KR20220148204A - 패키지 배향 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

패키지들(101)을 그룹화하고 회전하기 위한 시스템은 패키지 스트림을 미리 정의된 제1 속도로 제1 단부(102A)에서 제2 단부(102B)로 구동하도록 구성된 제1 컨베이어(102); 제1 컨베이어(102)의 제2 단부(102B)에 위치하고 상기 제1 컨베이어(102)로부터 상기 패키지 스트림을 수용하고 미리 정의된 제2 속도로 상기 패키지 스트림을 배향 섹션(108)으로 작동시키도록 구성된 작동 섹션(104); 및 상기 작동 섹션(104)에 인접하고 둘 이상의 패키지(101)의 그룹들(105)을 형성하는 패키지 스트림의 패키지들을 전방으로 작동시키도록 구성된 복수의 러그(106)를 포함한다.

Description

패키지 배향 시스템 및 방법

본 출원은 2020년 3월 4일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/985,013의 이익을 주장하며, 그 개시 내용은 전체가 참고로 여기에 포함된다.

본 개시는 특히, 배타적이지는 않지만, 물품들의 배향(orientation) 전에 물품들을 그룹화하기 위한 기계 분야에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 배타적이지는 않지만, 각각이 독립적인 구동 수단에 의해 고정된 트랙을 따라 독립적으로 구동되는 도구들을 포함하는 기계 분야에 관한 것이다.

포장 산업에서, 생산라인 내의 물품은 포장되거나 라벨링되기 전에 배향 및 재배향(reorientation)이 요구되는 것이 일반적이다. 예를 들어, 대응 패키지들의 간격과 일치하도록 미리 결정된 양만큼 물품들이 서로 이격되도록 요구하는 것이 더 일반적이다. 이러한 요구사항에 대한 다양한 솔루션은 해당 업계에 알려져 있으며 정기적으로 각 물품 또는 패키지를 개별적으로 위치를 조정하는 것이 필요하다.

그러나 전술한 시스템은 일반적으로 중앙 구동 수단을 필요로 하고 또한 상당히 많은 양의 선회 메커니즘(turning mechanisms)을 필요로 한다. 이러한 공통 설계 특성은, 특히 높은 처리율에서, 구동 수단 및 대응 기계적 연결 장치들에 상대적으로 높은 부담을 가하고, 전체적으로 시스템의 다양성을 감소시킨다. 한 가지 가능한 솔루션은 선별된 도구들이 각각 부착되는 여러 구동 체인을 제공하는 것이다; 각 구동 체인은 전체 구동 시스템을 제공하기 위해 서로 협력하여 제어된다. 그러나 이 솔루션은 시스템이 지나치게 복잡해지는데, 이는 고속으로 작동하도록 주의 깊게 정렬되어야 하는 수많은 구동 체인을 제공해야 하기 때문이다. 또한, 일반적으로 상당한 숫자인 구동 체인이 각 도구에 대해 제공되지 않는 한, 이 솔루션은 여전히 각 도구가 적어도 하나의 다른 도구에 기계적으로 연결되고 따라서 각 도구를 완전히 독립적으로 제어할 수 없는 문제가 있다.

선행 기술의 또 다른 문제는 상기 도구들이 장착되는 체인 및 벨트의 제공 및 후속 유지 관리에 관한 것이다. 체인은 강하고 유연해야 하며, 지속적인 고속 사용으로 마모가 발생한다. 따라서 고속으로 회전하는 데 필요한 벨트 또는 체인이 필요하지 않은 구동 및 선회 시스템이 필요하다.

따라서 본 발명은 각 도구가 서로 독립적으로 제어될 수 있고 과도한 복잡성과 비용 없이 달성될 수 있고 유지 보수 요구 사항이 감소된 시스템의 제공과 관련된 선행 기술의 문제를 극복하거나 적어도 완화하기 위한 것이다.

패키지들의 스트림(stream)을 미리 정의된 제1 속도로 제1 단부에서 제2 단부로 구동하도록 구성된 제1 컨베이어와, 상기 제1 컨베이어로부터 상기 패키지들의 스트림을 수용하고 상기 패키지들의 스트림을 미리 정의된 제2 속도로 배향 섹션으로 작동시키도록 구성된 작동 섹션과, 둘 이상의 패키지의 그룹들을 형성하는 상기 패키지들의 스트림의 패키지들을 전방으로 작동시키도록 구성되고 상기 작동 섹션에 인접한 복수의 러그(lug)를 포함하며, 여기서 제2 속도는 제1 속도보다 작은, 패키지들을 그룹화하는 시스템이 제공된다. 상기 복수의 러그 각각은 단일의 고정된 트랙의 경로에 장착되며, 상기 경로를 따르고 개별적으로 제어될 수 있어서, 상기 러그들 중 하나 이상은, 하나 이상의 다른 러그가 상이한 속도로 이동하는 동안, 상기 패키지를 작동시키면서 상기 패키지들의 속도를 증가시키는 역할을 하도록 한다. 상기 러그들 각각은 상기 작동 섹션 위로 통과할 수 있다. 상기 트랙은 상기 배향 섹션 이전에 상기 패키지들과 접촉하도록 상기 러그들 각각을 구동하도록 구성되고 상기 러그들 각각을 구동하여 상기 배향 섹션 내의 패키지들로부터 분리하도록 구성된다. 상기 러그들 각각은 상기 패키지들의 스트림의 하나 걸러 또는 세 번째 패키지마다 작동시키도록 구성될 수 있다.

배향 섹션은 상기 작동 섹션의 하류에 위치할 수 있고 상기 패키지 그룹들을 회전시키도록 구성된 복수의 체인 구동 회전자 메커니즘을 포함할 수 있다. 상기 회전자 메커니즘은 상기 패키지 그룹들을 약 90도 회전시킬 수 있다.

제2 컨베이어 섹션은 상기 배향 섹션의 하류에 배치될 수 있다. 분할 섹션은 상기 제2 컨베이어의 하류에 있을 수 있다.

패키지의 그룹들을 선회시키는 방법은 제1 컨베이어에 의해 패키지들의 스트림을 구동하는 단계- 여기서, 상기 패키지들 각각은 서로 이격되어 있음 -와, 상기 패키지들의 스트림의 하나 이상의 패키지를 상기 제1 컨베이어와 다른 속도로 구동함으로써 패키지의 그룹들을 형성하는 단계와, 후속 패키징 프로세스를 위해 상기 패키지의 그룹들을 준비하기 위해 상기 패키지의 그룹들을 약 90도 회전시키는 단계를 포함한다. 상기 패키지들의 스트림의 두 번째 또는 세 번째(또는 다른 미리 결정된 수)마다의 패키지는 상기 그룹 형성 단계 동안 러그에 의해 구동될 수 있다.

제1 컨베이어의 하류에 있는 상기 패키지들의 스트림의 패키지들 각각은 제1 컨베이어에 대해 감속될 수 있다. 후속 패키징 프로세스는 제2 컨베이어에 의해 상기 패키지 그룹들 각각을 구동하고 이전에 형성된 패키지 그룹들 각각을 패키지들의 개별 스트림들로 또는 개별 패키지들의 스트림으로 분할하는 것을 포함할 수 있다.

본 개시의 시스템 및 방법의 이들 및 다른 특징은 도면과 함께 취해진 바람직한 실시형태들의 다음의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 더 쉽게 명백해질 것이다.

이러한 시스템의 기술적 이점은 다음 설명에서 분명해질 것이지만, 간단히 설명하면, 시스템의 처리량 증가, 시스템의 유연성 증가, 및 전체 시스템이 지속적인 사용을 유지하는 동안 가변 물품 및/또는 카톤 요구사항에의 적응 가능성과 관련된다.

본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 과도한 실험 없이 본 발명의 장치 및 방법을 만들고 사용하는 방법을 쉽게 이해할 수 있도록, 특정 도면을 참조하여 이하에서 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명한다.
도 1은 전체적인 포장 및 이격 시스템의 사시도이다.
도 2는 개별 패키지가 함께 그룹화되고 그룹들 각각이 회전되는 것을 보여주는, 도 1의 그룹화 섹션의 사시도이다.
도 3은 도 1의 그룹화 및 배향 섹션의 측면도이다.
도 4는 도 1의 배향 섹션의 단부와 제2 컨베이어 섹션의 사시도이다.

이제 본 발명의 유사한 구조적 특징 또는 측면을 식별하는 유사한 참조 번호가 있는 도면들을 참조할 것이다. 제한이 아닌 설명 및 예시의 목적으로, 본 발명의 실시형태들에 따른 컨베이어 시스템의 예시적인 실시형태의 부분도가 도 1에 도시되어 있으며, 일반적으로 참조 부호 '100'으로 지정되어 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 시스템의 다른 관점 및 그 측면들이 도 2 내지 4에 제공되어 있고 이하에서 설명할 것이다. 본 발명의 방법 및 시스템은 각 패키지를 개별적으로 회전시키는 대신 패키지의 그룹을 한 번에 그룹화, 회전 및 재배향하는 데 사용될 수 있다. 각각의 패키지는 복수의 물품 등을 포함할 수 있다.

도 1은 단일 스트림(101)의 패키지들을 취하고, 패키지들을 그룹화하고, 그룹들을 대략 90도 재배향하고, 상기 그룹들을 다시 분할하여 패키지들의 3개의 병렬 스트림(103)을 형성하기 위한 시스템(100)을 도시하며, 여기서 3개의 병렬 스트림(103)의 각각의 패키지들은 원래의 단일 스트림(101)에 대해 90도 배향된 패키지들을 포함한다. 시스템(100)은 단일 스트림(101) 패키지들을 제1 단부(102a)에서 제2 단부(102b)로 구동하기 위한 제1 컨베이어(102)를 포함한다. 제1 컨베이어(102)는 단일 스트림(101)을 제1 속도로 이동시킨다. 단일 스트림(101)의 패키지들 각각은 서로 이격되어 있다. 단일 스트림(101)이 제1 컨베이어(102)의 제2 단부(102b)에 도달할 때, 패키지는 감속될 수 있고, 따라서 각각의 패키지들 사이의 간격을 제거할 수 있다. 예를 들어, 선행 패키지(101a)가 작동 섹션(104)에서 느려지거나 멈추면, 후행 패키지(101b)가 이를 따라잡고, 두 패키지 사이의 간격이 감소하여 패키지의 그룹들(105)을 형성한다. 또한, 상기 패키지의 그룹들(105)은, 하나 이상의 패키지와 맞물리고 패키지들을 서로 접촉시키거나 서로 근접하게 이동시켜 패키지 그룹들(105)을 형성하는 러그(lug)(106)에 의해, 추가로 형성된다. 대안으로, 개별 패키지들은, 패키지들을 함께 밀거나 안내하여 각각의 패키지 그룹(105)을 형성하는 다른 푸시 또는 안내 메커니즘에 의해 함께 그룹화될 수 있다. 다른 예로서, 패키지들이 함께 이동하여 각각의 패키지 그룹들(105)을 형성하도록 패키지들 중 하나 이상의 움직임을 제약하거나 느리게 하는 제약 메커니즘을 통해 패키지들이 함께 그룹화될 수 있다. 기타 그룹화 메커니즘 및 프로세스는 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이며 개별 패키지들을 패키지 그룹들(105)로 배향하는 데 사용될 수 있다.

도 2는 작동 섹션(104)의 확대도를 도시한다. 작동 섹션(104)은 제1 컨베이어(102)의 제2 단부(102b)에 위치된다. 러그(106)는 새로 형성된 패키지 그룹들(105)을 미리 정의된 속도로 배향 섹션(108)으로 전방으로 작동시킨다. 러그(106)는, 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 구동 체인 또는 체인들 또는 기타 적절한 이동 또는 구동 메커니즘 상에 제공될 수 있다. 작동 섹션(104)에서, 벨트는 러그(106)와 함께 전방으로 패키지 그룹들(105)을 이동시킬 수 있다. 러그(106)는 작동 섹션(104)에 인접해서 순환하여 스트림 내 미리 결정된 특정 패키지들을 앞으로 이동시킨다. 예를 들어, 러그(106)는 하나 걸러 또는 세 번째 패키지의 후면과 접촉하여 그것과 그 앞의 패키지 또는 패키지들을 앞으로 추진할 수 있다. 대안으로, 러그(106)는 상기 패키지들의 상이한 미리 결정된 수 간격의 후면과 접촉하여 그것과 그 앞에 있는 패키지들을 앞으로 추진할 수 있다.

도 2는 트랙(110)의 경로에 장착되어 따라가는 각 러그(106)를 추가로 도시한다. 트랙(110)은 컨베이어의 방향을 따라 러그(106)를 이동 및 작동시키기 위한 구동 체인 또는 다른 적절한 기계적 수단일 수 있다. 각각의 러그(106)는, 교대 패키지들을 작동시키는 동안, 러그들(106)이 가속되어 속도가 증가하는 반면 하나 이상의 다른 러그들(106)은 패키지 그룹(105)으로부터 멀어질 때 트랙(110) 둘레를 다른 속도로 이동하도록, 개별적으로 제어 가능하다. 이것은 러그들(106)이 단일 스트림(101)의 속도, 각 개별 패키지의 크기, 및 각각의 패키지 그룹(105)의 원하는 크기에 적응할 수 있게 한다. 러그들(106) 각각은 작동 섹션(104) 위로 통과한다. 러그들(106)이 패키지들을 전방으로 작동하고 있을 때 러그들(106)은 작동 섹션(104)의 부분들 위에 매달릴 수 있다. 트랙(110)은 각각의 러그(106)가 배향 섹션(108) 이전에 패키지들과 접촉할 수 있도록 하고 배향 섹션(108) 내의 패키지들로부터 떨어져서 각각의 러그(106)를 이동시키도록 구성된다.

도 3은 작동 섹션(104)의 하류에 위치한 배향 섹션(108)을 도시한다. 배향 섹션(108)은 복수의 체인 구동 회전자 메커니즘(112)을 포함한다. 각각의 회전자 메커니즘(112)은 한 그룹의 패키지를 파지하고 90도만큼 회전시키도록 구성된다. 회전자 메커니즘(112)은 위에서부터 각 패키지 그룹을 파지하고, 특정 지점에서, 상기 회전자 메커니즘은 체인 구동에 의해 강제로 회전하여, 패키지 그룹들을 미끄러지도록 회전시켜, 패키지들의 방향을 90도 변경한 다음, 상기 파지를 해제한다.

시스템(100)은 패키지들의 단일 스트림(101)을 전달하고, 이러한 패키지들을 미리 결정된 수의 그룹으로 그룹화하고, 상기 그룹들을 90도만큼 방향을 바꾸거나 회전시키고, 3개의 병렬 패키지 스트림(103)을 형성하도록 패키지 그룹들의 패키지를 분할한다. 이것은 시스템이 더 짧은 가동 시간 또는 더 큰 처리율을 가질 수 있도록 하며, 단일 스트림(101)의 각 패키지를 개별적으로 선회하는 것보다 동일한 수의 패키지를 처리하기 위해 더 적은 회전자 메커니즘을 필요로 한다.

도 4는 배향 섹션(108)의 하류에 위치한 제2 컨베이어 섹션(114)을 도시한다. 제2 컨베이어 섹션(114)은 패키지 그룹들을 개별 패키지들의 병렬 스트림으로 분할하고 이어서 패키지들을 후속 패키징 또는 라벨링 공정으로 전달하는 데 사용될 수 있다. 패키지 그룹들(105)은 예를 들어 제2 컨베이어 섹션(114)에 제공된 슬랫 디바이더(slat divider)에 의해 개별 패키지의 스트림으로 분리되거나 분할될 수 있다. 슬랫 디바이더는 패키지들의 그룹 내의 각 패키지 사이에 분리 또는 갭을 생성하여, 개별 패키지들의 병렬 스트림들을 형성한다. 다른 분리 메커니즘 및 공정들은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이고, 패키지 그룹들(105)을 개별 패키지들의 개별 스트림으로 분할하는 데 사용될 수 있다. 대안적인 구현에서, 패키지 그룹들(105)은 패키지 그룹들을 개별 패키지들의 병렬 스트림들로 분할하지 않고 후속 패키징 및/또는 라벨링 공정을 위해 전달될 수 있다.

위에서 설명되고 도면에 도시된 바와 같이, 본 개시내용의 방법 및 시스템은 증가된 신뢰성 및 안정성, 감소된 크기, 중량, 복잡성 및/또는 비용을 포함하는 우수한 특성이 있는 배향 시스템을 제공한다. 본 개시내용의 장치 및 방법이 실시형태를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 통상의 기술자는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 변경 및/또는 수정이 이루어질 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.

Claims (16)

1. 패키지를 배향하기 위한 시스템으로서,
   미리 정의된 제1 속도로 제1 단부에서 제2 단부로 패키지 스트림을 구동하도록 구성된 제1 컨베이어;
   상기 제1 컨베이어의 상기 제2 단부에 위치한 작동 섹션으로서, 상기 제1 컨베이어로부터 상기 패키지 스트림을 수신하고 미리 정의된 제2 속도로 배향 섹션으로 상기 패키지 스트림을 작동시키도록 구성되고, 여기서, 상기 제2 속도는 상기 제1 속도보다 작은, 작동 섹션;
   2개 이상 패키지의 그룹들을 형성하는 상기 패키지 스트림의 패키지들을 전방으로 작동시키도록 구성된 상기 작동 섹션에 인접한 복수의 러그;
   를 포함하는, 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 러그 각각은 고정된 트랙의 경로에 장착되고 이를 따르는, 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 러그들 중 하나 이상이 상기 패키지들 중 하나 이상 패키지를 작동시키면서 상기 하나 이상 패키지의 속도를 증가시키는 역할을 하는 동안, 하나 이상의 다른 러그가 상기 러그들 중 상기 하나 이상과 상이한 속도로 이동하도록, 상기 러그들 각각은 개별적으로 제어 가능한, 시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 러그들 각각은 상기 패키지 스트림을 하나 걸러 또는 세 번째 패키지마다 작동시키도록 구성되는, 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 패키지 그룹을 회전시키도록 구성된 복수의 체인 구동 회전자 메커니즘을 포함하는 상기 작동 섹션의 하류에 위치된 배향 섹션을 더 포함하는, 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 러그 각각이 트랙의 경로 상에 장착되고 상기 트랙의 경로를 따르며, 상기 트랙은 상기 배향 섹션 이전에 상기 패키지들과 접촉하도록 상기 러그들 각각을 구동하도록 구성되고, 상기 방향 섹션 내의 상기 패키지들에서 상기 러그들 각각을 구동하여 분리하도록 구성된, 시스템.
7. 제5항에 있어서,
   상기 회전자 메커니즘 각각은 상기 패키지 그룹들 중 하나를 대략 90도만큼 회전시키도록 구성되는, 시스템.
8. 제5항에 있어서,
   상기 배향 섹션의 하류에 제2 컨베이어 섹션을 더 포함하고, 상기 제2 컨베이어 섹션은 상기 패키지 그룹들을 수용하고 운반하도록 구성된, 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 컨베이어에 인접하여 또는 그 하류에 위치한 분할 섹션을 더 포함하며, 상기 분할 섹션은 상기 패키지 그룹들의 각각에서 패키지를 분리하도록 구성된 하나 이상의 분할기를 포함하는, 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 러그들 각각은 상기 작동 섹션 위로 통과하는, 시스템.
11. 패키지를 배향하기 위한 방법으로서,
    제1 컨베이어에 의해 패키지 스트림을 구동하는 단계로서, 여기서 상기 패키지 각각은 서로 이격되어 있는, 단계;
    상기 제1 컨베이어와 상이한 속도로 상기 패키지 스트림 내의 하나 이상의 패키지를 구동함으로써 패키지 그룹들을 형성하는 단계로서, 상기 패키지 그룹들은 서로 이격되고 2개 이상의 패키지를 포함하는, 단계; 및
    상기 패키지 그룹들 각각을 약 90도 회전시키는 단계;
    를 포함하는, 방법.
12. 제11항에 있어서,
    패키지 스트림의 하나 이상의 패키지를 구동하는 상기 단계는 패키지 그룹들을 형성하기 위해 러그에 의해 상기 패키지 스트림에서 두 번째 또는 세 번째 패키지마다 구동하는 과정을 포함하는, 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 컨베이어의 하류에서 상기 패키지 스트림의 패키지들 각각을 감속시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. 제11항에 있어서,
    제2 컨베이어에 의해 상기 패키지 그룹들 각각을 구동하는 단계; 및
    이전에 형성된 패키지 그룹들 각각을 패키지의 개별 스트림들로 분할하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
15. 제14항에 있어서,
    이전에 형성된 패키지 그룹들 각각을 분할하는 상기 단계는,
    상기 패키지 그룹들 각각의 패키지들의 각각의 사이에 공간을 생성하기 위해 상기 패키지 그룹들 각각의 패키지들을 분할기로 분리하는 과정을 포함하는, 방법.
16. 제11항에 있어서,
    패키지 그룹들 각각을 회전시키는 상기 단계는,
    복수의 체인 구동 회전자 메커니즘을 상기 패키지 그룹들과 맞물리게 하는 과정을 포함하며, 여기서 상기 회전자 메커니즘 각각은 상기 패키지 그룹들 중 각각의 그룹을 회전시키도록 구성된, 방법.

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