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1. WO2020138651 - TRANSFERRING DISCHARGE UNIT FOR ARTICLE BOX SUPPLY DEVICE

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

13  

과제 해결 수단

14   15   16   17   18   19  

발명의 효과

20  

도면의 간단한 설명

21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38  

발명의 실시를 위한 형태

39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139  

청구범위

1   2   3   4   5   6  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23  

명세서

발명의 명칭 : 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛

기술분야

[1]
본 발명은 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛에 관한 것이다. 보다 상세하게는 메인 배출 유닛으로부터 물품 박스를 전달받는 배출 영역에 경사면을 형성함으로써, 배출 영역에서 상향 돌출 단차가 발생하지 않고, 이에 따라 물품 박스가 배출 영역으로 안착되는 과정에서 물품 박스의 흔들림이나 덜컹거림 등의 소음이 발생하지 않고 안정적으로 배출 영역에 안착되며, 또한, 물품 박스가 메인 배출 유닛에 의해 경사 상태에서 수평 상태로 완전하게 변화하지 않은 상태에서도 배출 영역에 형성된 경사면에 의해 안정적으로 물품 박스의 이송 전달이 가능하도록 하여 전체적으로 물품 박스의 이송 배출 과정에서의 안정성이 향상된 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛에 관한 것이다.

배경기술

[2]
물류라는 용어는 물적 유통(physical distribution)의 줄임말로서, 생산자로부터 소비자에게 제품, 재화를 효과적으로 옮겨주는 기능 또는 활동의 총칭이다. 일반적으로 포장, 하역, 수송, 보관 및 정보와 같은 여러 활동을 말한다.
[3]
통상적으로 제품, 재화를 수송하는 데는 포장, 보관, 집하/적재, 수송, 하역/배달, 보관 등의 여러 과정을 거친다. 어떠한 수송수단을 이용하든 이러한 과정을 거치지 않고는 제품, 재화의 이동은 불가능하다. 이러한 이동의 전체를 종합적으로 보는 것이 물적 유통(물류)인 것이다.
[4]
근래에 들어서는 대량생산, 대량판매, 대량소비가 시대의 추세가 되었으며, 그 사이를 잇는 물자의 흐름을 효율화할 필요성이 커졌기 때문에 물류의 중요성이 점차 커지고 있다.
[5]
근대기업에서는 상적 유통활동, 즉 거래의 부분만이 아니라, 제품을 소비자의 손에까지 정확하고 신속하게 배달할 물류 활동이 중요한 부분으로서 부각되었다. 즉 경제발전과 함께, 생산비용의 인하만을 추구하다가는 격심한 기업경쟁에서 이길 수가 없으며, 유통비도 가능한 한 절감되도록 해야 한다는 견해가 대두되었다.
[6]
현재, 물류 합리화의 수단으로서, 대도시 주변에 배달 센터, 트럭 터미널, 창고단지 등을 집중적으로 들어서게 하는 유통 센터의 건설, 컨테이너나 팔레트를 이용하여 수송의 일관화를 꾀하는 유닛 로드 시스템(unit load system)의 추진, 각 수송기관의 유기적 결합으로 수송의 효율화를 지향하는 협동일관수송 등이 진행되고 있으며, 국가에서 조성하고 있는 곳도 있다.
[7]
물류 창고는 신속한 화물의 입고와 출고가 생명이기 때문에 대부분 기계화 또는 자동화된 화물의 적재 및 하역 수단을 구비하고 있으며, 대표적으로 스태커 크레인, 셔틀, 리프트 등의 자동화 설비가 사용되고 있다.
[8]
특히, 최근에는 온라인 유통이 급증하면서 고객에게 신속한 제품의 배송이 요구됨에 따라 물류 창고 내의 설비 또한 다품종 소량 주문에 대응할 수 있는 다양한 자동화 설비가 개발되고 있다.
[9]
이러한 다품종 소량 주문에 적합한 물류 창고 내의 자동화 설비로서, 랙에 보관된 물품을 작업자에게 자동으로 공급해주는 GTP(Goods-To-Person) 시스템이 새롭게 적용되고 있다.
[10]
GTP 시스템은 다수개의 랙에 보관된 제품 물품 박스 중 특정 제품 물품 박스를 다양한 물류 이송 장치를 이용하여 피킹한 후, 작업자가 작업할 수 있는 작업 영역에 공급하고, 이와 동시에 배송을 위한 별도의 배송 물품 박스를 작업 영역에 동시에 공급하도록 구성된다. 작업 영역에는 제품이 수용된 제품 물품 박스와 주문 제품을 수용할 수 있는 배송 물품 박스가 동시에 공급되며, 작업자는 별도의 이동 없이 작업 영역에 서서 제품 물품 박스로부터 제품을 빼내 배송 물품 박스에 제품을 담는 방식으로 편리하고 신속하게 주문 제품을 배송 물품 박스에 담을 수 있다.
[11]
이러한 GTP 시스템에서 매우 중요한 설비 중 하나는 작업자의 작업 공간인 작업 영역에 물품 박스를 공급하는 물품 박스 공급 장치로서, 이는 물품 박스를 얼마나 신속하고 정확하게 작업 영역에 공급할 수 있는지 여부가 그 성능을 좌우한다고 할 수 있다. 물론, 작업자의 작업 편의성 또한 중요한 설계 고려 요소이다.
[12]
현재 GTP 시스템에 적용할 수 있는 다양한 방식의 물품 박스 공급 장치들이 개발되고 있으나, 아직까지 그 개발 수준이 미미한 상태이며, 신속성, 정확성 및 편의성 등이 부족하여 널리 적용되지 못하고 있는 실정이다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[13]
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 메인 배출 유닛으로부터 물품 박스를 전달받는 배출 영역에 경사면을 형성함으로써, 배출 영역에서 상향 돌출 단차가 발생하지 않고, 이에 따라 물품 박스가 배출 영역으로 안착되는 과정에서 물품 박스의 흔들림이나 덜컹거림 등의 소음이 발생하지 않고 안정적으로 배출 영역에 안착되며, 또한, 물품 박스가 메인 배출 유닛에 의해 경사 상태에서 수평 상태로 완전하게 변화하지 않은 상태에서도 배출 영역에 형성된 경사면에 의해 안정적으로 물품 박스의 이송 전달이 가능하도록 하여 전체적으로 물품 박스의 이송 배출 과정에서의 안정성이 향상된 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛을 제공하는 것이다.

과제 해결 수단

[14]
본 발명은, 다수개의 물품 박스를 작업 영역에 순차적으로 공급 및 배출시키는 물품 박스 공급 장치에서 메인 프레임의 전방 상단에 형성된 상기 작업 영역으로부터 상기 작업 영역의 후방에 형성된 배출 영역으로 이송되는 물품 박스를 수평 상태로 후진 이송시켜 별도의 물류 이송 장치로 배출하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛으로서, 상기 물품 박스는 상기 작업 영역에서 상기 메인 프레임의 전방을 향해 하향 경사지게 배치되고 별도의 메인 배출 유닛에 의해 상기 배출 영역으로 후진 이송되는 과정에서 수평 배치 상태로 변화되며, 상기 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛은 전방 끝단부에 상기 배출 영역이 형성되고, 상기 배출 영역이 형성되는 전방 끝단부에는 전단으로 갈수록 하향 경사지는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛을 제공한다.
[15]
이때, 상기 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛은, 상기 메인 프레임의 좌우 폭 방향 양측단부에 각각 장착되는 롤러 지지 플레이트; 상기 롤러 지지 플레이트의 상단부에 전후 방향을 따라 일렬 장착되는 다수개의 회전 롤러; 상기 롤러 지지 플레이트의 일측에 장착되는 구동 롤러; 상기 구동 롤러와 다수개의 회전 롤러에 권취되어 이동하는 이동 벨트; 및 상기 이동 벨트가 이동하도록 상기 구동 롤러를 회전 구동하는 구동 모터를 포함하고, 상기 이동 벨트의 전방 끝단부가 하향 경사지게 배치되어 상기 경사면이 형성되고, 상기 물품 박스는 상기 메인 배출 유닛을 통해 상기 이동 벨트에 안착되어 후진 이송 배출될 수 있다.
[16]
또한, 상기 다수개의 회전 롤러 중 전방 끝단부에 배치된 적어도 하나 이상의 회전 롤러가 순차적으로 하향 배치됨으로써, 상기 이동 벨트의 전방 끝단부가 하향 경사지게 배치되어 상기 경사면이 형성될 수 있다.
[17]
또한, 상기 다수개의 회전 롤러 중 순차적으로 하향 배치된 회전 롤러를 제외한 나머지 회전 롤러는 동일 높이로 수평하게 배치될 수 있다.
[18]
또한, 2개의 상기 롤러 지지 플레이트에 각각 장착된 구동 롤러는 연결축을 통해 서로 연결되어 일체로 회전할 수 있다.
[19]
또한, 상기 롤러 지지 플레이트에는 상기 이동 벨트의 텐션을 조절할 수 있도록 상기 이동 벨트가 권취되는 별도의 텐션 롤러가 장착되며, 상기 텐션 롤러는 상기 롤러 지지 플레이트에 위치 조절 가능하게 결합될 수 있다.

발명의 효과

[20]
본 발명에 의하면, 메인 배출 유닛으로부터 물품 박스를 전달받는 배출 영역에 경사면을 형성함으로써, 배출 영역에서 상향 돌출 단차가 발생하지 않고, 이에 따라 물품 박스가 배출 영역으로 안착되는 과정에서 물품 박스의 흔들림이나 덜컹거림 등의 소음이 발생하지 않고 안정적으로 배출 영역에 안착되며, 또한, 물품 박스가 메인 배출 유닛에 의해 경사 상태에서 수평 상태로 완전하게 변화하지 않은 상태에서도 배출 영역에 형성된 경사면에 의해 안정적으로 물품 박스의 이송 전달이 가능하도록 하여 전체적으로 물품 박스의 이송 배출 과정에서의 안정성이 향상되는 효과가 있다.

도면의 간단한 설명

[21]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
[22]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
[23]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측면도,
[24]
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 평면도,
[25]
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 작동 상태를 순차적으로 도시한 작동 상태도,
[26]
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 구성을 기능적으로 도시한 기능 블록도,
[27]
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 공급 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 정면 사시도,
[28]
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 공급 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 배면 사시도,
[29]
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 공급 유닛의 리프트 포크 모듈에 대한 경사 변화 상태를 개략적으로 도시한 도면,
[30]
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 배출 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
[31]
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 배출 유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 작동 상태도,
[32]
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
[33]
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
[34]
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 작동 감지 구조를 개략적으로 도시한 도면,
[35]
도 20은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 형태를 개략적으로 도시한 사시도,
[36]
도 21은 도 20에 도시된 물품 박스 고정 장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 작동 상태도,
[37]
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 배출 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
[38]
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 배출 유닛의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.

발명의 실시를 위한 형태

[39]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
[40]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 작동 상태를 순차적으로 도시한 작동 상태도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 구성을 기능적으로 도시한 기능 블록도이다.
[41]
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치는 다수개의 물품 박스(10)를 별도의 물류 이송 장치(20)를 통해 공급받아 순차적으로 작업 영역(Z2)에 공급하고 물품 박스(10)를 작업 영역(Z2)으로부터 순차적으로 물류 이송 장치(20)에 배출시키는 장치로서, GTP 시스템에 적용될 수 있다.
[42]
GTP 시스템에 적용되는 경우, 본 발명에 따른 물품 박스 공급 장치는 서로 인접하게 2개 구비되며, 하나의 장치는 제품이 수용된 제품 물품 박스를 작업 영역에 공급 및 배출하고, 나머지 하나의 장치는 주문 제품을 수용할 수 있는 주문 물품 박스를 작업 영역에 공급 및 배출하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따라 작업 영역에는 제품 물품 박스와 주문 물품 박스가 동시에 각각 공급되며, 작업자는 별도의 이동 없이 작업 영역에서 제품 물품 박스로부터 제품을 꺼내 주문 물품 박스에 제품을 담는 방식으로 주문 물품에 대한 피킹 작업을 할 수 있다.
[43]
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치는 메인 프레임(100)과, 이송 공급 유닛(200)과, 메인 공급 유닛(300)과, 메인 배출 유닛(400)과, 이송 배출 유닛(500)과, 제어부(700)를 포함하여 구성된다.
[44]
메인 프레임(100)은 장치 전체의 지지 구조를 이루는 것으로, 대략 직육면체 형태의 프레임 구조로 형성될 수 있으며, 이송 공급 유닛(200), 메인 공급 유닛(300), 메인 배출 유닛(400) 및 이송 배출 유닛(500)이 메인 프레임(100)에 장착된다. 메인 프레임(100)의 외부에는 별도의 커버(110)가 결합될 수 있다.
[45]
메인 프레임(100)의 전방 상단에 작업자가 피킹 작업을 할 수 있는 작업 영역(Z2)이 형성되고, 후방에는 이송 공급 유닛(200)으로 물품 박스(10)를 공급하거나 또는 이송 배출 유닛(500)으로부터 배출되는 물품 박스(10)를 전달받도록 별도의 물류 이송 장치(20)가 배치될 수 있다. 이러한 물류 이송 장치(20)는 컨베이어 벨트, 이송 롤러 등 다양한 물류 설비를 이용한 형태로 구성될 수 있다.
[46]
메인 프레임(100)의 작업 영역(Z2) 주변에는 작업자가 조작할 수 있는 조작 스위치(111)가 형성될 수 있으며, 커버(110)의 전단부 일측에 배치될 수 있다. 조작 스위치(111)는 다양한 기능을 수행하도록 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 특정 물품 박스(10)에 대한 피킹 작업이 완료된 경우, 작업자가 조작 스위치(111)를 조작하면, 그 다음 물품 박스(10)가 공급되도록 제어부(700)에 의해 동작 제어될 수 있다.
[47]
이송 공급 유닛(200)은 메인 프레임(100)의 후방 하단부에 장착되며 물류 이송 장치(20)로부터 물품 박스(10)를 공급받아 물품 박스(10)를 공급 영역(Z1)으로 전진 이송시키도록 구성된다. 이러한 이송 공급 유닛(200)은 물류 이송 장치(20)로부터 공급된 물품 박스(10)를 공급 영역(Z1)에 수평 상태로 이송 공급하도록 구성된다.
[48]
메인 공급 유닛(300)은 메인 프레임(100)의 전단부에 장착되며 공급 영역(Z1)으로 이송된 물품 박스(10)를 상부의 작업 영역(Z2)으로 경사지게 상향 이송시켜 경사진 상태로 지지하도록 구성된다. 이때, 메인 공급 유닛(300)은 물품 박스(10)를 공급 영역(Z1)에서 작업 영역(Z2)으로 상향 이송하는 과정에서 물품 박스(10)를 수평 상태에서 경사 상태로 변화시킨다.
[49]
즉, 이송 공급 유닛(200)에 의해 공급 영역(Z1)에 수평 상태로 이송 공급된 물품 박스(10)는 메인 공급 유닛(300)에 의해 상향 이송되어 작업 영역(Z2)으로 이송되며, 이 과정에서 경사 상태로 배치 상태가 변화하며 작업 영역(Z2)에 공급되어 경사 상태로 지지된다.
[50]
메인 배출 유닛(400)은 메인 프레임(100)의 상단부에 장착되며 작업 영역(Z2)에 경사지게 배치된 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지한 후 후방에 형성된 배출 영역(Z3)으로 후진 이송시키도록 구성된다. 이때, 메인 배출 유닛(400)은 메인 공급 유닛(300)에 의해 작업 영역(Z2)에 경사 상태로 지지된 물품 박스(10)를 메인 공급 유닛(300)으로부터 교체 지지하는 방식으로 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지하며, 이 상태에서 물품 박스(10)를 배출 영역(Z3)으로 후진 이송시키는데, 이 과정에서 물품 박스(10)를 수평 상태로 배치 상태 변화시킨다.
[51]
이송 배출 유닛(500)은 메인 프레임(100)의 후방 상단부에 장착되며 배출 영역(Z3)으로 이송된 물품 박스(10)를 물류 이송 장치(20)로 후진 이송 배출하도록 구성된다. 이때, 이송 배출 유닛(500)은 물품 박스(10)를 물류 이송 장치(20)에 수평 상태로 이송 배출한다.
[52]
이러한 구성에 따라 물품 박스(10)의 이송 흐름을 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 물류 이송 장치(20)로부터 이송 공급 유닛(200)으로 공급된 물품 박스(10)는 이송 공급 유닛(200)에 의해 수평 상태로 전진 이송하며 공급 영역(Z1)으로 수평 이송된다. 공급 영역(Z1)에 수평 상태로 배치된 물품 박스(10)는 메인 공급 유닛(300)에 의해 수평 상태로 지지된 후 작업 영역(Z2)으로 상향 이송되는데, 도 6에 도시된 바와 같이 상향 이송 과정에서 물품 박스(10)는 경사 상태로 변환된 후 상향 이송되며, 도 7에 도시된 바와 같이 작업 영역(Z2)에 경사 상태로 이송된 이후, 작업 영역(Z2)에서 메인 공급 유닛(300)에 의해 경사 상태로 임시 지지된다. 이 상태에서, 도 8에 도시된 바와 같이 메인 배출 유닛(400)이 작업 영역(Z2) 측으로 전진 이동하며 메인 공급 유닛(300)과 교체하여 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지한다. 물품 박스(10)가 작업 영역(Z2)에서 메인 배출 유닛(400)에 의해 경사 상태로 교체 지지되면, 이와 동시에 메인 공급 유닛(300)은 도 9에 도시된 바와 같이 또 다른 물품 박스(10)를 이송 공급하기 위해 하향 이동한다. 이 과정에서 물품 박스(10)는 작업 영역(Z2)에서 메인 배출 유닛(400)에 의해 경사 상태로 지지된 상태가 유지된다. 이와 같이 물품 박스(10)가 작업 영역(Z2)에서 메인 배출 유닛(400)에 의해 경사 지지된 상태에서 작업자에 의해 주문 물품에 대한 피킹 작업이 이루어진다. 이 상태에서 이송 공급 유닛(200) 및 메인 공급 유닛(300)은 도 5 및 도 6에서 설명한 바와 마찬가지 방식으로 또 다른 물품 박스(10)를 순차적으로 이송하며, 메인 공급 유닛(300)은 물품 박스(10)를 작업 영역(Z2)으로 즉시 공급하기 위해 작업 영역(Z2)의 하부측에 대기한다. 메인 공급 유닛(300)은 도 6에 도시된 바와 같이 물품 박스(10)를 경사 상태로 변화시킨 상태로 대기 상태를 유지한다.
[53]
이 상태에서 물품에 대한 피킹 작업이 완료되어 작업자가 조작 스위치(111)를 조작하면, 메인 배출 유닛(400)은 도 7에 도시된 바와 같이 후진 이동하여 물품 박스(10)를 배출 영역(Z3)으로 이송한다. 이 과정에서 물품 박스(10)의 배치 상태는 경사 상태에서 수평 상태로 변화하게 된다. 배출 영역(Z3)으로 이송된 물품 박스(10)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 이송 배출 유닛(500)에 의해 수평 상태로 후진 이송되며 물류 이송 장치(20)로 배출된다.
[54]
한편, 작업자가 조작 스위치(111)를 조작하면, 도 7에 도시된 바와 같이 메인 배출 유닛(400)이 후진 이동하며 물품 박스(10)를 배출 영역(Z3)으로 후진 이송하게 되는데, 이와 동시에 작업 영역(Z2)의 하부에서 대기 중인 메인 공급 유닛(300)에 의해 새로운 물품 박스(10)가 경사 상태로 작업 영역(Z2)으로 상향 이송 공급된다. 새로운 물품 박스(10)는 작업 영역(Z2)에서 메인 공급 유닛(300)에 의해 경사 상태로 임시 지지되고, 이후 도 8에 도시된 바와 같이 메인 배출 유닛(400)이 다시 전진 이동하여 물품 박스(10)를 교체 지지하게 된다. 이러한 교체 지지 이후, 메인 공급 유닛(300)은 도 9에 도시된 바와 같이 또 다시 새로운 물품 박스(10)를 공급하기 위해 하향 이동하게 된다.
[55]
이러한 과정을 계속해서 순환 반복하며 다수개의 물품 박스(10)를 순차적으로 연속해서 작업 영역(Z2)에 공급하게 된다.
[56]
이러한 구조에 따라 작업자가 조작 스위치(111)를 조작하면, 메인 배출 유닛(400)에 의해 물품 박스(10)가 후진 이송함과 동시에 메인 공급 유닛(300)에 의해 작업 영역(Z2)으로 새로운 물품 박스(10)가 즉시 공급되므로, 작업 영역(Z2)으로 물품 박스(10)가 공급되는 과정에서 별도의 부가적인 대기 시간 등이 발생하지 않아 매우 신속하게 물품 박스(10)의 공급이 이루어진다.
[57]
또한, 물품 박스(10)가 작업 영역(Z2)에서 메인 공급 유닛(300)으로부터 메인 배출 유닛(400)으로 교체 지지되므로, 물품 박스(10)가 메인 배출 유닛(400)에 의해 지지되는 동안 메인 공급 유닛(300)이 또 다른 물품 박스(10)에 대한 공급 준비를 완료할 수 있어 새로운 물품 박스(10)의 공급시 별도의 대기 시간 없이 더욱 신속한 공급이 가능하다.
[58]
작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)에 대해 메인 공급 유닛(300)으로부터 메인 배출 유닛(400)으로 교체 지지가 가능하도록 하기 위해 메인 공급 유닛(300) 및 메인 배출 유닛(400)에는 물품 박스(10)를 지지하는 포크 형태의 리프트 포크 모듈(330)과 서포트 포크 모듈(420)이 각각 구비된다.
[59]
리프트 포크 모듈(330)은 물품 박스(10)를 공급 영역(Z1)으로부터 작업 영역(Z2)으로 이송시키는 과정에서 물품 박스(10)를 지지하도록 메인 프레임(100)의 후단을 향해 돌출되는 형태로 메인 공급 유닛(300)에 구비되고, 서포트 포크 모듈(420)은 물품 박스(10)를 작업 영역(Z2)으로부터 배출 영역(Z3)으로 이송시키는 과정에서 물품 박스(10)를 지지하도록 메인 프레임(100)의 전단을 향해 돌출되는 형태로 메인 배출 유닛(400)에 구비된다.
[60]
이러한 리프트 포크 모듈(330)과 서포트 포크 모듈(420)은 작업 영역(Z2)에서 서로 교차 이동하며 물품 박스(10)를 교체 지지하도록 형성된다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 리프트 포크 모듈(330)은 3개의 포크 형태로 형성되고, 서포트 포크 모듈(420)은 2개의 포크 형태로 리프트 포크 모듈(330)의 3개 포크 사이사이 공간에 위치하도록 형성되어 상호 교차 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따라 물품 박스(10)가 작업 영역(Z2)에서 메인 공급 유닛(300)의 리프트 포크 모듈(330)에 의해 임시 지지된 상태에서 메인 배출 유닛(400)의 서포트 포크 모듈(420)이 물품 박스(10)를 중복 지지하더라도 상호 간섭없이 원활한 이동이 가능하며, 이에 따라 물품 박스(10)에 대한 교체 지지가 가능하다.
[61]
한편, 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)가 경사 상태로 지지되는데, 이때, 물품 박스(10)의 경사 방향은 전방을 향해 하향 경사지는 방향으로 설정되며, 이러한 경사 구조에 따라 메인 프레임(100)의 전방에 위치한 작업자가 물품 박스(10)로부터 물품을 꺼내거나 집어넣는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
[62]
제어부(700)는 이송 공급 유닛(200), 메인 공급 유닛(300), 메인 배출 유닛(400) 및 이송 배출 유닛(500)의 동작을 제어하도록 구성되는데, 전술한 물품 박스(10) 이송을 위한 전체적인 동작 상태는 제어부(700)의 동작 제어를 통해 이루어진다.
[63]
예를 들면, 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)가 메인 공급 유닛(300)으로부터 메인 배출 유닛(400)으로 교체 지지된 이후, 메인 공급 유닛(300)은 작업 영역(Z2)으로부터 하향 이동하고, 메인 배출 유닛(400)은 물품 박스(10)를 배출 영역(Z3)으로 후진 이송시키도록 제어부(700)에 의해 동작 제어된다.
[64]
또한, 메인 배출 유닛(400)은 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)를 교체 지지한 상태로 유지하고, 이 상태에서 조작 스위치(111)의 조작 신호가 발생하면, 물품 박스(10)를 배출 영역으로 후진 이송시키도록 제어부(700)에 의해 동작 제어될 수 있다.
[65]
또한, 메인 공급 유닛(300)은 메인 배출 유닛(400)이 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)를 지지하는 동안 공급 영역(Z1)으로부터 새로운 물품 박스(10)를 상향 지지한 상태로 대기하고, 조작 스위치(111)의 조작 신호에 따라 메인 배출 유닛(400)이 물품 박스(10)를 작업 영역(Z2)으로부터 배출 영역(Z3)으로 후진 이송시키는 동안 새로운 물품 박스(10)를 작업 영역(Z2)으로 상향 이송시키도록 제어부(700)에 의해 동작 제어된다.
[66]
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 공급 장치의 세부 구성에 대해 상세히 살펴본다.
[67]
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 공급 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 정면 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 공급 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 배면 사시도이고, 도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 공급 유닛의 리프트 포크 모듈에 대한 경사 변화 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
[68]
본 발명의 일 실시예에 따른 메인 공급 유닛(300)은 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)가 메인 프레임(100)의 전방을 향해 하향 경사지게 배치되도록 작업 영역(Z2)의 하부에 형성된 공급 영역(Z1)으로부터 작업 영역(Z2)으로 물품 박스(10)를 경사지게 상향 이송시켜 경사 배치 상태로 임시 지지하도록 구성된다.
[69]
이때, 공급 영역(Z1)에서 물품 박스(10)를 수평 상태로 지지한 후 물품 박스(10)를 상향 이송하는 과정에서 경사 상태로 변화시키도록 구성된다.
[70]
좀더 구체적으로는, 메인 프레임(100)의 전단부에 결합되며 상단으로 갈수록 전방을 향해 돌출되는 방향으로 경사지게 배치되는 리프트 프레임(310)과, 리프트 프레임(310)의 경사면을 따라 상하 방향으로 길게 형성되는 리프트 상하 가이드 레일(320)과, 물품 박스(10)를 지지할 수 있도록 메인 프레임(100)의 후단을 향해 돌출 형성되며 리프트 상하 가이드 레일(320)을 따라 경사진 방향으로 상하 이동하는 리프트 포크 모듈(330)과, 리프트 포크 모듈(330)을 구동하는 리프트 구동 모듈(340)을 포함하여 구성된다. 이때, 리프트 포크 모듈(330)은 물품 박스(10)를 수평 상태로 지지한 후 상향 이동하는 과정에서 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지하도록 작동한다.
[71]
리프트 포크 모듈(330)은, 리프트 구동 모듈(340)에 의해 구동되어 리프트 상하 가이드 레일(320)을 따라 직선 왕복 이동하는 리프트 이동 바디(331)와, 리프트 이동 바디(331)에 수평 회전축(334)을 중심으로 회동 가능하게 결합되며 일측에는 물품 박스(10)를 지지할 수 있도록 리프트 포크(333)가 돌출 형성되는 리프트 포크 바디(332)를 포함하여 구성된다. 리프트 포크(333)는 메인 프레임(100)의 좌우 폭방향을 따라 서로 이격되게 복수개, 예를 들면 3개 형성될 수 있고, 이러한 리프트 포크(333)는 후술하는 메인 배출 유닛(400)의 서포트 포크(424)와 서로 어긋나게 배치되어 물품 박스(10)를 작업 영역(Z2)에서 교체 지지할 수 있도록 형성된다.
[72]
리프트 포크 바디(332)는 물품 박스(10)를 수평 지지한 상태로 리프트 이동 바디(331)와 함께 상향 이동하는 과정에서 수평 회전축(334)을 중심으로 회동하여 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지한다.
[73]
리프트 프레임(310)에는 리프트 포크 바디(332)가 리프트 이동 바디(331)와 함께 상향 이동하는 과정에서 리프트 포크 바디(332)의 회동 경로를 가이드하도록 별도의 리프트 회동 가이드 레일(350)이 장착된다.
[74]
리프트 포크 바디(332)의 하단에는 하향 돌출 연장되는 별도의 지지 날개부(335)가 형성되고, 리프트 포크 바디(332)는 지지 날개부(335)를 통해 리프트 이동 바디(331)에 회동 가능하게 결합되며, 지지 날개부(335)의 중심 영역에 수평 회전축(334)이 형성된다.
[75]
리프트 포크 바디(332)의 지지 날개부(335) 하단부에는 리프트 회동 가이드 레일(350)에 롤링 접촉하는 가이드 롤러(336)가 장착되고, 리프트 회동 가이드 레일(350)에는 제 1 경로(351), 제 2 경로(352) 및 제 1 경로(351)와 제 2 경로(352)를 연결하는 변곡 경로(353)가 하부 구간으로부터 순차적으로 형성되며, 가이드 롤러(336)가 제 1 경로(351), 제 2 경로(352) 및 변곡 경로(353)를 따라 상승 이동하는 과정에서 리프트 포크 바디(332)의 리프트 포크(333)가 수평 상태에서 경사 상태로 회동하도록 형성된다.
[76]
이러한 구조에 따라 리프트 포크 바디(332)는 도 13에 도시된 바와 같이 가이드 롤러(336)가 제 1 경로(351)에 롤링 접촉한 상태에서 리프트 포크(333)가 수평 상태를 유지하고, 가이드 롤러(336)가 제 2 경로(352)에 롤링 접촉한 상태에서 리프트 포크(333)가 경사 상태를 유지하며, 가이드 롤러(336)가 변곡 경로(353)를 따라 이동하는 과정에서 리프트 포크(333)가 수평 상태 또는 경사 상태로 변경되도록 회동하게 된다.
[77]
따라서, 리프트 구동 모듈(340)에 의해 리프트 이동 바디(331)와 함께 리프트 포크 바디(332)가 하부로부터 상향 이동하면, 리프트 포크(333)가 수평 상태에서 경사 상태로 변경하며 상승 이동하게 된다.
[78]
이때, 리프트 포크(333)가 수평 상태로 공급 영역(Z1)의 물품 박스(10)를 지지하여 상승 이동하고, 상승 이동하는 과정에서 변곡 경로(353)에 의해 경사 상태로 변경되며 제 2 경로(352)에 의해 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지하고, 이 상태로 작업 영역(Z2)으로 상승 이동하며 물품 박스(10)를 경사 상태로 작업 영역(Z2)에 공급한다.
[79]
이와 같이 리프트 포크(333)가 수평 상태로 물품 박스(10)를 지지한 후 경사 상태로 변화하게 되므로, 물품 박스(10)를 지지하는 과정에서 소음이나 진동 발생을 방지할 수 있고, 안정적으로 물품 박스(10)를 지지하며 작업 영역(Z2)으로 공급할 수 있다.
[80]
한편, 리프트 포크 바디(332)는 가이드 롤러(336)가 리프트 회동 가이드 레일(350)에 가압 접촉하는 방향으로 수평 회전축(334)을 중심으로 자중에 의해 회동하도록 형성되며, 이에 따라 별도의 부가 구성 없이도 가이드 롤러(336)가 리프트 회동 가이드 레일(350)에 안정적으로 롤링 접촉하게 되며, 상하 이동 과정에서 리프트 포크 바디(332)의 회동 또한 안정적으로 이루어진다.
[81]
또한, 리프트 포크 바디(332)의 상단에는 리프트 포크(333)에 의해 지지된 물품 박스(10)의 전방 이탈을 방지할 수 있도록 리프트 포크(333)보다 상향 돌출되는 고정 플레이트(337)가 형성될 수 있다. 이는 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지함에 따라 물품 박스(10)가 미끄러지는 것을 방지하기 위함이다.
[82]
리프트 구동 모듈(340)은, 리프트 상하 가이드 레일(320)과 평행하게 배치되는 구동 벨트(341)와, 구동 벨트(341)를 직선 왕복 이동하도록 구동하는 구동 모터(342)를 포함하여 구성된다. 이때, 리프트 이동 바디(331)는 구동 벨트(341)에 결합되어 구동 벨트(341)와 함께 직선 왕복 이동하도록 구성된다.
[83]
구동 모터(342)의 모터 회전축에는 구동 롤러(343)가 연결되어 회전하며, 리프트 프레임(310)의 상하단에는 종동 롤러(344)가 각각 배치되며, 구동 벨트(341)는 구동 롤러(343) 및 종동 롤러(344)에 권취되어 회전하며 무한궤도 방식으로 직선 이동하게 된다. 구동 벨트(341)는 타이밍 벨트가 적용될 수 있으며, 구동 벨트(341)의 텐션을 조절하기 위한 별도의 텐션 롤러(345)가 리프트 프레임(310)에 장착될 수 있다.
[84]
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 배출 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 배출 유닛의 작동 상태를 개략적으로 도시한 작동 상태도이다.
[85]
본 발명의 일 실시예에 따른 메인 배출 유닛(400)은 작업 영역(Z2)에서 메인 공급 유닛(300)에 의해 메인 프레임(100)의 전방을 향해 하향 경사지게 배치된 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지하고, 물품 박스(10)를 작업 영역(Z2)으로부터 작업 영역(Z2)의 후방에 형성된 배출 영역(Z3)으로 후진 이송시켜 배출하며, 배출 과정에서 물품 박스(10)를 수평 상태로 변화시키도록 작동한다.
[86]
이러한 메인 배출 유닛(400)은, 메인 프레임(100)의 상단부에 전후 방향을 따라 길게 배치되는 베이스 프레임(410)과, 베이스 프레임(410)을 따라 전후 방향으로 직선 왕복 이동하며 전진 이동시 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지하고 후진 이동시 작업 영역(Z2)으로부터 물품 박스(10)를 수평 상태로 변화시키며 배출 영역(Z3)으로 이송시키는 서포트 포크 모듈(420)과, 서포트 포크 모듈(420)을 전후 방향으로 구동하는 서포트 구동 모듈(430)을 포함하여 구성된다.
[87]
서포트 포크 모듈(420)은, 서포트 구동 모듈(430)에 의해 구동되어 베이스 프레임(410)을 따라 전후 방향으로 직선 왕복 이동하는 서포트 이동 바디(421)와, 일단부가 서포트 이동 바디(421)에 수평 회전축(S)을 중심으로 회동 가능하게 연결되는 연결 플레이트(422)와, 일단부가 연결 플레이트(422)의 타단부에 수평 회전축(S)을 중심으로 회동 가능하게 연결되어 서포트 이동 바디(421)와 함께 전후 이동하는 서포트 회동 바디(423)를 포함하여 구성된다.
[88]
서포트 회동 바디(423)의 일측에는 물품 박스(10)를 지지할 수 있도록 메인 프레임(100)의 전단을 향해 돌출되는 서포트 포크(424)가 장착되며, 서포트 회동 바디(423)는 전후 이동 과정에서 서포트 포크(424)의 배치 상태가 경사 상태에서 수평 상태로 변화하도록 회동한다.
[89]
메인 프레임(100)에는 서포트 회동 바디(423)의 전후 이동시 서포트 회동 바디(423)의 회동 경로를 가이드하는 서포트 회동 가이드 레일(440)이 구비된다.
[90]
서포트 회동 바디(423)의 전후 방향에 대한 직각 방향의 양단에는 일방향으로 연장되는 회동 가이드 암(425)이 형성되고, 회동 가이드 암(425)의 외측면 양단부에는 제 1 롤러(427) 및 제 2 롤러(426)가 각각 장착되며, 서포트 회동 가이드 레일(440)은 제 1 롤러(427) 및 제 2 롤러(426)가 각각 롤링 접촉하도록 서로 다른 경로를 갖는 제 1 레일부(441) 및 제 2 레일부(442)를 포함한다.
[91]
이러한 구조에 따라 서포트 회동 바디(423)는 제 1 롤러(427) 및 제 2 롤러(426)가 제 1 레일부(441) 및 제 2 레일부(442)를 따라 서로 다른 경로로 이동함에 따라 수평 회전축(S)을 중심으로 회동하며 그 배치 상태가 수평 상태 또는 경사 상태로 변화하게 된다.
[92]
제 1 레일부(441)는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이 직선 경로를 갖도록 형성될 수 있고, 제 2 레일부(442)는 후단부에 형성된 제 1 경로(442-1)와, 제 1 경로(442-1)의 전단으로부터 전방으로 연장되는 제 2 경로(442-2)와, 제 2 경로(442-2)의 전단으로부터 전방으로 연장되는 제 3 경로(442-3)를 갖도록 형성될 수 있다.
[93]
제 1 롤러(427)는 제 1 레일부(441)의 직선 경로를 따라 직선 이동하며, 제 2 롤러(426)는 제 2 레일부(442)의 제 1 경로(442-1), 제 2 경로(442-2) 및 제 3 경로(442-3)를 따라 이동하게 된다. 제 2 롤러(426)가 제 1 경로(442-1), 제 2 경로(442-2) 및 제 3 경로(442-3)를 따라 전진 이동하는 경우, 제 2 롤러(426)가 제 1 경로(442-1)를 따라 이동하는 동안에는 서포트 회동 바디(423)는 서포트 포크(424)가 수평 상태인 회동 상태를 유지하게 되고, 제 2 롤러(426)가 제 2 경로(442-2)를 따라 이동하는 동안에는 서포트 회동 바디(423)는 서포트 포크(424)가 수평 상태에서 경사 상태로 변화하도록 점진적으로 회동하게 되며, 제 2 롤러(426)가 제 3 경로(442-3)를 따라 이동하는 동안에는 서포트 회동 바디(423)는 서포트 포크(424)가 경사 상태인 회동 상태를 유지하게 된다.
[94]
이때, 서포트 구동 모듈(430)에 의해 서포트 이동 바디(410)와 함께 서포트 회동 바디(420)가 전후 직선 이동하는 구간 중 시작 및 끝 지점에서 제 2 롤러(426)가 제 1 경로(442-1) 및 제 3 경로(442-3) 상에 위치하고, 중간 구간에서는 제 2 롤러(426)가 제 2 경로(442-2)를 따라 이동하도록 형성될 수 있다.
[95]
이러한 경로에 따라 서포트 회동 바디(420)는 전후 직선 이동하는 전체 과정에서 계속적으로 수평 회전축(S)을 중심으로 회동하여 서포트 포크(424)가 수평 상태에서 경사 상태로 계속적으로 변화하게 된다. 즉, 서포트 포크(424)에 의해 지지되는 물품 박스(10)가 작업 영역(Z2)에서 배출 영역(Z3)으로 이동하는 전체 과정에서 경사 상태로부터 수평 상태로 계속 변화하게 되고, 반대로 서포트 포크(424)가 배출 영역(Z3)에서 작업 영역(Z2)으로 전진 이동하는 전체 과정에서 수평 상태로부터 경사 상태로 계속 변화하게 된다.
[96]
이와 같이 서포트 포크(424)의 배치 상태가 점진적이고 계속적인 변화가 이루어지도록 서포트 회동 가이드 레일(440)의 경로를 형성함으로써, 이동 경로가 단축되어 더욱 신속한 전후 이동이 가능하며, 이동 과정에서 물품 박스(10)에 대한 지지 안정성 또한 더욱 향상된다.
[97]
한편, 제 2 레일부(442)의 상부에는 제 2 롤러(426)가 제 2 레일부(442)로부터 접촉 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 별도의 이탈 방지 레일(443)이 배치될 수 있으며, 제 1 롤러(427)가 제 1 레일부(441)로부터 접촉 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 제 2 레일부(442)는 그 하면이 제 1 레일부(441)의 상면으로부터 일정 간격으로 유지되게 배치될 수 있다.
[98]
또한, 회동 가이드 암(425)과 서포트 회동 가이드 레일(440)의 상호 대향면에는 별도의 좌우 가이드 부재(401)가 상호 접촉하도록 각각 결합될 수 있으며, 서포트 회동 가이드 레일(440)에는 제 2 레일부(442)의 표면에만 결합될 수 있다. 이때, 좌우 가이드 부재(401)는 마찰 저항은 낮고 강성은 높은 특성을 갖는 MC 나일론 재질로 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통해 서포트 회동 바디(423)가 전후 방향 이동 과정에서 진행 경로 가이드되어 좌우 방향 흔들림이나 진동이 방지될 수 있다.
[99]
서포트 구동 모듈(430)은, 서포트 이동 바디(421)를 관통하며 베이스 프레임(410)의 전후 방향을 따라 길게 배치되는 리드 스크류(431)와, 리드 스크류(431)를 회전 구동하는 구동 모터(432)를 포함하여 구성될 수 있다.
[100]
이에 따라 리드 스크류(431)를 회전 구동하면, 서포트 이동 바디(421)가 직선 이동하게 된다. 이러한 서포트 구동 모듈(430)은 이러한 구성 이외에도 구동 벨트와 같은 다양한 기계 요소를 이용하여 다양한 방식으로 구성될 수 있다.
[101]
이와 같은 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 배출 유닛(400)은 작업 영역(Z2)으로 전진 이동한 상태에서 서포트 포크(424)가 경사 상태로 변화되어 메인 공급 유닛(300)에 의해 경사 지지되는 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지하게 되고, 작업 영역(Z2)으로부터 배출 영역(Z3)으로 물품 박스(10)를 후진 이송시키는 과정에서 서포트 포크(424)가 수평 상태로 변화하며 물품 박스(10)를 수평 상태로 변화시키게 된다.
[102]
이러한 메인 배출 유닛(400)의 서포트 포크(424) 전단에는 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)를 경사 상태로 지지한 상태에서 물품 박스(10)가 전방으로 이탈되는 것을 방지하고 서포트 포크(424)에 고정시킬 수 있도록 물품 박스 고정 장치(600)가 결합될 수 있다.
[103]
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 결합 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 작동 감지 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
[104]
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치(600)는 메인 배출 유닛(400)의 서포트 포크(424)에 장착되어 물품 박스(10)를 고정 지지하는 장치로서, 물품 박스(10)가 상면에 안착 지지되도록 전방을 향해 돌출되는 서포트 포크(424)의 전단에 회동 가능하게 결합되는 고정 레버(610)와, 고정 레버(610)가 서포트 포크(424)의 상면으로부터 상향 돌출되거나 돌출 해제되도록 고정 레버(610)를 회전 구동하는 고정 레버 구동부(620)를 포함하여 구성되며, 고정 레버(610)가 상향 돌출됨에 따라 물품 박스(10)가 고정 레버(610)에 의해 서포트 포크(424)에 고정 지지되도록 구성된다.
[105]
즉, 서포트 포크(424)가 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)를 경사지게 지지하므로, 물품 박스(10)는 서포트 포크(424)의 경사 방향을 따라 전방으로 미끄러져내릴 수 있는데, 서포트 포크(424)의 전단에 고정 레버(610)를 상향 돌출되게 회동시킴으로써, 물품 박스(10)의 전방 이탈을 방지하고 고정시킬 수 있다.
[106]
이때, 서포트 포크(424)의 전단부에는 별도의 고정 레버 블록(611)이 결합되고, 고정 레버 블록(611)에는 고정 레버 샤프트(612)가 관통 결합되며, 고정 레버(610)는 고정 레버 샤프트(612)와 함께 회전하도록 고정 레버 샤프트(612)의 전단에 결합되며, 고정 레버 구동부(620)는 고정 레버 샤프트(612)를 회전 구동하도록 구성될 수 있다. 고정 레버 구동부(620)는 소형 모터로 구성될 수 있으며, 모터 회전축과 고정 레버 샤프트(612)는 클러치(621)를 통해 결합될 수 있다.
[107]
고정 레버(610)는 서포트 포크(424)가 작업 영역(Z2)에서 물품 박스(10)를 지지하고 배출 영역(Z3)으로 이송하는 동안에만 서포트 포크(424)로부터 상향 돌출되게 회동하는 것이 이동 과정에서 발생하는 간섭 방지를 위해 바람직하다.
[108]
이를 위해 제어부(700)는 메인 배출 유닛(400)이 물품 박스(10)를 배출 영역(Z3)으로 후진 이송 완료함에 따라 고정 레버(610)가 돌출 해제되도록 고정 레버 구동부(620)를 동작 제어하고, 메인 배출 유닛(400)이 물품 박스(10)를 지지하도록 작업 영역(Z2)으로 전진 이동 완료함에 따라 고정 레버(610)가 상향 돌출되도록 고정 레버 구동부(620)를 동작 제어한다.
[109]
이러한 동작 제어에도 불구하고, 오작동 등에 의해 고정 레버(610)의 회동 동작이 정상적으로 이루어지지 않으면, 간섭이 발생하거나 또는 물품 박스(10)가 서포트 포크(424)로부터 미끄러져 낙하할 위험이 있다. 따라서, 고정 레버(610)의 정상 작동 여부를 감지하는 고정 레버 작동 감지부(630)가 구비될 수 있다.
[110]
고정 레버 작동 감지부(630)는, 고정 레버 샤프트(612)의 외주면을 감싸는 형태로 고정 레버 샤프트(612에 결합되며 외주면 일부 구간에 돌출 영역(631-1)이 형성되는 제 1 센싱 캠 바디(631)와, 제 1 센싱 캠 바디(631)의 돌출 영역(631-1)을 감지하여 감지 신호를 생성하는 제 1 감지 센서(633)를 포함하여 구성될 수 있으며, 고정 레버(610)가 상향 돌출되게 회전 작동한 상태에서 제 1 센싱 캠 바디(631)의 돌출 영역(631-1)이 제 1 감지 센서(633)에 의해 감지되도록 형성될 수 있다.
[111]
이때, 제 1 감지 센서(633)는 감지 대상 물체가 일정 거리 이내로 근접했는지 여부를 감지할 수 있는 근접 센서가 적용될 수 있다.
[112]
이와 같이 고정 레버 작동 감지부(630)를 제 1 센싱 캠 바디(631)와 제 1 감지 센서(633)로 구성한 경우, 고정 레버(610)가 완전하게 회전 작동하지 않고 불완전하게 회전 작동한 상태에서도 고정 레버 작동 감지부(630)에 의해 정상 회동 작동한 것으로 감지될 수 있으므로, 감지 정확도를 향상시키고 감지 범위를 다양하게 조절할 수 있도록 제 2 센싱 캠 바디(632)와 제 2 감지 센서(634)가 더 구비될 수 있다.
[113]
제 2 센싱 캠 바디(632)는 제 1 센싱 캠 바디(631)와 마찬가지로 고정 레버 샤프트(612)의 외주면을 감싸는 형태로 고정 레버 샤프트(612)에 결합되며 외주면 일부 구간에 돌출 영역(632-1)이 형성되고, 제 1 센싱 캠 바디(631)와 축 방향으로 이격되게 배치된다. 제 2 감지 센서(634)는 제 2 센싱 캠 바디(632)의 돌출 영역(632-1)을 감지하여 감지 신호를 생성하도록 구성되며, 고정 레버(610)가 돌출 해제되도록 회전 작동한 상태에서 제 2 센싱 캠 바디(632)의 돌출 영역(632-1)이 제 2 감지 센서(634)에 의해 감지되도록 형성될 수 있다.
[114]
즉, 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이 고정 레버(610)가 돌출 해제되도록 회전 작동한 상태에서는 제 1 센싱 캠 바디(631)의 돌출 영역(631-1)이 제 1 감지 센서(633)에 d1 거리만큼 근접하게 되어 제 1 감지 센서(633)에 의해 감지 신호가 생성되고, 제 2 센싱 캠 바디(632)는 돌출 영역(632-1)이 제 2 감지 센서(634)에 근접하게 위치하지 않아 d2 거리만큼 이격되게 위치하게 되므로, 제 2 감지 센서(634)에 의한 감지 신호는 발생하지 않는다.
[115]
반대로, 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이 고정 레버(610)가 상향 돌출되도록 회전 작동한 상태에서는 제 1 센싱 캠 바디(631)의 돌출 영역(631-1)이 제 1 감지 센서(633)에 근접하게 위치하지 않아 d2 거리만큼 이격되게 위치하게 되므로, 제 1 감지 센서(633)에 의한 감지 신호가 생성되지 않고, 제 2 센싱 캠 바디(632)의 돌출 영역(632-1)이 제 2 감지 센서(634)에 d1 거리만큼 근접하게 되어 제 2 감지 센서(634)에 의해 감지 신호가 발생한다.
[116]
따라서, 제어부(700)는 이러한 제 1 감지 센서(633) 및 제 2 감지 센서(634)의 감지 신호를 조합하여 고정 레버(610)의 회전 작동 상태를 정확하게 판단할 수 있고, 이를 기초로 후속 작업에 대해 동작 제어할 수 있다.
[117]
도 20은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치의 형태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 21은 도 20에 도시된 물품 박스 고정 장치의 작동 상태를 개략적으로 도시한 작동 상태도이다.
[118]
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 박스 고정 장치(600)는 도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이 탄성력을 이용한 형태로 형성될 수 있다.
[119]
이러한 물품 박스 고정 장치(600)는, 물품 박스(10)가 상면에 안착 지지되도록 전방을 향해 돌출되는 서포트 포크(424)의 전단에 회동 가능하게 결합되는 고정 후크(640)와, 고정 후크(640)가 회전하여 고정 후크(640)의 일단부가 서포트 포크(424)로부터 상향 돌출되도록 고정 후크(640)에 탄성력을 가하는 탄성 부재(650)를 포함하여 구성될 수 있으며, 고정 후크(640)가 상향 돌출됨에 따라 물품 박스(10)가 고정 후크(640)에 의해 서포트 포크(424)에 고정 지지되도록 구성될 수 있다.
[120]
이때, 고정 후크(640)는 서포트 포크(424)로부터 상향 돌출됨에 따라 물품 박스(10)의 하단 부위와 맞물림되는 방식으로 물품 박스(10)를 고정할 수 있는데, 물품 박스(10)의 하단부에는 일반적으로 도 21에 도시된 바와 같이 단턱부(11)가 형성되며, 고정 후크(640)는 이러한 단턱부(11)와 맞물림되며 물품 박스(10)를 고정하도록 구성될 수 있다.
[121]
이러한 고정 후크(640)는 도 21에 도시된 바와 같이 중간 부위가 절곡된 평판 형태로 형성될 수 있으며, 중간 부위에 회전축(641)이 형성되어 회전축(641)을 중심으로 회동 가능하게 구성될 수 있다. 탄성 부재(650)는 고정 후크(640)의 일단부가 상향 돌출되는 방향으로 고정 후크(640)에 탄성력을 가하도록 형성되는데, 코일 스프링의 형태 또는 토션 스프링의 형태로 구성될 수 있다.
[122]
고정 후크(640)가 서포트 포크(424)로부터 탄성력에 의해 돌출되기 때문에, 서포트 포크(424)가 작업 영역(Z2)으로 이동하여 물품 박스(10)의 하부에 위치하는 과정에서 고정 후크(640)가 돌출되어 있더라도 물품 박스(10)의 자중에 의해 가압되어 하향 탄성 이동하게 되므로, 전술한 고정 레버(610) 방식과는 달리 돌출 해제 상태를 위한 별도의 구동부가 없더라도 물품 박스(10)와의 간섭이 발생하지 않는다. 또한, 서포트 포크(424)가 작업 영역(Z2)에서 정위치에 위치하게 되면, 고정 후크(640)에 대한 물품 박스(10)의 가압 상태가 해제되므로, 고정 후크(640)는 탄성 부재(650)의 탄성력에 의해 다시 상향 돌출되어 물품 박스(10)를 고정하게 된다.
[123]
이때, 고정 후크(640)는 일단부가 탄성 부재(650)에 의해 서포트 포크(424)의 상면에 상향 돌출되게 탄성 지지된 상태에서, 상향 돌출된 일단부에 전방 측을 향한 외력이 작용하더라도 회동하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 별도의 회전 방지 스토퍼(미도시) 등을 이용하여 구성할 수 있다. 이와 같이 고정 후크(640)의 탄성 한도 이상의 회동 상태를 방지함으로써, 물품 박스(10)가 경사 방향을 따라 전방으로 자중에 의해 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
[124]
한편, 이러한 물품 박스 고정 장치(600)에서는 전술한 바와 같이 고정 후크(640)를 회전 구동하는 구동부가 없어도 기능상 문제는 없으나, 물품 박스(10) 지지 과정에서 "딸깍" 거리는 소음 등을 방지하고 더욱 원활한 작동을 위해 고정 후크(640)의 일단부가 돌출 해제되도록 고정 후크(640)를 회전 구동하는 고정 후크 구동부(650)가 더 구비될 수 있다.
[125]
고정 후크 구동부(650)는, 고정 후크(640)의 일단부가 돌출 해제되는 방향으로 고정 후크(640)의 타단부를 가압할 수 있도록 이동 가능하게 배치되는 가압 로드(661)와, 고정 후크(640)의 타단부를 가압하도록 가압 로드(661)를 이동시키는 솔레노이드 밸브(662)를 포함하여 구성될 수 있다.
[126]
도 21의 (a)에 도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브(662)가 작동하지 않으면, 고정 후크(640)는 탄성 부재(650)의 탄성력에 의해 상향 돌출되게 회동하여 탄성 지지되고, 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이 솔레노이드 밸브(662)가 작동하면, 가압 로드(661)가 고정 후크(640)의 타단부를 가압하여 고정 후크(640)의 일단부가 서포트 포크(424)로부터 돌출 해제되는 방향으로 회동하게 된다.
[127]
이때, 제어부(700)는 메인 배출 유닛(400)이 물품 박스(10)를 후진 이송 완료함에 따라 고정 후크(640)가 돌출 해제되도록 고정 후크 구동부(650)를 작동시키고, 메인 배출 유닛(400)이 물품 박스(10)를 지지하도록 작업 영역(Z2)으로 전진 이동 완료함에 따라 고정 후크(640)가 탄성 부재(650)의 탄성력에 의해 상향 돌출되도록 고정 후크 구동부(650)를 작동 해제할 수 있다.
[128]
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 배출 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송 배출 유닛의 구조를 개략적으로 도시한 측면도이다.
[129]
본 발명의 일 실시예에 따른 이송 배출 유닛(500)은 전방 끝단부에 배출 영역(Z3)이 형성되고, 배출 영역(Z3)이 형성되는 전방 끝단부에는 전단으로 갈수록 하향 경사지는 경사면(541)이 형성되도록 구성될 수 있다.
[130]
이러한 이송 배출 유닛(500)은, 메인 프레임(100)의 좌우 폭 방향 양측단부에 각각 장착되는 롤러 지지 플레이트(510)와, 롤러 지지 플레이트(510)의 상단부에 전후 방향을 따라 일렬 장착되는 다수개의 회전 롤러(520)와, 롤러 지지 플레이트(510)의 일측에 장착되는 구동 롤러(530)와, 구동 롤러(530)와 다수개의 회전 롤러(520)에 권취되어 무한궤도 방식으로 이동하는 이동 벨트(540)와, 이동 벨트(540)가 이동하도록 구동 롤러(530)를 회전 구동하는 구동 모터(550)를 포함하여 구성될 수 있다.
[131]
이때, 이동 벨트(540)의 전방 끝단부가 하향 경사지게 배치되어 경사면(541)이 형성되며, 물품 박스(10)는 메인 배출 유닛(400)을 통해 이러한 이동 벨트(540)의 경사면(541)에 안착되어 후진 이송 배출된다.
[132]
이동 벨트(540)에 경사면(541)을 형성하는 방식은, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이 다수개의 회전 롤러(520) 중 전방 끝단부에 배치된 적어도 하나 이상의 회전 롤러(520)가 순차적으로 하향 배치되는 방식으로 이루어질 수 있다. 이때, 다수개의 회전 롤러(520) 중 순차적으로 하향 배치된 회전 롤러(520)를 제외한 나머지 회전 롤러(520)는 그 중심축이 동일 높이로 수평하게 일렬 배치될 수 있다.
[133]
또한, 이동 벨트(540)에 경사면(541)을 형성하는 방식은, 다수개의 회전 롤러(520) 중 전방 끝단부에 배치된 적어도 하나 이상의 회전 롤러(520)가 순차적으로 그 직경이 감소하도록 형성하는 방식으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 다수개의 회전 롤러(520)는 그 중심축이 수평 방향으로 모두 일렬 배치될 수 있다.
[134]
한편, 2개의 롤러 지지 플레이트(510)에 각각 장착된 구동 롤러(530)는 연결축(531)을 통해 서로 연결되어 일체로 회전하도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 구동 모터(550)는 어느 하나의 구동 롤러(530)만 회전 구동하도록 하나만 장착될 수 있다. 이때, 구동 모터(550)는 별도의 동력 전달 수단(551)(예를 들면, 풀리 및 벨트)을 이용하여 구동 롤러(530)를 회전 구동하도록 구성될 수 있다.
[135]
또한, 롤러 지지 플레이트(510)에는 이동 벨트(540)의 텐션을 조절할 수 있도록 이동 벨트(540)가 권취되는 별도의 텐션 롤러(560)가 장착될 수 있으며, 텐션 롤러(560)는 별도의 위치 조절 수단(561)을 통해 롤러 지지 플레이트(510)에 위치 조절 가능하게 결합될 수 있다.
[136]
이와 같은 구조에 따라 메인 배출 유닛(400)에 의해 작업 영역(Z2)으로부터 배출 영역(Z3)으로 이송되는 물품 박스(10)가 흔들리거나 소음없이 안정적으로 이송 배출 유닛(500)에 전달될 수 있다.
[137]
즉, 메인 배출 유닛(400)에 의해 작업 영역(Z2)으로부터 배출 영역(Z3)으로 이송되는 물품 박스(10)는 경사 상태에서 수평 상태로 변화하며 이송 배출 유닛(500)의 이송 벨트(540)에 안착되는데, 이때, 이송 벨트(540)의 전단 끝단부에 도 23에 도시된 바와 같이 경사각 θ를 갖는 경사면(541)이 형성됨으로써, 배출 영역(Z3)에서 이송 벨트(540)에 의한 상향 돌출 단차가 발생하지 않고, 이에 따라 물품 박스(10)가 배출 영역(Z3)으로 안착되는 과정에서 물품 박스(10)의 흔들림이나 덜컹거림 등의 소음이 발생하지 않고 안정적으로 배출 영역(Z3)에 안착된다. 또한, 물품 박스(10)가 메인 배출 유닛(400)에 의해 경사 상태에서 수평 상태로 완전하게 변화하지 않은 상태에서도 이송 배출 유닛(500)의 배출 영역(Z3)에 형성된 경사면(541)에 의해 안정적으로 물품 박스(10)의 이송 전달이 가능하다.
[138]
한편, 이송 공급 유닛(200)은 전방 끝단부에 경사면이 없는 형태로 이송 배출 유닛(500)의 구성과 동일한 구조로 형성될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
[139]
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

청구범위

[청구항 1]
다수개의 물품 박스를 작업 영역에 순차적으로 공급 및 배출시키는 물품 박스 공급 장치에서 메인 프레임의 전방 상단에 형성된 상기 작업 영역으로부터 상기 작업 영역의 후방에 형성된 배출 영역으로 이송되는 물품 박스를 수평 상태로 후진 이송시켜 별도의 물류 이송 장치로 배출하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛으로서, 상기 물품 박스는 상기 작업 영역에서 상기 메인 프레임의 전방을 향해 하향 경사지게 배치되고 별도의 메인 배출 유닛에 의해 상기 배출 영역으로 후진 이송되는 과정에서 수평 배치 상태로 변화되며, 상기 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛은 전방 끝단부에 상기 배출 영역이 형성되고, 상기 배출 영역이 형성되는 전방 끝단부에는 전단으로 갈수록 하향 경사지는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛.
[청구항 2]
제 1 항에 있어서, 상기 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛은 상기 메인 프레임의 좌우 폭 방향 양측단부에 각각 장착되는 롤러 지지 플레이트; 상기 롤러 지지 플레이트의 상단부에 전후 방향을 따라 일렬 장착되는 다수개의 회전 롤러; 상기 롤러 지지 플레이트의 일측에 장착되는 구동 롤러; 상기 구동 롤러와 다수개의 회전 롤러에 권취되어 이동하는 이동 벨트; 및 상기 이동 벨트가 이동하도록 상기 구동 롤러를 회전 구동하는 구동 모터 를 포함하고, 상기 이동 벨트의 전방 끝단부가 하향 경사지게 배치되어 상기 경사면이 형성되고, 상기 물품 박스는 상기 메인 배출 유닛을 통해 상기 이동 벨트에 안착되어 후진 이송 배출되는 것을 특징으로 하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛.
[청구항 3]
제 2 항에 있어서, 상기 다수개의 회전 롤러 중 전방 끝단부에 배치된 적어도 하나 이상의 회전 롤러가 순차적으로 하향 배치됨으로써, 상기 이동 벨트의 전방 끝단부가 하향 경사지게 배치되어 상기 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛.
[청구항 4]
제 3 항에 있어서, 상기 다수개의 회전 롤러 중 순차적으로 하향 배치된 회전 롤러를 제외한 나머지 회전 롤러는 동일 높이로 수평하게 배치되는 것을 특징으로 하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛.
[청구항 5]
제 3 항에 있어서, 2개의 상기 롤러 지지 플레이트에 각각 장착된 구동 롤러는 연결축을 통해 서로 연결되어 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛.
[청구항 6]
제 3 항에 있어서, 상기 롤러 지지 플레이트에는 상기 이동 벨트의 텐션을 조절할 수 있도록 상기 이동 벨트가 권취되는 별도의 텐션 롤러가 장착되며, 상기 텐션 롤러는 상기 롤러 지지 플레이트에 위치 조절 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 물품 박스 공급 장치용 이송 배출 유닛.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]

[도9]

[도10]

[도11]

[도12]

[도13]

[도14]

[도15]

[도16]

[도17]

[도18]

[도19]

[도20]

[도21]

[도22]

[도23]