KR20120026169A - 페트병 이송 적층용 로봇의 핸들링유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음료수 용기로 사용되는 페트병의 생산라인에서 성형된 페트병을 정렬하고 적층하여 밴딩한 다음 포장할 수 있도록 성형된 페트병의 이송라인에서 전?후?좌?우로 정렬된 페트병을 파지하여 다단계로 적층하는 페트병 이송 적층용 로봇의 핸들링유닛에 관한 것으로, 그 구성은 컬럼에 장착되어 승?하강하는 회동암에 장착된 핸들링유닛의 후레임에는 에어실린더에 의하여 작동하는 가이드에 의하여 정렬된 페트병의 4면을 파지하고 파지된 페트병의 가운데 페트병 상부는 파커에 의하여 고정하며 후레임의 모서리부분에는 각각 간지매거진에서 간지를 흡착하는 스프링홀더가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

페트병 이송 적층용 로봇의 핸들링유닛{Handlering unit of plastic bottle transfer layer robot}

본 발명은 음료수용기로 사용되는 페트병의 생산라인에서 성형된 페트병을 정열하고 적층하여 밴딩한 다음 포장할 수 있도록 성형된 페트병의 이송라인에서 전?후?좌?우로 정렬된 페트병을 파지하여 다단계로 적층하는 페트병 이송 적측용 로봇의 핸들링유닛에 관한 것이다.

음료수 용기 등으로 널리 사용되는 페트(Polyethylen terephthalate)병은 성형장치에서 연속적으로 생산되어 일정단위로 포장되어 수요처로 운송된다.

제조라인에서 성형된 페트병은 에어컨베이어에 의하여 워커웨이(Work way)에 이송되어 전?후?좌?우로 일정수량이 정렬되며 단층으로 정렬된 페트병은 로봇의 그리퍼로 한꺼번에 집어올려 다층으로 적층한 다음 테이프로 결속하고 랩으로 포장하여 차량에 적재된다.

전?후?좌?우로 다 수개가 정렬된 페트병을 적층하기 위하여는 적층되는 페트병의 자세를 안정시키기 위하여 적층되는 페트병 사이에는 비교적 얇은 두께를 가지는 간지를 삽입하고 적층된 상부에는 보다 두꺼운 간지를 덮은 다음 결속하고 포장한다.

종래 적층 포장매거진에서 전?후?좌?우로 정렬된 페트병은 로봇의 그리퍼로 전?후?좌?우 측면을 협지하고 들어올려 적층라인에서 쌓아올렸으나 페트병은 무게가 가볍고 유연성을 가지므로 페트병을 협지하는 그리퍼의 압력을 높일 경우 페트병에 변형이 발생하므로 가벼운 압력만으로 많은 수량의 페트병을 협지하여 들어올리면 가운데 부분의 페트병은 자중에 의하여 아래로 처지거나 아래로 빠져나오는 경우가 발생하게 되고 협지된 페트병의 하부가 평면을 유지하지 못할 경우 페트병의 적층작업을 원활하게 수행할 수 없었으며 또한 페트병을 협지하는 로봇 그리퍼와 적층되는 페트병 사이에 삽입되는 간지를 핸들링하는 로봇핸드는 그 구조가 상이하여 페트병 협지용과 간지용 로봇핸드를 각각 구비하여야 함으로써 페트병 적층라인이 복잡해진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 정렬된 페트병을 협지하여 들어올릴 때 정렬된 페트병의 가운데 부분이 쳐지지 않도록 하는 구성을 추가하고 적층되는 페트병 사이에 삽입되는 간지를 핸들링하는 핸드를 페트병을 협지하는 로봇핸드에 구비하여 하나의 로봇유닛으로 페트병을 협지하여 이송되게 하고 간지를 삽입할 수 있게 구성하여 페트병 적층라인의 구성을 단순하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 페트병 이송 적층 매거진에 인접하여 입설된 컬럼에 승?하강 가능하게 구성된 암과 암에 구비된 힌지에 의하여 수평방향으로 회동가능하게 구성된 로봇핸드 유닛으로 구성된다.

로봇핸드 유닛은 4각형의 후레임과 4각후레임의 각변에는 정렬된 페트병의 측면을 파지할 수 있는 가이드가 구비되며, 가이드는 후레임에 구비된 힌지에 의하여 에어실린더의 작동에 따라 중심을 향하여 회동가능하게 구성되어 페트병을 파지할 수 있게 구성된다.

로봇핸드유닛 후레임의 가운데에는 정렬된 페트병의 가운데를 파지하여 아래로 쳐지는 것을 방지할 수 있게 하는 파커(Packer)가 구비된다.

파커는 컵형태의 외부내피에 부착된 에어튜브에 공기가 주입될 시 에어튜브가 팽창하면서 컵에 삽입된 페트병의 윗부분을 협지하여 가이드가 페트병을 들어올렸을 때 자중에 의하여 아래로 쳐지는 것을 방지할 수 있게 구성된다.

또한 후레임의 각 모서리부분에 인접하여 간지를 흡착할 수 있는 스프링홀더가 각각 구비된다.

스프링홀더는 길게 연장된 브라켓의 단부에 흡착패드가 구비되며 후레임에 대하여 수직으로 연장된 브라켓은 에어실린더에 의하여 후레임에 대하여 수직방향 또는 나란한 방향으로 접철될 수 있도록 회동가능하게 구성되며 가이드에 의하여 페트병을 파지할 때에는 후레임에 대하여 나란하게 수평으로 접철되게 하고 페트병을 적층한 다음 간지를 스프링홀더로 흡착하고자할 시에는 후레임에 대하여 수직방향으로 회동시켜 스프링홀더의 흡착패드를 아래로 향하게 하여 간지를 흡착할 수 있도록 구성한다.

본 발명은 성형된 페트병을 적층하고 포장할 시 적층되는 페트병이 흐트러짐 없이 적층될 수 있게 하고 정렬된 페트병을 파지하여 들어올리거나 적층되는 페트병 사이에 삽입되는 간지를 하나의 핸들링유닛으로 처리할 수 있게 하여 페트병 적층라인의 설비를 보다 단순하고 저렴하게 설치할 수 있게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 페트병 이송 적층용 핸들링유닛이 설치된 레이아웃이고,
도 2는 본 발명 페트병 이송 적층용 핸들링유닛의 측단면도이며,
도 3은 도 2의 평단면도이고,
도 4는 본 발명 핸들링유닛의 평면도이며,
도 5는 도 4의 핸들링유닛의 작동 상태의 측단면도이고,
도 6은 본 발명 핸들링유닛의 페트병 파지가이드의 작동상태도
도 7은 본 발명 핸들링유닛의 페트병 파지가이드의 제 2실시예로서 a)는 평면도이고 b)는 측면도이다.
도 8은 본 발명 핸들링유닛의 페트병 파지가이드의 스프링홀더가 접혀진 상태의 평면도이며,
도 9는 도 8의 본 발명 스프링홀더가 펼쳐진 상태의 측면도이고,
도 10은 본 발명 핸들링유닛의 파커의 측단면도이다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명 핸들링유닛(1)은 페트병 레이아웃 상에서 팔레트매거진(2)과 간지매거진(3) 사이에 위치하며 팔레트매거진(2)으로 이송되어 정렬된 페트병(4)을 파지하여 벤딩머신(5)과 랩포장머신(6)이 위치하는 컨베이어라인(7)에 페트병(4)을 이송하여 적층하고 간지(8)를 삽입한다.

도 2 내지 3에 도시된 페트병 이송 적층용 핸들링유닛(1)은 수직으로 입설된 컬럼(9) 상을 모터(10)와 기어(11)에 의하여 승?하강하는 암(12)과 암(12)의 일측에 구비된 서보모터(13)와 풀리(14) 및 벨트(15)에 의하여 수평방향으로 회동하는 회동암(16)이 구비되며 회동암(16)의 단부에는 핸들링유닛(1)이 장착된다.

핸들링유닛(1)은 4각후레임(17)의 중심부가 회동암(16)에 결합되며 핸들링유닛(1)의 각 변에는 에어실린더(18)에 의하여 후레임(17)의 가운데 방향으로 회동 가능하게 구성된 가이드(19)가 구비되어 정렬된 페트병(4)의 측면을 가압하여 협지할 수 있도록 구성된다.

또한 후레임(17)의 중심부에는 수직방향으로 파커(20)가 구비되어 가이드(19)에 의하여 협지된 페트병(4) 중 중심부에 위치한 페트병(4)의 윗부분을 파커(20)의 선단에 구비된 컵(21)에 삽입되게 하고 컵(21)에 삽입된 페트병(4)은 가이드(19)가 에어실린더(18)에 의하여 페트병(4)을 파지하면 컵(21)의 내면에 구비된 에어튜브(22)에 압축공기를 불어넣어 에어튜브(22)가 팽창에 의하여 페트병(4)을 고정시키도록 구성한다.

따라서 가이드(19)에 의하여 정렬된 페트병(4)을 파지하고 들어올릴 때 정렬된 페트병(4)의 가운데 부분이 아래로 처지거나 미끌어져 이탈하는 것을 방지할 수 있으므로 페트병(4)을 파지하는 가이드(19)에 높은 압력을 가하여 페트병(4)이 변형되는 것을 방지하게 할 수 있다.

도 7은 본 발명 핸들링유닛의 페트병 파지가이드의 제 2실시예로서 가이드(19)가 후레임(17)과 나란하게 에어실린더(18)에 의하여 수평으로 이동하여 정열된 페트병(4)의 측면을 가압하여 협지할 수 있도록 구성되어 있다.

도 8 내지 9는 본 발명 핸들링유닛(1)에서 적층되는 페트병(4) 사이에 삽입되는 간지(8)를 핸들링하는 스프링홀더(23)의 구성에 관한 것으로 스프링홀더(23)의 구성을 명료하게 설명하기 위하여 페트병(4)을 파지하거나 고정하는 가이드(19) 및 파커(20)의 구성은 생략된 도면으로, 도 8에는 스프링홀더(23)가 가이드(19)에 의하여 페트병(4)을 파지할 때에는 스프링홀더(23)가 후레임(17)과 나란하게 졉혀진 상태도이고, 도 9는 정렬된 페트병(4)을 파지하여 적층하고 난 다음 간지매거진(3)으로 핸들링유닛(1)이 이동하여 간지(8)를 흡착하고자 할 때의 상태도로서 스프링홀더(23)에 연결된 브라켓(24)이 에어실린더(18')와 레바(25)에 의하여 후레임(17)에 대하여 수직방향으로 회동하여 스프링홀더(23)의 흡착패드(26)가 아래로 향하게 한 상태도이다.

스프링홀더(23)는 하단부에 접시형태의 패드(26)가 구비되고 패드(26)의 가운데에는 공기를 흡입하는 흡입공이 천공되어 호스(도면 미 도시)를 통하여 외부에서 공기를 흡입하면 패드(26)에 진공 부압이 발생하게 구성되며, 패드(26)는 간지(8)와의 접촉을 원활하게 유지할 수 있게 하기 위하여 브라켓(24)에 고정되는 부분에는 붓싱(27)을 구비하고 붓싱(27)에 삽입되는 샤프트(28)와 패드(26) 사이에는 코일스프링(29)을 삽입하여 패드(26)가 간지(8) 간의 접촉시 높낮이의 차이를 수용할 수 있게 구성하여 패드(26)에 의한 간지(8)의 흡착을 원활하게 할 수 있게 구성된다.

본 발명은 페트병을 제조생산하는 사업장에서 페트병을 포장하는 작업에 활용이 가능하다.

1. 핸들링유닛 2. 팔레트매거진
3. 간지매거진 4. 페트병
5. 밴딩머신 6. 랩포장머신
7. 컨베이어라인 8. 간지
9. 컬럼 10. 모터
11. 기어 12. 암
13. 서보모터 14. 풀리
15. 벨트 16. 회동암
17. 후레임 18, 18'. 에어실린더
19. 가이드 20. 파커
21. 컵 22. 에어튜브
23. 스프링홀더 24. 브라켓
25. 레바 26. 패드
27. 붓싱 28. 샤프트
29. 코일스프링

Claims (3)

1. 팔레트매거진에 정렬된 페트병을 파지하여 이송 적층하고 간지를 삽입하는 페트병 이송 적층용 로봇의 핸들링유닛에 있어서,
   컬럼(9)에 장착되어 승?하강하는 회동암(16)에 장착된 핸들링유닛(1)의 후레임(17)에는 에어실린더(18)에 의하여 작동하는 가이드(19)에 의하여 정렬된 페트병(4)의 4면을 파지하고 파지된 페트병(4)의 가운데 페트병(4) 상부는 파커(20)에 의하여 고정하며 후레임(17)의 모서리부분에는 각각 간지매거진(3)에서 간지(8)를 흡착하는 스프링홀더(23)가 구비된 것을 특징으로 하는 페트병 이송 적측용 로봇의 핸들링유닛.
2. 제 1항에 있어서, 파커(20)는 컵(21)의 내부에 장착된 에어튜브(22)의 팽창에 의하여 페트병(4)을 고정하는 것을 특징으로 하는 페트병 이송 적층용 로봇의 핸들링유닛.
3. 제 1항에 있어서, 스프링홀더(23)는 후레임(17)에 회동가능하게 고정되어 가이드(19)가 페트병(4)을 파지시에는 후레임(17)과 나란하게 접철되고 간지(18)를 흡착시에는 후레임(17)에 대하여 수직으로 전개되는 것을 특징으로 하는 페트병 이송 적층용 로봇의 핸들링유닛.

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