KR20190030201A - 정렬 로봇을 갖는 공병 포장 시스템 - Google Patents

Abstract

정렬 로봇을 갖는 공병 포장 시스템이 개시된다. 공병 포장 시스템의 정렬 로봇은, 프레임, 프레임에 의하여 지지되는 복수의 그립 라인 및 프레임에 연결되어 프레임을 이동시키는 다관절 로봇 암을 포함하되, 그립 라인의 개수는 멀티플 레인 에어 컨베이어의 이송라인의 개수와 동일하고, 그립 라인은 그립 라인과 이송라인이 일치되어 공병 집합이 공급되면, 공급된 공병 집합을 파지하고, 다관절 로봇 암은 그립 라인이 이송라인과 일치하도록 움직이거나 파지된 공병 집합이 공병 이송 컨베이어에 내려지도록 움직인다.

Description

정렬 로봇을 갖는 공병 포장 시스템{Bottle packaging system having alignment robot}

본 발명은 정렬 로봇을 갖는 공병 포장 시스템에 관한 것이다.

음료수 용기 등으로 널리 사용되는 페트(Polyethylen terephthalate)병은 성형장치에서 연속적으로 생산되어 일정단위로 포장되어 수요처로 운송된다. 제조라인에서 성형된 페트병은 에어컨베이어에 의하여 워크웨이(Work way)에 이송되어 전후 좌우로 일정수량이 정렬되며, 단층으로 정렬된 페트병은 로봇의 그리퍼(gripper)로 한꺼번에 집어올려 다층으로 적층한 다음 테이프로 결속하고 랩으로 포장하여 차량에 적재된다.

종래에는, 페트병을 다층으로 적층하여 포장하기 위한 정렬 작업이 단순히 워크웨이의 컨베이어 벨트 상에서 이루어졌다. 즉, 성형된 페트병은 에어컨베이어를 통해 일정 수량씩 워크웨이의 컨베이어 벨트 상으로 공급되었으며, 워크웨이의 컨베이어 벨트 상에서 여러 열의 페트병들이 밀려 전후 좌우로 일정수량이 정렬될 수 있었다. 이와 같은 페트병의 정렬 과정에서, 페트병들은 넘어지거나 흐트러질 위험이 존재하여 페트병의 정렬 작업이 어려운 문제점이 있었다. 즉, 페트병들이 넘어지거나 흐트러지는 것을 방지하거나 복구하기 위하여, 작업자가 개입하여 페트병의 정렬 작업을 조절하거나 지원해야 하였으며, 이로 인하여 전체 공정이 지체될 수 있었다.

본 발명은 음료수 용기로 사용되는 공병 생산라인에서, 다수의 공병들을 적층하여 하나로 포장하도록 한 층에 해당하는 정렬된 공병 집합을 적층 로봇으로 이송하는 이송 컨베이어에 공병 집합을 안정적으로 내려놓는 정렬 로봇을 갖는 공병 포장 시스템을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 멀티플 레인 에어 컨베이어로부터 복수의 열로 정렬된 공병 집합을 공급받고, 상기 공병 집합을 적층하는 적층 로봇으로 상기 공병 집합을 공병 이송 컨베이어를 통해 공급하는 정렬 로봇을 갖는 공병 포장 시스템이 개시된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 멀티플 레인 에어 컨베이어로부터 복수의 열로 정렬된 공병 집합을 공급받고, 상기 공병 집합을 적층하는 적층 로봇으로 상기 공병 집합을 공병 이송 컨베이어를 통해 공급하는 정렬 로봇; 및 상기 공병 이송 컨베이어를 통해 공급된 공병 집합을 파지하여 파렛트에 쌓아 올리는 공병 포장 시스템의 다관절 로봇 암에 연결되는 보틀 그립퍼를 포함하되, 상기 정렬 로봇은, 프레임; 상기 프레임에 의하여 지지되는 복수의 그립 라인; 및 상기 프레임에 연결되어 상기 프레임을 이동시키는 다관절 로봇 암을 포함하되, 상기 그립 라인의 개수는 상기 멀티플 레인 에어 컨베이어의 이송라인의 개수와 동일하고, 상기 그립 라인은 상기 그립 라인과 상기 이송라인이 일치되어 상기 공병 집합이 공급되면, 상기 공급된 공병 집합을 파지하고, 상기 다관절 로봇 암은 상기 그립 라인이 상기 이송라인과 일치하도록 움직이거나 상기 파지된 공병 집합이 상기 공병 이송 컨베이어에 내려지도록 움직이도록 하고, 상기 보틀 그립퍼는, 보틀 그립퍼 몸체; 상기 보틀 그립퍼 몸체에 연결되어 이동이 제어되며, 4방으로 형성된 4개의 사이드핸드(side hand); 상기 보틀 그립퍼 몸체에 하부를 향하도록 연결되며, 간지를 흡착하는 진공 패드를 구비하는 간지 픽업(pick up) 유닛; 상기 사이드핸드에 부착되어 간지가 파지되는 위치를 향하여 공기를 분사하는 에어 분사기; 및 상기 공병 집합이 상기 4개의 사이드핸드에 의하여 파지되어 이동 중에, 상기 공병 집합 중 적어도 하나의 공병이 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 공병 집합의 중심을 기준으로 2개가 대향 배치되어 복수의 공병의 목 부분을 파지하는 고정 집게 유닛를 포함하되, 상기 고정 집게 유닛은 상기 공병 집합의 중심인 k열을 기준으로 k+m 및 k-m열(여기서, m은 1 이상의 자연수) 각각의 복수의 공병의 목 부분을 파지하고, 상기 간지 픽업 유닛은 상기 진공 패드로 상기 간지를 흡착한 후, 미리 설정된 시간 간격으로 상하 운동하도록 제어되고, 상기 에어 분사기는 파지된 간지를 향해 공기를 분사하도록 제어되어 상기 파지된 간지에 붙어있는 간지를 분리시키고, 상기 4개의 사이드핸드는 4방으로 배치되어 사각형 형태를 형성하고, 상기 사이드핸드는 바(bar) 형상으로 형성되며, 양단부에 상기 사이드핸드를 서로 연결시키는 연결부가 형성되고, 상기 연결부는 복수의 폴(pole)이 일정 간격으로 이격되어 평행하게 배열되어 형성되며, 하나의 연결부의 복수의 폴이 다른 연결부의 복수의 폴 사이의 공간으로 관통되어 각 사이드핸드의 연결부가 서로 연결되고, 상기 4개의 사이드핸드는 상기 폴의 길이에 상응하는 만큼 상기 사각형의 중심 방향 또는 중심의 반대 방향으로 이동되도록 제어되고, 상기 보틀 그립퍼는 상기 공병 집합의 층 사이에 상기 간지가 적층되도록 상기 간지를 파지한 상태에서 상기 공병 집합을 파지하여 파렛트(pallet)에 적층하고, 미리 설정된 층수만큼 상기 공병 집합이 쌓이면, 탑보드(top board)를 적층하되, 상기 파렛트 및 상기 탑보드는 상기 4개의 사이드핸드에 의하여 파지되며, 상기 고정 집게 유닛은 라인 형태로 형성된 한 쌍의 고정 집게 및 상기 고정 집게를 지지하고 구동시키는 고정 집게 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 공병 포장 시스템이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따른 공병 포장 시스템의 정렬 로봇은, 다수의 공병들을 적층하여 하나로 포장하도록 한 층에 해당하는 정렬된 공병 집합을 적층 로봇으로 이송하는 이송 컨베이어에 공병 집합을 안정적으로 내려놓을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공병 포장 시스템의 레이아웃을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티플 레인 에어 컨베이어의 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티플 레인 에어 컨베이어의 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 저면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 측면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 정면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 그립 라인을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 로봇 그립 라인에서의 공병 배치 과정을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림부 위치 조정 과정의 순서도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 적층 로봇의 측면도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 적층 로봇의 보틀 그립퍼(bottle gripper)의 정면도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 적층 로봇의 보틀 그립퍼의 평면도.
도 13은 보틀 그립퍼의 사이드 핸드(side hand)을 나타낸 도면.
도 14는 보틀 그립퍼의 간지 픽업(pick up) 유닛을 나타낸 도면.
도 15는 보틀 그립퍼의 에어(air) 분사기를 나타낸 도면.
도 16 및 도 17은 보틀 그립퍼의 고정 집게 유닛을 나타낸 도면.
도 18은 보틀 그립퍼에 의하여 파지되는 공병 집합의 예를 나타낸 도면.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공병 포장 시스템의 레이아웃을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공병 포장 시스템은 공급라인(10), 멀티플 레인 에어 컨베이어(multiple lane air conveyor)(20), 정렬 로봇(30), 공병 이송 컨베이어(40), 적층 로봇(50), 밴딩 머신(60), 파렛트 매거진(pallet magazine)(1), 탑보드(top board) 매거진(2), 간지 매거진(3) 및 파렛트 이송 컨베이어(4)를 포함하여 구성될 수 있다.

공급라인(10)은 복수의 라인을 통해 복수의 성형된 공병을 병렬식으로 공급하는 구성으로, 하나의 라인을 복수의 라인으로 분기시키는 적어도 하나의 분기부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공병은 페트(PET)병일 수 있다.

즉, 하나의 라인으로 투입된 공병들은 분기부를 거쳐 복수의 라인으로 분기되며, 이에 따라 공병들이 복수의 열로 동시에 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)로 공급될 수 있다. 예를 들어, 공급라인(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 4개의 라인을 통해 4열의 공병을 동시에 공급할 수 있다. 이하에서는, 발명의 이해와 설명의 편의를 위하여, 공급라인(10)이 4열의 공병을 병렬식으로 공급하는 것으로 가정하기로 한다. 1열당 공병의 개수는 미리 설정되며, 공급라인(10)과 멀티플 레인 에어 컨베이어(20) 사이에 설치된 카운터(11)에 의하여 공병의 개수가 카운팅됨으로써, 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)의 1열당 공급되는 공병의 개수가 제어될 수 있다.

멀티플 레인 에어 컨베이어(20)는 공급라인(10)의 라인 개수의 k배, 바람직하게는 2배의 이송라인을 구비하여 공급라인(10)으로부터 공급되는 공병들을 정렬한다.

이하에서는 공급라인(10)의 열의 개수가 4이며, 멀티플 레인 에어 컨베이어(20) 이송 라인의 열의 개수가 8인 것으로 설명한다.

이러한 경우, 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)는 공급라인(10)으로부터 4열로 공급되는 공병들을 두 차례 공급받아 8열로 정렬할 수 있다. 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)에서 배열된 8개의 이송 라인의 폭은 4개의 라인으로 배열된 공급라인(10)의 폭에 상응하다. 그래서, 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)는 짝수열 또는 홀수열이 교대로 공급라인(10)과 일치되게 이동함으로써, 4열로 공급되는 공병들을 두 차례 공급받아 8열로 정렬할 수 있다.

이후, 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)의 이송 라인과 정렬 로봇(30)의 그립(grip) 라인이 일치되면, 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)는 8열로 정렬된 공병들을 정렬 로봇(30)으로 공급할 수 있다.

정렬 로봇(30)은 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)으로부터 공급된 정렬된 공병들을 파지하여 공병 이송 컨베이어(40)에 내려 놓는다. 이때, 정렬 로봇(30)은 정렬된 공병들이 공병 이송 컨베이어(40)에 최대한 접근한 상태에서 하강 속도를 가감한 후, 서서히 내려놓을 수 있다.

공병 이송 컨베이어(40)는 정렬 로봇(30)에 의하여 내려진 정렬된 공병들을 적층 로봇(50)의 작업 위치까지 이동시킨다. 공병 이송 컨베이어(40)는 중간에 칸막이를 구비하며, 미리 설정된 개수의 열을 가지는 공병들이 적층 로봇(50)의 작업 위치까지 이동하도록 칸막이의 개폐가 제어될 수 있다.

적층 로봇(50)은 공병 이송 컨베이어(40)를 통해 작업 위치까지 이송된 정렬된 다수열의 공병 집합을 파지하여 파렛트에 쌓아 올린다. 이때, 적층 로봇(50)은 공병 층 사이에 간지가 적층되도록 간지를 파지한 상태에서 다수열의 공병들을 파지하여 파렛트로 옮길 수 있다. 그리고, 미리 설정된 층수만큼 공병이 쌓이면, 그 위에 탑 보드를 적층한다.

밴딩 머신(60)은 파렛트 이송 컨베이어(4)를 통해 이동해 온 적층된 공병을 밴딩한다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 공병 포장 시스템의 각 구성에 대하여 이후, 도 2 내지 도 16을 참조하여 상세히 후술한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티플 레인 에어 컨베이어의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 멀티플 레인 에어 컨베이어의 측면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)는 멀티플 레인 에어 컨베이어 몸체(21) 및 8개의 이송라인(23)을 구비한 이송라인 이동 모듈(22)을 포함하여 구성된다. 여기서, 이송라인 이동 모듈(22)은 이송라인(23)에 대한 수직 방향으로 이동할 수 있다.

즉, 이송라인 이동 모듈(22)은, 8개의 이송라인(23) 중 홀수열 또는 짝수열의 이송라인(23)과 공급라인(10)의 4개의 라인이 일치되어 공급라인(10)으로부터 한번에 4열의 공병(500)을 공급받을 수 있으며, 이를 홀수열 및 짝수열에 대하여 두 차례 반복하여 공병(500)들을 총 8열의 공병(500) 집합으로 정렬할 수 있다. 이때, 이송라인 이동 모듈(22)은 8개의 이송라인(23) 중 홀수열 또는 짝수열을 공급라인(10)의 4개의 라인에 일치시키기 위하여 이송라인(23)에 대한 수직 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 8개의 이송라인(23) 중 홀수열이 공급라인(10)의 4개의 라인에 일치된 상태에서 4열의 공병(500)이 공급된 후, 8개의 이송라인(23) 중 짝수열이 공급라인(10)의 4개의 라인에 일치되도록, 이송라인 이동 모듈(22)이 이송라인(23)에 대한 수직 방향으로 이동할 수 있다.

8개의 각 이송라인(23)은 공병(500)의 목 부분이 걸린 상태에서 공압에 의하여 슬라이딩되도록, 공병(500)의 목 부분이 걸리는 걸림부가 형성된 레일 형태로 형성된다. 예를 들어, 페트병은 마개에 삽입되는 부분과 인접한 부분에 목의 테두리를 따라 걸림부가 형성되어 있다.

멀티플 레인 에어 컨베이어 몸체(21)는 이송라인 이동 모듈(22)을 지지하며, 이송라인 이동 모듈(22)을 이동시키는 구성을 구비한다.

예를 들어, 멀티플 레인 에어 컨베이어 몸체(21)는 이송라인(23)에 대한 수직 방향으로 형성된 레일, 레일과 이송라인 이동 모듈(22)을 연결하는 구성을 이동시키기 위한 모터 등을 포함하는 구동 장치를 탑재할 수 있다.

멀티플 레인 에어 컨베이어(20)의 이송 라인(23)과 정렬 로봇(30)의 그립 라인(32)이 일치되면, 8열로 정렬된 공병들은 공압에 의하여 정렬 로봇(30)로 공급될 수 있다. 이를 위하여, 멀티플 레인 에어 컨베이어 몸체(21)는 일정 이상의 압력을 가지는 공기를 이송 라인(23)으로 공급하는 구성을 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 저면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 정렬 로봇의 그립 라인을 나타낸 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 정렬 로봇(30)은 4각 형상의 프레임(31), 프레임(31)에 의하여 지지되는 8개의 그립 라인(32) 및 프레임(31)에 연결되어 프레임(31)을 이동시키는 다관절 로봇 암(33)을 포함하여 구성될 수 있다.

정렬 로봇(30)은 8개의 그립 라인(32)이 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)의 8개의 이송 라인(23)과 일치되어 8열로 정렬된 공병(500) 집합을 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)의 이송라인(23)으로부터 공급받도록 움직임이 제어될 수 있다.

도 7을 참조하면, 그립 라인(32)은 공병(500)의 목 부분을 파지하는 라인 형태의 집게(37) 및 집게(37)에 의하여 파지된 공병(500)의 상단을 가압하여 공병(500)을 움직이지 않도록 고정시키는 누름부(35)를 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 누름부(35)는 에어실린더 또는 스프링 방식으로 공병(500)을 고정시킬 수 있다.

예를 들어, 정렬 로봇(30)은 8개의 그립라인(32)의 각 열을 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)의 8개의 이송라인(23)의 각 열과 일치시킨다.

정렬 로봇(30)은 8열로 정렬된 공병(500) 집합을 멀티플 레인 에어 컨베이어(20)의 이송라인(23)으로부터 공급받아 집게(37)로 공병(500)을 파지한 후, 파지된 공병(500)의 상단을 가압하여 공병(500)을 고정시키고, 프레임(31)을 공병 이송 컨베이어(40)로 하강시킨다.

이후, 정렬 로봇(30)은 8열로 정렬된 공병(500) 집합을 공병 이송 컨베이어(40)에 내려 놓는다. 이때, 정렬 로봇(30)은 정렬된 공병들이 공병 이송 컨베이어(40)에 내려질 때 넘어지지 않게 하기 위하여, 정렬된 공병들이 공병 이송 컨베이어(40)에 최대한 접근한 상태에서 하강 속도를 가감한 후에 내려 놓도록 제어될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정렬 로봇 그립 라인에서의 공병 배치 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 단위 면적 당 최대 수의 공병을 포장할 수 있도록 정렬 로봇(30)의 그립 라인(32)은 공병들의 중심이 지그재그 형상을 갖도록 하기 위한 수단이 제공된다.

그립 라인(32)은 일측에는 이송라인(23)으로부터의 공병 유입부가 형성되며, 그립 라인(32)의 타측에는 공병(500)의 위치 조정을 위한 걸림부(34)가 배치된다.

바람직하게, 모든 홀수열에서 걸림부(34)의 위치는 동일하며, 모든 짝수열에서 걸림부(34)의 위치도 동일하다.

홀수열 및 짝수열에서 위치가 조정될 수 있도록 홀수열에 제공되는 제1 걸림부(34-1)는 제1 이동모듈(36-1)에 연결되고, 짝수열에 제공되는 제2 걸림부(34-2)는 제2 걸림부 이동모듈(36-2)에 연결된다.

상기한 구성을 통해 복수의 제1 걸림부(34-1)는 동일한 위치로 이동하며, 제2 걸림부(34-2)도 마찬가지이다.

본 실시예에 따르면, 제1 걸림부 이동모듈(36-1) 및 제2 걸림부 이동모듈(36-2)는 제어부(39)에 위해 제어되는 서보 모터(38)에 연결된다.

바람직하게, 제1 걸림부 이동모듈(36-1) 및 제2 걸림부 이동모듈(36-2) 는 서보 모터 부착형 실린더에 의해 이동될 수 있다.

소정 크기의 공병에 대한 포장이 이루어지는 경우, 제어부(39)는 현재 포장되어야 하는 공병에 대한 규격 정보, 예를 들어, 공병의 사이즈(직경)를 이용하여 공병의 중심이 지그재그로 되면서 도 18과 같이 맞물릴 수 있도록 하기 위해 그립 라인(32)에서 제1 걸림부(34-1) 및 제2 걸림부(34-2)의 위치를 계산할 수 있다.

공병 포장이 시작되거나, 또는 포장되는 공병이 변경되는 경우 제어부(39)는 제1 걸림부(34-1) 및 제2 걸림부(34-2)를 이동시키기 위한 제어 신호를 서보모터(38)로 출력한다.

서보모터(38)는 제어 신호에 따라 구동되어 제1 걸림부 이동모듈(36-1) 및 제2 걸림부 이동모듈(36-2)을 그립 라인(32)의 길이 방향을 따라 이동시킨다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 걸림부(34-1) 및 제2 걸림부(34-2) 중 하나는 고정된 상태를 유지하고, 다른 걸림부만이 선택적으로 이동할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸림부 위치 조정 과정의 순서도이다.

도 9는 공병의 교체가 있는 경우의 제어 과정을 도시한 것이다.

도 9를 참조하면, 제어부(39)는 공병 교체 요청이 입력되는 경우(단계 90). 공병 규격(사이즈)에 따라 제1 걸림부(34-1) 또는 제2 걸림부(34-2)의 위치를 계산한다(단계 92).

단계 92에서 위치 계산은 포장되어야 하는 공병이 단위 면적당 가장 많은 개수가 채워질 수 있도록 하기 위한 제1 걸림부(34-1) 및 제2 걸림부(34-2)의 위치이다.

위치 조정이 필요한 경우, 제어부(39)는 서보모터(38)로 걸림부(34)의 위치 조정을 위한 제어 신호를 출력한다(단계 94).

서보모터(38)는 제어 신호에 따라 구동되어 제1 걸림부 이동모듈(36-1) 또는 제2 걸림부 이동모듈(36-2)을 소정 위치로 이동시킨다(단계 96).

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 적층 로봇의 측면도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 적층 로봇의 보틀 그립퍼(bottle gripper)의 정면도이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 적층 로봇의 보틀 그립퍼의 평면도이고, 도 13은 보틀 그립퍼의 사이드 핸드(side hand)를 나타낸 도면이고, 도 14는 보틀 그립퍼의 간지 픽업(pick up) 유닛을 나타낸 도면이고, 도 15는 보틀 그립퍼의 에어(air) 분사기를 나타낸 도면이고, 도 16 및 도 17은 보틀 그립퍼의 고정 집게 유닛을 나타낸 도면이고, 도 18은 보틀 그립퍼에 의하여 파지되는 공병 집합의 예를 나타낸 도면이다.

우선, 도 10을 참조하면, 적층 로봇(50)은 다관절 로봇 암(51) 및 다관절 로봇 암(51)에 연결되어 이동이 제어되는 보틀 그립퍼(52)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 보틀 그립퍼(52)는 4각 형상의 보틀 그립퍼 몸체(53), 보틀 그립퍼 몸체(53)에 연결되어 이동이 제어되며 4방으로 형성된 4개의 사이드 핸드(54), 보틀 그립퍼 몸체(53)에 하부를 향하도록 연결된 간지 픽업 유닛(55) 및 공병(500) 집합의 적어도 하나의 공병(500)의 목 부분을 파지하는 고정 집게 유닛(56)을 포함하여 구성될 수 있다.

바람직하게, 고정 집게 유닛(56)은 공병 집합의 중심을 기준으로 적어도 2개 대향 배치될 수 있다.

보다 바람직하게, 고정 집게 유닛(56)은 공병 집합의 중심인 k열을 기준으로 k+m 및 k-m열(여기서, m은 1 이상의 자연수)의 적어도 하나 이상의 영역에 위치하는 2열 의 공병의 목 부분을 파지할 수 있다.

4개의 사이드 핸드(54)는 도 13에 도시된 바와 같이, 바(bar) 형상으로 형성되며, 양단부에는 사이드 핸드(54)를 서로 연결시키는 연결부(57)가 형성될 수 있다. 연결부(57)는 복수의 폴(pole)이 일정 간격으로 이격되어 평행하게 배열되어 형성될 수 있으며, 각 사이드 핸드(54)의 연결부(57) 간의 연결은 폴이 폴 사이의 공간으로 관통됨으로써 이루어질 수 있다.

즉, 4개의 사이드 핸드(54)는 4방으로 배치되어 사각형 형태를 형성할 수 있으며, 폴의 길이에 상응하는 만큼 사각형의 중심 방향 또는 중심의 반대 방향으로 이동되도록 제어될 수 있다.

간지 픽업 유닛(55)은 도 14에 도시된 바와 같이, 간지를 흡착하는 진공 패드(58)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 간지 픽업 유닛(55)은 진공 패드(58)를 이용하여 간지를 파지할 수 있으며, 간지를 파지하기 위하여 상하로 이동되도록 제어될 수 있다.

에어 분사기(59)는 도 15에 도시된 바와 같이, 사이드 핸드(54)에 부착되어 간지가 파지되는 위치를 향하여 공기를 분사할 수 있다.

간지 픽업 유닛(55)과 에어 분사기(59)는 간지 매거진(3)에 쌓여있는 간지들 중 최상부에 위치하는 하나의 간지를 파지할 때, 파지하고자 하는 간지와 붙어있는 간지를 분리하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.

즉, 간지 픽업 유닛(55)은 진공 패드(58)에 의하여 간지가 흡착된 후, 일정 높이 상부로 이동하고, 수차례 짧은 간격으로 상하 운동하도록 제어되어 파지한 간지에 붙어있는 간지를 털어낼 수 있다. 이와 동시에, 에어 분사기(59)는 파지된 간지를 향해 고압의 공기를 분사하도록 제어되어 파지한 간지에 붙어있는 간지를 분리하는데 보조 역할을 수행할 수 있다.

고정 집게 유닛(56)은 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 라인 형태로 형성된 한 쌍의 고정 집게(72) 및 고정 집게(72)를 지지하고 구동시키는 고정 집게 몸체(71)를 포함하여 구성될 수 있다.

예를 들어, 4개의 사이드 핸드(54)에 의하여 파지되는 공병(500) 집합은 도 18에 도시된 바와 같이 정렬될 수 있다. 공병(500)의 사이즈가 작을수록 공병(500) 집합을 구성하는 공병(500)의 개수는 증가한다. 이렇게 개수가 증가한 공병(500)의 집합이 4개의 사이드 핸드(54)에 의하여 파지되어 이동 중에, 공병(500) 집합의 중심 영역에 위치하는 적어도 하나의 공병(500)이 이탈될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 고정 집게 유닛(56)은 공병(500) 집합의 중심 영역에 위치하는 2열의 공병(500)들의 목 부분을 파지한다.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 공급라인
20: 멀티플 레인 에어 컨베이어(multiple lane air conveyor)
30: 정렬 로봇
40: 공병 이송 컨베이어
50: 적층 로봇
60: 밴딩 머신
1: 파렛트 매거진(pallet magazine)
2: 탑보드(top board) 매거진
3: 간지 매거진
4: 파렛트 이송 컨베이어

Claims (1)

1. 멀티플 레인 에어 컨베이어로부터 복수의 열로 정렬된 공병 집합을 공급받고, 상기 공병 집합을 적층하는 적층 로봇으로 상기 공병 집합을 공병 이송 컨베이어를 통해 공급하는 정렬 로봇; 및
   상기 공병 이송 컨베이어를 통해 공급된 공병 집합을 파지하여 파렛트에 쌓아 올리는 공병 포장 시스템의 다관절 로봇 암에 연결되는 보틀 그립퍼를 포함하되,
   상기 정렬 로봇은,
   프레임;
   상기 프레임에 의하여 지지되는 복수의 그립 라인; 및
   상기 프레임에 연결되어 상기 프레임을 이동시키는 다관절 로봇 암을 포함하되,
   상기 그립 라인의 개수는 상기 멀티플 레인 에어 컨베이어의 이송라인의 개수와 동일하고,
   상기 그립 라인은 상기 그립 라인과 상기 이송라인이 일치되어 상기 공병 집합이 공급되면, 상기 공급된 공병 집합을 파지하고,
   상기 다관절 로봇 암은 상기 그립 라인이 상기 이송라인과 일치하도록 움직이거나 상기 파지된 공병 집합이 상기 공병 이송 컨베이어에 내려지도록 움직이도록 하고,
   상기 보틀 그립퍼는,
   보틀 그립퍼 몸체;
   상기 보틀 그립퍼 몸체에 연결되어 이동이 제어되며, 4방으로 형성된 4개의 사이드핸드(side hand);
   상기 보틀 그립퍼 몸체에 하부를 향하도록 연결되며, 간지를 흡착하는 진공 패드를 구비하는 간지 픽업(pick up) 유닛;
   상기 사이드핸드에 부착되어 간지가 파지되는 위치를 향하여 공기를 분사하는 에어 분사기; 및
   상기 공병 집합이 상기 4개의 사이드핸드에 의하여 파지되어 이동 중에, 상기 공병 집합 중 적어도 하나의 공병이 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 상기 공병 집합의 중심을 기준으로 2개가 대향 배치되어 복수의 공병의 목 부분을 파지하는 고정 집게 유닛를 포함하되,
   상기 고정 집게 유닛은 상기 공병 집합의 중심인 k열을 기준으로 k+m 및 k-m열(여기서, m은 1 이상의 자연수) 각각의 복수의 공병의 목 부분을 파지하고,
   상기 간지 픽업 유닛은 상기 진공 패드로 상기 간지를 흡착한 후, 미리 설정된 시간 간격으로 상하 운동하도록 제어되고, 상기 에어 분사기는 파지된 간지를 향해 공기를 분사하도록 제어되어 상기 파지된 간지에 붙어있는 간지를 분리시키고,
   상기 4개의 사이드핸드는 4방으로 배치되어 사각형 형태를 형성하고,
   상기 사이드핸드는 바(bar) 형상으로 형성되며, 양단부에 상기 사이드핸드를 서로 연결시키는 연결부가 형성되고,
   상기 연결부는 복수의 폴(pole)이 일정 간격으로 이격되어 평행하게 배열되어 형성되며, 하나의 연결부의 복수의 폴이 다른 연결부의 복수의 폴 사이의 공간으로 관통되어 각 사이드핸드의 연결부가 서로 연결되고,
   상기 4개의 사이드핸드는 상기 폴의 길이에 상응하는 만큼 상기 사각형의 중심 방향 또는 중심의 반대 방향으로 이동되도록 제어되고,
   상기 보틀 그립퍼는 상기 공병 집합의 층 사이에 상기 간지가 적층되도록 상기 간지를 파지한 상태에서 상기 공병 집합을 파지하여 파렛트(pallet)에 적층하고, 미리 설정된 층수만큼 상기 공병 집합이 쌓이면, 탑보드(top board)를 적층하되,
   상기 파렛트 및 상기 탑보드는 상기 4개의 사이드핸드에 의하여 파지되며,
   상기 고정 집게 유닛은 라인 형태로 형성된 한 쌍의 고정 집게 및 상기 고정 집게를 지지하고 구동시키는 고정 집게 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 공병 포장 시스템.
   
   

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