KR20000024831A

KR20000024831A - 포장대 실링머신의 동작 제어방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20000024831A
Application number: KR1019980041570A
Authority: KR
Inventors: 박근모
Original assignee: 박근모; 아시아포장기계 주식회사
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-05-06
Also published as: KR100287081B1

Abstract

본 발명은 각종 포장용 포대의 실링을 하는 포장대 실링기에 관한 것으로, 특히 각 실링공정을 제어회로에 의해 별도로 제어하므로서 포장용 포대의 크기 및 내용물 용량의 변화에 따라 용이하게 그 변환이 가능한 포장대 실링기의 실링방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 각각의 로울러마다 이를 구동하는 서보모터를 장착하고, 이 서보모터를 제어하는 서보 드라이버를 연결하며, 각각의 서보 드라이버는 입력된 데이터를 연산하여 출력하는 메인 CPU에 연결되게 하므로서, 메인 CPU는 입력된 사용자의 데이터를 회전로울러의 회전속도로 연산하여 각각의 서보모터에 출력하고, 이 서보모터는 각기 다른 속도의 회전속도를 가지며 회전하므로서, 수평실링로울러의 회전속도가 늦으면 그만큼 포장대의 실링구간이 길게되고, 수평실링로울러의 회전속도가 빠르면 포장대의 실링구간이 짧아지도록 하므로서, 다양한 크기의 포장대를 생산할수 있음은 물론 포장대의 슬립현상을 감지하여 로울러의 회전속도를 가감하므로서 포장대의 컷팅 위치를 스스로 보정하는 효과가 있는 포장대 실링머신의 동작 제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

포장대 실링머신의 동작 제어방법 및 그 장치

본 발명은 각종 포장용 포대의 실링을 하는 포장대 실링기에 관한 것으로, 특히 각 실링공정을 제어회로에 의해 별도로 제어하므로서 포장용 포대의 크기 및 내용물 용량의 변화에 따라 용이하게 그 크기의 변환이 가능한 포장대 실링기의 실링방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일상에서 쉽게 찾아볼수 있는 밀봉 포대는 각종 인스턴트 식품을 밀봉키 위해 사용되거나 식료품 이나 각종 산업용품등의 밀봉을 위해 사용되고 있다.

특히 라면봉지 또는 그 내부의 스프, 건조된 건더기등을 실링하여 포장되게 하거나 각종 조미료등의 밀봉 포장용으로 사용되며, 기타 내용물이 있고 밀봉를 하여야 하는 제품은 통상적으로 실링기를 사용하므로 이러한 실링 제품은 일상생활 전반에 걸쳐 사용되고 있다.

이와 같은 포장대 실링기는 도 1의 도시와 같이 상부에서 하부의 순서로 수직실링로울러(100)와 수평실링로울러(110), 냉각로울러(120), 컷팅로울러(130)의 순으로 배열되어 있으며, 각기 로울러의 일단에 결합 형성된 스프로킷과 체인이 하나의 구동모터(140)에 의해 연동되는 것이며, 수직실링로울러(100)는 원통형으로 형성되고, 그 양단에 단턱이 형성되어 회전하므로서, 로울러와 같은 폭의 포장대가 이송되는 경우 양단이 융접되는 것이며, 수평실링로울러(110)는 단면의 형상이 마름모상으로 형성되어 있어 마름모의 장축이 서로 맞닿으면서 포장대의 횡축을 융접하는 것이다. 여기서 수직실링로울러(100)와 수평실링로울러(110)는 히팅장치가 설치되어 있어 로울러를 가열시켜 그 온도에 의해 포장대를 융접하는 것이다.

이때, 하나의 포장대를 기준으로 볼 때, 수평실링로울더(110)에 의해 하부 의 수평실링이 이루어진후 상부 수평실링이 이루어지기 전에 내용물 투입수단에 의해 내용물을 투입한 후 포장대의 상부를 실링하므로서 내용물이 밀폐되는 것이다.

이후, 전기한 수평실링로울러(110)를 통과한 포장용기는 수평실링로울러(110)와 동일한 형상과 동일한 속도로 회전되는 냉각로울러(120)에 의해 융접된 부분을 급속히 냉각시켜 주며, 이후 컷팅로울러(130)의 회전컷터에 의해 융접된 부분이 컷팅되는 것이다.

따라서 일정규격으로 포장된 제품이 연속적으로 대량생산되는 것이다.

또한, 내용물의 용량에 따라 수평실링의 간격이 넓어져야 하므로 각각의 로울러의 간격을 크게 벌려 수평실링과 냉각, 컷팅 작업이 넓게 이루어지므로 보다 많은 용량의 내용물을 담은 포장대를 생산할 수 있는 것이다.

그러나 통상적인 실링장치는 그 구조의 특성상 각각의 로울러 간격을 넓히거나 좁히는등의 가변 작업이 용이치 못하므로 각각의 크기 및 내용량에 따라 다수의 실링장치를 제작하여 사용하므로 그 제작비용이 매우 비쌀뿐만 아니라 각각의 실링장치를 설비키 위한 공간 역시 매우 넓은 공간을 필요로 하는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 제거코져 로울러의 간격을 변동케 할수 있도록 고안되어 출시된 것이 있으나, 등간격을 유지해야 하는 작업상의 특성으로 일정한 간격으로 확장 또는 축소하는데에 기술상의 한계가 있으며, 로울러의 간격을 일정하게 변동시키는 장치가 구비되어있다 하더라도 그 작업이 매우 번거로운 것이어서 많은 사용자들이 기피하고 있다.

또한, 로울러의 사이를 통과하는 비닐재의 소재가 그 재질이 매우 매끄럽고 로울러 또한 원통형이므로 작업시 로울러로부터 포장용지가 슬립되며 컷팅포인트를 벗어나게 되므로 포장대에 표시된 마킹포인트를 센서에 의해 감지하고 마킹포인트가 이탈될 경우 사용자는 별도의 표시수단에 의해 컷팅포인트가 이탈되었음을 인식하고 실링장치를 정지시키고 슬립된 포장용지를 복귀하므로서, 작업이 정지하므로서 작업시간이 연장되고 가열된 로울러 내부에서 복귀 작업을 하므로 안전사고의 위험이 있는 문제점이 있다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코져, 각각의 로울러마다 이를 구동하는 서보모터를 장착하고, 이 서보모터를 제어하는 서보 드라이버를 연결하며, 각각의 서보 드라이버는 입력된 데이터를 연산하여 출력하는 메인 CPU에 연결되게 하므로서, 메인 CPU는 입력된 사용자의 데이터를 회전로울러의 회전속도로 연산하여 각각의 서보모터에 출력하고, 이 서보모터는 각기 다른 속도의 회전속도를 가지며 회전하므로서, 수평실링로울러의 회전속도가 늦으면 그만큼 포장대의 실링구간과 실링구간이 길게되고, 수평실링로울러의 회전속도가 빠르면 포장대의 실링구간과 실링구간이 짧아지도록 하므로서, 다양한 크기의 포장대를 생산할수 있음은 물론 포장대의 슬립현상을 감지하여 로울러의 회전속도를 가감하므로서 포장대의 컷팅 위치를 스스로 보정하는 효과가 있는 포장지 실링머신의 동작 제어방법 및 그 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

상기한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동하는 포장용지의 기준점을 감지하는 센서; 포장지 실링머신의 동작환경을 설정하는 디지털 키 및 패널 키; 이 센서와 디지털 키 및 패널 키의 조작으로 설정된 포장지 피딩 환경에 따라 메인 피딩모터와 실링, 냉각, 컷팅용 모터의 구동을 제어하는 메인 CPU; 이 메인 CPU의 제어신호를 인가받아 포장지의 양단을 피딩하기 위한 피딩모터를 구동시키는 서보 드라이버; 메인 CPU의 제어신호를 인가받아 실링, 냉각, 컷팅을 위한 제어신호를 각각 출력하는 슬라브 CPU; 슬라브 CPU의 제어신호를 인가받아 실링, 냉각, 컷팅용 모터를 구동시키는 서보 드라이버; 메인 CPU의 제어로 구동되는 포장지 실링머신의 동작상태를 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 포장대 실링기의 정면 설명도

도 2는 본 발명 포대 실링기의 정면 설명도

도 3은 본 발명 실링장치의 확대 설명도

도 4는 본 발명에 의한 로울러의 회전구간설명도

도 5는 본 발명 실링기의 제어회로 설명도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 수직실링로울러 2 : 수평실링로울러

3 : 냉각로울러 4 : 컷팅로울러

5 : 서보모터 6 : 메인콘트롤러

7 : 포장용지 8 : 내용물 공급기

9 : 포장대

도 2는 본 발명에 의한 포장대의 실링장치를 보인 정면설명도로서,

수직실링로울러(1)와 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)가 수직으로 설치된 포장대 실링머신에 있어서,

수직실링로울러(1)는 등속회전운동을 하고, 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)는 회전구간의 속도가 동시에 구분되게 하되, 일정구간은 수직실링로울러(1)의 속도와 같게 하고, 가변속도구간은 속도가 가변되게 구성한 것이다.

이 가변 구간의 속도는 메인컨트롤러(6)에 의해 서보모터(5)의 회전속도를 증감, 제어하므로서 이루어지는 것인데, 가변구간의 속도가 빠르면 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 가변구간 속도가 빠르게 되므로 수평실링구간이 짧아지며, 가변구간의 속도를 늦게하면 수평실링구간의 폭이 넓게 되므로 그만큼 포장대의 수평실링구간이 넓어지는 것이다.

상기한 바와 같은 가변속도구간을 형성키 위해서는 이동하는 포장용지의 기준점을 감지하는 센서와 포장지 실링머신의 동작환경을 설정하는 디지털 키 및 패널 키, 센서와 디지털 키 및 패널 키의 조작으로 설정된 포장지 피딩 환경에 따라 메인 피딩모터와 실링, 냉각, 컷팅용 모터의 구동을 제어하는 메인 CPU, 이 메인 CPU의 제어신호를 인가받아 포장지의 양단을 피딩하기 위한 피딩모터를 구동시키는 서보 드라이버, 이 메인 CPU의 제어신호를 인가받아 실링, 냉각, 컷팅을 위한 제어신호를 각각 출력하는 슬라브 CPU, 이 슬라브 CPU의 제어신호를 인가받아 실링, 냉각, 컷팅용 모터를 구동시키는 서보 드라이버, 메인 CPU의 제어로 구동되는 포장지 실링머신의 동작상태를 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하여야 한다.

또, 전기한 기준점을 감지하는 센서에 의해 마킹포인트를 감지하여 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 속도를 증감하여 위치를 보정하는 회로를 더 포함하여 구성할 수도 있다.

도면중 미설명부호 7은 포장용지, 8은 내용물 투입기, 9는 포장대이다.

이하, 본 발명의 작용을 보다 상세히 설명한다.

도 3의 작용설명도와 같이, 수직실링로울러(1)는 통상적으로 그 모양이 다단의 원통형으로서, 양측이 중앙보다 외경이 크게 되어 있고, 포장용지(7)의 두께보다 작은 틈을 두고 두 개의 수직실링로울러(1)가 서로 다른 방향으로 회전하고 있으며, 수직실링로울러(1)는 별도의 히터에 연결되어 있으므로 가열된 상태로 회전하게 된다.

이때, 두겹의 포장용지(7)를 수직실링로울러(1)에 투입하게 되면, 로울러의 외경이 큰 양측부분이 히터열에 의해 융착되는 것이며, 이에따라 두겹의 포장용지(7)는 양측이 융접되며 포장대(9)로 성형되어 하부로 이송되는 것이다.

하부로 이송된 포장대(9)는 수평실링로울러(2)로 투입되는데, 수평실링로울러(2)는 통상의 모양과 같이 마름모형의 회전체로서 단면상 장축과 단축을 공유하고 있으므로 단축구간에서는 실링작업이 이루어지지 않고 장축구간이 서로 맞물릴때에 그 수평실링작업이 이루어지는 것이다. 즉, 마름모형 수평실링로울러(2)의 단면상 단축(短軸)구간에서는 포장대(9)가 빈 공간으로 남아있게 되는데, 하부 실링이 이루어졌을 때, 수직실링로울러(1)의 원통 외경이 작은 중앙부로 내용물 투입기(8)가 투입되어 내용물을 투입하면 수직실링로울러(1)의 회전 운동에 따라 포장대(9)가 이송되면서 회전되는 수평실링로울러(2)에 의해 포장대(9)의 상부가 실링되며 마감되는 것이다.

이후, 하부와 상부가 수평실링로울러(2)에 의해 마감실링된 포장대(9)는 수평실링로울러(2) 하부의 냉각로울러(3)에 의해 그 실링부분이 급속히 냉각되는 것인데, 냉각로울러(3)는 그 모양과 형상이 수평실링로울러(2)와 동일하게 제작되었으므로 수평실링로울러(2)의 가변속도와 마찬가지로 동일하게 회전하므로 수평실링로울러(2)에 의해 실링된 부분만이 냉각로울러(3)의 접촉에 의해 냉각되는 것이다.

또, 이렇게 냉각된 포장대(9)는 다시 그 하부의 컷팅로울러(4)에 의해 냉각된 실링부분이 잘려지며 개개의 포장대로서 완성되는 것이다.

또, 수평실링로울러(2)와 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)는 모두 동일한 속도로 회전되어야 하며, 그 수평실링구간과 냉각구간, 컷팅구간의 속도는 수직실링로울러(1)의 회전속도와 일치하여야 포장대(9)의 슬립현상을 방지할 수 있게되는 것이다.

즉, 도 4의 도시와 같이 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)는 각기 회전구간 V₁과 회전구간 V₂로 구분되는데 회전구간 V₁에서는 상기 로울러의 각각의 작용에 따라 실링작업과 냉각작업 및 컷팅작업이 이루어지고, 회전구간 V₂에서는 수평실링로울러(2), 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)와 포장대(9)와의 마찰이 없는 구간이므로 수직실링로울러(1)의 회전속도에 따라 포장대(9)가 하부로 이동되는 구간인 것이다. 그러므로 회전구간 V₁에서는 그 회전속도가 수직실링로울러(1)의 회전속도 즉, 포장대(9)의 이동속도와 일치하여야 슬립현상이 발생하지 않으므로 반드시 일치하여야하고, 회전구간 V₂에서는 기 설정된 테이터에 의해 회전구간 V₁보다 그 회전속도를 더 빠르게 하여 실링구간과 실링구간의 사이를 짧게 형성하거나, 회전구간 V₁보다 회전구간 V₂를 더 늦게 회전하므로서 실링구간과 실링구간의 폭을 길게 조정할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 개개의 회전로울러의 속도는 그 일측에 축결합된 서보모터(5)의 회전속도에 비례하게 되는데, 이 서보모터(5)는 메인컨트롤러(6)의 출력신호에 따라 그 속도가 증가하거나 감속하면서 가변구간을 형성하게 되는 것이다.

즉, 사용자에 의해 메인콘트롤러(6)의 입력수단인 디지털 키 및 패널 키의 조적으로서 포장지의 피딩환경을 설정하여주면, 도 5의 도시와 같은 연산 입출력회로에 의해 메인 CPU가 피딩환경을 입력받게 되고, 이 데이터를 회전속도로 연산하여 이를 디지탈 신호로서 각각의 서보드라이버로 출력하게 되는 것이며, 이를 입력받은 서보드라이버는 다시 이를 전기적 신호로서 서보모터를 구동하게 되는 것이다.

이때, 메인 CPU는 입력된 데이터 즉, 전체 로울러의 평균 회전속도와 포장대의 내용물이 들어가는 부분인 간헐 실링간격을 사용자로부터 입력받아 이에 의해 수직실링로울러(1)의 회전속도를 연산하고, 수평실링로울러(2),냉각로울러(3),컷팅로울러(4)의 가변속도구간의 속도를 정하는 것이다.

이러한 포장대 실링머신의 동작상태는 통상의 표시수단인 FND나 LED, LCD등의 표시수단에 의해 메인콘트롤러(6)의 패널에 표시되므로서 사용자는 이를 보다 쉽게 인식할수 있게 되는 것이다.

또한, 사용자에 의해 입력된 데이터를 연산하여 수평실링로울러(2), 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 가변회전속도구간의 회전속도를 빠르게 하면 수평실링 간격이 좁혀지면서 이와 연동되는 로울러에 의해 냉각, 컷팅 작업이 동일하게 빠르게 이루어지므로 포장대의 길이가 짧아지며 짧고 내용량이 적은 제품의 포장대를 생산할수 있는 것이며, 반대로 수평실링로울러(2), 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 가변회전속도구간의 회전속도를 늦게 하면 수평실링 간격이 넓혀지면서 이와 연동되는 로울러에 의해 냉각, 컷팅 작업이 동일하게 늦게 이루어지므로 포장대의 길이가 길어지며 길고 내용량이 많은 제품의 포장대를 생산할수 있는 것이다.

그러므로, 사용자는 간헐실링되는 수평실링로울러(2)의 회전구간을 지정하여 메인콘트롤러(6)에 입력하면 이에 의해 연산된 데이터에 맞게 수평실링로울러(2), 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 가변속도구간 회전속도를 출력하므로 종래와 같이 각각의 로울러를 수동으로 균등되게 넓히거나 다른 장비를 사용하는 등의 문제점이 없게되는 것이다.

또한, 수직실링로울러(1) 형상이 원통형이고 포장용지(7)가 대개 비닐재이므로 실링작업이나 이송작업시 슬립현상이 자주 발생하므로 통상적으로 포장대(9)에 표시된 마킹포인트를 감지센서에 의해 기준점을 인식케 하고 기준점이 감지센서로 부터 이탈할 경우 수평실링로울러(2),냉각로울러(3),컷팅로울러(4)가 공회전상태에 있을 경우 즉, 실링작업 및 냉각작업, 컷팅작업이 이루어지지않고 회전하는 경우에 수직실링로울러(1)의 회전속도를 순간적으로 가감하여 이탈된 마킹포인트를 보정하므로서 균일하고 일정한 제품을 생산 할수 있는 것이다.

즉, 마킹포인트가 감지센서의 기준점 이하로 쳐져있을경우에는 수평실링로울러(2), 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)가 공회전하고 있을 때, 순간적으로 수직실링로울러(1)의 속도를 늦추어 마킹포인트를 상승시키고, 마킹포인트가 감지센서의 기준점 위로 올라가 있을 때에는 수평실링로울러(2),냉각로울러(3),컷팅로울러(4)가 공회전하고 있을 때, 순간적으로 수직실링로울러(1)의 속도를 빠르게 하여 마킹포인트를 하강시키는 것이다.

이렇게 작용하는 본 발명은 전기한 바와 같이 각각의 로울러 위치의 조정이 없이도, 메인콘트롤러(6)의 간단한 조작으로 각각의 로울러의 회전속도를 다르게 하므로서 그 속도에 의해 수평실링구간의 폭을 넓히거나 좁게하므로서 포장대(9)의 내용물에 따라 그 크기가 변화되게 할 수 있으며, 하나의 기기만으로도 다양한 종류의 포장대를 연속하여 생산할 수 있는 것이다.

또, 슬립현상에 의해 포장대의 위치가 변하여도 감지센서와 보정회로에 의해 수직실링로울러(1)의 속도를 가감하므로서 그 위치를 보정케 하여 기기를 멈추지 않고도 그 위치를 보정하므로 그 생산량이 증가되고 보다 원활한 작업이 이루어지는 것이다.

각각의 로울러의 회전속도를 가변하므로서 한 대의 기기로서 다양한 크기의 포장대를 생산할수 있으므로 원가가 절감되며 시설비가 축소되며 공간활용도가 확대되는 것이다. 또한, 포장대의 슬립현상을 감지하여 로울러의 회전속도를 가감하므로서 포장대의 컷팅 위치를 스스로 보정하므로서 생산량을 증대시키는 효과가 있는 것이다.

Claims

수직실링로울러(1)와 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)가 수직으로 설치된 포장대 실링머신에 있어서,

수직실링로울러(1)는 등속회전운동을 하고, 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)는 회전구간의 속도가 동시에 구분되게 하되, 일정구간은 수직실링로울러(1)은 속도와 같게 하고, 나머지 구간은 속도가 가변되게 하되, 그 속도의 가변을 메인콘트롤러(6)의 출력신호에 의해 서보모터(5)의 회전속도를 증감함을 특징으로 하는 포장대 실링머신의 동작제어방법.
제 1항에 있어서, 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 가변속도 구간의 속도를 빠르게 하여 포장대의 수평실링의 간격을 짧게 하는 포장대 실링머신의 동작제어방법.
제 1항에 있어서, 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 가변속도 구간의 속도를 늦게 하여 포장대의 수평실링의 간격을 길게 하는 포장대 실링머신의 동작제어방법.
이동하는 포장용지의 기준점을 감지하는 센서;

포장지 실링머신의 동작환경을 설정하는 디지털 키 및 패널 키;

이 센서와 디지털 키 및 패널 키의 조작으로 설정된 포장지 피딩 환경에 따라 메인 피딩모터와 실링, 냉각, 컷팅용 모터의 구동을 제어하는 메인 CPU;

이 메인 CPU의 제어신호를 인가받아 포장지의 양단을 피딩하기 위한 피딩모터를 구동시키는 서보 드라이버;

이 메인 CPU의 제어신호를 인가받아 실링, 냉각, 컷팅을 위한 제어신호를 각각 출력하는 슬라브 CPU;

이 슬라브 CPU의 제어신호를 인가받아 실링, 냉각, 컷팅용 모터를 구동시키는 서보 드라이버;

메인 CPU의 제어로 구동되는 포장대 실링머신의 동작상태를 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하는 것을 특징으로 하는 포장대 실링머신의 동작제어장치.
제 4항에 있어서, 기준점 센서에 의해 마킹포인트를 감지하여 수평실링로울러(2) 및 냉각로울러(3), 컷팅로울러(4)의 속도를 증감하여 위치를 보정하는 회로를 더 포함함을 특징으로 하는 포장대 실링머신의 동작제어장치.