KR102283825B1

KR102283825B1 - 중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러

Info

Publication number: KR102283825B1
Application number: KR1020200009826A
Authority: KR
Inventors: 선병수
Original assignee: 선병수
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-07-29

Abstract

본 발명에 따른 중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러는, 일정 높이로 기립되어 테이블을 지지하는 지지대; 상기 지지대의 상단에서 수평 방향으로 연장된 것으로, 스텝모터에 의해 롤러를 회전시켜 컨베이어 벨트를 구동시킴으로 농수산식품을 이동시키는 테이블; 상기 테이블의 상부 일 측에서 농수산식품을 감싸는 포장지의 일 측을 실링 처리하는 실링부; 상기 테이블의 선단에서 상기 테이블과 동일선상으로 위치한 것으로, 상기 농수산식품의 중량을 측정하는 로드셀을 구비한 중량 측정부; 상기 농수산식품의 기준 중량 정보를 저장한 중량 데이터베이스와, 상기 측정한 중량과 상기 기준 중량 정보의 차이를 비교하여 알람을 발생하는 알람부를 구비한 컨트롤러;를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러에 의하면, 농수산식품을 실링 처리하는 밴드 실러에 중량 측정 수단을 구비하여 농수산식품의 중량을 측정하기 위한 별도의 번거로운 공정 없이 실링 처리 직전에 간편하게 중량을 측정함으로써 신속한 공정 처리 환경을 도모할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러{BAND SEALER FOR AGRICULTURAL FOOD PACKING WITH MEASUREMENT FUNCTION}

본 발명은 중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러에 관한 것으로서, 보다 상세히는 농수산식품을 담은 포장지를 실링 처리하되 실링 처리 이전에 농수산식품의 중량을 체크하여 중량 기준으로 불량품을 미연에 선별할 수 있는 밴드 실러에 관한 것이다.

밴드 실러(band sealer)는 비료, 사료, 곡물, 식품을 담은 용기 또는 포장지의 이음매를 봉하여 포장하는 기계를 말하는 것으로서, 작업자 또는 기계에 의해 일정량의 곡물을 포장지의 일 측이 개방된 개방 부위를 통해 담은 다음 이 밴드 실러를 통해 개방 부위를 밀봉 처리한다.

이러한 밴드 실러는 곡물이나 식품 등의 제품을 포장 처리하는 과정의 일부 과정을 담당하는데, 대량의 식품 등을 포장하는 공장시설의 필요 없는 소량 또는 중량의 식품을 포장하는 환경에서는 작업자의 수작업으로 농수산식품을 포장지에 담은 다음 이를 밴드 실러로 밀봉 처리하고 이후에 포장박스에 이들을 담는 과정으로 포장 절차를 수행하게 된다.

이와 같이 공지의 소량 포장 환경에서는 포장지에 식품을 담은 다음 밴드 실러로 이를 실링 처리하는데, 특히 작업자가 수작업으로 포장지에 식품을 담는 경우에는 정확하게 정량이 담기지 않고 정량과 다른 중량이 담길 수 있는 우려가 따른다.

이를 방지하기 위해, 포장지에 식품 등을 담은 다음 각 식품의 중량을 측정한 다음 밴드 실러를 통해 실링 처리를 할 수 있으나 이 경우 전체 포장 공정이 지연될 수 있는 문제가 발생할 수 있다.

국내 특허 제 1985728호인 농산물 선별장치의 포장 중량 제어 시스템은 농산물의 중량을 측정하여 포장을 제어하는 기술로서, 이에 따르면 농산물의 중량을 측정하여 포장상자로 순차적으로 이송되는 각 농산물의 중량을 합산 처리하면서 포장상자의 중량을 제어한다고 게시되어 있다.

그런데 이 기술은 농산물의 중량을 측정한 다음 곧바로 포장상자에 담기 때문에 포장상자에 담기 이전에 포장지 등으로 감싸일 필요가 있는 농산물의 경우 별도의 실링 처리를 수행할 필요가 있는데, 이러한 별도의 실링 처리 수단에 대해서는 언급이 없고 더 나아가 차폐부재에 의해 이송되는 농산물을 차단하는데 이러한 차폐부재가 기립됨에도 불구하고 배출 동작이 계속적으로 이루어져 이송 라인이 구동될 경우 차폐부재 근처에서 농산물이 병목되는 불필요한 현상이 발생할 뿐 아니라 이로 인해 이송 라인의 고장을 유발할 수 있다는 단점이 따른다.

따라서, 농산물을 포장박스에 담기 전에 포장지에 의해 실링 처리할 수 있는 수단을 구비하면서 포장지에 농산물의 정량이 담겼는지 여부를 측정함과 아울러 복잡한 기계적 구성없이 컨베이어 벨트를 중심으로 하는 이송 라인의 구동 제어를 통하여 정량이 아닌 농산물을 손쉽게 선별할 수 있는 신규하고 진보한 밴드 실러를 개발할 필요가 따른다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 농수산식품을 포장박스에 담기 전에 포장지에 의해 실링 처리하되 실링 처리 이전에 농산수산식품의 중량을 측정하여 포장지에 담긴 농수산식품이 정량인지 여부를 손쉽게 선별할 수 있는 밴드 실러를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 정량이 아닌 농수산식품을 발견한 경우 직관적인 알람 수단에 의해 알람을 발생하는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 정량이 아닌 농수산식품을 별도의 이송라인으로 이동시킬 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 정량이 아닌 농수산식품의 중량 고저에 따라 별도의 이송라인으로 차별적으로 이송함으로써 작업자의 직관적 선별 능력을 보조하도록 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러는, 일정 높이로 기립되어 테이블을 지지하는 지지대; 상기 지지대의 상단에서 수평 방향으로 연장된 것으로, 스텝모터에 의해 롤러를 회전시켜 컨베이어 벨트를 구동시킴으로 농수산식품을 이동시키는 테이블; 상기 테이블의 상부 일 측에서 농수산식품을 감싸는 포장지의 일 측을 실링 처리하는 실링부; 상기 테이블의 선단에서 상기 테이블과 동일선상으로 위치한 것으로, 상기 농수산식품의 중량을 측정하는 로드셀을 구비한 중량 측정부; 상기 농수산식품의 기준 중량 정보를 저장한 중량 데이터베이스와, 상기 측정한 중량과 상기 기준 중량 정보의 차이를 비교하여 알람을 발생하는 알람부를 구비한 컨트롤러;를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 알람부는, 적색등 및 녹색등을 구비한 경고등을 구비하여, 상기 측정한 중량과 상기 기준 중량 정보의 차이 시 상기 적색등을 점등 처리하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 테이블은, 상기 테이블의 선단에서 일정 거리 이격된 상기 중량 측정부의 주변 영역에서 상기 테이블의 연장 방향과 수직 방향으로 연장되어 상기 농수산식품을 상기 테이블의 외측으로 이송시키는 이송 수단을 구비한 서브 테이블을 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 알람부의 알람 발생 이후 상기 주변 영역에 상기 농수산식품이 안착 시 상기 스텝모터 및 상기 실링부의 구동을 중단시키고 상기 서브 테이블의 이송 수단을 구동시키는 서브 테이블 구동모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러에 의하면,

1) 농수산식품을 실링 처리하는 밴드 실러에 중량 측정 수단을 구비하여 농수산식품의 중량을 측정하기 위한 별도의 번거로운 공정 없이 실링 처리 직전에 간편하게 중량을 측정함으로써 신속한 공정 처리 환경을 도모할 수 있고,

2) 농수산식품이 정량이 아닐 경우 알람을 발생하여 작업자가 직관적이면서 신속하게 후속 작업을 수행할 수 있는 기반을 갖추며,

3) 정량이 아닌 농수산식품을 별도의 방향으로 이송시켜 작업의 혼선을 초래하는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라,

4) 정량이 아닌 농수산식품의 이송 방법을 작업자가 직관적으로 인식할 수 있도록 차별화를 시켜 정량보다 무겁거나 낮은 농수산식품의 선별을 신속하게 수행할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 농수산식품 포장용 밴드 실러의 주요 구성을 촬영한 정면 사진.
도 2는 본 발명의 농수산식품 포장용 밴드 실러의 전체 외관을 도시한 정면도.
도 3은 도 2의 실러에 중량 측정부가 장착된 상태를 확대 촬영한 사진.
도 4는 본 발명의 테이블에 서브 테이블이 장착된 상태를 개략적으로 도시한 평면도.
도 5는 컨트롤러의 세부 구성을 도시한 블록도.
도 6은 본 발명의 농수산식품의 중량 별 이동 시간을 나타낸 그래프의 일 실시예를 도시한 개념도.
도 7은 그래프의 싱크 구간 및 타겟 구간의 일 실시예를 도시한 개념도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 농수산식품 포장용 밴드 실러의 주요 구성을 촬영한 정면 사진이다.

도 1에서는 본 발명의 밴드 실러의 기본 구성을 도시한 것으로, 도 1을 보아 알 수 있듯이 본 발명의 밴드 실러는 지지대(40), 테이블(10), 실링부(30)를 포함한다.

지지대(40)는 후술할 테이블(10)을 지지하면서 일정 높이로 기립된 지지체를 의미한다. 이러한 지지대(40)의 저면에는 이동의 편의성을 위해 캐스터가 복수 개로 장착될 수 있고, 지지대(10)의 일 측 빈 공간에 후술할 스텝모터가 위치하는 것도 가능하다.

테이블(10)은 지지대(40)의 상단에서 일정 면적을 확보한 상태로 수평 방향으로 연장된 것으로, 이 테이블(10)에는 컨베이어 벨트(11)가 롤러(12)에 의해 감싸인 상태를 취한다. 즉, 본 발명의 테이블(10)은 공지의 컨베이어 벨트에 의한 이송 구조로 이루어져 있다.

롤러(12)는 컨베이어 벨트(11)의 일 측부 또는 양 측부에 위치하여 스텝모터(미도시)에 연결된 구조를 가지는데, 이 스텝모터의 회전에 의해 롤러(12)가 회전되면서 컨베이어 벨트(11) 역시 회전되고 이 과정에서 테이블(10)의 상단에 안착된 농수산식품을 테이블의 일 측에서 타 측으로 이동시키는 것이 가능하다.

실링부(30)는 테이블(10)의 상부 일 측, 구체적으로 테이블의 선단에서 일정 거리만큼 타 측으로 진입된 위치에 설치된 상태에서 농수산식품을 담은 포장지의 개방 일 측을 실링 처리하는 기능을 제공한다.

이러한 실링부(30)는 1쌍의 롤(31)을 포함하여 포장지의 개방 일 측이 이 롤(31) 사이를 지나면서 실링 처리를 하는데, 이때 실링부의 추가 구성인 실링 처리 수단에 의해 롤(31) 사이에 접착제를 공급하여 접착 및 압착 방식으로 실링 처리를 하거나 아니면 히터를 구비한 실링 처리 수단에 의한 온열 공급으로 가열 밀봉하는 것이 가능하며, 이러한 구체적인 실링 처리 수단은 공지의 실러에 구비된 세부 구성과 같으므로 구체적인 설명은 생략하기로 하되 본 발명의 실링부(30)는 어느 특정 구조의 실링부(30)에 제한되지 않는다.

이와 같은 본 발명의 기본 구성에 따르면, 농수산식품은 작업자에 의하여 일 측이 개방된 포장지에 담긴 상태에서 본 발명의 실러로 이동되는데 테이블(10)의 일 측, 선단 측에 농수산식품이 안착되면 작업자가 농수산식품의 포장지의 개방 측을 실링부(30)의 롤(31) 사이에 위치시킨 다음 롤(31)의 회전 구동에 의해 포장지를 압착하면서 실링을 수행하고, 실링 처리된 농수산식품은 테이블(10)의 길이 방향을 따라 타 측으로 이송될 수 있다.

즉, 농수산식품은 일 측이 개방된 포장지에 담긴 상태로 테이블에 안착되고 이 개방된 포장지의 일 측을 본 발명의 실러에 의해 실링 처리한 다음 실링이 완료된 농수산식품을 복수 개로 담는 포장 박스가 위치한 테이블(10)의 타 측으로 이동시키는 것이다.

도 2는 본 발명의 농수산식품 포장용 밴드 실러의 전체 외관을 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2의 실러에 중량 측정부가 장착된 상태를 확대 촬영한 사진이다.

도 2,3을 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 실러는 도 1에 따른 기본 구성에 중량 측정부(50)와 컨트롤러(100)를 추가로 포함한다.

중량 측정부(50)는 테이블(10)의 일 측, 즉 선단에서 테이블(10)과 동일선상에 위치한 상태에서 로드셀을 통해 농수산식품의 중량을 측정하는 기능을 수행한다.

즉, 농수산식품은 테이블(10)에 안착하기 전에 먼저 중량 측정부(50)에 안착되어 중량이 측정되는데, 로드셀은 테이블(10)과 동일선상으로 일정 면적을 제공하는 중량 측정 테이블(51)에 장착되어 있다. 더불어, 중량 측정부(50)는 측정된 중량을 시각적으로 표시하는 표시 수단을 구비하는 것도 가능하다.

더 나아가, 중량 측정부(50)는 측정된 농수산식품의 중량을 탈착지에 인쇄하는 인쇄 수단을 구비하는 것이 가능하여, 후술할 기준 중량과 다른 농수산식품을 담은 포장지에 작업자로 하여금 이를 부착하도록 함으로써 별도로 선별한 기준 중량과 다른 농수산식품의 중량이 기준 중량보다 큰지 아니면 작은지 어느 정도로 크거나 작은지 여부를 작업자로 하여금 편리하게 확인할 수 있어 후속 선별 과정의 편의성을 제공하는 기능을 담당할 수 있다.

정리하면, 본 발명의 샌더는 테이블(10)에서 농수산식품의 포장지를 실링 처리하기 전에 농수산식품의 중량을 먼저 측정하여 기준 중량과 비교 판단하는 방식으로 농수산식품의 정량 판별 여부를 수행할 수 있다.

컨트롤러(100)는 중량 측정부(50)의 일 측에 위치한 상태에서 중량 데이터베이스(110)와 알람부(120)를 구비한다.

중량 데이터베이스(110)는 농수산식품 별로 책정된 정량이라 할 수 있는'기준 중량'에 대한 정보, 즉 기준 중량 정보를 저장한 데이터의 집합체로서, 예를 들어 2020년 1월 10일에 납품되는 A라는 농수산식품은 정량이 300g이고, 항시 출하되는 S라는 농수산식품은 450g와 같이 각각의 농수산식품 별로 정량에 대한 정보를 데이터베이스로 처리한 것이다.

알람부(120)는 중량 측정부(50)에서 측정한 농수산식품의 중량과 해당 농수산식품의 정량으로 저장한 기준 중량 정보를 비교하여 측정된 중량이 기준 중량 정보보다 오차범위를 벗어나는 수준으로 높거나 낮을 경우 알람수단을 통해 알람을 발생시키는 기능을 수행한다.

이 알람부(120)의 알람수단은 시각적, 청각적 수단 등으로 다양한 구조로 이루어질 수 있는데, 도 3에서는 이 알람수단이 적색등 및 녹색등이 구비된 경고등(121)으로 이루어진 것을 도시하였다. 이에 따르면, 측정된 중량이 기준 중량 정보보다 오차범위를 벗어나도록 높거나 낮을 경우 적색등을 점등하고, 측정된 중량과 기준 중량 정보가 같으면 녹색등을 점등하는 것이 가능하다. 이때, 적색등의 점등 시 주의를 환기하기 위해 사운드를 추가로 함께 출력하는 것도 가능하다.

이와 같이 농수산식품의 중량이 기준 중량과 차이를 가질 경우 작업자가 이를 선별하여 실링 처리를 하지 않고 다시 중량을 기준 중량에 맞추는 후속 작업을 수행할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.

추가적으로, 컨트롤러(100)는 상술한 적색등이 점등되는 순간 테이블(10)의 롤러(12)의 회전을 멈추게 하여 컨베이어 벨트(110)의 이동을 중지함과 아울러, 실링부(30)의 롤(31)의 회전 및 실링 처리 수단의 구동을 중지하는 이상 구동모듈(130)을 포함하는 것이 가능하다.

이러한 이상 구동모듈(130)에 의하면, 농수산식품이 연속적으로 테이블(10)에 안착된 상태로 이송될 때 작업자의 부주의로 기준 중량이 아닌 농수산식품이 실수로 테이블(10)의 타 측으로 이송되거나 포장지를 실링 처리하는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 테이블에 서브 테이블이 장착된 상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.

본 발명의 테이블(10)은 농수산식품의 중량이 기준 중량과 맞지 않을 경우 알람을 출력하는 것은 물론, 해당 농수산식품을 정상적인 이송 위치인 테이블의 타 측 방향으로 이송시키는 것이 아니라 이상 판정된 농수산식품만을 별도로 보관할 수 있는 특정 위치로 이송시킬 수 있다.

즉, 테이블(10)은 중량 측정부(50)의 주변 영역에서 테이블(10)의 연장 방향과 수직 방향으로 연장되어 기준 중량과 다른 농수산식품을 테이블(10)의 외측으로 이송시키는 이송 수단을 구비한 서브 테이블(20)을 포함하는 것이 가능하다.

본 발명에서 '주변 영역'이라 함은 중량 측정부(50)와 제일 먼저 접하는 테이블의 선단 부위에서 후단 방향으로 일정 거리 이격된 부위를 의미하는데, 이 부위는 실링부(30)가 위치하기 이전의 위치로서 다시 말해 주변 영역은 테이블(10)의 선단과 실링부(30) 사이에 위치한 영역이라 할 수 있다.

서브 테이블(20)은 이 주변 영역에서 테이블(10)의 연장 방향과 다른 방향, 예를 들어 테이블의 연장 방향과 수직 방향을 따라 연장된 별도의 테이블을 의미하는바, 이 서브 테이블(20) 역시 테이블(10)과 마찬가지로 컨베이어 벨트와 롤러를 포함한 이송 수단이 구비되어 주변 영역에 안착된 농수산식품을 서브 테이블(20)의 연장 방향을 따라 서브 테이블(20)의 단부로 이동시키는 것이 가능하다.

이를 위하여, 컨트롤러(100)는 알람부(120)의 알람 발생 이후 상기 주변 영역에 기준 중량과 다른 농수산식품이 안착 시 테이블(10)의 롤러(12)를 회전시키는 스텝모터 및 실링부(30)의 구동을 중단시키면서 서브 테이블(30)의 이송 수단을 구동시키는 서브 테이블 구동모듈(140)을 포함한다.

이러한 서브 테이블(20) 및 서브 테이블 구동모듈(140)에 의하면, 연속적인 농수산식품의 실링 작업을 수반할 때 작업자가 기준 중량과 다른 농수산식품을 별도의 위치로 일일이 이를 옮기는 동작을 수행하는 번거로움과 불편함을 해결할 수 있는 특성을 구비한다.

이때, 서브 테이블(20)은 주변 영역의 일 측(서브 테이블의 연장 방향의 대향 측)에서 서브 테이블(20)의 연장 방향으로 신축되는 푸싱 로드(21)를 추가로 구비하여, 주변 영역에 기준 중량과 다른 농수산식품이 위치하였을 때 푸싱 로드(21)를 신장 구동시켜 해당 농수산식품을 서브 테이블(20)의 길이 방향을 따라 밀어내는 것이 가능하다. 이로써, 주변 영역에 위치한 농수산식품을 서브 테이블(20) 측으로 수작업으로 이동시켜야 하는 작업자의 번거로움을 더욱 줄일 수 있는 편의성을 제공한다.

추가적으로, 서브 테이블 구동모듈(140)은 기준 중량 정보와 해당 농수산식품의 측정한 중량의 차이의 고저에 따라 테이블(10)의 선단에서 상술한 주변 영역까지 농수산식품을 이동시키기 위한 스텝모터의 회전속도를 차등 조절하는 차등 제어부(141)를 포함한다.

즉, 본 발명의 테이블(10)의 선단에서 주변 영역까지의 부위는 컨베이어 벨트(11)가 깔려 있는 부위이기 때문에 스텝모터의 구동에 의해 롤러(12)가 회전하면서 이에 안착된 농수산식품을 테이블(10)의 타 측으로 이동시킬 수 있는데, 우선적으로 테이블(10)의 선단에 안착된 기준 중량과 다른 농수산식품을 스텝모터의 구동으로 주변 영역까지 이동시키되, 이와 같이 이동되는 속도를 스텝모터의 회전속도를 차등적으로 처리하여 차별화할 수 있다는 의미이다.

예를 들어, 기준 중량보다 가벼운 농수산식품은 스텝모터의 회전속도를 기준 속도보다 빠르게 처리하여 주변 영역까지 신속히 이동시킬 수 있고, 기준 중량보다 무거운 농수산식품은 이와 반대로 스텝모터의 회전속도를 기준 속도보다 늦게 처리하여 주변 영역까지 상대적으로 느리게 이동시킬 수 있다.

이에 따르면, 농수산식품의 이동 속도의 차이를 작업자가 육안으로 직관적으로 관찰 및 판별하면서 기준 중량과 다른 농수산식품을 중량의 고저 별로 보다 구체적으로 세부 분류할 수 있게 처리하는 것이 가능하다.

이때, 서브 테이블(20)은 기준 중량보다 낮은 농수산식품용과 기준 중량보다 무거운 농수산식품용으로 각각 1개씩, 총 2개로 구비될 수도 있다.

도 5는 컨트롤러의 세부 구성을 도시한 블록도이고, 도 6은 본 발명의 농수산식품의 중량 별 이동 시간을 나타낸 그래프의 일 실시예를 도시한 개념도이다.

상술한 바와 같이, 테이블(10)의 선단에 농수산식품을 올려놓으면 롤러(12)의 구동으로 근접 영역까지 이동된 다음 기준 중량과 차이를 가지는지 여부에 따라 계속적으로 테이블(10)의 연장 방향을 따라 이동할지, 아니면 서브 테이블(20)로 방향을 선회하여 이동할지 결정된다.

특히, 상술한 차등 제어부(141)에 의해 농수산식품의 중량 차이의 고저에 따라 스텝모터의 회전속도를 차등 조절, 다시 말해 기준 중량보다 무거운 농수산식품의 경우 상대적으로 늦게 이동시키고 기준 중량보다 가벼운 농수산식품의 경우 상대적으로 빠르게 이동시키는 방식으로 농수산식품이 테이블(10)의 선단에서 근접 영역까지 이동하는 속도를 차등 처리하도록 스텝모터의 회전속도를 조절할 수 있는데, 이때 농수산식품의 중량에 따라 이론상의 스텝모터의 회전속도와 실제 농수산식품의 테이블 상의 이동속도가 차이가 날 수 있다. 물론 농수산식품의 중량의 고저 차이가 크지 않아 정량적인 스텝모터의 회전속도로서 농수산식품의 중량에 상관없이 동일한 이동 속도를 보장할 수도 있으나, 도면에 도시된 바와 같이 테이블이 크지 않기 때문에 농수산식품의 중량에 의해 이동 속도에 영향을 줄 수 있다는 전제 하에 후술하도록 한다.

예를 들어, 스텝모터가 "A" cm/s라는 테이블(10)(정확히는 컨베이어 벨트)의 이동속도를 예상하여 회전되었는데 농수산식품의 중량이 무거워 이에 따른 롤러(12)에 작용하는 정지 마찰력 및 운동 마찰력에 의해 롤러(12)의 회전력이 일부 손실되어 실제 테이블의 이동속도는 A보다 작은 속도를 가질 수 있다.

이러한 문제는 특히 농수산식품이 무거울 경우 발생할 가능성이 높고 이 경우 작업자가 이동속도를 육안으로 직관에 의해 파악할 때 농수산식품의 실제 중량보다 더 무거운 것으로 파악하게 되는 일종의 혼동을 야기할 수 있기 때문에 이론상 농수산식품의 이동속도보다 실제 농수산식품의 이동속도가 늦게 이루어지는 것을 보정, 해당 중량의 농수산식품이 가질 것으로 예상되는 이동 속도로 보상할 필요가 따른다.

이를 위해, 도 5를 보아 알 수 있듯이 컨트롤러(100)는 학습정보 생성모듈(150), 변화량 파악모듈(160)을 추가로 포함할 수 있으며, 이에 대응하여 차등 제어부(141)는 후술할 변화량 파악모듈(160)의 분석 결과에 따라 스텝모터의 회전속도를 차등 구동 제어하는 실시예를 추가로 제시한다.

구체적으로, 학습정보 생성모듈(150)은 테이블의 선단에서 상기 주변 영역까지 상기 농수산식품의 이동 시간을 상기 농수산식품의 종류 및 중량 별로 학습하여 학습 정보를 생성하는 역할을 수행한다. 즉, 특정 종류에 대한 농수산식품의 중량 별로 테이블(10)의 선단에서 주변 영역까지 농수산식품의 이동 시간을 기록하고 저장함으로써 도 6과 같은 학습 정보를 생성할 수 있다.

변화량 파악모듈(160)은 상기 학습 정보의 상기 이동 시간에 대한 변화량을 분석하여 파악하는 기능을 제공하는 것으로서, 여기서 이동 시간의'변화량'이라 함은 농수산식품의 중량의 증감에 따라 농수산식품의 이동속도의 증감된 척도를 의미한다.

도 6을 참조하여 예를 들면, 테이블(10)의 선단에서 주변 영역까지의 거리는 고정된 상태에서 농수산식품의 중량을 x축, 테이블의 선단에서 주변 영역까지 해당 농수산식품이 이동한 시간(이하, '이동 시간'이라 한다)을 y축이라 할 때 이론상으로는 농수산식품의 중량 증가에 따라 이동 시간이 선형(linear)으로 비례하면서 증가할 것으로 예측되나 실제 그래프에서는 반드시 선형으로 비례하지 않고 증감되는 구간이 존재하게 된다. 즉, 특정 농수산식품의 중량에서 이론상 S라는 이동 시간이 도출되어야 하는데 실제 이동 시간은 T라 할 때, 해당 농수산식품에서의 변화량은 S에서 T를 뺀 값, 즉 S - T가 되며 이 변화량은 이동 시간이 증가한 경우, 즉 이동 속도가 더 늦어진 경우에는 (+)값이 되고 이동 시간이 감소한 경우, 즉 이동 속도가 더 빨라진 경우에는 (-)값이 된다.

이와 같은 변화량 파악모듈(160)에서 도출된 특정 농수산식품의 중량에 대한 이동 시간의 변화량에 따라 차등 제어부(141)는 스텝모터의 회전속도를 차등 구동 제어하는데 변화량이 (+)값인 경우에서는 스텝모터의 회전속도를 증가하도록 구동 제어하고 그 반대의 경우에는 스텝모터의 회전속도를 감소하도록 구동 제어함으로써 실제 학습에 의한 이동 시간의 불규칙한 패턴에 대응하여 보다 균일하고 일관되도록, 다시 말해 농수산식품의 중량에 선형 비례하여 작업자의 예측 능력을 유지할 수 있도록 스텝모터의 회전속도를 조절할 수 있다.

도 7은 그래프의 싱크 구간 및 타겟 구간의 일 실시예를 도시한 개념도이다.

추가적으로, 변화량 파악모듈(160)은 이동 시간 정보 생성부(161), 하이 피크 지정부(162), 싱크 파악부(163), 타겟 구간 지정부(164)를 포함할 수 있다.

이동 시간 정보 생성부(161)는 농수산식품의 중량 별 이동시간에 대한 그래프를 생성하는 기능을 제공한다. 이러한 그래프의 일 실시예는 도 6 및 도 7을 통해 도시되었으며 여기서 x축은 농수산식품의 중량, y축은 이동 시간이며 이때 중량의 일 구간 단위는 10g, 50g, 100g 등으로 다양하게 설정될 수 있다.

하이 피크 지정부(162)는 상기 그래프에서 상기 이동 시간이 증가한 지점을 하이 피크 지점으로 설정하는 기능을 수행한다.

즉, 하이 피크 지점이라 함은 이론상 이동시간이 농수산식품의 중량에 선형으로 비례한 것으로 예상된 값보다 큰 값을 가지는 특정 농수산식품의 중량을 가지는 지점을 의미한다. 도 7에서 도시된 바와 같이 하이 피크 지점은 한 그래프에 복수 개로 도출될 수 있다.

싱크 파악부(163)는 상기 그래프에서 상기 하이 피크 지점과 직전 지점 사이에 대한 구간의 기울기를 구한 다음 상기 기울기가 동일한 구간을 싱크 구간으로 파악하는 역할을 수행한다. 여기서, 싱크라 함은 synchronize(동기 또는 동조)의 sync로서 본 발명에서는 동일값을 가진다는 의미를 표현하기 위해 사용된다.

도 7을 참조하여 예를 들어 설명하면, 하이 피크 지점 A와 직전 지점 사이의 기울기가 +0.3일 때(여기서, 중량의 실제 수치인 g 단위값을 무시하고 1칸에 해당되는 구간이기 때문에 분모를 1로 설정하였고, 이러한 분모값에 의해 증가된 이동 시간이 0.3초이므로 기울기를 +0.3으로 설정하였다) 이와 같은 기울기를 가지는 구간 B를 동일 구간으로 설정할 수 있으며, 이러한 하이 피크 A와 B 사이의 구간을 싱크 구간으로 파악할 수 있다. 이러한 싱크 구간은 복수 개로 존재할 수 있는데, 가령 상술한 기울기 +0.3인 사이 구간 이외에 기울기가 +0.4인 사이 구간이 존재하면 이 역시 싱크 구간이 되고 복수 개의 싱크 구간은 중첩될 수도 있다.

이와 같이 하나의 그래프 내에서 싱크 구간은 한 개 또는 복수 개로 설정될 수도 있으며, 정확히 같은 기울기가 존재하지 않고 예를 들어 기울기가 +0.1, +0.5, +0.6과 같은 구간이 존재한다 할 때 기설정된 기준(예를 들어, 0.1초)에 입각하면 +0.5와 +0.6은 동일 기울기를 가진 구간, 즉 동일 구간으로 설정할 수도 있다.

타겟 구간 지정부(164)는 상기 싱크 구간이 복수일 경우 상기 기울기가 가장 높은 싱크 구간을 타겟 구간으로 지정하는 기능을 제공한다. 예를 들어, 한 그래프 내에서 기울기가 +0.3인 싱크 구간 S와 기울기가 +0.4인 싱크 구간 T가 존재한다고 할 때, 기울기가 더 높은 싱크 구간 S가 타겟 구간이 될 수 있다. 도 7에서는 A와 B 사이 구간이 타겟 구간이 된다.

이러한 타겟 구간은 이론에 따른 이동 시간보다 가장 많은 이동 시간의 변화를 보인 구간이 반복된 것이라 예측될 수 있는바, 본 발명에서는 이와 같은 반복을 일종의 특성 패턴으로 인식하여 이 구간에서 스텝모터의 회전속도를 증가하도록 (+)값을 가지는 가중치를 부여하는 것이라 할 수 있다. 다시 말해, 타겟 구간에서 특히 이동 시간이 증가되었기 때문에 이러한 현상을 미연에 방지하기 위해서 스텝모터의 회전속도를 증가하도록 가중치를 부여한 것이다.

더 나아가, 이러한 가중치는 다음의 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.

수학식 1.

여기서, A은 가중치,

은 상기 타겟 구간에서의

번째 단위 중량(즉, x축을 구성하는 중량을 구분한 1칸의 단위)의 이동 시간,

은 상기 타겟 구간에서의 단위 중량의 개수,

은 단위 중량에 순차적으로 부여된 인덱스,

를 의미한다.

이때, 수학식 1은 타겟 구간에서의 중량을 가진 농수산식품을 이동하기 위한 스텝모터의 회전속도에 부여하는 가중치를 산출하는 식이며, 도 7에서 타겟 구간은 400g부터 900g까지 총 6개의 단위 중량이므로 400g인 단위 중량부터 900g까지의 단위 중량까지 순서대로 1, 2, 3, ... 6의 인덱스가 지정될 수 있다. 즉, 타겟 구간 내에서 이동 속도가 높을수록 가중치가 높아지며 이에 따라 스텝모터의 회전속도를 증가시킬 수 있다는 의미이다.

이때, 수학식 1에 도 7에 도시된 실시예를 적용하게 되면 가중치 A는,

에 따라 0.0063이 산출되며, 예를 들어 가중치를 적용하기 전에 해당 타겟 구간에서의 스텝모터의 회전속도가 해당 농수산식품의 이동속도가 20cm/s가 되기 위한 "F"라는 수치였다면, 이러한 가중치 A에 0.0063(도는 이에 100을 곱하여 보정한 가중치를 이용하는 것도 가능)을 이를 이 F에 더하여 스텝모터의 회전속도를 보정할 수 있으며 이로써 해당 싱크 구건에서 이동 시간이 최대한 이론상 중량에 비례하는 선형에 따르는 시간으로 낮아지도록 조절할 수 있다.

이때, 가중치는 단위가 없는 상대값이기 때문에 상술한 예시는 하나의 예시에 불과하며 상황에 따라 가중치에 여러 조정 변수를 적용함으로써 스텝모터의 회전속도를 다양하게 조절할 수 있음은 물론이다.

이렇게 이동 시간이 지연되는 특정 농수산식품의 중량 범위에 대하여 스텝모터의 가중치를 부여함으로써 농수산식품의 이동 속도를 증가시켜 작업자의 육안 직관에 의한 예측에 혼선을 가하지 않고 최대한 예측 범위에 이를 수 있도록, 다시 말해 농수산식품의 이동속도를 중량의 증감에 선형 비례하도록 조절할 수 있는 특성을 제공한다.

더 나아가, 서브 테이블 구동모듈(140)은 상기 주변 영역에 상기 농수산식품의 도달 여부를 파악하는 포토센서(143)를 구비하는 것이 가능하다.

포토센서(143)는 일 예로 카메라로 이루어지는 것이 가능한데, 이 포토센서(143)의 센싱에 의해 서브 테이블 구동모듈(140)에서 농수산식품이 주변 영역에 도달한 것을 파악한 경우에 지연 시간을 설정하여 이 지연 시간 이후에 서브 테이블(20)의 이송 수단을 구동 처리할 수 있다.

이때, '지연 시간'이라 함은 기준 중량과 다른 농수산식품이 주변 영역에 도달한 시점에서 서브 테이블(20)을 구동한 시점 사이 시간을 의미하는 것으로, 만일 이러한 지연 시간 없이 서브 테이블(20)이 구동될 경우 만일 상술한 바와 같이 기준 중량보다 높은 중량, 낮은 중량 별로 2개로 서브 테이블이 구비될 때 작업자가 이들을 구별하면서 신속히 작업을 수행하는데 애로사항이 따르기 때문에 작업자가 적응할 시간을 확보할 수 있기 위함이다.

더 나아가, 이 지연 시간은 농수산식품의 중량의 고저에 따라 차등적으로 조절하는 것이 가능한데, 지연시간의 길이의 고저가 중량의 고저에 연관되도록 하여 작업자의 직관적 인식을 추가로 확보하는 것이 가능하다.

구체적으로, 서브 테이블 구동모듈(140)은 상기 테이블(10)의 선단과 상기 주변 영역의 거리를 파악하는 거리 파악부(142)를 구비한 상태에서, 파악된 상기 거리를 기반으로 지연 시간을 다음의 수학식 2를 통해 설정한다.

수학식 2.

여기서,

은 지연 시간(초),

은 기준 지연 시간(초),

은 조절값,

은 농수산식품의 기준 중량(g),

은 농수산식품의 측정된 중량(g),

은 테이블(10)의 선단과 주변 영역의 거리(cm)를 의미한다.

기준 지연 시간이란 기 설정된 표준 지연 시간을 의미하는 것으로, 이는 작업자가 설정할 수도 있고 프로그램 상에서 이미 설정되어 있을 수도 있다. 이러한 기준 지연 시간은 2초, 5초 등으로 설정되는 것이 가능한데, 기준 지연 시간을 너무 길게 설정하게 되면 농수산식품이 주변 영역에서 너무 오래 지체되어 있을 수 있으므로 상술한 예와 같이 2 내지 5초로 기준 지연 시간을 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 농수산식품의 기준 중량과 측정된 중량의 차이값인

는 만일 측정된 중량이 기준 중량보다 클 경우 (-)값을 가지게 되어 수학식 3에 의해 지연 시간이 증가되고 그 반대인 경우에는 (+)값을 가져 지연 시간이 감소된다. 다시 말해, 본 발명에서는 기준 중량보다 무거운 농수산식품의 경우 상기 수학식 1과 같이 처리 시간을 딜레이 하는 것으로 작업자의 일관된 직관을 도모하도록 한다.

또한, 조절값이라 함은 작업자가 직접 설정할 수 있는 것으로 상황에 맞게 조절할 수 있다. 다만 조절값은

≤

인 범위 내에서 조정할 수 있는 것으로 제한한다.

수학식 2에 따르면,

가 0일 때를 기준으로

가 길어질수록 지연 시간이 작아지게 된다. 다시 말해, 테이블의 선단과 주변 영역이 멀 경우 농수산식품이 주변 영역까지 도달하는 시간 자체가 길어지는데 여기에 지연 시간까지 더할 경우 불필요하게 농수산식품이 주변 영역에서 지체될 수 있기 때문이다.

또한 수학식 2의 그래프 형상은 처음에 가파른 기울기로 지연 시간이 줄어들다가 일정 시간으로 수렴한다. 이는 농수산식품의 측정된 중량과 기준 중량의 차이값에 지연 시간이 선형적으로 비례할 경우 무거운 농수산식품에서 특히 전체적인 작업 자체가 지체될 가능성이 높기 때문에 작업자가 직관적으로 농수산식품의 중량 고저를 확인할 수 있는 수준 범위에서 지연 시간을 보다 합리적인 방식으로 차등 설정하도록 한 것이다.

다시 말해, 작업자로 하여금 주변 영역에 머무른 농수산식품을 확인할 수 있는 시간을 확보하면서 중량의 고저에 따라 그 시간 차이를 너무 크게 벌리지 않는 범위 내에서 작업자의 직관적 판단을 수행할 수 있는 시간을 합리적으로 확보하도록 한 것이라 할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 테이블 11: 컨베이어 벨트
12: 롤러 20: 서브 테이블
21: 푸싱 로드 30: 실링부
31: 롤 40: 지지대
50: 중량 측정부 51: 중량 측정 테이블
100: 컨트롤러 110: 중량 데이터베이스
120: 알람부 121: 경고등
130: 이상 구동모듈 140: 서브 테이블 구동모듈
141: 차등 제어부 142: 거리 파악부
143: 포토센서 150: 학습정보 생성모듈
160: 변화량 파악모듈 161: 이동 시간 정보 생성부
162: 하이 피크 지정부 163: 싱크 파악부
164: 타겟 구간 지정부

Claims

중량 측정 기능을 구비한 농수산식품 포장용 밴드 실러로서,
일정 높이로 기립되어 테이블을 지지하는 지지대;
상기 지지대의 상단에서 수평 방향으로 연장된 것으로, 스텝모터에 의해 롤러를 회전시켜 컨베이어 벨트를 구동시킴으로 농수산식품을 이동시키는 테이블;
상기 테이블의 상부 일 측에서 농수산식품을 감싸는 포장지의 일 측을 실링 처리하는 실링부;
상기 테이블의 선단에서 상기 테이블과 동일선상으로 위치한 것으로, 상기 농수산식품의 중량을 측정하는 로드셀을 구비한 중량 측정부;
상기 농수산식품의 기준 중량 정보를 저장한 중량 데이터베이스와, 상기 측정한 중량과 상기 기준 중량 정보의 차이를 비교하여 알람을 발생하는 알람부를 구비한 컨트롤러;를 포함한 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 1항에 있어서,
상기 알람부는,
적색등 및 녹색등을 구비한 경고등을 구비하여,
상기 측정한 중량과 상기 기준 중량 정보의 차이 시 상기 적색등을 점등 처리하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 2항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 적색등의 점등 시 상기 테이블의 롤러 및 상기 실링부의 구동을 중단 처리하는 이상 구동모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 1항에 있어서,
상기 테이블은,
상기 테이블의 선단에서 일정 거리 이격된 상기 중량 측정부의 주변 영역에서 상기 테이블의 연장 방향과 수직 방향으로 연장되어 상기 농수산식품을 상기 테이블의 외측으로 이송시키는 이송 수단을 구비한 서브 테이블을 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 알람부의 알람 발생 이후 상기 주변 영역에 상기 농수산식품이 안착 시 상기 스텝모터 및 상기 실링부의 구동을 중단시키고 상기 서브 테이블의 이송 수단을 구동시키는 서브 테이블 구동모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 4항에 있어서,
상기 서브 테이블 구동모듈은,
상기 기준 중량 정보와 상기 측정한 중량의 차이의 고저에 따라 상기 테이블의 선단에서 상기 주변 영역까지 상기 농수산식품을 이동시키기 위한 상기 스텝모터의 회전속도를 차등 조절하는 차등 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 5항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 테이블의 선단에서 상기 주변 영역까지 상기 농수산식품의 이동 시간을 상기 농수산식품의 종류 및 중량 별로 학습하여 학습 정보를 생성하는 학습정보 생성모듈과,
상기 학습 정보의 상기 이동 시간에 대한 변화량을 분석하여 파악하는 변화량 파악모듈을 포함하고,
상기 차등 제어부는,
상기 변화량 파악모듈의 분석 결과에 따라 상기 스텝모터의 회전속도를 차등 구동 제어하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 6항에 있어서,
상기 변화량 파악모듈은,
상기 농수산식품의 중량 별 이동시간에 대한 그래프를 생성하는 이동 시간 정보 생성부 및,
상기 그래프에서 상기 이동 시간이 증가한 지점을 하이 피크 지점으로 설정하는 하이 피크 지정부와,
상기 그래프에서 상기 하이 피크 지점과 직전 지점 사이에 대한 구간의 기울기를 구한 다음 상기 기울기가 동일한 동일 구간을 검색하여 상기 구간과 동일 구간 사이의 구간을 싱크 구간으로 파악하는 싱크 파악부 및,
상기 싱크 구간이 복수일 경우 상기 기울기가 가장 높은 싱크 구간을 타겟 구간으로 지정하는 타겟 구간 지정부를 포함하고,
상기 차등 제어부는,
상기 타겟 구간 내의 각각의 단위 시간 별로 상기 스텝모터의 회전속도에 가중치를 부여하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 7항에 있어서,
상기 가중치는,
다음의 수학식 1을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
수학식 1.

(여기서, A 는 가중치,
는 상기 타겟 구간에서의
번째 단위 중량의 이동 시간,
는 상기 타겟 구간에서의 단위 중량의 개수,
는 단위 중량에 순차적으로 부여된 인덱스,
를 의미한다.)
제 4항에 있어서,
상기 서브 테이블 구동모듈은,
상기 주변 영역에 상기 농수산식품의 도달 여부를 파악하는 포토센서를 구비하여,
상기 농수산식품이 상기 주변 영역에 도달한 것을 파악 시, 지연 시간을 설정하여 상기 지연 시간 이후에 상기 이송 수단을 구동하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
제 9항에 있어서,
상기 서브 테이블 구동모듈은,
상기 테이블의 선단과 상기 주변 영역의 거리를 파악하는 거리 파악부를 구비하여,
상기 지연 시간을 다음의 수학식 2를 통해 설정하는 것을 특징으로 하는, 밴드 실러.
수학식 2.

(여기서,
은 지연 시간(초),
은 기준 지연 시간(초),
은 조절값,
은 농수산식품의 기준 중량(g),
은 농수산식품의 측정된 중량(g),
은 테이블(10)의 선단과 주변 영역의 거리(cm)를 의미한다.)