KR100578016B1 - 비정상 알약의 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알약을 계수, 포장하는 계수포장기계에서 알약을 소정갯수만큼 자동으로 계수, 투입하여 포장하는 도중에 조각나거나 달라 붙는 등의 비정상 상태의 알약들이 약병에 투입되는 것을 검출하여 미리 조치함으로서 소비자의 불만을 해소하고 비정상 제품으로 인하여 발생되는 계수, 포장 공정상의 비효율성을 방지할 수 있는 비정상 알약의 검출장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 비정상 알약의 검출장치는, 정전류원(14)으로부터 작동전원을 공급받는 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)가 일정거리 이격되어 배치되어 있으며 상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)를 온/오프 구동시키기 위한 구동소자(12)가 구비된 발광부(10); 상기 발광부(10)의 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)로부터 방사되는 광을 수신하기 위한 것으로 상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)의 수평 대응되는 위치에 각각 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)가 설치되는 수광부(20); 상기 수광부(20)로부터 입력되는 검출신호를 이용하여 알약의 비정상 상태를 판단하기 위한 프로그램이 내장되고, 알약의 비정상 상태를 검출하기 위하여 상기 발광부(10)의 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)의 구동주기를 제어하기 위한 구동제어신호를 출력하는 마이컴(30); 상기 마이컴(30)으로부터 출력되는 발광소자 구동제어신호를 변환하여 상기 발광부(10)의 구동소자(12)에 전송하기 위한 디코더(50); 및 발광소자의 구동주기를 소정시간 내에서 제한하기 위한 타임리미트부(40);를 포함 하는 것을 특징으로 한다.
알약, 계수, 파손, 적외선, 발광, 다이오드, 포토, 트랜지스터, 포장

Description

비정상 알약의 검출장치{Apparatus for detecting the damaged tablet}
도 1은 본 발명에 의한 알약 검출장치의 블럭회로도,
도 2는 본 발명에 의한 발광소자의 구동 타이밍 차아트,
도 3은 본 발명에 의한 발광소자 및 수광소자의 설치 및 광수신 상태도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 의한 알약의 비정상 검출 상태도,
도 5는 알약검출을 위한 발광소자의 구동상태 흐름도,
도 6은 알약의 비정상 여부를 판단하기 위한 마이컴의 작동상태 흐름도,
도 7은 본 발명의 알약 검출장치를 구비한 시스템의 일실시예 블럭구성도,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 발광부 12: 구동소자
14: 정전류원 20: 수광부
30: 마이컴 40: 타임리미트부
50: 디코더 60: 초고속 셔터
70: 터치스크린 80: 중앙처리장치
90: PLC 100: 바이브레이터 제어부
110: 알약
L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8 : 발광소자
TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8 : 수광소자
본 발명은 약병에 투입되는 알약의 상태를 검출하기 위한 검출장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 알약을 계수, 포장하는 계수포장기계에서 알약을 소정갯수만큼 자동으로 계수, 투입하여 포장하는 도중에 조각나거나 달라 붙는 등의 비정상 상태의 알약들이 약병에 투입되는 것을 검출하여 미리 조치함으로서 소비자의 불만을 해소하고 비정상 제품으로 인하여 발생되는 계수, 포장 공정상의 비효율성을 방지할 수 있는 비정상 알약의 검출장치에 관한 것이다.
제약회사에 의하여 제조판매되는 약(藥) 들중에 많은 약들이 알약(錠劑) 형태로 제조되고, 악병에 투입, 포장 및 판매되고 있으며, 최종적으로 의사나 환자들에 의하여 구입, 복용되고 있다. 이러한 알약 들은 크기에 차이가 있으나 자동으로 제조, 계수 및 약병에 투입, 포장이 가능하기 때문에 제약회사에서의 제조가 용이하고 취급이 간편한 이점을 갖는다. 그러나 이러한 이점에도 불구하고, 알약 제조와 보관 및 운반 과정에서 알약이 파손되는 현상이 발생된다.
다시말하여, 종래 사용되는 알약의 계수포장기계는 알약을 이동시키는 과정에서 바이브레이터, 다량의 알약을 투입하기 위한 호퍼 등을 이용하기 때문에, 이송과정에서 알약이 충격에 의하여 여러 조각으로 깨어지거나 두 개 또는 그 이상의 알약이 붙어 버리는 현상이 발생된다.
그러나 종래 사용되고 있는 계수포장기계는 알약의 파손이나 결합과 같은 비정상 상태 여부를 검출하지 못하고 단순히 알약을 계수하는 기능만을 가지고 있기 때문에, 최종 포장된 후에 소비자에게 판매된 약병에서 일부가 파손되거나 두 개가 붙어 버린 알약이 발견되었다.
이러한 알약의 파손이나 붙음 현상은 제약회사에 대한 불만으로 제기되어서 회사의 신용도가 저하될 뿐만 아니라, 정상적인 알약으로 보상을 하는 과정에서 시간과 인력이 투입되는 등의 문제점이 발생되었다. 또한 알약의 제조 및 포장과정에서 비정상적인 알약을 검출하기 위하여 작업자에 의한 사전선별공정을 거쳐야 하기 때문에 생산성이 저하되는 등의 문제점이 발생된다.
한편, 일부 외국업체에서 비정상 알약의 자동선별능력을 보유한 계수포장기가 개발, 사용되고 있으나, 가격이 고가이며 계수포장기의 운전을 위한 전문인력을 고용하여야 하기 때문에 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.
따라서 가격이 저렴하고 고장시에 즉시 수리가 가능하며 취급이 용이하고 계수포장기계에 용이하게 적용가능한 알약의 비정상 여부를 검출할 수 있는 알약의 검출장치가 요구되고 있는 형편이다.
이러한 문제점은 비단 제약회사에서 제조되는 알약 뿐만 아니라, 건강보조식품회사에서 제조되는 알약 형태의 건강보조제, 껌이나 과자, 볼트나 너트 등과 같이 동일한 형상을 갖는 제품들을 제조하는 모든 분야에서 발생되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 알약 의 제조 및 포장과정에서 발생되는 알약의 비정상 여부를 검출, 처리함으로서 생산성 향상 및 원가절감을 도모할 수 있는 비정상 알약의 검출장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비정상 상태의 알약을 미리 검출, 제거하거나, 정상적인 알약을 더 포함시켜 제공함으로서 최종 소비자에게 비정상적인 알약이 배포되어 발생되는 불만사항을 미연에 방지할 수 있는 비정상 알약의 검출장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 알약 계수포장기계의 기능을 더욱 향상시킴으로서 국가의 수출경쟁력을 확보하여 산업발전에 일조할 수 있는 비정상 알약의 검출장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 알약 뿐만 아니라, 캡슐(capsule), 껌이나 과자, 각종 환형 부품, 또는 볼트나 너트 등의 소형부품과 같은 일정한 크기를 갖는 제품의 계수 및 자동선별공정에 사용될 수 있는 확장성을 갖는 검출장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비정상 알약의 검출장치는, 정전류원으로부터 작동전원을 공급받는 제1-제8 발광소자가 일정거리 이격되어 배치되어 있으며 상기 제1-제8 발광소자를 온/오프 구동시키기 위한 구동소자가 구비된 발광부; 상기 발광부의 제1-제8 발광소자로부터 방사되는 광을 수신하기 위한 것으로 상기 제1-제8 발광소자의 수평 대응되는 위치에 각각 제1-제8 수광소자가 설치되는 수광부; 상기 수광부로부터 입력되는 검출신호를 이용하여 알약의 비정상 상태를 판단하기 위한 프로그램이 내장되고, 알약의 비정상 상태를 검출하기 위하여 상기 발광부의 제1-제8 발광소자의 구동주기를 제어하기 위한 구동제어신호를 출력하는 마이컴; 상기 마이컴으로부터 출력되는 발광소자 구동제어신호를 변환하여 상기 발광부의 구동소자에 전송하기 위한 디코더; 및 발광소자의 구동주기를 소정시간 내에서 제한하기 위한 타임리미트부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 비정상 알약의 검출장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 비정상 알약의 검출장치는, 종래 알약을 계수, 포장하는 계수포장기계의 일부로 설치되어서 알약의 파손 또는 붙음 등과 같은 비정상 상태 여부를 검출하기 위한 것으로서, 바이브레이터 및 초고속 셔터 등에 의하여 낱개로 수직 투하되는 알약을 계수하는 것과 동시에 파손 여부를 검출하기 위하여, 소정 패턴으로 적외선 광을 방사하는 발광부(10), 상기 발광부(10)로부터 방사되는 광을 알약의 이동상태에 따라서 검출하기 위한 수광부(20)와, 상기 수광부(20)로부터 검출된 알약 검출데이터를 이용하여 알약의 비정상 상태 여부를 판단하여 결과를 출력하고 알약의 투하상태에 맞추어서 발광부(10)에 내장된 발광소자를 미리 설정된 발광상태로 제어하기 위한 신호를 출력하기 위한 마이컴(30)과, 상기 마이컴(30)으로부터의 발광소자 출력제어신호를 변환하여 발광부(10)로 출력하는 디코더(50)와, 발광소자의 구동주기를 소정시간 내에서 제한하기 위한 타임리미트부(40)를 포함하고 있다.
상기 발광부(10)는 알약을 검출하기 위한 광(바람직하게는 적외선(Infra Red))을 조사하기 위한 것으로서, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 정전류원(14)으로부터 작동전원을 공급받으며, 알약이 투하되는 공간의 측면에 수평으로 설치되는 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)와, 상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)의 발광순서를 제어하는 신호를 출력하는 구동소자(12)를 포함하고 있다. 상기 구동소자(12)에 의하여 제어되는 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)의 구동제어신호 펄스가 도 2에 도시되어 있다.
도 2를 참고하면, 제1 발광소자(L1)는 최초로 작동되며 85㎲ 동안 온 된 후에 오프된다. 또한 제2 발광소자(L2)는 제1 발광소자(L1)가 오프되고 85㎲ 경과된 후에 85㎲ 동안 온되고 오프된다. 이러한 발광소자들의 온/오프 상태는 제1 발광소자(L1)부터 제8 발광소자(L8)까지 순차적으로 지속된다.
이러한 발광소자들의 온/오프 발광상태는 마이컴(30)으로부터의 출력제어신호에 따라서 작동되며 후에 상술된다. 또한 제1-제8 발광소자들의 발광주기의 시작, 종료는 상위제어부(중앙처리장치)에 의하여 제어되며 약병에 투하되는 알약의 투하상태에 따라서 제어된다.
본 발명에서 1 싸이클(cycle)은 제1 발광소자(L1)부터 제8 발광소자(L8)까지의 온-오프상태 종료시까지 정의되며, (85㎲(온) + 85㎲(오프)) x 8 = 1360㎲ = 1.36㎳가 된다. 한편, 발광부(10)의 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)에는 정전류원(14)에 의하여 연속 정격보다 큰 전류로 펄스 구동을 수행하게 되므로, 부주의하여 장시간 연속 전류로 구동하게 되면 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8) 들의 특성저하가 우려되므로 타임리미트부(40)를 설치한다. 상기 타임리미트부(40)는 도 1에 표시된 것과 같이 NOR 게이트와 단안정(mono stable) 멀티바이브레이터를 이용하여 구성할 수 있다.
상기 수광부(20)는 상기 발광부(10)의 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8) 들로 부터 조사되는 광(적외선)을 수광하기 위한 것으로서 발광소자와 각각 대응되는 위치에 8개의 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)들이 설치되어 있다.
도 3에 발광부(10)의 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)들과 수광부(20)의 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)의 설치상태가 도시되어 있다. 도면을 참고하면, 일측단부에 제1 발광소자(L1)가 설치되고 일정한 간격으로 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 및 제8 발광소자들이 설치되어 있다. 한편 수평면으로 대응되는 위치에는 동일한 높이 및 간격으로 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8) 들이 설치되어 있다.
상기 발광소자 및 수광소자들은 각각 하나의 모듈에 설치되어, 발광소자들은 적외선 엘이디 어레이(IR LED array)를 구성하며, 수광소자들은 포토 트랜지스터 어레이(photo transistor array)를 구성한다.
상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)로부터 방사되는 광(적외선)은 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)에 의하여 수광되는데, 이 때 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8) 들에 의하여 발생되는 검출신호는 8개가 아니라 bit0 ~ bit14의 15개의 이진신호로 표시된다. 이것을 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8) 들은 도 2에 표시된 타이밍 차아트와 같이 펄스 구동된다. 이 때 제1 발광소자(L1)가 구동되면 광이 조사되어서 제1 수광소자(TR1)와 제2 수광소자(TR2)에 의하여 검출된다. 제1 수광소자(TR1)에 의하여 검출되는 신호를 bit0으로 저장하고, 제2 수광소자(TR2)에 의하여 검출된 신호를 bit1로 저장한다. 이 때 제1 발광소자(L1)을 제외한 제2-제8 발광소자(L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8) 들로부터는 광이 발생되지 않는다.
한편, 제1 발광소자(L1)가 온 되어서 광이 조사될 때 제1 및 제2 수광소자(TR1,TR2)를 제외한 나머지 제3-제8 수광소자(TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)에도 동시에 광이 입사된다. 이것은 본 발명에 의한 제1-제8 발광소자들의 설치 간격이 2.4mm로서 매우 좁기 때문에 발광소자로부터 방사되는 광의 퍼짐에 의한 것이다.
그러나 본 발명에서는 제1 발광소자(L1)가 온 작동되는 경우에 오직 제1 및 제2 수광소자(TR1,TR2)에 의하여 검출되는 신호만을 처리하고 나머지 제3-제8 수광소자(TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)에 의하여 검출되는 신호는 의도적으로 무시하게 된다. 이와 같이 하여, 제2 발광소자(L2)가 온 작동되면, 제1, 제2 및 제3 수광소자(TR1,TR2,TR3)에 의하여 검출된 신호만이 처리되며, 나머지는 무시된다.
본 발명에서는 상기와 같은 발광소자의 구동 펄스(도 2 참조)에 의하여 모두 15개의 검출신호(bit0~bit14)가 생성되며, 간단히 설명하면 다음과 같다.
제1 발광소자(L1)가 구동되면 광이 제1 및 제2 수광소자(TR1,TR2)에 의하여 검출되며, 각각 bit0 및 bit1에 저장된다.
그 후 제2 발광소자(L2)가 구동되면 광이 제1, 제2 및 제3 수광소자 (TR1,TR2,TR3)에 의하여 검출되며, 제1 수광소자(TR1)의 검출신호는 bit1과 OR 연산하여 결과를 취하여 다시 bit1에 저장한다. 그리고 제2 수광소자(TR2) 및 제3 수광소자(TR3)의 검출결과는 각각 bit2 및 bit3에 저장한다.
그 후 제3 발광소자(L3)가 구동되면 광이 제2, 제3 및 제4 수광소자(TR2,TR3,TR4)에 의하여 검출되며, 제2 수광소자(TR2)의 검출신호는 bit3과 OR 연산하여 결과를 취하여 다시 bit3에 저장한다. 그리고 제3 수광소자(TR3) 및 제4 수광소자(TR4)의 검출결과는 각각 bit4 및 bit5에 저장한다.
상기와 같은 방식으로 나머지 제4-제8 수광소자(TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)에 대하여 신호를 검출하여 최종적으로 bit0~bit14의 신호값을 결정한다. 1 싸이클이 종료되면 bit0~bit14의 검출값을 메모리(M)에 저장하며, 싸이클 엔드(cycle end)는 "1 "이 된다. 저장되는 bit0~bit14의 결과치는 알약의 통과시 검출상태에 따라서 각각 "0"과 "1"로 검출된다.
도 5는 알약 검출시의 발광부(10)와 수광부(20)의 작동상태를 나타내는 흐름도로서, 알약의 계수 및 파손여부를 판단하기 위한 명령에 의하여 타이머 인터럽트(timer interupt)가 발생되면, 적외선 발광소자(IR LED)가 온상태인가 아닌 가를 판단하고, 오프상태이면 적외선 발광소자 어드레스(0-7)를 하나 증가시켜서 적외선 발광소자를 온시킨 후에 리턴된다.
다시 적외선 발광소자가 온상태인가 아닌가를 판단하여 온상태이면 해당 적외선 발광소자의 어드레스에 대한 검출치를 판독한다. 이 때 발광소자의 발광주기에 따라서 85㎲후에 오프되므로, 오프상태가 검출되면 현재 판독된 적외선 발광소 자 어드레스가 7(즉 제8 발광소자)인가를 판단하여 7에 도달하지 않으면, 어드레스 7에 도달(싸이클 엔드=1)할 때 까지 동작을 반복한다. 이 때 사용된 서브루틴(subroutine)은 도 3을 참고하여 설명된 연산이 된다.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 발광부(10)와 수광부(20)는 알약을 하나씩 이동시켜서 계수하고 약병에 투입, 포장하는 계수포장기계에 용이하게 적용될 수 있음은 명백하다.
도 4a 및 4b는 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)와 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)의 사이를 수직으로 통과하는 알약을 표시한 것이다. 특히 도 4a는 알약이 투하되는 상부측에서 본 것이며, 4b는 측면에서 본 것이다.
상부에서 하부를 향하여 알약이 투하되는 것과 동시에 마이컴(30)으로부터의 제어신호에 의하여 발광부(10)의 발광소자들이 도 2의 타이밍 차아트와 같이 순차적으로 작동되면서 수광부(20)의 수광소자들에 의하여 광이 검출되거나 또는 검출되지 않는다.
도 4a를 참고하면, 광이 검출되는 것은 알약(110)이 없는 상태, 광이 검출되지 않는 것은 알약(110)이 통과하는 상태로서 각각 검출된다. 검출신호를 이용하여 알약의 폭(width), 길이(length) 및 면적(area)을 산출하게 된다. 본 발명에서는 양단부에 위치한 제1 및 제8 발광소자(L1,L8)를 제외하고는, 모두 3곳에서 신호를 검출하므로 이 검출신호를 가지고 알약의 크기를 알 수 있다.
상기와 같이 알약(110)이 투하되면서 발광부(10)와 수광부(20)에 의하여 검 출된 신호(bit0~bit14)는 메모리(M)에 저장된 후에 마이컴(30)에 의하여 정상적인 알약인가 아닌가가 판단된다.
도 6은 알약의 판단과정을 나타내는 흐름도이다. 알약이 투하되고 알약 검사가 시작되면 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)가 구동되면서 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)에 의하여 알약의 형상에 따른 검출신호가 발생된다. 이 때 제1-제8 발광소자는 1 싸이클(1.36ms)(싸이클 엔드=1)동안 작동되어서 bit0~bit14의 검출데이터가 생성된다. 상기에서 생성된 검출데이터는 메모리(M)에 계속하여 저장된다.
한편, 투하된 알약은 1 싸이클(1.36ms) 동안에 약 1mm 하강하게 되므로, 예를 들어서 알약의 길이가 3~4mm 라고 하면, 알약이 완전히 투하되어서 감지되지 않을 때 까지 약 3회 내지 4회 정도 검출데이터가 생성된다. 이것은 bit0~bit14 데이터가 3회 내지 4회 생성되는 것을 의미한다. 상기와 같이 생성된 검출데이터는, 알약의 폭과 길이의 정보를 저장한 것이다.
물론 상기 검출데이터는 알약의 길이에 따라서 변화되는데, 알약의 길이가 10mm 라면 약 10회 정도의 검출데이터가 생성되는 것이다. 이하 설명에서는 설명의 편의를 위하여 알약의 길이가 약 3~4mm라고 가정한다.
알약(110)의 폭 및 길이 검사 과정을 도 4b를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 투하된 알약(110)은 투하속도 때문에 도면에서 알약(110)의 하단이 먼저 발광소자로부터 방사되는 광에 의하여 수광소자에 의하여 검출된다.
그런데 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)들과 제1-제8 수광소자 (TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6, TR7,TR8)들은 도 4a에서 보는 바와 같이 수평으로 설치되어 있으므로 검출된 신호(bit0~bit14)는 알약(110)의 폭을 나타내는 데이터가 된다. 이러한 검출방식으로 알약(110)을 3회 내지 4회 정도 검출(알약의 길이가 3~4mm인 경우) 하면 알약(110)에 대한 전체 폭을 산출할 수 있다.
다시말하여, 상기와 같이 폭(W)과 길이(L)가 인식되면 넓이(A)는 폭(W)의 값을 전부 더하여 구하게 되며, 이것을 식으로 나타내면 다음과 같다. 넓이(A) = W1 + W2 + W3 (검출된 길이가 3회인 경우). 여기에서 W1은 제1회 검출된 폭의 길이, W2는 제2회 검출된 폭의 길이, W3은 제3회 검출된 폭의 길이가 된다. 한편, 알약의 길이가 3~4mm보다 커서 길이가 5회 검출된다면, 넓이 A = (W1 + W2 + W3 + W 4 + W5) 가 된다.
그러나 검출된 폭, 길이, 넓이가 각 알약에 대하여 설정된 값을 허용된 오차범위를 벗어나면 양/불량(GOOD/NOT GOOD)을 판단하는 서브루틴을 이용하여 양/불량을 판단하게 된다. 이러한 검출 과정이 도 6의 흐름도에 표시되어 있다.
본 발명에서 상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)과 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)는 취급의 편의 및 오작동 방지를 위하여 모듈화(array) 시켜 일체로 구성하는 것이 바람직하다. 이 때 각각의 발광소자간의 거리는 수광부(10) 및 발광부(20)를 소형화하기 위하여 최소한의 거리로 설정하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 2.4mm로 설정하여 모듈화하였다.
본 발명에서는 특정한 알약의 크기에 맞추어서 측정치를 미리 설정하는 대신 에, 목측에 의하여 정상적인 알약으로 판단된 임의의 갯수의 알약을 미리 검출장치를 통과시키면서 그 때 발생되는 bit 값을 기준값(폭(W), 길이(L), 넓이(A))으로 설정한다. 판단을 위한 임의의 갯수는 1000개~10000개 정도의 범위에서 결정하는 것이 바람직하다. 이 때 기준값을 중심으로하여 ㅁ 20~30% 정도의 오차허용범위를 결정할 수 있다. 상기 오차 허용범위는 물론 작업자에 의하여 변경될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 검출장치는 학습능력을 가지고 있기 때문에 크기가 다른 알약의 검출에도 용이하게 적용할 수 있는 특징을 갖는다. 이것은 알약 뿐만 아니라, 캡슐, 다른 환형부품, 볼트와 너트 같은 소형부품 등에도 적용이 가능하다.
상기와 같이 검출된 알약에 대한 결과신호는 본 발명에 의한 검출장치가 설치되어 있는 포장계수기계에서 검출장치의 상위제어부인 중앙처리장치로 전송되어서 전체 공정 시스템의 일부분으로 사용되는 것이다.
도 7에 도시된 것은 본 발명의 알약 검출장치(A)가 설치되어 있는 포장계수기 시스템의 블럭회로도이다.
발광부, 수광부, 디코더, 타임리미트부와, 검출용 마이컴(30)이 본 발명에 의한 검출장치를 구성하며, 검출된 알약 계수 및 비정상 발생 신호는 검출용 마이컴(30)에 의하여 처리된 후에 중앙처리장치(80)로 입력된다.
상기 수광부의 수광센서들은 리니어 포토 트랜지스터 어레이(linear photo transistor array)를 이용하여 구성하고, 발광부의 발광센서들은 리니어 적외선 발광다이오드 어레이(linear IR LED array)를 이용하여 구성할 수 있다. 이렇게 어레 이로 모듈화하여 구성함으로서 조립 및 취급이 용이해지는 장점을 갖는다.
상기한 검출용 마이컴(30)에서의 처리과정은, 본 발명의 마이컴(30)과 동일한 것으로서, 연산을 수행하여 알약의 깨어짐, 겹침, 정상 등을 판단한다.
터치스크린(70)은 계수하고자 하는 알약의 작업조건에 대한 정보를 상기 PLC(90)에 입력시키기 위한 것이며, 또한 계수포장기계를 제어할 수 있는 각종 스위치를 구비하고 있다. 또한 경보(alarm) 발생시에 그에 대한 세부 내용을 화면에 문자와 그림으로 표시한다.
또한 초고속 셔터(high speed shutter)는 알약 검출센서부의 헤드에 설치되며 목표 알약숫자가 계수된 후에 다음 알약 하강 타이밍에 맞추어서 고속으로 작동되어 알약이 초과되어 약병에 투입되는 것을 방지한다.
다시말하여, 약병에 설정된 알약이 100정이라고 하면, 알약의 계수중에 하나의 약병에 투입되기 위하여 설정된 100정이 계수되면, 즉시 작동되어 101번 째 계수되는 알약이 약병에 투입되지 못하도록 차단한다. 따라서 약병에는 100정의 알약이 정확하게 투입되고, 투입이 완료된 약병은 배출된다. 한편, 101 번 째 계수된 알약은 다시 1번 째 알약으로 계수되어서 1개의 약병에 미리 설정된 갯수인 100정씩 정확하게 투입되는 것이다.
상기 바이브레이터 제어부(100)는 계수하고자 하는 알약을 안정적으로 공급할 수 있도록 제어되는 것으로서 터치 스크린(70)에 의하여 설정된 속도로 조절된다.
상기 PLC(90)는 비상 스위치, 외부기기 와의 인터로크, 각종 약병을 이송시 키거나 알약이 투입완료된 약병을 추출하기 위하여 기구메카니즘이 연결되는 모터의 제어, 솔레노이드 밸브, 알람 램프, 알람 부저 등을 제어하기 위한 것이다.
이와 같이 본 발명의 검출장치(A)의 상위제어부인 중앙처리장치(80)에 알약의 계수 및 파손여부에 대한 데이터가 전송되므로, 중앙처리장치(80)에서는 파손된 알약이 투입된 약병을 제거하거나 또는 파손된 알약 대신에 정상적인 상태의 알약을 추가 투입하도록 작동시킴으로서 파손된 알약에 대한 적절한 처리를 수행할 수 있다.
예를 들어서, 중앙처리장치(80)에서는 PLC(90)를 제어하여 알약이 투입되도록 일렬로 공급되는 약병중에서 파손된 알약이 투입된 해당 약병만을 추출하거나 또는 바이브레이터 제어부(100)와 초고속 셔터(60)를 제어하여 정상적인 알약을 추가 투입할 수 있는 것이다.
검출장치(A)를 제외한 나머지 구성요소들은 모두 종래 계수포장기계에 설치되어 있는 것으로서, 본 발명에 의한 검출장치(A)를 용이하게 적용할 수 있는 것임은 명백하다.
본 발명의 상기 설명에서는 하나의 알약이 투하되는 것을 예로 들었지만, 다수의 알약을 동시에 투하하는 경우에도 본 발명의 검출장치가 적용될 수 있음은 명백하다.
다시말하여, 1개 이상의 알약을 동시에 투하하는 라인(예를 들어서 12~16개의 알약을 동시에 투하)의 경우에, 각각의 라인마다 본 발명에 의한 수광소자와 발광소자들을 설치하고 투하되는 알약의 계수 및 비정상 여부를 동시에 검출함으로서 포장공정의 작업속도를 매우 빠르게 수행하여 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
이 때 각각의 라인에 설치된 검출장치들로부터 생성되는 알약의 계수 및 비정상 여부에 대한 데이터들은 상위제어부인 중앙처리장치(80)에 의하여 통합되어서 처리된다.
이와 같은 본 발명에 의하면 알약의 제조 및 포장과정에서 발생되는 알약의 파손여부를 선별처리함으로서 생산성 향상 및 원가절감을 도모할 수 있으며, 파손된 알약을 미리 검출, 제거하거나, 정상적인 알약을 더 포함시켜 제공함으로서 최종 소비자에게 파손된 알약이 배포되어 발생되는 불만사항을 미연에 방지할 수 있으며, 또한 알약 계수포장기계의 기능을 더욱 향상시킴으로서 국가의 수출경쟁력을 확보하여 산업발전에 일조할 수 있는 비정상 알약의 검출장치를 제공하고, 알약 뿐만 아니라, 껌이나 과자, 캡슐, 각종 환형 부품, 소형부품 등과 같은 일정한 크기를 갖는 제품의 계수 및 자동선별공정에 사용될 수 있는 확장성을 갖는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 알약을 계수하여 약병에 투입한 후에 포장하기 위한 계수포장기에서 알약의 비정상 상태를 검출하기 위한 장치에 있어서, 상기 검출장치가 : 정전류원(14)으로부터 작동전원을 공급받는 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)가 일정거리 이격되어 배치되어 있으며 상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)를 온/오프 구동시키기 위한 구동소자(12)가 구비된 발광부(10); 상기 발광부(10)의 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)로부터 방사되는 광을 수신하기 위한 것으로 상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)의 수평 대응되는 위치에 각각 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)가 설치되는 수광부(20); 상기 수광부(20)로부터 입력되는 검출신호를 이용하여 알약의 비정상 상태를 판단하기 위한 프로그램이 내장되고, 알약의 비정상 상태를 검출하기 위하여 상기 발광부(10)의 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)의 구동주기를 제어하기 위한 구동제어신호를 출력하는 마이컴(30); 상기 마이컴(30)으로부터 출력되는 발광소자 구동제어신호를 변환하여 상기 발광부(10)의 구동소자(12)에 전송하기 위한 디코더(50); 및 발광소자의 구동주기를 소정시간 내에서 제한하기 위한 타임리미트부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8) 및 제1-제8 수광소자 (TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)가 알약의 투하방향에 대하여 수평방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  3. 제1항 또는 제2항중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)가 모듈화된 적외선 발광 다이오드 어레이인 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  4. 제1항 또는 제2항중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)가 모듈화된 포토 트랜지스터 어레이인 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  5. 제1항 또는 제2항중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)가 각각 85㎲ 동안 펄스 구동되며, 제1 발광소자(L1)가 85㎲ 동안 온 된 후에 오프되고, 오프 85㎲ 후에 제2 발광소자(L2)가 85㎲ 동안 온되는 것과 같은 방식으로 온/오프되는 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  6. 제1항 또는 제2항중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1-제8 수광소자(TR1,TR2,TR3,TR4,TR5,TR6,TR7,TR8)가, 제1 발광소자(L1)가 온되면 제1 및 제2 수광소자(TR1,TR2)에 의하여 광을 검출하고, 제2 발광소 자(L2)가 온되면 제1, 제2 및 제3 수광소자(TR1,TR2,TR3)에 의하여 광을 검출하고, 제3 발광소자(L3)가 온되면 제2, 제3 및 제4 수광소자(TR2,TR3,TR4)에 의하여 광을 검출하고, 제4 발광소자(L4)가 온되면 제3, 제4 및 제5 수광소자(TR3,TR4,TR5)에 의하여 광을 검출하고, 제5 발광소자(L5)가 온되면 제4, 제5 및 제6 수광소자(TR4,TR5,TR6)에 의하여 광을 검출하고, 제6 발광소자(L3)가 온되면 제5, 제6 및 제7 수광소자(TR5,TR6,TR7)에 의하여 광을 검출하고, 제7 발광소자(L7)가 온되면 제6, 제7 및 제8 수광소자(TR6,TR7,TR8)에 의하여 광을 검출하고, 제8 발광소자(L8)가 온되면 제7 및 제8 수광소자(TR7,TR8)에 의하여 광을 검출하여, 그 결과를 bit0~bit14의 15개의 데이터를 검출하는 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 타임리미트부(40)가 NOR 게이트와 단안정(mono stable) 멀티바이브레이터를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마이컴(30)이 상기 제1-제8 발광소자(L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8)가 1싸이클 작동될 때 알약(110)의 폭(W)을 검출하고, 알약(110)이 검출되는 1싸이클의 횟수를 측정하여 길이(L)를 검출하며, 넓이(A)는 검출된 각각의 폭을 더 하여 산출하는 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이컴(30)에서 알약의 비정상 상태를 판단하기 위한 기준값이 목측에 의하여 정상적인 알약으로 판단된 약 1000~10000 개 정도의 알약을 미리 검출장치를 통과시키면서 그 때 발생되는 bit 값을 측정하여 기준값(폭(W), 길이(L), 넓이(A))으로 설정하는 것을 특징으로 하는 비정상 알약의 검출장치.
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