KR102255464B1

KR102255464B1 - 용기손잡이 자동조립시스템

Info

Publication number: KR102255464B1
Application number: KR1020200186731A
Authority: KR
Inventors: 이태열; 미 숙 허
Original assignee: 허미숙
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-05-24

Abstract

본 발명은 용기손잡이 자동조립시스템을 개시한다. 구체적으로 손잡이의 양단에 형성된 끼움돌기가 용기의 양측에 형성된 끼움홀에 끼움 결합될 수 있도록 압입하여 조립하는 용기손잡이 조립시스템에 있어서, 지지프레임; 상기 지지프레임의 일측 하부에 설치되어 사출 성형되고 외주면에 인쇄가 이루어진 용기를 하나씩 순차적으로 타측으로 이송, 공급하는 용기공급수단; 상기 지지프레임의 일측 상부에 설치되어 스트랩 형상의 손잡이를 병렬로 배열한 상태에서 하나씩 순차적으로 타측으로 이송, 공급하는 손잡이공급수단; 상기 지지프레임의 중앙에 설치되고, 상기 용기공급수단에서 공급된 용기를 고정하며, 상기 손잡이공급수단에서 공급된 손잡이를 용기의 상측에 벤딩시키고, 벤딩된 손잡이의 양측에서 타격하여 상기 끼움돌기를 끼움홀에 압입시키는 손잡이조립수단; 상기 손잡이조립수단의 일측에 구비되어 손잡이 조립상태 및 용기에 인쇄된 문양이나 텍스트를 촬영하여 불량여부를 판단하는 검사수단; 상기 손잡이조립수단의 하측에 설치되고, 상기 손잡이조립수단에서 조립된 용기를 분리, 취출하는 용기취출수단; 및 상기 지지프레임의 타측에 설치되고, 상기 용기취출수단에서 취출된 용기를 크기별로 적재하는 용기적재수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

용기손잡이 자동조립시스템{The system for assembling handle of container automatically}

본 발명은 용기손잡이 자동조립시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 밀폐용기나 일반용기의 양측면에 손잡이를 자동으로 조립할 수 있는 자동조립시스템에 관한 것이다.

플라스틱이나 합성수지 재질로 이루어진 밀폐용기 및 일반용기는 주로 건설자재용기(페인트, 방수재, 접착제 등), 화공약품용기, 식료품용기, 의료용품용기 등 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

플라스틱 밀폐용기에는 이동용 손잡이가 조립되어 있으며 주로 플라스틱 손잡이와 철고리 손잡이를 사용한다.

무거운 용기는 필수적으로 손잡이를 조립하여 이동, 보관, 운반하게 되는데, 현재 대부분의 생산업체에서는 생산현장의 작업자가 직접 손으로 압입하거나 간단한 지그장치를 이용하여 개별적으로 조립하고 있다.

이는 사람이 직접 조립하게 되면 매일 수백개 내지 수천개씩을 조립하는 과정에서 생산성이 매우 저하되고 작업자의 산업성 직업병이 유발될 수 있다.

도 1은 일반적인 용기 및 손잡이를 나타내는 도면이다.

용기(2)는 상단 양측에 타원형의 끼움홀(2a)이 형성되고, 손잡이(1)의 양단에 상기 끼움홀에 삽입될 수 있는 끼움돌기(1a)가 형성된다.

일반적으로 작업자는 손잡이의 일측 끼움돌기를 용기의 일측 끼움홀에 끼우고, 손잡이를 구부린 다음 타측 끼움돌기를 타측 끼움홀에 끼우는 수작업으로 조립했다.

그런데 이러한 수동적인 작업을 자동화하여 손잡이를 자동으로 용기에 조립하는 시스템이 없었다.

대한민국 등록특허 10-0380881(2002.5.9.) "용기 손잡이용 자동조립장치" 대한민국 등록실용 20-0384582(2005.5.9.) "감염성 폐기물 전용용기"

이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 용기와 손잡이를 공급하고, 용기에 손잡이를 압입하여 조립시키며, 조립이 완료된 용기를 취출하여 적재하고 배출하는 모든 과정을 자동화한 용기손잡이 자동조립시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용기손잡이 자동조립시스템은, 손잡이의 양단에 형성된 끼움돌기가 용기의 양측에 형성된 끼움홀에 끼움 결합될 수 있도록 압입하여 조립하는 용기손잡이 조립시스템에 있어서, 지지프레임; 상기 지지프레임의 일측 하부에 설치되어 사출 성형되고 외주면에 인쇄가 이루어진 용기를 하나씩 순차적으로 타측으로 이송, 공급하는 용기공급수단; 상기 지지프레임의 일측 상부에 설치되어 스트랩 형상의 손잡이를 병렬로 배열한 상태에서 하나씩 순차적으로 타측으로 이송, 공급하는 손잡이공급수단; 상기 지지프레임의 중앙에 설치되고, 상기 용기공급수단에서 공급된 용기를 고정하며, 상기 손잡이공급수단에서 공급된 손잡이를 용기의 상측에 벤딩시키고, 벤딩된 손잡이의 양측에서 타격하여 상기 끼움돌기를 끼움홀에 압입시키는 손잡이조립수단; 상기 손잡이조립수단의 일측에 구비되어 용기에 인쇄된 문양이나 텍스트를 촬영하여 불량여부를 판단하는 검사수단; 상기 손잡이조립수단의 하측에 설치되고, 상기 손잡이조립수단에서 조립된 용기를 분리, 취출하는 용기취출수단; 및 상기 지지프레임의 타측에 설치되고, 상기 용기취출수단에서 취출된 용기를 크기별로 적재하는 용기적재수단;을 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 용기공급수단은, 한 쌍의 벨트가 이격되어 용기를 거치한 상태로 수평 이송하는 공급컨베이어와, 상기 공급컨베이어 사이에 수직으로 구비되어 이송되는 용기를 1차 대기시키는 1차스토퍼와, 상기 1차스토퍼를 통과한 용기를 거치, 지지하면서 리프팅시키는 리프터와, 상기 리프터에 도달한 용기가 상기 리프터에 안착되도록 정지시키는 2차스토퍼를 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고 상기 검사수단은, 손잡이조립부에서 손잡이 조립 중인 용기의 외측을 둘러 하나 이상 구비되어 손잡이 조립상태를 촬영하는 조립검사용비젼카메라와, 상기 조립검사용비젼카메라의 하측에 구비되어 용기 표면의 인쇄상태를 촬영하는 인쇄검사용비젼카메라와, 상기 조립검사용비젼카메라와 인쇄검사용비젼카메라에서 촬영된 이미지를 판독하여 불량으로 판독된 경우 경고하고 상기 손잡이조립부에서 손잡이 조립을 중단시키는 판독제어부 포함하여 이루어질 수 있다.

또 상기 용기취출수단은, 상기 용기공급수단에 의해 하강된 용기의 양측에서 전진하여 클램핑하는 클램퍼와, 상기 클램퍼를 전진구동하는 클램핑실린더를 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 상기 용기적재수단은, 상기 용기취출수단의 전방에 수평으로 설치되고 복수개가 회전하면서 손잡이 조립이 완료된 용기를 이송하는 배출롤러와, 상기 배출롤러의 상측에 설치되어 적재된 용기들을 승강시키는 적재승강부와, 상기 적재승강부에 결합되어 승강되며 상기 배출롤러에 의해 이송되는 용기를 적재한 상태로 승강시키는 적재부와, 상기 배출롤러의 일측에 설치되어 일정수량 적재가 완료된 용기들을 일측으로 밀어 배출하는 푸싱부를 포함하여 이루어지되, 상기 용기적재수단은 복수개가 구비되어 상기 손잡이조립수단에서 용기의 크기를 감지한 정보를 기준으로 크기별로 적재시키고, 손잡이 및 인쇄방향이 동일하게 적재될 수 있다.

이때, 상기 적재부는, 상기 적재승강부에 결합되어 승강하고 '┏┓' 형상으로 이루어지는 앵글프레임과, 상기 앵글프레임(631)의 양측에 고정되는 그리퍼레일과, 상기 그리퍼레일의 내측에 안착되어 수평으로 슬라이딩되는 그리퍼와, 상기 그리퍼를 전후진시키는 그리핑실린더를 포함하여 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 종래 수작업 또는 반자동으로 손잡이를 조립하는 모든 공정을 자동화함으로써 생산성이 크게 향상된다.

그리고 용기 및 손잡이 성형장치와 연결하여 사출성형단계에서 조립단계까지 완전자동화가 가능하다.

또 크기나 규격이 다른 용기들도 구분하여 조립 및 적재가 가능하다.

또한, 이전에 인쇄상태를 육안으로 일일이 확인해야 했으나 비젼카메라를 이용하여 자동으로 판독함으로써 불량을 제거할 수 있다.

도 1은 일반적인 용기 및 손잡이를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 용기손잡이 자동조립시스템을 나타내는 사시도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 용기공급수단을 나타내는 확대사시도
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 용기공급수단을 나타내는 단면사시도
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 손잡이공급수단과 손잡이조립수단을 나타내는 사시도
도 6은 도 2에 도시된 본 발명의 검사수단을 나타내는 평면도
도 7은 도 2에 도시된 본 발명의 용기적재수단을 나타내는 사시도
도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 적재부를 나타내는 사시도

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 용기손잡이 자동조립시스템을 나타내는 사시도이다.

밀폐용기나 일반용기에 손잡이를 자동으로 조립하는 용기손잡이 자동조립시스템은 크게, 용기를 순차적으로 공급하는 용기공급수단(100)과, 용기에 부착할 손잡이를 순차적으로 공급하는 손잡이공급수단(200)과, 상기 용기공급수단(100)에서 공급된 용기에 상기 손잡이공급수단(200)에서 공급된 손잡이의 양단을 타격하여 용기에 압입, 부착시키는 손잡이조립수단(300)과, 용기의 조립 및 인쇄상태를 검사하는 검사수단(400)과, 손잡이 조립 및 인쇄검사가 완료된 용기를 상기 손잡이조립수단(300)으로부터 취출하는 용기취출수단(500)과, 취출된 용기를 크기별로 분리해서 적재하는 용기적재수단(600) 및 상술한 모든 수단이 설치되도록 지지하는 지지프레임(700)으로 구성될 수 있다.

먼저, 도 3, 4를 함께 참조하여 상기 용기공급수단(100)에 대해 설명한다.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 용기공급수단을 나타내는 확대사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 용기공급수단을 나타내는 단면사시도이다.

상기 용기공급수단(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 손잡이가 부착되지 않은 용기를 수직으로 세운 상태에서 상기 손잡이조립수단(300)으로 하나씩 순차적으로 공급하는 구성으로서 크게, 공급컨베이어(110), 1차스토퍼(120), 리프터(130) 및 2차스토퍼(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 공급컨베이어(110)는 사출성형되고 문양이 인쇄된 용기를 수직으로 세운 상태로 수평으로 이송한다.

그리고 상기 공급컨베이어(110)는 용기를 상기 리프터(130)까지 이송한다.

이때, 상기 공급컨베이어(110)는 한 쌍의 컨베이어 벨트가 이격된 2열의 형상으로 이루어져 용기를 거치한 상태로 이송한다.

이것은 상기 공급컨베이어(110) 사이에 상기 1차스토퍼(120), 리프터(130) 및 2차스토퍼(140)가 위치하기 때문에 설치 공간 확보를 위한 구조이다.

즉, 상기 공급컨베이어(110) 사이에 상기 1차스토퍼(120), 리프터(130), 2차스토퍼(140)가 직렬로 배열, 설치된다.

상기 1차스토퍼(120)는 상기 제2공급컨베이어(110)로 이송되는 용기를 1차적으로 정지시키고 대기하도록 한다. 이를 위해, 상기 1차스토퍼(120)는 1차스토퍼실린더(121)와 상기 1차스토퍼실린더(121)의 로드에 결합되어 수직으로 승강하는 1차대기판(122)으로 구성될 수 있다.

이는 상기 손잡이조립수단(300)에서 정상적으로 손잡이 조립이 이루어지는 동안 용기를 대기시켜 공급속도를 조절하거나, 손잡이 조립이나 인쇄에 문제가 발생하는 경우에는 불량품 처리를 위해 일정 시간동안 용기의 공급을 차단하는 역할을 한다.

일정시간 대기 후 상기 1차대기판(122)이 하강하면 용기는 다시 이송된다.

상기 리프터(130)는 상기 1차스토퍼(120) 다음에 배치되는 것으로서, 리프팅실린더(131)와 리프팅판(132)으로 구성될 수 있다.

상기 리프팅실린더(131)는 상기 공급컨베이어(110) 사이에 수직으로 설치되고, 상기 리프팅실린더(131)의 로드에 상기 리프팅판(132)이 결합된다. 상기 리프팅판(132)은 원형평판 형상으로 이루어지고 가장자리를 따라 안착턱이 형성되어 용기가 안착될 수 있다.

그리고 상기 리프터(130)에 인접하게 상기 2차스토퍼(140)가 설치된다.

상기 2차스토퍼(140)는 2차스토퍼실린더(141)와 상기 2차스토퍼실린더(141)의 로드에 결합되어 수직으로 승강하는 2차대기판(142)으로 구성될 수 있다.

바람직한 것은 상기 1차스토퍼(120)와 2차스토퍼(140)의 양측에 각각 용기를 감지하는 위치센서(151,152)가 설치되는 것이 좋다.

참고로 상기 1차스토퍼(120)와 2차스토퍼(140)는 용기의 크기나 규격에 따라 교체 가능한 구조가 바람직하다. 그리고 상기 1차스토퍼(120)와 2차스토퍼(140) 하부에 LM가이드(미도시)와 서보모터(미도시)를 이용하여 위치제어가 가능하게 할 수 있다.

다음으로 도 5를 참조하여 상기 손잡이공급수단(200)에 대해 설명한다. 도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 손잡이공급수단과 손잡이조립수단을 나타내는 사시도이다.

상기 손잡이공급수단(200)은 상기 손잡이조립수단(300)으로 손잡이를 하나씩 공급해주는 구성으로서, 크게 배열이송부(210), 개별공급부(220), 정위치공급부(230)로 구성될 수 있다.

상기 배열이송부(210)는 다수개의 손잡이를 수평으로 병렬 거치, 배열한 상태에서 간헐적으로 전진 이송시킨다.

이를 위해, 상기 배열이송부(210)는 테이블(211)과, 상기 테이블(211)의 전방과 후방에 한 쌍이 구비되는 이송롤러(212)와, 상기 이송롤러(212)에 권취되는 실리콘 벨트(213)로 구성되어, 상기 실리콘 벨트(213) 위에 다수개의 손잡이를 병렬로 거치된 상태에서 이송된다.

그리고 상기 개별공급부(220)는 상기 배열이송부(210)의 전방에 설치되어 상기 배열이송부(210)에서 전진, 이송되는 손잡이들을 정지시키고, 제일 첫번째 손잡이(1-1) 다음에 배열된 두번째 손잡이(1-2)를 가압한 후 첫번째 손잡이(1-1)만 그리핑하여 상기 정위치공급부로 공급한다.

이를 위해, 상기 개별공급부(220)는 상기 배열이송부(210)에서 이송되는 손잡이를 정지시키는 스토퍼(221)와, 정지된 손잡이 중 두번째 손잡이를 가압하는 지그부재(222)로 구성되어, 첫번째 손잡이(1-1) 하나만 상기 정위치공급부(230)로 전달한다.

또 상기 정위치공급부(230)는 상기 개별공급부(220)의 전방에 구비되어 상기 개별공급부(220)에서 공급되는 첫번째 손잡이를 클램핑한 후 180°회전시킴으로써 상기 손잡이조립수단(300)으로 위치시켜 조립을 위한 정위치에 공급하도록 구성할 수 있다.

이를 위해, 정위치공급부(230)는 손잡이를 그리핑하는 그리퍼(231)와, 상기 그리퍼(231)를 180°회전시키는 회전실린더(232)를 포함하여 구성될 수 있다.

다음으로 상기 손잡이조립수단(300)에 대해 설명한다.

상기 손잡이조립수단(300)은 손잡이의 양단에 형성된 끼움돌기(1a)가 용기의 양측에 형성된 끼움홀(2a)에 끼움 결합되도록 압입하여 용기에 손잡이를 조립하는 구성으로서 크게, 용기정렬부(310), 손잡이정렬부(320), 압입부(330)로 구성될 수 있다.

상기 용기정렬부(310)는 상기 정위치공급부(230)의 하측에 승강 가능하게 구비되어 상기 용기공급수단(100)에 의해 공급된 용기를 상승, 회전시켜 용기의 끼움홀(2a)과 벤딩된 손잡이의 끼움돌기(1a)가 일직선 상에 위치하도록 정렬한다.

구체적으로 상기 용기정렬부(310)는 용기의 입구에 맞춤 삽입되어 클램핑하도록 원형의 지그캡(311)이 구비되고, 상기 지그캡(311)을 승강시키는 승강실린더(312)가 구비된다. 그리고 상기 지그캡(311)은 정렬모터(313)에 연동되는 정렬벨트(314)에 의해 회전 구동되어 용기를 정회전 또는 역회전시킬 수 있다.

또한, 용기의 크기, 끼움홀(2a)을 감지하는 크기센서, 홀센서가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 크기센서는 상기 지그캡(311)의 외측에 이격되어 설치되어 상기 지그캡(311)에 용기가 클램핑된 상태에서 용기의 크기를 감지할 수 있다.

또 상기 홀센서는 용기의 양측에 수평으로 고정, 설치되어 용기의 끼움홀(2a)을 감지한다.

상기 끼움홀(2a)이 조립하기 위한 정확한 위치에 위치할 수 있도록 상기 홀센서가 상기 끼움홀(2a)의 위치를 감지하면서 용기를 회전시킨다.

그리고 상기 손잡이정렬부(320)는 상기 정위치공급부(230)에 의해 정위치에 대기중인 손잡이(1)의 양단 상측에 승강 가능하게 구비되어 손잡이의 양단을 가압하여 손잡이를 반원형으로 벤딩시킨다.

이를 위해, 상기 손잡이의 양단 상측에 정렬롤러(321)가 구비되고, 상기 정렬롤러(321)는 롤러실린더(322)에 의해 승강할 수 있다. 이때, 상기 정렬롤러(321)에는 정렬홈이 형성되어 있으므로 상기 정렬롤러(321)가 하강할 때 손잡이의 양단이 각각 정렬홈 내에 인입되어 손잡이가 직선을 유지하면서 벤딩된다.

또 상기 압입부(330)는 상기 손잡이정렬부(320)의 외측에 각각 설치되어 상기 손잡이정렬부(320)에 의해 벤딩된 손잡이의 양단을 내측으로 타격하여 상기 끼움돌기(1a)가 끼움홀에 압입되도록 한다.

이를 위해, 상기 압입부(330)는 수평으로 구비되는 압입실린더(331)의 로드가 전진하면서 손잡이의 양단을 타격함으로써 끼움돌기(1a)가 끼움홀(2a)에 압입된다.

다음으로 도 6을 함께 참조하여 상기 검사수단에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 검사수단(400)을 나타내는 평면도이다.

상기 검사수단(400)은 용기에 조립된 손잡이의 조립상태와 용기 표면에 인쇄된 문양이나 이미지, 텍스트의 인쇄상태를 검사하여 불량여부를 판단하는 구성으로서, 조립검사용비젼카메라(410), 인쇄검사용비젼카메라(420) 및 판독제어부(미도시)로 구성될 수 있다.

상기 조립검사용비젼카메라(410)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 용기정렬부(310)의 외측을 둘러 하나 이상 설치되어 상기 용기정렬부(310)의 지그캡(311)에 의해 클램핑된 용기에 손잡이가 조립된 상태를 검사한다.

그리고 상기 인쇄검사용비젼카메라(420)는 상기 조립검사용비젼카메라(410)의 하측에 구비되어 용기의 외주면에 인쇄된 문양이나 텍스트를 촬영한다.

또 상기 판독제어부는 상기 조립검사용비젼카메라(410)와 인쇄검사용비젼카메라(420)에서 촬영된 이미지를 인식하고 처리하며, 기저장된 기준이미지와 동일한지 여부를 확인하는 매칭을 수행하여 불량여부를 판독한다.

만일, 정상일 경우 상기 손잡이조립수단(300)는 계속 조립공정을 진행하고, 조립 또는 인쇄불량일 경우에는 손잡이 조립을 중지하고 불량용기를 바로 취출하게 된다.

상기 조립검사용비젼카메라(410)는 상기 용기정렬부(310)의 외측에 둘러 360°전체를 일시에 검사할 수 있도록 복수개가 구비될 수 있으나, 도시된 바와 같이 180°구간에 3개를 설치되게 하거나 1개만 설치되게 할 수도 있다.

그리고 상기 인쇄검사용비젼카메라(420)는 용기의 좌우로 180°간격으로 2개가 구비되게 할 수 있다.

이러한 경우에는 상기 용기정렬부(310)에 의해 용기가 회전하므로 회전시키면서 용기를 검사할 수 있다. 즉, 3개가 설치된 경우 용기의 절반을 검사하고 180°회전시킨 후 나머지 절반을 검사할 수 있다. 그리고 1개가 설치된 경우에는 일정한 각도만큼씩 연속적으로 회전시키면서 수회에 걸쳐 검사를 수행하게 할 수 있다.

바람직한 것은, 상술한 바와 같이 용기의 회전시키면서 상기 끼움홀(2a)의 위치를 정확하게 고정하는 과정에서 인쇄검사가 동시에 수행될 수 있다.

이때, 손잡이 조립 및 검사가 종료되면 용기는 다시 회전되어 인쇄방향이 일정한 방향이 되도록 위치한 다음에 정지한다. 그리고 후술하는 용기취출수단(500)에 의해 취출이 이루어진다.

인쇄방향 정렬을 위해서 용기에 별도의 인쇄타겟이 형성되게 하여 센서로 감지하는 방식으로 정렬할 수 있다.

다음으로 도 3을 참조하여 상기 용기취출수단(500)에 대해 설명한다.

상기 용기취출수단(500)은 상기 손잡이조립수단(300)에 의해 손잡이 조립 및 상기 검사수단(400)에 의해 인쇄검사가 완료되면 상기 지그캡(311)으로부터 용기를 취출하기 위해 용기를 클램핑하는 구성으로서, 크게 클램퍼(520) 및 클램핑실린더(510)로 구성될 수 있다.

상기 클램핑실린더(510)는 상기 리프팅판(132)의 양측으로 상기 공급컨베이어(110)의 외측에 설치된다. 상기 클램핑실린더(510)의 로드는 상기 리프팅판(132)을 향하도록 배치된다.

그리고 상기 클램핑실린더(510)의 로드에는 상기 클램퍼(520)가 결합되어 전후진할 수 있다.

상기 클램퍼(520)는 대략 블럭 또는 평판형상으로 이루어지고, 내측면에 반원형 또는 원호형의 클램핑홈(521)이 형성된다.

상기 클램핑홈(521)의 곡률은 용기의 곡률과 동일하거나 유사하게 형성되어 용기의 외주면이 용이하게 내입, 안착될 수 있어야 한다.

따라서, 상기 클램핑실린더(510)의 작동으로 상기 클램퍼(520)가 전진하여 용기의 외주면을 클램핑한 상태에서 상기 지그캡(311)이 상승하면서 용기(2)로부터 빠지면 용기는 취출된다.

그리고 상기 공급컨베이어(110)가 작동하여 취출된 용기는 후술하는 용기적재수단(600)으로 보내진다.

다음으로 도 7, 8을 함께 참조하여 상기 용기적재수단(600)에 대해 설명한다. 도 7은 도 2에 도시된 본 발명의 용기적재수단을 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 본 발명의 적재부를 나타내는 사시도이다.

상기 용기적재수단(600)은 상기 용기취출수단(500)에서 취출된 손잡이 조립이 완성된 용기를 서로 포개어 상하로 적층하되, 다양한 크기의 용기를 구분하여 크기별로 적재 및 배출하는 구성으로서, 배출롤러(610), 적재승강부(620), 적재부(630), 푸싱부(640), 정지실린더(650)로 구성될 수 있다.

상기 배출롤러(610)는 상기 공급컨베이어(110)와 직렬로 배치되어 용기의 이동이 연속적으로 이루어지도록 한다. 따라서, 상기 용기취출수단(500)에 의해 취출된 용기는 상기 공급컨베이어(110)에서 바로 상기 배출롤러(610)로 전달된다.

참고로 상기 공급컨베이어(110)는 일정 속도로 계속 가동되는 반면, 상기 배출롤러(610)는 계속 회전구동되는 것이 아니라 구동과 정지가 반복되도록 작동된다.

상기 정지실린더(650)는 상기 배출롤러(610)에 의해 이송되는 용기가 적재를 위한 정확한 위치에 정지하도록 한다. 이를 위해, 상기 정지실린더(650)의 로드에 정지바(651)가 결합되고 상기 정지바(650)가 전진하면서 이송되는 용기의 진행을 차단하면서 정지시킨다.

상기 적재승강부(620)는 적재된 용기들을 상하로 이동시키기 위한 구성으로서, 상기 배출롤러(610)의 상측에 수직으로 하향 설치되는 적재승강실린더(621)와, 상기 프레임에 수직으로 배설되는 승강레일(622)과, 상기 적재승강실린더(621)의 로드에 결합되고 상기 승강레일(622)에 안착되어 승강하는 승강판(623)으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 적재부(630)는 상기 승강판(623)의 전면에 수평으로 결합되는 '┏┓' 형상의 앵글프레임(631)과, 상기 앵글프레임(631)의 양측에 고정되는 그리핑레일(632)과, 상기 그리핑레일(632)의 각 내측에 안착되어 수평으로 슬라이딩되는 거치부재(633)와, 상기 거치부재(633)를 각각 전후진시키는 그리핑실린더(634)를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 거치부재(633)의 단부에는 용기의 외주면과 밀착될 수 있도록 반원형 또는 원호형의 거치홈(633a)이 형성된다.

따라서, 상기 거치부재(633)의 전진의 의해 상기 거치홈(633a)은 용기의 외주면에 밀착되고, 용기의 외주면에 돌출 형성된 보강리브(미도시)가 상기 거치홈(633a)에 걸린 상태가 되므로 상기 용기가 상기 거치부재(633)에 거치된 상태로 승강할 수 있다.

상기 푸싱부(640)는 일정수량의 적재된 용기 전체를 전방으로 밀어 최종적으로 배출시키는 구성으로서, 상기 배출롤러(610)의 측면에 수평으로 설치되는 푸싱실린더(641)와, 상기 푸싱실린더(641)의 로드에 결합되는 푸싱부재(642)로 구성될 수 있다.

적재가 완료된 용기들이 상기 배출롤러(610)에 대기할 때 상기 푸싱푸재(642)가 전진하면서 용기들을 밀어 외측으로 배출시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 용기적재수단(600)은 복수개가 구비되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 상기 용기공급수단(600)에서 다양한 크기의 용기가 랜덤하게 공급되더라도, 각 용기에 동일한 손잡이(1)를 조립한 후 용기 크기별로 구별하여 적재, 배출할 수 있다.

이를 위해, 도시된 바와 같이 2종류의 크기를 가지는 용기를 공급할 경우에 상기 용기적재수단은 제1용기적재수단(600)과 제2용기적재수단(600')으로 구성될 수 있다.

상기 제1용기적재수단(600)과 제2용기적재수단(600')의 각 구성은 서로 동일하되, 차이가 나는 것은 용기 크기에 맞도록 구비되는 상기 거치부재(633)의 크기와 상기 거치홈(633a)의 곡률이 다르게 형성될 수 있다.

이하에서 본 발명의 작동과정을 설명한다.

사출성형 및 인쇄가 완료된 용기가 상기 공급컨베이어(110)로 투입되면 수평으로 이송되다가 상기 위치센서(151,152)에 의해 감지되면 상기 1차스토퍼(120)가 작동하여 상기 1차대기판(122)이 상승하여 용기의 이송을 차단, 정지시킨다.

이때, 상기 공급컨베이어(110)는 계속 가동되는 상태이다.

그리고 선행하는 용기의 손잡이 조립이 완료되면, 상기 1차대기판(122)이 하강하므로 정지되었던 용기는 다시 이송되고 상기 위치센서(151,152)에 의해 감지되면서 상기 2차대기판(142)이 상승하면서 용기를 정지시킨다. 그리고 용기는 상기 리프터(130)의 리프팅판(132)에 거치된다.

다음으로 상기 손잡이공급수단(200)에 의해 손잡이(1)가 공급된다. 당연히 상기 손잡이공급수단(200)은 상기 용기공급수단(100)과 연동되어 용기 1개에 손잡이 1개씩 공급되도록 제어되므로 용기 공급과 손잡이 공급은 동시에 진행된다.

상기 테이블(211)에 병렬로 배열된 손잡이들은 상기 실리콘 벨트(213)에 의해 간헐적으로 이동한다.

그리고 상기 스토퍼(221)에 의해 정지하게 되고 상기 이송롤러(212)가 정지되면 상기 지그부재(222)가 두번째 손잡이(1-2)를 가압하여 고정하며, 상기 그리퍼(231)가 첫번째 손잡이(1-1)를 그리핑한 상태로 상기 회전실린더(232)에 의해 180°회전한다.

회전한 손잡이(1)는 상기 손잡이조립수단(300)으로 전달된 상태에서 대기한다.

손잡이(1)의 전달, 대기와 동시에 상기 손잡이조립수단(300)에 의해 용기를 클램핑하고, 상승시켜 조립을 준비한다.

구체적으로 상기 승강실린더(312)에 의해 상기 지그캡(311)이 하강하면서 용기의 입구에 맞춤삽입 결합된다.

용기가 결합된 상태에서 상기 승강실린더(312)에 의해 용기를 상승시키고, 동시에 상기 리프터(130)도 작동하여 상기 리프팅판이 용기를 지지하면서 상승한다.

그리고 상기 정렬모터(313)의 작동으로 용기를 회전시키면서 상기 끼움홀(2a)을 감지하여 용기가 정확한 위치에 정지하도록 제어한다.

여기서, 상술한 바와 같이 상기 검사수단(400)에 의해 조립 및 인쇄불량 여부를 검사한다.

용기가 정렬되면 상기 손잡이정렬부(320)의 상기 롤러실린더(322)에 의해 상기 정렬롤러(321)가 하강하면서 내측에 대기하는 손잡이(1)의 양단을 가압하여 90°벤딩시킨다.

벤딩된 손잡이(1)의 끼움돌기(1a)는 용기의 끼움홈(2a)에 정렬되어 압입될 준비가 된다.

연이어 상기 압입실린더(331)가 작동하여 로드가 손잡이(1)의 양단을 타격하면 상기 끼움돌기(1a)가 끼움홀(2a)에 압입되면서 손잡이(1)의 조립이 완료된다.

조립 후 상기 정렬모터(313)의 재작동으로 용기를 회전시켜 상술한 바와 같이 인쇄된 부분이 동일한 방향을 향하도록 용기를 정렬한다.

용기가 정렬되면 상기 지그캡(311)이 하강하여 용기가 상기 공급컨베이어(110)에 거치되게 하는데, 이때 상기 리프팅판(132)도 하강한다.

용기가 하강하는 순간 상기 용기취출수단(500)이 작동한다.

즉, 상기 클램핑실린더(510)가 작동하여 상기 클램퍼(520)를 전진시키면 상기 클램퍼(520)가 용기의 외주면에 밀착되면서 용기를 고정한다. 이 상태에서 상기 지그캡(311)이 상승하면 상기 지그캡(311)이 용기로부터 빠지면서 용기는 취출된다.

취출된 용기는 상기 공급컨베이어(110)에 의해 이송되어 상기 용기적재수단(600)의 배출롤러(610)로 진입한다.

상기 배출롤러(610)에 의해 이송되는 용기는 상기 정지실린더(650)의 정지바(651)가 전진하므로 상기 제1용기적재수단(600) 또는 제2용기적재수단(600')의 앞에서 정지한다.

이것은 상기 손잡이조립수단(300)에 의해 손잡이를 조립하는 과정에서 상기 크기센서가 용기의 크기를 미리 감지하고 그 정보에 의해 용기가 상기 제1용기적재수단(600) 또는 제2용기적재수단(600')으로 보내어진다.

즉, 용기의 크기 정보에 따라 상기 배출롤러(610)가 제어되어 조립이 완료된 용기는 해당되는 용기적재수단(600) 앞에 정지한다.

용기가 정지하면, 상기 적재승강실린더(621)가 작동하여 상기 승강판(623)이 하강하고, 마주하는 상기 거치부재(633) 사이에 용기가 위치하면 상기 그리핑실린더(634)가 작동하여 상기 거치부재(633)가 전진하게 된다.

전진하는 거치부재(633)의 거치홈(633a)에 용기의 외주면이 밀착되면 상기 그리핑실린더(634)의 작동은 정지하고 상기 적재승강실린더(621)가 작동되어 상기 승강판(623)이 상승한다. 이때, 상기 정지바는 후진한다.

따라서, 상기 거치부재(633)에 용기의 보강리브가 걸리면서 용기는 상기 거치부재(633)에 거치된 상태로 상승 이동한 후 대기한다.

다음 용기가 다시 도착하면, 상기 정지바의 전진에 의해 정지되고, 상기 승강판(623)이 다시 하강하면서, 기 거치된 용기의 하단이 새로운 용기의 입구에 인입되어 2단으로 적재가 이루어진다.

여기서, 적재와 동시에 상기 거치부재(633)가 후진하고 상기 승강판(623)이 더 하강한다. 그리고 상기 거치부재(633)는 1단에 위치하는 새로운 용기의 외주면에 위치한다.

이 상태에서 상기 거치부재(633)가 다시 전진하여 1단의 용기를 거치한 상태에서 상기 승강판(623)이 상승하면 2개가 적재된 용기 전체가 거치된 상태로 상승 이동한 후 대기한다.

이때, 용기는 인쇄방향과 손잡이 방향이 동일하게 적재된다.

만일, 어느 하나의 크기를 가지는 용기가 일정수량 이상 적재되면 상기 승강판(623)은 적재된 용기 전체를 하강시키고, 상기 거치부재(633)는 하강된 용기 전체로부터 후진하여 구속을 해제한다.

그리고 상기 푸싱부재(642)가 전진하여 적재된 용기 전체를 밀어 배출할 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 용기공급수단 110 : 공급컨베이어
111 : 좌벨트 112 : 우벨트
120 : 1차스토퍼 121 : 1차스토퍼실린더
122 : 1차대기판 130 : 리프터
131 : 리프팅실린더 132 : 리프팅판
140 : 2차스토퍼 141 : 2차스토퍼실린더
142 : 2차대기판 151, 152 : 위치센서
200 : 손잡이공급수단
210 : 배열이송부 211 : 테이블
212 : 이송롤러 213 : 실리콘 벨트
220 : 개별공급부 221 : 스토퍼
222 : 지그부재 230 : 정위치공급부
231 : 그리퍼 232 : 회전실린더
300 : 손잡이조립수단
310 : 용기정렬부 311 : 지그캡
312 : 승강실린더 313 : 정렬모터
314 : 정렬벨트 320 : 손잡이정렬부
321 : 정렬롤러 322 : 롤러실린더
330 : 압입부 331 : 압입실린더
400 : 검사수단
410 : 조립검사용비젼카메라 420 : 인쇄검사용비젼카메라
500 : 용기취출수단 510 : 클램핑실린더
520 : 클램퍼 521 : 클램핑홈
600 : 용기적재수단(제1용기적재수단)
600' : 제2용기적재수단
610 : 배출롤러 620, 620' : 적재승강부
621, 621' : 적재승강실린더 622, 622' : 승강레일
623, 623' : 승강판 630, 630' : 적재부
631, 631' : 앵글프레임 632, 632' : 그리핑레일
633, 633' : 거치부재 633a : 거치홈
634, 634' : 그리핑실린더 640, 640' : 푸싱부
641, 641' : 푸싱실린더 642, 642' : 푸싱부재
650, 650' : 정지실린더 651, 651' : 정지바
700 : 지지프레임
1 : 손잡이 1-1 : 첫번째 손잡이
1-2 : 두번째 손잡이 1a : 끼움돌기
2 : 용기 2a : 끼움홀

Claims

손잡이의 양단에 형성된 끼움돌기가 용기의 양측에 형성된 끼움홀에 끼움 결합될 수 있도록 압입하여 조립하는 용기손잡이 조립시스템에 있어서,
지지프레임;
상기 지지프레임의 일측 하부에 설치되어 사출 성형되고 외주면에 인쇄가 이루어진 용기를 하나씩 순차적으로 타측으로 이송, 공급하는 용기공급수단;
상기 지지프레임의 일측 상부에 설치되어 스트랩 형상의 손잡이를 병렬로 배열한 상태에서 하나씩 순차적으로 타측으로 이송, 공급하는 손잡이공급수단;
상기 지지프레임의 중앙에 설치되고, 상기 용기공급수단에서 공급된 용기를 고정하며, 상기 손잡이공급수단에서 공급된 손잡이를 용기의 상측에 벤딩시키고, 벤딩된 손잡이의 양측에서 타격하여 상기 끼움돌기를 끼움홀에 압입시키는 손잡이조립수단;
상기 손잡이조립수단의 일측에 구비되어 손잡이 조립상태 및 용기에 인쇄된 문양이나 텍스트를 촬영하여 불량여부를 판단하는 검사수단;
상기 손잡이조립수단의 하측에 설치되고, 상기 손잡이조립수단에서 조립된 용기를 분리, 취출하는 용기취출수단;
상기 지지프레임의 타측에 설치되고, 상기 용기취출수단에서 취출된 용기를 크기별로 적재하는 용기적재수단;을 포함하여 이루어지는 용기손잡이 자동조립시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 용기공급수단은,
한 쌍의 벨트가 이격되어 용기를 거치한 상태로 수평 이송하는 공급컨베이어와, 상기 공급컨베이어 사이에 수직으로 구비되어 이송되는 용기를 1차 대기시키는 1차스토퍼와, 상기 1차스토퍼를 통과한 용기를 거치, 지지하면서 리프팅시키는 리프터와, 상기 리프터에 도달한 용기가 상기 리프터에 안착되도록 정지시키는 2차스토퍼를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용기손잡이 자동조립시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 검사수단은,
손잡이조립부에서 손잡이 조립 중인 용기의 외측을 둘러 하나 이상 구비되어 손잡이 조립상태를 촬영하는 조립검사용비젼카메라와, 상기 조립검사용비젼카메라의 하측에 구비되어 용기 표면의 인쇄상태를 촬영하는 인쇄검사용비젼카메라와, 상기 조립검사용비젼카메라와 인쇄검사용비젼카메라에서 촬영된 이미지를 판독하여 불량으로 판독된 경우 경고하고 상기 손잡이조립부에서 손잡이 조립을 중단시키는 판독제어부 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용기손잡이 자동조립시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 용기취출수단은,
상기 용기공급수단에 의해 하강된 용기의 양측에서 전진하여 클램핑하는 클램퍼와, 상기 클램퍼를 전진구동하는 클램핑실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용기손잡이 자동조립시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 용기적재수단은,
상기 용기취출수단의 전방에 수평으로 설치되고 복수개가 회전하면서 손잡이 조립이 완료된 용기를 이송하는 배출롤러와, 상기 배출롤러의 전방에 설치되어 이송되는 용기를 정지시키는 정지실린더와, 상기 배출롤러의 상측에 설치되어 적재된 용기들을 승강시키는 적재승강부와, 상기 적재승강부에 결합되어 승강되며 상기 배출롤러에 의해 이송되는 용기를 적재한 상태로 승강시키는 적재부와, 상기 배출롤러의 일측에 설치되어 일정수량 적재가 완료된 용기들을 일측으로 밀어 배출하는 푸싱부를 포함하여 이루어지되,
상기 용기적재수단은 복수개가 구비되어 상기 손잡이조립수단에서 용기의 크기를 감지한 정보를 기준으로 크기별로 적재시키고, 손잡이 및 인쇄방향이 동일하게 적재되는 것을 특징으로 하는 용기손잡이 자동조립시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 적재부는,
상기 적재승강부에 결합되어 승강하고 '┏┓' 형상으로 이루어지는 앵글프레임과, 상기 앵글프레임(631)의 양측에 고정되는 그리퍼레일과, 상기 그리퍼레일의 내측에 안착되어 수평으로 슬라이딩되는 그리퍼와, 상기 그리퍼를 전후진시키는 그리핑실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 용기손잡이 자동조립시스템.