KR102374186B1 - 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치 - Google Patents

로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치 Download PDF

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Abstract

로봇을 통해 박스에 손잡이를 보다 용이하고 신속하게 장착할 수 있도록, 박스가 이송되는 컨베이어 일측에 구비되어 손잡이를 연속적으로 공급하기 위한 공급부, 상기 공급부에서 손잡이를 클램핑하고 상기 손잡이를 변형시켜 손잡이 선단의 후크를 상기 박스의 삽입구에 끼우기 위한 장착부, 선단에 상기 장착부를 결합하여 상기 공급부와 상기 컨베이어 사이에서 장착구를 필요 위치로 이동시키기 위한 로봇, 상기 컨베이어에 마련되어 박스를 상기 로봇의 손잡이 장착 위치에 맞춰 고정시키기 위한 고정부를 포함하는 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치를 제공한다.

Description

로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치{APPARATUS FOR MOUNTING HANDLE TO BOX USING ROBOT}
본 개시내용은 박스 손잡이를 박스에 장착하기 위한 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 제품을 포장하고 있는 박스에는 사용자가 용이하게 들고 이동할 수 있도록 플라스틱 재질의 손잡이가 설치되어 있다.
손잡이는 박스와 별도로 마련되어 박스에 끼워져 설치될 수 있다. 손잡이는 제품을 박스에 포장하여 생산하는 과정에서 박스에 장착될 수 있다. 손잡이를 수작업으로 장착하는 경우 생산성이 저하될 수 있다. 이에, 기계화 공정을 통해 박스에 손잡이를 자동으로 장착하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다.
손잡이를 기계적으로 장착하기 위한 설비들은, 소정 형태의 손잡이를 파지한 후 공급되는 박스의 삽입구에 끼워 장착하는 구조로 되어 있다.
종래의 설비는 손잡이와 박스를 설정된 위치로 하나씩 순차적으로 공급해야 하므로 설비 구조나 작업 공정이 매우 복잡해져 작업성이 떨어지고 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 손잡이 장착 불량이 빈번히 발생되며, 장착 과정에서 박스가 손상되는 문제가 있다.
최근 들어, 제품의 생산성이 더 가속화되고 있어 보다 대량의 손잡이를 신속하게 박스에 장착하기 위한 설비가 요구되고 있다. 이에, 종래 손잡이 장착 장치를 개선하는 것은 사용자에게 많은 장점을 제공한다.
본 과제는 로봇을 통해 박스에 손잡이를 보다 용이하고 신속하게 장착할 수 있도록 된 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 손잡이 장착 과정에서 박스의 손상을 방지할 수 있도록 된 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치를 제공하는 것이다.
본 과제는 정확한 위치에 박스를 정렬시킨 상태에서 손잡이 장착이 이루어질 수 있도록 된 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치를 제공하는 것이다.
본 구현예의 장치는, 박스가 이송되는 컨베이어 일측에 구비되어 손잡이를 연속적으로 공급하기 위한 공급부, 상기 공급부에서 상기 손잡이를 클램핑하고 손잡이 선단의 후크를 상기 박스의 삽입구로 향하도록 그 형태를 변형시키기 위한 장착부, 선단에 상기 장착부를 결합하여 상기 공급부와 상기 컨베이어 사이에서 장착구를 필요 위치로 이동시켜 손잡이의 후크를 박스의 삽입구에 끼우기 위한 로봇, 상기 컨베이어에 마련되어 박스를 상기 로봇의 손잡이 장착 위치에 맞춰 고정시키기 위한 고정부를 포함할 수 있다.
상기 공급부는 원형 나선구조로 손잡이를 나선을 따라 순차적으로 이동시키는 피더, 상기 피더 출측에 연결되어 길게 연장되고 손잡이의 후크가 걸려 이송되는 걸림바를 포함할 수 있다.
상기 로봇은 적어도 두 대가 구비되어 상기 공급부를 따라 이격 배치되고, 상기 공급부는 공급되는 손잡이를 각각의 로봇으로 분배하기 위한 분할공급부를 더 포함할 수 있다.
상기 분할공급부는 상기 걸림바 출측 선단에서 이격되어 배치되는 적어도 두 개가 공급바, 상기 걸림바와 상기 공급바 사이에 배치되어 걸림바에 연결하는 이동바, 상기 이동바를 각각의 공급바로 이동시키는 이송실린더, 상기 걸림바 일측에 설치되어 손잡이의 이동을 선택적으로 차단하는 스토퍼와 스토퍼 구동을 위한 작동실린더, 상기 이송바에 걸려 있는 손잡이를 공급바로 이동시키기 위한 피딩기를 포함할 수 있다.
상기 피딩기는 상기 손잡이를 밀어 이동시키기 위한 이동실린더를 포함할 수 있다.
상기 피딩기는 에어노즐을 통해 상기 손잡이로 에어를 분사하여 손잡이를 이동시키는 에어분사기를 포함할 수 있다.
상기 장착부는 로봇의 아암 선단에 설치되는 브라켓, 상기 브라켓에 설치되어 손잡이의 양 면을 잡기 위한 한 쌍의 클래핑바, 상기 클램핑바를 모으거나 벌려주기 위한 클램핑구동부, 상기 클램핑바 외측에 배치되고 양 선단은 손잡이 삽입방향으로 절곡되어 손잡이의 양측 선단부를 구부려 주기 위한 절곡부재, 상기 브라켓에 설치되고 상기 절곡부재에 연결되어 절곡부재를 클램핑바로 이동시켜 주기 위한 구동실린더를 포함할 수 있다.
상기 클램핑바는 손잡이 삽입방향에 대해 아래쪽에 위치하는 하부지지대와 상부에 위치하는 상부고정대를 포함할 수 있다.
상기 하부지지대는 상기 손잡이와 접하는 면이 평면을 이루며 상기 박스의 삽입구 사이 길이에 대응되는 길이로 연장된 평면 플레이트 구조이고, 상기 상부고정대는 상기 하부지지대의 중심부에 배치되어 손잡이의 중심부를 하부지지대에 눌러 고정하는 구조일 수 있다.
상기 절곡부재는 상기 몸체와 상기 몸체 양 측단에 설치되고 손잡이 삽입방향으로 연장되어 손잡이를 절곡시키기 위한 가이드리브를 포함할 수 있다.
상기 가이드리브는 상기 몸체에 탈부착되는 구조일 수 있다.
상기 몸체는 상기 하부지지대에 대응되는 평면 구조로 상기 하부지지대에 손잡이를 사이에 두고 밀착되어 손잡이를 눌러 고정하며 중심부에는 상기 상부고정대가 삽입되는 홈부가 형성되고, 상기 가이드리브는 상기 몸체에서 직각으로 배치되어 상기 손잡이 양 측부를 직각으로 구부려 주는 구조일 수 있다.
상기 가이드리브는 상기 몸체가 클램핑바로 완전히 이동하였을 때 가이드리브 선단이 손잡이의 후크를 눌러줄 수 있는 길이로 연장 형성될 수 있다.
상기 고정부는 컨베이어 일측에 구비되고 컨베이어 상으로 돌출되어 이송되는 박스를 정지시키기 위한 멈춤부재와, 상기 멈춤부재를 선택적으로 이동시키기 위한 승강실린더, 상기 멈춤부재에 의해 정지된 박스에 가압 밀착되어 박스를 고정하는 고정부재, 상기 고정부재를 선택적으로 이동시키기 위한 고정실린더를 포함할 수 있다.
상기 고정부재는 적어도 하나 이상으로 배열된 박스의 상단 모서리 대각선 방향으로 대향 배치되어 배열된 박스의 대각선 방향에서 각각 상단 모서리를 가압하여 고정하는 구조일 수 있다.
이와 같이 본 구현예에 의하면, 공급되는 손잡이를 로봇이 파지하여 박스의 정확한 위치로 이동시켜 박스에 장착할 수 있게 된다. 이에, 손잡이를 정렬하고 이동하여 장착하는 일련의 공정을 단순화하여 생산성을 보다 극대화할 수 있다.
또한, 박스를 정확한 위치로 이동하여 고정시킨 상태에서 손잡이 장착 작업이 이루어져, 박스 유동 등에 의한 손잡이 장착 불량을 방지할 수 있게 된다.
또한, 설비의 구조가 단순화되어 설비 불량이나 손잡이 장착 과정에서 발생되는 작업 불량을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 손잡이의 걸림편이 박스의 삽입구 내측으로 정확하게 삽입되도록 함으로써, 손잡이 장착 불량 및 박스 손상을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시예에 따른 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치의 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 박스 손잡이 장착 장치의 공급부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4와 도 5는 본 실시예에 따른 박스 손잡이 장착 장치의 장착부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 박스 손잡이 장착 장치의 박스 공급부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치의 장착부에 의해 손잡이가 박스에 장착되는 상태를 도시한 개략적인 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 손잡이 장착 장치의 전체적인 구성을 나타내고 있다.
본 장치는 박스(200)를 이송하는 컨베이어(300) 일측에 배치되어 연속적으로 공급되는 박스(200)에 손잡이(100)를 장착할 수 있다. 예를 들어, 박스(200)는 손잡이(100)가 장착되는 면이 상부를 향하도록 하여 컨베이어(300)에 수직으로 세워져 이송될 수 있다.
이하 설명에서, 도 1의 x축 방향을 박스(200)의 이동방향이라 한다. 또한, y축 방향을 따라 위쪽을 상 또는 상부, 아래쪽을 하 또는 하부라 한다. 손잡이(100)는 y축 방향을 따라 하부로 이동되어 상부를 향하고 있는 박스(200)의 삽입구(210)에 끼워져 장착된다. 이하, y축 방향을 손잡이(100)의 삽입방향이라 한다.
손잡이(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 두께가 얇고 길게 연장된 밴드 형태를 이룬다. 손잡이(100) 양 선단에는 박스(200) 삽입구(210)에 끼워져 걸려 고정되는 후크(110)가 일체로 형성된다. 손잡이(100)는 예를 들어, 탄성력을 갖는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
박스(200) 상부에 두 개의 삽입구(210)가 이격 형성된다. 삽입구(210)는 손잡이(100)의 후크(110)가 끼워진 상태에서 쉽게 빠지지 않도록 폭이 좁은 슬릿 형태로 형성될 수 있다. 삽입구(210)의 폭이 좁은 경우 후크(110)를 삽입하기는 어려우나, 삽입구(210)에서 후크(110)가 탈락하는 것을 방지하는 효과는 높일 수 있다.
본 실시예의 장치는, 로봇(30)을 구비하여 손잡이(100)를 박스(200)의 삽입구(210)에 삽입하는 구조로 되어 있다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 손잡이 장착 장치는, 손잡이(100)를 연속적으로 공급하기 위한 공급부(10), 공급부(10)에서 손잡이(100)를 클램핑하고 손잡이(100) 선단의 후크(110)를 박스(200)의 삽입구(210)로 향하도록 그 형태를 변형시키기 위한 장착부(40), 선단에 장착부(40)를 결합하여 공급부(10)와 컨베이어(300) 사이에서 장착부(40)를 필요 위치로 이동시켜 손잡이의 후크(110)를 박스의 삽입구(210)에 끼우기 위한 로봇(30), 컨베이어(300)에 마련되어 박스(200)를 로봇(30)의 손잡이(100) 장착 위치에 맞춰 고정시키기 위한 고정부를 포함할 수 있다.
이와 같이, 공급부(10)로부터 손잡이(100)를 클램핑하고 박스(200)로 이동하여 박스(200)에 삽입하는 일련의 공정이 로봇(30)을 통해 이루어짐에 따라, 장치의 구성을 보다 단순화할 수 있게 된다. 이에, 장치의 유지 보수가 용이하고 생산성을 보다 극대화할 수 있게 된다.
공급부(10)는 박스(200)가 이송되는 컨베이어(300) 일측에 구비될 수 있다. 공급부(10)는 원형 나선구조로 손잡이(100)를 나선을 따라 순차적으로 이동시키는 피더(12), 피더(12) 출측에 연결되어 길게 연장되고 손잡이(100)의 후크(110)가 걸려 이송되는 걸림바(14)를 포함할 수 있다.
피더(12) 외측에는 손잡이(100)가 수용되는 호퍼(16)와, 호퍼(16)의 손잡이(100)를 피터로 이송하기 위한 경사컨베이어(18)가 더 구비될 수 있다. 호퍼(16)에 수용된 손잡이(100)는 경사컨베이어(18)를 따라 피터로 이송된다.
피더(12)로 이송된 손잡이(100)는 피더(12)의 구동에 의해 나선 방향을 따라 순차적으로 하나씩 이동되고 최종적으로 피더(12) 출측에 배치된 걸림바(14)로 옮겨진다. 피더(12)는 진동을 통해 손잡이(100)를 전진 이동시키는 일반적인 구조로, 이하, 구체적인 구성 및 작용에 대한 설명은 생략한다.
피더(12)를 따라 이동되는 손잡이(100)는 세워진 상태로 걸림바(14)로 이동되어, 손잡이(100)의 선단에 형성된 후크(110)가 걸림바(14)에 걸리게 된다. 손잡이(100)는 걸림바(14)에 걸려 세워진 상태로 걸림바(14)를 따라 이동된다.
걸림바(14)는 컨베이어(300)에서 이격되어 컨베이어(300)의 진행방향을 따라 연장될 수 있다. 이에, 피더(12)에서 이송되는 손잡이(100)는 걸림바(14)를 따라 컨베이어(300) 진행방향으로 늘어서게 된다. 따라서, 로봇(30)이 걸림바(14)로부터 손잡이(100)를 컨베이어(300)쪽으로 바로 이동하여 컨베이어(300)를 따라 이송되는 박스(200)에 용이하게 장착할 수 있다.
공급부(10)는 피더(12)에서 공급되는 손잡이(100)를 각각의 로봇(30)으로 분배하기 위한 분할공급부를 더 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 분할공급부는 걸림바(14) 출측 선단에서 이격되어 배치되는 적어도 두 개가 공급바(20), 걸림바(14)와 공급바(20) 사이에 배치되어 걸림바(14)에 연결하는 이동바(22), 이동바(22)를 각각의 공급바(20)로 이동시키는 이송실린더(23), 걸림바(14) 일측에 설치되어 손잡이(100)의 이동을 선택적으로 차단하는 스토퍼(24)와 스토퍼(24) 구동을 위한 작동실린더(25), 이송바에 걸려 있는 손잡이(100)를 공급바(20)로 이동시키기 위한 피딩기(26)를 포함할 수 있다.
이동바(22)는 걸림바(14)와 같이 길게 연장된 바 구조물일 수 있다. 이동바(22)의 입측 선단은 걸림바(14)의 출측 선단과 마주 접하여 걸림바(14) 출측에서 배출되는 손잡이(100)를 공급받을 수 있다.
이동바(22)의 출측 선단은 공급바(20)의 입측 선단과 마주 접하여 공급바(20)와 연결될 수 있다. 이에 이동바(22)에 걸려 있는 손잡이(100)들을 공급바(20)로 밀어 이동시킬 수 있다.
이동바(22)는 두 개의 서로 이격되어 있는 공급바(20) 사이에서 이동되어 각각의 공급바(20)와 선택적으로 연결될 수 있다. 이송실린더(23)가 전후진 구동됨에 따라 이동바(22)가 두 개의 공급바(20) 중 일측 공급바(20)와 연결된다.
스토퍼(24)는 걸림바(14) 출측 선단쪽에 배치되고, 필요시 작동실린더(25)의 신축 구동에 따라 걸림바(14)쪽으로 돌출된다. 걸림바(14)는 걸림바(14) 출측으로 배출되는 손잡이(100)의 이동을 막는다. 돌출된 스토퍼(24)에 의해 손잡이(100)가 걸려 걸림바(14)에서 손잡이(100)의 배출이 차단된다.
따라서, 이동바(22)를 움직여 각 공급바(20)로 손잡이(100)를 분배하는 중에는 스토퍼(24)를 걸림바(14)쪽으로 돌출시켜, 손잡이(100)가 걸림바(14)에서 배출되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에, 손잡이(100)가 이동되지 않는 상태에서 이동바(22)를 움직여 필요한 공급바(20)로 이동바(22)를 연결할 수 있게 된다.
이동바(22)가 움직여 일측 공급바(20)에 연결되면, 피딩기(26)가 구동되어 이동바(22)에 걸려 있는 손잡이(100)를 밀어 공급바(20)로 이동시킬 수 있다.
피딩기(26)는 유압이나 공압으로 신축 구동되어 손잡이를 밀어 이동시키기 위한 이동실린더를 포함할 수 있다. 이동실린더가 구동되면 피스톤로드가 신장되고, 이동바(22)에 걸려 있는 손잡이(100)가 피스톤로드에 의해 밀려 공급바(20)로 이동된다.
또다른 실시예로, 피딩기(26)는 에어노즐을 통해 상기 손잡이로 에어를 분사하여 손잡이를 이동시키는 에어분사기를 포함할 수 있다. 에어노즐은 공급바를 향해 배치되어 있어, 에어분사기가 구동되면 에어노즐을 통해 손잡이로 에어가 분사된다. 이에, 이동바(22)에 걸려 있는 손잡이가 에어 분사압에 의해 밀려 공급바(200로 이동될 수 있다.
상기한 구조 외에 피딩기는 이동바에서 손잡이를 공급바로 이동시킬 수 있는구조면 모두 적용될 수 있다.
이와 같이, 손잡이(100)를 각각의 공급바(20)로 분배함으로써, 복수의 로봇(30)이 각 공급바(20)로부터 손잡이(100)를 공급받아 필요한 작업을 수행할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 로봇(30)은 적어도 두 개 이상 구비될 수 있다. 각 로봇(30)은 공급부(10)를 따라 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 로봇(30)은 두 개의 공급바(20)에 대응하여 두 개가 컨베이어(300)의 박스 진행방향을 따라 배열 설치될 수 있다.
로봇(30)의 암 선단에 장착부(40)가 설치된다. 로봇(30)의 구동에 따라 장착부(40)는 공급부(10)와 박스(200) 사이의 필요 위치로 이동될 수 있다. 장착부(40)는 손잡이(100)를 클램핑하고 박스(200)의 삽입구(210)에 후크(110)를 끼워넣을 수있도록 손잡이(100)의 형태를 변형하는 작업을 수행하게 된다.
로봇(30)은 장착부(40)를 공급바(20)와 컨베이어(300)의 박스(200) 상단 사이로 이동함과 더불어, 장착부(40)의 방향과 위치를 적절하게 가변한다.
로봇(30)은 복수의 암을 구비하여 다축으로 움직일 수 있는 구조일 수 있다. 이에, 로봇(30)은 아암의 선단에 장착된 장착부(40)를 원하는 각도와 방향으로 이동하여 필요한 작업을 수행할 수 있다.
도 4와 도 5는 본 실시예의 장착부(40)를 나타내고 있다.
도시된 바와 같이, 장착부(40)는 로봇(30)의 아암 선단에 설치되는 브라켓(41), 브라켓(41)에 설치되어 손잡이(100)의 양 면을 잡기 위한 한 쌍의 클램핑바(42), 클램핑바(42)를 모으거나 벌려주기 위한 클램핑구동부(45), 클램핑바(42) 외측에 배치되고 양 선단은 손잡이 삽입방향으로 절곡되어 손잡이(100)의 양측 선단부를 구부려 주기 위한 절곡부재(46), 브라켓(41)에 설치되고 절곡부재(46)에 연결되어 절곡부재(46)를 클램핑바(42)로 이동시켜 주기 위한 구동실린더(49)를 포함할 수 있다.
이에, 로봇(30)의 구동에 따라 장착부(40)는 공급바(20)로 이동되어 공급바(20)에 걸려 있는 손잡이(100)를 클램핑할 수 있다. 그리고, 장착부(40)는 로봇(30)에 의해 박스(200) 상부로 이동된 상태에서 손잡이(100)를 구부려 후크(110)를 박스(200)의 삽입구(210)에 끼워 장착하게 된다.
클램핑바(42)는 손잡이 삽입방향에 대해 아래쪽에 위치하는 하부지지대(43)와 상부에 위치하는 상부고정대(44)를 포함할 수 있다.
로봇(30)의 구동에 따라 클램핑바(42)는 손잡이(100)로 이동되고, 클램핑구동부(45)의 작동에 의해 하부지지대(43)와 상부고정대(44)가 오므려 지면서 손잡이(100)를 클램핑한다.
클램핑바(42)에 손잡이(100)가 고정된 상태에서 로봇(30)이 움직이면서 장착부(40)는 공급부(10)에서 컨베이어(300)의 박스(200) 상부로 이동될 수 있다. 이 과정에서 로봇(30)은 암에 장착된 장착부(40)를 원하는 방향과 위치로 전환할 수 있다.
이에, 본 실시예의 장치는 로봇(30)과 로봇(30)에 설치된 장착부(40)의 유기적 결합구조를 통해, 손잡이(100)의 위치를 이동하고 방향을 전환하기 위한 장치의 구성이나 공정을 보다 단순화할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 하부지지대(43)는 손잡이(100)와 접하는 면이 평면을 이룬다. 또한, 하부지지대(43)는 박스(200)의 삽입구(210) 사이 길이에 대응되는 길이로 연장된 평면 플레이트 구조일 수 있다. 상부고정대(44)는 하부지지대(43)의 중심부에 배치되어 손잡이(100)의 중심부를 하부지지대(43)에 눌러 고정하는 구조일 수 있다.
이와 같이, 클램핑바(42)는 길게 연장된 하부지지대(43)와 하부지지대(43)의 중심부에 배치된 상부고정대(44)가 손잡이(100)를 상하로 고정함에 따라 손잡이(100)를 보다 견고하게 클램핑할 수 있다. 이에, 절곡부재(46)가 손잡이(100)를 구부려 절곡하는 과정에서 손잡이(100)의 유동이나 반발을 효과적으로 억제하고, 정확한 형태로 손잡이(100)를 변형시킬 수 있게 된다.
언급한 바와 같이, 하부지지대(43)는 상자의 삽입구(210) 사이 길이에 맞춰 길게 연장 형성된다. 이에, 하부지지대(43)는 손잡이(100)를 보다 넓은 면적으로 지지함과 더불어, 손잡이(100)의 양 선단부를 상자(200)의 삽입구(210) 간격에 맞춰 정확하게 절곡되도록 한다.
즉, 손잡이(100)는 하부지지대(43)의 양 선단에서 구부려지게 되므로, 손잡이(100) 양 선단의 후크(110)는 정확하게 삽입구(210)를 향할 수 있게 된다. 따라서, 손잡이(100) 양 선단의 후크(110)를 정확히 삽입구(210)에 끼워 넣을 수 있게 된다.
하부지지대(43)와 상부고정대(44)가 손잡이(100)를 클램핑하여 고정한 상태에서, 구동실린더(49)의 구동에 따라 절곡부재(46)가 클램핑바(42)로 이동되어 손잡이(100)의 양 선단부를 절곡시켜 구부려주게 된다.
본 실시예에서, 절곡부재(46)는 몸체(47)와 몸체(47) 양 측단에 설치되고 손잡이 삽입방향으로 연장되어 손잡이(100)를 절곡시키기 위한 가이드리브(48)를 포함할 수 있다.
몸체(47)는 대략 하부지지대(43)를 덮을 수 있는 정도의 길이로 형성될 수 있다. 몸체(47)는 하부지지대(43)에 대응되는 평면 구조로 하부지지대(43)에 손잡이(100)를 사이에 두고 밀착되어 손잡이(100)를 눌러 고정하는 구조로 되어 있다. 몸체(47)가 손잡이(100)의 윗면을 눌러 고정함으로써, 손잡이(100)의 후크(110)를 박스(200)의 삽입구(210)에 끼워 넣는 과정에서 손잡이(100)의 유동을 더 억제할 수 있고, 손잡이(100)의 삽입 불량을 방지할 수 있게 된다.
몸체(47)의 중심부에는 상부고정대(44)가 삽입되는 홈부가 형성될 수 있다. 이에, 절곡부재(46)가 이동되어 몸체(47)가 손잡이(100) 상면에 밀착되는 과정에서 상부고정대(44)와의 간섭을 방지할 수 있다.
가이드리브(48)는 몸체(47)의 양 측단에 착탈가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 가이드리브(48)는 몸체(47) 측단에 볼트에 의해 체결되어 고정 설치될 수 있다. 이에, 박스나 손잡이의 종류에 따라 다양한 크기나 구조의 가이드리브를 몸체에 교체하여 사용할 수 있다.
가이드리브(48)는 손잡이 삽입방향을 향해 연장되어 몸체에서 직각으로 배치된다.
가이드리브(48)에 의해 손잡이(100) 양측 선단부가 눌려져 변형된다. 가이드리브(48)와 하부지지대(43) 측단 사이 간격은 손잡이(100) 두께보다 충분히 크게 형성될 수 있다. 이에, 가이드리브(48)가 하부지지대(43)를 지나 손잡이(100)를 절곡시키는 과정에서 손잡이(100)가 가이드리브(48)와 하부지지대(43) 사이에서 꽉 끼는 것을 방지할 수 있다.
가이드리브(48)는 몸체(47)에서 직각으로 설치되어 손잡이(100)의 양측 선단부를 직각으로 구부려주는 구조로 되어 있다. 가이드리브(48)에 의해 손잡이(100)가 눌려지면, 손잡이(100)는 하부지지대(43) 양 측단에서 절곡되면서 직각으로 굽어지게 된다.
이와 같이, 손잡이(100)를 박스의 삽입구(210) 위치에 맞춰 직각으로 절곡시킴으로써, 정확히 손잡이(100)의 후크(110) 위치가 박스(200)의 삽입구(210) 위치에 일치하게 된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 가이드리브(48)는 몸체(47)가 클램핑바(42)로 완전히 이동하였을 때 가이드리브(48) 선단이 손잡이(100)의 후크(110)를 눌러줄 수 있는 길이로 연장 형성될 수 있다.
이에, 가이드리브(48)에 의해 후크(110)가 눌려지면서 후크(110)의 전체적인 폭을 좁힐 수 있게 된다. 따라서, 박스(200)의 삽입구(210)가 슬릿 형태로 얇게 형성된 경우에도 후크(110)를 삽입구(210)에 정확하고 안정적으로 삽입시킬 수 있게 된다.
즉, 가이드리브(48)가 손잡이(100) 선단을 지나 손잡이(100) 선단에 형성된 후크(110)까지 내려감에 따라, 손잡이(100)에서 외측으로 벌여져 있는 후크(110)가 가이드리브(48)에 의해 눌려지게 된다.
따라서, 손잡이(100)에 대해 후크(110)가 꺽여 구부려지면서 후크(110)의 외측 선단이 안쪽으로 밀려들어가게 된다. 이에, 손잡이(100)에서 후크(110)의 외측 선단 까지의 거리가 대폭 줄게 된다.
가이드리브(48)가 후크(110)를 가압하기 전에 손잡이(100)에서 외측으로 벌어져 있는 후크(110) 선단까지의 거리(A)는 대략 11mm 이다. 이에, 후크를 눌러 폭을 좁히지 않은 경우 박스(200)의 삽입구(210) 역시 이에 맞춰 매우 크게 형성해야 한다.
반면에 본 실시예의 경우 가이드리브(48)에 의해 손잡이(100)에서 후크(110) 선단가지의 거리(B)가 대략 5mm 이내로 줄게 된다. 따라서, 박스(200)의 삽입구(210) 폭이 작게 형성한 경우에도 박스(200)의 손상없이 손잡이(100)의 후크(110)를 박스(200)의 삽입구(210)에 용이하고 정확하게 삽입할 수 있게 된다.
언급한 바와 같이, 박스(200)의 삽입구(210) 폭을 얇게 형성하는 경우, 손잡이(100)의 후크(110)가 빠지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 경우, 박스(200)의 삽입구(210) 폭을 5mm 이하로 보다 얇게 형성하여 손잡이(100)의 탈락을 방지하면서도 손잡이(100)를 좁은 삽입구(210)로 용이하게 삽입할 수 있게 된다.
본 실시예와 달리, 후크(110)가 벌어진 상태로 박스(200)의 삽입구(210)에 삽입되는 경우, 삽입구(210)의 폭을 줄이기 어려우며 삽입구(210)의 폭이 커서 외력에 의해 손잡이(100)가 삽입구(210)에서 쉽게 이탈하게 된다.
손잡이(100)를 박스(200)에 장착하는 과정에서 박스(200)는 고정부에 의해 컨베이어(300) 상에서 고정된 상태를 유지할 수 있다.
고정부는 로봇(30)에 의해 설정된 위치로 이동된 장착부(40)의 위치에 맞춰 컨베이어(300) 상에서 박스(200)를 고정한다. 이에, 박스(200)가 정확한 위치에 유동되지 않은 상태에서 손잡이(100)의 장착이 이루어지게 된다. 따라서, 손잡이(100) 장착 불량을 최소화할 수 있게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 고정부는 컨베이어(300) 일측에 구비되고 컨베이어(300) 상으로 돌출되어 이송되는 박스(200)를 정지시키기 위한 멈춤부재(60)와, 멈춤부재(60)를 선택적으로 이동시키기 위한 승강실린더(62), 멈춤부재(60)에 의해 정지된 박스(200)에 가압 밀착되어 박스(200)를 고정하는 고정부재(64), 고정부재(64)를 선택적으로 이동시키기 위한 고정실린더(66)를 포함할 수 있다.
이에, 승강실린더(62)의 구동에 따라 멈춤부재(60)가 컨베이어(300) 상으로 돌출되어 컨베이어를 따라 이동되는 박스(200)를 설정된 위치에서 정지시킬 수 있게 된다.
이에 박스(200)가 정지된 상태에서 로봇(30)의 구동에 따라 장착부(40)가 정지된 박스의 상부에 정확히 위치할 수 있게 된다. 따라서, 장착부(400)에 고정되고 절곡부재(46)에 의해 절곡된 손잡이(100)의 양측 후크(110)와 박스(200)의 삽입구(210) 위치가 정확히 일치하게 된다.
고정부재(64)는 고정실린더(66)의 구동에 따라 이동되어 박스(200)의 측면에 가압 밀착되어 정지되어 있는 박스를 고정한다. 이와 같이 박스(200)가 고정부재(64)에 의해 고정됨에 따라 손잡이의 후크(110)를 삽입구(210)에 끼우는 과정에서 상자(200)가 유동되거나 후크와 삽입구의 위치가 어긋나는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예에서, 고정부재(64)는 박스(200)의 상단 모서리 대각선 방향으로 대향 배치되어 박스(200)의 대각선 방향에서 각각 상단 모서리를 가압하여 고정하는 구조일 수 있다.
이에, 실질적으로 손잡이(100)가 장착되는 박스(200)의 상단을 고정부재(64)로 고정함으로써, 손잡이 후크(110)를 보다 정확하게 박스에 장착할 수 있다.
또한, 고정부재(64)는 직각으로 절곡된 형태를 이루어 상자(200)의 대각선 방향으로 양 모서리를 고정하는 구조로, 두 개의 고정부재(64)만으로 상자(200)를 견고하게 고정할 수 있게 된다.
여기서, 고정부는 요구되는 생산 속도에 따라 언급한 바와 같이 박스(200)를 개별적으로 고정하거나, 복수의 박스를 한번에 고정할 수 있다.
이에, 멈춤부재가 각 박스마다 승하강되거나 고정부재가 각 박스마다 이동되어 박스를 고정해야 하는 수고를 줄이고 작업 공정을 단축할 수 있다.
예를 들어, 멈춤부재는 복수개가 박스가 접하여 멈출 때까지 상승된 상태를 유지함으로써, 복수개의 박스에 대해 한번만 구동될 수 있다. 고정부재 역시 서로 접하여 정렬되어 있는 복수개의 박스를 대각선 방향에서 같이 고정함으로써, 복수개의 박스에 대해 한번만 구동될 수 있다.
고정부재의 위치는 한번에 고정하는 박스 개수에 따라 위치를 적절히 설정할 수 있다. 로봇 역시 고정되어 있는 각 박스의 위치에 맞춰 차례로 장착부의 위치를 이동할 수 있도록 설정될 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 실시예의 장치에 의해 손잡이가 박스에 장착되는 작용에 대해 설명한다.
장착부(40)의 클램핑바(42)는 하부지지대(43)와 상부고정대(44)가 벌어진 상태로 로봇(30)의 구동에 따라 수직으로 세워져 있는 손잡이(100)로 이동된다. 그리고 하부지지대(43)와 상부고정대(44)가 오므려 지면서 손잡이(100)가 클램핑바(42)에 고정된다.
클램핑바(42)에 손잡이(100)가 고정되면, 로봇(30)은 장착부(40)를 공급부(10)에서 컨베이어(300)의 박스(200) 상부로 이동한다.
이 과정에서 로봇(30)은 암에 장착된 장착부(40)의 위치와 방향을 전환한다. 즉, 장착부(40)에 고정된 손잡이(100)는 공급바(20)에 걸려 세워진 상태에서 박스(200)의 상부에서 양 선단이 박스(200)의 삽입구(210)를 향하고 수평으로 놓이도록 위치와 방향이 전환된다.
손잡이(100)의 방향과 위치가 전환되는 이러한 일련의 과정은 로봇(30)이 장착부(40)를 공급부(10)에서 박스(200) 상부로 이동하는 과정에서 연속적으로 이루어질 수 있다.
장착부(40)에 고정된 상태로 손잡이(100)가 박스(200) 상부에 수평으로 위치하게 되면, 절곡부재(46)가 이동되어 손잡이(100)의 양 선단부를 직각으로 절곡시킨다. 손잡이(100)의 양 선단부가 직각으로 절곡됨으로써, 후크(110)가 박스의 삽입구(210)를 향하게 된다.
손잡이(100)의 양 선단부가 절곡되면 로봇(30)의 구동에 의해 장착부(40)가 하강한다. 장착부가 하강함에 따라 손잡이(100)의 후크(110)가 상자(200)의 삽입구(210)에 삽입된다.
후크(110)가 상자의 삽입구(210)에 완전히 삽입되면 손잡이를 절곡시키고 있던 절곡부재(46)가 원위치로 복귀되어 클램핑바(42)에서 위쪽으로 이격된다.
절곡부재(46)가 완전히 상자(200) 위로 이동되면 손잡이(100)를 고정하고 있던 클램핑바(42)의 고정이 해제된다. 그리고 로봇(30)의 구동에 의해 장착부(40)가 손잡이(100)에서 분리되며, 손잡이의 장착이 완료된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.
10 : 공급부 12 : 피더
14 : 걸림바 20 : 공급바
22 : 이동바 24 : 스토퍼
25 : 작동실린더 26 : 이동실린더
30 : 로봇 40 : 장착부
41 : 브라켓 42 : 클램핑부
43 : 하부지지대 44 : 상부고정대
45 : 클램핑구동부 46 : 절곡부재
47 : 몸체 48 : 가이드리브
49 : 구동실린더 50 : 홈부
60 : 멈춤부재 62 : 승강실린더
64 : 고정부재 66 : 고정실린더

Claims (5)

  1. 박스가 이송되는 컨베이어 일측에 구비되어 손잡이를 연속적으로 공급하기 위한 공급부, 상기 공급부에서 손잡이를 클램핑하고 상기 손잡이를 변형시켜 손잡이 선단의 후크를 상기 박스의 삽입구에 끼우기 위한 장착부, 선단에 상기 장착부를 결합하여 상기 공급부와 상기 컨베이어 사이에서 장착부를 필요 위치로 이동시키기 위한 로봇, 상기 컨베이어에 마련되어 박스를 상기 로봇의 손잡이 장착 위치에 맞춰 고정시키기 위한 고정부를 포함하고,
    상기 장착부는 로봇의 아암 선단에 설치되는 브라켓, 상기 브라켓에 설치되어 손잡이의 양 면을 잡기 위한 한 쌍의 클램핑바, 상기 클램핑바를 모으거나 벌려주기 위한 클램핑구동부, 상기 클램핑바 외측에 배치되고 양 선단은 손잡이 삽입방향으로 절곡되어 손잡이의 양측 선단부를 구부려 주기 위한 절곡부재, 상기 브라켓에 설치되고 상기 절곡부재에 연결되어 절곡부재를 클램핑바로 이동시켜 주기 위한 구동실린더를 포함하는 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇은 적어도 두 대가 구비되어 상기 공급부를 따라 이격 배치되고,
    상기 공급부는 원형 나선구조로 손잡이를 나선을 따라 순차적으로 이동시키는 피더, 상기 피더 출측에 연결되어 길게 연장되고 손잡이의 후크가 걸려 이송되는 걸림바, 상기 걸림바로 이동된 손잡이를 각각의 로봇으로 분배하기 위한 분할공급부를 포함하고,
    상기 분할공급부는 상기 걸림바 출측 선단에서 이격되어 배치되는 적어도 두 개가 공급바, 상기 걸림바와 상기 공급바 사이에 배치되어 걸림바에 연결하는 이동바, 상기 이동바를 각각의 공급바로 이동시키는 이송실린더, 상기 걸림바 일측에 설치되어 손잡이의 이동을 선택적으로 차단하는 스토퍼와 스토퍼 구동을 위한 작동실린더, 상기 이동바에 걸려 있는 손잡이를 공급바로 이동시키기 위한 피딩기를 포함하는 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램핑바는 손잡이 삽입방향에 대해 아래쪽에 위치하는 하부지지대와 상부에 위치하는 상부고정대를 포함하고,
    상기 하부지지대는 상기 손잡이와 접하는 면이 평면을 이루며 상기 박스의 삽입구 사이 길이에 대응되는 길이로 연장된 평면 플레이트 구조이고, 상기 상부고정대는 상기 하부지지대의 중심부에 배치되어 손잡이의 중심부를 하부지지대에 눌러 고정하는 구조의 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 절곡부재는 몸체와, 상기 몸체 양 측단에 설치되고 손잡이 삽입방향으로 연장되어 손잡이를 절곡시키기 위한 가이드리브를 포함하는 로봇을 이용한 박스 손잡이 장착 장치.
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