KR20190020025A - 안면 마스크 제조 프로세스에서 타이를 랩핑하는 방법 및 시스템 - Google Patents

안면 마스크 제조 프로세스에서 타이를 랩핑하는 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20190020025A
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Abstract

자동화된 시스템 및 방법은 안면 마스크 생산 라인에서 안면 마스크의 연속적인 스트림의 본체 주위에 고정 타이를 랩핑한다. 안면 마스크는 각 안면 마스크가 생산 라인의 이송 방향으로 본체로부터 연장되는 선행 타이 쌍 및 추종 타이 쌍을 갖도록 배향된다. 생산 라인의 랩핑 스테이션에서, 본체는 자동화된 로봇 아암의 클램핑 장치로 후속하여 클램핑된다. 로봇 아암은 선행 및 추종 타이 쌍을 본체 주위에 랩핑시키도록 본체를 통한 회전 축에 대해 클램핑 장치 및 본체를 회전시키면서 이송 방향으로 구동된다. 그런 다음 로봇 아암은 타이가 랩핑된 안면 마스크를 컨베이어에 투입한다.

Description

안면 마스크 제조 프로세스에서 타이를 랩핑하는 방법 및 시스템
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 수술용 안면 마스크와 같은 보호 안면 마스크의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이러한 안면 마스크의 제조 라인에서 각 안면 마스크에 부착된 머리 고정 타이(head fastening tie)를 랩핑하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
관련 출원군
본 출원은 주제에 따라 다음의 동시에 출원된 PCT 출원(모두 미국을 지정국으로 함)과 관련되어 있다:
a. 대리인 문서 번호: 64984235PCT01(HAY-3161-PCT); 국제 출원 제_______호; 발명의 명칭: "Method and System for Wrapping Ties in a Facemask Manufacturing Process".
b. 대리인 문서 번호: 64984283PCT01(HAY-3162-PCT); 국제 출원 제_______호; 발명의 명칭: "Method and System for Wrapping Ties in a Facemask Manufacturing Process".
c. 대리인 문서 번호: 64984309PCT01(HAY-3163-PCT); 국제 출원 제_______호; 발명의 명칭: "Method and System for Wrapping Ties in a Facemask Manufacturing Process".
d. 대리인 문서 번호: 64984315PCT01(HAY-3164-PCT); 국제 출원 제_______호; 발명의 명칭: "Method and System for Wrapping Ties in a Facemask Manufacturing Process".
e. 대리인 문서 번호: 64984289PCT01(HAY-3165-PCT); 국제 출원 제_______호; 발명의 명칭: "Method and System for Wrapping Ties in a Facemask Manufacturing Process".
앞서 인용된 출원은 모든 목적을 위해 본원에 참고로 통합된다. 인용된 출원에 설명된 주제의 특징 및 양태의 임의의 조합이 본 출원의 실시예와 조합되어 본 발명의 또 다른 실시예를 산출할 수 있다.
일회용 여과 안면 마스크 또는 호흡기의 다양한 구성이 알려져 있으며, "안면 마스크", "호흡기", "여과 안면 호흡기", "수술용 안면 마스크" 등 다양한 이름으로 언급될 수 있다. 본 개시내용의 목적상, 이러한 장치는 본 명세서에서 일반적으로 "안면 마스크"로 지칭된다.
자연 재해 또는 다른 재앙적인 이벤트의 시기에 구호 작업자, 구조 인력 및 일반 대중에게 보호 안면 마스크를 제공할 수 있는 능력이 중요하다. 예를 들어 전염병의 경우에, 여과된 호흡을 제공하는 안면 마스크를 사용하는 것은 그러한 이벤트에 대한 대응과 회복의 핵심 측면이다. 이러한 이유로 정부와 기타 지자체는 일반적으로 시급한 응급 용도를 위해 바로 사용할 수 있는 안면 마스크 비축물을 준비해두고 있다. 그러나 안면 마스크는 유효 기간이 정해져 있고 만료 및 보충을 위해 비축물을 지속적으로 모니터링해야 한다. 이를 수행하는 것은 극도로 많은 비용이 든다.
최근에는, 비축물에 의존하는 대신 전염병이나 다른 재해 중에 "필요에 따라" 안면 마스크를 대량 생산하는 것이 가능할지 여부에 대한 조사가 시작되었다. 예를 들어, 2013년에 미국 보건 복지부(Department of Health and Human Services)의 질병 예방 대응 본부(Office of the Assistant Secretary for Preparedness and Response)의 BARDA(Biomedical Advanced Research and Development Authority)는 미국에서 전염병 상황 동안 최대 1억 개까지의 안면 마스크가 필요할 것으로 추산하고, 이러한 수요가 비축물을 불필요하게 하기 위해 매일 1.5 내지 2 백만 개의 안면 마스크를 대량 생산함으로써 충족될 수 있는지에 대한 연구를 제안했다. 이는 약 1,500 마스크/분으로 해석된다. 현재의 안면 마스크 생산 라인은 기술 및 장비 제한으로 인해 분당 약 100개만을 생산할 수 있으며, 이는 추산된 목표에 훨씬 미치지 못한다. 따라서 전염병 동안의 "온 디멘드(on demand)" 안면 마스크의 목표가 현실화될 경우, 제조 및 생산 프로세스의 발전이 필요할 것이다.
주름진 안면 마스크의 특정 구성은 직사각형 본체의 상단 및 저부 에지에 결합된 머리 고정 타이를 포함한다. 예를 들어, 종래의 수술용 안면 마스크는 본체의 상단 및 저부 에지(긴 측면)를 따라 결합된 32 인치 타이를 중심으로 하는 3.75 인치 x 7 인치의 주름진 직사각형 본체를 가질 수 있다. 제조 라인의 기계 방향에서 이러한 타이는 선행 타이 세트와 추종 타이 세트를 정의한다. 개별 안면 마스크를 포장 스테이션으로 이송하기 전에, 안면 마스크의 본체 주위에 타이를 랩핑하는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러나, 타이를 랩핑하기 위한 현재의 수동 및 자동화된 방법은 비교적 느리다. 위에서 언급한 처리량으로 안면 마스크를 대량 생산하려면 진행 라인의 높은 생산 속도를 유지하면서 안면 마스크 본체 주위에 타이를 랩핑할 필요가 있다.
본 발명은 이러한 필요성을 해결하고, 안면 마스크 생산 라인에서 안면 마스크 본체 주위에 머리 고정 타이를 고속으로 랩핑하는 방법 및 관련 시스템을 제공한다.
본 발명의 목적 및 이점은 다음의 설명에서 설명되거나 설명으로부터 명백해질 수 있거나, 또는 본 발명의 실시를 통해 학습될 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 안면 마스크 생산 라인에서 안면 마스크의 연속적인 스트림의 본체 주위에 고정 타이를 랩핑하는 자동화된 방법이 제공된다. 이 방법은 각각의 안면 마스크가 생산 라인의 이송 방향으로 본체로부터 연장되는 선행 타이 쌍 및 추종 타이 쌍을 갖도록 하는 배향으로 생산 라인에서 종래의 컨베이어의 임의의 방식으로 안면 마스크를 이송하는 단계를 포함한다. 생산 라인의 랩핑 스테이션에서, 안면 마스크 본체는 자동화된 로봇 아암의 단부에 구성된 클램핑 장치로 후속하여 클램핑된다. 이 로봇 아암은 이송 방향으로 구동되는 동시에 클램핑 장치 및 본체를 본체를 통한 회전 축에 대해 회전시킴으로써 선행 및 추종 타이 쌍이 본체 주위에 랩핑되게 한다. 그 이동 경로의 단부에서, 로봇 아암은 선행 및 추종 타이 쌍을 본체 주위에 랩핑하는 것에 후속하여 컨베이어 상으로 안면 마스크를 투입한다.
특정 실시예에서, 본 방법은 로봇 아암의 단부 상에서 클램핑 장치로 본체를 클램핑하기 이전에 또는 클램핑 중에, 선행 타이 쌍이 본체 아래를 랩핑(예를 들어, 절첩)하도록 안면 마스크가 이송 방향으로 계속 이송됨에 따라 본체의 아래로 선행 타이 쌍을 견인하는 단계를 포함한다. 이 기능은 컨베이어의 제1 섹션과 컨베이어의 제2 섹션 사이의 간극에 배치된 흡입 장치에 의해 달성되고, 선행 및 추종 타이 쌍이 본체 주위에 랩핑된 이후 본체는 컨베이어의 제1 섹션으로부터 로봇 아암으로 전달되어 로봇 아암에 의해 컨베이어의 제2 섹션 상으로 투입된다.
로봇 아암은 로봇 아암이 시작 위치에서 컨베이어로 내려가고, 클램핑 장치로 본체를 클램핑하고, 컨베이어 위로 본체를 들어올리며, 클램핑 장치를 회전시키는 동안 이송 방향으로 이동하고, 컨베이어 상으로 다시 안면 마스크를 내려놓도록 제어되는 복수의 관절 섹션으로 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 클램핑 장치를 포함하는 로봇 아암의 각 섹션은 각각의 서보모터에 의해 제어될 수 있으며, 여기서 서보모터는 로봇 아암 제어기와 통신하고 그에 의해 제어된다.
특정 실시예에서, 로봇 아암은 트랙을 따라 이송 방향으로 이송된다. 예를 들어, 로봇 아암은 로봇 아암의 기어와 맞물린 나사형 액슬 및 모터에 의해 트랙을 따라 구동될 수 있다. 모터는 액슬을 제1 방향으로 회전시켜 로봇 아암을 이송 방향으로 구동시키고, 액슬을 반대 방향으로 회전시켜 로봇 아암을 시작 위치로 복귀시킨다.
특정 실시예에서, 로봇 아암은 컨베이어에 대해 로봇 아암의 시작 위치로부터 정지 위치까지 원호 경로로 본체를 이동시키며, 원호 길이는 컨베이어에 안면 마스크를 다시 투입하기 전에 안면 마스크 본체 주위에 타이의 원하는 랩핑 수를 가능하게 하기에 충분하다.
로봇 아암의 작동은 예를 들어 본체가 아암 또는 아암이 구성되는 컨베이어의 간극에 도달하기 직전에 안면 마스크 본체의 선단 에지를 검출하도록 배치된 센서에 의해 제어될 수 있다. 타이밍은 또한 안면 마스크의 간격 및 이송 속도에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
분배 프로세스를 개선하고 안면 마스크의 더 용이한 착용을 가능하게 하는 것에 추가로, 개별 랩핑된 마스크는 보다 컴팩트한 분배기 박스를 제공한다. 타이를 개별적으로 랩핑하지 않는 경우 분배기 박스와 케이스는 대량의 타이를 수용하기 위해 상당히 더 커야 할 필요가 있다.
본 발명은 또한 본원에 설명되고 뒷받침되는 바와 같이 본 방법에 따라 자동화된 생산 라인에서 안면 마스크의 본체 주위에 고정 타이를 랩핑하는 다양한 시스템 실시예를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 양태는 아래에서 더 상세히 설명된다.
통상의 숙련자를 대상으로 하는 본 발명의 최선의 모드를 포함하는 본 발명의 완전하고 실시가능한 개시내용은 첨부 도면을 참조로 하여 본 명세서의 나머지 부분에서 보다 구체적으로 설명된다.
도 1은 사용자에 의해 착용된 종래의 안면 마스크의 사시도이며, 안면 마스크는 상부 및 하부 머리 고정 타이를 포함한다.
도 2는 사용자에 의해 착용된 다른 종래의 안면 마스크의 사시도이며, 안면 마스크는 상부 및 하부 머리 고정 타이를 포함한다.
도 3a 및 도 3b는 안면 마스크의 본체 주위에 선행 및 추종 타이를 절단 및 랩핑하기 위한 본 발명의 양태를 통합한 안면 마스크 생산 라인의 일부의 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 안면 마스크가 생산 라인을 통해 이송 방향으로 계속 이동함에 따라 안면 마스크의 본체 아래로 견인되는 선행 타이의 순차적 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 안면 마스크 본체 주위의 선행 및 추종 타이의 랩핑을 도시하는 순차적 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 안면 마스크 본체 주위의 선행 및 추종 타이의 랩핑을 도시하는 순차적 측면도이다.
대표적인 실시예의 상세한 설명 이제 본 발명의 다양한 실시예에 대해 상세히 언급할 것이고, 하나 이상의 예가 이하에 설명된다. 각각의 예는 본 발명의 설명을 위해 제공되는 것이지 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 실제로, 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 본 발명에 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 도시되거나 설명된 특징은 또 다른 실시예를 얻기 위해 다른 실시예에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 그러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
언급된 바와 같이, 본 방법 및 시스템은 생산 라인에서 안면 마스크의 높은 처리량을 지원하는 자동화된 방법으로 안면 마스크의 본체 주위에 고정 타이를 랩핑하는 것에 관한 것이다. 상류 및 하류 안면 마스크 생산 단계는 본 발명의 양태를 제한하지 않으며, 따라서 본 명세서에서 상세히 설명하지 않을 것이다.
또한, 본 개시내용은 생산 라인을 통해 안면 마스크의 특정 구성요소를 이송하거나 반송하는 것을 언급하거나 암시한다. 물품 컨베이어(예를 들어, 회전 컨베이어 및 선형 컨베이어), 물품 플레이서(예를 들어, 진공 퍽 플레이서) 및 전달 장치의 임의의 방식 및 조합이 물품 이송 산업에서 잘 알려져 있으며, 본 명세서에 설명된 목적을 위해 사용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 이러한 잘 공지된 장치 및 시스템에 대한 상세한 설명을 제공하기 위해 본 방법을 이해하고 인식할 필요는 없다.
평탄한 주름진 안면 마스크 및 주머니(예를 들어, "덕빌(duckbill)" 안면 마스크, 둘 다 아래에 간단히 설명됨)를 포함하여 머리 고정 타이 쌍을 포함하는 다양한 스타일 및 구성의 안면 마스크가 잘 알려져 있다. 본 발명은 이러한 종래의 마스크 및 후속 포장, 분배, 착용 또는 임의의 다른 이유로 안면 마스크의 본체 주위에 머리 고정 타이를 랩핑하는 것이 유익한 임의의 다른 유형의 안면 마스크의 생산 라인에 유용하다. 단지 예시의 목적으로, 본 방법의 양태는 도 1에 도시된 바와 같이 특정 유형의 평탄한 주름진 안면 마스크를 참조하여 본 명세서에 설명되어 있다.
도 1을 참조하면, 대표적인 평탄한 주름진 안면 마스크(10)가 착용자(12)의 얼굴 상에 도시되어 있다. 마스크(10)는 한 쌍의 상부 타이 스트랩(16)과 한 쌍의 하부 타이 스트랩(18)에 의해 착용자(12)에 고정되는 필터 본체(14)를 포함한다. 이 타이 스트랩은 본체(14)의 측면 에지(20)를 따라 공지된 종래의 수단에 의해 부착된 연속 스트립에 의해 형성될 수 있다. 대안 실시예에서, 타이 스트랩 쌍(16, 18)은 본체의 상단 및 저부 에지(22)를 따라 부착될 수 있거나, 본체(14)의 코너에 부착된 개별 부재에 의해 형성될 수 있다.
도 2는 착용자(12)의 얼굴에 배치될 때 컵 또는 원추의 일반적인 형상을 가지며 따라서 착용자(12)가 사용 전에 포켓 내에 마스크(11)를 소지하는 것을 여전히 용이하게 하면서, 성형-원추 스타일 마스크의 "얼굴 이격(off-the-face)" 이점을 제공하는 덕빌 스타일의 안면 마스크(11)를 도시한다. "얼굴 이격" 스타일의 마스크는 착용자의 얼굴의 상당한 부분과 접촉하는 부드럽고 주름진 마스크에 비교하여 더 큰 호흡 챔버를 제공한다. 그러므로, "얼굴 이격" 마스크는 더 시원하고 쉽게 호흡할 수 있게 한다. 이러한 스타일에서, 타이 스트랩 쌍(16, 18)은 도 1의 안면 마스크(10)에 대해 앞서 설명한 바와 같이 부착될 수 있다.
도 3a는 복수의 안면 마스크 본체(116)가 이송 방향(106)으로 컨베이어(104) 상에서 이동되는, 안면 마스크 생산 라인(100)의 일부를 도시한다. 본체(116)는 본체(116)의 대향 측면들 각각을 따라 연속적인 타이 스트립(tie strip)(117)에 의해 연결된다. 이 연속적인 타이 스트립(117)은 상류 프로세스에서 본체(116)의 측면에 적용된다. 스트립(117) 및 본체(116)는 절단 스테이션(121)을 통해 이송되며, 여기서 블레이드 또는 다른 절단 장치는 본체(116)의 중간에서 연속적인 타이 스트립(117)을 절단한다. 이러한 방식에서, 이때, 각각의 안면 마스크(114)는 안면 마스크(114)의 이송(106)에 대해 선행 타이 쌍(118) 및 추종 타이 쌍(120)을 갖는 본체(116)를 포함한다. 개별 타이(118, 120)의 길이는 절단 스테이션(121)의 상류에서 본체(116) 사이의 간격의 함수이다.
도 3b는 도 3a의 절단 스테이션(121)의 하류의 컨베이어(104) 상의 안면 마스크(114)를 도시한다. 선행 타이(118) 및 추종 타이(120)를 갖는 본체(116)를 포함하는 개별 안면 마스크(114)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 자동화된 랩핑 스테이션(122)으로 계속 이송 방향(106)으로 이송된다. 안면 마스크(114)가 랩핑 스테이션(122)으로부터 나오고, 본체(116)의 측면에 인접한 본체(116) 주위에 선행 타이 쌍(118) 및 추종 타이 쌍(120)이 한 번 이상 랩핑되어 있다. 여기에서, 안면 마스크(114)는 하류 포장 스테이션(138)으로 이송될 수 있다(도 5a 내지 도 5c).
대안적인 종래의 주름진 안면 마스크(114) 실시예에서, 타이 스트랩(118, 120)은 안면 마스크 본체(116)의 상부(코) 및 하부(턱) 에지를 따라 부착되고, 따라서 본체(116)의 더 긴 측면에 대해 초기의 수평 배향을 갖는다. 타이를 랩핑하기 위한 본 방법 및 시스템은 이러한 유형의 안면 마스크(114)에도 적용 가능하다. 이러한 유형의 안면 마스크(114)의 경우, 타이는 도 3b에 도시된 안면 마스크(114) 및 타이(118, 120)와 같이 본체에 대해 타이가 동일한 배향을 갖도록 안면 마스크(114)가 랩핑 스테이션(122)에 도달하기 전에 처음에 회전되거나 배향된다. 대안적으로, 타이(118, 120)는 재배향될 필요 없이, 그러나 본체(116)의 더 긴 측면 주위에 랩핑될 수 있다. 따라서, 본 방법 및 시스템은 안면 마스크 본체(116)에 대한 타이(118, 120)의 임의의 특정 스타일 또는 부착에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
또한, 도 3b는 랩핑된 타이(118, 120)의 절첩을 설정하여 포장 중에 그리고 안면 마스크(114)를 제거 및 착용할 때 타이가 조기에 풀림/랩핑해제되지 않는 것을 보장하기 위한, 랩핑 스테이션(122)의 하류의 정착 스테이션(123)을 도시한다. 이는 예를 들어 절첩된 타이(118, 120)에 주름 또는 크림프를 유도하는 압축 컨베이어 구성의 닙 또는 압축 롤러 사이로 랩핑된 타이를 갖는 안면 마스크(114)를 통과시킴으로써 이루어질 수 있다.
도 3b는 또한 안면 마스크(114)가 이송 방향(106)으로 계속 이송될 때 안면 마스크 본체(116) 아래에 선행 타이 쌍(118)을 초기에 견인하기 위해 랩핑 스테이션(122) 또는 랩핑 스테이션의 상류에 있는 선택적 수단(134)을 나타낸다. 이 기능은 본 발명의 모든 실시예에서 요구되는 것은 아니며, 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
도 4a 내지 도 4c는 안면 마스크(114)가 이송 방향(106)으로 계속 이송될 때 안면 마스크 본체(116) 아래에 선행 타이 쌍(118)을 초기에 견인하기 위한 수단(134)의 실시예를 도시한다. 컨베이어(104)는 제1 섹션(108) 및 제2 섹션(110)을 포함하고, 간극(112)이 섹션(108, 110) 사이에 형성된다. 흡입 장치(124)는 간극(112) 내의 컨베이어(104)의 이송 평면 아래에 배치된다. 진공이 제어/흡입 라인(125)을 통해 흡입 장치(124)에 형성된다. 연속된 도면에 도시된 바와 같이, 선행 타이 쌍(118)이 간극(112)에 접근할 때, 선행 타이 쌍은 본체(116)가 간극(112)을 가로질러 그리고 컨베이어(104)의 제2 섹션(110) 위로 계속 이동함에 따라 흡입 장치(124) 내로 하향 견인된다. 본체(116)가 이송 방향(106)으로 계속 이동함에 따라, 선행 타이 쌍(118)은 흡입 장치(124) 외부로 견인되고, 따라서, 도 4c에 도시된 바와 같이 본체(116) 아래에서 절첩된다(부분적으로 랩핑된다). 흡입 장치(124)는 선행 타이(118)를 견인하기에 충분한 일반적으로 연속적인 진공을 형성하도록 제어될 수 있지만, 본체가 간극(112)을 가로질러 계속 이동함에 따라 선행 타이(118)가 후속하여 인출되게 할 수 있다. 대안 실시예에서, 흡입 장치는 단지 간헐적인 진공을 가하여 초기에 선행 타이(118)를 내부로 견인하도록 제어될 수 있으며, 진공은 본체(116)가 간극(112)을 가로질러 이동함에 따라 해제된다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 수단(134)이 타이(118, 120)의 추가적 랩핑 전에 본체(116) 아래에 선행 타이(118)를 절첩시키는 데 사용되는 경우, 그후, 본체(116) 아래에 절첩된 선행 타이 쌍(118)과 함께 안면 마스크(114)는 제2 컨베이어 섹션(110)을 통해 랩핑 스테이션(122)으로 이송되고, 본체(116)는 본체(116)를 통한 회전 축(133)에 대해 회전되어 선행(118) 및 추종(129) 타이 쌍이 아래에 더 완전히 설명된 바와 같이 본체(116) 주위에 추가로 랩핑되게 한다.
본체(116) 아래로 선행 타이 쌍(118)을 견인하기 위한 수단(134)은 앞서 설명한 실시예에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 대안 실시예는 전적으로 중력에 의존할 수 있으며, 선행 타이 쌍(118)은 간극(112) 내로 낙하된다. 대안 실시예에서, 기계적 그리퍼 또는 마찰 롤러와 같은 기계적 장치가 타이가 간극(112) 내로 낙하될 때 타이(118)와 맞물리도록 간극 내에 제공될 수 있다.
랩핑 스테이션(122)에서, 본체(116)는 본체(116)를 통한 회전 축(133)에 대해 후술된 바와 같이 회전되어 선행(118) 및 추종(120) 타이 쌍을 본체(116) 주위에 추가로 랩핑되게 한다. 이 방법의 이러한 회전 양태는 타이의 길이 및 원하는 랩핑 수에 따라 타이(118, 120)의 부분적 또는 다수의 랩핑을 유도한다.
도 5a 및 도 5b와 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 자동화된 로봇 아암(132)을 갖도록 구현된 랩핑 스테이션(122)(도 3b)에서의 랩핑 프로세스의 방법 및 시스템(100) 실시예가 도시되어있다. 안면 마스크(114)는 컨베이어(104) 상에서 이송 방향(106)으로 이송되고, 선행 타이 쌍(118) 및 추종 타이 쌍(120)은 도면에 도시된 바와 같이 배향된다. 이 실시예에서, 선행 타이 쌍(118)은 본체(116) 아래에서 이전에 절첩되어 있지 않다. 간극(112)이 컨베이어(104)에 형성되고, 본체(116)가 로봇 아암(132)으로 이송됨에 따라, 선행 타이(118)는 간극(112) 내로 낙하할(또는 도 4a 내지 도 4c에서와 같이 흡입 장치(124)를 통해 그 내부로 흡입될) 것이다. 이러한 방식으로, 선행 타이 쌍(18)은 클램핑 장치(126)의 최초 파지 및 회전시 본체(116) 아래에서 부분적으로 절첩 또는 랩핑된다.
도시된 실시예에서, 로봇 아암(132)은 단일 축 또는 유니버셜 조인트(142)를 통해 인접한 각각의 섹션에 대해 관절 연결된 복수의 관절 섹션(136)에 의해 구성된다. 섹션(136) 및 조인트(142)의 수는 로봇 아암(132)의 원하는 운동 범위, 로봇 아암(132)의 작동 경로의 높이 변화, 컨베이어(104)에 대한 로봇 아암(132)의 위치 등 같은 다양한 인자에 의존하여 본 발명의 범위 및 개념 내에서 변할 수 있다.
도 5a 및 도 6a에서, 로봇 아암은 간극(112) 내의 초기 시작 위치에 있으며, 클램핑 장치(126)는 로봇 아암(132)의 단부에 구성되어 있다. 안면 마스크 본체(116)가 간극(112) 내로 구동될 때, 대체로 본체(116)의 중간 부근에서 클램핑 장치(126)에 의해 파지된다. 클램핑 지점은 본체(116)의 회전 축(133)을 한정한다.
일반적으로 클램핑 기능과 동시에, 로봇 아암(132)은 간극(112) 내에서 컨베이어(104)와 나란히 이송 방향(106)으로 구동된다. 동시에, 클램핑 장치(126)는 축(133)에 대해 회전하여, 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이 선행(118) 및 추종(120) 타이 쌍이 본체(116) 주위에 랩핑되게 한다. 그 이동 경로의 단부에서, 로봇 아암(132)은 도 6c에 도시된 바와 같이 선행(118) 및 추종(120) 타이 쌍을 본체(116) 주위에 원하는 랩핑 수로 랩핑하는 것에 후속하여 컨베이어(104) 상으로 안면 마스크(114)를 투입한다.
언급된 바와 같이, 로봇 아암(132)은 로봇 아암(132)을 위한 적절한 기계 제어기(도면에 도시되지 않음)에 의해 시작 위치에서 컨베이어(104)로 내려가고, 클램핑 장치(126)로 본체(116)를 클램핑하고, 컨베이어(104) 위로 본체(116)를 들어올리며, 클램핑 장치(126)를 회전시키는 동안 이송 방향(106)으로 이동하고, 컨베이어(104) 상으로 다시 랩핑된 타이(118, 120)를 갖는 안면 마스크(114)를 내려놓도록 제어되는 복수의 관절 섹션(136)으로 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 클램핑 장치(126)를 포함하는 각 관절 섹션(136)은 각각의 서보모터에 의해 제어될 수 있으며, 여기서 서보모터는 로봇 아암 제어기와 통신하고 그에 의해 제어된다.
도시된 실시예에서, 로봇 아암(132)은 간극(112) 내에 배치된 트랙(131)을 따라 이송 방향(106)으로 이송된다. 예를 들어, 로봇 아암(132)은 나사형 액슬(130)을 회전시키는 제어 라인(144)을 통해 제어되는 모터(129)에 의해 트랙(131)을 따라 구동될 수 있다. 로봇 아암(132)은 나사형 액슬(130)과 맞물리는 그 베이스에 기어를 포함한다. 따라서, 모터(129)는 로봇 아암(132)을 이송 방향(106)으로 구동시키기 위해 액슬(130)을 제1 방향으로 회전시키고, 로봇 아암(132)을 시작 위치로 복귀시키기 위해 액슬(130)을 반대 방향으로 회전시킨다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 로봇 아암(132)(클램핑 장치(126)를 포함)은 본체(116)를 원호 경로(140)에서 도 6a의 시작 위치로부터 도 6c의 최종 또는 정지 위치로 이동시키며, 원호(140)는 안면 마스크(114)를 컨베이어(104) 상으로 다시 투입하기 전에 안면 마스크 본체(116) 주위에서 타이(118, 120)의 원하는 랩핑 수를 허용하도록 충분한 높이 및 길이를 갖는다.
로봇 아암(132)의 작동은, 예를 들어 본체(116)가 아암(132) 또는 아암(132)이 구성되는 컨베이어(104)의 간극(112)에 도달하기 직전에 안면 마스크 본체(116)의 선단 에지를 검출하도록 배치된 센서에 의해 제어될 수 있다. 작동은 또한 컨베이어(104) 상의 안면 마스크(114)의 간격 및 이송 속도에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
앞서 특정하게 설명 및 예시한 자료는 제한적인 의미가 아니며, 그러나 대신에, 본 주제의 다양한 예시적 구현예를 도시하고 교시하는 역할을 한다. 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같이, 본 발명의 범위는 통상의 숙련자가 안출할 수 있는 이런 변형 및 수정과 함께 본 명세서에서 설명된 다양한 특징의 조합 및 서브 조합 모두를 포함한다.

Claims (14)

  1. 안면 마스크 생산 라인에서 안면 마스크의 연속적인 스트림의 본체 주위에 고정 타이를 랩핑하는 자동화된 방법이며,
    각각의 안면 마스크가 생산 라인의 이송 방향으로 본체로부터 연장되는 선행 타이 쌍 및 추종 타이 쌍을 갖도록 하는 배향으로 생산 라인의 컨베이어 상에서 안면 마스크를 이송하는 단계;
    생산 라인의 랩핑 스테이션에서, 자동화된 로봇 아암의 클램핑 장치로 본체를 후속하여 클램핑하는 단계;
    선행 및 추종 타이 쌍이 본체 주위를 랩핑하도록 하기 위해 본체를 통한 회전 축에 대해 클램핑 장치 및 본체를 회전시키면서 로봇 아암을 이송 방향으로 이송하는 단계; 및
    본체 주위에 선행 및 추종 타이 쌍을 랩핑한 후에 컨베이어 상으로 안면 마스크를 투입하는 단계
    를 포함하는, 자동화된 방법.
  2. 제1항에 있어서, 클램핑 장치로 본체를 클램핑하기 이전에, 선행 타이 쌍이 본체 아래를 랩핑하도록 안면 마스크가 이송 방향으로 이송됨에 따라 본체의 아래로 선행 타이 쌍을 견인하는 단계를 더 포함하는, 자동화된 방법.
  3. 제2항에 있어서, 선행 타이 쌍은 컨베이어의 제1 섹션과 컨베이어의 제2 섹션 사이의 간극에 배치된 흡입 장치에 의해 본체 아래로 견인되고, 선행 및 추종 타이 쌍이 본체 주위에 랩핑된 이후 본체는 컨베이어의 제1 섹션으로부터 로봇 아암으로 전달되어 로봇 아암에 의해 컨베이어의 제2 섹션 상으로 투입되는, 자동화된 방법.
  4. 제1항에 있어서, 로봇 아암은 로봇 아암이 컨베이어로 내려가고, 클램핑 장치로 본체를 클램핑하고, 컨베이어 위로 본체를 상승시키고, 클램핑 장치를 회전시키면서 이송 방향으로 이동하며, 안면 마스크를 컨베이어로 다시 내려놓도록 구성된 복수의 관절 섹션을 갖는, 자동화된 방법.
  5. 제1항에 있어서, 로봇 아암은 트랙을 따라 이송 방향으로 이송되는, 자동화된 방법.
  6. 제5항에 있어서, 로봇 아암은 로봇 아암과 맞물린 나사형 액슬 및 모터에 의해 트랙을 따라 구동되고, 모터는 로봇 아암을 시작 위치로 복귀시키도록 가역적인, 자동화된 방법.
  7. 제1항에 있어서, 로봇 아암은 컨베이어에 대한 로봇 아암의 시작 위치로부터 안면 마스크가 컨베이어 상으로 다시 투입되는 정지 위치로 원호 경로로 본체를 이동시키는, 자동화된 방법.
  8. 생산 라인을 통해 이송되는 안면 마스크의 연속적인 스트림의 본체 주위에 고정 타이를 랩핑하는 자동화된 생산 라인 시스템이며,
    각각의 안면 마스크가 생산 라인의 이송 방향으로 본체로부터 연장되는 선행 타이 쌍 및 추종 타이 쌍을 갖도록 하는 배향으로 안면 마스크가 이송되는 컨베이어;
    생산 라인의 랩핑 스테이션; 및
    랩핑 스테이션에서, 클램핑 장치가 그 단부에 구비된 자동화된 로봇 아암으로서, 로봇 아암은 클램핑 장치가 컨베이어로부터 본체를 클램핑하는 시작 위치로부터 로봇 아암이 본체를 컨베이어 상으로 다시 투입하는 정지 위치로 이송 방향으로 구동 가능한, 로봇 아암을 포함하고,
    로봇 아암은 로봇 아암이 이송 방향으로 이동함에 따라 본체를 통한 회전 축에 대해 클램핑 장치 및 본체를 회전시켜 선행 및 추종 타이 쌍이 본체 주위에 랩핑되게 하도록 구성되는,
    자동화된 생산 라인 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 선행 타이 쌍이 본체 아래를 랩핑하도록 안면 마스크가 이송 방향으로 이송됨에 따라 본체 아래로 선행 타이 쌍을 견인하는 수단을 더 포함하는, 자동화된 생산 라인 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 선행 타이 쌍을 견인하는 수단은 안면 마스크가 랩핑 스테이션으로 이송되는 컨베이어 아래에 배치된 흡입 장치를 포함하고, 흡입 장치는 컨베이어의 제1 섹션과 컨베이어의 제2 섹션 사이의 간극에 배치되고, 선행 및 추종 타이 쌍이 본체 주위에 랩핑된 이후 본체는 컨베이어의 제1 섹션으로부터 로봇 아암으로 전달되어 로봇 아암에 의해 컨베이어의 제2 섹션 상에 투입되는, 자동화된 생산 라인 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 로봇 아암은 로봇 아암이 컨베이어로 내려가고, 클램핑 장치로 본체를 클램핑하고, 컨베이어 위로 본체를 상승시키고, 클램핑 장치를 회전시키면서 이송 방향으로 이동하며, 안면 마스크를 컨베이어로 다시 내려놓도록 제어되는 복수의 관절 섹션을 포함하는, 자동화된 생산 라인 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 로봇 아암은 트랙을 따라 이송 방향으로 이송되는, 자동화된 생산 라인 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 로봇 아암은 로봇 아암과 맞물린 나사형 액슬 및 모터에 의해 트랙을 따라 구동되고, 모터는 로봇 아암을 시작 위치로 복귀시키도록 가역적인, 자동화된 생산 라인 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 로봇 아암은 본체를 시작 위치로부터 정지 위치까지 원호 경로로 이동시키는, 자동화된 생산 라인 시스템.
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