 포대(3)가 가지런히 정렬되지 못하고 둘쑥날쑥하게 적재되므로 지게차로서 화물차나 싣거나 내릴 경우 포대가 무너져 내릴 수 있는 문제점이 있었다.

특히, 종래의 기술은 박스를 적재하는 경우 로봇 파레타이저에 파지된 박스를 파레트로 떨어트리는 방식으로 적재하기 때문에 박스의 탄성에 의해 파레트에서 박스가 튀는 현상이 발생하여 더욱이 박스가 가지런히 정렬되지 못하고 둘쑥날쑥하게 적재되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 기술은 로봇 파레타이저(50)를 통해 파레트에 박스를 적재하는 경우, 박스를 하나씩 들어 적재하는 방식으로써 숙련자의 조정이 필요하고, 적재시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 로봇 파레타이저를 통해 박스를 들어올려 파레트에 내리는 동작을 반복하게 구성되므로 박스의 양측면이 찌그러져 다단적재에 따른 박스 상호 간의 균형유지가 불안정상태로 되어 다층 적재 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 포대를 박스에 포장하여 이 박스를 적재하는 작업은 박스를 제함하는 공정, 제함된 박스에 포대를 투입하여 밀봉하는 공정 및 밀봉된 포대를 컨베이어를 통해 소정 장소로 이송하여 파레트에 적재하는 공정으로 이루어지는 데, 이러한 일련에 공정들이 수작업으로 이루어져 작업성이 현저하게 저하되어 작업효율이 나빠지는 문제점이 있었다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 포대가 포장된 박스를 그립퍼수단과 함께 진공방식으로 흡착하여 파레트에 순차적으로 적재하도록 구성되기 때문에, 파레트에서 박스가 튀지 않으면서 정확한 위치에 안정적으로 적재되도록 구성되어 적재효율을 극대화할 수 있는 자동 적재 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 박스를 제함하는 공정, 제함된 박스에 포대를 투입하여 밀봉하는 공정 및 밀봉된 포대를 파레트에 적재하는 공정의 일련의 작업이 자동으로 이루어져 작업성 및 생산성이 향상된 자동 포장 적재 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적은, 적재프레임과; 상기 적재프레임의 일측에 설치되어 공급되는 포대가 포장된 박스를 상기 적재프레임 상의 소정 높이로 이송시키는 승강컨베이어수단과, 상기 적재프레임에 설치되고 리프트수단을 통해 적재프레임을 따라 승강 작동되는 받침판과; 상기 받침판의 상부에 회전수단을 통해 받침판 상에서 회전가능하게 설치되고, 상면에 박스가 순차적으로 적층되는 파레트가 안착되는 턴테이블과; 상기 적재프레임의 상부에서 좌우 이동가능하게 설치되고 박스를 그립방식으로 파지하는 그립퍼수단과, 상기 그립퍼수단 내에 설치되고 박스의 상면을 진공을 이용하여 흡착 지지하는 진공흡착수단으로 구성되어, 상기 승강컨베이어수단을 이송된 박스를 파지 및 흡착하여 상기 턴테이블에 안착된 파레트 상의 설정된 위치로 이동시켜 적재시키는 파레타이저를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 적재 장치에 의해 달성된다.

상술한 다른 목적은, 포대포장장치에서 공급되는 포대를 세워진 상태로 좌우 방향으로 이송시키는 포대 좌우이송컨베이어와, 상기 포대 좌우이송컨베이어의 타단부 후측에 설치되고 상기 포대 좌우이송컨베이어를 따라 이송되는 세워진 상태의 포대를 밀어 순차적으로 눕혀주게 구성되는 백푸셔와, 상기 포대 좌우이송컨베이어의 타단부에서 전방으로 설치되어 상기 포대 좌우이송컨베이어를 통해 이송되고 상기 백푸셔를 통해 눕혀진 포대를 순차적으로 이송시키는 롤러컨베이어와, 상기 포대 좌우이송컨베이어의 일측으로 설치되어 적층된 다수개의 박스를 순차적으로 공급 후, 하나씩 펼쳐 박스 하단을 테이핑한 후 공급하는 제함기와, 상기 롤러컨베이어의 타측으로 나란하게 설치되고 상기 제함기에서 공급되는 박스를 순차적으로 이송시키는 평컨베이어와, 상기 포대 좌우이송컨베이어 및 롤러컨베이어의 전단부에 좌우 방향으로 설치되는 박싱프레임과, 상기 롤러컨베이어의 전방에 설치되고 상기 박싱프레임의 일측에서 승하강 가능하게 설치되어, 상기 롤러컨베이어를 따라 이송되는 포대를 박싱프레임의 상측으로 이동시키는 포대승강수단과, 상기 박싱프레임의 상부에 좌우 이동가능하게 설치되고 상기 포대승강수단을 통해 이동된 포대를 그립방식으로 파지한 후 상기 평컨베이어를 따라 이송되는 박스에 포대를 떨어트려 포장하는 박싱그립퍼와, 상기 평컨베이어의 전방에 설치되어 박스 상단을 테이핑하여 밀봉하는 상부테이핑기와, 상기 상부테이핑기의 전방에서 일측으로 설치되어 상부테이핑기에서 밀봉된 박스를 순차적으로 공급하는 이동컨베이어와, 적재프레임과, 상기 적재프레임의 일측에 설치되어 상기 이동컨베이어를 통해 공급되는 박스를 상기 적재프레임 상의 소정 높이로 이송시키는 승강컨베이어수단과, 상기 적재프레임에 설치되고 리프트수단을 통해 적재프레임을 따라 승강 작동되는 받침판과, 상기 받침판의 상부에 회전수단을 통해 받침판 상에서 회전가능하게 설치되고, 상면에 박스가 순차적으로 적층되는 파레트가 안착되는 턴테이블과, 상기 적재프레임의 상부에 설치된 좌우이송수단을 통해 좌우 이동가능하게 설치되고 박스를 그립방식으로 파지하는 그립퍼수단과, 상기 그립퍼수단 내에 설치되고 박스의 상면을 진공을 이용하여 흡착 지지하는 진공흡착수단으로 구성되어, 상기 승강컨베이어수단을 이송된 박스를 파지 및 흡착하여 상기 턴테이블에 안착된 파레트 상의 설정된 위치로 이동시켜 적재시키는 파레타이저로 구성되는 자동 적재 장치를 포함하여 구성되는 자동 포장 적재 시스템에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 자동 적재 장치는 포대가 포장된 박스를 그립퍼수단과 함께 진공방식으로 흡착하여 파레트에 순차적으로 서서히 안착시켜 적재되도록 구성되기 때문에, 파레트에서 박스가 튀지 않으면서 정확한 위치에 안정적으로 적재되도록 구성되어 적재효율을 극대화되는 효과가 있으며, 더블어, 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 이용한 자동 포장 적재 시스템은 상기 효과와 더불어 박스를 제함하는 공정, 제함된 박스에 포대를 투입하여 밀봉하는 공정 및 밀봉된 포대를 파레트에 적재하는 공정의 일련의 작업이 자동으로 이루어져 작업성 및 생산성이 향상된다는 된 효과가 있다.

도 1은 종래의 적재 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 나타낸 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 자동 적재 장치에서 파레타이저만을 도시한 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 자동 적재 장치의 작동을 설명하기 위한 도면,
도 8 내지 도 11은 본 발명에서 파레타이저의 작동을 설명하기 위한 도면,
도 12 내지 도 14는 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 이용한 자동 포장 적재 시스템을 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 나타낸 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 나타낸 정면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 자동 적재 장치는 쌀을 포함하는 곡물, 사료, 비료, 설탕 또는 밀가루 등이 담아진 포대가 포장된 박스를 파레트에 소정의 높이로 적층하기 위해 사용되는 것으로, 그 구성을 보면 적재프레임(100), 승강컨베이어수단(200), 받침판(300), 턴테이블(400), 파레타이저(500)로 이루어진다.

상기 적재프레임(100)은 후술하는 구성요소들이 설치 및 지지될 수 있게 마련되는 부분이다.

상기 승강컨베이어수단(200)은 포대가 포장된 박스를 공급받아 상기 적재프레임(100)의 소정 높이까지 이송시키게 구성되는 것으로, 상기 적재프레임(100)의 일측에 설치되어 공급되는 포대가 포장된 박스를 상기 적재프레임(100) 상의 소정 높이로 순차적으로 이송시키게 구성된다.

좀 더 구체적으로, 상기 승강컨베이어수단(200)은 제1 승강컨베이어(210), 제2 승강컨베이어(220) 및 수평컨베이어(230)로 구성되어 적재프레임(100)의 후측에서 공급되는 박스를 순차적으로 승강 이동시키도록 구성된다.

상기 제1 승강컨베이어(210)는 상기 적재프레임(100)의 후측에 설치되는 승강프레임(211)을 따라 롤러(R)를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제1승강대(212)와, 상기 제1승강대(212)에 설치되어 박스를 적재프레임측으로 전방 이동시키는 제1컨베이어(213)로 구성된다. 즉, 상기 제1 승강컨베이어(210)는 상기 적재프레임(100)의 후측 하단부로 이송되는 박스를 안착시켜 적재프레임(100)의 중앙부분까지 승강시킨 다음 적재프레임측으로 이동시키게 구성된다.

그리고 상기 제2 승강컨베이어(220)는 상기 적재프레임(100)의 후단부에 설치되는 승강실린더(221a)를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제2승강대(221)와, 상기 제2승강대(221)에 설치되어 박스를 적재프레임(100)의 전단부측으로 전방 이동시키는 제2컨베이어(222)로 구성된다. 즉, 상기 제2 승강컨베이어(220)는 상기 제1컨베이어(213)를 통해 이송되는 박스를 안착시켜 적재프레임(100)의 상단부까지 승강시킨 다음 적재프레임(100)의 전단부측으로 이동시키게 구성된다.

그리고 상기 수평컨베이어(230)는 상기 적재프레임(100)의 전단부에 설치되어 상기 제2컨베이어(222)를 이송되는 박스를 적재프레임(100)의 전방으로 수평 이송시켜 후술하는 파레타이저(500)가 파지할 수 있도록 준비시키게 구성된다.

이와 같이 구성된 승강컨베이어수단(200)은 제1 승강컨베이어(210) 및 제2 승강컨베이어(220)를 통해 공급되는 박스를 적재프레임(100)의 소정 높이까지 순차적으로 승강 이송시킨 다음, 수평컨베이어(230)를 통해 이송된 박스를 적재프레임(100)의 전단부으로 이송시켜, 박스를 파레트에 적재시키기 위한 준비 위치로 이동시켜 주는 역활을 수행한다.

상기 받침판(300)은 상기 적재프레임(100)에 설치되고 리프트수단(310)을 통해 적재프레임(100)을 따라 승강 작동되게 구성된다. 여기서, 상기 받침판(300)은 리프트수단(310)을 통해 상기 적재프레임(100)의 소정 높이에서 점차적으로 하강하면서, 후술하는 턴테이블(400)에 안착된 파레트에 박스가 순차적으로 적층될 수 있도록 구성된다.

상기 턴테이블은(400)은 상기 받침판(300)의 상부에 회전수단(410)을 통해 받침판(300) 상에서 회전가능하게 설치되고, 상면에 박스가 순차적으로 적층되는 파레트(2)가 안착되게 구성된다. 즉, 상기 턴테이블(400)은 상기 회전수단(410)을 통해 회전되면서 파레트상에 동일 높이로 적재되는 박스가 정확한 위치에 순차적으로 안착될 수 있게 위치를 잡아주는 역활을 수행한다.

상기 파레타이저(500)는 도 5에 도시된 바오 같이, 상기 적재프레임(100)의 상부에서 좌우 이동가능하게 설치되고 박스를 그립방식으로 파지하는 그립퍼수단과(510), 상기 그립퍼수단(510) 내에 설치되고 박스의 상면을 진공을 이용하여 흡착 지지하는 진공흡착수단(520)으로 구성된다. 즉, 상기 파레타이저(500)는 상기 수평컨베이어(230)의 전방으로 이송되어 적재 준비된 박스를 파지 및 흡착하여, 파지 및 흡착된 박스를 턴테이블(400)에 안착된 파레트상의 설정된 위치로 이동시켜 순차적으로 적재시키게 구성된다.

좀 더 구체적으로, 상기 그립퍼수단(510)은 상기 적재프레임(100)의 상부에 좌우 방향으로 설치되는 좌우이송레일(511)과, 상기 좌우이송레일(511)을 따라 구름되는 좌우이동롤러(R)가 설치되어 상기 좌우이송레일(511)에서 좌우 방향으로 이동되게 설치되는 좌우이동판(512)과, 상기 좌우이동판(512)의 하측에 결합되는 베이스판(513)과, 상기 베이스판(513)의 저면 양측면에 각각 설치된 제1샤프트(514a) 및 제2샤프트(514b)와, 상기 제1샤프트(514a) 및 제2샤프트(514b)의 측방으로 설치되는 제1회동실린더(515a) 및 제2회동실린더(515b)와, 상기 제1회동실린더(515a)와 제1샤프트(514a)를 연결하여 상기 제1회동실린더(515a)의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제1샤프트(514a)를 회전시키기 위한 제1링크(516a)와, 상기 제2회동실린더(515b)와 제2샤프트(514b)를 연결하여 상기 제2회동실린더(515b)의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제2샤프트(514b)를 회전시키기 위한 제2링크(516b)와, 상기 제1샤프트(514a) 및 제2샤프트(514b)에 순차적으로 각각 결합되며, "ㄴ"자 형상으로 형성되는 핑거(517a)가 설치된 2개의 핑거고정대(517)로 구성된다.

이와 같이 구성된 상기 그립퍼수단(510)은 베이스판(513)의 일측에 설치된 제1회동실린더(515a) 및 제2회동실린더(515b)와 제1링크(516a) 및 제2링크(516b)를 통해 2개의 제1샤프트(514a) 및 제2샤프트(514b)를 회동시키고, 결국에는 핑거고정대(517)에 설치된 핑거(517a)를 벌렸다가 오므림으로써 박스를 파지하여 파레트 위에 적재할 수 있게 구성된다.

그리고, 상기 진공흡착수단(520)은, 상기 베이스판(513)에 설치되는 상하실린더(521)와, 상기 상하실린더(521)의 로드에 설치되어 상하실린더의 신축에 의해 상하 이동되는 설치판(522)과, 상기 설치판(522)의 양측에 설치되어 진공을 제공하는 진공파이프(523)와, 상기 진공파이프(523)의 하단에 결합되어 상기 진공파이프(523)를 통해 제공되는 진공을 통해 박스의 상면을 부착하는 흡착판(524)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 진공파이프(523)에는 미도시된 진공발생기가 구비된 진공호스에 연결되어 진공을 제공받게 구성된다.

이와 같이 구성된 진공흡착수단(520)은 박스의 상면을 흡착판(524)을 통해 흡착시킨 다음, 상하실린더(521)를 신장시켜 파레트의 상면에 놓아 적재시키도록 구성되어, 종래와 같이 박스를 떨어트려 적재하지 않기 때문에, 박스의 탄성에 의해 파레트에서 박스가 튀는 현상이 발생되지 않아 박스가 파레트상에 가지런히 정확하게 정렬되고 안정적으로 적재되는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 받침판(300)의 상하 이동 및 턴테이블(400)의 회전을 감지하는 미도시된 센서가 설치되고, 이 센서를 통해 상기 받침판(300)의 상하 이동, 턴테이블(400)의 회전 및 파레타이저(500)의 전후 및 좌우 이동을 감지하여 미도시된 제어부의 입력된 적층 정보데로 받침판(300), 턴테이블(400), 파레타이저(500)를 작동시켜 파레트에 박스를 다양한 형태로 적층시킬 수 있게 구성될 수 있다.

이제, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동 적재 장치의 작동 및 작용 효과를 설명한다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 승강컨베이어수단(200)을 통해 박스를 공급받아 적재프레임(100)의 소정 높이까지 이송시켜, 파레트(2)에 박스의 적재를 위한 준비를 한다. 즉, 제1 승강컨베이어(210) 및 제2 승강컨베이어(220)를 통해 박스를 순차적으로 이동시켜 적재프레임(100) 상의 소정 높이로 이송시키고, 수평컨베이어(230)를 통해 제2 승강컨베이어(220)에서 이송되는 박스(1)를 적재프레임(100)의 전방으로 수평 이송시켜, 파레트(2)에 박스(1)의 적재하기 위한 준비 위치로 이동시킨다.

그리고, 파레타이저(500)는 도 8에 도시된 바와 같이, 진공흡착수단(520)을 통해 수평컨베이어(230)로 이송된 박스(1)의 상면을 흡착하고 그립퍼수단(510)을 통해 박스(1)를 파지한 후, 파레트(2)의 상면에 순차적으로 적재시킨다. 여기서, 파레타이저(500)를 통해 박스(1)를 파레트(2) 상면에 적재시킬 때 도 9에 도시된 바와 같이, 그립퍼수단(510)이 벌려져 박스(1)에 대한 파지를 해제시킨 다음, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 박스(1)의 상면이 흡착판(524)에 흡착된 상태에서 상하실린더(521)의 신장에 의해 박스(1)가 파레트(2) 상에 서서히 하강하면서 안착시켜 적재하게 된다. 즉, 상기 그립퍼수단(510)의 박스(1)에 대한 파지를 해제시키더라도 진공흡착수단의 흡착판(524)이 박스(1)에 대한 흡착상태를 유지하면서 서서히 파레트(2) 상에 박스(1)를 적재시키게 구성되기 때문에 파레트(2)상에서 박스(1)가 튀지 않으면서 정확한 위치에 안정적으로 적재되어 적재효율을 극대화할 수 있게 된다.

그리고, 파레타이저(500)는 반복적으로 좌우 이동하고, 턴테이블(400)에 안착된 파레트(2)는 회전수단(410)을 통해 회전되면서, 박스(1)를 설정된 위치로 순차적으로 적재시킨다.

그리고 상술한 작동상태를 반복적으로 실행함으로써 파레트(2) 상면에 박스(1)가 적층되면, 리프트수단(310)은 박스(1)의 적층된 높이에 맞게 받침판(300)을 순차적으로 하강 및 정지상태를 유지시킨다.

그리고, 도 12에 도시된 바와 같이, 이런 상태를 순차적으로 반복함에 따라 파레트(2)의 상면에는 적정 높이로 박스(1)가 순차적으로 적층되면, 파레트(2)에 적층된 박스(1)를 미도시된 박스테이핑기로 이동시켜 박스의 외면을 테이핑시키고 테이핑이 완료된 파레트(2)를 이동 배출시키며, 턴테이블(400) 상면에 빈 파레트(2)를 위치시키면 된다. 그리고 상술한 일련에 작업을 반복하면 된다.

이제, 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 이용한 자동 포장 적재 시스템을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동 포장 적재 시스템은 박스를 제함하는 공정, 제함된 박스에 포대를 투입하여 밀봉하는 공정 및 밀봉된 포대를 파레트에 적재하는 공정의 일련의 작업이 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것으로, 첨부된 도면을 참조하면, 포대포장장치(11)에서 공급되는 포대를 세워진 상태로 좌우 방향으로 이송시키는 포대 좌우이송컨베이어(10)를 포함한다.

여기서, 상기 포대포장장치(11)는 쌀을 포함하는 곡물, 사료, 비료, 설탕 또는 밀가루 등은 종이포대, 마포대, 비닐포대 등과 같은 포대에 일정량씩 수용시킨 후 봉합하여 자동으로 포장하는 장치로, 공지의 장치를 적용하면 된다.

그리고, 상기 포대 좌우이송컨베이어(10)의 타단부 후측에는 백푸셔(20)가 설치된다. 즉, 상기 백푸셔(20)는 상기 포대 좌우이송컨베이어(10)를 따라 이송되는 세워진 상태의 포대를 밀어 순차적으로 눕혀주는 구성이다.

그리고, 상기 포대 좌우이송컨베이어(10)의 타단부에서 전방으로는 롤러컨베이어(30)가 설치된다. 즉, 상기 롤러컨베이어(30)는 상기 포대 좌우이송컨베이어(10)를 통해 이송되고 상기 백푸셔(20)를 통해 눕혀진 포대를 순차적으로 전방으로 이송시킨다.

그리고, 상기 포대 좌우이송컨베이어(10)의 일측에는 제함기(40)가 설치된다. 즉, 상기 제함기(40)는 적층된 다수개의 박스를 순차적으로 공급 후, 하나씩 펼쳐 박스 하단을 테이핑한 후 공급하는 장치로, 공지의 장치를 적용하면 된다.

그리고, 상기 롤러컨베이어(30)의 타측으로는 롤러컨베이어(30)와 나란하게 평컨베이어(50)가 설치된다. 즉, 상기 평컨베이어(50)는 상기 제함기(40)에서 공급되는 박스를 순차적으로 이송시키게 구성된다.

그리고, 상기 평컨베이어(50) 및 롤러컨베이어(30)의 전단부에는 그 좌우 방향으로 박싱프레임(60)이 설치된다.

그리고, 상기 롤러컨베이어(30)의 전방에는 포대승강수단(70)이 설치된다. 즉, 상기 포대승강수단(70)은 상기 박싱프레임(60)의 일측에서 승하강 가능하게 설치되어, 상기 롤러컨베이어(30)를 따라 이송되는 포대를 박싱프레임(60)의 상측으로 이동시키게 구성된다.

그리고, 상기 박싱프레임(60)에는 그 상부에 좌우방향으로 설치된 이송레일(61)을 따라 좌우 이동가능하게 박싱그립퍼(80)가 설치된다. 즉, 상기 박싱그립퍼(80)는 상기 포대승강수단(70)을 통해 이동된 포대를 그립방식으로 파지한 후 상기 평컨베이어(50)를 따라 이송되는 박스(1)에 포대(3)를 떨어트려 박스 내에 포대를 포장하게 구성된다.

그리고, 상기 평컨베이어(50)의 전방에는 상부테이핑기(90)가 설치되어 이송되는 박스(1)의 상단을 테이핑하여 박스를 밀봉하게 구성된다.

그리고, 상기 상부테이핑기(90)의 전방에서 일측으로는 이동컨베이어(95)가 설치된다. 즉 상기 이동컨베이어(95)는 상부테이핑기(90)에서 밀봉된 박스(1)를 순차적으로 측방향으로 공급하게 구성된다.

그리고, 상기 이동컨베이어(95)의 전방에는 이동컨베이어(95)에서 공급되는 박스(1)를 파레트(2)에 소정의 높이로 적층하기 위한 자동 적재 장치가 설치된다.

구체적으로, 상기 자동 적재 장치는 적재프레임(100)과, 상기 적재프레임의 일측에 설치되어 상기 이동컨베이어(95)를 통해 공급되는 박스를 상기 적재프레임 (100)상의 소정 높이로 이송시키는 승강컨베이어수단(200)과, 상기 적재프레임(200)에 설치되고 리프트수단(310)을 통해 적재프레임을 따라 승강 작동되는 받침판(300)과, 상기 받침판(300)의 상부에 회전수단(410)을 통해 받침판 상에서 회전가능하게 설치되고, 상면에 박스(1)가 순차적으로 적층되는 파레트(2)가 안착되는 턴테이블(400)과, 상기 적재프레임(100)의 상부에 좌우 이동가능하게 설치되고 박스를 그립방식으로 파지하는 그립퍼수단(510)과, 상기 그립퍼수단(510) 내에 설치되고 박스(1)의 상면을 진공을 이용하여 흡착 지지하는 진공흡착수단(520)으로 구성되어, 상기 승강컨베이어수단(200)을 이송된 박스(1)를 파지 및 흡착하여 상기 턴테이블(400)에 안착된 파레트(2) 상의 설정된 위치로 이동시켜 적재시키는 파레타이저(500)로 구성되는 자동 적재 장치를 포함하여 구성된다.

좀 더 구체적으로, 상기 승강컨베이어수단(200)은, 상기 적재프레임(100)의 후측에 설치되는 승강프레임(211)을 따라 롤러(R)를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제1승강대(211)와, 상기 제1승강대(211)에 설치되어 박스(1)를 적재프레임측으로 전방 이동시키는 제1컨베이어(212)로 구성되어, 상기 적재프레임(100)의 후측 하단부로 이송되는 박스(1)를 안착시켜 적재프레임(100)의 중앙부분까지 승강시킨 다음 적재프레임측으로 이동시키게 구성되는 제1 승강컨베이어(210)와, 상기 적재프레임(100)의 후단부에 설치되는 승강실린더(221a)를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제2승강대(221)와, 상기 제2승강대(221)에 설치되어 박스(1)를 적재프레임의 전단부측으로 전방 이동시키는 제2컨베이어(220)로 구성되어, 상기 제1컨베이어(212)를 통해 이송되는 박스(1)를 안착시켜 적재프레임(100)의 상단부까지 승강시킨 다음 적재프레임(100)의 전단부측으로 이동시키게 구성되는 제2 승강컨베이어(220)와, 상기 적재프레임(100)의 전단부에 설치되어 상기 제2컨베이어(220)를 이송되는 박스(1)를 적재프레임(100)의 전방으로 수평 이송시켜 상기 파레타이저(500)가 파지할 수 있도록 준비시키게 구성되는 수평컨베이어(230)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 그립퍼수단(510)은, 상기 적재프레임(100)의 상부에 좌우 방향으로 설치되는 좌우이송레일(511)과, 상기 좌우이송레일(511)을 따라 구름되는 좌우이동롤러(R)가 설치되어 상기 좌우이송레일(511)에서 좌우 방향으로 이동되게 설치되는 좌우이동판(512)과, 상기 좌우이동판(512)의 하측에 결합되는 베이스판(513)과, 상기 베이스판(513)의 저면 양측면에 각각 설치된 제1샤프트(514a) 및 제2샤프트(514b)와, 상기 제1샤프트(514a) 및 제2샤프트(514b)의 측방으로 설치되는 제1회동실린더(515a) 및 제2회동실린더(515b)와, 상기 제1회동실린더(515a)와 제1샤프트(514a)를 연결하여 상기 제1회동실린더(515a)의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제1샤프트(514a)를 회전시키기 위한 제1링크(516a)와, 상기 제2회동실린더(515b)와 제2샤프트(514b)를 연결하여 상기 제2회동실린더(515b)의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제2샤프트(514b)를 회전시키기 위한 제2링크(516b)와, 상기 제1샤프트(514a) 및 제2샤프트(514b)에 순차적으로 각각 결합되며, "ㄴ"자 형상으로 형성되는 핑거(517a)가 설치된 2개의 핑거고정대(517)로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 진공흡착수단(520)은, 상기 베이스판(513)에 설치되는 상하실린더(521)와, 상기 상하실린더(521)의 로드에 설치되어 상하실린더의 신축에 의해 상하 이동되는 설치판(522)과, 상기 설치판(522)의 양측에 설치되어 진공을 제공하는 진공파이프(523)와, 상기 진공파이프(523)의 하단에 결합되어 상기 진공파이프(523)를 통해 제공되는 진공을 통해 박스의 상면을 부착하는 흡착판(524)을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 자동 적재 장치를 이용한 자동 포장 적재 시스템은 박스를 제함하는 공정, 제함된 박스에 포대를 투입하여 밀봉하는 공정 및 밀봉된 포대를 파레트에 적재하는 공정의 일련에 과정을 자동으로 수행하게 된다.

먼저, 본 발명에 따르면 일측에서 포대포장장치(111)에서 공급되는 포대(3)를 포대 좌우이송컨베이어(10) 및 롤러컨베이어(30)를 통해 이송시켜주고, 타측에서 제함기(40)에서 공급되는 박스(1)를 평컨베이어(50)를 통해 순차적으로 이송시킨다.

그리고, 박싱그립퍼(80)를 이용하여 상기 포대승강수단(70)을 통해 이동된 포대(3)를 그립방식으로 파지한 후 상기 평컨베이어(50)를 따라 이송되는 박스(1)에 포대(3)를 떨어트려 박스(1) 내에 포대(3)를 포장한다.

그리고, 상부테이핑기(90)를 통해 평컨베이어(50)를 통해 이송되는 포대(3)가 포장된 박스(1)의 상부를 밀봉한 다음, 밀봉된 박스(1)를 이동컨베이어(95)를 통해 순차적으로 측방향으로 공급한다.

그리고, 이동컨베이어(95)를 통해 승강컨베이어수단(200)으로 박스를 공급하여 승강컨베이어수단을 통해 박스를 적재프레임(100)의 소정 높이까지 이송시켜, 파레트(2)에 박스의 적재를 위한 준비를 한다. 즉, 제1 승강컨베이어(210) 및 제2 승강컨베이어(220)를 통해 박스를 순차적으로 이동시켜 적재프레임(100) 상의 소정 높이로 이송시키고, 수평컨베이어(230)를 통해 제2 승강컨베이어(220)에서 이송되는 박스(1)를 적재프레임(100)의 전방으로 수평 이송시켜, 파레트(2)에 박스(1)의 적재하기 위한 준비 위치로 이동시킨다.

그리고, 파레타이저(500)는 도 6에 도시된 바와 같이, 진공흡착수단(520)을 통해 수평컨베이어(230)로 이송된 박스(1)의 상면을 흡착하고 그립퍼수단(510)을 통해 박스(1)를 파지한 후, 파레트(2)의 상면에 순차적으로 적재시킨다. 여기서, 파레타이저(500)를 통해 박스(1)를 파레트(2) 상면에 적재시킬 때 도 7에 도시된 바와 같이, 그립퍼수단(510)이 벌려져 박스(1)에 대한 파지를 해제시킨 다음, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 박스(1)의 상면이 흡착판(524)에 흡착된 상태에서 상하실린더(521)의 신장에 의해 박스(1)가 파레트(2) 상에 서서히 하강하면서 안착시켜 적재하게 된다. 즉, 상기 그립퍼수단(510)의 박스(1)에 대한 파지를 해제시키더라도 진공흡착수단의 흡착판(524)이 박스(1)에 대한 흡착상태를 유지하면서 서서히 파레트(2) 상에 박스(1)를 적재시키게 구성되기 때문에 파레트(2)상에서 박스(1)가 튀지 않으면서 정확한 위치에 안정적으로 적재되어 적재효율을 극대화할 수 있게 된다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 이런 상태를 순차적으로 반복함에 따라 파레트(2)의 상면에는 적정 높이로 박스(1)가 순차적으로 적층되면, 파레트(2)에 적층된 박스(1)를 미도시된 박스테이핑기로 이동시켜 박스의 외면을 테이핑시키고 테이핑이 완료된 파레트(2)를 이동 배출시키며, 턴테이블(400) 상면에 빈 파레트(2)를 위치시키면 된다. 그리고 상술한 일련에 작업을 반복하면 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 자동 적재 장치를 이용한 자동 포장 적재 시스템은 박스를 제함하는 공정, 제함된 박스에 포대를 투입하여 밀봉하는 공정 및 밀봉된 포대를 파레트에 적재하는 공정의 일련에 과정을 자동으로 수행할 수 있게 구성되기 때문에 박스 포장 및 적재의 효율성이 극대화되는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 상기 롤러컨베이어(30)와 상기 승강컨베이어수단(200) 사이에는 상기 롤러컨베이어(30)를 통해 이송되는 포대(3)가 상기 승강컨베이어수단(200)으로 직접 공급될 수 있도록 포대공급평컨베이어(97)가 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 포대공급평컨베이어(97)는 박스 포장이 필요없는 포대(3)를 상기 포대공급평컨베이어(97)를 통해 승강컨베이어수단(200)으로 직접공급함으로써, 상기 자동 적재 장치를 통해 파레트(2)에 포대(3)를 적재할 수 있게 구성되는 것이다. 따라서, 본 발명은 포대가 포장된 박스 뿐만 아니라 포대 또한 파레트에 자동으로 적대할 수 있다는 장점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 적재프레임 200: 승강컨베이어수단
300: 받침판 400: 턴테이블
500: 파레타이저
10: 좌우이송컨베이어 20: 백푸셔
30: 롤러컨베이어 40: 제함기
50: 평컨베이어 60: 박싱프레임
70: 포대승강수단 80: 박싱그립퍼
90: 상부테이핑기

Claims

적재프레임과; 상기 적재프레임의 일측에 설치되어 공급되는 포대가 포장된 박스를 상기 적재프레임 상의 소정 높이로 이송시키는 승강컨베이어수단과, 상기 적재프레임에 설치되고 리프트수단을 통해 적재프레임을 따라 승강 작동되는 받침판과; 상기 받침판의 상부에 회전수단을 통해 받침판 상에서 회전가능하게 설치되고, 상면에 박스가 순차적으로 적층되는 파레트가 안착되는 턴테이블과; 상기 적재프레임의 상부에서 좌우 이동가능하게 설치되고 박스를 그립방식으로 파지하는 그립퍼수단과, 상기 그립퍼수단 내에 설치되고 박스의 상면을 진공을 이용하여 흡착 지지하는 진공흡착수단으로 구성되어, 상기 승강컨베이어수단을 이송된 박스를 파지 및 흡착하여 상기 턴테이블에 안착된 파레트 상의 설정된 위치로 이동시켜 적재시키는 파레타이저를 포함하여 구성되되,
상기 그립퍼수단은, 상기 적재프레임의 상부에 좌우 방향으로 설치되는 좌우이송레일과, 상기 좌우이송레일을 따라 구름되는 좌우이동롤러가 설치되어 상기 좌우이송레일에서 좌우 방향으로 이동되게 설치되는 좌우이동판과, 상기 좌우이동판의 하측에 결합되는 베이스판과,상기 베이스판의 저면 양측면에 각각 설치된 제1샤프트 및 제2샤프트와, 상기 제1샤프트 및 제2샤프트의 측방으로 설치되는 제1회동실린더 및 제2회동실린더와, 상기 제1회동실린더와 제1샤프트를 연결하여 상기 제1회동실린더의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제1샤프트를 회전시키기 위한 제1링크와,상기 제2회동실린더와 제2샤프트를 연결하여 상기 제2회동실린더의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제2샤프트를 회전시키기 위한 제2링크와,상기 제1샤프트 및 제2샤프트에 순차적으로 각각 결합되며, "ㄴ"자 형상으로 형성되는 핑거가 설치된 2개의 핑거고정대로 구성되고,
상기 진공흡착수단은, 상기 베이스판에 설치되는 상하실린더와, 상기 상하실린더의 로드에 설치되어 상하실린더의 신축에 의해 상하 이동되는 설치판과, 상기 설치판의 양측에 설치되어 진공을 제공하는 진공파이프와, 상기 진공파이프의 하단에 결합되어 상기 진공파이프를 통해 제공되는 진공을 통해 박스의 상면을 부착하는 흡착판을 포함하여 구성되며,
상기 승강컨베이어수단은, 상기 적재프레임의 후측에 설치되는 승강프레임을 따라 롤러를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제1승강대와, 상기 제1승강대에 설치되어 박스를 적재프레임측으로 전방 이동시키는 제1컨베이어로 구성되어, 상기 적재프레임의 후측 하단부로 이송되는 박스를 안착시켜 적재프레임의 중앙부분까지 승강시킨 다음 적재프레임측으로 이동시키게 구성되는 제1 승강컨베이어와,
상기 적재프레임의 후단부에 설치되는 승강실린더를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제2승강대와, 상기 제2승강대에 설치되어 박스를 적재프레임의 전단부측으로 전방 이동시키는 제2컨베이어로 구성되어, 상기 제1컨베이어를 통해 이송되는 박스를 안착시켜 적재프레임의 상단부까지 승강시킨 다음 적재프레임의 전단부측으로 이동시키게 구성되는 제2 승강컨베이어와,
상기 적재프레임의 전단부에 설치되어 상기 제2컨베이어를 이송되는 박스를 적재프레임의 전방으로 수평 이송시켜 상기 파레타이저가 파지할 수 있도록 준비시키게 구성되는 수평컨베이어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 적재 장치.
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포대포장장치에서 공급되는 포대를 세워진 상태로 좌우 방향으로 이송시키는 포대 좌우이송컨베이어와, 상기 포대 좌우이송컨베이어의 타단부 후측에 설치되고 상기 포대 좌우이송컨베이어를 따라 이송되는 세워진 상태의 포대를 밀어 순차적으로 눕혀주게 구성되는 백푸셔와, 상기 포대 좌우이송컨베이어의 타단부에서 전방으로 설치되어 상기 포대 좌우이송컨베이어를 통해 이송되고 상기 백푸셔를 통해 눕혀진 포대를 순차적으로 이송시키는 롤러컨베이어와, 상기 포대 좌우이송컨베이어의 일측으로 설치되어 적층된 다수개의 박스를 순차적으로 공급 후, 하나씩 펼쳐 박스 하단을 테이핑한 후 공급하는 제함기와, 상기 롤러컨베이어의 타측으로 나란하게 설치되고 상기 제함기에서 공급되는 박스를 순차적으로 이송시키는 평컨베이어와, 상기 평컨베이어 및 롤러컨베이어의 전단부에 좌우 방향으로 설치되는 박싱프레임과, 상기 롤러컨베이어의 전방에 설치되고 상기 박싱프레임의 일측에서 승하강 가능하게 설치되어, 상기 롤러컨베이어를 따라 이송되는 포대를 박싱프레임의 상측으로 이동시키는 포대승강수단과, 상기 박싱프레임의 상부에 좌우방향으로 설치된 이송레일을 따라 좌우 이동가능하게 설치되고 상기 포대승강수단을 통해 이동된 포대를 그립방식으로 파지한 후 상기 평컨베이어를 따라 이송되는 박스에 포대를 떨어트려 포장하는 박싱그립퍼와, 상기 평컨베이어의 전방에 설치되어 박스 상단을 테이핑하여 밀봉하는 상부테이핑기와, 상기 상부테이핑기의 전방에서 일측으로 설치되어 상부테이핑기에서 밀봉된 박스를 순차적으로 공급하는 이동컨베이어와, 적재프레임과, 상기 적재프레임의 일측에 설치되어 상기 이동컨베이어를 통해 공급되는 박스를 상기 적재프레임 상의 소정 높이로 이송시키는 승강컨베이어수단과, 상기 적재프레임에 설치되고 리프트수단을 통해 적재프레임을 따라 승강 작동되는 받침판과, 상기 받침판의 상부에 회전수단을 통해 받침판 상에서 회전가능하게 설치되고, 상면에 박스가 순차적으로 적층되는 파레트가 안착되는 턴테이블과, 상기 적재프레임의 상부에 좌우 이동가능하게 설치되고 박스를 그립방식으로 파지하는 그립퍼수단과, 상기 그립퍼수단 내에 설치되고 박스의 상면을 진공을 이용하여 흡착 지지하는 진공흡착수단으로 구성되어, 상기 승강컨베이어수단을 이송된 박스를 파지 및 흡착하여 상기 턴테이블에 안착된 파레트 상의 설정된 위치로 이동시켜 적재시키는 파레타이저로 구성되는 자동 적재 장치를 포함하여 구성되되,
상기 승강컨베이어수단은, 상기 적재프레임의 후측에 설치되는 승강프레임을 따라 롤러를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제1승강대와, 상기 제1승강대에 설치되어 박스를 적재프레임측으로 전방 이동시키는 제1컨베이어로 구성되어, 상기 적재프레임의 후측 하단부로 이송되는 박스를 안착시켜 적재프레임의 중앙부분까지 승강시킨 다음 적재프레임측으로 이동시키게 구성되는 제1 승강컨베이어와, 상기 적재프레임의 후단부에 설치되는 승강실린더를 통해 상하 이동가능하게 설치되는 제2승강대와, 상기 제2승강대에 설치되어 박스를 적재프레임의 전단부측으로 전방 이동시키는 제2컨베이어로 구성되어, 상기 제1컨베이어를 통해 이송되는 박스를 안착시켜 적재프레임의 상단부까지 승강시킨 다음 적재프레임의 전단부측으로 이동시키게 구성되는 제2 승강컨베이어와, 상기 적재프레임의 전단부에 설치되어 상기 제2컨베이어를 이송되는 박스를 적재프레임의 전방으로 수평 이송시켜 상기 파레타이저가 파지할 수 있도록 준비시키게 구성되는 수평컨베이어를 포함하여 구성되고,
상기 그립퍼수단은, 상기 적재프레임의 상부에 좌우 방향으로 설치되는 좌우이송레일과, 상기 좌우이송레일을 따라 구름되는 좌우이동롤러가 설치되어 상기 좌우이송레일에서 좌우 방향으로 이동되게 설치되는 좌우이동판과, 상기 좌우이동판의 하측에 결합되는 베이스판과,상기 베이스판의 저면 양측면에 각각 설치된 제1샤프트 및 제2샤프트와, 상기 제1샤프트 및 제2샤프트의 측방으로 설치되는 제1회동실린더 및 제2회동실린더와, 상기 제1회동실린더와 제1샤프트를 연결하여 상기 제1회동실린더의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제1샤프트를 회전시키기 위한 제1링크와,상기 제2회동실린더와 제2샤프트를 연결하여 상기 제2회동실린더의 신장 및 수축에 의해 회동되어 상기 제2샤프트를 회전시키기 위한 제2링크와,상기 제1샤프트 및 제2샤프트에 순차적으로 각각 결합되며, "ㄴ"자 형상으로 형성되는 핑거가 설치된 2개의 핑거고정대로 구성되며,
상기 진공흡착수단은, 상기 베이스판에 설치되는 상하실린더와, 상기 상하실린더의 로드에 설치되어 상하실린더의 신축에 의해 상하 이동되는 설치판과, 상기 설치판의 양측에 설치되어 진공을 제공하는 진공파이프와, 상기 진공파이프의 하단에 결합되어 상기 진공파이프를 통해 제공되는 진공을 통해 박스의 상면을 부착하는 흡착판을 포함하여 구성되고,
상기 롤러컨베이어와 상기 승강컨베이어수단 사이에는 상기 롤러컨베이어를 통해 이송되는 포대가 상기 승강컨베이어수단으로 직접 공급될 수 있도록 포대공급평컨베이어가 설치되어,박스 포장이 필요없는 포대를 상기 포대공급평컨베이어를 통해 승강컨베이어수단으로 직접공급함으로써, 상기 자동 적재 장치를 통해 포대를 적재할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 자동 포장 적재 시스템.
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