KR102119676B1 - 포장 박스를 접는 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포장 박스를 접는 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 접는 시스템은, 포장 박스가 적재되고, 포장 박스가 인입되는 위치로부터 접힌 포장 박스가 배출되는 위치까지 포장 박스를 이송하는 이송 컨베이어; 포장 박스의 인입되는 위치와 배출되는 위치 사이에서 연장되고 이송 컨베이어의 폭 방향 일측에 배치되고, 포장 박스의 서로 인접하는 2개의 측면과 맞닿을 수 있게 형성되는 고정 가이드 패널; 이송 컨베이어의 폭 방향에 대하여 고정 가이드 패널의 반대측에 배치되고, 포장 박스의 인입되는 위치와 배출되는 위치 사이에서 이동 가능하며, 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면과 대향하는 측면을 흡착하고 폭방향 내측으로 가압하는 흡착 이동 기구; 및 컨베이어 벨트의 이송 방향에 대하여 고정 가이드 패널의 양 단부 사이에 배치되어 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면 중에서 하류 측에 놓이는 측면을 폭 방향 내측 및 이송 방향의 상류측을 향하여 경사지게 가압하는 제1 가압 기구; 컨베이어 벨트의 이송 방향에 대하여 제1 가압 기구의 하류 측에 배치되어 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면을 폭방향 내측으로 가압하는 제2 가압 기구를 포함하여 구성되는 것이다.

Description

포장 박스를 접는 시스템{System for Foling a Packaging Box}

본 발명은 포장 박스를 접는 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 직육면체 형태로 구성되고 상면과 저면이 개방되는 형태의 빈 포장 박스를 접어서 측면들이 서로 겹쳐지고 상면과 하면을 이루는 패널들도 서로 겹쳐지게 하여 접는 시스템에 관한 것이다.

물품을 운반하고 보관하기 위한 포장 용기로서 직육면체의 형태를 가지는 박스가 널리 이용되고 있다.

도 1은 널리 이용되는 형태의 포장 박스를 도시하고 있다.

포장 박스(1)는 주로 합성수지 필름이 코팅된 종이 재질의 패널로 이루어지고, 상면과 하면이 각각 측면으로부터 연장되는 4개의 상면 패널로 덮혀서 폐쇄된다.

상면과 하면은 동일한 구조를 가지므로, 상면에 대해 도 1의 (a)을 참조하여 설명하면, 4개의 상면 패널(3, 4)은 서로 대향하는 2개의 패널이 한 쌍을 이루어서 측면의 모서리로부터 접혀져서 단부가 서로 맞닿거나 인접하게 되어 상면을 폐쇄한다. 한 쌍의 제2 상면 패널(4)이 서로 마주보고 접히고, 이어서 다른 한 쌍의 제1 상면 패널(3)이 서로 마주보고 접혀서 앞서 접힌 제2 상면 패널(4)과 수직의 배향으로 놓이게 된다. 마찬가지로, 포장 박스(1)의 저면 역시 한 쌍의 제1 저면 패널(5)과 이에 수직하는 한 쌍의 제2 저면 패널(6)이 접혀서 폐쇄되는 구조이다.

본 명세서에서 저면과 상면이라는 표현은 설명의 편의를 위한 것일 뿐이고, 포장 박스의 저면이 위에 놓이면 저면은 상면이 되고 저면을 덮는 패널은 상면 패널로 된다.

포장 박스는 먼저 저면 패널(5, 6)을 덮어서 위쪽에 놓이는 제1 저면 패널(5)의 마주하는 단부를 접착 테이프로 접착하여 저면을 폐쇄하고, 상면으로부터 물품을 넣어서 포장 박스(1)의 내부에 수용한 후에, 앞서 설명한 바와 같이, 상면 패널(3, 4)을 접고 위쪽에 놓이게 되는 제1 상면 패널(3)의 단부를 접착 테이프로 결합하여 포장 박스를 폐쇄하고, 폐쇄된 포장 박스는 운반되거나 보관된다.

한편, 이와 같이 구성되어 물품을 수용하는 포장 박스를 개봉하여 물품을 꺼내고자 하는 경우에는 제1 상면 패널(3)을 서로 결합하는 접착 테이프를 절단한 후에 상면 패널(3, 4)을 모두 외측으로 펼쳐서 상면을 개방한 후에 포장 박스의 내부에 수용된 물품을 인출한다.

물품을 인출한 후에 빈 포장 박스는 상면과 저면의 위치가 반전되도록 뒤집은 후에 위쪽에 놓이는 제1 저면 패널(5) 사이를 접착하는 접착 테이프를 절개하고 저면 패널들(5, 6)을 펼친다. 이러한 상태가 도 1의 (b)에 도시되어 있다.

포장 박스(1)의 저면 패널(5, 6)이 펼쳐진 후에는 포장 박스의 측면(7, 8)이 서로 겹쳐지고 마찬가지로 상면 패널들(3, 4)과 저면 패널들(5, 6)도 서로 겨쳐지게 접어서 다른 포장 박스와 포개어 재활용 자원으로서 배출한다.

이와 같이 포장 박스를 개봉하는 작업, 포장 박스로부터 물품을 인출하는 작업, 인출된 물품을 정렬하여 이송하는 작업 및 물품이 인출된 빈박스를 재활용을 위해 접어서 회수하는 작업은 통상 사람의 수작업에 의존한다.

이러한 수작업은 숙련 노동을 요하지 않음에도 불구하고 작업 시간이 지체되고 비용이 많이 소요되며 사람이 작업을 수행함에 따라 작업이 제대로 이루어지지 않는 경우가 발생할 수 있다.

대한민국 특허공보 제10-1554009호(문헌 1)과 대한민국 특허공보 제10-1527654호(문헌 2)에서는 포장 박스로부터 물품을 인출하기 용이하게 해주는 구성을 개시하고 있으나, 물품을 인출한 후에 빈 포장 박스의 폐기 또는 재활용을 위하여 빈 포장 박스를 후처리하는 작업을 자동으로 하게 해주는 구성에 대해서는 고려하고 있지 않다.

대한민국 특허공보 제10-1554009호(문헌 1) 대한민국 특허공보 제10-1527654호(문헌 2)

본 발명은 빈 포장 박스를 접고 겹치는 작업을 자동으로 수행하는 포장 박스를 접는 시스템을 제공하려는 것이다.

구체적으로, 본 발명은 직육면체 형태이고 서로 대향하는 2개의 면이 개방된 빈 포장 박스를 접고 서로 인접한 표면들이 펼쳐지고 대향하는 표면들과 겹쳐지게 하는 작업이 자동으로 이루어질 수 있는 시스템을 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명은 개개의 포장 박스를 접고 겹쳐지게 하는 작업들과 더불어 접히고 겹쳐진 포장 박스들이 서로 적층될 수 있게 해주는 작업을 자동으로 수행하는 시스템을 제공하려는 것이다.

전술한 본 발명의 해결 과제는, 직육면체를 이루고 서로 대향하는 상면과 저면이 각각 펼쳐져 개방되는 상면 패널과 저면 패널로 이루어지는 포장 박스를 접어서 포장 박스를 이루는 면들이 서로 맞닿아 졉쳐지게 되도록 하는 것인 본 발명의 포장 박스를 접는 시스템에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 접는 시스템은,

포장 박스가 적재되고, 포장 박스가 인입되는 위치로부터 접힌 포장 박스가 배출되는 위치까지 포장 박스를 이송하는 이송 컨베이어;

포장 박스의 인입되는 위치와 배출되는 위치 사이에서 연장되고 이송 컨베이어의 폭 방향 일측에 배치되고, 포장 박스의 서로 인접하는 2개의 측면과 맞닿을 수 있게 형성되는 고정 가이드 패널;

이송 컨베이어의 폭 방향에 대하여 고정 가이드 패널의 반대측에 배치되고, 포장 박스의 인입되는 위치와 배출되는 위치 사이에서 이동 가능하며, 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면과 대향하는 측면을 흡착하고 폭방향 내측으로 가압하는 흡착 이동 기구; 및

컨베이어 벨트의 이송 방향에 대하여 고정 가이드 패널의 양 단부 사이에 배치되어 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면 중에서 하류 측에 놓이는 측면을 폭 방향 내측 및 이송 방향의 상류측을 향하여 경사지게 가압하는 제1 가압 기구;

컨베이어 벨트의 이송 방향에 대하여 제1 가압 기구의 하류 측에 배치되어 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면을 폭방향 내측으로 가압하는 제2 가압 기구;

를 포함하고,

고정 가이드 패널은, 상기 서로 인접하는 2개의 측면 중에서 이송 컨베이어의 이송 방향과 평행한 측면과 평행하게 연장되는 제1 표면, 제1 표면의 하류에 놓이고 이송 방향에 대하여 폭방향 내측으로 경사지게 연장되는 제2 표면을 포함하고,

포장 박스는 이송 컨베이어에 의해 인입되어 이송 방향으로 평행하게 놓이는 하나의 측면이 고정 가이드 패널의 제1 표면에 접촉하고,

흡착 이동 기구가 포장 박스의 측면을 흡착하여 하류로 이동하면서 폭 방향 내측으로 가압함으로써 이송 방향에 수직하게 하류에 놓이는 포장 박스의 측면이 제1 및 제2 가압 기구와 흡착 이동 기구의 가압에 의해 서로 인접하고 수직한 측면들이 펼쳐지고 서로 대향하는 측면들이 서로 맞닿아 겹쳐지는 것이다.

본 발명에 따른 포장 박스를 접는 시스템의 작동을 설명한다.

포장 박스는 이송 컨베이어에 놓여 본 발명의 접는 시스템에 인입된다.

포장 박스는 직육면체 형태이므로 각각의 측면은 서로 인접하는 측면을 가지고 서로 대향하는 측면도 갖는다. 본 발명의 접는 시스템에 도입된 포장 박스는, 서로 인접하는 2개의 측면이 고정 가이드 패널의 제1 표면에 접촉하고 이에 대향하는 2개의 서로 인접하는 다른 측면은 고정 가이드 패널과 대향하여 배치되는 흡착 이동 기구에 의해 지지된다.

이어서, 흡착 이동 기구가 포장 박스의 측면을 흡착하여 이송 방향으로 이동하면, 포장 박스의 측면은 고정 가이드 패널의 제2 표면과 접촉한다. 제2 표면은 폭 방향 내측으로 경사져 있으므로 제2 표면과 접촉하는 포장 박스의 측면은 폭 방향 내측으로의 가압력을 받으며, 흡착 이동 기구가 폭 방향 내측으로 포장 박스의 측면을 가압하므로 반대측 측면도 폭 방향 내측으로의 가압력을 받는다. 이러한 가압력과 더불어, 제1 가압 기구가 포장 박스의 측면을 폭 방향 내측 및 이송 방향 상류 측을 향하여 가압한다.

이에 따라 포장 박스는 서로 인접한 측면들이 펼쳐지게 되고 대향하는 측면과 맞닿는 방향으로 변형된다.

흡착 이동 기구는 포장 박스를 흡착한 상태로 하류로 이송을 하며, 고정 가이드 패널이 종단되는 시점에서 제2 가압 기구가 작동한다. 고정 가이드 패널이 종단되는 시점에서 포장 박스의 측면들은 거의 서로 평행한 상태로 되어 있고, 제2 가압 기구와 흡착 이동 기구가 폭 방향 내측으로 포장 박스의 측면들을 가압하여 포장 박스는 완전하게 펼쳐지고 서로 맞닿게 되어 접는 동작이 완료된다.

이렇게 접힌 포장 박스는 흡착 이동 기구에 흡착되어 적층 또는 운반된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 접는 시스템에서는 포장 박스가 인입되고 사람의 개입 없이 자동으로 접혀서 재활용 또는 폐기하기 용이한 상태로 된다.

본 발명의 부가적 특징으로서, 본 발명의 접는 시스템에서,

흡착 이동 기구는 측면들이 맞닿아 겹쳐진 포장 박스를 흡착한 상태에서 포장 박스의 측면들이 수평으로 놓이도록 회전 가능하게 구성될 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 겹쳐진 포장 박스는 직립 상태이지만, 흡착 이동 기구가 회전하여 포장 박스는 수평으로 놓게 되므로 본 발명의 접는 시스템에 의해 처리된 포장 박스끼리 상하로 적층될 수 있다. 이에 따라, 처리된 포장 박스의 운송이나 보관이 용이하게 된다.

본 발명에 따른 포장 박스의 접는 시스템에 대한 부가의 특징으로서,

흡착 이동 기구는, 이송 방향으로 이동 가능한 프레임, 이송 방향을 따라 연장되는 가동 패널. 가동 패널에서 폭 방향 내측을 향하는 표면에 배치되는 복수 개의 흡착기. 가동 패널을 폭 방향 내측으로 가압하는 구동 모듈, 및 가동 패널을 수직 방향 하측을 향하여 회전시키는 액츄에이터를 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 흡착 이동 기구는 포장 박스의 측면을 흡착한 상태로 이송 방향, 폭 방향으로 흡착기를 가동하여 포장 박스를 이송 및 가압할 수 있으며, 포장 박스를 기립 상태에서 수평 상태로 전환하는 동작이 가능하다. 이러한 흡착 이동 기구의 구성에 따라, 포장 박스에 대한 처리가 용이하게 된다.

본 발명에 대한 또 다른 부가의 특징으로서, 본 발명에 따른 포장 박스의 접는 시스템에서,

포장 박스는 상면 패널이 펼쳐지고 상면이 이송 컨베이어에 놓이며 저면 패널이 저면을 덮은 상태로 포장 박스의 상측에 배치되어 인입되고, 포장 박스의 저면 패널을 포장 박스의 저면으로부터 개방하는 개방 기구를 더 포함하고, 상기 개방 기구는 이송 컨베이어의 하측에 놓여 포장 박스의 개방된 상면을 통하여 포장 박스 내로 진입하여 저면 패널을 상측으로 압박하여 개방하는 수단을 포함하는 것으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 접는 시스템에서는 서로 대향하는 2개의 표면이 개방되어 있는 직육면체의 포장 박스를 접을 수 있지만, 포장 박스로부터 물품을 인출할 때에는 어느 하나의 측면만을 개방하게 되고 이에 대향하는 측면이 개방되어 있지 않을 수 있다.

그러나, 본 발명의 부가의 특징적 구성에 따르면, 어느 일면이 개방되지 않은 포장 박스의 경우에도 이송 컨베이어의 하측에 놓여서 작동하는 개방 기구에 의해 개방이 되어 접는 작동이 가능하게 된다.

특히, 개방 기구는 이송 컨베이어의 하측에 놓여 작동하므로 시스템의 전체 크기가 과대하게 되도록 하지 않으며, 개방 작동을 위한 추가의 공정을 요하는 일이 없이 포장 박스가 본 발명의 접는 시스템에 도입되는 위치에서 개방 작동이 행해질 수 있다.

한편, 개방 기구에 의해 포장 박스의 저면 패널을 개방하는 구성에서는, 이송 컨베이어의 폭 방향에서 고정 가이드 패널의 뒤쪽에 놓이고, 개방 기구에 의한 포장 박스의 저면의 개방 시에 폭 방향 내측으로 돌출되어 포장 박스의 측면과 맞닿아 지지하는 지지 기구를 더 포함하고, 지지 기구와 흡착 이동 기구는 포장 박스의 저면 개방 시에 포장 박스의 서로 대향하는 측면을 압박하여 고정하는 것으로 구성하는 것이 바람직하다.

개방 기구의 작동 시에 지지 기구와 흡착 이동 기구가 양측에서 포장 박스를 압박하여 고정하므로 저면 패널의 개방 작동이 원할하게 이루어지고, 개방 작동 시의 가압에 의해 포장 박스가 이탈하거나 변형되어 버리는 일이 발생하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 접는 시스템에서 접고자 하는 포장 박스의 사시도이다.
도 2 내지 도 4은 각각 본 발명의 일 실시예의 접는 시스템의 사시도, 평면도 및 정면도이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예의 접는 시스템의 작동을 순차로 보여주는 사시도 및 평면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 포장 박스를 접는 시스템의 구성과 작동을 설명한다.

본 실시예의 반전 시스템은 도 1에 도시한 구성의 포장 박스로부터 물품을 인출해낸 후에 빈 포장 박스를 반전시키도록 구성된 것이다.

포장 박스(1)는 제1 상면 패널(3)을 결합시키고 있는 접착 테이프가 절단되고 4개의 상면 패널들(3, 4)이 벌려진 상태에서 물품을 인출한 후에 상면이 하측을 향하고 저면이 상면을 향하게 반전된 후에, 저면을 덮는 저면 패널들(5, 6)이 저면을 덮고 제1 저면 패널(5)을 결합시키고 있는 접착 테이프가 절단된 상태에서 본 실시예의 접는 시스템으로 이송된다.

이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 접는 시스템의 구성을 설명한다.

도시의 편의상, 도 2에는 이송 컨베이어의 도시가 샹략되어 있고, 도 3 및 도 4에서는 이송 컨베이어(10)를 구성하는 로울러나 구동 모터의 도시는 생략되어 있고 이송 컨베이어를 구성하는 한 쌍의 컨베이어 벨트(10)만이 도시되어 있다.

본 실시예의 접는 시스템은 크게 나누어,

포장 박스(1)가 적재되고, 포장 박스(1)가 인입되는 위치로부터 접힌 포장 박스가 배출되는 위치까지 포장 박스를 이송하는 이송 컨베이어로서의 컨베이어 벨트(10), 포장 박스(1)의 인입 위치와 배출 위치 사이에서 연장되고 컨베이어 벨트(10)의 폭 방향 일측에 배치되고, 포장 박스의 서로 인접하는 2개의 측면(7, 8)과 맞닿을 수 있게 형성되는 고정 가이드 패널(20), 컨베이어 벨트(10)의 폭 방향(W)에 대하여 고정 가이드 패널(20)의 반대측에 배치되고, 포장 박스(1)의 인입 위치와 배출 위치 사이에서 이동 가능하며, 고정 가이드 패널(1)과 맞닿는 포장 박스의 측면(7, 8)과 대향하는 측면(7', 8')을 흡착하고 폭방향 내측으로 가압하는 흡착 이동 기구(30), 컨베이어 벨트(10)의 이송 방향(F)에 대하여 고정 가이드 패널(20)의 양 단부 사이에 배치되어 고정 가이드 패널(20)과 맞닿는 포장 박스의 측면(7)을 폭 방향(W) 내측 및 이송 방향(F)의 상류측을 향하여 경사지게 가압하는 제1 가압 기구(40), 컨베이어 벨트(10)의 이송 방향(F)에 대하여 고정 가이드 패널(20)의 하류에 장착되어 고정 가이드 패널(20)과 맞닿는 포장 박스의 측면(7)을 폭방향 내측으로 가압하는 제2 가압 기구(50), 포장 박스의 저면 패널(5, 6)을 포장 박스의 저면으로부터 개방하는 개방 기구(60), 폭 방향(W)에서 고정 가이드 패널(20)의 뒤쪽에 놓이고, 개방 기구(50)에 의한 포장 박스의 저면 패널(5, 6)의 개방 시에 폭 방향 내측으로 돌출되어 포장 박스의 측면(8)과 맞닿아 지지하는 지지 기구(70), 및 본 실시예의 접는 시스템의 구성 요소들이 부착되어 지지되는 프레임(80)을 포함하여 구성되어 있다.

도면에서는 프레임(80)의 전체가 도시되어 있지 않고, 각각의 요소가 장착되는 부분에 대해서만 프레임을 도시하거나 도시의 편의상 프레임을 도시하지 않고 있으나, 별도의 부착 위치에 대한 설명이 없는 한, 각각의 요소들은 프레임에 부착되어 지지되어 있다.

또한, 프레임(80)은 단일의 요소로 서로 결합되어 구성될 필요는 없고, 본 실시예의 접는 시스템이 설치되는 위치의 지면 또는 다른 시스템을 이루는 프레임이나 요소들에 결합되어 지지되는 것일 수 있다. 다만, 본 실시예에서 프레임(80)으로 지칭하는 요소는 다른 기능 요소들이 결합하여 지지되는 것을 총칭하여 일컫는 것이다.

컨베이어 벨트(10)는 2개의 서로 평행한 벨트가 도시하지 않은 로울러에 감기어 구동 모터에 의해 순환 구동하는 것이다.

포장 박스(1)는 물품이 인출된 후에 회전되어 개방되어 있던 상면이 아래측을 향하고 저면이 상측으로 향하도록 하는 반전되고 제1 저면 패널(5)을 접착하고 있는 접착 테이프가 절단된 후에, 저면 패널(5, 6)이 모두 저면을 덮고 있는 상태로 컨베이어 벨트(10)에 놓여서 이송된다.

컨베이어 벨트(10)는 포장 박스가 반전되고 저면에 대하여 접착 테이프를 절개하는 작업이 이루어지는 위치로부터 연속적으로 연장되어 있어서 박스의 반전과 저면의 절개가 본 실시예의 접는 시스템에 따른 접는 작업이 일련의 공정으로 이루어진다.

다만, 이러한 일련의 공정이 필수적인 것은 아니고, 본 실시예의 접는 시스템에서 처리될 수 있는 상태의 포장 박스(1)가 본 실시예의 접는 시스템을 이루는 컨베이어 벨트(10)에 놓이는 것으로 구성할 수도 있다.

컨베이트 벨트(10)의 폭방향(W)의 일측에는 고정 가이드 패널(20)이 상류로부터 하류로 연장되어 있다.

고정 가이드 패널(20)은 프레임(80)에 고정되어 상하로 이격되어 평행하게 연장되는 상부 패널(21, 22)과 하부 패널(23, 24))로 구성되어 있다.

각각의 상하부 패널(21 ~ 24)은 2개의 부분으로 구분할 수 있다.

상하부 패널의 상류측의 제1 부분(21, 23)은 컨베이어 벨트(10)와 평행하게 연장되어 있고, 제1 부분의 종단으로부터 하류로 연장되는 제2 부분(22, 24)는 폭 방향의 내측으로 경사져 있다.

상하부 패널의 제1 부분(21, 23)의 폭 방향 뒤쪽으로는 지지 기구(70)가 배치되어 있다.

지지 기구(70)는. 폭 방향으로 진퇴 작동하는 가동 패널(71), 선단에 가동 패널(71)이 고정 부착되고 프레임(80)에 고정되며 공압 실린더와 리니어 가이드로 구성되는 구동 모듈(73), 및 가동 패널(71)에서 폭 방향 내측을 향하는 표면에 마련되는 4개의 흡인구(72)를 포함하고 있다.

지지 기구의 가동 패널(71)은 구동 모듈(73)에 의해 선형으로 구동되어 폭 방향(A)으로 진퇴한다. 흡인구(72)는 고정 가이드 패널의 상하부 패널(21, 22) 사이로 돌출되거나 후퇴하여 컨베이어 벨트(10)에 의해 이송되어 오는 포장 박스의 측면(8)을 진공 흡인하여 고정하는 기능을 한다.

고정 가이드 패널의 제2 부분(22, 24)에는 제1 가압 기구(40)가 배치되어 있다. 제1 가압 기구(40)는 편평한 패널 형태의 가압 패널(41)과 프레임(80)에 부착되어 가압 패널을 진퇴시키는 구동 모듈(42)로 이루어져 있다.

평면에서 보았을 때에 제1 가압 기구의 가압 패널(41)과 구동 모듈(42)은 고정 가이드 패널의 제2 부분(22, 23)과 수직의 각도를 이루어서 폭방향(W)에 대하여 내측으로 배치되어 있다. 또한, 가압 패널(41)은 폭 방향(W) 내측 및 이송 방향(F)의 상류를 향하여 경사져서 진퇴 작동을 한다.

이에 따라, 가압 패널(41)은 고정 가이드 패널의 제2 부분(22, 24) 사이로 진퇴 동작을 하며, 폭방향(W)의 내측 및 이송 방향(F)의 상류를 향하여 경사져 전진하여 포장 박스의 측면 중에서 이송 방향(W)에 수직으로 하류 측에 놓이는 측면(8)을 가압하되, 측면(8)이 고정 가이드 패널의 제2 부분(22, 24)의해 경사진 상태에서 가압을 한다.

제2 가압 기구(50)는, 제1 가압 기구(40)와 마찬가지로, 편평한 패널 형태의 가압 패널(51)과 프레임(80)에 부착되어 가압 패널을 진퇴시키는 구동 모듈(52)로 이루어져 있다.

제2 가압 기구(50)의 가압 패널(51)은 고정 가이드 패널(20)의 하류 종단 지점을 벗어난 지점에서 폭 방향(W)의 내측을 향하여 돌출되어 포장 박스의 측면(7. 8)을 가압하며, 하류를 향하여 이동하는 포장 박스의 측면(7. 8)이 가압 패널(51)의 표면에서 미끄러지면서 가압된다.

폭 방향(W)에 대하여 고정 가이드 패널(20)과 제1 및 제2 가압 기구(40, 50)와 대향하는 측면에는 컨베이어 벨트(10)를 사이에 두고 흡착 이동 기구(30)가 배치되어 있다.

흡착 이동 기구(30)는 고정 가이드 패널(20), 제1 및 제2 가압 기구(40, 50) 및 지지 기구(70)가 맞닿거나 흡착하여 가압하거나 지지하는 포장 박스의 측면들(7, 8)과는 반대쪽의 측면들(7', 8')를 흡착하고 가압하며 이송 방향(W)을 따라 이송하는 기능을 하는 것이다.

흡착 이동 기구(30)로서는 포장 박스의 측면들(7', 8')을 흡착하는 복수의 흡착기(31)와 이 흡착기(31)가 결합되는 가동 패널(32)이 마련되어 있다. 가동 패널(32)은 포장 박스의 측면들(7', 8')과 마주하는 방향으로 배치되어 있고, 흡착기(31)는 가동 패널(32)에 부착되어 포장 박스의 측면들(7', 8')과 마주한다.

가동 패널(32)은 포장 박스의 2개의 측면(7', 8')이 서로 평행하게 펼쳐졌을 경우에 2개의 측면(7', 8')을 모두 흡착할 수 있는 길이로 형성되어 있고, 여기에는 총 6개의 흡착기(31)가 상하로 3개씩 2열로 배치되어 있다.

가동 패널(32)은 이송 방향(F)으로의 가동, 폭방향(W)으로의 진퇴 및 흡착기(31)가 아래쪽을 지향하게 하는 90도 회전의 3가지 동작을 할 수 있다.

프레임(80)에는 컨베이어 벨트(10)의 폭방향 외측에서 이송 방향(F)을 따라 레일(81)이 마련되어 있고, 이 레일(81)에는 흡착 이동 기구(30)의 제1 프레임(33)이 레일(81)을 따라 선형 이동 가능하게 결합되어 있다.

선형 이동은 레일(81)에 내장되어 있는 스크류 기구(미도시)에 프레임(33)이 맞물려서 이루어지지만, 선형 이동 기구는 이에 한정되지 않고 공압 실린더나 타이밍 벨트에 의해 구현될 수도 있다.

흡착 이동 기구(30)의 제1 프레임(33)에는 제2 프레임(34)이 폭방향(W)으로 컨베이어 벨트(80)에 인접한 단부를 중심으로 회전 가능하게 결합되어 있다. 제2 프레임(34)의 상측에는 선형 구동 모듈(35)이 고정되어 있다. 구동 모튤(35)은 공압 실린더와 리니어 가이드를 갖추어 가동 패널(32)을 폭방향(W)으로 진퇴시키는 것이다.

제1 프레임(33)에는 폭방향(W)으로 바깥측에 회전용 공압 실린더(36)가 마련되어 있다. 회전용 공압 실린더(36)는 가동 패널(32)을 수직 방향 하측을 향하여 회전시키는 액츄에이터로서 마련되는 것으로서, 제1 프레임(33)에 이송 방향(F)에 평행한 축을 중심으로 회전 가능하게 부착되고, 그 작동 선단이 제2 프레임(34)에 회전 가능하게 결합되어 있다.

이러한 구성에 따라, 회전용 공압 실린더(36)는 제2 프레임(34)과 선형 구동 모듈(35)을 폭방향(W)에 평행한 축을 중심으로 회전시키고, 선형 구동 모듈(34)에 결합되는 가동 패널(32) 및 흡착기(31)는 직립한 자세, 즉 폭방향(W) 반대측의 고정 가이드 패널(20) 등과 마주하는 자세와 수직 방향 아래쪽를 향하는 자세 사이에서 전환된다.

한편, 컨베이어 벨트(80)는 이송 방향(W)에서는 고정 가이드 패널(20)의 하류측 종단 지점 부근까지 연장되어 있지만, 흡착 이동 기구(30)의 이송 방향(F)으로의 이동을 안내하는 레일(81)은 컨베이어 벨트(80)와 고정 가이드 패널(20)의 종단 지점을 넘어 하류까지 연장되어 있어서, 흡착 이동 기구(30)는 고정 가이드 패널(20)의 위치를 넘어 하류까지 이동할 수 있다.

이러한 고정 가이드 패널(20)의 위치를 넘어선 하류 지점에는 흡착 이동 기구(30)보다 아래측에 본 실시예의 접는 시스템에 의해 접히고 겹쳐진 포장 박스가 낙하하여 적층되는 설비(미도시)가 놓여 있다.

이송 방향(F)에 대하여 지지 기구(70)가 배치된 위치의 하부에는 개방 기구(60)가 배치되어 있다.

개방 기구(60)는 상하로 승강하는 이송 방향으로 연장되는 바아(61), 바아의 상측에 부착된 제1 로울러(62), 바아의 양단에 부착된 제2 로울러(63) 및 바아(61)를 상하로 승강시키며 프레임(80)에 부착되는 구동 모듈(64)로 이루어져 있다.

바아(61)는 구동 모듈(64)에 의해 컨베이어 벨트(80)의 사이에 배치되어 컨베이어 벨트(80) 사이로 상승하여 돌출되거나 하강하고, 바아(61)에 부착된 제1 및 제2 로울러(62, 63)는 포장 박스의 저면을 덮는 저면 패널들(5, 6)과 접촉하여 상승 동작에 의해 저면 패널(5. 6)을 포장 박스의 측면(7. 8)에 대하여 회전시켜 개방한다.

이하에서는. 도 5 내지 도 11을 참조하여, 본 실시예의 접는 시스템에 포장 박스가 인입되어 접히고 겹쳐져서 배출되는 동작을 설명한다.

먼저, 도 5와 도 6에는 컨베이어 벨트(10)에 의해 포장 박스(1)가 진입한 상태를 도시하고 있다.

포장 박스(1)는 상면 패널들(3, 4)이 컨베이어 벨트(10)에 의해 지지되어 펼쳐지고 위쪽에 놓이는 저면 패널들(5, 6)은 저면을 덮은 상태로 진입한다.

포장 박스(1)의 서로 마주하는 측면(8, 8')이 고정 가이드 패널의 제1 부분(21, 23)과 마주하는 위치에서 정지하며, 정지 후에 지지 기구(70)의 가압 패널(71)의 돌출하면서 흡착기(72)가 포장 박스의 일 측면(8)을 흡착하고 폭 방향(W) 내측으로 가압한다.

이 때. 흡착 이동 기구(30)는 가동 패널(32)이 포장 박스의 대향 측면(8')과 마주하는 위치에 놓여 있고, 구동 모듈(35)과 흡착기(31)가 작동하여 가동 패널(32)이 폭 방향(W)으로 전진하여 포장 박스의 대향 측면(8')을 흡착하고 폭방향 내측을 향하여 가압한다. 흡착 이동 기구의 가동 패널(32)은 이송 방향(F)에서 하류측의 부분이 대향 측면(8')과 마주하고, 하류측의 4개의 흡착기(31)가 대향 측면(8')을 흡착하고 있다.

이에 따라, 포장 박스(1)는 서로 대향하는 2개의 측면(8, 8')이 흡착되고 가압되어 그 위치에 고정되고 지지된다.

이 상태에서 개방 기구(60)의 바아(61)는 컨베이어 벨트(10)의 아래쪽에 배치되어 있어서, 포장 박스(1)의 이동에 간섭되지 않는다.

도 7과 도 8을 참조하여 설명하면, 포장 박스(1)가 흡착 이동 기구(30)와 지지 기구(70)에 의해 고정된 상태에서 개방 기구(60)의 바아(61)가 상승한다.

상면 패널(3, 4)은 상면을 덮지 않고 펼쳐져 있어서 포장 박스(1)의 상면은 개방되어 있고, 바아(61)는 포장 박스의 내부를 통하여 위로 상승하면서 저면을 덮고 있는 저면 패널(5, 6)과 접촉하여 가압한다.

이에 따라 4개의 저면 패널(5, 6)은 포장 박스의 측면들(7, 8)에 대하여 회전하여 개방된다.

이렇게 저면 패널들(5, 6)이 개방되면, 포장 박스(1)를 접는 동작이 개시된다.

접는 동작은 서로 인접하며 수직한 2개의 측면(7, 8)이 펼쳐져서 서로 평행하게 되고, 이들 측면들과 대향하는 다른 2개의 서로 인접하며 수직한 2개의 측면(7', 8')도 펼쳐져서 서로 평행하게 되고, 결국은 2개의 측면(7, 8) 및 이와 대향하는 관계에 있는 2개의 측면(7', 8')이 서로 포개져서 겹쳐지게 되는 동작이다.

저면 패널(5, 6)이 개방되면, 개방 기구의 바아(61)는 하강하고, 지지 기구(70)의 가압 패널(71)과 흡착기(72)도 후퇴한다. 이 상태에서 흡착 이동 기구(30)의 가동 패널(32)이 폭방향(W) 내측으로 포장 박스를 가압하면서 이송 방향(F)의 하류로 이동한다.

이에 따라, 포장 박스에서 고정 가이드 패널(20)의 제1 부분(21, 23)과 마주하는 측면(8)은 제1 부분(21, 23)과 맞닿아서 이송 방향(F)으로 미끄러지게 된다.

그러나, 이송 방향(F)의 하류측에는 고정 가이드 패널(20)의 제2 부분(22, 24)이 폭방향(W)으로 경사져 있으므로, 제1 부분(21, 23)과 마주하고 있던 측면(8)은 제2 부분(22, 24)에 접촉하면서 폭 방향 내측으로 가압되고 포장 박스에서 하류 측에 놓여 있던 측면(8)이 제2 부분(22, 24)과 맞닿는 방향으로 회전하게 된다.

결국 이러한 2개의 서로 인접하고 수직인 측면(7, 8)은 서로 평행하게 펼쳐지는 방향으로 가압되고, 이러한 가압에 따라 이들 측면과 대향하는 측면(7', 8')도 펼쳐지는 힘을 받게 된다.

이 상태에서 제1 가압 기구(40)가 작동하여 가압 패널(41)이 고정 가이드 패널의 제2 부분(22, 23) 사이로 돌출하여 포장 박스의 하류 측의 측면(8)을 폭방향(W)의 내측 및 이송 방향(F)의 상류측으로 가압한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 이와 같은 흡착 이동 기구(30)와 제1 가압 기구(40)의 작용에 의해 포장 박스는 접히는 방향으로 변형된다. 흡착 이동 기구(30)가 하류 측으로 계속 이동함에 따라 포장 박스는 측면들이 더 펼쳐지고 대향하는 측면들이 서로 근접하게 된다.

포장 박스의 서로 인접하는 측면들(7, 8)의 경계가 제2 가압 기구(50)의 가압 패널(51)의 위치에 놓이게 되면, 제2 가압 기구의 가압 패널(51)이 폭 방향(W) 내측으로 전진하여 포장 박스의 측면(7. 8)을 폭 방향(W)으로 가압한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 이상의 과정에서, 포장 박스의 측면(7, 8)은 흡착 이동 기구(30)에 흡착되어 있는 대향하는 측면(7', 8')과 맞닿게 되고 인접하는 측면(7과 8, 7'와 8')은 완전히 펼쳐지게 된다. 또한, 저면 패널들(5, 6)도 측면과 마찬가지로 인접하는 저면 패널들끼리 펼쳐지고 대향하는 저면 패널과 맞닿게 된다.

접는 과정의 초기에 흡착 이동 기구(30)에는 폭방향(W) 내측으로 놓인 측면(7')만이 흡착기(31)에 의해 흡착되는 상태였으나, 접는 과정의 진행에 따라 이 측면(7')에 인접하고 이송 방향(F) 상류측에 놓여 있던 측면(8')이 인접한 측면(7')에 대해 펼쳐지면서 흡착 이동 기구의 가압 패널(32)과 근접하여 가압 패널(32)의 상류측에 놓인 흡착기(31)와 접촉하여 흡착된다.

흡착 이동 기구(30)가 이송 방향(W)의 하류측으로 더 이동함에 따라, 포장 박스의 측면(7, 8)은 제2 가압 기구의 가압 패널(51)을 따라 미끄러져 이동하고, 컨베이어 벨트(10)로부터 이탈하게 된다.

이에 따라, 컨베이어 벨트(10)에 의해 펼쳐져 있던 상면 패널들(3, 4)은 탄성적 복원력에 의해 폐쇄 방향으로 이동하여 서로 겹쳐지게 된다. 결국, 컨베이어 벨트(10)로부터 이탈한 상태에서는 측면(7, 8), 상면 패널(3, 4) 및 저면 패널(5, 6) 모두 인접한 부분과의 관계에서 펼쳐지고 대향하는 부분과는 맞닿게 되어, 포장 박스는 전체적으로 2개의 패널이 포개진 상태로 된다.

포장 박스(1)는 컨베이어 벨트(10)와 제2 가압 기구(50)로부터 이탈한 상태이지만, 흡착 이동 기구(30)에 의해 흡착된 상태를 유지하고, 이 상태에서 흡착 이동 기구의 회전용 공압 실린더(36)가 작동하여 가동 패널(32)이 회전한다.

이렇게 회전한 상태가 도 11에 도시되어 있다.

이 상태에서 포장 박스(1)는 모든 표면들이 지면에 대해 수평인 상태로 되고, 흡착 이동 기구의 흡착기(31)는 흡착을 중지한다. 이에 따라, 포장 박스(1)는 본 실시에의 접는 시스템으로부터 중력에 의해 낙하한다.

컨베이어 벨트(10)가 종단된 지점의 하류에는 낙하하는 포장 박스(1)가 놓이는 편평한 표면(미도시)이 마련되고, 본 실시예의 접는 시스템에 의해 접혀서 낙하하는 포장 박스들은 편평한 표면에서 순차로 상하로 적층된다.

적층된 포장 박스들은 재활용을 위해 서로 결속되어 운반된다.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 포장 박스를 접는 시스템에서는 빈 포장 박스가 인입되고 사람의 개입 없이 접는 동작이 이루어진다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 포장 박스를 접는 시스템의 구성 및 작용을 설명하였는바, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재한 범위에서 다양한 변형과 요소의 부가가 가능하다.

1: 포장 박스 10: 컨베이어 벨트
20: 고정 가이드 패널 30: 흡착 이동 기구
40: 제1 가압 기구 50: 제2 가압 기구
70: 지지 기구 80: 프레임

Claims (5)

1. 직육면체를 이루고 서로 대향하는 상면과 저면이 각각 펼쳐져 개방되는 상면 패널과 저면 패널로 이루어지는 포장 박스를 접어서 포장 박스를 이루는 면들이 서로 맞닿아 겹쳐지게 되도록 하는 것인, 포장 박스를 접는 시스템으로서,
   포장 박스가 적재되고, 포장 박스가 인입되는 위치로부터 접힌 포장 박스가 배출되는 위치까지 포장 박스를 이송하는 이송 컨베이어;
   포장 박스의 인입되는 위치와 배출되는 위치 사이에서 연장되고 이송 컨베이어의 폭 방향 일측에 배치되고, 포장 박스의 서로 인접하는 2개의 측면과 맞닿을 수 있게 형성되는 고정 가이드 패널;
   이송 컨베이어의 폭 방향에 대하여 고정 가이드 패널의 반대측에 배치되고, 포장 박스의 인입되는 위치와 배출되는 위치 사이에서 이동 가능하며, 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면과 대향하는 측면을 흡착하고 폭방향 내측으로 가압하는 흡착 이동 기구; 및
   컨베이어 벨트의 이송 방향에 대하여 고정 가이드 패널의 양 단부 사이에 배치되어 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면 중에서 하류 측에 놓이는 측면을 폭 방향 내측 및 이송 방향의 상류측을 향하여 경사지게 가압하는 제1 가압 기구;
   컨베이어 벨트의 이송 방향에 대하여 제1 가압 기구의 하류 측에 배치되어 고정 가이드 패널과 맞닿는 포장 박스의 측면을 폭방향 내측으로 가압하는 제2 가압 기구;
   를 포함하고,
   고정 가이드 패널은, 상기 서로 인접하는 2개의 측면 중에서 이송 컨베이어의 이송 방향과 평행한 측면과 평행하게 연장되는 제1 표면, 제1 표면의 하류에 놓이고 이송 방향에 대하여 폭방향 내측으로 경사지게 연장되는 제2 표면을 포함하고,
   포장 박스는 이송 컨베이어에 의해 인입되어 이송 방향으로 평행하게 놓이는 하나의 측면이 고정 가이드 패널의 제1 표면에 접촉하고,
   흡착 이동 기구가 포장 박스의 측면을 흡착하여 하류로 이동하면서 폭 방향 내측으로 가압함으로써 이송 방향에 수직하게 하류에 놓이는 포장 박스의 측면이 제1 및 제2 가압 기구와 흡착 이동 기구의 가압에 의해 서로 인접하고 수직한 측면들이 펼쳐지고 서로 대향하는 측면들이 서로 맞닿아 겹쳐지는 것인, 포장 박스를 접는 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   흡착 이동 기구는 측면들이 맞닿아 겹쳐진 포장 박스를 흡착한 상태에서 포장 박스의 측면들이 수평으로 놓이도록 회전 가능하게 구성되는 것인, 포장 박스를 접는 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   흡착 이동 기구는, 이송 방향으로 이동 가능한 프레임, 이송 방향을 따라 연장되는 가동 패널. 가동 패널에서 폭 방향 내측을 향하는 표면에 배치되는 복수 개의 흡착기. 가동 패널을 폭 방향 내측으로 가압하는 구동 모듈, 및 가동 패널을 수직 방향 하측을 향하여 회전시키는 액츄에이터를 포함하여 구성되는 것인, 포장 박스를 접는 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   포장 박스는 상면 패널이 펼쳐지고 상면이 이송 컨베이어에 놓이며 저면 패널이 저면을 덮은 상태로 포장 박스의 상측에 배치되어 인입되고,
   포장 박스의 저면 패널을 포장 박스의 저면으로부터 개방하는 개방 기구를 더 포함하고,
   상기 개방 기구는 이송 컨베이어의 하측에 놓여 포장 박스의 개방된 상면을 통하여 포장 박스 내로 진입하여 저면 패널을 상측으로 압박하여 개방하는 수단을 포함하는 것인, 포장 박스를 접는 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   이송 컨베이어의 폭 방향에서 고정 가이드 패널의 뒤쪽에 놓이고, 개방 기구에 의한 포장 박스의 저면의 개방 시에 폭 방향 내측으로 돌출되어 포장 박스의 측면과 맞닿아 지지하는 지지 기구를 더 포함하고,
   지지 기구와 흡착 이동 기구는 포장 박스의 저면 개방 시에 포장 박스의 서로 대향하는 측면을 압박하여 고정하는 것인, 포장 박스를 접는 시스템.

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