KR100880077B1 - 포장기계용 공급장치 및 이송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장기계용 공급장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 대향하여 배치된 면접촉 패널을 구비한 접혀진 커톤을 호퍼의 공급지점으로부터 연속적으로 조종하고 포장기계의 공급단으로 카톤을 이송하고, 상기 면접촉 패널의 한쪽을 연속적으로 맞물고 접혀진 카톤을 호퍼로부터 인출하기 위한 카톤 픽업수단(12)을 포함하며, 상기 카톤 픽업수단(12)은 프레임(19)에 지지되며, 프레임은 카톤의 흐름에 대해 횡단하는 제 1 방향(X)으로 카톤 블랭크를 이동시키도록 로드(24)를 통해 칼라 구조체(22)에 슬라이딩가능하게 연결되며, 상기 칼라 구조체(22)는 회전가능한 이송장치에 대해 제 1 방향에 대해 횡단하는 제 2 방향으로 카톤 블랭크를 이동시키기 위해 샤프트(26, 28)를 중심으로 스윙가능하며 다음 처리공정으로 카톤 블랭크를 이송하는 것을 특징으로 한다.

카톤, 카톤 픽업수단, 컵 홀더 프레임, 칼라구조체, 가속 휠

Description

포장기계용 공급장치 및 이송방법{FEEDER MECHANISM FOR A PACKAGING MACHINE}

본 발명은 캔 또는 병과 같은 주요 물품을 카톤(carton)내에 포장하는 것에 관한 것으로서, 특히 접혀진 상태의 카톤을 호퍼로부터 공급하여 포장기계의 공급단으로 카톤을 이송하는 것에 관한 것이다.

영국특허 제2,053,133호는 정지 저장고(a stationary magazine)로부터 카톤 블랭크(a carton blank)를 이동시키고, 접어서 카톤 블랭크를 직립 조립 및 이송시키기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 4개의 포인트 링크상에 장착되어 캠에 의해 제어되는 회전 운반기(a rotatory carrier)상에 배열된 이송흡인부재(suction members)를 포함한다. 회전 동안, 카톤 블랭크의 이동을 용이하게 하기 위해 흡인부재의 정지 상태가 발생한다. 직립된 카톤 블랭크를 이송장치로 이송하는 동안, 흡인부재는 이송장치와 동기적으로 이동된다.

미국특허 제4,625,575호는 연속 캠 트랙과 얕은(shallower) 캠 트랙이 형성된 캠 플레이트의 공급장치에 대한 캠 조립체에 관한 것이다. 캠 트랙 종동 아암은 제 1 및 제 2 캠 트랙내의 상대 이동에 사용된다. 픽업수단은 외측으로 연장된 위치 및 내측으로 수축된 위치로 이동하기 때문에 픽업수단은 편심 아암과 캠 트랙에 의해 캠 아암에 연결된다.

독일특허 제3,525,448호는 수직으로부터 어떤 각도로 장착된 호퍼로부터 접혀진 카톤을 공급 및 직립시키기 위한 장치에 관한 것이다. 이 장치는 진공컵이 링크를 통해 부착된 회전가능한 프레임을 포함한다. 프레임이 회전할 때, 접혀진 카톤을 호퍼로부터 이동하여 그 후 카톤의 벽을 분리하면서 접혀진 카톤을 동시에 이송하도록 흡인컵은 수축된다. 회전가능한 링크는 복잡하며, 따라서 제조 및 유지에 비용이 많이 든다.

국제공개 WO98/52825호에는 경사진 호퍼로부터 카톤 블랭크를 공급하기 위한 회전식 공급장치가 개시되어 있다.

상기 언급한 종래기술은 카톤이 기계처리속도에 부합하기 위해 인출 및 가속되는 연속적으로 회전하는 카톤 픽업수단에 관한 것이다. 이 카톤 이송과 관련된 한가지 결점은 회전식 공급기에 의해 인출된 카톤이 회전작동에 의해 제한되기 때문에 인출 및 가속 기능을 조합하는 것은 기계속도에 제한을 가한다. 본 발명은 종래기술의 문제점을 적어도 완화시키기 위한 것이다.

본 발명의 한가지 관점에 있어서, 대향하여 배치된 면접촉 패널을 구비한 접혀진 카톤을 호퍼의 공급지점으로부터 순차적으로 조종하고 포장기계의 공급단으로 카톤을 이송하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 상기 면접촉 패널의 한쪽을 순차적으로 맞물고 접혀진 카톤을 호퍼로부터 인출하기 위한 카톤 픽업수단을 포함하고, 카톤 픽업수단은 프레임에 의해 샤프트에 연결되어 카톤 블랭크의 횡방향 이동을 제공하도록 이동가능하여, 상기 횡방향 이동은 카톤의 흐름에 대해 횡단면(transvere plane)에서 있게 되고, 프레임은 회전가능한 이송장치에 대해 선형 이동을 갖는 프레임을 이동시키기 위한 칼라 구조체상에 슬라이딩가능하게 장착되어 다음 처리공정으로 카톤을 이송시킨다.

선택적으로, 카톤은 포장기계의 속도에 정합되도록 가속되는 가속수단으로 이송된다.

어떤 실시예에 있어서, 호퍼로부터 카톤을 인출하기 직전 및 인출동안의 카톤 픽업수단의 선형 이동은 짧은 간격동안 반경방향으로 이동가능하고 카톤 픽업수단에 작동가능하게 연결된 캠 제어식 캠 바(a cam controlled cam bar)인 지지 프레임의 작동에 의해 짧은 간격동안 정지된다. 즉, 호퍼로부터 카톤을 인출을 허용하도록 충분한 시간대 동안 상기 카톤픽업수단의 왕복 선형이동이 정지되고, 이러한 선형이동의 정지가 상기 정지 동안에 반경방향으로 이동할 수 있고 상기 카톤픽업수단에 작동가능하게 연결된 캠 제어식 캠 바의 작동에 의해 달성된다.

다른 실시예에 있어서, 카톤 픽업수단은 진공공급부 및 흡인컵을 포함한다.

제어장치가 카톤 픽업 수단의 횡단 속도 및 선형 이동을 제어하기 위해 제공될수 있으며, 이 경우에 가속수단일 수 있다.

본 발명의 제 2 관점에 있어서, 대향하여 배치된 면접촉 패널을 구비한 접혀 진 카톤을 호퍼의 공급지점으로부터 연속적으로 조종하고 포장기계의 공급단으로 카톤을 이송하기 위한 방법에 있어서, 카톤의 흐름에 대해 횡단방향으로 카톤을 인출하는 단계, 카톤을 하강시켜 가속장치로 이동시키는 단계 및 포장기계의 공급단에서 이송장치의 속도에 정합되도록 카톤을 가속시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 포장기계는 기계를 조정하는 정지시간없이 카톤 크기 및 형상을 물품 그룹의 다양한 구성, 예를 들면 4개 내지 8개의 병을 포함하는 카톤을 처리가능하도록 다양한 관점으로 조정가능하다. 또한, 포장기계는 다양한 물품 그룹 구성을 갖는 카톤의 폭넓은 범위로 제조하기 위한 카톤처리에 빠르게 적응될 수 있다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

도 1, 2 및 3을 참조하면, 카톤 블랭크를 처리하기 위한 기계의 공급장치(feeder mechanism)(10)가 도시되어 있다. 포장기계의 상류 단(upstream end)은 평평하게 접혀진 상태의 다수의 카톤이 처리를 위해 준비유지되어 있는 호퍼(H)를 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 카톤은 공급장치(10)에 의해 연속적으로 호퍼(H)로부터 이동되어 , 다음 처리를 위해 공급 이송장치(infeed trensfer mechanism)(60) 또는 컨베이어로 이송된다.

공급장치(10)는 최하부의 접혀진 카톤을 호퍼로부터 인출하기 위한 카톤 픽업수단(pick up means)(12)을 포함한다. 이 실시예에 있어서, 카톤 픽업수단(12)은 각각이 컵 홀더 프레임(19, a cup holder frame)상에 지지된 다수의 흡인컵(suction cup), 예를 들면 4개의 흡인컵(14, 16, 18, 20)을 포함한다. 컵 홀더 프레임(19)은 지지 로드(24, support rod)상에 각각 고정하여 장착되어 있다. 실시예의 한가지 분류에 있어서, 상기 지지 로드(24)는 샤프트(26, 28)에 회전가능하게 장착된 칼라 구조체(collar structure)(22)상에 각각 슬라이딩가능하게 장착되어 있다. 일반적으로, 샤프트(26, 28)는 적절한 베어링 구조체에 의해 그들의 단부에 지지되지만 종래의 구조 및 측면 프레임에 장착된다. 샤프트(26)를 후술하는 횡단(transverse) 방식(Y-Y')(도 4, 5 및 7)으로 회전시키기 위해 서보모터와 같은 적절한 회전 구동장치가 제공된다.

칼라 구조체(22)를 통해 왕복 선형이동을 갖는 지지 로드(24)를 이동시키도록 구동수단으로부터의 선형 이동을 전달하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 지지 로드(24)는 캠 제어식 캠 바인 지지 프레임(40)에 연결된다.

공급장치(10, a feeder mechnism)는 한 쌍의 인덱스(indexer)(44, 50)에 동력을 전달하기 위해 구동벨트(D)를 구동하는 예를 들면 서보모와 같은 적절한 회전구동 장치(S)에 의해 동력이 공급된다.

카톤 픽업수단(12)에 선형이동을 부여하기 위해, 함께 피봇적으로 연결된 링크(42, 43)는 구동 출력을 캠 제어식 캠 바인 지지 프레임(40)에 연결한다. 따라서, 링크(43)가 왕복방식으로 이리저리 회전할 때 링크(42)는 X-X'방향(도 1, 5, 6, 7 및 8)에서 선형이동을 하도록 이동시켜 같은 방향으로 컵 홀더 프레임(19)의 선형이동을 일으킨다.

유사하게, 카톤픽업수단(12)에 횡단이동(transverse motion)을 부여하기 위해, 함께 피봇적으로 연결된 링크(46, 48)는 구동 출력을 칼라 구조체에 연결한다. 따라서, 링크(48)가 왕복방식으로 이리저리 회전할 때 링크(46)는 Y-Y'방향으로 선형이동으로 이동하여 같은 방향에서 컵 홀더 프레임(19)의 왕복 횡단이동(샤프트(26, 28)에 대하여)을 일으킨다.

이 실시예에 있어서, 진공 브레이크가 공급장치(10)에 설치되어 있으며, 진공연결 및 차단지점을 설정하기 위해 진공공급부와 결합되어 사용되며 이에 의해 카톤이 공급장치(10)에 의해 유지될 때를 결정한다.

컨베이어에 카톤을 공급하기 위해 진공컵의 사용이 바람직하지만, 본 발명에서는 본 발명의 기술사상을 일탈하지 않는 범위내에서 다른 형태의 픽업수단, 예를 들면 그리퍼(gripper)와 같은 픽업수단이 사용될 수 있다.

호퍼(H)로부터 인출시킨 후 카톤을 가속시키기 위해 가속수단, 즉 가속 휠(34,36)이 설치되어 있다. 이 실시예에 있어서는, 카톤의 선단 가장자리를 수용하여 카톤 블랭크가 휠을 통과하는 것을 허용하는 닙 공급지점(N)을 제공하도록 서로 인접하여 위치된 2쌍의 가속 휠(34,36)을 포함한다. 가속 휠(34,36)은 적절한 구동수단(D1)에 의해 구동되는 구동 샤프트(32, 38)에 장착되어 있다.

가속 휠(34, 36)은 포장기계에 부착되거나 또는 분리 모듈로서 공급될 수 있는 공급기 프레임(30)에 장착되어 있다. 공급장치(10)는 새로운 기계에 부착되거나 또는 레트로-피트(retro-fit) 기저상의 기계류에 부착될 수 있다.

바람직하게는, 호퍼(H)는 "중력 공급(gravity feed)" 형태로, 카톤 블랭크는 포지티브 공급을 제공하기 위해 경사진 상태에서 호퍼내에 유지되어 카톤의 연속공급이 유지된다.

도 4 내지 도 9를 참조하여 이송 처리를 설명한다. 카톤 블랭크를 경사진 위치로부터 이송시키기 위해, 공급장치(10)는 호퍼로부터 도 3에 도시된 화살표에 의해 표시된 "V" 방향에서 일정하게 회전하는 공급이송 장치로 카톤을 연속적으로 공급한다.

도 4에 도시된 제 1 단계는 호퍼(H)쪽으로 카톤픽업수단(12)을 횡단방향(Y)으로 이동시킨다. 흡인컵(20)은 카톤의 측벽과 접촉하도록 이동된다. 그 때 진공이 진공공급부에 의해 흡인컵에 적용된다. 따라서, 카톤은 횡단방향 "Y"로 카톤픽업수단(12)을 이동시키는 것에 의해 인출된다. 카톤이 횡단방향(Y)으로 이동되자마자 흡인컵(20)은 도 5에 도시된 바와 같이 카톤을 가속 휠(34, 36)을 향하여 이동시키도록 선형이동(X)을 가지고 이동된다. 그 후 카톤은 가속 휠(34,36)의 닙 공급부(N)내에 수용되어 도 6에 도시된 바와 같이 가속된다. 그 후, 흡인컵이 카톤의 측벽을 유지하도록 이송 스테이지 동안 진공이 유지된다.

카톤이 가속 휠(34,36)에 배치되면, 도 7에 도시된 바와 같이 흡인컵(20)을 각각 횡단 및 선형 이동(X', Y')시키는 것에 의해 진공 브레이크는 카톤을 해제하기 위해 흡인컵(20)으로부터 진공공급부를 분리시킨다.

도 8에 도시된 바와 같이 컨베이어 세트의 선던 러그와 접촉하는 위치로 가속 휠(34, 36)이 카톤 블랭크를 가속시킨다. 러그는 카톤을 그 위치에서 유지시켜 조립위치로 하류로 카톤을 이동시킨다. 동시에, 흡인컵(20)은 도 9에 도시된 시작 위치로 복귀된다.

도 4 내지 도 9로부터, 공급장치(10)가 카톤을 인출 및 조종할 때, 카톤은 공급 이송장치(60)의 회전 이동경로를 중심으로 병진 이동한다.

공급장치(10), 공급 이송장치(60)는 카톤의 처리속도를 조합하기 위해 제어장치에 의해 제어된다.

포장기계의 조정은 자동조정가능한 컴퓨터 프로그램에 의해 제어되며 이에 의해 기계의 정지시간을 최소화한다. 예를 들면, 공급장치(10)의 속도는 요구에 따라 증가 또는 감소될 수 있으며, 또는 가속 벡터가 이동 각도를 변경시키기 위해 증가 또는 감소될 수 있다.

카톤의 인출기능 및 가속을 2개의 분리 기능으로 분리하는 것에 의해, 처리 속도는 카톤 손상의 리스크를 감소시키면서 증가될 수 있다.

본 발명에 따른 포장기계는 기계를 조정하는 정지시간없이 카톤 크기 및 형상을 물품 그룹의 다양한 구성, 예를 들면 4개 내지 8개의 병을 포함하는 카톤을 처리가능하도록 다양한 관점으로 조정가능하다. 또한, 포장기계는 다양한 물품 그룹 구성을 갖는 카톤의 폭넓은 범위로 제조하기 위한 카톤처리에 빠르게 적응될 수 있다.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 예로써 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 한가지 관점에 따른 포장기계의 카톤 블랭크 공급장치를 도시하는 사시도,

도 3은 블랭크 공급 및 이송장치를 도시하는 개략도 및

도 4 내지 도 9는 블랭크를 호퍼로부터 이송장치로 공급하는 공정을 도시하는 도면이다.

Claims (18)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 대향하여 배치된 면접촉 패널을 구비한 접혀진 카톤을 호퍼(H)의 공급지점으로부터 연속적으로 조종하고 포장기계의 공급단으로 카톤을 이송하는 포장기계용 공급장치(10)에 있어서,

   상기 면접촉 패널의 한쪽을 연속적으로 맞물고 접혀진 카톤을 호퍼로부터 인출하기 위한 카톤 픽업수단(14, 16, 18, 20) 및 회전 구동장치(S)를 포함하고,

   상기 카톤 픽업수단(14, 16, 18, 20)은 칼라 구조체(22)내에 회전가능하게 장착된 지지 로드(24)를 구비하는 컵 홀더 프레임(19)에 의해 샤프트(26,28)에 연결되며,

   카톤은 칼라 구조체(22)에 연결된 링크(46, 48)의 왕복 선형이동에 의해 Y-Y'방향에서 호퍼로부터 인출되고, 상기 카톤은 지지 로드에 결합된 지지 프레임(40)에 연결된 링크(42, 43)의 왕복 선형이동에 의해 Y-Y'방향에 횡단하는 방향인 X-X'에서 이동되는 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 링크(42, 43) 및 링크(46, 48)은 상기 회전 구동수단(S) 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 회전 구동수단(S)은 연속적인 구동 입력을 왕복운동 구동 출력으로 변환하는 인덱스(44, 50)에 의해 링크(42, 43) 및 링크(46, 48)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 카톤은 포장기계의 속도에 정합하도록 가속되는 가속 휠(34, 36)로 이송되는 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 호퍼로부터 카톤을 인출을 허용하도록 충분한 시간대 동안 상기 카톤픽업수단(14, 16, 18, 20)의 왕복 선형이동이 정지되고, 이러한 왕복 선형이동의 정지는 상기 정지기간 동안에 반경방향으로 이동가능하며, 상기 카톤픽업수단에 작동가능하게 연결된 캠 제어식 캠 바인 지지 프레임(40)의 작동에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 카톤 픽업수단(14, 16, 18, 20)은 진공공급부 및 흡인컵(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
15. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 면접촉 패널은 카톤의 대향 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
16. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 회전 구동장치(S)는 서보모터인 것을 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
17. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    제어장치가 횡단 및 선형 이동의 속도를 제어하고, 상기 제어장치는 가속수단인 가속 휠(34,36)인 것을 특징으로 하는 포장기계용 공급장치.
18. 대향하여 배치된 면접촉 패널을 구비한 접혀진 카톤을 호퍼(H)의 공급지점으로부터 연속적으로 조종하고 포장기계의 공급단으로 카톤을 이송하기 위한 방법에 있어서,

    접혀진 카톤의 흐름에 대해 횡단하는 Y-Y'방향에서 왕복 회전운동을 왕복 선형운동으로 변환하는 것에 의해 접혀진 카톤을 순차적으로 인출하는 카톤 픽업 수단을 이용하는 단계,

    카톤의 흐름에 대해 평행한 X-X' 방향에서 왕복 회전운동을 왕복 선형운동으로 변환하는 것에 의해 가속수단인 가속 휠(34, 36)으로 카톤을 하강시키는 단계 및

    포장기계의 공급단에서 공급 이송장치(60)의 속도에 정합되도록 카톤을 가속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카톤이송방법.

Images