KR20130042186A

KR20130042186A - 백 플레이서 자동운전방법

Info

Publication number: KR20130042186A
Application number: KR1020110106344A
Authority: KR
Inventors: 김두수
Original assignee: 주식회사 디엠
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-04-26

Abstract

본 발명은 피 포장물를 포대에 포장함에 있어 빈 포대를 순차적으로 호퍼의 피 포장물 배출구로 이송시키고, 호퍼의 피 포장물 배출구에 빈 포대를 결합하여 빈 포대속으로 피 포장물을 충진한 뒤 피 포장물이 충진된 포대를 자동으로 퇴출시키고, 원원치로 복귀하여 다시 피 포장물 배출용 노즐에 빈 포대를 장착하여 빈 포대에 피 포장물을 충진하는 일련의 작업공정을 자동으로 구현한 자동화된 백플레이서를 제공한다.

Description

백 플레이서 자동운전방법{AUTOMATIC PROCESSING METHOD FOR BAG PLACER}

본 발명은 빈 포대의 순차적인 공급하는 포대 공급공정과, 빈 포대에 피 포장물을 충진하는 충진공정 및 충진된 포대를 퇴출시키는 퇴출공정 및 빈 포대를 재장착하는 포대 재장착공정 등 빈 포대에 특정 피 포장물을 포장하는 일련의 작업공정을 연속적이고 자동적으로 수행할 수 있는 백 플레이서(Bag Placer) 자동 운전방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 곡물이나 분말식품 혹은 시멘트와 같은 각종 건자재 혹은 석유화학 제품 성형용 원료(이하 '피 포장물'이라 함) 등은 유통과정에서 내용물이 손상되거나 이물질이 유입되거나 반대로 유실되지 않도록 포대에 담아 유통하게 된다.

전술한 바와 같은 각종 피 포장물들을 포대에 담는 방식은 대표적으로 상부를 개방한 포대를 호퍼의 배출구 밑에 위치시킨 뒤 그 포대속으로 피 포장물을 투여한 후 포대의 입구를 봉합하는 형태가 있다.

그러나, 이와 같은 포대 포장 방식은 작업자가 포대의 입구를 벌려주면서 호퍼의 노즐 하부에 포대를 위치시켜야 하기 때문에 다량의 포장작업시 생산성이 현저히 떨어지고, 또한 포대의 입구는 실용신안 공고번호 제1992-0002544호(공고일:1992.04.25, 곡물포대 재봉기) 및 실용신안 공개번호 1996-0001760호(공개일:1996.01.19, 곡물포대 재봉장치)에 게시된 바와 같이 포대의 입구를 실로 재봉해야하는 봉합공정을 반드시 갖추어야 하는 문제가 있다.

따라서, 포장 설비의 설치공간이 커지고, 피 포장물을 포대에 담는 공정과, 포대를 피 포장물이 저장된 호퍼로 순차적으로 이송시키기 위한 포대 이송공정과 피 포장물이 충진된 포대의 입구를 봉합하는 봉합공정 및 봉합된 포대를 퇴출시키고 다시 새로운 포대를 호퍼에 장착하는 포대 공급 및 퇴출공정을 수동으로 수행하고 있어 많은 인력은 물론 작업자의 숙련도가 요구되는 문제가 있으며, 또한 포장에 따른 생산성을 향상시키는 것도 한계성이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 빈 포대를 순차적으로 연속적으로 공급하고, 빈 포대에 피 포장물을 충진하는 충진공정, 피 포장물이 담겨진 포대를 퇴출시키는 퇴출공정을 반복적으로 자동으로 수행할 수 있도록 한 백 플레이서 자동 운전방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 백 플레이서 자동 운전방법에 따른 구현수단은;

포대 흡착부의 흡착판이 하강하여 적층된 포대 중 하나의 포대만을 흡착하는 포대 흡착단계(S210)와;

포대 흡착부에 의해서 흡착된 포대를 일정 높이로 상승시키고, 포대이동부 방향으로 포대를 이동시키는 흡착 포대 이동 단계(S220)와;

포대 이동부의 클램프가 포대 흡착부에 의해 이송되어지는 포대를 인수/인계하는 포대 인수/인계단계(S230)와;

포대 흡착부는 포대 이동부로의 포대 인수/인계 후, 포대 자동 이송장치에 적층된 다른 포대를 흡착하기 위한 상기 포대 흡착단계(S210) 내지 포대 인수/인계단계(S230)를 수행하고, 인계된 포대를 호퍼의 피 포장물 노즐에 결합시키는 포대 결합시키고(S240), 포대 흡착부는 새로운 포대를 이송시키기 위해 원위치로 이동하는 단계(S250)와;

노즐(212)이 포대(1)속으로 삽입되면 콘트롤장치(400)에 의해제어되는 솔레노이드 밸브(S1)가 개방되어 공압이 포대속으로 유입됨과 아울러 구동모터(215)와 연동하는 물레(222a)가 회전하면서 저장통(222)에 저장된 피 포장물이 노즐(212)을 통해 포대(1)속으로 충진하는 단계(S280)와;

상기 포대의 무게를 로드셀이 검출하여 검출값이 설정값에 도달할 때까지 포대(1)속으로 피 포장물을 충진하는 피 포장물 충진단계(S280, S290)와;

포대의 무게가 설정치에 도달하면, 컨트롤장치(400)는 공압실린더(226a)를 작동시켜 슬라이더(225)를 후퇴시켜 노즐(212)에서 포대(1)를 분리하는 단계(S300)와;

컨트롤장치의 타이머에 설정한 시간이 경과하면 컨트롤장치에 의해 공압실린더(227a)가 작동하여 포켓을 기울여 포대를 제거한 뒤, 공압실린더를 원위치로 작동시켜 포대가 제거된 포켓을 원위치시키는 단계(320)

상기 슬라이더가 원위치되면, 피 포장물 배출용 노즐에 새로운 포대를 장착하는 단계(S270) 내지 상기 S330단계를 연속적으로 반복수행하는 구성에 의해 구현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 포대는 그 속에 피 포장물을 충진한 뒤 입구를 홍합할 필용가 없고, 빈 포대에 피 포장물을 충진할 수 있도록 대기상태로 포대를 이송시킴으로써 포대 이송에 따른 시간적 손실을 줄일 수 있어 생산성이 향상되고, 또한 빈 포대를 자동으로 연속적으로 공급하여 피 충진물을 포대에 차례로 충진할 수 있을 뿐만 아니라 피 포장물이 저장된 호퍼의 피 포장물 배출용 노즐에 자동으로 포대를 연결하여 그 속에 피 포장물을 충진하고, 피 포장물로 채워진 포대를 퇴출시킨 뒤 다시 원위치하여 새로운 포대에 피 포장물을 연속적으로 충진할 수 있는 일련의 작업공정이 자동으로 수행할 수 있어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 숙련공이 요구되지 않고, 최소한의 인력만으로 백 플레이서장치의 운전이 가능한 장점이 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 이송장치의 정면도,
도 1b는 도 1a의 포대 자동 이송장치의 측면도,
도 1c는 도 1a의 포대 자동 이송장치에 의해 공급되는 포대의 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 백 플레이서 자동운전에 따른 플로우챠트,
도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 이송장치가 적용된 포장 자동화 설비의 일측면도,
도 4는 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 이송장치의 호퍼 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 이송장치의 호퍼 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 포대 자동 이송장치로 포대를 안정적으로 공급하기 위한 포대 자동 공급장치에 대한 측면도,
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동공급 및 자동 퇴출장치가 채용된 장착된 포대 자동 포장설비를 예시한 일측단면도,
도 8은 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동공급 및 자동 퇴출장치를 호퍼에 장착한 것을 예시한 요부 사시도,
도 9은 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동공급 및 자동 퇴출장치를 정면에서 바라 본 투시도,
도 10은 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동공급 및 자동 퇴출장치의 일측단면도,
도 11은 호퍼의 내부를 도시한 투시 단면도,
도 12a와 도 12b는 본 발명에 의해 포대의 이동 전과 이동 후를 예시한 요부 발췌 단면도,
도 13a와 도 13b는 본 발명에 의해 포대의 전환 전/후를 예시한 요부 발췌 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 백플레이서 자동운전방법에 따른 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 이송장치의 구성에 대하여 설명한다.

도 1a는 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 이송장치의 정면도이며, 도 1b는 도 1a의 포대 자동 이송장치의 측면도이고, 도 1c는 도 1a의 포대 자동 이송장치에 의해 공급되는 포대의 개략적인 사시도이다.

도 1a 내지 1c를 참조하면, 본 발명에 따른 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 이송장치(100)는 포대(1)를 실질적으로 흡착하는 포대 흡착부(110)와, 흡착된 포대(1)를 노즐(12)로 이동시키는 포대 이동부(120)와, 포대 흡착부(110) 및 포대 이동부(120)가 연결되는 베이스 플레이트(130, base plate)를 포함한다.

주지하는 바와 같이, 포대 자동 이송장치(100)는 포대 자동 공급장치(200)에 의해 공급된 적층형 포대(1)를 순차적으로 이송하여 개별 포장하기 위한 호퍼(40)의 노즐(12)에 반개로 연속 공급하는 포대 이송공정을 수행한다.

여기서, 도 1c에 예시된 바와 같이, 본 실시예에 이용되는 포대(1)의 하면(4)은 밀봉되어 펼쳐져 있고, 포대(1)의 상면, 즉 봉합부(3)는 펼쳐진 형상으로 설계되어 있다. 한편, 포대(1)는 하면(4) 및 봉합부(3)가 납작하게 접혀진 포대가 포대 자동 공급장치(200)에 적층된 형태로 안치되어 포대 자동 이송장치(100)로 공급되어 온다.

포대 흡착부(110)는 포대(1)의 봉합부(3)에 밀착되어 포대(1)를 흡착하는 흡착판(111)과, 흡착판(111)과 결합되고 흡착판(111)을 포대 자동 공급장치(200)에 적층된 포대 방향으로 하강시키거나 흡착된 포대(1)를 상승시키는 제1 공압 실린더(112)와, 제1 공압 실린더(112)와 결합 형성되고 제1 공압 실린더(112)를 흡착판(111)의 상하 이동방향과 수직하는 방향으로 이동시키는 제1 이동유닛(113)과, 제1 이동유닛(113)을 구동하는 제1 구동 유닛(114)으로 이루어진다.

흡착판(111)은 진공펌프(미도시)와 튜브(111-1)를 통해서 연결되고, 튜브(111-1)를 통해서 포대(1)의 봉합부(3)를 흡입하여 포대(1)를 강하게 흡착하게 된다. 한편, 도 1a에 도시된 바와 같이, 흡착판(111)은 흡착되는 포대(1)의 균형을 유지하도록 적어도 둘 이상의 노즐 유닛으로 구성될 수 있고, 노즐 유닛은 탄성력을 갖도록 다수의 주름(111-2)이 형성된 주름관으로 형성될 수 있다. 이에 따라 포대(1)의 흡착 및 이동이 용이하여 포대를 포대 이동부(120) 또는 호퍼(40) 노즐(12)로 신속하게 이송할 수 있다.

제1 공압 실린더(112)는 흡착판(111)의 상측에 결합 형성되고, 제1 공압 실린더(112)로 공급되는 기체의 압력에 따라서, 적층된 포대(1)를 흡착하도록 흡착판(111)을 하강시키거나, 포대(1)가 흡착된 흡착판(111)을 포대 자동공급장치(200)로부터 일정 높이로 상승시킨다.

제1 이동유닛(113)은 흡착판(111)의 상하 이동방향과 수직하는 방향으로, 즉 후술하는 포대 이동부(120) 방향으로, 또는 포대 이동부(120)와 대향되는 방향으로, 상호 결합 고정된 흡착판(111) 및 제1 공압 실린더(112)를 이동시킨다.

제1 구동 유닛(114)은, 제1 구동 모터(114-1)와, 제1 구동 모터(114-1)의 회전축에 연결되는 제1 스크류형 샤프트(114-2)를 포함한다. 여기서, 제1 이동유닛(113)의 일측, 예컨대 제1 이동유닛(113)의 후면 측은 제1 스크류형 샤프트(114-2)와 연결되어 있으므로, 제1 이동유닛(113)은 제1 구동 모터(114-1)의 정역 회전에 의해서 흡착판(111)의 상하 이동방향과 수직하는 방향으로 병진이동한다.

구체적으로, 제1 이동유닛(113)의 후면 측에는 제1 스크류형 샤프트(114-2)가 나사 회전가능하도록 관통하여 삽입 결합되는 제1 삽입홀(미도시)이 형성된다.

이에 따라, 제1 스크류형 샤프트(114-2)의 정역 회전에 의해서 제1 스크류형 샤프트(114-2)와 나사 결합한 제1 이동유닛(113)이 포대 이동부(120) 방향으로, 또는 포대이동부(120)와 대향되는 방향으로, 흡착판(111) 및 제1 공압 실린더(112)를 병진이동시키게 된다.

또한, 제1 구동 유닛(114)은 제1 스크류형 사프트(114-2)와 평행하도록 베이스 플레이트(130)에 배치되고, 제1 이동유닛(113)의 병진이동, 즉 프레임(220))에 배치되고, 제1 이동유닛(113)의 병진이동, 즉 포대 이동부(120) 방향으로, 또는 포대 이동부(120)와 대향되는 방향으로의 이동을 가이드하는 하나의 제1 가이드 샤프트(114-3) 또는 한 쌍의 제1 가이드 샤프트(114-3)를 더 포함할 수 있다.

제1 가이드 샤프트(114-3)는 제1 이동유닛(113)의 후면 측에 형성된 관통홀(미도시)에 관통 삽입되어 제1 이동유닛(113)의 병진이동을 진동 없이 안정적으로 가이드한다.

한편, 포대 흡착부(110)는, 흡착판(111)과 포대 자동 이송장치 상부에 적층된 포대(1) 사이의 간격 또는 흡착판(111)의 상하 위치를 감지하는 제2 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 센서는 적층된 포대와 흡착판(111) 사이의 이격 거리에 따른 압력을 감지함으로써, 제2 센서에 의해서 일정 압력 이상이 감지되면, 제1 공압 실린더(112)에 의한 흡착판(111)의 하강을 정지시켜, 흡착판(111)의 포대 봉합부(3)와의 과도한 밀착을 억제하여 포대(1)의 손상 및 파손을 방지할 수 있다.

두 번째, 포대 이동부(120)는, 흡착판(111)에 흡착 이동된 포대(1)를 인수받는 클램프(121)와, 클램프(121)에 결합 형성되고 클램프(121)를 호퍼(40)의 노즐(212)쪽으로 이동시키거나 포대 흡착부(110) 방향으로 이동시키는 제2 이동유닛(122)과, 제2 이동유닛(122)을 구동하는 제2 구동 유닛(123)으로 이루어진다.

여기서, 클램프(121)는, 포대 흡착부(110)로부터 흡착 이동된 포대(1)의 봉합부(3)가 삽입되는 요홈(121-1a)이 측면에 내측으로 각각 형성된 한 쌍의 봉합부 삽입유닛(121-1)과, 봉합부 삽입유닛(121-1)의 일측에 결합 형성되고 봉합부 삽입유닛(121-1)에 삽입된 포대(1)의 일측을 압착하는 한 쌍의 압착 바(121-2)와, 한 쌍의 봉합부 삽입 유닛(121-1)을 대향하여 밀착 또는 이격시키는 제2 공압 실린더(121-3)와, 한 쌍의 압착 바(121-2)를 대향하여 밀착 또는 이격시키는 제3 공압 실린더(121-4)를 포함한다.

한편, 흡착판(111)과 대향하는 봉합부 삽입유닛(121-1)의 일측은 포대(1)의 봉합부(3) 외측 방향으로 절곡되어 연장 형성되어서, 포대 흡착부(110)의 흡착판(111)로부터의 포대(1)의 인수시, 포대(1)의 봉합부(3)가 요홈(121-1a)에 용이하게 안착될 수 있게 된다. 여기서, 요홈(121-1a)은, 포대(1)의 봉합부(3)의 형상에 대응하도록 영문 알파벳 'V'자 형태로 형성될 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않고, 포대(1)의 봉합부(3)의 클램프(121)로의 삽입 및 안착이 용이하도록 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.

또한, 제1 이동유닛(113)과 대향하는 흡착 바(121-2)의 일측은 포대(1)의 일측의 외측 방향으로 절곡되어 연장 형성되어 있어 포대 흡착부(110)의 흡착판(111)로부터의 포대(1)의 인수시, 포대(1)의 일측이 요홈(121-1a)에 용이하게 안착될 수 있게 된다.

제2 및 제3 공압 실린더(121-3,121-4)는, 흡착판(111)로부터 포대(1)를 인수하도록, 클램프(121)의 한 쌍의 봉합부 삽입유닛(121-1) 및 한 쌍의 압착 바(121-2)를 대향하는 방향으로 각각 밀착시켜 포대(1)를 압착한다.

이후, 제2 이동유닛(122)의 이동에 의해서 호퍼(40)의 노즐(212)에 포대의 봉합부(3)의 일측이 삽입 결합된 후에는, 제2 및 제3 공압 실린더(121-3,121-4)는, 클램프(121)의 한 쌍의 봉합부 삽입유닛(121-1) 및 한 쌍의 압착 바(121-2)를 대향하는 방향으로 이격시켜 포대(1)와의 밀착을 해제시킨다.

여기서, 제2 및 제3 공압 실린더(121-3,121-4)는 연동하여 봉합부 삽입유닛(121-1) 및 압착 바(121-2)를 포대(1)와 밀착 또는 이격시키는 것으로 상술하였으나, 포대(1)와의 밀착 및 이격의 용이성을 위해서, 제2 및 제3 공압 실린더(121-3,121-4)는 봉합부 삽입유닛(121-1) 및 압착 바(121-2)를 각각 개별적으로 동작시킬 수도 있다.

여기서, 클램프(121)는, 제3 공압 실린더(121-4) 양측에 형성되고, 한 쌍의 압착 바(121-2)에 압착된 포대(1)의 타측을 압착하는 탄성부재(121-5), 예컨대 스프링으로 이루어지는 탄성부재(121-5)를 더 포함할 수 있다. 즉, 탄성부재(121-5)는 한 쌍의 압착 바(121-2) 사이에 압착된 포대(1)의 뒤틀림을 효과적으로 방지할 수 있다. 예를들어, 탄성부재(121-5)는 포대 이동부(120)에 의한 포대(1)의 호퍼 (40)의 노즐(212)쪽으로 이동시 발생할 수 있는 진동 또는 요동에 의한 포대(1)의 뒤틀림을 방지함으로써 노즐(212)에 포대(1)의 봉합부(3)의 일측이 정확하게 삽입될 수 있도록 한다.

이에 따라, 전술한 바와 같이, 노즐(212)에 적합하게 삽입 고정되도록 포대(1)의 형상으로 변형시켜 포대의 단위 포장을 용이하도록 하여 단위 포장 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

제2 이동유닛(122)은 노즐(212)의 축선방향으로 또는 포대 흡착부(110) 방향으로, 클램프(121) 또는 클램프(121)에 밀착된 포대(1)를 이동시킨다.

제2 구동 유닛(123)은, 제2 구동 모터(미도시)와, 제2 구동 모터의 회전축에 연결되는 제2 스크류형 샤프트(123-2)를 포함한다. 제2 이동유닛(122)의 일측, 예컨대 제2 이동유닛(122)의 후면 측이 제2 스크류형 샤프트(123-2)와 결합되어 있어 제2 이동유닛(122)은 제2 구동 모터의 정역 회전에 의해서 노즐(212) 방향으로 또는 포대 흡착부(110) 방향으로 병진이동한다.

여기서, 제2 이동유닛(122)의 후면 측에는 제2 스크류형 샤프트(123-2)가 나사 회전가능하도록 관통하여 삽입 결합되는 제2 삽입홀(미도시)이 형성된다. 이에 따라, 제2 스크류형 샤프트(123-2)의 정역 회전에 의해서 제2 스크류형 샤프트(123-2)와 나사 결합한 제2 이동유닛(122)이 클램프(121)를 노즐(212) 방향으로 또는 포대 흡착부(110) 방향으로 이동시키게 된다.

한편, 제2 구동 유닛(123)은 제2 스크류형 사프트(123-2)와 평행하도록 베이스 플레이트(130)에 배치되고, 제2 이동유닛(122)의 병진이동, 즉 노즐(212) 방향으로 또는 포대 흡착부(110) 방향으로의 이동을 가이드하는 하나 또는 한 쌍의 제2 가이드 샤프트(123-3)를 더 포함할 수 있다. 제2 가이드 샤프트(123-3)는 제2 이동유닛(123)의 후면측에 형성된 관통홀(미도시)에 관통 삽입되어 제2 이동유닛(122)의 병진이동을 진동 없이 안정적으로 가이드한다.

세 번째, 베이스 플레이트(130)에는 제1 및 제2 구동 유닛(114,123)이 각각 고정 형성되고, 포대 흡착부(110) 및 포대 이동부(120)가 슬라이딩하도록 배치된다.

한편, 제1 센서(140)는 포대 흡착부(110) 및 포대 이동부(120)의 병진이동 위치를 각각 감지하고, 도 1a에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(130)의 일측에 제1 또는 제2 스크류형 샤프트(114-2,123-2)를 따라 다수 배치될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 백 플레이서의 자동운전을 예시한 플로우챠트로서, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 백 플레이서 자동운전방법은, 포대 흡착 단계(S210)와, 흡착 포대 이동 단계(S220)와, 포대 인수 단계(S230)와, 포대 흡착부의 흡착 위치 이동단계(S240)와, 노즐 결합 단계(S250)와, 포대 이동부의 인수 위치로 포대를 이동 단계(S260)를 포함한다.

주지하는 바와 같이, 본 실시예에 의한 포대 공급 공정 또는 포대 장착방법을 수행하는 포대 자동 이송장치는, 도 1a 내지 1c를 참조하여 전술한, 적층되어 있는 포대를 흡착하는 포대 흡착부, 및 포대 흡착부로부터 포대를 받아 단위 포장을 위한 노즐로 포대를 이동시키는 포대 이동부로 이루어진 포대 자동 이송장치와 실질적으로 동일하므로, 이후 중복되는 설명은 생략하고자 한다.

포대 흡착 단계(S210)에서는, 포대 흡착부의 흡착판이 하강하여 포대 자동 이송장치에 적층된 포대를 포대 단위로 순차적으로 흡착한다.

이후, 흡착 포대 이동 단계(S220)에서는, 포대 흡착부에 의해서 흡착된 포대를 일정 높이로 상승시키고, 포대이동부 방향으로 포대를 이동시킨다.

이후, 포대 인수 단계(S230)에서는, 포대 이동부의 클램프가 포대 흡착부로부터 이동된 포대를 인수받는다.

이후, 포대 흡착부의 흡착 위치 이동 단계(S240)에서는, 포대 흡착부는 포대 이동부로의 포대 인수 후, 포대 자동 이송장치에 적층된 다른 포대를 흡착하기 위한 흡착 위치로 이동한다.

이후, 노즐 결합 단계(S250)에서는, 포대 이동부에 인수/인계된 포대의 입구에 노즐이 삽입되도록 결합시킨다.

이후, 포대 이동부의 인수 위치 이동 단계(S260)에서는, 포대 이동부는 노즐에 포대의 봉합부 일측을 결합시킨 후, 포대 흡착부로부터 흡착된 포대의 인수 위치로 이동한다.

여기서, "S210" 단계 내지 "S260" 공정을 반복적으로 수행하여 포대 자동 공급장치에 적층된 포대를 노즐로 연속적으로 공급할 수 있다.

도 2에서 참조번호 S270 내지 S330에 따른 공정은 이하에서 설명되는 포대 자동 공급 및 퇴출장치의 구성에 대한 설명 후 보다 상세히 후술한다.

다음으로 전술한 바와 같이 빈 포대가 호퍼쪽으로 이송된 뒤 후속적인 피 포장물 충진공정을 수행하게 되는데, 본 발명에 따른 자동화된 백 플레이서 중 빈 포대에 특정 피 포장물을 충진시키기 위해 포대를 호퍼의 피 포장물 배출구에 장착 하고 분리시키는 포대 자동 공급 및 자동퇴출장치에 관해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 백 플레이서를 구성하는 포대 자동공급 및 자동 퇴출장치의 일측면도이고, 도 8에는 호퍼에 포대 자동 공급 및 퇴출장치가 연결된 것을 예시한 사시도이며, 도 9는 본 발명의 백 플레이서를 구성하는 포대 자동 공급 및 퇴출장치의 일측단면도이고, 도 10는 호퍼의 내부를 도시한 투시 단면도이며, 도 12a와 도 12b는 본 발명에 의해 포대의 이동 전과 이동 후를 예시한 요부 발췌 단면도이고, 도 13a와 도 13b는 본 발명에 의해 포대 퇴출 전/후를 예시한 요부 발췌 단면도로서, 도면에서 참조번호 40은 피 포장물들이 저장된 호퍼이고, 220은 중량을 실시간으로 검출하는 로드셀(221)을 포함하는 프레임이고, 300은 본 발명에 따른 포대 자동 공급 및 퇴출장치이다.

호퍼(40)는 덕트(41)를 통해 유입되는 특정 피 포장물을 저장하면서 저장된 피 포장물이 노즐(212)을 통해 외부로 배출하게 되는데, 피 포장물의 배출은 호퍼(40)내에 회전가능하게 조립된 물레(222a)의 회전에 의해 저장된 피 포장물이 노즐(212) 밖으로 배출된다. 이때 솔레노이드 밸브(S1)의 개방(컨트롤장치(400)에 의해 제어)에 의해 노즐(212)밖으로 에어가 토출되면서 저장통(222)내의 피 포장물 배출을 원활하게 한다. 도면에서 참조번호 15는 물레(222a)를 회전시키기 위한 구동모터이고, 참조번호 215a는 물레(222a)와 구동모터(215)간에 연결된 밸트이다.

한편, 포대는 도 1c에 도시하고 전술한 바와 같이 포대(1)의 상면에 절결부 즉, 노즐이 진입하는 입구(2)가 마련되어 있고, 포대는 포대 자동이송장치(100)에 의해 노즐(212)로 이송되는 과정에 입구가 벌어지면서 포대의 입구로 노즐(212)이 진입할 수 있다. 그리고 포대속에 충진된 피 포장물은 포대(1)의 하중압에 의해 입구(2)가 차단되는 구조로 설계되어 별도의 포대(1)의 입구(2)를 봉합하지 않더라도 내용물이 밖으로 흘러나오지 않는다.

노즐(212)은 끝단이 뽀족하게 형성되어 도 13a및 도 13b에 도시된 바와 같이 포대 자동 이송장치(100)에 의해 포대(1)가 노즐(212)쪽으로 진행하면 노즐(212)은 도 3에 도시된 바와 같이 포대(1)에 마련된 입구(2)속으로 진입하면서 포대가 노즐의 둘레에 장착되고, 노즐(212)의 원주면에는 포대(1)속으로 주입된 과도한 공압을 포대 밖으로 빼내기 위한 드레인 튜브(214)가 부착되어 있다.

프레임(220)은 호퍼(40)의 프레임(참조번호 미기재)에 부착되어 있으며, 자중을 감지하는 로드셀(221)이 부착되어 있고, 본 발명에 따른 포대 자동 공급 및 퇴출장치(300)가 장착되어 있다.

로드셀(221)은 검출 중량 범위를 설정할 수 있고, 실시간으로 포대(1)에 채워진 피 포장물의 중량을 검출한다.

로드셀(221)에 의해 검출된 센싱값에 의해 노즐(212)의 개폐여부와, 에어의 토출여부를 결정하는 정보로 활용되면서 동시에 후속적으로 작동하는 포대 자동 퇴출장치(300)의 작동여부에 관여한다.

포대 자동 공급 및 퇴출장치(300)는 전술한 바와 같이 프레임에 장착되어 있으며, 수평방향으로 연장된 가이드 봉(224)과, 포대(1)를 받혀주는 포켓(223)을 갖추고, 상기한 가이드 봉(224)을 따라 이동할 수 있도록 조립된 슬라이더(225)와, 슬라이더(225)를 이동시키기 위한 이동수단(226) 및 포켓(223)을 회전시키기 위한 회전수단이 조립되어 있다.

포켓(223)은 노즐(212)에 장착된 빈 포대(1)는 피 포장물이 충진되기 전에는 부피가 얇고 무게가 경량이나 포대(1)속으로 피 포장물이 채워지면 부피가 팽창하고 중량이 증가하게 되므로 부피가 큰 포대(1)가 기울거나 쓰러지지 않도록 대략 V자 형상으로 구성되어 있으며, 슬라이더(225)에 피봇가능하게 결합되어 있다.

포켓(223)은 슬라이더(225)의 부착된 회동수단에 의해 피봇축(225d)을 중심으로 회전할 수 있고, 포켓(223)의 회전에 의해 포켓(223)에 담긴 포대(1)는 컨베이어(500, 도 7a 및 도 7b 참조) 위로 떨어진다.

슬라이더(225)에는 포켓(223)이 전환되도록 부착되어 있고, 이동수단(226) 및 회동수단(227)이 조립되어 있는데, 슬라이더(225)는 이동수단(226)에 의해 가이드 봉(224)을 따라 이동된다.

전술한 이동수단(226)의 채용예와 조립예로서는 공압실린더(226a)를 채용하되 공압실린더(226a)의 일측단부는 프레임(220)에 피봇되도록 고정되고, 반대쪽 단부는 슬라이더(225)의 후면에 부착된 브라켓트(225a)에 피봇되도록 부착되어 있다.

따라서 공압실린더(226a)의 피스톤 로드(226b)의 연장이나 단축에 의해 슬라이더(225)가 가이드 봉(224)을 따라 이동할 수 있다.

물론, 공압실린더(226a)로 공급되는 공압은 실린더(226a)의 어느 한쪽, 예를 들어 프레임(220)쪽으로 유입되면, 피스톤 로드(226b)는 길이방향으로 연장되고, 반때쪽으로 유입되면, 피스톤 로드(226b)는 길이방향으로 단축되는 기능을 지니는 공압실린더이다.

회동수단(227)의 채용예로서는 역시 공압실린더(227a)를 채용하되, 공압실린더(227a)의 일측단은 슬라이더(225)의 후면에 부착된 브라켓트(225b)에 피봇가능하게 결합되고, 타측단은 슬라이더(225)의 하측에 부착된 피봇축(225d)에 피봇가능하게 포켓(223)이 조립되어 있다.

도면에서 미설명 부호 225c는 슬라이더(225)의 표면을 절취한 구멍으로, 구멍(25c)속으로 포켓(223)을 회동시키기 위한 피스톤 로드(227b)가 관통되도록 배치된다.

컨트롤장치(400)는 노즐의 개폐여부, 구동모터의 작동여부, 솔레노이드 밸브의 작동여부에 따른 공압라인의 개폐 및 공압실린더로 공급되는 공압라인의 개폐여부를 제어하며, 타이머 등과 같은 전기회로 제어부품이 함께 마련되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 포대 자동 공급 및 퇴출장치의 운전방법에 대한 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3과 도 7a 및 도 7b 및 도 9에 도시된 바와 같이 포대 자동 이송장치(100)에 의해 이송되는 포대(1)는 호퍼의 노즐(212)이 입구(2)속으로 진입할 수 있도록 노즐(212)의 축선방향으로 진행한다.

따라서, 포대(1)의 입구(2)속으로 노즐(212)이 삽입되면, 공압실린더(216)의 작동에 의해 노즐의 표면을 가압하여 포대가 노즐에서 분리되지 않도록 고정되어진다(도 3의 S270 참조).

도 3의 참조번호 'S270'에서와 같이 노즐(212)에 포대(1)가 고정되면, 도 10와 도 10에 도시된 바와 같이 자동화 공정에 의해 솔레노이드 밸브(S1)가 개방되면서 공압라인으로 공압이 노즐(212)의 단부로 공급되고 동시에 구동모터(215)가 회전하면서 물레(222a)가 회전한다.

물레(222a)의 회전에 의해 저장통(222)에 저장된 피 포장물이 노즐(212)을 통해 포대(1)속으로 유입되면서 포대속으로 피 포장물이 충진되는 단계(S280)를 수행한다.

포대(1)속으로 공압을 공급하는 이유는 저장통(222)에 담긴 피 포장물의 배출을 원활하게 하고, 동시에 빈 포대(1)의 부피를 팽창시킴으로써 피 포장물이 포대에 원활하게 하기 위함이다.

노즐(212)에 장착된 포대(1)속으로 피 포장물이 충진되는 동안 실시간으로 로드셀(221)이 포대(1)의 무게를 검출하여 컨트롤장치(400)에 설정한 설정값에 도달할 때까지 포대(1)속으로 피 포장물이 채워지고 설정값에 미달된 경우 계속 충진된다(도 3의 참조번호 S290 참조).

예를 들어, 20Kg 시멘트 포대(1)에 포장하는 경우, 프레임(220)의 중량과 프레임(220)에 부착된 부속품들의 총합을 로드셀(221)의 영점으로 설정하여 피 포장물의 무게가 20Kg에 도달함과 동시에 센싱신호는 컨트롤장치(400, 도 7a 및 도 7b 참조)로 전달하고, 컨트롤장치(400)는 이송수단(226) 즉, 공압실린더(226a)에 공압을 공급하여 슬라이더(225)를 이동시킴으로써 노즐(212)에 장착된 포대(1)를 분리한다(도 3의 참조번호 S300 참조).

도 12a와 도 2b와 도 13a와 도 13b에 도시된 바와 같이 포대(1)가 노즐(212)에서 분리된 뒤 컨트롤장치(400)의 타이머에 설정한 시간(대략 3초)이 경과하면, 회동수단(227)이 작동되도록 공압을 공급한다(도 3의 참조번호 S310 참조).

회동수단(227) 즉, 도 3의 참조번호 S320에서와 같이 공압실린더(227a)가 전진하면, 피스톤 로드(227b)에 연결된 포켓(223)이 피봇축(225d)을 중심으로 회전한다(도 3의 참조번호 S320 참조). 포켓(223)의 회전방향 하측에는 컨베이어(500, 도 7a 및 도 8 참조)가 배치되어 포켓(223)에서 낙하된 포대(1)는 연결된 다른 컨베이어(도면에는 미도시)에 의해 특정지역으로 이송된다.

포켓(223)에서 포대(1)가 제거되면, 프레임(220)의 무게가 경량화되므로 이를 감지한 로드셀(221)의 센싱값이 컨트롤장치(400, 도 12a 및 도 12b 참조)로 전달하여 노즐(212)에서 포대(1)를 분리시키는 동작(도 3의 참조번호 S320 참조)과 는 반대로 각각의 공압실린더(226a, 227a)에 공압을 공급하여 포켓(223)과 슬라이더(225)를 원위치로 복귀시킨다(도 3의 참조번호 S330 참조).

슬라이더(225)가 원위치로 복귀되면, 자동화에 의해 노즐(212)에 포대 자동 이송장치(100)에 의해 도 3의 참조번호 S270의 단계 즉, 빈 포대가 노즐(212)에 장착되고, 전술한 바와 같은 일련의 작업공정에 반복적으로 계속 수행한다.

전술한 바와 같이 본 발명은 포대속으로 피 포장물이 충진되는 동안 포대를 안정되게 받쳐주면서 만충된 포대는 노즐에서 분리하여 퇴출시킨 뒤 노즐에 새롭게 장착되는 빈 포대를 받혀주면서 퇴출시키기 위해 원위치로 복귀하는 동작을 자동으로 반복 수행할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 빈 포대를 호퍼쪽으로 지속적으로 자동 공급하여 호퍼에 담긴 피 포장물을 포대에 충진하고 충진된 포대를 퇴출시키는 작업공정을 자동으로 구현할 수 있어 작업의 숙련도가 요구되지 않을 뿐만 아니라 자동화에 의해 인력절감 및 생산성 향상 효과가 있다.

S210 : 포대 흡착 단계 S220 : 흡착 포대 이동 단계
S230 : 포대 인수 단계 S240 : 흡착 위치 이동 단계
S250 : 노즐 결합 단계
S260 : 포대 이동부의 인수 위치 이동 단계
S270 : 포대를 배출노즐에 장착하는 단계
S280 : 포대속으로 피 포장물을 충진하는 단계
S290 : 포대의 무게를 검출하는 단계
S300 : 포대를 배출노즐에서 분리하는 단계
S310 : 포대가 배출노즐에서 분리를 확인하는 단계
S320 : 포대를 슬라이더에서 제거하고 슬라이더를 원위치시키는 단계
S330 : 슬라이더에 포대가 제거되었는지 확인하는 단계

Claims

포대 흡착부의 흡착판이 하강하여 적층된 포대 중 하나의 포대만을 흡착하는 포대 흡착단계(S210)와;
포대 흡착부에 의해서 흡착된 포대를 일정 높이로 상승시키고, 포대이동부 방향으로 포대를 이동시키는 흡착 포대 이동 단계(S220)와;
포대 이동부의 클램프가 포대 흡착부에 의해 이송되어지는 포대를 인수/인계하는 포대 인수/인계단계(S230)와;
포대 흡착부는 포대 이동부로의 포대 인수/인계 후, 포대 자동 이송장치에 적층된 다른 포대를 흡착하기 위한 상기 포대 흡착단계(S210) 내지 포대 인수/인계단계(S230)를 수행하고, 인계된 포대를 호퍼의 피 포장물 노즐에 결합시키는 포대 결합시키고(S240), 포대 흡착부는 새로운 포대를 이송시키기 위해 원위치로 이동하는 단계(S250)와;
노즐(212)이 포대(1)속으로 삽입되면 콘트롤장치(400)에 의해제어되는 솔레노이드 밸브(S1)가 개방되어 공압이 포대속으로 유입됨과 아울러 구동모터(215)와 연동하는 물레(222a)가 회전하면서 저장통(222)에 저장된 피 포장물이 노즐(212)을 통해 포대(1)속으로 충진하는 단계(S280)와;
상기 포대의 무게를 로드셀이 검출하여 검출값이 설정값에 도달할 때까지 포대(1)속으로 피 포장물을 충진하는 피 포장물충진 단계(S280, S290)와;
포대의 무게가 설정치에 도달하면, 컨트롤장치(400)가 공압실린더(226a)를 작동시켜 슬라이더(225)를 후퇴시켜 노즐(212)에서 포대(1)를 분리하는 단계(S300)와;
컨트롤장치의 타이머에 설정한 시간이 경과하면 컨트롤장치에 의해 공압실린더(227a)가 작동하여 포켓을 기울여 포대를 제거한 뒤, 공압실린더를 원위치로 작동시켜 포대가 제거된 포켓을 원위치시키는 단계(320) 및
상기 슬라이더가 원위치되면, 피 포장물 배출용 노즐에 새로운 포대를 장착하는 단계(S270) 내지 상기 S330단계를 연속적으로 반복수행하여 포대에 피 포장물을 포장하는 것을 특징으로 하는 백 플레이서 자동운전방법.