KR102640824B1

KR102640824B1 - 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치

Info

Publication number: KR102640824B1
Application number: KR1020230183407A
Authority: KR
Inventors: 최호형; 김용배; 오대명
Original assignee: (주)대성하이텍
Priority date: 2023-12-15
Filing date: 2023-12-15
Publication date: 2024-02-28

Abstract

본 발명은 액상제품 제조, 판매기의 하우징 내부에 구비되어, 파우치에 담긴 액상 원료를 주입노즐을 통해 용기에 주입하기 위한 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치에 관한 것으로서, 원료 공급부(200)는, 액상 원료가 담긴 복수의 원료 파우치(220)와, 상기 각 원료 파우치(220)의 상부를 매달기 위한 복수의 후크(280)와, 상기 각 원료 파우치(220)에 담긴 액상 원료를 각 주입노즐(610)을 통해 토출시키기 위한 튜빙 펌프(636)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치{LIQUID INGREDIENT SUPPLY AND INJECTION DEVICE FOR CUSTOMIZED LIQUID PRODUCT MANUFACTURING APPARATUS}

본 발명은 공항, 터미널, 백화점, 상가 등에 자동판매기 형태로 설치되는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 원료 공급관과 주입노즐에 원료가 잔류하는 문제를 해결하고, 토출되는 원료의 양을 정밀하게 제어할 수 있으며, 제작비용을 절감할 수 있도록 한 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치에 관한 것이다.

일반적으로 화장품은, 화장품 제조회사에서 대량으로 생산되어 미용관련 매장을 통해 소비자들에게 판매되고 있다.

또한 화장품은, 일정한 제조설비 및 품질관리 시설을 갖추고 당국의 허가를 받은 자만이 제조할 수 있도록 되어 있다.

그런데 화장품 제조회사에서, 수많은 소비자들의 기호 및 피부 특성을 모두 고려하여 화장품을 제조하는 것은 현실적으로 불가능하다고 할 수 있다.

이로써 화장품 제조회사에서는 피부 트러블 등의 문제가 발생하지 않도록 화장품을 제조하는 경향이 있고, 이로 인해 소비자들의 다양한 욕구를 충족시키는데 한계가 있다.

이에 따라 소비자들은, 자신의 피부에 적합한 화장품을 스스로 찾아서 구매해야 하는 불편함이 있다.

최근에는, 여드름, 주름, 기미, 잡티 등을 관리하기 위해, 화장품에 특정한 성분을 첨가한 기능성 화장품이 제조, 판매되고 있다.

그러나 상기한 기능성 화장품 역시, 피부 특성이 서로 다른 소비자들의 욕구를 모두 만족시키기가 어렵다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 소비자가 직접 자신의 피부 특성에 맞는 화장품을 제조할 수 있도록 하는 개인 맞춤형 화장품 제조장치가 제안된 바 있다.

그 일례로 한국 등록특허 제10-2211803호에 개시된 "개인 맞춤형 화장품 제조장치"가 있다.

상기한 종래의 화장품 제조장치는, 로봇 암; 화장품 용기를 공급하는 용기공급부; 상기 화장품 용기에 화장품 원료를 주입하기 위한 노즐부; 상기 노즐부로 상기 화장품 용기를 이송하는 이송부; 상기 화장품 용기의 캡을 공급하는 캡공급부; 상기 화장품 원료가 주입된 상기 화장품 용기를 교반하기 위한 교반부; 및 상부 플레이트와 상기 상부 플레이트 아래에 공간을 구비한 작업 테이블;을 포함하여 구성된다.

상기 용기공급부, 노즐부, 이송부, 캡공급부 및 교반부는, 로봇 암을 중심으로 로봇 암의 주위에 배치된다.

그리고 상기 화장품 용기는, 상기 로봇 암에 의해, 용기공급부, 이송부 및 상기 교반부로 순차적으로 이동된다.

상기한 종래의 화장품 제조장치에 의하면, 소비자의 피부 상태에 맞춘 화장품을 제조할 수 있다는 장점이 있다.

그런데 상기한 종래의 화장품 제조장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저 각 화장품 원료를 원료보관통에 보관하여 공급하는 방식이므로, 원료가 소진되면 원료보관통에 원료를 일일이 충전해야 하고, 이 과정에서 불순물이 혼입되거나 산화현상이 발생할 수 있다.

또한 원료보관통이 하우징의 하부에 구비되어 있으므로, 남아있는 원료의 양을 육안으로 확인하기가 불편하고, 주기적으로 원료의 잔량을 체크하여야 한다.

또한 원료 주입펌프의 작동을 중지시킨 경우에도, 일정시간 동안은 원료공급관에 잔류하고 있던 용액이 주입노즐측을 향해 유동하게 된다.

이로써 한 종류의 화장품 원료 주입을 완료하고 용기를 다음 주입노즐로 이동시킨 경우, 이전 원료공급관 및 주입노즐에 남아있던 원료 용액이 누설되어 원료주입부 주위를 오염시키게 된다.

이를 방지하기 위해서는, 원료 주입펌프의 작동을 중지시키고 주입노즐에 남아있던 원료잔량이 모두 낙하한 후에 용기를 다음 노즐로 이동시켜야 하는데, 이 경우에는 화장품 제조 시간이 지연된다.

또한 용기와 캡을 하우징 내부로 각각 공급하는 방식이므로, 용기 내부에 불순물이 혼입될 수 있다.

이로써 관련법령에서 규정하고 있는 화장품 제조기준을 만족시키기가 어렵고 품질관리에도 어려움이 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 본 출원인은 "개인 맞춤형 화장품 제조, 판매기 및 이를 이용한 화장품 제조, 판매방법"을 특허출원하여 특허 제10-2351906호로 등록을 받은 바 있다.

상기한 개인 맞춤형 화장품 제조, 판매기는, 도 1 내지 8에 도시된 바와 같이, 하우징(100)과, 상기 하우징의 내부에 구비되어 액상의 화장품 원료를 공급하는 원료 공급부(200)와, 화장품 용기를 공급하는 용기 공급부(300)와, 용기에 화장품 원료를 주입하는 원료 주입부(600)와, 상기 용기 공급부(300)로부터 용기를 픽업하여 정해진 위치에 안착시키는 다관절 로봇(400)과, 화장품 원료가 주입된 용기를 교반시키는 교반기(700)와, 제조가 완료된 화장품을 하우징(100)의 외부로 배출하는 화장품 배출구(191)를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(100)은, 테이블(190)과, 원료공급부 도어(110)와, 용기공급부 도어(120)와, 하부도어(130)를 포함하여 구성된다.

상기 테이블(100)에는, 중앙에 구비되는 다관절 로봇(400)을 중심으로 그 주위에 원료 공급부(200), 용기 공급부(300), 원료 주입부(600) 및 교반기(700)가 구비된다.

또한 장치의 전면에는, 소비자가 화장품의 종류, 원료 성분, 지불 방법 등을 선택할 수 있는 터치 스크린(150)과, 소비자의 안면을 인식하기 위한 카메라(160)와, 카드 리더(170)와, 영수증 출력부(171)와, 제조가 완료된 화장품을 하우징(100)의 외부로 배출하기 위한 화장품 배출구(191)가 구비된다.

또한 상기 테이블(190) 하부의 공간에는, 영수증 출력기, 라벨 프린터, 바코드 인식기, 카드 계산기 및 본 제조장치의 각 구성품을 제어하기 위한 제어부와, 원격지의 중앙제어장치와 통신을 하기 위한 통신장비 등이 구비된다.

또한 원격지에 구비되는 중앙제어장치는, 피부 상태와 관련한 화장품 원료의 성분 및 조성비 데이터를 저장하고 있는 서버 및 컴퓨터를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 서버는 소비자가 본 제조장치를 사용할 때마다 해당 데이터를 축적하고, 중앙제어장치는 본 제조장치를 관리하는 관리자의 휴대용 단말기와 연결된다.

상기한 방식에 의해, 원격지의 중앙제어장치에서, 각 제조장치를 원격으로 통합하여 관리할 수 있고, 원료가 부족하거나 제조장치의 고장이 발생할 경우, 각 장치 관리자에게 그 내용을 즉시 전송하여 신속하게 대처하도록 할 수 있다.

이하 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 원료 공급부에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 원료공급부(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 다양한 화장품 원료를 공급하기 위한 것으로, 액상의 화장품 원료가 담긴 복수의 원료 파우치(220)와, 상기 각 원료 파우치(220)의 상부를 매달기 위한 복수의 후크(280)와, 상기 각 후크(280)의 상부에 구비되어 각 원료 파우치(220)의 원료 잔량을 감지하기 위한 복수의 잔량확인 로드셀(210)과, 상기 원료 파우치(220) 내부의 원료를 원료공급관을 통해 원료 주입부(600)로 이송시키기 위한 복수의 펌프와, 상기 복수의 펌프를 각각 구동하기 위한 복수의 구동모터를 포함하여 구성된다.

상기 원료 파우치(220)는 원료가 담긴 비닐 주머니로서, 사용하고자 하는 원료의 수만큼 구비된다. 또한 잔량확인 로드셀(210) 및 후크(280)도 사용하는 원료의 수만큼 구비된다.

상기 잔량확인 로드셀(210)은, 원료의 사용에 따른 원료 파우치(220)의 무게 감소를 감지하여, 원료 파우치(220) 내부에 남아있는 원료의 잔량을 파악한다.

그리고 하우징(100)의 하부에 구비된 제어부(192)는, 잔량이 부족한 원료 파우치(220) 성분을 원격지의 중앙제어장치에 실시간으로 전송한다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 원료 주입부에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 원료 주입부(600)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 각 원료를 용기(310)에 주입하기 위한 것으로, 각 원료 파우치(220)와 원료공급관을 통해 각각 연결되어 용기(310)에 원료를 주입하기 위한 복수의 주입노즐(610)과, 상기 주입노즐(610)의 하부에 구비되어, 빈 용기(310)를 이동시키면서 원료를 주입하기 위한 용기 이송부재(630)와, 상기 용기 이송부재(630)의 상부에 구비되어, 용기(310)내에 주입되는 원료의 정량주입을 감지하기 위한 액량감지 로드셀(620)과, 용기 이송부재(630)의 상부에 안착되는 용기(310)를 감지하기 위한 용기감지 센서를 포함하여 구성된다.

상기 주입노즐(610)은, 원료공급관을 통해 각 원료 파우치(220)와 연결되며, 원료 파우치(220)의 개수만큼 구비된다.

그리고 제어부(192)는, 빈 용기(310)를 선택된 주입노즐(610)의 하부로 이동시키면서, 선택된 원료가 빈 용기(310)내에 순차적으로 주입되도록 한다.

즉 복수의 원료가 선택된 경우, 빈 용기(310)가 해당 주입노즐(610)의 하부로 순차적으로 이동하면서 원료가 주입되도록 한다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 용기 공급부에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 용기 공급부(300)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 화장품을 담기 위한 용기를 공급하는 것으로, 복수의 용기(310)가 적재된 복수의 카트리지(320)를 수용하기 위한 카트리지 적재부(330)와, 복수의 용기(310)가 적재된 카트리지(320)를 수평방향으로 이송시키기 위한 카트리지 이송장치(340)와, 빈 카트리지(320)를 카트리지 적재부(330)로부터 옆으로 밀어내기 위한 카트리지 배출장치(360)와, 상기 카트리지(320)의 하단에 위치한 용기(310)를 분리하기 위한 용기 분리부재(350)를 포함하여 구성된다.

즉 종래의 용기 공급부는, 복수의 용기(310)를 눕혀서 카트리지(320)에 적재한 후, 복수의 카트리지(320)를 수동으로 카트리지 적재부(330)에 끼우는 방식이다.

또한 각 카트리지(320)에서 용기(310)가 모두 배출되면, 빈 카트리지(320)를 자동으로 옆으로 밀어내고, 남아있는 전체 카트리지(320)들을 한 클릭씩 옆으로 자동으로 이동시킨다.

그리고 용기몸체(311)와 캡(312)을 분리하지 않고 캡(312)을 체결한 상태로 용기(310)를 공급함으로써, 용기(310) 내부로 불순물이 혼입되는 것을 방지할 수가 있다.

또한 종래기술은 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 테이블(190)의 중앙에 설치되어 그리퍼(410)에 의해 용기(310)를 픽업(Pickup)하여 정해진 위치로 이송시키는 다관절 로봇(400)을 구비한다.

이하 도 5를 참조하여 종래기술에 따른 용기 공급부에서 용기를 공급하는 과정을 설명한다.

도 5에서 맨 우측 카트리지(320)의 적재된 용기(310)는 하나씩 하부로 낙하하여 용기 직립부재(350)에 안착되고, 상기 용기 직립부재(350)는 일정량 수평방향으로 이송한 후 90도로 회전하여 용기(310)를 바로 세운다.

그러면 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기(310)를 픽업하여 캡 분리/체결장치로 위치시킨다.

그리고 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기(310)를 픽업하면, 용기 직립부재(350)는 원래의 위치로 복귀한 후 같은 동작을 반복하여 다음 용기(310)를 대기시킨다.

도 5에서 맨 우측에 위치한 카트리지(320) 내부의 용기가 모두 배출되면, 카트리지 적재부(330)의 우측 외부에 구비된 카트리지 배출장치(360)가 빈 카트리지(320)를 카트리지 적재부(330)의 옆으로 밀어낸다.

그리고 카트리지 적재부(330)의 왼쪽에 구비된 카트리지 이송장치(340)가, 카트리지(320)를 한 클릭 우측으로 이동시킨다.

빈 카트리지(320)가 모두 카트리지 적재부(330)의 외부로 배출되면, 수작업으로 카트리지(320)에 새로운 용기(310)를 끼운 후, 복수의 카트리지(320)를 카트리지 적재부(330)에 끼운다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기에서 용기의 캡을 분리하고 체결하는 방식에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 캡 분리/체결 장치는, 도 6 및 7에 도시된 바와 같이, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 픽업한 용기(310)를 안착시킨 후 캡(312)을 분리 및 체결하기 위한 캡 분리/체결부(510)와, 용기몸체(311)로부터 분리된 캡(312)을 일시적으로 보관하기 위한 캡 보관부(520)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 캡 분리/체결부(510)는, 상기 용기몸체(311)를 정,역방향으로 회전시키기 위한 회전 스핀들(550)과, 상기 회전 스핀들(550)의 하부에 구비되는 감속기(540)와, 상기 감속기(540)의 하부에 구비되는 구동모터(530)를 포함하여 구성된다.

이어서 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 교반기(700)에 대하여 설명한다.

종래기술에 따른 교반기(700)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 내주면에 치형이 형성된 링 형상으로 구성되고 하부가 메인 샤프트(740)와 조립되는 외측 내접기어(741)와, 상기 메인 샤프트(740)와 벨트(730)에 의해 연결되어 외측 내접기어(741)를 회전시키는 모터(720)와, 상기 외측 내접기어(741)의 내주면에 조립되어 유성운동을 하는 내측 스퍼기어(751)와, 상기 내측 스퍼기어(751)의 상부에 구비되어 용기(310)가 경사지게 안착되도록 하는 용기 고정부재(710)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 용기 고정부재(710)의 하부는, 상부에 내측 스퍼기어(751)가 형성된 보조 샤프트(750)와 조립된다,

또한 상기 메인 샤프트(740)의 중심축과 보조 샤프트(750)의 중심축은 서로 어긋나게 배치되고, 메인 샤프트(740)과 연결된 외측 내접기어(741)와, 보조 샤프트(750)과 연결된 내측 스퍼기어(751)가 서로 치합되어 있다.

상기한 구조에 의해 외측 내접기어(741)를 회전시키면, 상기 외측 내접기어의 내주면과 치합된 내측 스퍼기어(751)가, 자전운동을 하는 동시에 메인 샤프트(740)를 중심축으로 하여 공전운동을 하게 된다.

상기한 자전운동 및 공전운동에 의해, 점성이 다른 여러 원료를 완벽하게 교반시킬 수 있고, 교반시간도 수초 이내로 단축할 수 있다.

도 1 내지 8에 도시된 종래기술에 의하면, 각 원료를 원료 파우치를 사용하여 개별적으로 공급하고, 원료 파우치 자체를 교체하는 방식이므로, 원료의 보충과정에서 발생하는 불순물의 혼입 및 산화현상을 방지할 수 있다.

또한 용기몸체와 캡을 체결한 상태에서 용기를 공급하고, 원료를 주입할 때만 캡을 개방하므로, 불순물의 혼입을 원천적으로 방지할 수 있다.

또한 각 제조장치가 원격지의 중앙제어장치와 무선통신으로 연결되므로, 원격지의 중앙제어장치에서 각 원료의 잔량을 실시간으로 확인할 수가 있다.

또한 중앙제어장치와 각 제조장치의 관리자 단말기가 무선통신으로 연결되므로, 각 제조장치의 원료 부족여부 및 이상 발생 여부를 관리자에게 실시간으로 통보할 수 있다.

이로써 각 제조장치의 관리자가 부족한 원료를 신속하게 보충하고 신속하게 유지보수를 할 수 있다.

또한 교반기를 자전운동과 공전운동의 조합에 의해 회전시킴으로써, 원료의 혼합성을 향상시키고 교반시간을 단축할 수 있다.

그런데 상기한 화장품 제조, 판매기를 실제로 제작하여 운용하던 중, 다음과 같은 단점이 발견되었다.

먼저 각 원료 파우치마다 로드셀 장치가 구비되어 있으므로, 제조비용이 증가하게 된다. 즉 원료가 20종일 경우, 20개의 로드셀 장치를 구비하여야 한다.

또한 원료의 잔류 방지장치가 볼과 스프링을 이용한 방식이므로, 원료 공급관과 주입노즐에 원료가 잔류하는 문제를 완전히 해결할 수가 없고, 토출되는 원료의 양을 정밀하게 제어하는 데 한계가 있다.

또한 빈 용기가 수용된 용기 이송부재를 선택된 주입노즐에 하부에 정확히 위치시키기가 어렵다.

또한 용기 이송부재가 수평방향으로만 이동하는 구조이므로, 용기의 높이가 달라질 경우 원료의 주입과정에서 원료가 누설되어 주변을 오염시키게 되는 문제가 있다.

한국 등록특허 제10-2392405호(2022. 05. 02. 공고) 한국 등록특허 제10-2351906호(2022. 01. 19. 공고) 한국 등록특허 제10-2351909호(2022. 01. 17. 공고)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로드셀 장치를 사용하지 않고서도 각 파우치에 담긴 원료의 소진 현황을 간단하게 파악할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 원료 공급장치의 제작비용을 절감하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 원료 공급관과 주입노즐에 원료가 잔류하지 않도록 하고, 토출되는 원료의 양을 정밀하게 제어하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 용기 이송부재에 안착된 빈 용기가 각 주입노즐의 하부에 정확히 위치되도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 빈 용기가 수용되는 용기 이송부재를 수평방향 뿐만 아니라 수직방향으로도 이동시켜, 원료 주입시 누설을 방지하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치는, 하우징 내부에 구비되어, 원료 파우치에 담긴 액상 원료를 주입노즐을 통해 용기에 주입하기 위한 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치에 있어서, 원료 공급부는, 액상 원료가 담긴 복수의 원료 파우치와, 상기 각 원료 파우치의 상부를 매달기 위한 복수의 후크와, 상기 각 원료 파우치에 담긴 액상 원료를 각 주입노즐을 통해 토출시키기 위한 튜빙 펌프를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 튜빙 펌프는, 정회전에 의해 원료 토출공간이 생길 때까지 스풀을 밀어 액상 원료가 주입노즐을 통해 토출되도록 하고, 원료의 토출이 완료되면, 역회전에 의해 스풀을 후퇴시켜 원료의 잔류를 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 원료 공급부는, 상기 후크의 배치 방향과 나란하게 구비되는 수평 플레이트와, 상기 수평 플레이트의 하부에 일정 거리 이격되어 구비되는 지지부재와, 상기 수평 플레이트와 지지부재 사이의 공간에 수평으로 구비되고, 그 단부가 후크와 조립되는 구비되는 스프링판과, 상기 수평 플레이트의 상면에, 각 후크의 개수와 대응되도록 구비되는 노브볼트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수평 플레이트와 스프링판과 노브볼트는, 각각 전기가 통하는 도체로 구성되어, 원료 파우치 내부의 액상 원료의 소진시, 상기 스프링판의 상면이 수평 플레이트와 접촉되어 해당 원료가 소진되었다는 신호를 컨트롤러에 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한 원료 파우치의 해당 원료가 소진되었을 때, 경고음을 발생시키거나 경광등을 점멸시키는 것을 특징으로 한다.

또한 원료 주입부는, 각 원료 파우치와 연결되는 주입노즐과, 상기 주입노즐의 하부에 구비되어, 캡이 분리된 용기몸체를 수평방향으로 이동시키면서 원료를 주입하기 용기 이송부재와, 상기 용기 이송부재를 안내하기 위한 가이드 레일을 포함하여 구성되고, 상기 용기 이송부재의 전방측에 그리퍼 파지부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 그리퍼 파지부는, 용기에 대응되는 원통 형상으로 구비되어, 다관절 로봇의 그리퍼가 용기 이송부재의 그리퍼 파지부를 잡고 주입노즐의 하부로 이동하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 용기 이송부재는, 주입노즐이 배치된 방향으로 수평이동이 가능한 동시에, 상하방향으로 일정거리 승강하도록 구성되어, 원료 주입시 상기 용기 이송부재를 들어올려 주입노즐의 단부에 근접시킨 후 원료를 주입하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 용기 이송부재에 안착된 용기의 하부에, 용기에 주입되는 원료의 양을 감지하기 위한 액량감지 로드셀이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 후크와 연결되는 스프링판에 탄성력에 의해, 각 파우치에 담긴 원료의 소진 현황을 간단하게 파악할 수 있다.

이로써 원료 잔량을 파악하기 위해 각 파우치마다 로드셀 장치를 구비하지 않아도 되므로, 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 각 파우치와 연결된 튜빙펌프의 제어에 의해, 원료 공급관과 주입노즐에 원료가 잔류하지 않도록 하고, 토출되는 원료의 양을 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한 다관절 로봇의 그리퍼가 용기 이송부재의 전방에 구비된 원통형의 그리퍼 파지부를 잡고 이송시키는 구조이므로, 용기 이송부재에 안착된 빈 용기를 각 주입노즐의 하부에 정확히 위치시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 다관절 로봇의 그리퍼가 용기 이송부재를 상하방향으로도 이동시킬 수 있으므로, 원료 주입시 누설을 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히 높이가 다른 용기에도 원료를 누설 없이 주입할 수 있도록 함으로써, 주변이 오염되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 전체 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 화장품 제조, 판매기의 각 구성을 나타낸 도면.
도 3은 종래기술에 따른 원료 공급부 및 용기 공급부를 나타낸 사시도.
도 4는 종래기술에 따른 원료 주입부를 나타낸 사시도.
도 5는 종래기술에 따른 용기 공급부의 사시도.
도 6은 종래기술에 따른 캡 분리/체결부를 나타낸 사시도.
도 7은 종래기술에 따른 캡 분리/체결부를 나타낸 단면도.
도 8은 종래기술에 따른 교반기를 나타낸 사시도.
도 9는 종래기술에 따른 원료 공급부 및 원료 주입부를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 정면도.
도 12는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 사시도.
도 13은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 사시도.
도 14는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 평면도.
도 15는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 분해 정면도.
도 16은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급부 및 원료 주입부의 사시도.
도 17은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 원료 주입부의 전면을 나타낸 도면.
도 18은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급부를 나타낸 도면
도 19는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급부의 상부를 나타낸 사시도.
도 20은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급부의 작동상태를 설명하기 위한 도면.
도 21은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 용기 이송부재의 사시도.
도 22는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 용기 이송부재의 평면도.
도 23은 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 용기 이송부재의 측면도.
도 24는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 원료 주입부의 사시도.
도 25는 본 발명에 따른 액상제품 제조, 판매기의 원료 주입부의 측단면도.

이하 도 10 내지 도 25를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 9의 종래기술(한국 등록특허 제10-2351906호)과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 동일한 구성 및 기능에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 종래기술과 차별화되는 구성을 위주로 하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기(이하 간단히 '본 장비'라 한다)는, 도 10 내지 15에 도시된 바와 같이, 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내부에 수평으로 구비되는 테이블(190)과, 상기 하우징(100)의 내부 일측에 구비되어 액상 원료를 공급하는 원료 공급부(200)와, 상기 테이블(190)에 구비되어 액상 원료가 주입될 용기(310)를 공급하는 용기 공급부(300)와, 상기 용기(310)에 액상 원료를 주입하는 원료 주입부(600)와, 상기 테이블(190)에 구비되어 용기를 파지한 후 후속 공정으로 이동시키는 다관절 로봇(400)과, 상기 테이블(190)에 구비되어 액상 원료의 주입이 완료된 용기(310)를 교반시키는 교반기(700)와, 제조가 완료된 액상제품을 하우징(100)의 외부로 배출하는 배출구(191)를 포함하여 이루어지는 개인 맞춤형 액상제품 자동 제조, 판매기에 있어서, 상기 다관절 로봇(400)은 상기 테이블(190) 상의 일측에 구비되고, 상기 원료 공급부(200)는 상기 다관절 로봇(400)과 대향되는 위치에 수직으로 구비되며, 상기 용기 공급부(300)는 상기 다관절 로봇(400)의 후방에 구비되고, 상기 용기 공급부(300)의 우측에 용기의 크기 및 캡의 유무를 감지하는 용기 감지부(560)가 더 구비되며, 상기 용기 감지부(560)의 상부에 캡 분리/체결부(900)가 구비되고, 상기 교반기(700)는, 상기 다관절 로봇(400)과 원료 주입부(600)의 사이이 테이블(190) 상에 구비된다.

상기한 각 부품의 배치구조에 의해, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기(310)를 파지한 후 움직이는 동선을 최소화할 수 있다.

즉, 용기(310)의 파지부터 용기의 검사, 캡의 분리, 원료주입, 캡의 체결, 교반, 배출의 공정이 최소의 공간에서 이루어진다. 이로써 장비의 크기를 콤팩트화할 수 있고 중량도 줄일 수가 있다.

먼저 본 발명의 원료 공급부에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 원료 공급부(200)는, 도 16 내지 18에 도시된 바와 같이, 액상 원료가 담긴 복수의 원료 파우치(220)와, 상기 각 원료 파우치(220)의 상부를 매달기 위한 복수의 후크(280)와, 상기 각 원료 파우치(220)에 담긴 액상 원료를 각 주입노즐(610)을 통해 토출시키기 위한 튜빙 펌프(636)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 튜빙 펌프(636)는, 도 25에 도시된 바와 같이, 정회전에 의해 원료 토출공간이 생길 때까지 스풀(633)을 밀어 액상 원료가 주입노즐(610)을 통해 토출되도록 한다.

그리고 원료의 토출이 완료되면, 역회전에 의해 스풀(633)을 후퇴시켜 원료 토출공간을 닫는다.

상기한 방식에 의해, 원료의 주입이 완료된 후 원료가 원료 공급관 또는 주입노즐에 잔류하는 것을 방지할 수 있다.

또한 액상의 원료가 원료 파우치(220)로부터 주입 노즐(610)을 통해 토출될 때까지 공기와 접촉하는 것을 원천적으로 방지할 수가 있다.

그리고 발명에 따른 원료 공급부(200)는, 도 19 및 20에 도시된 바와 같이, 상기 후크(280)의 배치 방향과 나란하게 구비되는 수평 플레이트(240)와, 상기 수평 플레이트(240)의 하부에 일정 거리 이격되어 구비되는 지지부재(244)와, 상기 수평 플레이트(240)와 지지부재(244) 사이의 공간에 수평으로 구비되고 그 단부가 후크(280)와 조립되는 구비되는 스프링판(242)과, 상기 수평 플레이트(240)의 상면에서 각 후크(280)의 개수와 대응되도록 구비되는 노브볼트(241)를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 수평 플레이트(240)와 스프링판(242)과 노브볼트(241)는, 각각 전기가 통하는 도체로 구성된다.

상기한 구조에 의해, 도 20에 도시된 바와 같이, 원료 파우치(220) 내부의 액상 원료가 소진되면, 상기 스프링판(242)의 상면이 수평 플레이트(240)와 접촉되어 해당 원료가 소진되었다는 신호를 컨트롤러에 전달한다.

또한 해당 원료가 소진되었음을 판별하여 경고음을 발생시키거나 경광등을 점멸시킨다 .

이로써 부족한 원료에 대해 새로운 원료 파우치로 바로 교체하도록 할 수 있다.

또한 원료 공급부(200)의 하부에는, 도 18에 도시된 바와 같이 에어컨(23)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 원료 주입부(600)는, 도 16 및 17에 도시된 바와 같이, 각 원료 파우치(220)와 연결되는 주입노즐(610)과, 상기 주입노즐(610)의 하부에 구비되어, 캡(312)이 분리된 용기몸체(311)를 수평방향으로 이동시키면 서 원료를 주입하기 용기 이송부재(630)와, 상기 용기 이송부재(630)를 안내하기 위한 가이드 레일(632)을 포함하여 구성되고, 상기 용기 이송부재(630)의 일측에 그리퍼 파지부(631)가 구비된다.

여기서 상기 그리퍼 파지부(631)는, 용기(310)에 대응되는 원통 형상으로 구비된다.

이로써 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기 이송부재(630)의 그리퍼 파지부(631)를 잡고 주입노즐(610)의 하부로 쉽게 이동하도록 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 용기 이송부재(630)는, 주입노즐(610)을 따라 수평방향으로 이동이 가능한 동시에, 상하방향으로도 일정거리 승강이 가능하도록 구성된다.

이로써 높이가 다른 용기에도 원료의 누설 없이 원료를 주입할 수가 있다.

또한 상기 용기 이송부재(630)에 안착된 용기(310)의 하부에는, 도 23에 도시된 바와 같이, 용기에 주입되는 원료의 양을 감지하기 위한 액량감지 로드셀(620)이 구비된다.

한편 도 24에는 상기 주입노즐(610)이 20개로 도시되어 있지만, 상기 주입노즐의 개수는 사용하는 원료의 수에 따라 적절히 가감될 수 있다.

종래의 용기 이송방식은, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 빈 용기몸체(311)를 용기 이송부재(630)에 안착시킨 후에는, 그리퍼(410)가 용기몸체(311)의 파지 상태를 해제하고 후퇴한다.

그리고 용기 이송부재(630) 만이 선택된 주입노즐(610)의 하부로 이송한다.

이에 비해 본 발명은, 도 16에 도시된 바와 같이, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기 이송부재(630)의 전방에 구비된 그리퍼 파지부(631)를 잡고, 용기 이송부재(630)를 선택된 주입노즐(610)의 하부로 직접 이송시킨다.

즉 본 발명은 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 빈 용기몸체(311)를 용기 이송부재(630)에 안착시킨 후에, 그 전방에 구비된 원통형의 그리퍼 파지부(631)를 잡고 이송부재(630)를 이송시킨다.

이로써 용기몸체(311)를 선택된 주입노즐(610)의 하부에 정확하게 위치시킬 수 있다.

참고로 도 16은, 이해를 돕기 위해 그리퍼(631)가 용기몸체(311)를 잡은 상태와, 용기 이송부재(630)의 그리퍼 파지부(631)를 잡은 상태를 모두 표현한 것이다.

또한 본 발명은, 원료의 주입시, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 그리퍼 파지부(630)를 잡은 상태에서 용기 이송부재(630) 자체를 상부로 들어올려 주입노즐(610)의 출구에 최대한 근접시킨다.

이로써 높이가 다른 용기에도 원료를 적량으로 주입할 수가 있고, 원료의 주입시 누설도 방지할 수가 있다.

이어서 본 발명에 따른 액상제품 자동, 제조 판매기를 이용하여 액상제품을 제조하는 과정을 설명한다.

용기 공급부(300)에 캡이 체결된 빈 용기(310)를 공급하고, 원료 공급부(200)에 원료 파우치(220)를 공급하면 액상제품의 제조 준비가 완료된다.

이어서 소비자가 터치 스크린(150)에서 원료를 선택하면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기 공급부(300)의 하단에 안착되어 있는 빈 용기(310)를 파지한 후, 용기 감지부(560)의 하부에 수평으로 접촉시킨다.

이때 상기 그리퍼(410)가 용기(310)를 잡고 있는 상태에서, 슬라이드 핀(568)과 감지 센서(566)를 구비한 감지레버(565)에 의해, 용기의 종류, 크기, 캡의 유무 등을 감지하고, 이 신호를 컨트롤러에 전송한다.

용기의 검사가 완료되면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기(310)를 캡 분리/체결부(900)의 하부로 이송시킨 후 정지된 상태를 유지한다.

이어서 상기 캡 분리/체결부(900)의 캡 파지부(910)가 캡(312)을 파지한 후, 회전부재(920)를 회전시켜 캡(312)을 용기몸체(311)로부터 분리한다.

캡(312)이 용기몸체(311)로부터 분리되면, 캡 분리/체결부(900)의 캡 파지부(910)는 분리된 캡(312)을 다시 체결할 때까지 계속 홀딩한다.

이어서 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 캡(312)이 제거된 용기몸체(311)를 용기 이송부재(630)에 안착시킨다.

이어서 상기 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 상기 용기 이송부재(630)의 전방에 구비된 그리퍼 파지부(631)를 잡고, 각 주입노즐(610)의 하부를 따라 수평방향으로 이송시키면서, 선택된 원료가 주입되도록 한다.

즉 본 발명은 다관절 로봇(400)이 용기 이송부재(639)를 직접 이송시키는 구조이므로, 용기몸체(311)를 주입노즐(610)의 하부에 정확하게 위치시킬 수 있다.

또한 용기몸체(311)에 원료를 주입하기 전에, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기 이송부재(630)를 상부로 들어올려 주입노즐(610)에 근접시킨다.

이로써 원료 주입시 누설을 방지할 수 있고, 높이가 다른 용기에도 적량의 원료를 주입할 수가 있다.

한편 해당 원료가 소진되면, 원료 파우치(220)를 매달고 있는 각 후크(280)와 조립된 스프링판(242)이 수평 플레이트(240)의 하면과 접촉되어, 해당 원료가 소진되었음을 경고음 또는 경광등으로 표시한다.

또한 원료의 주입시에는, 원료 공급라인 상에 구비되는 튜빙 펌프(636)의 정회전에 의해 원료를 주입노즐(610)을 향해 토출하고, 원료의 토출이 완료되면 역회전에 의해 원료가 주입노즐(610)의 역방향으로 이동하도록 한다.

이로써 원료 주입시 원료의 잔류 및 누설을 방지할 수 있다.

용기몸체(311)에 원료의 주입이 완료되면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 다시 용기몸체(311)를 잡고 캡 분리/체결부(900)의 하부로 이송시킨다.

이어서 캡 분리/체결부(900)의 회전부재(920)를 회전시켜, 캡 파지부(910)가 잡고 있던 캡(312)을 용기몸체(311)에 체결한다.

이어서 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가, 용기를 교반기(700)로 이송시킨 후, 슬라이딩 도어(711)를 옆으로 밀면서 용기(310)를 용기 안착부(780)에 안착시킨다.

용기(310)가 용기 안착부(780)에 안착되면, 그리퍼(410)를 후퇴시켜 상기 슬라이딩 도어(711)가 스프링의 탄성력에 의해 용기(310)의 외면 일부를 덮도록 한다.

이어서 교반기(700)의 구동모터(960)를 회전시켜, 용기 안착부(780)가 자전 및 공전운동을 하면서 원료를 교반시킨다.

교반이 완료되면, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 제조 완료된 액상제품을 배출구(191)를 통해 하우징(100)의 외부로 배출시킨다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명의 범위는 상기한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

예컨대 본 발명은, 개인 맞춤형 액상 화장품 제조 뿐만 아니라, 액상 담배의 제조 또는 다양한 종류의 액상 원료를 혼합, 교반하는 장비에도 적용될 수 있다.

100: 하우징(Housing) 110: 원료공급부 도어
120: 용기공급부 도어 130: 하부도어
140: 피부측정기 15O: 터치 스크린(Touch Screen)
160: 카메라(Camera) 170: 카드 리더(Card Reader)
171: 영수증 출력부 180: 이동 휠(Wheel)
190: 테이블(Table) 191: 배출구
192: 제어부
200: 원료 공급부 210: 잔량확인 로드셀(Load Cell)
220: 원료 파우치(Pouch) 240: 수평 플레이트(Plate)
241: 노브 볼트(Knob Bolt) 242: 스프링판
244: 지지부재 280: 후크(Hook)
300: 용기 공급부 310: 용기
311: 용기몸체 312: 캡(Cap)
320: 카트리지(Cartridge) 330: 카트리지 적재부
340: 카트리지 이송장치 350: 용기 직립부재
360: 카트리지 배출장치 370: 용기 공급파이프
380: 용기 안착부 381: 공간부
400: 다관절 로봇(Robot) 410: 그리퍼(Gripper)
420: 로봇 구동부 510: 캡 분리/체결부
520: 캡 보관부 530: 구동모터
540: 감속기 550: 회전 스핀들(Spindle)
560: 용기 감지부 561: 상부부재
562: 하부부재 563: 그리퍼 진입공간
564: 스프링(Spring) 565: 감지 레버(Lever)
566: 감지 센서(Sensor) 567: 무게추
568: 슬라이드 핀(Slide Pin) 569: 힌지(Hinge)부
600: 원료 주입부 610: 주입노즐(Nozzle)
620: 액량감지 로드셀(Load Cell) 630: 용기 이송부재
631: 그리퍼 파지부 632: 가이드 레일(Guide Rail)
633: 스풀(Spool) 634: 스프링(Spring)
635: 원료 블록 636: 튜빙 펌프(Tubing Pump)
700: 교반기 710: 용기 고정부재
711: 슬라이딩 도어(Sliding Door) 712: 스프링
713: 균형추 720: 모터(Motor)
730: 벨트(Belt) 731: 타이밍 풀리(Timing Pulley)
732: 타이밍 벨트(Timing Belt) 740: 메인 샤프트(Main Shaft)
741: 외측 내접기어 750: 보조 샤프트
751: 내측 스퍼기어 780: 용기 안착부
900: 캡 분리/체결부 910: 캡 파지부
920: 회전부재 930: 스프라켓(Sprocket)
930a: 돌출부재 931: 회전 감지센서
940: 벨트 풀리 950: 원형 벨트
960: 구동모터 970: 수평부재

Claims

하우징(100) 내부에 구비되어, 원료 파우치(220)에 담긴 액상 원료를 주입노즐(610)을 통해 용기(310)에 주입하기 위한 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치에 있어서,
원료 공급부(200)는,
액상 원료가 담긴 복수의 원료 파우치(220)와,
상기 각 원료 파우치(220)의 상부를 매달기 위한 복수의 후크(280)와,
상기 각 원료 파우치(220)에 담긴 액상 원료를 각 주입노즐(610)을 통해 토출시키기 위한 튜빙 펌프(636)를 포함하여 구성되고,
상기 튜빙 펌프(636)는,
정회전에 의해 원료 토출공간이 생길 때까지 스풀(633)을 밀어 액상 원료가 주입노즐(610)을 통해 토출되도록 하고,
원료의 토출이 완료되면, 역회전에 의해 스풀(633)을 후퇴시켜 원료의 잔류를 방지하며,
상기 원료 공급부(200)는,
상기 후크(280)의 배치 방향과 나란하게 구비되는 수평 플레이트(240)와,
상기 수평 플레이트(240)의 하부에 일정 거리 이격되어 구비되는 지지부재(244)와,
상기 수평 플레이트(240)와 지지부재(244) 사이의 공간에 수평으로 구비되고, 그 단부가 후크(280)와 조립되는 구비되는 스프링판(242)과,
상기 수평 플레이트(240)의 상면에, 각 후크(280)의 개수와 대응되도록 구비되는 노브볼트(241)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 수평 플레이트(240)와 스프링판(242)과 노브볼트(241)는, 각각 전기가 통하는 도체로 구성되어,
원료 파우치(220) 내부의 액상 원료의 소진시, 상기 스프링판(242)의 상면이 수평 플레이트(240)와 접촉되어 해당 원료가 소진되었다는 신호를 컨트롤러에 전달하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치.
제 4 항에 있어서,
원료 파우치(220)의 해당 원료가 소진되었을 때, 경고음을 발생시키거나 경광등을 점멸시키는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치.
제 1 항에 있어서,
원료 주입부(600)는,
각 원료 파우치(220)와 연결되는 주입노즐(610)과,
상기 주입노즐(610)의 하부에 구비되어, 캡(312)이 분리된 용기몸체(311)를 수평방향으로 이동시키면서 원료를 주입하기 용기 이송부재(630)와,
상기 용기 이송부재(630)를 안내하기 위한 가이드 레일(632)을 포함하여 구성되고,
상기 용기 이송부재(630)의 전방측에 그리퍼 파지부(631)가 구비되는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치.
제 6 항에 있어서,
상기 그리퍼 파지부(631)는,
용기(310)에 대응되는 원통 형상으로 구비되어, 다관절 로봇(400)의 그리퍼(410)가 용기 이송부재(630)의 그리퍼 파지부(631)를 잡고 주입노즐(610)의 하부로 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치.
제 7 항에 있어서,
상기 용기 이송부재(630)는,
주입노즐(610)이 배치된 방향으로 수평이동이 가능한 동시에, 상하방향으로 일정거리 승강하도록 구성되어, 원료 주입시 상기 용기 이송부재(630)를 들어올려 주입노즐(61)의 단부에 근접시킨 후 원료를 주입하는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치.
제 8 항에 있어서,
상기 용기 이송부재(630)에 안착된 용기(310)의 하부에, 용기에 주입되는 원료의 양을 감지하기 위한 액량감지 로드셀(620)이 구비되는 것을 특징으로 하는 개인 맞춤형 액상제품 제조, 판매기의 원료 공급 및 주입장치.