KR102535206B1

KR102535206B1 - 로봇아암을 이용한 자동적재시스템

Info

Publication number: KR102535206B1
Application number: KR1020220017874A
Authority: KR
Inventors: 강래성; 강인묵; 강상묵
Original assignee: 강래성; 강인묵; 강상묵
Priority date: 2022-02-11
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2023-05-26

Abstract

본 발명은 컨베이어장치에 의해 이송되는 제품패키지를 자동으로 배출하여 팔레트에 적재할 수 있도록 된 새로운 구조의 로봇을 이용한 자동적재시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 로봇을 이용한 자동적재시스템은 로울러컨베이어장치(4)의 전방에 구비된 이송수단(A)과, 상기 이송수단(A)의 일측에 구비되며 상측에 올려진 팔레트(2)를 이송하는 배출컨베이어장치(B)와, 상기 이송수단(A)과 배출컨베이어장치(B)의 작동을 제어하는 제어수단(C)이 구비되어, 상기 로울러컨베이어장치(4)에 의해 전방으로 이송된 제품패키지(1)를 이송수단(A)의 픽업헤드(10)로 픽업한 후, 로봇아암(20)으로 배출컨베이어장치(B)에 올려진 팔레트(2)의 상면으로 배출함으로, 작업자가 수작업으로 제품패키지(1)를 배출하는 것에 비해, 더욱 효과적으로 제품패키지(1)를 배출할 수 있는 장점이 있다.

Description

로봇아암을 이용한 자동적재시스템{auto loading system using robot arm}

본 발명은 컨베이어장치에 의해 이송되는 제품패키지를 자동으로 배출하여 팔레트에 적재할 수 있도록 된 새로운 구조의 로봇아암을 이용한 자동적재시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 합성수지제품을 생산하기 위해 사용되는 합성수지원료를 생산하는 공장에서는 원료를 펠릿형태로 제작한 후, 포장지에 담긴 제품패키지형태로 출하를 하고 있다.

이때, 제품이 담긴 제품패키지는 자동계량포장기를 통해 정량의 원료가 담겨지며, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 컨베이어장치에 의해 이송된다.

따라서, 작업자는 수작업으로 컨베이어장치에 의해 이송되는 제품패키지(1)를 들어 팔레트에 적재하여야 한다.

상기 컨베이어장치는 전후방으로 연장되도록 구비된 지지프레임(4a)과, 상기 지지프레임(4a)에 상호 전후방향으로 이격되도록 구비되어 도시 안된 구동모터에 의해 구동되는 다수개의 로울러(4b)로 구성된 로울러컨베이어장치를 이용한다.

한편, 상기 컨베이어장치에 의해 배출된 제품패키지(1)는 자동 랩핑기에 의해 랩핑된다.

그런데, 상기 제품패키지(1)는 20kg 이상의 제품이 저장됨으로, 작업자가 수작업으로 들어 팔레트에 적재하는 것이 매우 힘이 드는 문제점이 있었다.

특히, 이와 같이 제품패키지(1)를 팔레트에 쌓을 때 제품패키지(1)를 높게 쌓는 경우가 자주 발생되는데, 이러한 경우, 작업이 더욱 힘들어질 뿐 아니라, 제품패키지(1)가 정확히 적재되지 못하고 낙하하는 경우가 발생되었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.

특허공고 10-1995-0007559호,

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컨베이어장치에 의해 이송되는 제품패키지를 자동으로 배출하여 팔레트에 적재할 수 있도록 된 새로운 구조의 로봇을 이용한 자동적재시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 로울러컨베이어장치(4)에 의해 이송되는 제품패키지(1)를 팔레트(2)로 배출하기 위한 것으로, 상기 로울러컨베이어장치(4)의 전방에 구비된 이송수단(A)과, 상기 이송수단(A)의 일측에 구비되며 상측에 올려진 팔레트(2)를 이송하는 배출컨베이어장치(B)와, 상기 이송수단(A)과 배출컨베이어장치(B)의 작동을 제어하는 제어수단(C)을 포함하고, 상기 로울러컨베이어장치(4)는 전후방으로 연장되도록 구비된 지지프레임(4a)과, 상기 지지프레임(4a)에 상호 전후방향으로 이격되도록 구비되어 구동모터에 의해 구동되는 다수개의 로울러(4b)를 포함하고,상기 이송수단(A)은 상기 배출컨베이어장치(B)에 의해 이송되는 제품패키지(1)를 픽업하는 픽업헤드(10)와, 상기 픽업헤드(10)에 연결되어 픽업헤드(10)의 위치를 이송하는 로봇아암(20)을 포함하고, 상기 픽업헤드(10)는 상기 로봇아암(20)에 연결되는 지지판(11)과, 상기 지지판(11)의 양단에서 하측으로 연장된 수직판(12)과, 상호 전후방향으로 이격되도록 양단이 상기 수직판(12)에 결합되어 구동모터(13a)에 의해 회전되는 복수개의 지지로울러(13)와, 상기 지지판(11)에 구비되어 제품패키지(1)를 감지하는 감지수단(14)을 포함하고, 상기 수직판(12)의 하단에는 하측으로 연장되어 상기 로울러컨베이어장치(4)의 로울러(4b)의 사이로 삽입되는 복수개의 연장부(12a)가 구비되고, 상기 지지로울러(13)는 양단이 상기 연장부(12a)에 결합되어, 상기 지지로울러(13)가 로울러컨베이어장치(4)의 로울러(4b)의 사이로 삽입된 상태에서 상기 로울러컨베이어장치(4)에 의해 이송된 제품패키지(1)가 상기 지지로울러(13)의 상부에 위치되면 상기 감지수단(14)이 이를 감지하고, 상기 제어수단(C)은 감지수단(14)의 신호를 수신하여 이를 확인하고, 상기 로봇아암(20)을 제어하여 제품패키지(1)를 상기 배출컨베이어에 올려진 팔레트(2)로 배출하도록 된 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 자동적재시스템이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 로봇아암(20)의 단부에는 상기 지지판(11)의 상면에 구비된 고정부(11a)에 결합되는 결합블록(23)이 구비되며, 상기 고정부(11a)와 결합블록(23)의 사이에 구비되어 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 무게를 측정하는 무게측정수단(24)과, 상기 지지판(11)의 하측면에 구비되며 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 상면에 합격표시를 하는 스탬프유닛(15)을 더 포함하고, 상기 제어수단(C)은 상기 로봇아암(20)을 제어하여 픽업헤드(10)를 상측으로 들어 올린 상태에서 상기 무게측정수단(24)의 신호를 수신하여 측정된 제품패키지(1)의 무게가 미리 설정된 무게값에 해당될 경우, 상기 스탬프유닛(15)을 제어하여, 제품패키지(1)의 상면에 합격표시를 하도록 된 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 자동적재시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 로봇을 이용한 자동적재시스템은 로울러컨베이어장치(4)의 전방에 구비된 이송수단(A)과, 상기 이송수단(A)의 일측에 구비되며 상측에 올려진 팔레트(2)를 이송하는 배출컨베이어장치(B)와, 상기 이송수단(A)과 배출컨베이어장치(B)의 작동을 제어하는 제어수단(C)이 구비되어, 상기 로울러컨베이어장치(4)에 의해 전방으로 이송된 제품패키지(1)를 이송수단(A)의 픽업헤드(10)로 픽업한 후, 로봇아암(20)으로 배출컨베이어장치(B)에 올려진 팔레트(2)의 상면으로 배출함으로, 작업자가 수작업으로 제품패키지(1)를 배출하는 것에 비해, 더욱 효과적으로 제품패키지(1)를 배출할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 로울러컨베이어장치를 도시한 측면도,
도 2는 종래의 로울러컨베이어장치를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 자동적재시스템을 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 자동적재시스템을 도시한 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 자동적재시스템의 요부를 확대도시한 측면도,
도 6은 도 5의 D-D선 단면을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 자동적재시스템의 블록도,
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 자동적재시스템의 작용을 도시한 참고도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 10은 본 발명에 따른 로봇을 이용한 자동적재시스템을 도시한 것으로, 로울러컨베이어장치(4)에 의해 이송되는 제품패키지(1)를 팔레트(2)로 배출하기 위한 것이다.

이때, 상기 제품패키지(1)는 포장지의 내부에 제품인 합성수지원료를 담은 후, 포장지를 밀봉한 것을 의미하는 것으로, 사각형으로 구성된다.

그리고, 본 발명에 따른 로봇을 이용한 자동적재시스템은 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 로울러컨베이어장치(4)의 전방에 구비된 이송수단(A)과, 상기 이송수단(A)의 일측에 구비되며 상측에 올려진 팔레트(2)를 이송하는 배출컨베이어장치(B)와, 상기 이송수단(A)과 배출컨베이어장치(B)의 작동을 제어하는 제어수단(C)으로 구성된다.

상기 로울러컨베이어장치(4)는 전후방으로 연장되도록 구비된 지지프레임(4a)과, 상기 지지프레임(4a)에 상호 전후방향으로 이격되도록 구비되어 도시 안된 구동모터에 의해 구동되는 다수개의 로울러(4b)로 구성되어, 상면에 올려진 제품패키지(1)를 전방으로 이송하도록 구성된다.

상기 이송수단(A)은 상기 배출컨베이어장치(B)에 의해 이송되는 제품패키지(1)를 픽업하는 픽업헤드(10)와, 상기 픽업헤드(10)에 연결되어 픽업헤드(10)의 위치를 이송하는 로봇아암(20)으로 구성된다.

상기 픽업헤드(10)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 로봇아암(20)에 연결되는 지지판(11)과, 상기 지지판(11)의 양단에서 하측으로 연장된 수직판(12)과, 상호 전후방향으로 이격되도록 양단이 상기 수직판(12)에 결합되어 구동모터(13a)에 의해 회전되는 복수개의 지지로울러(13)와, 상기 지지판(11)에 구비되어 제품패키지(1)를 감지하는 감지수단(14)과, 상기 지지판(11)의 하측면에 구비되며 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 상면에 합격표시를 하는 스탬프유닛(15)으로 구성된다.

상기 지지판(11)은 강도가 높은 금속재의 사각판형상으로 구성되며, 상면에는 상기 로봇아암(20)이 결합되기 위한 고정부(11a)가 형성된다.

이때, 상기 지지판(11)은 면적이 상기 제품패키지(1)의 면적에 비해 넓게 구성된다.

상기 고정부(11a)는 상하방향으로 연장된 사각단관형태로 구성된 것으로, 상단에는 인접방향으로 연장된 걸림턱(11b)이 형성된다.

상기 수직판(12)은 상기 지지판(11)의 양단에서 하측으로 연장되는 사각판형상으로 구성되며, 하단에는 하측으로 연장되어 상기 로울러컨베이어장치(4)의 로울러(4b)의 사이로 삽입되는 복수개의 연장부(12a)가 구비된다.

상기 지지로울러(13)는 양단이 상기 연장부(12a)에 결합된다.

상기 구동모터(13a)는 상기 수직판(12)의 외측면에 구비되어 모든 지지로울러(13)에 도시 안된 연결기어를 통해 연결되어, 모든 지지로울러(13)를 동시에 동일한 방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 감지수단(14)은 상기 지지판(11)의 하측면에 구비되며 하측으로 연장된 감지바(14a)가 구비된 것으로, 상기 제품패키지(1)가 정해진 위치로 진입하여 제품패키지(1)의 전면 둘레부가 상기 감지바(14a)를 전방으로 밀면, 상기 제어수단(C)을 신호를 출력하도록 구성된다.

이때, 상기 감지바(14a)는 탄성이 있는 금속와이어로 구성되어, 후술하는 바와 같이, 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)를 배출할 때 상기 감지바(14a)가 전방으로 휘어지도록 구성된다.

상기 스탬프유닛(15)은 상기 지지판(11)의 하측면에 구비되며, 하측면에는 상기 제어수단(C)에 의해 제어되는 도시 안된 승강기구에 의해 승강되는 도장부재(15a)가 구비되어, 후술하는 바와 같이, 상기 지지로울러(13)에 제품패키지(1)가 올려진 상태에서 작동되면, 상기 도장부재(15a)가 하강되어, 제품패키지(1)의 상면에 합격을 나타내는 스탬프를 찍게 된다.

이와 같이, 대상물의 표면에 스탬프를 찍는 스탬프유닛(15)은 다양한 종류의 것이 개발되어 사용되고 있음으로, 이에 대한 더 이상 자세한 설명은 생략한다.

상기 로봇아암(20)은 상기 로울러컨베이어장치(4)의 전방 바닥면에 구비된 지지대(21)의 상면에 결합되어 구동모터에 의해 측방향으로 방향조절되는 것으로, 구동모터에 의해 다단으로 절곡되는 아암(22)이 구비되고, 상기 아암(22)의 선단부에는 상기 지지판(11)의 상면에 구비된 고정부(11a)에 결합되는 결합블록(23)이 구비되어, 상기 픽업헤드(1)의 위치를 자유롭게 조절할 수 있도록 구성된다.

상기 결합블록(23)은 사각판형상으로 구성되는 것으로, 하측 둘레부에 구비된 플랜지부(23a)가 상기 고정부(11a)의 걸림턱(11b)에 걸리도록 구비된다.

이때, 상기 고정부(11a)와 결합블록(23)의 사이에는 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 무게를 측정하는 무게측정수단(24)이 구비된다.

상기 무게측정수단(24)은 결합블록(23)의 상면 둘레부와 상기 고정부(11a)의 걸림턱(11b)의 사이에 구비된 하중센서를 이용한다.

따라서, 후술하는 바와 같이, 상기 로봇아암(20)을 이용하여 픽업헤드(10)를 상측으로 들어 올린 상태에서, 상기 무게측정수단(24)이 제품패키지(1)의 무게를 측정할 수 있으며, 이와 같이 측정된 무게값은 상기 제어수단(C)으로 실시간으로 전송된다.

상기 제어수단(C)에는 제품패키지(1)의 무게값과 허용된 오차범위가 입력된다.

이와 같이 구성된 로봇을 이용한 자동적재시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 초기에는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 배출컨베이어장치(B)에 여러개의 팔레트(2)가 일정한 간격으로 올려진다.

이때, 가장 전방에 위치된 팔레트(2)는 상기 이송수단(A)의 측방향에 위치된다.

그리고, 상기 픽업헤드(10)는 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 지지로울러(13)가 로울러컨베이어장치(4)의 로울러(4b)의 사이로 삽입되도록 배치된다.

이때, 상기 픽업헤드(10)는 지지로울러(13)의 상측 둘레부가 로울러(4b)의 상측 둘레부에 비해 하측에 위치된다.

그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 로울러컨베이어장치(4)에 의해 제품패키지(1)가 전방으로 이송되어, 제품패키지(1)가 정해진 위치까지 전진하면, 제품패키지(1)가 감지수단(14)의 감지바(14a)를 밀게 된다.

따라서, 상기 제어수단(C)은 상기 감지수단(14)의 신호를 수신하여, 제품패키지(1)가 정해진 위치까지 이송된 것을 확인하고, 상기 로봇아암(20)을 제어하여, 도 10에 도시한 바와 같이, 픽업헤드(10)를 상측으로 들어올린다.

이때, 상기 제어수단(C)은 상기 무게측정수단(24)의 신호를 수신하여, 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 무게를 확인하고, 제품패키지(1)의 무게가 미리 설정된 무게값의 오차범위에 들어갈 경우, 상기 스탬프유닛(15)을 제어하여, 제품패키지(1)의 상면에 합격을 나타내는 스탬프를 찍는다.

그리고, 상기 제어수단(C)은 상기 로봇아암(20)과 픽업헤드(10)를 제어하여, 제품패키지(1)를 상기 배출컨베이어장치(B)에 올려진 팔레트(2)의 상면으로 배출한다.

이때, 상기 제어수단(C)은 상기 픽업헤드(10)를 제품패키지(1)를 배출할 위치의 측방 상측에 위치되도록 한 후, 상기 구동모터(13a)로 지지로울러(13)를 회전시킴으로써, 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)가 팔레트(2)의 상부로 배출되도록 할 수 있다.

그리고, 제품패키지(1)가 배출되면, 상기 제어수단(C)은 상기 픽업헤드(10)가 초기위치로 배출되도록 하여 다음번 제품패키지(1)가 지지로울러(13)의 상부로 이송되는 것을 대기하고, 전술한 과정을 반복하여, 팔레트(2)의 상면에 다수개의 제품패키지(1)가 배출되어 적재되도록 한다.

상기 팔레트(2)에 정해진 개수의 제품패키지(1)가 적층되면 상기 배출컨베이어장치(B)를 이용하여 팔레트(2)를 전방으로 배출함으로써, 작업자가 제품패키지(1)가 적재된 팔레트(2)를 다른 장소로 이송할 수 있도록 한다.

한편, 상기 무게측정수단(24)에 의해 측정된 제품패키지(1)의 무게가 미리 입력된 무게값의 오차범위를 벗어날 경우, 상기 제어수단(C)은 상기 로봇아암(20)을 제어하여 픽업헤드(10)의 위치를 미리 설정된 별도의 배출장소로 이송시킨 후 상기 픽업헤드(10)를 제어하여 제품패키지(1)를 배출함으로써, 무게값에 오차가 발생된 불량 제품패키지(1)를 별도로 분류할 수 있다.

이와 같이 구성된 로봇을 이용한 자동적재시스템은 로울러컨베이어장치(4)의 전방에 구비된 이송수단(A)과, 상기 이송수단(A)의 일측에 구비되며 상측에 올려진 팔레트(2)를 이송하는 배출컨베이어장치(B)와, 상기 이송수단(A)과 배출컨베이어장치(B)의 작동을 제어하는 제어수단(C)이 구비되어, 상기 로울러컨베이어장치(4)에 의해 전방으로 이송된 제품패키지(1)를 이송수단(A)의 픽업헤드(10)로 픽업한 후, 로봇아암(20)으로 배출컨베이어장치(B)에 올려진 팔레트(2)의 상면으로 배출함으로, 작업자가 수작업으로 제품패키지(1)를 배출하는 것에 비해, 더욱 효과적으로 제품패키지(1)를 배출할 수 있는 장점이 있다.

특히, 상기 로봇아암(20)의 단부에는 상기 지지판(11)의 상면에 구비된 고정부(11a)에 결합되는 결합블록(23)이 구비되며, 상기 고정부(11a)와 결합블록(23)의 사이에 구비되어 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 무게를 측정하는 무게측정수단(24)과, 상기 지지판(11)의 하측면에 구비되며 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 상면에 합격표시를 하는 스탬프유닛(15)이 더 구비되어, 픽업헤드(10)를 이용하여 제품패키지(1)를 들어 올린 상태에서 제품패키지(1)의 무게를 측정하고, 제품패키지(1)의 무게가 미리 설정된 무게값에 해당될 경우, 합격을 나타내는 스탬프를 찍어 팔레트(2)로 배출하고, 제품패키지(1)의 무게가 미리 설정된 무게값을 벗어날 경우 별도로 배출함으로써, 무게값에 오차가 발생된 불량 제품패키지(1)가 출하되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

4. 로울러컨베이어장치 A. 이송수단
10. 픽업헤드 20. 로봇아암
B. 배출컨베이어장치 C. 제어수단

Claims

로울러컨베이어장치(4)에 의해 이송되는 제품패키지(1)를 팔레트(2)로 배출하기 위한 것으로,
상기 로울러컨베이어장치(4)의 전방에 구비된 이송수단(A)과,
상기 이송수단(A)의 일측에 구비되며 상측에 올려진 팔레트(2)를 이송하는 배출컨베이어장치(B)와,
상기 이송수단(A)과 배출컨베이어장치(B)의 작동을 제어하는 제어수단(C)을 포함하고,
상기 로울러컨베이어장치(4)는
전후방으로 연장되도록 구비된 지지프레임(4a)과,
상기 지지프레임(4a)에 상호 전후방향으로 이격되도록 구비되어 구동모터에 의해 구동되는 다수개의 로울러(4b)를 포함하고,
상기 이송수단(A)은
상기 배출컨베이어장치(B)에 의해 이송되는 제품패키지(1)를 픽업하는 픽업헤드(10)와,
상기 픽업헤드(10)에 연결되어 픽업헤드(10)의 위치를 이송하는 로봇아암(20)을 포함하고,
상기 픽업헤드(10)는
상기 로봇아암(20)에 연결되는 지지판(11)과,
상기 지지판(11)의 양단에서 하측으로 연장된 수직판(12)과,
상호 전후방향으로 이격되도록 양단이 상기 수직판(12)에 결합되어 구동모터(13a)에 의해 회전되는 복수개의 지지로울러(13)와,
상기 지지판(11)에 구비되어 제품패키지(1)를 감지하는 감지수단(14)을 포함하고,
상기 수직판(12)의 하단에는 하측으로 연장되어 상기 로울러컨베이어장치(4)의 로울러(4b)의 사이로 삽입되는 복수개의 연장부(12a)가 구비되고,
상기 지지로울러(13)는 양단이 상기 연장부(12a)에 결합되어,
상기 지지로울러(13)가 로울러컨베이어장치(4)의 로울러(4b)의 사이로 삽입된 상태에서 상기 로울러컨베이어장치(4)에 의해 이송된 제품패키지(1)가 상기 지지로울러(13)의 상부에 위치되면 상기 감지수단(14)이 이를 감지하고,
상기 제어수단(C)은 감지수단(14)의 신호를 수신하여 이를 확인하고, 상기 로봇아암(20)을 제어하여 제품패키지(1)를 상기 배출컨베이어에 올려진 팔레트(2)로 배출하도록 구동되며,
상기 로봇아암(20)의 단부에는 상기 지지판(11)의 상면에 구비된 고정부(11a)에 결합되는 결합블록(23)이 구비되며,
상기 고정부(11a)와 결합블록(23)의 사이에 구비되어 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 무게를 측정하는 무게측정수단(24)과,
상기 지지판(11)의 하측면에 구비되며 상기 지지로울러(13)에 올려진 제품패키지(1)의 상면에 합격표시를 하는 스탬프유닛(15)을 더 포함하고,
상기 제어수단(C)은 상기 로봇아암(20)을 제어하여 픽업헤드(10)를 상측으로 들어 올린 상태에서 상기 무게측정수단(24)의 신호를 수신하여 측정된 제품패키지(1)의 무게가 미리 설정된 무게값에 해당될 경우, 상기 스탬프유닛(15)을 제어하여, 제품패키지(1)의 상면에 합격표시를 하도록 된 것을 특징으로 하는 로봇을 이용한 자동적재시스템.
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