KR102638449B1 - 레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법 - Google Patents

레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법 Download PDF

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Abstract

본 발명 레이저마킹기는 포장재에 코팅면을 형성하는 코팅부, 코팅면이 형성된 포장재에 내용물을 포장하는 포장부, 내용물이 포장된 포장재에 마킹하는 마킹부를 포함하며, 상기 포장재는 외측 일부분에 코팅면이 형성되며, 상기 코팅면에 레이저로 마킹하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법{LASER MARKING MACHINE AND MARKING METHOD OF PACKAGING MATERIAL USING THE SAME}
본 발명은 레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포장재 겉면에 제품정보를 선명하게 레이저 마킹할 수 있는 레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법에 관한 것이다.
일반적으로 제품을 생산하여 보관 또는 운송을 위해서는 포장하는 작업이 필요하며, 제품의 포장재에는 포장된 상품의 생산일, 유통기한, 원산지 등 기본적인 정보를 표기하여 제품의 생산, 관리 및 유통 등 제품의 이력을 관리할 수 있도록 하고 있다.
한국등록특허 10-0927981 에는 라벨을 인쇄하기 위한 포켓용 열전사 프린터 기술이 개시되어 있다. 상기 등록특허에서는 라벨에 데이터를 인쇄하는 프린터를 통해 제품정보를 인쇄하고, 포장이 완료된 포장재에 수작업으로 스티커를 포장지에 붙이는 방법을 사용하였다. 그러나 제품정보가 포장지에 직접 인쇄되지 않고 스티커를 이용하여 수작업으로 부착됨에 따라 스티커를 다른 포장재에 부착되는 일이 발생하거나, 제품의 보관이나 운송 중 스티커가 훼손되거나 유실되는 일이 종종 발생하는 문제점이 있었다.
한국등록특허 10-1336573 에는 포대 자동 인쇄장치 기술이 개시되어 있다. 상기 등록 특허에는 제품에 대한 정보를 제품이 담겨져 있는 포장재에 인쇄판을 하강시켜 직접 인쇄하도록 하였다. 상기 인쇄장치 기술은 포장재안의 내용물의 크기나 모양이 일정하지 않아 포장재의 굴곡이 심할경우 제대로 마킹이 되지 않아 마킹된 글자, 숫자, 바코드 및 QR코드 등이 선명하게 나타나지지 않아 제품의 정확한 정보를 획득하기 어려운 문제점이 있었다.
또한 포장재를 구성하는 제품(원단)이 마대처럼 굵은 두께의 위사와 경사로 직조된 포장재는 내용물이 들어 있는 상태에서 힘이 가해질 경우(포장재를 들거나, 포장재의 이동시 내용물의 쏠림에 따라) 포장재의 일부분이 늘어나거나 벌어지면서 마킹된 글자, 숫자, 바코드 및 QR코드 등이 선명하게 나타나지지 않아 제품의 정확한 정보를 획득하기 어려운 일이 발생하였다.
또한 제품정보가 포장재에 마킹되므로 시인성이 부족하여 제품정보를 찾을 때 시간이 지체되는 문제점이 발생하였다.
또한 잉크를 이용하여 마킹함으로서 포장재의 재질이나 작업환경에 따라서 마킹이 지워지거나, 번짐이 발생하는 문제점이 있었다.
KR 10-0927981 B KR 10-1336573 B
본 발명은 포장재를 부분코팅하고 코팅면에 제품정보를 마킹하여 포장재에 마킹이 선명하게 이루어지는 레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 포장재의 일부분을 포장재와 다른색으로 부분코팅하고 코팅면에 제품정보를 마킹하여 마킹이 시인성을 가지는 레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저마킹기는 포장재의 외측 일부분에 코팅면을 형성하는 코팅부와 상기 코팅부에서 코팅면이 형성된 포장재에 내용물을 삽입하고 포장하는 포장부와, 상기 포장부에서 내용물이 포장된 포장재의 코팅면에 내용물 정보를 레이저 마킹하는 마킹부를 포함하고, 상기 포장재의 코팅면은 포장재의 다른 부분보다 두께가 두꺼우므로 내용물이 담긴 후에 코팅면의 굴곡이 완만하게 형성되어 레이저 마킹의 변형이 적은 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 코팅부는 포장재 외측 일부를 코팅영역으로 지정하는 코팅영역 설정부와 코팅영역 설정부에서 지정된 코팅영역에 코팅필름을 융착시키는 코팅형성부와 코팅형성부에서 융착된 코팅필름을 경화시켜 코팅면을 형성하는 코팅경화부와 상기 코팅형성부에서 포장재의 외측에 융착되는 합성수지재 코팅필름을 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 마킹부는 상기 컨베이어벨트에 진입하는 포장재를 감지하고, 감지된 데이터를 제어부에 전송하는 감지센서와 상기 감지센서에서 감지된 포장재를 스캔하여 스캔된 데이터를 제어부에 전송하는 카메라와 상기 카메라에서 스캔된 데이터로 제어부에서 산출한 포장재의 마킹영역에 빛을 방출하여 마킹데이터를 형성하며, 이때 포장재의 마킹영역 굴곡에 대응하여 초점거리를 변경하며 마킹하는 레이저 헤드와 상기 카메라 및 레이저 헤드를 고정부와 연결하며 카메라의 스캔위치 또는 레이저 헤드의 마킹영역에 따라 고정부의 상하로 움직이는 상하이동부와 상기 고정부에 연결되며 진행중인 레이저마킹과 관련된 정보들이 표시되고, 표시되는 정보들을 수정할 수 있는 스크린과 상기 포장재에 마킹할 마킹데이터, 기존 포장재의 형상, 형상에 따라서 마킹데이터가 형성될 위치와 같은 사전정보가 저장되는 DB와 상기 감지센서에서 전송된 데이터로 컨베이어벨트의 속도를 조절하고, 카메라에서 전송된 데이터로 DB의 사전정보와 비교하여 마킹영역 좌표와 마킹영역 초점거리를 산출하여 레이저 헤드에 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 마킹부는 내용물 정보를 포함하는 전자태그(RFID Tag)를 부착하는 RF태그 부착기와, 상기 RF태그 부착기의 정보를 인식하는 RF태그 리더기를 더 포함하고, 상기 RF태그 리더기에서 스캔된 포장재 정보에 따라 컨베이어 벨트의 속도, 진행방향을 제어부에서 제어하여 작동을 멈추지 않고 자동분류기로 이송시키는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 코팅면은 포장재와 다른 색으로 형성하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 마킹부에서 내용물의 정보가 코팅면에 마킹되고 사용되었던 포장재를 코팅부에서 코팅면 상부에 재코팅을 실시하여 마킹데이터가 보이지 않도록 하고, 상기 코팅부에서 재코팅면이 형성된 포장재에 새로운 내용물을 삽입하고 포장하는 포장부와 상기 포장부에서 새로운 내용물이 포장된 포장재의 재코팅면에 새로 포장된 내용물 정보를 레이저 마킹하는 마킹부를 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본발명의 일 실시예에 따른 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법은 포장재의 외측 일부분에 코팅면을 형성하는 코팅단계와, 상기 코팅단계에서 코팅면이 형성된 포장재에 내용물을 삽입하고 포장하는 포장단계와, 상기 포장부에서 내용물이 포장된 포장재의 코팅면에 내용물 정보를 레이저 마킹하는 마킹단계를 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 코팅단계는 코팅영역 설정부에 코팅할 포장재를 삽입하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 삽입된 포장재의 외측일부에 코팅영역을 지정하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 지정된 코팅영역에 맞게 코팅 형성부에 포장재의 색과 구별되는 합성수지 소재의 코팅필름을 장착하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 장착된 코팅필름이 포장재의 코팅 영역에 안착되는 제4단계와, 상기 제4단계에서 안착된 코팅필름에 가열판이 하강하여 포장재에 가열융착시키는 제5단계와, 상기 제5단계에서 융착된 코팅필름을 코팅형성부에서 냉각시켜 포장재의 외측면에 코팅면을 형성하는 제6단계와, 상기 제6단계에서 코팅면이 형성된 포장재를 꺼내는 제7단계를 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 포장단계는 코팅단계에서 코팅된 포장재를 분류기에 장착하는 제8단계와, 상기 제8단계에서 장착된 포장재에 분류기에서 분류된 농산물 또는 상자등의 내용물을 삽입하는 제9단계와, 상기 제9단계에서 내용물이 삽입된 포장재의 개방된 상부를 봉인하는 제10단계와, 상기 제10단계에서 봉인된 포장재를 마킹을 위하여 컨베이어벨트로 이동시키는 제11단계를 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 마킹단계는 DB에 마킹데이터 및 포장재 형상 및 형상에 따라서 마킹데이터가 형성될 위치 등의 사전정보가 입력되는 제12단계와, 상기 포장단계에서 컨베이어벨트로 이동된 포장재를 감지센서가 감지하고 감지데이터를 제어부에 전송하는 제13단계와, 상기 제13단계에서 전송된 데이터로 제어부가 포장재간의 간격을 확인하고 포장재간의 간격이 가까워 마킹할 시간이 부족하면 컨베이어벨트의 속도를 조절하는 제14단계와 상기 제13단계에서 감지된 포장재를 카메라가 스캔하고 제어부에 전송하는 제15단계와 상기 제15단계에서 카메라에서 전송된 데이터를 제어부가 DB의 사전정보 데이터와 비교하여 포장재에 마킹할 좌표를 산출하고, 카메라에서 전송된 데이터로 마킹할 좌표의 거리 및 경사도를 측정하여 초점거리데이터를 산출하는 제16단계와 상기 제16단계에서 산출된 마킹할 좌표, 초점거리데이터 및 마킹데이터를 레이저 헤드에 전송하는 제17단계와 상기 제17단계에서 전송된 마킹할 좌표에 마킹할 수 있도록 레이저 헤드의 위치를 변경하는 제18단계와 상기 제18단계에서 위치가 변경된 레이저 헤드가 포장재의 코팅면에 제17단계에서 전송된 초점거리데이터에 맞추어 초점거리를 변경하면서 빛을 방출하여 마킹데이터를 형성하는 제19단계와 상기 제19단계에서 마킹데이터가 형성된 포장재가 컨베이어벨트를 따라서 이동하는 제20단계를 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
상기 마킹단계에서 마킹데이터가 형성된 포장재를 사용한 후에 코팅면이 형성된 포장재의 코팅면 상부에 재코팅을 실시하여 기존에 형성되어있던 마킹데이터가 보이지 않는 재코팅단계(S100')와, 상기 재코팅단계에서 재코팅면이 형성된 포장재에 새로운 내용물을 삽입하고 포장하는 재포장단계(S200')와 상기 재포장단계에서 새로운 내용물이 포장된 포장재의 재코팅면에 새로 포장된 내용물 정보를 레이저 마킹하는 재마킹단계(S300')를 포함하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
본 발명 레이저 마킹기 및 이를 이용한 포장재 마킹방법에 따르면, 포장재 외측에 부분코팅을 하여 코팅면을 형성하고, 코팅면에 레이저 마킹을 하여 마킹이 선명하게 이루어진다.
또한 본 발명은 포장재와 다른색으로 코팅면을 형성하여 마킹의 시인성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 마킹기의 구성도이다.
도 2는 도 1의 코팅부의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 코팅면이 형성된 포장재를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 포장부의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 포장재가 포장된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 1의 마킹부의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 도 5의 포장재에 내용물의 정보가 마킹된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹방법의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 10은 도 9에서 포장재에 코팅면을 나타내기 위한 코팅단계의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 11은 도 9에서 코팅면이 형성된 포장재에 내용물을 삽입한 후 포장하는 포장단계의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 12은 도 9에서 포장된 포장재에 제품정보를 기록하기 위한 마킹단계의 흐름도를 나타낸 것이다.
도13은 본 발명 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹방법의 다른 실시예의 흐름도를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면과 함께 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 마킹기의 구성도이며, 도 2는 도 1의 코팅부의 구성을 간략히 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에서 코팅면이 형성된 포장재를 나타내는 사시도이다. 이하 설명에서는 코팅면(105)이 형성되기 전의 포장재(101)와 코팅면(105)이 형성된 포장재(103)를 구별하여 설명한다.
본 발명의 레이저 마킹기(100)는 코팅부(110), 포장부(130) 및 마킹부(150)를 포함한다. 본 발명의 레이저 마킹기(100)는 코팅부(110)에서 포장재(101)의 외측 일부에 코팅필름(114)을 부착하여 코팅면(105)을 형성하고, 상기 포장부(130)에서 포장재(103)에 내용물을 삽입하여 봉인한 후, 상기 마킹부(150)에서 포장재 겉면에 제품정보를 선명하게 레이저 마킹할 수 있도록 코팅면(105)에 마킹하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 레이저 마킹기(100)는 코팅면(105)이 포장재(103)와 다른색으로 형성되어, 코팅면(105)에 마킹된 마킹데이터(109)의 시인성이 높은 것을 특징으로 한다.
상기 코팅부(110)는 코팅영역 설정부(111), 코팅형성부(112), 코팅경화부(113) 및 코팅필름(114)을 포함한다. 상기 코팅부(110)는 포장재(101) 외측에 코팅할 부분을 지정하고, 지정된 부분에 코팅필름(114)을 부착하며, 부착된 코팅필름(114)을 경화시켜 포장재(103)에 코팅면(105)을 형성한다.
상기 코팅부(110)에서 형성된 코팅면(105)은 매끄러워 마킹이 선명하게 이루어진다. 또한 상기 포장재(103)의 코팅면(105)은 포장재(103)의 다른 부분보다 두께가 두꺼우므로 내용물이 담겼을 때 나타나는 굴곡이 완만하게 형성되어 마킹이 선명하게 이루어지며, 마킹 후에도 내용물의 정보를 포함하는 마킹데이터(109)의 변형이 적어 마킹데이터(109)를 정확하게 획득할 수 있다.
상기 포장재(101)는 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등과 같은 각종 합성수지재로 제작되는 PP 마대 포장재, 또는 합성섬유 편직물, 지류 등으로 구성되는 각종 포장재가 될 수 있다.
상기 코팅영역 설정부(111)는 삽입된 포장재(101)의 외측일부를 코팅영역으로 지정한다.
상기 코팅형성부(112)는 코팅영역 설정부(111)에서 지정된 포장재(101)의 코팅영역에 코팅필름(114)을 안착시키고, 코팅형성부(112) 내부의 가열판(미도시)이 하강하여 포장재(101)에 코팅필름(114)을 가열융착을 한다. 상기 코팅형성부(112)는 코팅면(105)을 열융착 방법을 사용하여 형성한 것으로 설명하였으나, 상기 코팅면(105)을 형성하는 방법은 초음파 융착이나 포장재(101)에 코팅액을 도포하는 등의 방법을 사용할 수 있다.
상기 코팅경화부(113)는 내부의 냉각판(미도시)이 하강하여 코팅형성부(112)에서 융착된 코팅필름(114)을 냉각시켜 포장재(103) 외측에 코팅면(105)을 형성한다.
상기 코팅필름(114)은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 합성수지 필름 중에서 선택하여 코팅한다. 상기 코팅필름(114)은 포장재(101)와 구별되는 색을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 코팅필름(114)이 부착되어 형성된 코팅면(105)은 포장재(103)와 색이 다르므로 시인성이 높으며, 코팅면(105)에 마킹된 내용물의 정보를 쉽게 찾을 수 있다.
도 3에서 상기 코팅면(105)은 포장재(103)의 외측면에 길이 방향으로 길게 형성한 것으로 도시하였다. 그러나 코팅면(105)은 레이저 마킹기가 마킹할 수 있는 구간이나 마킹시 포장재의 형상 등에 따라 포장재(103)에서 다양한 위치, 크기 및 형상으로 형성될 수 있다.
도 4는 도 1의 포장부의 구성을 간략히 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 포장재가 포장된 상태를 나타내는 사시도이다.
상기 포장부(130)는 코팅부(110)에서 코팅면(105)이 형성된 포장재(103)에 내용물을 삽입하여 포장한다. 상기 포장부(130)는 분류기(131)에 포장재(103)를 장착하고 분류기(131)에서 떨어지는 농산물이나 목적지에 따라 분류되어 떨어지는 화물 등의 내용물을 포장재(103)에 넣는다. 상기 포장재(103)는 내용물이 채워지면 개방된 상부(107)를 봉인한 후 내용물의 정보를 마킹하기 위하여 마킹부(150)까지 컨베이어벨트(151)로 이동하게 된다.
상기 포장부(130)에서 내용물이 채워진 포장재(103)는 들어간 내용물의 형상에 따라 외측으로 많은 굴곡들이 나타난다. 특히 상기 포장재(103)에 단단하고 모서리가 있는 형태의 내용물이 채워지면 내용물의 형태가 포장재(103) 외측으로 그대로 나타난다. 이때 상기 포장재(103)의 코팅면(105)은 다른 부분보다 두께가 두꺼우므로 내용물이 담겼을 때 나타나는 굴곡이 완만하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 6은 도 1의 마킹부의 구성을 간략히 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 8은 도 5의 포장재에 내용물의 정보가 마킹된 상태를 나타내는 사시도이다.
상기 마킹부(150)는 감지센서(152), 상하이동부(154), 카메라(155), 레이저 헤드(156), 스크린(157), 제어부(158) 및 DB(159)를 포함한다. 상기 마킹부(150)는 포장부(130)에서 오는 포장재(103)를 스캔하여 포장재(103)의 형태를 인식하고, 인식된 포장재의 형태와 DB에 저장된 포장재의 형태를 비교하여 마킹할 포장재(103)의 마킹영역를 찾아 레이저로 마킹하여 마킹데이터(109)를 생성한다. 상기 포장재(103)의 마킹영역은 코팅면(105)상에 위치하는 것을 특징으로 한다. 상기 마킹부(150)는 포장재(103)의 마킹영역에 형성되어있는 굴곡에 대응하여 초점거리를 변경하며 마킹하는 것을 특징으로 한다. 상기 마킹데이터(109)는 생산일자, 유통기한 등의 날짜정보, 내용물 명칭, 바코드 및 큐알코드 등의 내용물의 정보가 될 수 있다.
상기 감지센서(152)는 컨베이어벨트(151)로 포장재(103)가 진입하여 이동하는 것을 감지한다. 상기 감지센서(152)는 감지데이터를 제어부(158)에 전송하며, 제어부(158)는 감지데이터로 포장재(103)간의 거리를 확인하여 컨베이어벨트(151)의 속도와 포장재(103)간의 간격 및 레이저 마킹을 위한 시간을 계산하여 컨베이어벨트(151)의 속도를 조절할 수 있다.
상기 상하이동부(154)는 고정부(153)의 폭방향 일측에 형성되며, 고정부(153)와 카메라(155) 및 레이저 헤드(156)를 연결한다. 상기 상하이동부(154)는 카메라(155)의 스캔위치 또는 레이저 헤드(156)의 마킹영역에 따라 고정부(153)에서 상하로 움직일 수 있다.
상기 카메라(155)는 컨베이어벨트(151) 상에서 이동되는 포장재(103)의 형상을 스캔하여 제어부(158)에 전송한다. 상기 제어부(158)는 스캔데이터를 DB(159)에 저장된 포장재(103)의 형상 및 마킹영역과 비교하여 컨베이어벨트(151)상에서 움직이는 포장재(103)의 마킹영역 좌표를 산출한다. 또한 상기 제어부(158)는 카메라에서 전송된 데이터로 마킹영역의 거리 및 경사도를 측정하여 초점거리데이터를 산출한다.
상기 레이저 헤드(156)는 컨베이어벨트(151) 상에서 이동되는 포장재(103)에 내용물의 정보를 포함하는 마킹데이터(109)를 마킹한다. 상기 레이저 헤드(156)는 제어부(158)에서 마킹영역 좌표를 전송받아 높이를 조절한다. 상기 레이저 헤드(156)는 제어부(158)에서 마킹데이터(109)를 전송받아 포장재(103)의 마킹영역에 빛을 방출하여 마킹데이터(109)를 마킹하며, 마킹영역은 포장재(103)의 코팅면(105)이 되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 레이저 헤드(156)는 제어부(158)에서 초점거리데이터를 받아 포장재(103) 마킹영역의 굴곡에 대응하여 초점거리를 변경하며 마킹하는 것을 특징으로 한다.
상기 스크린(157)은 고정부(153)의 폭방향 타측에 형성되며, 내용물의 정보를 포함하는 마킹데이터(109), 카메라(155)에서 전송된 포장재의 형태, 마킹위치의 좌표, 초점거리 및 컨베이어벨트의 속도 등 진행중인 레이저마킹과 관련된 정보들이 표시된다. 또한 상기 스크린(157)은 내용물의 정보를 포함하는 마킹데이터(109)를 직접 입력하거나 스크린(157)에 표시되는 정보들을 수정할 수 있다.
상기 DB(159)는 기존의 포장재의 형상, 형상에 따라서 삽입된 포장재(103)에 내용물의 정보를 포함하는 마킹데이터(109)가 형성될 위치 및 현재 컨베이어벨트(151) 상에서 이동하는 포장재(103)에 마킹할 마킹데이터(109) 등의 사전정보가 저장된다.
또한 마킹부는 내용물 정보를 포함하는 전자태그(RFID Tag)를 부착하는 RF태그 부착기(미도시)와, 상기 RF태그 부착기의 정보를 인식하는 RF태그 리더기(미도시)를 더 포함한다. 상기 RF태그 리더기(미도시)에서 스캔된 포장재 정보에 따라 컨베이어 벨트의 속도, 진행방향을 제어부(158)에서 제어하여 작동을 멈추지 않고 자동분류기로 이송시키는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
본 발명에서는 코팅면(105)에 마킹데이터(109)가 형성되어 있는 포장재(103)를 재사용할 수 있다. 상기 코팅부(100)에서 마킹데이터(109)가 형성된 코팅면(105)을 코팅영역으로 지정하고 코팅면(105) 위에 코팅필름을 융착하여 새로운 코팅면을 형성하여 기존의 마킹데이터(109)가 보이지 않도록 변경하여 실시 할 수 있다.
도 9는 본 발명 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹방법의 흐름도를 나타낸 것이고, 도 10은 도 9에서 포장재에 코팅면을 나타내기 위한 코팅단계의 흐름도를 나타낸 것이며, 도 11은 도 9에서 코팅면이 형성된 포장재에 내용물을 삽입한 후 포장하는 포장단계의 흐름도를 나타낸 것이고, 도 12은 도 9에서 포장된 포장재에 제품정보를 기록하기 위한 마킹단계의 흐름도를 나타낸 것이다.
본 발명 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법은 포장재(101)의 외측일부를 코팅하여 코팅면(105)을 형성하는 코팅단계(S100)와 상기 코팅단계에서 코팅면(105)이 형성된 포장재(103)에 내용물을 포장하는 포장단계(S200)와 상기 포장단계에서 포장된 포장재(103)의 코팅면(105)에 레이저로 마킹하는 마킹단계(S300)를 포함한다.
상기 코팅단계(S100)는 코팅영역 설정부(111)에 코팅할 포장재(101)를 삽입하는 제1단계(S110)와, 상기 제1단계에서 삽입된 포장재(101)에 코팅영역을 지정하는 제2단계(S120)와, 상기 제2단계에서 지정된 코팅영역에 맞게 코팅 형성부(112)에 포장재의 색과 구별되는 합성수지 소재의 코팅필름(114)을 장착(S130)한다. 이때, 상기 2단계에서 코팅영역은 포장재 외측의 일부분이 된다.
상기 제3단계에서 장착된 코팅필름(114)이 포장재(101)의 코팅 영역에 안착되는 제4단계(S140)와, 상기 제4단계에서 안착된 코팅필름(114)에 가열판이 하강하여 포장재(101)에 가열융착시키는 제5단계(S150)와, 상기 제5단계에서 융착된 코팅필름(114)을 코팅형성부(112)에서 냉각시켜 포장재(103)의 외측면에 코팅면(105)을 형성하는 제6단계(S160)와, 상기 제6단계에서 코팅면(105)이 형성된 포장재(103)를 꺼내는 제7단계(S170)를 포함한다.
상기 포장단계(S200)는 코팅단계(S100)에서 코팅된 포장재(103)를 분류기(131)에 장착하는 제8단계(S210)와, 상기 제8단계에서 장착된 포장재(103)에 분류기(131)에서 분류된 농산물 또는 상자등의 내용물을 삽입하는 제9단계(S230)와, 상기 제9단계에서 내용물이 삽입된 포장재(103)의 개방된 상부(107)를 봉인하는 제10단계(S250)와, 상기 제10단계에서 봉인된 포장재(103)를 마킹을 위하여 컨베이어벨트(151)로 이동시키는 제11단계(S270)를 포함한다.
상기 마킹단계(S300)는 DB(171)에 내용물의 정보를 포함하는 마킹데이터(109), 포장재(103) 형상 및 형상에 따라서 마킹데이터(109)가 형성될 위치 등의 사전정보가 입력되는 제12단계(S310)와, 상기 제11단계에서 컨베이어벨트(151)로 이동된 포장재(103)를 감지센서(155)가 감지하고 감지데이터를 제어부(158)에 전송하는 제13단계(S320)와, 상기 제13단계에서 전송된 데이터로 제어부(158)가 포장재(103)간의 간격을 확인하고 포장재(103)간의 간격이 가까워 마킹할 시간이 부족하면 컨베이어벨트(151)의 속도를 조절하는 제14단계(S330)와, 상기 제13단계에서 감지된 컨베이어벨트(151)에서 이동하는 포장재(103)를 카메라(155)가 스캔하고 제어부에 전송하는 제15단계(S340)와, 상기 제15단계에서 카메라(155)에서 전송된 데이터를 제어부(158)가 DB(159)의 사전정보 데이터와 비교하여 포장재(103)에 마킹할 좌표를 산출하고, 카메라(155)에서 전송된 데이터로 마킹할 좌표의 거리 및 경사도를 측정하여 초점거리데이터를 산출하는 제16단계(S350)와, 상기 제16단계에서 산출된 마킹할 좌표, 초점거리데이터 및 마킹데이터(109)를 레이저 헤드(156)에 전송하는 제17단계(S360)와, 상기 제17단계에서 전송된 마킹할 좌표에 마킹할 수 있도록 레이저 헤드(156)의 위치를 변경하는 제18단계(S370)와, 상기 제18단계에서 위치가 변경된 레이저 헤드(156)가 포장재(103)의 코팅면(105)에 제17단계에서 전송된 초점거리데이터에 맞추어 초점거리를 변경하면서 빛을 방출하여 마킹데이터(109)를 형성하는 제19단계(S380)와, 상기 제19단계에서 마킹데이터(109)가 형성된 포장재(103)가 컨베이어벨트(151)를 따라서 이동하는 제20단계(S390)를 포함한다.
도 13는 본 발명 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹방법의 다른 실시예의 흐름도를 나타낸 것이다.
본 발명 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법의 또다른 실시예는 마킹단계(S300)에서 마킹된 포장재(103)를 사용한 후에 재사용이 가능한 방법을 포함한다.
상기 마킹된 포장재(103)는 포장재(101)의 외측일부를 코팅하여 코팅면(105)을 형성하는 코팅단계(S100)와 상기 코팅단계에서 코팅면(105)이 형성된 포장재(103)에 내용물을 포장하는 포장단계(S200)와 상기 포장단계에서 포장된 포장재(103)의 코팅면(105)에 레이저로 마킹하는 마킹단계(S300)를 포함하여 1회 사용된 상태의 포장재를 의미한다.
상기 마킹된 포장재(103)를 재사용하기 위해서는 코팅면이 형성된 포장재의 코팅면 상부에 재코팅을 실시하여 기존에 형성되어있던 마킹데이터가 보이지 않는 재코팅단계(S100')와 상기 재코팅단계에서 재코팅면이 형성된 포장재에 새로운 내용물을 삽입하고 포장하는 재포장단계(S200')와 상기 재포장단계에서 새로운 내용물이 포장된 포장재의 재코팅면에 새로 포장된 내용물 정보를 레이저 마킹하는 재마킹단계(S300')를 포함한다.
이 외에도 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산 또는 분할되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산 또는 반할 된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 통상의 기술자가 이해하는 범위 안에서 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹방법
101 : 포장재 103 : 포장재
105 : 코팅면 109 : 마킹데이터
110 : 코팅부 111 : 코팅영역 설정부
112 : 코팅형성부 113 : 코팅경화부
114 : 코팅필름 130 : 포장부
150 : 마킹부 151 : 컨베이어벨트
152 : 감지센서 154 : 상하이동부
155 : 카메라 156 : 레이저 헤드
157 : 스크린 158 : 제어부
159 : DB

Claims (10)

  1. 포장재의 외측 일부분에 코팅면을 형성하는 코팅부;
    상기 코팅부에서 코팅면이 형성된 포장재에 내용물을 삽입하고 포장하는 포장부;
    상기 포장부에서 내용물이 포장된 포장재의 코팅면에 내용물 정보를 레이저 마킹하는 마킹부;를 포함하고,
    상기 마킹부는
    컨베이어벨트에 진입하는 포장재를 감지하고, 감지된 데이터를 제어부에 전송하는 감지센서;
    상기 감지센서에서 감지된 포장재를 스캔하여 스캔된 데이터를 제어부에 전송하는 카메라;
    상기 카메라에서 스캔된 데이터로 제어부에서 산출한 포장재의 마킹영역에 빛을 방출하여 마킹데이터를 형성하며, 이때 포장재의 마킹영역 굴곡에 대응하여 초점거리를 변경하며 마킹하는 레이저 헤드;
    상기 카메라 및 레이저 헤드를 고정부와 연결하며 카메라의 스캔위치 또는 레이저 헤드의 마킹영역에 따라 고정부의 상하로 움직이는 상하이동부;
    상기 고정부에 연결되며 진행중인 레이저마킹과 관련된 정보들이 표시되고, 표시되는 정보들을 수정할 수 있는 스크린;
    상기 포장재에 마킹할 내용물 정보인 마킹데이터, 기존 포장재의 형상, 형상에 따라서 마킹데이터가 형성될 위치와 같은 사전정보가 저장되는 DB;
    상기 감지센서에서 전송된 데이터로 컨베이어벨트의 속도를 조절하고, 카메라에서 전송된 데이터로 DB의 사전정보와 비교하여 마킹영역 좌표와 마킹영역 초점거리를 산출하여 레이저 헤드에 전송하는 제어부;를 포함하며,
    상기 포장재의 코팅면은 포장재의 다른 부분보다 두께가 두꺼우므로 내용물이 담긴 후에 코팅면의 굴곡이 완만하게 형성되어 레이저 마킹의 변형이 적은 것을 특징으로 하는 레이저 마킹기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 코팅부는
    포장재 외측 일부를 코팅영역으로 지정하는 코팅영역 설정부;
    코팅영역 설정부에서 지정된 코팅영역에 포장재와 다른색의 코팅필름을 융착시키는 코팅형성부;
    코팅형성부에서 융착된 코팅필름을 경화시켜 코팅면을 형성하는 코팅경화부;
    상기 코팅형성부에서 포장재의 외측에 융착되는 합성수지재 코팅필름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹기.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마킹부는 내용물 정보를 포함하는 전자태그(RFID Tag)를 부착하는 RF태그 부착기; 및
    상기 RF태그 부착기의 정보를 인식하는 RF태그 리더기를 더 포함하고,
    상기 RF태그 리더기에서 스캔된 포장재 정보에 따라 컨베이어 벨트의 속도, 진행방향을 제어부에서 제어하여 작동을 멈추지 않고 자동분류기로 이송시키는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 마킹부에서 사용되었던 포장재를 코팅부에서 코팅면 상부에 재코팅을 실시하여 마킹데이터가 보이지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 마킹기.
  6. 제 1항에 기재된 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법으로서,
    포장재의 외측 일부분에 코팅면을 형성하는 코팅단계;
    상기 코팅단계에서 코팅면이 형성된 포장재에 내용물을 삽입하고 포장하는 포장단계;
    상기 포장단계에서 내용물이 포장된 포장재의 코팅면에 내용물 정보를 레이저 마킹하는 마킹단계;를 포함하는 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코팅단계는 코팅영역 설정부에 코팅할 포장재를 삽입하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 삽입된 포장재의 외측일부에 코팅영역을 지정하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 지정된 코팅영역에 맞게 코팅 형성부에 포장재의 색과 구별되는 합성수지 소재의 코팅필름을 장착하는 제3단계;
    상기 제3단계에서 장착된 코팅필름이 포장재의 코팅 영역에 안착되는 제4단계;
    상기 제4단계에서 안착된 코팅필름에 가열판이 하강하여 포장재에 가열융착시키는 제5단계;
    상기 제5단계에서 융착된 코팅필름을 코팅형성부에서 냉각시켜 포장재의 외측면에 코팅면을 형성하는 제6단계;
    상기 제6단계에서 코팅면이 형성된 포장재를 꺼내는 제7단계;를 포함하는 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 포장단계는 코팅단계에서 코팅된 포장재를 분류기에 장착하는 제8단계;
    상기 제8단계에서 장착된 포장재에 분류기에서 분류된 농산물 또는 상자등의 내용물을 삽입하는 제9단계;
    상기 제9단계에서 내용물이 삽입된 포장재의 개방된 상부를 봉인하는 제10단계;
    상기 제10단계에서 봉인된 포장재를 마킹을 위하여 컨베이어벨트로 이동시키는 제11단계;를 포함하는 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 마킹단계는 DB에 마킹데이터 및 포장재 형상 및 형상에 따라서 마킹데이터가 형성될 위치 등의 사전정보가 입력되는 제12단계;
    상기 포장단계에서 컨베이어벨트로 이동된 포장재를 감지센서가 감지하고 감지데이터를 제어부에 전송하는 제13단계;
    상기 제13단계에서 전송된 데이터로 제어부가 포장재간의 간격을 확인하고 포장재간의 간격이 가까워 마킹할 시간이 부족하면 컨베이어벨트의 속도를 조절하는 제14단계;
    상기 제13단계에서 감지된 포장재를 카메라가 스캔하고 제어부에 전송하는 제15단계;
    상기 제15단계에서 카메라에서 전송된 데이터를 제어부가 DB의 사전정보 데이터와 비교하여 포장재에 마킹할 좌표를 산출하고, 카메라에서 전송된 데이터로 마킹할 좌표의 거리 및 경사도를 측정하여 초점거리데이터를 산출하는 제16단계;
    상기 제16단계에서 산출된 마킹할 좌표, 초점거리데이터 및 마킹데이터를 레이저 헤드에 전송하는 제17단계;
    상기 제17단계에서 전송된 마킹할 좌표에 마킹할 수 있도록 레이저 헤드의 위치를 변경하는 제18단계;
    상기 제18단계에서 위치가 변경된 레이저 헤드가 포장재의 코팅면에 제17단계에서 전송된 초점거리데이터에 맞추어 초점거리를 변경하면서 빛을 방출하여 마킹데이터를 형성하는 제19단계;
    상기 제19단계에서 마킹데이터가 형성된 포장재가 컨베이어벨트를 따라서 이동하는 제20단계;를 포함하는 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법.
  10. 제 6항에 있어서
    상기 마킹단계에서 마킹데이터가 형성된 포장재를 사용한 후에 코팅면이 형성된 포장재의 코팅면 상부에 재코팅을 실시하여 기존에 형성되어있던 마킹데이터가 보이지 않는 재코팅단계(S100');
    상기 재코팅단계에서 재코팅면이 형성된 포장재에 새로운 내용물을 삽입하고포장하는 재포장단계(S200'); 및
    상기 재포장단계에서 새로운 내용물이 포장된 포장재의 재코팅면에 새로 포장된 내용물 정보를 레이저 마킹하는 재마킹단계(S300');를 포함하는 레이저 마킹기를 이용한 포장재 마킹 방법.
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