WO2024136264A1 - 다중 그리퍼 및 이를 포함하는 포장 장치 - Google Patents

다중 그리퍼 및 이를 포함하는 포장 장치 Download PDF

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WO2024136264A1
WO2024136264A1 PCT/KR2023/020421 KR2023020421W WO2024136264A1 WO 2024136264 A1 WO2024136264 A1 WO 2024136264A1 KR 2023020421 W KR2023020421 W KR 2023020421W WO 2024136264 A1 WO2024136264 A1 WO 2024136264A1
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grip
gripper
transfer table
additional
unit
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Inventor
신동인
김영욱
김봉석
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Korea Electronics Technology Institute
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Korea Electronics Technology Institute
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65B35/00—Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/30—Arranging and feeding articles in groups
    • B65B35/36—Arranging and feeding articles in groups by grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B13/00—Bundling articles
    • B65B13/02—Applying and securing binding material around articles or groups of articles, e.g. using strings, wires, strips, bands or tapes
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    • B65B57/10—Automatic control, checking, warning, or safety devices responsive to absence, presence, abnormal feed, or misplacement of articles or materials to be packaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B59/00—Arrangements to enable machines to handle articles of different sizes, to produce packages of different sizes, to vary the contents of packages, to handle different types of packaging material, or to give access for cleaning or maintenance purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B59/00—Arrangements to enable machines to handle articles of different sizes, to produce packages of different sizes, to vary the contents of packages, to handle different types of packaging material, or to give access for cleaning or maintenance purposes
    • B65B59/001—Arrangements to enable adjustments related to the product to be packaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B59/00—Arrangements to enable machines to handle articles of different sizes, to produce packages of different sizes, to vary the contents of packages, to handle different types of packaging material, or to give access for cleaning or maintenance purposes
    • B65B59/005—Adjustable conveying means

Definitions

  • the present invention relates to a multiple gripper and a packaging device including the same, and more specifically, to a multiple gripper that can move and package multiple products at once and a packaging device including the same.
  • Grippers are formed in various structures, such as having two fingers or having a suction plate, and are usually formed to grip one object at a time.
  • Patent Document 1 KR10-2021-0152649 A
  • the purpose of the present invention is to solve such conventional problems and to provide a multi-gripper and a packaging device including the same for quickly and accurately performing bundle packaging of products.
  • the above object is, according to the present invention, a gripper body; a plurality of grip parts spaced apart from each other and fixed to the gripper body; and a gap adjustment unit that adjusts the gap between the grip units.
  • a multiple gripper including a.
  • the grip portion may be provided with two fingers whose spacing between each other is adjustable.
  • the gap adjusting unit includes a timing belt rotatably fixed to the gripper body, a drive unit that rotates the timing belt, a connection unit that connects a predetermined position of the timing belt and the grip unit, and a guide unit that guides the movement of the connection unit. can do.
  • a device for packaging additional products to the present product comprising: the multiple grippers described above; A first transfer table for moving a plurality of main products; a second transfer table that moves a plurality of additional products to adjacent positions of the multi-gripper; a robot arm on which the multiple grippers are fixed and moves the multiple grippers between the first transfer table and the second transfer table; a bundle packaging unit that bundles and packages the main product and additional products on the first transfer platform; and a control unit that controls the multi-gripper, the first transfer table, the second transfer table, the robot arm, and the bundle packaging unit.
  • the packaging device according to the present invention may further include a gap forming part that forms a gap between additional products on the second transfer table.
  • the packaging device further includes an image sensor that photographs additional products on the second transfer table, and the control unit can adjust the gap between the grip units using an image captured by the image sensor.
  • the control unit can align the center of the grip unit with the center of the additional product.
  • the control unit may adjust the finger spacing of the grip unit using an image captured by the image sensor.
  • the packaging device further includes a depth sensor that measures the depth of the additional product on the second transfer table, and the control unit recognizes the additional product area in the image captured by the image sensor and detects the additional product area in the image captured by the depth sensor.
  • the weight of the additional product can be calculated using the measured depth of the additional product.
  • the control unit can readjust the gap between the grip units after gripping additional products with the multi-gripper.
  • the multi-gripper of the present invention since it is provided with a plurality of grip parts, it is possible to grip a plurality of objects at once.
  • the gap between the grip parts can be adjusted by the gap adjuster, it is possible to hold multiple objects at once even when the objects are not arranged uniformly.
  • the additional product can be gripped accurately and stably.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a multi-gripper according to the present invention
  • Figure 2 is an overall configuration diagram of the packaging device according to the present invention.
  • Figure 3 is an explanatory diagram of the arrangement relationship of the components of the packaging device according to the present invention.
  • Figure 4 is an explanatory diagram of the gap forming part constituting the packaging device according to the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the image sensor constituting the packaging device according to the present invention.
  • Figure 6 is an explanatory diagram of the operation of the depth sensor constituting the packaging device according to the present invention.
  • Figure 1 shows an overall perspective view of the multiple gripper 10 according to the present invention.
  • the multiple gripper 10 includes a gripper body 110, a plurality of grip parts 120, and a gap adjustment part 130.
  • the gripper body 110 is a component that supports other components of the multiple gripper 10 according to the present invention, and has an approximate rectangular shape.
  • the plurality of grip parts 120 each serve to grip an object, and are fixed at a distance from each other in the gripper main body 110.
  • the grip units 120 may be arranged to be spaced apart in the horizontal direction on the same line.
  • three grip portions 120 are formed as an example, but it is also possible to form two or four or more.
  • the gap adjusting unit 130 serves to adjust the gap between the grip units 120.
  • the spacing adjusting unit 130 may exemplarily adjust the spacing between the grip units 120 by moving only some of the grip units 120 among the plurality of grip units 120 .
  • the central grip part 120 of the three grip parts 120 is fixed and the gap adjusting part 130 is located at both ends. By moving it, the gap between the grip parts 120 is adjusted.
  • the multi-gripper 10 of the present invention since it is provided with a plurality of grip parts 120, it is possible to grip a plurality of objects at once.
  • the distance between the grip parts 120 can be adjusted by the spacing adjusting part 130, it is possible to hold multiple objects at once even when the objects are not arranged uniformly.
  • each grip portion 120 may be provided with two fingers 121 whose spacing between each other is adjustable.
  • Two fingers 121 whose spacing between each other is adjusted can grip or release an object depending on the spacing and can grip objects of various sizes.
  • Both fingers 121 of the grip portion 120 may be formed to be movable so that the spacing can be adjusted, or only one of the fingers 121 may be formed to be movable so that the spacing can be adjusted.
  • the grip unit 120 may be provided with, for example, a cylinder or a linear motor to move the fingers 121.
  • the gap adjusting unit 130 may include a timing belt 131, a driving unit 132, a connecting unit 133, and a guide unit 134.
  • the timing belt 131 is rotatably fixed to the gripper body 110.
  • the timing belt 131 can rotate by being stretched across two pulleys 131a that are spaced apart from each other and fixed to the gripper body 110. That is, when the pulley 131a rotates, the timing belt 131 spanning the pulley 131a may rotate together.
  • the timing belt 131 can also be replaced with a chain.
  • the drive unit 132 rotates the timing belt 131.
  • the drive unit 132 may rotate the timing belt 131 by, for example, rotating one pulley 131a of the two pulleys 131a on which the timing belt 131 spans.
  • the driving unit 132 may be, for example, a motor 132a whose rotation axis is coupled to the pulley 131a.
  • connection part 133 connects the grip part 120 to a predetermined position of the timing belt 131.
  • This connection portion 133 allows the grip portion 120 to move according to the rotation of the timing belt 131.
  • the drive unit 132 may control the rotation of the timing belt 131 so that the connection unit 133 moves only in the straight section of the timing belt 131.
  • the guide portion 134 guides the movement of the connection portion 133. Since the timing belt 131 is made of a flexible material such as rubber, it may be difficult to move the connection portion 133 and the grip portion 120 connected thereto in a certain direction. Therefore, the guide part 134 guides the connection part 133 to move along a straight line.
  • the guide unit 134 may be provided with a guide stand 134a formed parallel to the straight section of the timing belt 131, and the guide stand 134a has a shape that penetrates the connection portion 133. and the connection part 133 are combined so that the connection part 133 can move along the guide stand (134a).
  • a plurality of guide stands 134a may be arranged in parallel for stable guidance of the connection portion 133.
  • the plurality of connection parts 133 may be guided by one guide part 134.
  • packaging device 1 according to the present invention will be described. While describing the packaging device 1 according to the present invention, detailed description of matters mentioned when describing the multi-gripper 10 of the present invention may be omitted.
  • Figure 2 shows the overall configuration of the packaging device 1 according to the present invention
  • Figure 3 shows an explanatory diagram of the arrangement relationship of the components of the packaging device 1 according to the present invention.
  • the packaging device (1) includes a multiple gripper (10), a first transfer table (20), a second transfer table (30), a robot arm (40), a bundle packaging unit (50), and a control unit (60). It is done including.
  • the packaging device 1 can function to stack and package the main product and additional products to be packaged together.
  • This product may be of a consistent size, and additional products may have a smaller size than the original product.
  • this product may be a large volume of traditional sauce, and the additional product may be a small volume of traditional sauce.
  • the multi-gripper 10 includes a gripper body 110, a plurality of grip parts 120, and a spacing adjustment part 130, and adjusts the spacing of the grip parts 120 according to the spacing of a plurality of additional products to allow multiple additional products. can be grasped at once.
  • the first transfer table 20 serves to move a plurality of products from the place where the products are stored to the bundle packaging unit 50.
  • the first transfer platform 20 is equipped with a conveyor, for example, and can move a plurality of products.
  • the second transfer table 30 moves a plurality of additional products from a place where the additional products are stored to an adjacent location of the multiple gripper 10.
  • the second transfer platform 30 is also equipped with a conveyor and can move a number of additional products.
  • the robot arm 40 is one on which the multiple grippers 10 are fixed, and moves the multiple grippers 10 between the first transfer table 20 and the second transfer table 30. That is, when the multiple gripper 10 grips a plurality of additional products on the second transfer table 30, the gripper is moved to the position of the first transfer table 20, so that each of the additional products can be stacked on top of the main product.
  • the bundle packaging unit 50 bundles and packages the main product and additional products on the first transfer table 20.
  • the bundle packaging unit 50 is made up of a general wrapping device, and can bundle the main product and additional products by wrapping or taping them together.
  • the control unit 60 controls the multi-gripper 10, the first transfer table 20, the second transfer table 30, the robot arm 40, and the bundle packaging unit 50.
  • each component of the packaging device 1 is controlled so that it can perform a set operation in a set order.
  • the first transfer unit 20 is controlled to move a plurality of products to the bundle packaging unit 50
  • the second transfer unit 30 is controlled to move a plurality of additional products to the adjacent side of the multi-gripper 10. It moves to a new location and controls the multiple gripper (10) to grip additional products.
  • the robot arm 40 is controlled to move the multi-gripper 10 to the first transfer table 20, and then the multi-gripper 10 is controlled to release the grip on additional products.
  • the bundle packaging unit 50 is controlled to package the main product and additional products.
  • packaging device 1 of the present invention bundle packaging of this product and additional products can be carried out quickly and easily.
  • the packaging device 1 according to the present invention may further include a gap forming portion 70.
  • the gap forming unit 70 serves to form a gap between additional products on the second transfer unit 30 upstream of the second transfer unit 30.
  • the gap forming unit 70 can cause additional products to move in the downstream direction of the second transfer platform 30 at predetermined times to form a gap between additional products.
  • the gap forming part 70 is a push bar 71 that pushes the additional product at predetermined times from the place where the additional product is stored toward the second transfer table 30. ) can be provided.
  • a stopper 72 may be provided to block the space above the second transfer table 30 and open it at predetermined intervals to allow additional products to pass one by one. .
  • the packaging device 1 according to the present invention may further include an image sensor 80.
  • the image sensor 80 is provided on the upper part of the second transfer table 30 and can photograph additional products placed on the second transfer unit 30.
  • the control unit 60 can adjust the gap between the grip units 120 using the image captured by the image sensor 80.
  • each additional product is recognized in the image captured by the image sensor 80 and the area occupied by the additional product is recognized. Then, the center coordinates are calculated for the area occupied by each additional product.
  • the area of an additional product can be recognized using a deep learning algorithm related to object classification (instance segmentation), and the size of the area occupied by each additional product can be calculated through the number of pixels in the area.
  • the control unit 60 may adjust the distance between the grip units 120 by, for example, aligning the center of each grip unit 120 with the center of each additional product. In this case, each grip part 120 can stably grip additional products.
  • the control unit 60 may also adjust the spacing between the fingers 121 of the grip unit 120 by considering the size of the area occupied by each additional product and the gap between the areas. That is, the spacing between the fingers 121 of each grip part 120 can be adjusted to suit the size and spacing of the additional product. More specifically, the fingers 121 that constitute different grip parts 120 but are located adjacent to each other are positioned between the areas occupied by the product, and the two outermost fingers 121 in the multiple gripper 10 are positioned on the outermost side. The spacing of the fingers 121 can be adjusted to be positioned outside of the additional product. The positions of the fingers 121 entering between additional products may be adjusted so that they enter the middle of the additional product gap.
  • the fingers 121 of the grip unit 120 enter the additional product side so as not to interfere with the additional product, and each grip unit 120 can stably grip each additional product.
  • the gap forming unit 70 forms a constant gap between the additional products, there are cases where the additional products slip on the second transfer table 30 and the sizes of the additional products are not all the same, in this embodiment. can be said to be valid.
  • the packaging device 1 may include a depth sensor 90 along with an image sensor 80.
  • the depth sensor 90 measures the depth of additional product on the second conveyor 30.
  • the depth sensor 90 may measure the depth of the central coordinate portion of each additional product area.
  • the distance between the depth sensor 90 and the second transfer table 30, that is, the height of the depth sensor 90 is constant, so the distance between the depth sensor 90 and the second transfer table 30 is constant. You can calculate the height of the additional product by subtracting the depth of the additional product from the spacing.
  • the control unit 60 may recognize the additional product area in the image captured by the image sensor 80 and calculate the weight of the additional product using the depth of the additional product measured by the depth sensor 90. In other words, the weight of the additional product can be calculated using the plane size and height of the additional product.
  • products such as traditional sauces packaged in containers have a constant size, so knowing the plane size and height can determine the weight of additional products.
  • the weight according to the plane size and height of the additional product is stored in advance and can be referenced by the control unit 60.
  • the image sensor 80 and the depth sensor 90 may be functionally included in an RGB-D sensor.
  • control unit 60 can readjust the spacing between the grip units 120 to match the spacing of the products.
  • the spacing between the additional products may be different from the spacing between the main products, so the spacing between the grip parts 120 must be adjusted in order to stack additional products on each main product. Adjust the spacing between additional products through
  • the packaging device (1) according to the present invention is further equipped with a separate image sensor (not shown) to photograph the product on the first transfer table (20), and the gap between the products is measured using the image taken of the product. You can check it.
  • a separate image sensor not shown to photograph the product on the first transfer table (20)
  • the gap between the products is measured using the image taken of the product. You can check it.
  • these products are usually of a constant size and do not need to be gripped, there is no need for separation between the products, so the products are positioned without separation and the sizes of the products viewed in advance are inputted to readjust the spacing between the grip portions 120. You may.
  • the packaging device 1 includes an input unit (not shown) for inputting commands or settings for driving the device, and an output unit (not shown) for displaying the operating status or setting status of the device. ), a storage unit (not shown) in which data generated or collected in each component of the device is stored and a program for driving the device is stored, and a power supply unit (not shown) that supplies power to each component of the device. You can.

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Abstract

본 발명은 다중 그리퍼 및 이를 포함하는 포장 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다중 그리퍼는, 그리퍼 본체; 상기 그리퍼 본체에 서로 이격되어 고정되는 다수 개의 그립부; 및 상기 그립부 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 그리퍼 및 이를 포함하는 포장 장치
본 발명은 다중 그리퍼 및 이를 포함하는 포장 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여러 상품을 한번에 이동시켜 포장할 수 있는 다중 그리퍼 및 이를 포함하는 포장 장치에 관한 것이다.
공장 등에서는 그리퍼를 포함하는 자동화 장비를 많이 사용하고 있다. 그리퍼는 2개의 핑거를 구비하거나 흡착판을 구비하는 등 다양한 구조로 형성되며, 보통은 한번에 하나의 물체를 잡을 수 있도록 형성된다.
한편, 상품의 출고 과정에서는 판촉을 위하여 본 상품에 판촉 상품을 묶음 포장을 하기도 하는데, 이러한 묶음 포장은 지금까지는 일반적으로 인력에 의해 이루어졌다.
따라서, 묶음 포장에도 자동화를 적용할 필요성이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR10-2021-0152649 A
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상품의 묶음 포장 작업을 신속하고 정확하게 수행하기 위한 다중 그리퍼 및 이를 포함하는 포장 장치를 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 그리퍼 본체; 상기 그리퍼 본체에 서로 이격되어 고정되는 다수 개의 그립부; 및 상기 그립부 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부;를 포함하는 다중 그리퍼에 의해 달성된다.
상기 그립부는, 서로 간의 간격이 조절 가능하게 형성되는 2개의 핑거를 구비할 수 있다.
상기 간격 조절부는, 상기 그리퍼 본체에 회전 가능하게 고정되는 타이밍 벨트, 상기 타이밍 벨트를 회전시키는 구동부, 상기 타이밍 벨트의 소정 위치와 상기 그립부를 연결하는 연결부, 및 상기 연결부의 이동을 가이드하는 가이드부를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시에에 의하면, 본 상품에 추가 상품을 묶음 포장하기 위한 장치에 있어서, 상기한 다중 그리퍼; 다수 개의 본 상품을 이동시키는 제1 이송대; 상기 다중 그리퍼의 인접 위치로 다수 개의 추가 상품을 이동시키는 제2 이송대; 상기 다중 그리퍼가 고정되며, 상기 다중 그리퍼를 상기 제1 이송대와 상기 제2 이송대 사이에서 이동시키는 로봇암; 상기 제1 이송대 상의 본 상품과 추가 상품을 묶음 포장하는 묶음 포장부; 및 상기 다중 그리퍼, 상기 제1 이송대, 상기 제2 이송대, 상기 로봇암 및 상기 묶음 포장부를 제어하는 제어부;를 포함하는 포장 장치가 제공된다.
본 발명에 의한 포장 장치는, 상기 제2 이송대 상의 추가 상품 사이에 간격을 형성하는 간격 형성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 포장 장치는, 상기 제2 이송대 상의 추가 상품을 촬영하는 이미지 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 이미지 센서에서 촬영한 이미지를 이용하여 상기 그립부 사이의 간격을 조절할 수 있다.
상기 제어부는, 추가 상품의 중심에 상기 그립부의 중심을 맞출 수 있다.
상기 제어부는, 상기 이미지 센서에서 촬영한 이미지를 이용하여 상기 그립부의 핑거 간격을 조절할 수 있다.
본 발명에 의한 포장 장치는, 상기 제2 이송대 상의 추가 상품의 깊이를 측정하는 깊이 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 이미지 센서가 촬영한 이미지에서 추가 상품 영역을 인식하고 상기 깊이 센서에서 측정한 추가 상품의 깊이를 이용하여 추가 상품의 무게를 산출할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 다중 그리퍼로 추가 상품의 파지 후 상기 그립부 사이의 간격을 재조정할 수 있다.
본 발명의 다중 그리퍼에 의하면, 다수 개의 그립부를 구비하므로 한번에 다수 개의 물건을 파지하는 것이 가능하다.
그리고 간격 조절부에 의해 그립부 사이의 간격이 조절 가능하기 때문에 물건들의 일정하게 배치되지 않은 경우에도 여러 개의 물건을 한번에 파지하는 것이 가능하다.
본 발명의 포장 장치에 의해서는, 본 상품과 추가 상품의 묶음 포장을 신속하고 용이하게 진행할 수 있다.
또한, 추가 상품의 위치와 크기를 인식하여 추가 상품의 파지를 정확하고 안정적으로 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 다중 그리퍼의 전체적인 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 포장 장치의 전체적인 구성도,
도 3은 본 발명에 의한 포장 장치의 구성들의 배치관계에 대한 설명도,
도 4는 본 발명에 의한 포장 장치를 구성하는 간격 형성부에 대한 설명도,
도 5는 본 발명에 의한 포장 장치를 구성하는 이미지 센서의 동작에 대한 설명도,
도 6은 본 발명에 의한 포장 장치를 구성하는 깊이 센서의 동작에 대한 설명도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.
도 1에는 본 발명에 의한 다중 그리퍼(10)의 전체적인 사시도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 다중 그리퍼(10)는 그리퍼 본체(110), 다수 개의 그립부(120) 및 간격 조절부(130)를 포함하여 이루어진다.
그리퍼 본체(110)는 본 발명에 의한 다중 그리퍼(10)의 다른 구성들을 지지하는 구성으로서, 대략적인 형상이 사각형으로 이루어진다.
다수 개의 그립부(120)는 각각이 물건을 파지하는 역할을 하는 것으로서, 그리퍼 본체(110)에서 서로 이격되어 고정된다. 그립부(120)들은 동일 선상에서 수평 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 도 1에서는 예시적으로 3개의 그립부(120)가 형성된 것을 볼 수 있지만, 2개 또는 4개 이상이 형성되는 것도 가능하다.
간격 조절부(130)는 그립부(120) 사이의 간격을 조절하는 역할을 한다. 간격 조절부(130)는 예시적으로 다수 개의 그립부(120) 중 일부의 그립부(120)만을 이동시켜 그립부(120) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 도 1에 도시된 본 발명의 다중 그리퍼(10)에서는 예시적으로 3개의 그립부(120) 중 중앙의 그립부(120)는 고정되고 간격 조절부(130)가 양 단부에 위치하는 그립부(120)를 이동시킴으로써 그립부(120) 사이의 간격을 조절한다.
이러한 본 발명의 다중 그리퍼(10)에 의하면, 다수 개의 그립부(120)를 구비하므로 한번에 다수 개의 물건을 파지하는 것이 가능하다.
그리고 간격 조절부(130)에 의해 그립부(120) 사이의 간격이 조절 가능하기 때문에 물건들의 일정하게 배치되지 않은 경우에도 여러 개의 물건을 한번에 파지하는 것이 가능하다.
각각의 그립부(120)는 보다 구체적으로 서로 간의 간격이 조절 가능하게 형성되는 2개의 핑거(121)를 구비할 수 있다.
서로 간의 간격이 조절되는 2개의 핑거(121)는 간격에 따라 물건을 파지하거나 파지 상태를 해제할 수 있으며 다양한 크기의 물건을 파지할 수 있다.
그립부(120)의 핑거(121)들은 두 개 모두 이동 가능하게 형성되어 간격이 조절될 수도 있고, 하나만이 이동 가능하게 형성되어 간격이 조절될 수 있다. 그립부(120)는 예를 들어, 실린더 또는 리니어 모터 등을 구비하여 핑거(121)를 이동시킬 수 있다.
간격 조절부(130)는 보다 구체적으로, 타이밍 벨트(131), 구동부(132), 연결부(133) 및 가이드부(134)를 구비할 수 있다.
타이밍 벨트(131)는 그리퍼 본체(110)에 회전 가능하게 고정된다. 타이밍 벨트(131)는 서로 이격되어 그리퍼 본체(110)에 고정되는 2개의 풀리(131a)에 걸쳐짐으로써 회전이 가능하다. 즉, 풀리(131a)가 회전하면 풀리(131a)에 걸쳐진 타이밍 벨트(131)가 함께 회전할 수 있다. 타이밍 벨트(131)는 체인으로 대체되는 것도 가능하다.
구동부(132)는 타이밍 벨트(131)를 회전시킨다. 구동부(132)는 예를 들어, 타이밍 벨트(131)가 걸쳐지는 2개의 풀리(131a) 중 하나의 풀리(131a)를 회전시킴으로써 타이밍 벨트(131)를 회전시킬 수 있다. 구동부(132)는 예를 들어, 모터(132a)로서 회전축이 풀리(131a)에 결합할 수 있다.
연결부(133)는 타이밍 벨트(131)의 소정 위치와 그립부(120)를 연결한다. 이러한 연결부(133)에 의해, 그립부(120)가 타이밍 벨트(131)의 회전에 따라 이동할 수 있게 된다. 구동부(132)는 연결부(133)가 타이밍 벨트(131)의 직선 구간에서만 이동하도록 타이밍 벨트(131)의 회전을 조절할 수 있다.
가이드부(134)는 연결부(133)의 이동을 가이드한다. 타이밍 벨트(131)는 고무 등과 같이 유연한 재질로 이루어지기 때문에 연결부(133)와 이에 연결된 그립부(120)를 일정한 방향을 따라 이동시키기 어려울 수 있다. 따라서, 가이드부(134)가, 연결부(133)가 직선을 따라 이동하도록 가이드한다.
가이드부(134)는 타이밍 벨트(131)의 직선 구간과 평행하게 형성되는 가이드대(134a)를 구비할 수 있으며, 가이드대(134a)가 연결부(133)를 관통하는 형상으로 가이드대(134a)와 연결부(133)가 결합하여 연결부(133)가 가이드대(134a)를 따라 이동할 수 있다. 가이드대(134a)는 연결부(133)의 안정적인 가이드를 위해 다수 개가 평행하게 배치될 수 있다. 다수 개의 연결부(133)는 하나의 가이드부(134)에 의해 가이드될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 포장 장치(1)에 대해 설명한다. 본 발명에 의한 포장 장치(1)에 대해 설명하면서 본 발명의 다중 그리퍼(10)의 설명시 언급한 사항에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다.
도 2에는 본 발명에 의한 포장 장치(1)의 전체적인 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 포장 장치(1)의 구성들의 배치관계에 대한 설명도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 포장 장치(1)는 다중 그리퍼(10), 제1 이송대(20), 제2 이송대(30), 로봇암(40), 묶음 포장부(50) 및 제어부(60)를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의한 포장 장치(1)는 서로 묶음 포장하고자 하는 본 상품과 추가 상품을 쌓고 포장하는 기능을 할 수 있다. 본 상품은 크기가 일정할 수 있으며, 추가 상품은 본 상품보다 작은 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 상품은 대용량의 전통 장류일 수 있으며, 추가 상품은 작은 용량의 전통 장류일 수 있다.
다중 그리퍼(10)는 그리퍼 본체(110), 다수 개의 그립부(120) 및 간격 조절부(130)를 포함하여, 다수의 추가 상품들의 간격에 맞추어 그립부(120)의 간격을 조절하여 다수의 추가 상품을 한번에 파지할 수 있다.
제1 이송대(20)는 본 상품이 보관된 곳에서 묶음 포장부(50) 측으로 다수 개의 본 상품을 이동시키는 역할을 한다. 제1 이송대(20)는 예를 들어 컨베이어를 구비하여 다수 개의 본 상품을 이동시킬 수 있다.
제2 이송대(30)는 추가 상품이 보관된 곳에서 다중 그리퍼(10)의 인접 위치로 다수 개의 추가 상품을 이동시킨다. 제2 이송대(30) 또한 컨베이어를 구비하여 다수 개의 추가 상품을 이동시킬 수 있다.
로봇암(40)은 다중 그리퍼(10)가 고정되는 것으로서, 다중 그리퍼(10)를 제1 이송대(20)와 제2 이송대(30) 사이에서 이동시킨다. 즉, 제2 이송대(30) 상의 다수 개의 추가 상품을 다중 그리퍼(10)가 파지하면 그리퍼를 제1 이송대(20) 위치로 이동시켜, 추가 상품 각각을 본 상품 위에 쌓을 수 있도록 한다.
묶음 포장부(50)는 제1 이송대(20) 상의 본 상품과 추가 상품을 묶음 포장한다. 묶음 포장부(50)는 예를 들어, 일반적인 래핑(wrapping) 장치로 이루어져, 본 상품과 추가 상품을 함께 래핑 또는 테이핑함으로써 묶음 포장을 할 수 있다.
제어부(60)는 다중 그리퍼(10), 제1 이송대(20), 제2 이송대(30), 로봇암(40) 및 묶음 포장부(50)를 제어한다. 즉, 포장 장치(1)의 각 구성들이 정해진 순서에 따라 정해진 동작을 할 수있도록 제어한다. 예를 들어, 제1 이송대(20)를 제어하여 다수 개의 본 상품을 묶음 포장부(50) 측으로 이동시키고 제2 이송대(30)를 제어하여 다수 개의 추가 상품을 다중 그리퍼(10)의 인접 위치로 이동시키며, 다중 그리퍼(10)를 제어하여 추가 상품들을 파지한다. 그리고 로봇암(40)을 제어하여 다중 그리퍼(10)를 제1 이송대(20) 측으로 이동시킨 후 다중 그리퍼(10)를 제어하여 추가 상품들에 대한 파지를 해제한다. 마지막으로 묶음 포장부(50)를 제어하여 본 상품과 추가 상품을 묶음 포장한다.
이러한 본 발명의 포장 장치(1)에 의해서는, 본 상품과 추가 상품의 묶음 포장을 신속하고 용이하게 진행할 수 있다.
본 발명에 의한 포장 장치(1)는 간격 형성부(70)를 더 포함할 수 있다.
간격 형성부(70)는 제2 이송대(30)의 상류에서 제2 이송대(30) 상의 추가 상품 사이에 간격을 형성하는 역할을 한다.
예를 들어, 간격 형성부(70)는 추가 상품이 제2 이송대(30)의 하류 방향으로 소정 시간마다 이동하도록 하여 추가 상품 사이에 간격이 형성되도록 하는 것이 가능하다. 이를 위해 간격 형성부(70)는 도 4의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 추가 상품이 보관된 곳에서 제2 이송대(30) 방향으로 추가 상품을 소정 시간마다 밀어주는 푸쉬바(71)를 구비할 수 있다. 또는, 도 4의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 이송대(30) 상류 위의 공간을 막았다가 소정 시간마다 개방하여 추가 상품이 하나씩 통과하도록 하는 스토퍼(72)를 구비할 수 있다.
이러한 간격 형성부(70)에 의해 서로 다른 그립부(120)의 인접하는 핑거(121)가 추가 상품들 사이에 놓일 수 있고, 각 그립부(120)로 하나씩 추가 상품을 파지할 수 있다.
본 발명에 의한 포장 장치(1)는 이미지 센서(80)를 더 구비할 수 있다.
이미지 센서(80)는 제2 이송대(30)의 상부에 구비되어, 제2 이송대(30) 상에 놓여진 추가 상품을 촬영할 수 있다.
제어부(60)는 이미지 센서(80)에서 촬영한 이미지를 이용하여 그립부(120) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
즉, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이미지 센서(80)가 촬영한 이미지에서 추가 상품 각각을 인식하고 추가 상품이 차지하는 영역을 인식한다. 그리고 각 추가 상품이 차지하는 영역에 대해 중심 좌표를 산출한다. 추가 상품의 영역은 예를 들어, 객체 분류(instance segmentation)와 관련된 딥러닝 알고리즘을 이용하여 인식할 수 있으며, 각 추가 상품이 차지하는 영역의 크기는 영역 내 픽셀의 개수를 통해 산출할 수 있다.
제어부(60)는 예를 들어, 각 추가 상품의 중심에 각 그립부(120)의 중심을 맞추는 방법으로 그립부(120) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 이 경우, 각 그립부(120)가 추가 상품을 안정적으로 파지할 수 있다.
제어부(60)는 또한, 각 추가 상품이 차지하는 영역의 크기와 영역들 사이의 간격을 고려하여 그립부(120)의 핑거(121) 간격을 조절할 수 있다. 즉, 각 그립부(120)의 핑거(121) 간격을 추가 상품의 크기와 간격에 맞추어 조절할 수 있다. 보다 구체적으로, 서로 다른 그립부(120)를 구성하되 인접하여 위치하는 핑거(121)가, 상품이 차지하는 영역 사이에 위치하도록, 그리고 다중 그리퍼(10)에서 최외측 2개의 핑거(121)는 최외측 추가 상품의 밖으로 위치하도록 핑거(121)들의 간격이 조절될 수 있다. 추가 상품들 사이에 진입하는 핑거(121)들은 추가 상품 간격의 중간부로 진입하도록 위치가 조절될 수 있다.
이에 따라, 그립부(120)의 핑거(121)가 추가 상품과 간섭하지 않도록 추가 상품 측으로 진입하고, 각 그립부(120)가 각각의 추가 상품을 안정적으로 파지할 수 있다.
간격 형성부(70)가 추가 상품들 사이에 일정한 간격을 형성하기는 하지만, 제2 이송대(30) 상에서 추가 상품이 미끄러지는 경우도 있고 추가 상품들의 크기가 모두 동일한 것은 아니므로, 본 실시예는 유효하다고 할 수 있다.
본 발명에 의한 포장 장치(1)는 이미지 센서(80)와 함께 깊이 센서(90)를 구비할 수 있다.
깊이 센서(90)는 제2 이송대(30) 상의 추가 상품의 깊이를 측정한다. 깊이 센서(90)는 예를 들어, 각 추가 상품 영역의 중심 좌표 부분의 깊이를 측정할 수 있다. 도 6에 도시되어 있는 바와 같이깊이 센서(90)와 제2 이송대(30) 사이의 간격, 즉 깊이 센서(90)의 높이는 일정하므로, 깊이 센서(90)와 제2 이송대(30) 사이의 간격에서 추가 상품의 깊이를 빼면 추가 상품의 높이를 산출할 수 있다.
제어부(60)는 이미지 센서(80)가 촬영한 이미지에서 추가 상품 영역을 인식하고 깊이 센서(90)에서 측정한 추가 상품의 깊이를 이용하여 추가 상품의 무게를 산출할 수 있다. 즉, 추가 상품의 평면 크기와 높이를 이용하여 추가 상품의 무게를 산출할 수 있다.
예를 들어, 용기에 포장된 전통 장류와 같은 상품은 크기가 일정하기 때문에 평면 크기와 높이를 알면 추가 상품의 무게를 알 수 있다. 추가 상품의 평면 크기와 높이에 따른 무게는 미리 저장되어 제어부(60)가 참고할 수 있다.
이미지 센서(80)와 깊이 센서(90)는 예를 들어, RGB-D 센서에 기능적으로 포함된 것일 수 있다.
제어부(60)는 다중 그리퍼(10)로 추가 상품을 파지한 후 그립부(120) 사이의 간격을 본 상품들의 간격에 맞추어 재조정할 수 있다.
다중 그리퍼(10)가 추가 상품을 파지하는 상태에서 추가 상품들 사이의 간격은 본 상품들 사이의 간격과 다를 수 있으므로, 각각의 본 상품에 추가 상품을 쌓기 위하여 그립부(120) 사이의 간격 조절을 통해 추가 상품들 사이의 간격을 조정한다.
본 발명에 의한 포장 장치(1)는 제1 이송대(20) 상의 본 상품을 촬영하는 별도의 이미지 센서(미도시)를 더 구비하여 본 상품을 촬영한 영상을 이용해 본 상품들 사이의 간격을 확인할 수 있다. 또는, 본 상품들은 보통 크기가 일정하고 파지할 필요가 없어 본 상품들 사이에 이격이 필요하지 않으므로, 본 상품들을 이격 없이 위치시키고 미리 본 상품들의 크기를 입력받아 그립부(120) 사이의 간격을 재조정할 수도 있다.
본 발명에 의한 포장 장치(1)는 상기한 것과 같은 구성 외에도, 장치의 구동을 위한 명령이나 설정을 입력하기 위한 입력부(미도시), 장치의 구동 상황이나 설정 상황을 디스플레이하는 출력부(미도시), 장치의 각 구성에서 생성되거나 수집된 데이터가 저장되고 장치의 구동을 위한 프로그램이 저장되는 저장부(미도시), 장치의 각 구성에 전원을 공급하는 전원부(미도시) 등을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
[부호의 설명]
1 : 포장 장치
10 : 다중 그리퍼
20 : 제1 이송대
30 : 제2 이송대
40 : 로봇암
50 : 묶음 포장부
60 : 제어부
70 : 간격 형성부
80 : 이미지 센서
90 : 깊이 센서
110 : 그리퍼 본체
120 : 그립부
121 : 핑거
130 : 간격 조절부
131 : 타이밍 벨트
132 : 구동부
133 : 연결부
144 : 가이드부

Claims (10)

  1. 그리퍼 본체;
    상기 그리퍼 본체에 서로 이격되어 고정되는 다수 개의 그립부; 및
    상기 그립부 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부;를 포함하는 다중 그리퍼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 그립부는,
    서로 간의 간격이 조절 가능하게 형성되는 2개의 핑거를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 그리퍼.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간격 조절부는,
    상기 그리퍼 본체에 회전 가능하게 고정되는 타이밍 벨트,
    상기 타이밍 벨트를 회전시키는 구동부,
    상기 타이밍 벨트의 소정 위치와 상기 그립부를 연결하는 연결부, 및
    상기 연결부의 이동을 가이드하는 가이드부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 그리퍼.
  4. 본 상품에 추가 상품을 묶음 포장하기 위한 장치에 있어서,
    제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의한 다중 그리퍼;
    다수 개의 본 상품을 이동시키는 제1 이송대;
    상기 다중 그리퍼의 인접 위치로 다수 개의 추가 상품을 이동시키는 제2 이송대;
    상기 다중 그리퍼가 고정되며, 상기 다중 그리퍼를 상기 제1 이송대와 상기 제2 이송대 사이에서 이동시키는 로봇암;
    상기 제1 이송대 상의 본 상품과 추가 상품을 묶음 포장하는 묶음 포장부; 및
    상기 다중 그리퍼, 상기 제1 이송대, 상기 제2 이송대, 상기 로봇암 및 상기 묶음 포장부를 제어하는 제어부;를 포함하는 포장 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 이송대 상의 추가 상품 사이에 간격을 형성하는 간격 형성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포장 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 이송대 상의 추가 상품을 촬영하는 이미지 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 이미지 센서에서 촬영한 이미지를 이용하여 상기 그립부 사이의 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 포장 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 추가 상품의 중심에 상기 그립부의 중심을 맞추는 것을 특징으로 하는 포장 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 이미지 센서에서 촬영한 이미지를 이용하여 상기 그립부의 핑거 간격을 조절하는 것을 특징으로 하는 포장 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제2 이송대 상의 추가 상품의 깊이를 측정하는 깊이 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 이미지 센서가 촬영한 이미지에서 추가 상품 영역을 인식하고 상기 깊이 센서에서 측정한 추가 상품의 깊이를 이용하여 추가 상품의 무게를 산출하는 것을 특징으로 하는 포장 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 다중 그리퍼로 추가 상품의 파지 후 상기 그립부 사이의 간격을 재조정하는 것을 특징으로 하는 포장 장치.
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