KR101984467B1

KR101984467B1 - 포장용 로봇시스템

Info

Publication number: KR101984467B1
Application number: KR1020170097474A
Authority: KR
Inventors: 이영진
Original assignee: 주식회사 엘파워
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-09-03
Also published as: KR20190013199A

Abstract

본 발명은 다양한 물품을 하나의 케이스(C)에 담아서 포장하는 공정을 자동화하기 위해 각 물품을 적재하는 제품 적재 유닛(300)을 병렬로 연결하여 사용할 수 있는 구성을 포함하는 포장용 로봇시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 포장용 로봇시스템은 케이스(C) 공급유닛(100)와, 제품 적재 유닛(300) 및 상기 제품 적재 유닛(300)의 일측에서 케이스(C)에 적재할 제품이 담겨 있는 박스(B)를 상기 제품 적재 유닛(300)에 공급하고 빈 박스(B)를 배출하는 박스 공급 및 배출 유닛(400)을 포함하고 있으며, 적어도 상기 제품 적재 유닛(300)은 독립적으로 구동될 수 있는 모듈로 구성되어 있어, 상기 케이스(C)에 적재하고자 하는 제품의 수에 따라, 상기 제품 적재 유닛(300)을 병렬로 연결하여 설치할 수 있도록 구성되어 있다.

Description

포장용 로봇시스템{Packing Robot System}

본 발명은 다양한 제품을 하나의 케이스(C)에 담아서 포장하는 공정을 자동화할 수 있도록 구성된 포장용 로봇시스템에 관한 것이다.

선물 세트 또는 화장품 세트 등과 같이 다양한 크기 및/또는 형상을 갖는 제품들이 하나의 케이스(C)에 담겨서 최종 제품으로 사용되는 경우가 많다. 이러한 경우 다양한 제품을 하나의 케이스에 적재하여 포장하는 것이 필요한데, 케이스에 적재되는 제품이 다양하여, 요즘도 사람이 직접 수작업하는 경우가 많다. 사람이 직접 케이스에 제품을 적재하고 포장을 하는 경우, 생산성이 떨어지는 문제뿐 아니라 장시간 반복 작업에 따른 재해의 위험이 증가하는 문제가 발생할 수도 있다.

이러한 이유 때문에 로봇 등을 통해 자동으로 작업할 수 있는 장치에 대한 개발이 필요하였고, 그 기술 중의 하나로 등록특허공보 제10-1497142호에 나타난 바와 같은 로봇을 이용한 포장용 이송 시스템(이하 ‘종래기술’이라 한다)이 있다.

종래기술에서의 로봇을 이용한 포장용 이송 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 제품을 공급하는 공급컨베이어, 상기 공급컨베이어에 구비되고, 상기 제품의 측면을 고속으로 밀어주어 하나씩 이송하는 피팅부, 상기 공급컨베이어에 인접하게 교차 배치되고, 상기 피딩부에서 이송된 제품을 어태치밸트의 어태치 사이로 진입시켜 하나씩 이송하는 어태치컨베이어, 상기 어태치컨베이어에 인접 배치되어 회전 이동가능하게 설치된 로봇팔, 상기 어태치컨베이어를 통해 이송되는 상기 제품들을 에어공급부의 진공흡착을 통해 상부공간을 거쳐 이동하도록 상기 로봇팔의 단부에 구비되는 탈착부, 및 상기 어태치컨베이어에 나란하게 배치되고, 상기 로봇팔의 회전 이동을 통해 상기 탈착부에 부착된 제품들을 정렬 안치하여 이송하는 이송컨베이어를 포함하고 있다.

종래기술의 상기 로봇을 이용한 포장용 이송 시스템은 한 종류의 물품 다수를 포장하는 공정을 자동화할 수 있는 장점은 있다. 하지만, 종래기술에서는 여전히 다양한 물품을 하나의 케이스에 담아서 포장하는 공정에 대한 자동화는 해결하지 못하는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1497142호(2015.03.03. 공고)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다양한 제품을 하나의 케이스(C)에 적재하여 포장하는 공정을 자동화할 수 있는 포장용 로봇시스템(1)을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 케이스(C)에 적재되는 제품의 수가 변하더라도 필요한 공정의 수에 적극적으로 대처할 수 있도록 필요한 공정의 수만큼 병렬로 연결하여 사용할 수 있는 포장용 로봇시스템(1)을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 포장용 로봇시스템은 케이스 공급유닛(100)과 제품 적재 유닛(300) 및 상기 제품 적재 유닛(300)의 일측에서 케이스(C)에 적재할 제품이 담겨 있는 박스(B)를 상기 제품 적재 유닛(300)에 공급하고 빈 박스(B)를 배출하는 박스 공급 및 배출 유닛(400)을 포함하고 있으며, 적어도 상기 제품 적재 유닛(300)은 독립적으로 구동할 수 있는 모듈로 구성되어 있어, 상기 케이스(C)에 적재하고자 하는 제품의 수에 따라, 상기 제품 적재 유닛(300)을 병렬로 연결하여 설치할 수 있도록 구성되어 있다.

다른 실시예로, 상기 제품 적재 유닛(300)은 적재 유닛 전장반(310), 상기 적재 유닛 전장반(310)의 상부 일측에 형성되어 있고 상기 케이스(C)를 이동시킬 수 있도록 형성된 케이스 이송 컨베어(320), 상기 케이스 이송 컨베어(320)의 일측에 형성된 제품 이송 컨베어(330), 상기 박스 공급 및 배출 유닛(400)으로부터 공급된 박스(B)가 위치할 수 있도록 상기 제품 이송 컨베어(330)의 일측에 형성된 박스 안착부(340), 상기 박스 안착부(340)에 배치된 박스(B)에 담겨 있는 제품을 상기 제품 이송 컨베어(330)에 내려 놓는 작업을 수행하는 이재 로봇(360), 상기 제품 이송 컨베어(330)에서 이송되는 제품을 상기 케이스 이송 컨베어(320) 상에 구비된 케이스(C)에 적재하는 작업을 수행하는 적재 로봇(170)을 포함하도록 구성되어 있을 수 있다.

여기서, 상기 제품 이송 컨베어(330)는 ‘ㄷ’자 형상으로 형성되어 있고, 상기 박스 안착부(340)는 상기 ‘ㄷ’자 형상의 개구부에 형성되도록 구성되어 있을 수 있다.

또한, 또 다른 실시예로, 상기 박스 공급 및 배출 유닛(400)은 박스를 적재하는 제1 박스 적재부(411), 상기 제1 박스 적재부(411)에 형성된 박스 전달 컨베어(440), 및 상기 박스 전달 컨베어(440)의 작동에 의해 전달된 박스(B)를 상기 박스 안착부(340)까지 상승시킬 수 있고 박스를 배출시킬 수 있는 박스 이송 모듈(420)을 포함하도록 구성되어 있을 수 있다.

여기서, 상기 박스 이송 모듈(420)은 박스 전달 컨베어(440)로부터 상기 박스(B)가 전달될 때 상기 박스의 전달 방향과 동일한 방향으로 구동되는 박스 이송 컨베어(421), 상기 박스 이송 컨베어(421)의 방향과 수직인 방향으로 상기 박스(B)를 배출시킬 수 있도록 구동하는 박스 배출 컨베어(422) 및 상기 박스 이송 컨베어(421) 상에 있는 박스(B)를 상기 박스 안착부(340)로 이송시킬 수 있도록 상기 박스 이송 컨베어(421)를 승강시키는 박스 이송 리프터(423)를 포함하도록 형성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 박스 전달 컨베어(440)는 승강 가능하도록 형성되어 있고, 상기 제1박스 적재부(411)에는 적재된 박스의 측면을 지지할 수 있도록 형성된 박스 분리 실린더(470)가 추가로 형성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 제1 박스 적재부(411)의 일측에는 제2 박스 적재부(412)가 추가로 구비되어 있을 수 있다.

또 다른 실시예로, 상기 케이스(C) 공급유닛(100)은 케이스 공급 컨베어(120); 상기 케이스 공급 컨베어(120)의 일측에 형성되어 있고 공급된 케이스(C)를 상기 제품 적재 유닛(300) 방향으로 이송시킬 수 있도록 형성된 케이스 안내 컨베어(210); 및 상기 케이스 공급 컨베어(120)로부터 케이스(C)를 공급받아 상기 케이스 안내 컨베어(210)에 실어주는 이송 푸셔 유닛(130)을 포함하도록 구성되어 있을 수 있다.

여기서, 상기 이송 푸셔 유닛(130)은 일측에 이송 푸셔(149)가 결합된 제1 실린더 유닛(140); 및 상기 제1 실린더 유닛(140)의 하부에 위치하며 상기 제1 실린더 유닛(140)을 이송시킬 수 있도록 형성된 제2 실린더 유닛(150)을 포함하도록 구성되어 있을 수 있다.

또 다른 실시예로, 상기 케이스(C) 공급유닛(100)과 상기 제품 적재 유닛(300) 사이에 케이스(C) 분리 유닛(200)이 설치되어 있고, 상기 케이스 분리 유닛(200)과 상기 제품 적재 유닛(300)에는 각각 하부 케이스 이송 컨베어(221, 321)와 상부 케이스 이송 컨베어(222, 322)가 평행하게 형성되어 있으며, 상기 케이스 분리 유닛(200)에서 상기 케이스(C)를 하부 케이스(C1)와 상부 케이스(C2)로 분리하여 각각 하부 케이스 이송 컨베어(221)와 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 의해 위치시키도록 구성되어 있을 수 있다.

여기서, 상기 케이스 분리 유닛(200)은 상기 케이스(C)를 분리할 때, 하부 케이스(C1)는 개구부가 외부에 노출되도록 하부 케이스 이송 컨베어(221)에 놓여지고, 상부 케이스(C2)는 외부 덮개면이 노출되도록 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 놓여지도록 하는 구성을 포함하고 있을 수 있다.

마지막으로, 상기 포장용 로봇시스템에는 증정품 적재 유닛(600), 수작업 유닛(700), 케이스 합체 유닛(800), 및 케이스 제함 유닛(900) 중의 적어도 하나가 더 구비되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시예에 나타난 포장용 로봇시스템(1)에 의하면, 하나의 케이스(C)에 다양한 제품을 적재하고 포장하는 공정을 자동화할 수 있으므로, 현저한 작업효율 및 생산성 향상의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 포장용 로봇시스템(1)은 여러 대의 제품 적재 유닛(300) 및/또는 증정품 적재 유닛(600) 등을 서로 병렬로 연결하여 사용할 수 있도록 구성되어 있어, 하나의 케이스(C)에 적재되는 제품의 수가 변하더라도 그에 맞게 포장용 로봇시스템(1)에 연결되는 제품 적재 유닛(300)의 수를 변경하거나 증정품 적재 유닛(600)을 추가하여 능동적으로 대처할 수 있는 장점이 있다.

도 1. 종래의 로봇을 이용한 포장용 이송 시스템.
도 2. 본 발명의 포장용 로봇시스템의 평면도.
도 3. 본 발명의 케이스 공급 유닛(100)의 일 실시예
(a) 평면도 (b) 측면도
도 4. 본 발명의 이송 푸셔 유닛(130)의 일 실시예
(a) 분리 평면도 (b) 결합 측면도
도 5. 본 발명의 케이스 분리 유닛(200)의 일 실시예
(a) 평면도 (b) 측면도
도 6. 본 발명의 제품 적재 유닛과 박스 공급 및 배출 유닛의 일 실시예.
도 7. 제품 적재 유닛(300)의 평면도 일부
도 8. 본 발명의 제품 적재 유닛과 박스 공급 및 배출 유닛의 단면도
도 9. 제1 박스 적재부(411)과 박스 이송 모듈(420)의 개념도
(a) 제1 박스 적재부의 작동도 (b) 박스 이송 모듈의 작동도
(c) 박스 이송 모듈(420)의 컨베어 구조의 일 실시예
도 10. 증정품 적재 유닛(600)의 일 실시예
도 11. 케이스 합체 유닛(800)의 일 실시예

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 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 명세서에서, "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, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포장용 로봇시스템(1)의 평면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 포장용 로봇시스템(1)은 제품(W)을 담을 케이스(C)를 공급하는 케이스 공급 유닛(100), 제품 적재 유닛(300) 및 상기 제품 적재 유닛(300)의 일측에 형성된 박스 공급 및 배출 유닛(400)을 포함하고 있다.

또한, 케이스(C)가 하부 케이스(C1)와 상부 케이스(C2)로 형성되어 있는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 공급된 케이스(C)를 분리하는 케이스 분리 유닛(200)이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 박스 공급 및 배출 유닛(400)의 일단에는 배출되는 빈 박스(B)를 수거하는 빈 박스 수거 유닛(500)이 구비되어 있을 수 있다.

본 발명에서 상기 제품 적재 유닛(300)은 한 종류 또는 하나의 제품(W)을 상기 케이스(C)에 담을 수 있도록 구성되어 있는데, 상기 케이스(C)에 적재해야 할 제품의 종류 또는 제품의 수에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 제품 적재 유닛(300)을 병렬로 설치하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 포장용 로봇시스템(1)은 필요에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 샘플 제품과 같은 증정품을 상기 케이스(C)에 적재할 수 있는 증정품 적재 유닛(600)이나 사람이 직접 작업을 하는 수작업 유닛(700)을 추가로 설치할 수도 있다. 그리고, 케이스(C)에 모든 제품(W)을 적재한 후에는 하부 케이스(C1)와 상부 케이스(C2)를 합체하는 케이스 합체 유닛(800) 및 합체된 케이스(C)들을 다수 개 모아서 하나의 박스에 포장하는 케이스 제함 유닛(900)이 연결되어 있을 수 있다.

도 3을 살펴보면, 상기 케이스 공급 유닛(100)은, 케이스 공급 전장반(110)과 케이스 공급 컨베어(120)과 이동 푸셔 유닛(130) 및 케이스 안내 컨베어(210)를 포함하고 있다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상기 케이스 공급 컨베어(120)는 독립적으로 구동되는 다수의 컨베어(120a, 120b, 120c)로 로 형성되어 있을 수 있고 각각의 컨베어는 다수의 띠 형상의 컨베어로 형성되어 있을 수도 있다. 상기 케이스 공급 컨베어(120)의 출구 측에는 공급되는 케이스(C)를 케이스 안내 컨베어(210)에 전달하는 이동 푸셔 유닛(130)이 형성되어 있을 수 있다.

다양한 방식으로 케이스 공급 컨베어(120)와 케이스 안내 컨베어(210)가 작동할 수 있겠지만, 도 3(a)에서는 그 하나의 실시예로 케이스 공급 전장반(110)의 상부에 평행하게 형성된 3개의 케이스 공급 컨베어(120a, 120b, 120c)가 독립적으로 구동하도록 구성되어 있고, 상기 케이스 안내 컨베어(210)는 이와 수직한 방향으로 구동하도록 구성되어 후술하는 케이스 분리 유닛(200) 방향 또는 제품 적재 유닛(300) 방향으로 케이스(C)를 이동시키는 구성이 나타나 있다.

도 3(b)에 도시된, 상기 케이스 공급 전장반(110)은 지지부 기능을 할 수 있도록 구성되어 상부에 상기 케이스 공급 컨베어(120)가 설치되어 있고, 일측에는 상기 이송 푸셔 유닛(130)과 케이스 안내 컨베어(210)를 지지할 수 있도록 형성된 이송 푸셔 유닛 지지대(160)가 설치되어 있을 수 있다. 또한, 그 내부에는 상기 케이스 공급 컨베어(120)를 구동할 수 있는 구동장치(111)가 형성되어 있을 수 있다.

또한, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 상기 케이스 공급 전장반(110)에는 이송 푸셔 유닛(130)에 케이스(C)가 하나씩 공급될 수 있도록 이송 푸셔 유닛(130)과 근접한 단부에 케이스 공급 컨베어(120)로부터 공급되는 케이스(C)의 이송을 제한하는 케이스 스토퍼(113)가 추가로 형성되어 있을 수 있다. 도 3(b)에서는 케이스 스토퍼(113)가 위로 돌출되어 이송되는 케이스(C)의 이송을 제한하도록 구성되어 있는데, 상기 케이스 스토퍼(113)가 작동할 때 케이스(C)를 공급하는 케이스 공급 컨베어(120)도 정지하도록 제어할 수도 있을 것이다.

또한, 케이스 공급 컨베어(120)의 작동에 의해 케이스(C)가 이송 푸셔 유닛(130)에 공급될 수도 있지만, 도 3(b)에 도시된 바와 같이 하나의 케이스(C)를 이송 푸셔 유닛(130)으로 밀어서 공급할 수 있는 공급 푸셔(112)가 각 케이스 공급 컨베어(120)에 대응되도록 설치되어 있을 수도 있다. 이러한 구성에서는 상기 케이스 스토퍼(113)에 의해 이동이 제한되어 있던 케이스(C)는 상기 케이스 스토퍼(113)가 아래로 이동하여 상기 케이스(C)가 상기 이송 푸셔 유닛(130)으로 이동할 수 있는 상태가 되도록 하고, 그 다음으로 상기 공급 푸셔(112)를 작동시켜 상기 케이스(C)를 상기 이송 푸셔 유닛(130)으로 공급한다. 상기 공급 푸셔(112)가 케이스(C)의 이동에 방해가 되지 않으면서, 케이스(C) 하나씩을 상기 이송 푸셔 유닛(130)에 공급하기 위해서는 상기 공급 푸셔(112)가 상기 케이스 공급 컨베어(120)의 하부에 위치하다가 케이스(C)를 이동시킬 때 케이스(C)를 밀어줄 수 있어야 한다. 상기 작동은 상기 케이스 공급 컨베어(120a, 120b, 120c) 각각을 이격된 띠 형상의 컨베어로 구성하여 구현할 수 있다.

상기 이송 푸셔 유닛(130)은 공급된 케이스(C)를 상기 케이스 안내 컨베어(210)에 실어줄 수 있는 구성이면 충분하지만, 본 발명에서는 다수의 케이스 공급 컨베어(120)가 설치된 구성에서도 신속하게 케이스(C)를 공급할 수 있도록 도 4에 도시된 바와 같은 이중 실린더 구조의 이송 푸셔 유닛(130)를 구성하였다.

도 4를 살펴보면, 상기 이송 푸셔 유닛(130)은 제1 실린더 유닛(140)과 상기 제1 실린더 유닛(140)을 이송시킬 수 있으며, 상기 이송 푸셔 유닛 지지대(160)에 일단이 고정되어 있는 제2 실린더 유닛(140)을 포함하고 있다.

도 4(a)에서는 제1, 2 실린더 유닛(140, 150)이 분리된 상태를 나타내고 있다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이 제1 실린더 유닛(140)은 제1 지지 플레이트(141) 상에 제1 실린더(142)가 설치되어 있고, 상기 제1 실린더(142)는 제1 실린더 지지대(143)를 통해 제1 실린더 몸체(142a)는 상기 제1 지지 플레이트(141)에 고정되고, 제1 실린더 피스톤(142b)은 이동 가능하도록 구성되어 있다. 상기 제1 실린더(142)의 길이방향 양측으로는 제1 LM 가이드(144)가 설치되어 있고, 상기 제1 LM 가이드(144) 상에는 이동 가능하도록 다수의 제1 LM 가이드 블록(145)이 구비되어 있다. 상기 다수의 제1 LM 가이드 블록(145)은 그 상부에 구비되는 이동 플레이트(146)와 결합되도록 하여, 이동 플레이트(146)는 제1 LM 가이드 블록(145)과 동일한 이동을 할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 이동 플레이트(146)는 상기 제1 실린더 피스톤(142b)과 제1 결합구(148)을 매개로 결합되어 있고, 이동 플레이트(146)의 일측에는 이송 푸셔(149)가 결합되어 있다. 따라서, 상기 제1 실린더 피스톤(142b)의 이동에 따라 이동 플레이트(146)에 결합된 이송 푸셔(149)가 이동될 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 상기 이송 푸셔(149)는 도 3(a), 3(b)에 도시된 바와 같이 상기 케이스 안내 컨베어(210)의 상부에 위치하도록 설치되어 있다.

도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제2 실린더 유닛(150)은 제1 실린더 유닛(150)의 하부에 설치되어 있다. 도 4(a)와 4(b)를 살펴보면, 제2 실린더 유닛(150)은 제2 지지 플레이트(151) 상에 제2 실린더(152)가 설치되어 있다. 상기 제2 실린더(152)는 제2 실린더 지지대(153)를 통해 제2 실린더 몸체(152a)는 상기 제2 지지 플레이트(151)에 고정되고, 제2 실린더 피스톤(152b)은 이동 가능하도록 구성되어 있다. 상기 제2 실린더(152)의 길이방향 양측으로는 제2 LM 가이드(154)가 설치되어 있고, 상기 제2 LM 가이드(154) 상에는 이동 가능하도록 다수의 제2 LM 가이드 블록(155)이 구비되어 있다. 상기 다수의 제2 LM 가이드 블록(155)은 그 상부에 구비되는 연결 플레이트(156)와 결합되도록 하여, 연결 플레이트(156)는 제2 LM 가이드 블록(155)과 동일한 이동을 할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 연결 플레이트(156)는 상기 제2 실린더 피스톤(152b)과 제2 결합구(158)을 매개로 결합되어 있고, 연결 플레이트(156)는 상부에 구비된 제1 지지 플레이트(141)와 직접 결합될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 결합부(157)를 매개로 결합될 수도 있다. 또한, 상기 연결 플레이트(156)의 일측에는 케이스 받침대(159)가 형성되어 있을 수 있다. 상기 케이스 받침대(159)가 구비되어 있는 위치는 이송 푸셔 유닛(130)에서, 상기 이송 푸셔(149)에 공급된 케이스(C)의 하단부를 지지할 수 있도록 이송 푸셔(149)의 하부에 이격되어 위치한다. 한편, 케이스 받침대(159)는 제1 지지 플레이트(141)에 형성되어 있을 수도 있다. 이러한 구성을 통해, 제1 실린더 피스톤(142b)이 작동하는 경우에는, 이송 푸셔(149)는 작동하고 케이스 받침대(159)는 작동하지 않아 상대적 이동이 발생하게 되고, 상기 제2 실린더 피스톤(152b)이 작동하는 경우에는, 이동 플레이트(156)에 결합된 제1 실린더 유닛(140)과 케이스 받침대(159)가 함께 작동하므로, 이송 푸셔(149)와 케이스 받침대(159)의 상대적 이동은 발생하지 않는다.

도 3(b)를 살펴보면, 케이스 안내 컨베어(210)가 형성되어 있는데, 상기 케이스 안내 컨베어(210)는 상기 케이스 받침대(159)의 하부에 위치하며 상기 케이스 받침대(159)에 의해 작동에 방해를 받지 않고 상기 이송 푸셔(149)의 작동에 의해 케이스(C)가 공급될 때 원활하게 공급될 수 있을 정도의 간격으로 이격되어 설치되어 있으면 충분하다.

본 발명의 실시예로 나타난 케이스 공급 유닛(100)의 작동으로 케이스(C)가 상기 케이스 안내 컨베어(210)에 전달되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이 케이스 공급 컨베어(120a, 120b, 120c)에 공급할 케이스(C)가 적재되어 있는 경우에, 케이스 공급 방향과 가장 멀리 떨어져 있는 첫 번째 케이스 공급 컨베어(120a)가 먼저 작동하며 케이스(C)를 공급한다. 이 때, 이송 푸셔 유닛(130)에서 제2 실린더 유닛(150)의 제2 실린더 피스톤(152b)는 가장 짧은 상태에 있으며, 이송 푸셔(149)는 첫 번째 케이스 공급 컨베어(120a)로부터 케이스(C)를 공급받을 수 있는 위치에 있게 된다. 첫 번째 케이스 공급 컨베어(120a)의 작동으로 이송 푸셔(149)로 케이스(C)가 공급되면, 제1 실린더 피스톤(142b)의 작동으로 케이스 받침대(159)에 의해 지지되던 케이스(C)는 이송 푸셔(149)에 의해 밀려서 케이스 안내 컨베어(210)로 전달된다. 이 때 이송 푸셔(149)는 케이스(C)를 케이스 안내 컨베어(210)로 전달한 후에 초기 위치로 이동하여 다음 케이스(C)를 공급받는다. 이러한 작동을 반복하여 첫 번째 케이스 공급 컨베어(120a)에 적재된 케이스(C)를 모두 공급한 후에는, 제1 실린더 피스톤(142b)이 초기 위치로 돌아오는 동안 또는 돌아온 후에 이송 푸셔 유닛(130)의 제2 실린더 피스톤(152b)을 작동시켜, 제1 실린더 유닛(140) 자체를 이동시킨다. 이 때, 제1 실린더 유닛(140)은 이송 푸셔(149)가 두 번째 케이스 공급 컨베어(120b)에 적재된 케이스(C)를 공급받을 수 있는 위치까지 이동된다. 이 상태에서 두 번째 케이스 공급 컨베어(120b)를 작동시켜 적재된 케이스(C)를 차례대로 케이스 안내 컨베어(210)로 전달한다. 두 번째 케이스 공급 컨베어(120a)에 적재된 케이스(C)를 모두 공급한 후에는, 제1 실린더 피스톤(142b)이 초기 위치로 돌아오는 동안 또는 돌아온 후에 이송 푸셔 유닛(130)의 제2 실린더 피스톤(152b)을 작동시켜, 제1 실린더 유닛(140) 자체를 세 번째 케이스 공급 컨베어(120c)에 적재된 케이스(C)를 공급받을 수 있는 위치로 이동시킨 후, 세 번째 케이스 공급 컨베어(120c)를 작동시켜 케이스(C)를 차례대로 케이스 안내 컨베어(210)로 전달한다. 이러한 구성을 통해 다수의 케이스 공급 컨베어(120)에 적재된 케이스(C)를 신속하게 동일한 시간 간격으로 케이스 안내 컨베어(210)에 전달할 수 있다.

케이스 공급 유닛(100)에서 공급되는 케이스(C)는 제품을 담도록 형성된 하부 케이스(C1)만으로 형성되어 있을 수 있다. 이 경우에는 상기 케이스 안내 컨베어(210)에 의해 전달되는 케이스(C)가 바로 제품 적재 유닛(300)으로 전달되어 제품 적재 공정을 수행할 수 있을 것이다. 하지만, 대부분의 케이스(C)는 제품을 담는 하부 케이스(C1)와 덮개로 사용되는 상부 케이스(C2)가 결합되어 있다. 따라서, 상기 케이스 안내 컨베어(210)에 하부 케이스(C1)와 상부 케이스(C2)가 결합된 형태의 케이스(C)가 전달되는 경우에는 상기 제품 적재 유닛(300)에 전달되기 전에 상기 케이스(C)의 하부 케이스(C1)가 제품을 담을 수 있는 상태가 되도록 상부 케이스(C2)를 분리하는 단계가 필요하다. 이 단계를 수행하기 위해 본 발명에서는 케이스 분리 유닛(200)이 형성되어 있다.

도 5를 살펴보면, 본 발명에서는 케이스 분리 유닛(200)은 케이스 분리 유닛 프레임(230)에 상기 케이스 공급 유닛(100)에 형성되어 있는 케이스 안내 컨베어(210)가 연장되어 설치되어 있다. 후술하는 제품 적재 유닛(300)에서 케이스 분리 유닛(200)을 바라보았을 때의 도면을 나타내고 있는 도 5(b)를 살펴보면, 상기 케이스 안내 컨베어(210)의 양측으로 각각 하부 케이스 이송 컨베어(221)와 상부 케이스 이송 컨베어(222)가 설치되어 있다. 또한, 상기 양측의 이송 컨베어(221, 222)는 케이스 안내 컨베어(210)보다 낮은 위치에 설치되어 있으며, 상기 케이스 안내 컨베어(210)에는 상기 양측의 이송 컨베어(221, 222)를 향하도록 경사부(211)가 형성되어 있다.

도 5(a), (b)를 살펴보면, 상기 케이스 분리 유닛 프레임(230)의 상부에는 이동 레일(231)이 형성되어 있고, 상기 이동 레일(231)에는 하부 케이스 분리부(240)와 상부 케이스 분리부(250)가 슬라이딩 이동 가능하게 형성되어 있다. 또한, 상기 케이스 분리 유닛 프레임(230)에는 분리되는 케이스(C)의 위치를 감지할 수 있는 다수의 위치 감지 센서(270)가 형성되어 있을 수 있다. 한편, 상기 하부, 상부 케이스 분리부(240, 250)에는 각각 하부 케이스 흡착부(241)와 상부 케이스 흡착부(251)가 형성되어 있고, 상기 상부 케이스 흡착부(251)는 상, 하 방향으로 적어도 두 단 이상으로 형성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 상부 케이스 분리부(250)의 후방에는 상부 케이스(C2)가 외부면이 노출된 상태로 상기 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 놓여질 수 있도록 하기 위한 상부 케이스 분리봉(260)이 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 실시예로 나타난 케이스 분리 유닛(200)의 작동에 의해 케이스 안내 컨베어(210)로 공급된 케이스(C)가 분리되어 상기 하부 케이스 이송 컨베어(221)와 상기 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 실려지는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 5(b)에 도시된 바와 같이 케이스 안내 컨베어(210)를 통해 케이스(C)가 공급되면, 케이스 안내 컨베어(210)의 전방에 케이스(C)의 공급을 감지하고 케이스 안내 컨베어(210)의 동작을 제어할 수 있는 별도의 스토퍼(미도시)가 구비되어 있을 수도 있고, 도 5(b)에서 중앙에 위치한 위치감지센서(270)가 케이스(C)의 공급을 감지하고 케이스 안내 컨베어(210)를 정지시키고, 양측에 있는 하부, 상부 케이스 분리부(240, 250)가 케이스(C) 방향으로 이동하도록 제어할 수도 있다. 다음으로, 하부, 상부 케이스 흡착부(241, 251)가 각각 하부, 상부 케이스(C1, C2)에 접촉할 때까지 이동시키고, 흡착하는 작동을 통해, 하부, 상부 케이스(C1, C2)를 각각 흡착한다. 그 다음, 상기 하부, 상부 케이스 분리부(240, 250)을 반대 방향으로 작동하여 하부 케이스(C2)와 상부 케이스(C1)를 분리시킨다. 상기 하부 케이스 흡착부(241)에 흡착되어 상기 하부 케이스 이송 컨베어(221) 방향으로 이동되는 하부 케이스(C1)가 도 5(b)에서 좌측에 위치한 위치 감지 센서(270)에 감지되면, 상기 하부 케이스 흡착부(241)에서 흡착력이 제거되도록 제어되는데, 하부 케이스(C1)는 상기 하부 케이스 흡착부(241)로부터 분리되어 상기 경사부(211)로 낙하한 후, 그 경사에 의해 하부 케이스 이송 컨베어(221)에 실려서 이동하게 된다. 이 때, 상기 하부 케이스 분리부(240)는 상기 하부 케이스(C1)가 하부 케이스 이송 컨베어(221)에 실리는 과정에서 방해가 되지 않도록 충분히 뒤로 이동한다.

또한, 상기 상부 케이스(C2)도 상기 상부 케이스 흡착부(251)에 흡착되어 상기 상부 케이스 이송 컨베어(222) 방향으로 이동될 때, 상기 상부 케이스(C2)가 도 5(b)에서 우측에 위치한 위치 감지 센서(270)에 감지되면, 상기 상부 케이스 흡착부(251)에서 상단에 위치한 흡착부(251a)에서 흡착력이 제거된다. 즉, 상부 케이스 흡착부(251) 중에서 하단에 위치한 흡착부(251b)의 흡착력에 의해 상기 상부 케이스(C2)가 이동되는 것이다. 그리고, 상기 상부 케이스(C2)의 상단부가 상기 상부 케이스 분리봉(260)에 닿게 되면 상기 상부 케이스 흡착부(251)의 하단에 위치한 흡착부(251b)에서도 흡착력이 제거되고, 상기 상부 케이스(C2)는 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 실리게 된다. 이 때, 상부 케이스(C2)의 상단부가 상기 상부 케이스 분리봉(260)에 의해 이동에 제한을 받게 되므로, 외부의 덮개 부분이 외부에 노출되도록 상기 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 실리게 된다. 이 때, 상기 상부 케이스 분리부(250)는 상기 상부 케이스(C2)가 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 실리는 과정에서 방해가 되지 않도록 충분히 뒤로 이동한다. 이처럼 케이스 분리 유닛(200)에서는 이러한 과정을 반복하여 하부 케이스(C1)와 상부 케이스(C2)를 각각 분리하여 후술하는 제품 적재 유닛(300) 방향으로 이송한다.

도 6을 살펴보면, 제품 적재 유닛(300)과 그 일측에 박스 공급 및 배출 유닛(400)이 결합된 구성이 나타나 있다.

상기 박스 공급 및 배출 유닛(400)은 상기 케이스(C)에 적재할 제품(W)이 담겨 있는 박스(B)를 상기 제품 적재 유닛(300)에 공급하고, 제품(W)을 상기 제품 적재 유닛(300)으로 옮긴 후 빈 박스(B)를 배출하는 기능을 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제품 적재 유닛(300)은 제품 적재 유닛 본체(310)와, 케이스 이송 컨베어(320)와, 제품 이송 컨베어(330)와, 박스 안착부(340)와, 로봇 프레임(350)과, 제품 이재 로봇(360) 및 제품 적재 로봇(370)이 포함되어 있다.

상기 제품 적재 유닛 본체(310)에는 상기 제품 적재 유닛(300)의 작동에 필요한 전장반이 내장되어 있고, 제품 적재 유닛(300)에 구비된 다양한 구동장치(미도시)들을 제어하는 제어부(미도시)가 함께 구비되어 있을 수 있다. 한편, 제어부(미도시) 등은 별도의 제어시스템으로 형성할 수도 있을 것이다.

케이스 이송 컨베어(320)는 도 6에 도시된 바와 같이 케이스(C)를 이동시킬 수 있도록 형성된 구성요소로서 상기 제품 적재 유닛 본체(310)의 상부 일측에 형성되어 있다. 상기 케이스(C)가 하부, 상부 케이스(C1, C2)로 형성되어 있는 경우에 대응할 수 있도록 상기 케이스 이송 컨베어(320)는 도 6에 도시된 바와 같이 하부 케이스 이송 컨베어(321)와 상부 케이스 이송 컨베어(322)로 이루어져 각각 하부 케이스(C1)와 케이스 덮개에 해당하는 상부 케이스(C2)를 이송할 수 있도록 구성할 수 있다. 이 때, 상, 하부 케이스 이송 컨베어(321, 322)는 서로 평행하게 배치되어 있고, 하부 케이스 이송 컨베어(321)는 후술하는 물품 적재 로봇(370)에 가까운 위치에 설치하는 것이 보다 바람직할 것이다.

제품 이송 컨베어(330)는 다양한 형상으로 형성될 수 있는데, 도 6과 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에서는 상기 케이스 이송 컨베어(320)의 일측에 대략 ‘ㄱ’자 형상의 컨베어 두 대가 서로 마주하도록 설치되어 ‘ㄷ’자 형상의 컨베어가 되도록 형성되어 있다. 각 제품 이송 컨베어(330)는 구동부(미도시)에 의해 구동되어 각 컨베어(330)에 놓여진 제품(W)이 케이스 이송 컨베어(320) 방향으로 이송되도록 구성되어 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 두 대의 제품 이송 컨베어(330) 사이에 회전 유닛(380)이 형성되어 있을 수 있다. 상기 회전 유닛(380)은 제품 이송 컨베어(330)를 통해 이송되어온 제품이 회전 유닛(380)에 도달했을 때, 이를 비젼 시스템(미도시)를 통해 확인하고 특정 방향으로 제품을 회전시키는 작용을 한다. 즉, 상기 회전 유닛(380)은 이송되는 제품이 방향성을 고려할 필요가 있는 경우에, 설치하거나 작동시킬 수 있도록 구성할 수 있다.

박스 안착부(340)는 후술하는 박스 공급 및 배출 유닛(400)으로부터 공급되는 박스(B)가 안착되는 위치를 나타내는 것으로, 도 7에서는 박스 안착부(340)는 상기 제품 이송 컨베어(330)의 ‘ㄷ’자 형상의 개구부에 형성되어 있고, 후술하는 박스 공급 및 배출 유닛(400)으로부터 박스(B)를 공급받을 수 있도록 박스 공급 및 배출 유닛(200) 방향으로는 개방되어 있다.

제품 이재 로봇(360)과 제품 적재 로봇(370)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제품 적재 유닛 본체(310)에서 상부로 돌출되어 설치되어 있는 로봇 프레임(350)에 결합되어 있다. 또한, 상기 로봇(360, 370)이 제품을 집어서 작업을 할 수 있도록 상기 로봇 프레임(350)에는 통상적인 비젼 시스템(미도시)도 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 제품 이재 로봇(360)은 도 6에 도시된 바와 같이 대략 상기 박스 안착부(340)의 상부에 형성되어 있으며, 박스 안착부(340)에 위치하는 박스(B)에 적재되어 있는 제품을 집어서 상기 제품 이송 컨베어(330)로 내려놓는 작업을 한다. 제품이재 로봇(360)은 상기 작업을 할 수 있으면 충분하고 어떤 종류의 로봇도 가능하다. 도 6과 도 7에는 그 한 예로 직교로봇으로 구성된 제품 이재 로봇(360)이 나타나 있고, 상기 제품 이재 로봇(360)은 로봇 프레임(350)에 설치된 이동 레일(361)을 따라 두 개의 그립 유닛(362)이 독립적으로 이동하면서 작업을 한다.

제품 적재 로봇(370)은 도 6에 도시된 바와 같이 대략 하부 케이스 이송 컨베어(311)의 상부에 형성되어 있으며, 제품 이송 컨베어(330) 상의 제품을 집어서 상기 하부 케이스 이송 컨베어(311) 상에서 이송되는 케이스(C1)에 적재하는 작동을 한다. 상기 제품 적재 로봇(370)은 작업속도가 빠른 델타로봇(병렬로봇)을 포함한 전후, 좌우, 상하 방향으로 이동가능하고 회전 가능한 구조를 갖춘 로봇(370)일 수 있다.

도 8과 도 9를 살펴보면, 박스 공급 및 배출 유닛(400)은, 박스 적재부(410) 및 박스 이송 모듈(420)을 포함하고 있다.

박스 적재부(410)는 박스 안착부(340)로 공급할 박스(B)를 적재할 수 있는 구성이다. 도 8에 도시된 바와 같이 박스 적재부(410)는 적재된 박스(B)를 차례로 박스 안착부(340)로 공급하는 제1 박스 적재부(411)와 제1 박스 적재부(211)에 박스(B)가 남아 있지 않은 경우에, 적재된 박스(B)들을 제1 박스 적재부(411)로 이송할 수 있도록 구성된 제2 박스 적재부(412)를 포함할 수 있다. 물론, 필요에 따라 제2 박스 적재부(412)와 동일한 방법으로 제3, 4 박스 적재부를 추가하는 것도 가능할 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제1 박스 적재부(411)는 하부면에 박스 전달 컨베어(440)가 구비되어 있고, 측면에는 박스 분리 실린더(470)가 형성되어 있다. 이러한 구성을 통해, 박스(B)가 적재된 상태에서 박스 전달 컨베어(440)가 상승시킨 상태에서 박스 분리 실린더(470)를 작동시켜 박스의 측면을 지지한다. 이 때, 박스 분리 실린더(470)가 최하단 박스의 바로 상부에 위치한 박스를 지지하도록 제어함으로써, 상기 박스 전달 컨베어(440)를 하강시키면, 최하단의 박스만 상기 박스 전달 컨베어(440)에 의해 이동될 수 있도록 한다. 다음으로, 상기 박스 전달 컨베어(440)를 작동시켜 최하단의 박스가 상기 박스 이송 모듈(420)로 이동되도록 한 다음 박스 전달 컨베어(440)의 작동을 중지시킨다.

두 번째 박스(B)를 박스 이송 모듈(420)로 이송시키기 위해서, 상기 박스 전달 컨베어(440)를 상승시켜 남아 있는 박스의 하부면을 지지하도록 한다. 다음으로, 박스 분리 실린더(470)와 박스를 분리시키고, 박스를 하강시킨다. 그 다음으로, 다시 박스 분리 실린더(470)를 작동시켜 박스를 지지한다. 이 과정에서, 박스 전달 컨베어(440)가 직접 지지하는 최하단 박스의 바로 상부면에 위치하는 박스가 상기 박스 분리 실린더(470)에 의해 지지되도록 제어한다. 마지막으로, 박스 전달 컨베어(440)를 하강시킨 후 작동시켜, 두 번째 박스를 상기 박스 이송모듈(420)로 이동되도록 한다.

이와 같은 과정을 반복하여 제1 박스 적재부(411)에 적재된 박스는 상기 박스 이송모듈(420)로 이동시킬 수 있다.

상기 제1 박스 적재부(411)에 적재된 박스(B)가 모두 박스 안착부(340)에 공급되고 나면, 제1 박스 적재부(411)로 제2 박스 적재부(412)에 적재된 박스들을 이동시킬 수 있도록 박스 전달 컨베어(430)의 높이를 제어한다. 그리고, 제2 박스 적재부(412)에 적재된 박스들을 제1 박스 적재부(411)로 이동시킨다. 이 때, 제2 박스 적재부(412)의 박스들은 상기 박스 전달 컨베어(440)를 작동시키면서 작업자가 밀어서 제1 박스 적재부(411)로 이동시킬 수 있다. 또한, 제2 바스 적재부(412)의 하부면에 박스 공급 컨베어(450)를 설치하고 이를 작동시키며 제2 박스 적재부(412)에 적재된 박스 전체를 제1 박스 적재부(411)로 이동시키는 것이 가능하도록 구성할 수도 있다.

박스 이송 모듈(420)은 상기 제1 박스 적재부(411)에 적재된 최하단 박스(B)를 박스 안착부(140)로 이동시키기 위한 구성이다. 본 발명에서의 박스 이송 모듈(420)은 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 박스 이송 컨베어(421)와 박스 배출 컨베어(422) 및 박스 이송 리프터(243)를 포함하고 있다.

박스 이송 컨베어(421)는 상기 박스 전달 컨베어(440)로부터 전달되는 박스(B)를 원활하게 전달받을 수 있도록 박스 전달 컨베어(440)의 작동 방향과 동일한 방향으로 작동할 수 있는 띠 형상의 컨베어로 구성되어 있다.

도 9(b)에 도시된 바와 같이, 상기 박스 이송 컨베어(421)는 상기 박스 이송 리프터(423)에 연결되어 승강 가능하도록 구성되어 있고, 박스 이송 컨베어(421)에 박스(B)가 전달되면, 상기 박스 이송 컨베어(421)는 상승하여 상기 박스 안착부(340)로 박스(B)를 이송시킨다. 그 후, 필요에 따라 박스 이송 컨베어(421)를 작동시켜 박스 이송 컨베어(421) 상에 있는 박스(B)를 좀 더 제품 이송 컨베어(330)에 근접하도록 하여 상기 박스 안착부(340)에 안착시킬 수도 있다. 이 때, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 제품 적재 유닛(300)에는 안착된 박스(B)를 보다 안정적으로 지지하기 위해 박스의 측면을 지지하는 박스 고정 실린더(460)가 형성되어 있을 수 있다.

상기 박스 안착부(340)에 박스(B)가 안착되면, 상기 제품 이재 로봇(360)이 박스(B) 내에 적재된 제품 모두를 상기 제품 이송 컨베어(330)에 내려놓는 작업을 하고, 박스(B)는 빈 박스가 된다. 빈 박스는 상기 박스 배출 컨베어(422)를 통해 배출된다.

상기 박스 이송 컨베어(421)는 상기 박스 배출 컨배어(422)와 작동 방향이 서로 수직을 이루고 있지만, 도 9(b), 9(c)를 살펴보면, 상기 박스 이송 컨베어(421)는 띠 형상의 컨베어로 형성되어 있고, 박스 배출 컨베어(422)를 이루는 롤러의 사이에 형성되어 있다. 따라서, 박스 이송 컨베어(421)가 설치된 프레임과 연결된 상기 박스 이송 리프터(423)를 작동하여 상기 박스 이송 컨베어(421)를 상기 박스 배출 컨베어(422)의 상부 또는 하부로 이송시키더라도 상기 박스 이송 컨베어(421)와 박스 배출 컨베어(422)는 서로 간섭이 없도록 구성되어 있다.

박스 이송 모듈의 전반적인 작동을 살펴보면 아래와 같다.

박스(B)를 상기 박스 전달 컨베어(440)로부터 전달받을 때에는 박스 이송 컨베어(421)가 상기 박스 전달 컨베어(440)보다는 낮은 위치에 있고 상기 박스 배출 컨베어(422) 보다는 높은 위치에 있을 수 있도록 상기 박스 이송 리프터(423)를 작동시킨다. 박스가 전달될 때에는 박스 이송 컨베어(421)도 작동시킨다. 이러한 구성을 통해 박스(B)는 박스 이송 컨베어(421)로 쉽게 이송될 수 있다.

박스(B)가 박스 이송 컨베어(421)로 완전히 이송되면, 박스 이송 컨베어(421)의 작동을 중지시키고, 상기 박스 이송 리프터(423)를 작동시켜 박스 이송 컨베어(421)를 상승시켜 상기 박스 안착부(340)에 박스(B)가 안착될 수 있도록 한다. 이 때, 박스(B)가 박스 안착부(340) 방향으로 보다 더 이동이 필요한 경우에는 상기 박스 이송 리프터(423)를 추가로 작동시킬 수도 있다.

다음으로, 박스 안착부(340)에 안착된 박스(B)가 상기 제품 이재 로봇(360)의 작업으로 박스(B)에 적재된 제품 전체가 이재되어 박스가 비게 되면, 상기 박스 이송 리프터(423)를 작동시켜 상기 박스 이송 컨베어(421)를 아래로 하강시킨다. 이 때, 상기 박스(B)가 박스 안착부(340)에 안착될 때 박스 안착부(340) 방향으로 이동이 있었던 경우에는 먼저, 상기 박스 이송 컨베어(421)를 반대로 작동시켜 빈 박스(B)를 상승시의 초기 위치로 이동시킨 후 박스 이송 리프터(423)를 작동시키는 것이 바람직할 것이다.

상기 박스 이송 리프터(423)의 하강 작동으로 상기 박스 이송 컨베어(421)는 상기 박스 배출 컨베어(422)보다 아래쪽에 위치하도록 한다. 이러한 작동을 통해, 상기 빈 박스(B)는 상기 박스 배출 컨베어(422)에 놓이고, 상기 박스 이송 컨베어(421)와는 분리된다.

이 상태에서, 박스 배출 컨베어(422)를 작동시키면 빈 박스(B)는 빈 박스 수거 유닛(500) 방향으로 배출시킬 수 있다.

위에서 살펴본 제품 적재 유닛(300)과 박스 공급 및 배출 유닛(400)은 케이스(C)에 적재하고자 하는 제품의 수 또는 종류에 따라 다수 개를 병렬로 설치하여 사용할 수 있고, 각 유닛(300, 400)에서 모든 컨베어는 독립적으로 구동되도록 구성하여 병렬로 연결된 구성에서 서로 작업의 속도가 다른 경우에 대응할 수 있도록 컨베어를 정지시키는 등의 제어를 할 수 있는 제어부(미도시)를 포함하고 있다.

도 2에 나타난 바와 같이 빈 박스 수거 유닛(500)은 하나 또는 다수가 병렬로 연결된 박스 공급 배출 유닛(400)의 박스 배출 컨베어(422)와 연결되도록 구성되어 있다.

다수의 제품이 적재된 케이스(C)에는 통상적으로 작은 크기의 증정품이 포함되는 경우가 많다.

이러한 증정품이 필요한 경우에, 위에서 살펴본 제품 적재 유닛(300)을 증정품 공급용으로 사용할 수도 있을 것이고, 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 증정품 적재 유닛(600)을 병렬로 설치할 수도 있을 것이다.

별도의 증정품 적재 유닛(600)은 제품 적재 유닛(300)과 같이 제품 이재 로봇(360)과 제품 적재 로봇(370)이 설치된 구성을 이용할 수도 있지만, 증정품은 통상 제품보다 크기가 작으므로, 도 10에 도시된 바와 같이 회전 피더(630)가 형성된 증정품 적재 유닛(600)을 사용할 수 있다.

도 10을 살펴보면, 증정품 적재 유닛(600)에 상기 제품 적재 유닛(300)의 상, 하부 케이스 이송 컨베어(321, 322)와 연결되는 상, 하부 케이스 이송 컨베어(621, 622)가 형성되어 있고, 회전 피더(630)에 공급된 증정품을 상기 하부 케이스(C2)에 적재하는 증정품 적재용 로봇(670)이 설치되어 있다. 본 발명에서는 회전 피더(630)에 증정품을 사람이 공급하도록 구성되어 있는데, 이를 위에서 살펴본 박스 공급 및 배출 유닛(400)의 구성을 추가로 적용하여 자동으로 공급하는 것도 가능할 것이다.

다음으로, 케이스(C)에 제품을 적재하는 공정 중에 사람이 수작업을 통해서 할 수 있는 공정이 있을 수 있다. 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 수작업 유닛(700)을 추가로 설치할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 수작업 유닛(700)은 제품 적재 유닛(300)과 증정품 적재 유닛(600)과 병렬로 연결되어 설치될 수 있을 것이다.

케이스(C)에 증정품 등을 포함한 제품 적재가 완료되면, 설명서 등과 같은 삽지를 적재할 수 있도록 흡착부(미도시)를 포함하는 삽지 공급 유닛(미도시)을 추가로 설치할 수도 있다.

또한, 케이스(C)에 적재가 완료된 후에는 도 2에 도시된 바와 같이 하부 케이스(C2)에 상부 케이스(C1)를 합체하는 케이스 합체 유닛(800)이 설치될 수 있다. 도 11을 살펴보면, 케이스 합체 유닛(800)에는 하부 케이스 이송 컨베어(821)와 상부 케이스 이송 컨베어(822)가 형성되어 있으며, 상기 상부 케이스 이송 컨베어(822)로 이송되는 상부 케이스(C2)를 집어서 하부 케이스(C1)에 합체시킬 수 있는 케이스 합체용 로봇(870)이 형성되어 있을 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이 케이스 합체 유닛(800)에서 상부 케이스(C2)가 하부 케이스(C1)에 합체되므로, 상브 케이스 이송 컨베어(822)는 케이스 합체 유닛(800)까지만 설치되어 있으면 충분하다. 또한, 케이스 합체 유닛(800)에는 하부 케이스(C1)에 상부 케이스(C2)가 합체된 이후에 합체된 케이스(C)가 보다 완벽하게 합체될 수 있도록 하부 케이스 이송 컨베어(821)의 후단부에 케이스 누름장치(830)가 추가로 설치되어 있을 수 있다.

마지막으로 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 포장용 로봇 시스템에는 합체된 케이스(C)를 다수 개 포장하는 케이스 제함 유닛(900)이 형성되어 있을 수 있다. 케이스 제함 유닛(900)은 이미 많은 기술분야에서 사용되고 있으며, 다단으로 적재된 케이스(C)를 하나의 박스에 적재하는 세트인케이싱장치(930)와 박스공급장치(950) 및 테이핑 장치(970) 등을 포함하고 있을 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 포장용 로봇시스템, 100 : 케이스 공급 유닛,
110 : 케이스 공급 전장반, 111 : 케이스 공급 컨베어 구동부,
112 : 공급 푸셔, 113 : 케이스 스토퍼,
120 : 케이스 공급 컨베어, 130 : 이송 푸셔 유닛,
140 : 제1실린더 유닛, 141 : 제1지지 플레이트,
142 : 제1실린더, 142a : 제1실린더 고정부,
142b : 제1실린더 피스톤, 143 : 제1실린더 지지대,
144 : 제1 LM 가이드, 145 : 제1 LM 가이드 블록,
147 : 제1 이동 플레이트, 148 : 제1 결합구, 149 : 이송 푸셔,
150 : 제2실린더 유닛, 151 : 제2지지 플레이트,
152 : 제2실린더, 152a : 제2실린더 고정부,
152b : 제2실린더 피스톤, 153 : 제2실린더 지지대,
154 : 제2 LM 가이드, 155 : 제2 LM 가이드 블록,
156 : 연결플레이트, 156a : 결합부, 157 : 제2 이동 플레이트,
158 : 제2 결합구, 159 : 케이스 받침대,
160 : 이송 푸셔 유닛 지지대, 200 : 케이스 분리 유닛,
210 : 케이스 안내 컨베어, 211 : 경사부,
221 : 하부 케이스 이송 컨베어, 222 : 상부 케이스 이송 컨베어,
230: 케이스 분리 유닛 프레임, 231 : 상부 이동 레일,
240 : 하부 케이스 분리부, 241 : 하부 케이스 흡착부,
250 : 상부 케이스 분리부, 251 : 상부 케이스 흡착부,
251a : 상단 흡착부, 251b : 하단 흡착부,
260 : 상부 케이스 분리봉, 270 : 위치 센서,
300 : 제품 적재 유닛, 310 : 제품 적재 유닛 본체,
320 : 케이스 이송 컨베어, 321 : 하부 케이스 이송 컨베어,
322 : 상부 케이스 이송 컨베어, 330 : 제품 이송 컨베어,
340 : 박스 안착부, 350 : 로봇 프레임,
360 : 제품 이재 로봇, 361 : 이동 레일, 362 : 그립 유닛,
370 : 제품 적재 로봇, 380 : 회전 유닛,
400 : 박스 공급 및 배출 유닛, 410 : 박스 적재부,
411 : 제1 박스 적재부, 412 : 제2 박스 적재부,
420 : 박스 이송 모듈, 421 : 박스 이송 컨베어,
422 : 박스 배출 컨베어, 423 : 박스 이송 리프터,
440 : 박스 전달 컨베어, 450 : 박스열 공급 컨베어,
460 : 박스 고정 실린더, 470 : 박스 분리 실린더,
500 : 빈 박스 수거 유닛, 600 : 증정품 적재 유닛,
621 : 하부 케이스 이송 컨베어, 622 : 상부 케이스 이송 컨베어,
630 : 회전 피더, 650 : 증정품 적재 유닛 프레임
670 : 증정품 적재용 로봇, 700 : 수작업 유닛,
800 : 케이스 합체 유닛, 821 : 하부 케이스 이송 컨베어,
822 : 상부 케이스 이송 컨베어, 830 : 케이스 누름 장치,
850 : 케이스 합체 유닛 프레임, 870 : 케이스 합체용 로봇,
900 : 케이스 제함 유닛, 930 : 세트 인케이싱 장치,
950 : 박스 공급 장치, 970 : 테이핑 장치, B : 박스
C : 케이스. C1 : 하부 케이스, C2 : 상부 케이스(덮개)
W : 제품

Claims

케이스(C) 공급유닛(100); 제품 적재 유닛(300) 및 상기 제품 적재 유닛(300)의 일측에서 케이스(C)에 적재할 제품이 담겨 있는 박스(B)를 상기 제품 적재 유닛(300)에 공급하고 빈 박스(B)를 배출하는 박스 공급 및 배출 유닛(400)을 포함하고 있으며,
적어도 상기 제품 적재 유닛(300)은 독립적으로 구동될 수 있는 모듈로 구성되어 있어, 상기 케이스(C)에 적재하고자 하는 제품의 수에 따라, 상기 제품 적재 유닛(300)을 병렬로 연결하여 설치할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템에 있어서,
상기 케이스(C) 공급유닛(100)과 상기 제품 적재 유닛(300) 사이에 케이스(C) 분리 유닛(200)이 설치되어 있고,
상기 케이스 분리 유닛(200)과 상기 제품 적재 유닛(300)에는 각각 하부 케이스 이송 컨베어(221, 321)와 상부 케이스 이송 컨베어(222, 322)가 평행하게 형성되어 있으며,
상기 케이스 분리 유닛(200)에서 상기 케이스(C)를 하부 케이스(C1)와 상부 케이스(C2)로 분리하여 각각 하부 케이스 이송 컨베어(221)와 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 의해 위치시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
제1항에 있어서, 상기 제품 적재 유닛(300)은 적재 유닛 전장반(310); 상기 적재 유닛 전장반(310)의 상부 일측에 형성되어 있고 상기 케이스(C)를 이동시킬 수 있도록 형성된 케이스 이송 컨베어(320); 상기 케이스 이송 컨베어(320)의 일측에 형성된 제품 이송 컨베어(330); 상기 박스 공급 및 배출 유닛(400)으로부터 공급된 박스(B)가 위치할 수 있도록 상기 제품 이송 컨베어(330)의 일측에 형성된 박스 안착부(340); 상기 박스 안착부(340)에 배치된 박스(B)에 담겨 있는 제품을 상기 제품 이송 컨베어(330)에 내려 놓는 작업을 수행하는 이재 로봇(360); 상기 제품 이송 컨베어(330)에서 이송되는 제품을 상기 케이스 이송 컨베어(320) 상에 구비된 케이스(C)에 적재하는 작업을 수행하는 적재 로봇(370)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
제2항에 있어서, 상기 제품 이송 컨베어(330)는 ‘ㄷ’자 형상으로 형성되어 있고, 상기 박스안착부(340)는 상기 ‘ㄷ’자 형상의 개구부에 형성되는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
제2항에 있어서, 상기 박스 공급 및 배출 유닛(400)은 박스를 적재하는 제1 박스 적재부(411); 상기 제1 박스 적재부(411)에 형성된 박스 전달 컨베어(440); 상기 박스 전달 컨베어(440)의 작동에 의해 전달된 박스(B)를 상기 박스 안착부(340)까지 상승시킬 수 있고 박스를 배출시킬 수 있는 박스 이송 모듈(420)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
제4항에 있어서, 상기 박스 이송 모듈(420)은 박스 전달 컨베어(440)로부터 상기 박스(B)가 전달될 때 상기 박스의 전달 방향과 동일한 방향으로 구동되는 박스 이송 컨베어(421); 상기 박스 이송 컨베어(421)의 방향과 수직인 방향으로 상기 박스(B)를 배출시킬 수 있도록 구동하는 박스 배출 컨베어(422) 및 상기 박스 이송 컨베어(421) 상에 있는 박스(B)를 상기 박스 안착부(340)로 이송시킬 수 있도록 상기 박스 이송 컨베어(421)를 승강시키는 박스 이송 리프터(423)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템
제4항에 있어서, 상기 박스 전달 컨베어(440)는 승강 가능하도록 형성되어 있고, 상기 제1박스 적재부(411)에는 적재된 박스의 측면을 지지할 수 있도록 형성된 박스 분리 실린더(470)가 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템
제4항에 있어서, 상기 제1 박스 적재부(411)의 일측에는 제2 박스 적재부(412)가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
제1항에 있어서, 상기 케이스(C) 공급유닛(100)은 케이스 공급 컨베어(120); 상기 케이스 공급 컨베어(120)의 일측에 형성되어 있고 공급된 케이스(C)를 상기 제품 적재 유닛(300) 방향으로 이송시킬 수 있도록 형성된 케이스 안내 컨베어(210); 및 상기 케이스 공급 컨베어(120)로부터 케이스(C)를 공급받아 상기 케이스 안내 컨베어(210)에 실어주는 이송 푸셔 유닛(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
제8항에 있어서, 상기 이송 푸셔 유닛(130)은 일측에 이송 푸셔(149)가 결합된 제1 실린더 유닛(140); 및 상기 제1 실린더 유닛(140)의 하부에 위치하며 상기 제1 실린더 유닛(140)을 이송시킬 수 있도록 형성된 제2 실린더 유닛(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 케이스 분리 유닛(200)은 상기 케이스(C)를 분리할 때, 하부 케이스(C1)는 개구부가 외부에 노출되도록 하부 케이스 이송 컨베어(221)에 놓여지고, 상부 케이스(C2)는 외부 덮개면이 노출되도록 상부 케이스 이송 컨베어(222)에 놓여지도록 하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.
제1항에 있어서, 증정품 적재 유닛(600); 수작업 유닛(700); 케이스 합체 유닛(800); 및 케이스 제함 유닛(900) 중의 적어도 하나가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 포장용 로봇시스템.