KR20240030530A - 김의 선별, 가공 및 포장 시스템 - Google Patents

김의 선별, 가공 및 포장 시스템 Download PDF

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KR20240030530A
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박상현
함제훈
이은비
이재열
김상호
권용섭
서진호
서갑호
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한국로봇융합연구원
국립부경대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템은 복수의 김을 적층한 복수의 단위 김 중에서 정상적인 정상 단위 김을 선별하는 김 선별부; 상기 김 선별부에서 선별된 상기 정상 단위 김을 운반하는 단위 김 운반부; 상기 단위 김 운반부의 말단부에 연결되며 상기 정상 단위 김을 복수의 개별 김으로 분리하는 김 분리부; 상기 김 분리부에서 분리된 복수의 개별 김을 검사하는 개별 김 검사부; 상기 개별 김 검사부에서 선별된 정상 개별 김을 소정 개수만큼 적층하여 포장 단위 김으로 만드는 포장 단위 김 생성부; 그리고 상기 포장 단위 김을 포장하는 김 포장부를 포함한다.

Description

김의 선별, 가공 및 포장 시스템{SYSTEM FOR SORTING, PROCESSING, AND PACKING OF SEAWEED}
본 발명은 김의 선별, 가공 및 포장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 김을 자동으로 선별, 가공 및 포장하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템에 관한 것이다.
수산식품인 마른 김의 경우 일부 공정에 자동화 공정이 진행되고 있으나, 자동화 공정이 전체 공정에서 차지하는 비율은 낮은 편이다.
특히, 김의 선별 공정에서는 김을 얇게 핀 후 빛을 비춰 작업자의 육안으로 구멍 및 치우침을 판별하고, 김의 포장 공정에서는 100장 단위의 묶음 및 박스 포장 공정이 수작업으로 이루어지므로, 작업자의 숙련도에 영향을 받게 되어 생산량을 균일화하기 어렵고, 공정 시간도 증가하게 된다.
또한, 이물질 제거 공정 및 포장 공정도 수작업으로 이루어지므로, 육안으로 판별하지 못한 불량품을 배출하게 되어 품질 관리가 용이하지 않다.
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 자동으로 김을 선별, 가공 및 포장하여 생산량을 균일화하고 공정 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템은 복수의 김을 적층한 복수의 단위 김 중에서 정상적인 정상 단위 김을 선별하는 김 선별부; 상기 김 선별부에서 선별된 상기 정상 단위 김을 운반하는 단위 김 운반부; 상기 단위 김 운반부의 말단부에 연결되며 상기 정상 단위 김을 복수의 개별 김으로 분리하는 김 분리부; 상기 김 분리부에서 분리된 복수의 개별 김을 검사하는 개별 김 검사부; 상기 개별 김 검사부에서 선별된 정상 개별 김을 소정 개수만큼 적층하여 포장 단위 김으로 만드는 포장 단위 김 생성부; 그리고 상기 포장 단위 김을 포장하는 김 포장부를 포함한다.
상기 김 선별부는 상기 단위 김을 이동하는 이동 컨베이어, 상기 이동 컨베이어에 설치되며 상기 단위 김의 높이 및 중량을 측정하여 불량 단위 김을 판별하는 단위 김 측정부, 그리고 상기 단위 김 측정부에서 판별된 상기 불량 단위 김을 제거하는 불량 김 제거부를 포함할 수 있다.
상기 단위 김 운반부는 상기 정상 단위 김을 수평으로 운반하는 수평 컨베이어, 상기 수평 컨베이어의 말단부에 연결되며 상기 정상 단위 김을 경사진 상방으로 운반하는 경사 컨베이어, 그리고 상기 수평 컨베이어 및 상기 경사 컨베이어에 설치되며 상기 정상 단위 김을 정렬하는 제1 정렬부를 포함할 수 있다.
상기 김 분리부는 상기 경사 컨베이어의 말단부에 연결되며 상기 정상 단위 김을 하강시키는 하강부, 그리고 상기 하강부에 의해 하강된 상기 정상 단위 김을 복수의 개별 김으로 분리하여 상기 개별 김 검사부로 공급하는 개별 김 공급부를 포함할 수 있다.
상기 김 분리부는 하강하는 상기 정상 단위 김을 정렬하는 제2 정렬부를 더 포함할 수 있다.
상기 개별 김 검사부는 상기 개별 김에 이물질이 포함되었는 지 여부를 판별하는 이물질 검사기, 상기 이물질을 포함하는 이물질 김을 제거하는 이물질 김 제거부, 그리고 상기 이물질 검사기에서 선별된 정상 개별 김을 상기 포장 단위 김 생성부에 공급하는 공급 컨베이어를 포함할 수 있다.
상기 포장 단위 김 생성부는 상기 공급 컨베이어에 연결되며 단부에서 서로 중첩하여 상기 정상 개별 김을 소정 개수만큼 적층하여 상기 포장 단위 김을 생성하는 한 쌍의 중첩 컨베이어, 그리고 상기 한 쌍의 중첩 컨베이어에 연결되며 상기 포장 단위 김을 정렬하는 제3 정렬부를 포함할 수 있다.
상기 김 포장부는 상기 포장 단위 김을 종이 밴드를 이용하여 묶는 김 밴딩부, 그리고 협동 로봇을 이용하여 상기 포장 단위 김을 박스에 저장하는 박스 저장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템은 김 선별부, 단위 김 운반부, 김 분리부, 개별 김 검사부, 포장 단위 김 생성부, 그리고 김 포장부를 포함하여 자동으로 굴을 선별, 가공 및 포장하므로, 작업자의 숙련도에 영향을 받지 않아 생산량을 균일화할 수 있다.
또한, 자동으로 김의 선별, 가공 및 포장 공정이 진행되므로, 김의 품질이 관리되고, 인건비를 절약할 수 있으며, 보다 정밀한 작업 결과물을 도출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 김 선별부 및 단위 김 운반부의 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 김 분리부의 확대 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 김 분리부의 일부 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 개별 김 검사부, 포장 단위 김 생성부, 그리고 김 포장부의 확대 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 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 발명에서, '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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 김 선별부 및 단위 김 운반부의 확대 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템은 김 선별부(100), 단위 김 운반부(200), 김 분리부(300), 개별 김 검사부(400), 포장 단위 김 생성부(500), 그리고 김 포장부(600)를 포함한다.
김 선별부(100)는 복수의 김을 적층한 복수의 단위 김(10) 중에서 정상적인 정상 단위 김(11)을 선별할 수 있다. 단위 김(10)은 복수의 마른 김을 적층한 것으로서, 본 실시예에서는 50장의 마른 김을 적층한 것을 단위 김으로 기재하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 장의 마른 김을 적층하여 단위 김을 설정할 수 있다.
김 선별부(100)는 이동 컨베이어(110), 단위 김 측정부(120), 그리고 불량 김 제거부(130)를 포함할 수 있다.
이동 컨베이어(110)는 해태 건조기(DRY)에 의해 건조된 복수의 단위 김(10)을 단위 김 운반부(200)로 운반할 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 이동 컨베이어(110)가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 수의 이동 컨베이어가 설치될 수 있다. 여기에서, 해태 건조기(DRY)는 김을 건조하는 장치로, 자연 방식 또는 열건조 방식 등의 다양한 방식에 의해 김을 건조하는 장치를 포함한다.
단위 김 측정부(120)는 이동 컨베이어(110)에 설치되며 단위 김(10)의 높이 및 중량을 측정하여 불량 단위 김(12)을 판별할 수 있다. 단위 김 측정부(120)는 이동 컨베이어(110)에 탑재되어 이동하는 복수의 단위 김(10)의 높이를 측정하는 비전 카메라(vision camera)(121), 이동 컨베이어(110)에 탑재되어 이동하는 복수의 단위 김(10)의 중량을 측정하는 로드 셀(load cell)(122), 그리고 비전 카메라(121) 및 로드 셀(122)을 지지하는 지지부(123)를 포함할 수 있다.
해태 건조기(DRY)에서 완전히 건조되지 않고 나온 단위 김(10)은 젖은 상태에서 뭉쳐져 나오며, 일부분이 눌린 형태로 공급되기 때문에 정상 상태의 정상 단위 김(11)에 비해 높이 및 중량이 다르게 된다. 따라서, 비전 카메라(121) 및 로드 셀(1220을 이용하여 높이 및 중량을 측정하여 불량 단위 김(12)을 판별할 수 있다.
불량 김 제거부(130)는 단위 김 측정부(120)에서 판별된 불량 단위 김(12)을 제거할 수 있다. 불량 김 제거부(130)는 공압 실린더로 이루어진 푸셔(pusher)를 포함할 수 있다. 불량 김 제거부(130)는 푸셔를 이용하여 불량 단위 김(12)을 밀어 이동 컨베이어(110) 상에서 제거할 수 있다.
단위 김 운반부(200)는 김 선별부(100)에서 선별된 정상 단위 김(11)을 김 분리부(300)로 운반할 수 있다.
단위 김 운반부(200)는 수평 컨베이어(210), 경사 컨베이어(220), 그리고 제1 정렬부(230)를 포함할 수 있다.
수평 컨베이어(210)는 정상 단위 김(11)을 수평으로 운반할 수 있다. 본 실시예에서는 2개의 수평 컨베이어(210)가 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 수의 수평 컨베이어(210)가 설치될 수 있다.
경사 컨베이어(220)는 수평 컨베이어(210)의 말단부에 연결되며 정상 단위 김(11)을 경사진 상방으로 운반할 수 있다. 이와 같이, 경사 컨베이어(220)는 경사지게 설치되므로 협소한 공간을 효율적으로 활용할 수 있고, 김 분리부(300)의 상부에 위치하는 하강부(310)에 정상 단위 김(11)을 용이하게 공급할 수 있다.
제1 정렬부(230)는 수평 컨베이어(210) 및 경사 컨베이어(220)에 설치되며 정상 단위 김(11)을 정렬할 수 있다. 제1 정렬부(230)는 수평 컨베이어(210) 및 경사 컨베이어(220)의 표면에서 수직으로 연장되는 4개의 정렬 막대를 포함할 수 있다. 4개의 정렬 막대는 서로 이격되어 정상 단위 김(11)의 전단 변 및 후단 변에 각각 2개씩 배치될 수 있다. 따라서, 제1 정렬부(230)는 정상 단위 김(11)이 운반 중 이탈하지 않도록 가이드하며 정렬하여 정상 단위 김(11)을 안정적으로 운반할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 김 분리부의 확대 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 김 분리부의 일부 분해 사시도이다.
도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 김 분리부(300)는 단위 김 운반부(200)의 말단부에 연결되며 정상 단위 김(11)을 복수의 개별 김(1)으로 분리할 수 있다.
김 분리부(300)는 하강부(310), 개별 김 공급부(320), 그리고 제2 정렬부(330)를 포함할 수 있다.
하강부(310)는 경사 컨베이어(220)의 말단부에 연결되며 개별 김 공급부(320)보다 상부에 위치하고, 정상 단위 김(11)을 하강시킬 수 있다.
개별 김 공급부(320)는 하강부(310)에 의해 하강된 정상 단위 김(11)을 복수의 개별 김(1)으로 분리하여 개별 김 검사부(400)로 공급할 수 있다. 개별 김 공급부(320)는 2개의 자동 공급 컨베이어를 포함할 수 있다.
제2 정렬부(330)는 하강하는 정상 단위 김(11)을 정렬할 수 있다. 제2 정렬부(330)는 수직으로 연장되는 4개의 정렬 가이드를 포함할 수 있다. 4개의 정렬 가이드는 서로 이격되어 정상 단위 김(11)의 4개의 모서리에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 정렬부(330)는 하강하는 정상 단위 김(11)이 정렬된 상태로 개별 김 공급부(320)로 공급되게 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템의 개별 김 검사부, 포장 단위 김 생성부, 그리고 김 포장부의 확대 사시도이다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 개별 김 검사부(400)는 김 분리부(300)에서 분리된 복수의 개별 김(1)을 검사할 수 있다.
개별 김 검사부(400)는 이물질 검사기(410), 이물질 김 제거부(420), 그리고 공급 컨베이어(430)를 포함할 수 있다.
이물질 검사기(410)는 개별 김(1)에 이물질이 포함되었는 지 여부를 판별할 수 있다. 이물질 검사기(410)는 비전 검사기 및 분광 검사기를 포함할 수 있다.
이물질 김 제거부(420)는 이물질을 포함하는 이물질 김을 제거할 수 있다. 이물질 김 제거부(420)는 이물질 김을 인접한 배출 컨베이어(도시하지 않음)를 통해 배출할 수 있다.
공급 컨베이어(430)는 이물질 검사기(410)에서 선별된 정상 개별 김(2)을 포장 단위 김 생성부(500)에 공급할 수 있다.
포장 단위 김 생성부(500)는 개별 김 검사부(400)에서 선별된 정상 개별 김(2)을 소정 개수만큼 적층하여 포장 단위 김(3)으로 만들 수 있다.
포장 단위 김 생성부(500)는 한 쌍의 중첩 컨베이어(510), 그리고 제3 정렬부(520)를 포함할 수 있다.
한 쌍의 중첩 컨베이어(510)는 공급 컨베이어(430)에 연결되며 단부에서 서로 중첩하여 정상 개별 김(2)을 소정 개수만큼 적층하여 포장 단위 김(3)을 생성할 수 있다. 예컨대, 한 쌍의 중첩 컨베이어(510)는 100장의 포장 단위 김을 생성할 수 있다.
제3 정렬부(520)는 한 쌍의 중첩 컨베이어(510)에 연결되며 포장 단위 김(3)을 정렬할 수 있다.
김 포장부(600)는 포장 단위 김(3)을 포장할 수 있다.
김 포장부(600)는 김 밴딩부(610), 그리고 박스 저장부(620)를 포함할 수 있다.
김 밴딩부(610)는 포장 단위 김(3)을 종이 밴드를 이용하여 묶을 수 있다.
박스 저장부(620)는 협동 로봇을 이용하여 종이 밴드로 묶여진 포장 단위 김(3)을 박스(BOX)에 저장할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 김의 선별, 가공 및 포장 시스템은 김 선별부, 단위 김 운반부, 김 분리부, 개별 김 검사부, 포장 단위 김 생성부, 그리고 김 포장부를 포함하여 자동으로 굴을 선별, 가공 및 포장하므로, 작업자의 숙련도에 영향을 받지 않아 생산량을 균일화할 수 있다.
또한, 자동으로 김의 선별, 가공 및 포장 공정이 진행되므로, 김의 품질이 관리되고, 인건비를 절약할 수 있으며, 보다 정밀한 작업 결과물을 도출할 수 있다
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100: 김 선별부 110: 이동 컨베이어
120: 단위 김 측정부 130: 불량 김 제거부
200: 단위 김 운반부 210: 수평 컨베이어
220: 경사 컨베이어 230: 제1 정렬부
300: 김 분리부 310: 하강부
320: 개별 김 공급부 330: 제2 정렬부
400: 개별 김 검사부 410: 이물질 검사기
420: 이물질 김 제거부 430: 공급 컨베이어
500: 포장 단위 김 생성부 510: 중첩 컨베이어
520: 제3 정렬부 600: 김 포장부
610: 김 밴딩부 620: 박스 저장부

Claims (8)

  1. 복수의 김을 적층한 복수의 단위 김 중에서 정상적인 정상 단위 김을 선별하는 김 선별부;
    상기 김 선별부에서 선별된 상기 정상 단위 김을 운반하는 단위 김 운반부;
    상기 단위 김 운반부의 말단부에 연결되며 상기 정상 단위 김을 복수의 개별 김으로 분리하는 김 분리부;
    상기 김 분리부에서 분리된 복수의 개별 김을 검사하는 개별 김 검사부;
    상기 개별 김 검사부에서 선별된 정상 개별 김을 소정 개수만큼 적층하여 포장 단위 김으로 만드는 포장 단위 김 생성부; 그리고
    상기 포장 단위 김을 포장하는 김 포장부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 김 선별부는
    상기 단위 김을 이동하는 이동 컨베이어,
    상기 이동 컨베이어에 설치되며 상기 단위 김의 높이 및 중량을 측정하여 불량 단위 김을 판별하는 단위 김 측정부, 그리고
    상기 단위 김 측정부에서 판별된 상기 불량 단위 김을 제거하는 불량 김 제거부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단위 김 운반부는
    상기 정상 단위 김을 수평으로 운반하는 수평 컨베이어,
    상기 수평 컨베이어의 말단부에 연결되며 상기 정상 단위 김을 경사진 상방으로 운반하는 경사 컨베이어, 그리고
    상기 수평 컨베이어 및 상기 경사 컨베이어에 설치되며 상기 정상 단위 김을 정렬하는 제1 정렬부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 김 분리부는
    상기 경사 컨베이어의 말단부에 연결되며 상기 정상 단위 김을 하강시키는 하강부, 그리고
    상기 하강부에 의해 하강된 상기 정상 단위 김을 복수의 개별 김으로 분리하여 상기 개별 김 검사부로 공급하는 개별 김 공급부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 김 분리부는
    하강하는 상기 정상 단위 김을 정렬하는 제2 정렬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 개별 김 검사부는
    상기 개별 김에 이물질이 포함되었는 지 여부를 판별하는 이물질 검사기,
    상기 이물질을 포함하는 이물질 김을 제거하는 이물질 김 제거부, 그리고
    상기 이물질 검사기에서 선별된 정상 개별 김을 상기 포장 단위 김 생성부에 공급하는 공급 컨베이어
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 포장 단위 김 생성부는
    상기 공급 컨베이어에 연결되며 단부에서 서로 중첩하여 상기 정상 개별 김을 소정 개수만큼 적층하여 상기 포장 단위 김을 생성하는 한 쌍의 중첩 컨베이어, 그리고
    상기 한 쌍의 중첩 컨베이어에 연결되며 상기 포장 단위 김을 정렬하는 제3 정렬부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 김 포장부는
    상기 포장 단위 김을 종이 밴드를 이용하여 묶는 김 밴딩부, 그리고
    협동 로봇을 이용하여 상기 포장 단위 김을 박스에 저장하는 박스 저장부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 김의 선별, 가공 및 포장 시스템.
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