KR100662091B1 - 전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법 - Google Patents

전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법 Download PDF

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electrospinning
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KR1020060024712A
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허신
김완두
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한국기계연구원
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Abstract

본 발명은 멀티 노즐을 구비하는 전기 방사 장치의 노즐을 통한 전기 방사 상태를 자동으로 모니터링하고 그 결과에 따라 노즐을 자동으로 보수하도록 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 장치는, 방사액 저장 탱크로부터 방사액을 공급받는 노즐 블록과 상기 노즐 블록에 설치되어 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키도록 행, 열 방향으로 배치되는 다수의 노즐과 상기 노즐로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기와 상기 노즐과 상기 수집기에 전압을 걸어주기 위해 상기 노즐과 수집기 사이에 접속되는 전압 발생 장치를 포함하는 전기 방사 장치에 있어서, 상기 노즐의 분사 상태를 체크하기 위하여 상기 노즐의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배열되며 상기 노즐의 방사 영역의 측면에서 각각 전,후 또는 좌,우로 이동 가능하도록 구비되는 레이저 빔 발생 장치 및 촬영 장치와, 상기 촬영 장치에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐의 분사 상태 불량 여부를 분석하고 그 결과를 저장하며 저장된 결과에 따라 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터를 포함하여 이루어진다.
전기 방사, 노즐, 모니터링, 자동, 보수

Description

전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법{APPARATUS FOR MONITORING AND REPAIRING OF ELECTRO SPINNING, AND METHOD FOR MONITORING AND REPAIRING USING THE THEREOF}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치의 구성 나타낸 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치의 평면도.
도 4는 도 3의 A-A' 선 단면도.
도 5는 도 4의 B부 확대도.
도 6은 도 3의 보수 장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 7은 도 6의 C부 확대도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치를 이용한 전기 방사 모니터링과 보수 방법을 도시한 흐름도.
도 9는 도 8의 S100 단계의 상세한 과정을 나타낸 흐름도.
도 10은 종래 기술에 따른 전기 방사 장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 노즐 블록, 11 : 노즐
2 : 수집기
3 : 전압 발생 장치
4 : 레이저 빔 발생 장치, 41 : 렌즈
5 : 촬영 장치, 51 : 현미경
6 : 모니터링 컴퓨터
7 : 노즐 보수 장치
71 : 고정 프레임, 72 : 이동 프레임
73 : 보수 장치, 731 : 핀, 732 : 흡입 장치
본 발명은 전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 노즐을 구비하는 전기 방사 장치의 노즐을 통한 전기 방사 상태를 자동으로 모니터링하고 그 결과에 따라 노즐을 자동으로 보수하도록 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 나노 파이버(Nano fiber; 이하 "나노 섬유"라 칭함)는 부피 대비 표면적 비율이 높고, 표면 작용기에 대한 유연성 등이 뛰어나기 때문에 많은 응용 분야에서 사용되고 있다.
상기 나노 섬유는 필터용으로 쓰면 탁월한 여과 효과를 나타내며, 전기전도성을 지난 고분자를 나노 섬유로 제조해 유리에 코팅하면 햇빛의 양을 감지하여 창문의 색을 변하게 할 수 있다.
또한, 전도성 나노 섬유를 리튬 이온 전지의 전해질로 사용할 경우, 전해액의 누출을 방지하면서도 전지의 크기와 무게를 크게 줄일 수 있고, 생체 조직과 흡사하게 만든 인공 단백질로 나노 섬유를 만들어서 사용할 경우 바로 몸속으로 흡수되는 붕대나 인조 피부로 이용된다.
상기 나노 섬유를 제조 하는 방법에는 드로잉(drawing), 템프레이트 합성(template synthesis), 상 분리(phase separation), 자기 조합(self assembly), 전기 방사(electrospinning) 등이 있다.
특히, 상기 나노 섬유 제조 방법 중 다양한 고분자로부터 나노 섬유를 연속적으로 대량으로 생산할 수 있는 방법으로, 전기 방사 방법이 널리 적용되고 있다.
상기 전기 방사 방법은 양극을 고분자의 용액 내에, 음극을 수집기(collector)에 위치하도록 하고, 서로 반대 극성을 가지는 두 전극 사이에 고전압을 인가함으로써 노즐을 통해 액체 분사물(jet)이 방출되도록 하여 방출된 용액이 수집기 표면에 섬유사 형태로 직접 방사되도록 하는 것이다.
이때, 상기 전기 방사 방법으로 제조된 나노 섬유는 고분자 용액의 성질, 분자쇄 구조, 점도, 탄성, 전도성, 극성 및 표면 장력 등의 재료상의 요소와 전기장의 세기, 전극 사이의 거리, 고분자 용액의 공급 속도 등의 기계적 요소에 큰 영향 을 받는다.
도 10은 종래 기술에 따른 전기 방사 장치를 개략적으로 나타낸 사시도로, 용액이 저장된 방사액 저장 탱크로부터 공급되는 용액을 전기 방사에 의해 분사시키기 위해 구비되는 노즐 블록(100)과, 상기 노즐 블록(100)에 설치되는 다수의 노즐(200)과, 상기 노즐(200)에서 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기(300)와, 상기 노즐(200)과 수집기(300)에 전압을 걸어주기 위해 상기 노즐(200)과 수집기(300) 사이에 접속되는 전압 발생 장치(400)로 이루어진다.
이와 같은 종래의 전기 방사 장치는, 노즐 내부가 막히는 등 불량이 발생하면, 전기 방사가 원활하게 이루어지지 않게 되는데, 노즐의 불량 여부를 검사하기 위해서는 관리자가 육안으로 일일이 각 노즐의 분사 상태를 확인해야만 한다.
이에 따라, 노즐에 대한 모니터링 효율이 떨어지기 때문에 노즐에 대한 보수를 신속하게 진행할 수 없을 뿐만 아니라, 관리자의 부재시에는 노즐의 불량 여부에 대한 자동적인 모니터링이 이루어지지 않기 때문에 전기 방사 장치의 효율적인 관리가 어려운 단점이 있었다.
또한 전기 방사시에는 방사 용액에 함유된 유해한 용매가 증발하면서 그 주변이 유해한 환경이 되므로 전기방사 모니터링 및 방사노즐의 보수시에 관리자는 유해 환경에 노출되는 문제점이 있다.
그리고 지금까지는 수천 개의 방사노즐을 관리자가 직접 관찰하여 방사가 되지 않는 노즐을 보수하므로, 많은 시간이 소모되고 이로 인해서 전기방사 공정이 지연되어 제품 생산에 차질이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 멀티 노즐을 구비하는 전기 방사 장치의 노즐을 통한 전기 방사 상태의 정상 유무를 레이저 빔 조사 및 영상 촬영을 하고 그 결과를 분석한 후, 분석 결과에 따라 노즐을 자동으로 보수하도록 함으로써, 노즐의 모니터링 및 보수가 자동으로 이루어질 수 있도록 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 전기 방사 장치와 레이저 빔 발생 장치 및 촬영 장치를 밀폐된 공간에 설치하고 그 외측에 모니터링 컴퓨터를 설치함으로써, 작업자를 유해한 환경에 노출되지 않도록 할 수 있는 전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 장치는, 방사액 저장 탱크로부터 방사액을 공급받는 노즐 블록과 상기 노즐 블록에 설치되어 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키도록 행, 열 방향으로 배치되는 다수의 노즐과 상기 노즐로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기와 상기 노즐과 상기 수집기에 전압을 걸어주기 위해 상기 노즐과 수집기 사이에 접속되는 전압 발생 장치를 포함하는 전기 방사 장치에 있어서, 상기 노즐의 분사 상태를 체크하기 위하여 상기 노즐의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배열되며 상기 노즐의 방사 영역의 측면에서 각각 전,후 또는 좌,우로 이동 가능하도록 구비되는 레이저 빔 발생 장치 및 촬영 장치와, 상기 촬영 장치에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐의 분사 상태 불량 여부를 분석하고 그 결과를 저장하며 저장된 결과에 따라 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터를 포함하여 이루어진다.
상기 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 장치의 레이저 빔 발생 장치 및 촬영 장치는 노블 블록에 설치되는 노즐의 각 열과 행을 좌표로 인식하고 이동할 수 있도록 구비된다.
그리고, 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 장치는 상기 노즐 블록의 일측에 상기 모니터링 컴퓨터에서의 보수 여부 판단 결과에 따라 제어되어 상기 노즐을 보수하는 노즐 보수 장치를 더 구비한다.
이때, 상기 노즐 보수 장치는 상기 레이저 빔 발생 장치 또는 촬영 장치의 반대편 노즐 블록의 하부 측면에 노즐 블록과 평행하게 구비되는 고정 프레임과, 상기 고정 프레임에 수직하게 장착되어 모터 구동을 통해 상기 고정 프레임의 전,후방으로 이동 가능하게 구비되는 이동 프레임과, 상기 이동 프레임에 장착되어 모터 구동을 통해 상기 이동 프레임의 길이 방향으로 전,후진 가능하게 구비되며 상기 보수 여부 판단 결과에 따라 불량이 발생한 노즐을 보수하는 장치를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 장치를 이용한 전기 방사 모니터링과 보수 방법은, 행렬로 배열되는 다수의 노즐 분사 상태를 체크하기 위한 레이저 빔 발생 장치 및 촬영 장치와 상기 촬영 장치에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐의 분사 상태 불량 여부를 분석하며 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터를 포함하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치에 있어서, 레이저 빔 발생 장치를 이용하여 레이저 빔을 조사하고 상기 촬영 장치를 이용하여 각 노즐의 분사 상태를 촬영하고 상기 촬영된 영상을 통해 노즐 불량 여부를 판단하고 해당 노즐의 좌표 정보에 따라 모니터링 컴퓨터에 저장하는 단계(S100); 상기 모니터링 컴퓨터에 저장된 최종 데이터를 디스플레이하는 단계(S200)를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 S100 단계는 상기 노즐의 제 1 행의 일측으로 레이저 빔 발생 장치를 이동시킨 후 레이저 빔 발생 장치를 구동하는 과정(S110)과, 상기 촬영 장치를 제 1 열의 전방으로 이동시키는 과정(S120)과, 해당 영역을 촬영하고 촬영된 영상을 디스플레이 및 모니터링 컴퓨터로 전송하는 과정(S130)과, 상기 디스플레이 결과 및 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S140)과, 상기 판단 결과 노즐 불량 판단되면 해당 좌표 정보를 모니터링 컴퓨터에 저장하는 과정(S150)과, 해당 열이 n 열인지를 판단하는 과정(S160)과, 상기 해당 열이 n 열이 아닌 것으로 판단되면 상기 다음 열로 촬영 장치를 이동시키고(S170) 상기 S130 내지 S150 단계를 반복하는 과정과, 상기 해당 열이 n열인 것으로 판단되면 해당 행이 n행인지를 판단하는 과정(S180)과, 상기 해당 행이 n행 인 것으로 판단되지 않으면 레이저 빔 발생 장치를 다음 행으로 이동시켜 레이저 빔 발생 장치를 구동시키고(S190) 상기 S130 내지 S180 과정을 반복하는 과정, 및 상기 해당 행이 n행 인 것으로 판단되면 검사를 완료하는 과정(S190)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 최종 데이터를 디스플레이하는 단계 이후에는 상기 최종 데이터에 따라 불량 판단된 노즐의 개수가 기설정된 기준치 이상인지를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 기준치 이상일 경우 노즐을 통한 방사를 중단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라 불량이 발생한 노즐의 좌표 정보를 이용하여 해당 노즐에 대한 보수를 실시하는 단계를 포함하여, 불량이 발생한 노즐에 대한 보수를 자동으로 실시하도록 한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치의 구성을 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치의 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치는 노즐 블록(1), 다수의 노즐(11), 수집기(2), 전압 발생 장치(3), 레이저 빔 발생 장치(4), 촬영 장치(5) 및 모니터링 컴퓨터(6)로 구성된다.
상기 노즐 블록(1)은 방사액 저장 탱크로부터 방사액을 공급받도록 구성되며, 노즐 블록(1)에는 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키도록 행, 열 방향으로 배치되는 다수의 노즐(11)이 설치된다.
상기 수집기(2)는 상기 노즐(11)로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되도록 구성된다.
또한, 상기 전압 발생 장치(3)는 상기 노즐(11)과 상기 수집기(2)에 전압을 걸어주기 위해 상기 각 노즐(11)과 수집기(2) 사이에 접속되도록 구성된다.
상기 레이저 빔 발생 장치(4) 및 촬영 장치(5)는 상기 노즐(11)의 분사 상태를 체크하기 위하여 상기 노즐(11)의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배치되는 프레임 상에 설치되며, 상기 노즐(11)의 방사 영역 측면에서 각각 전,후 또는 좌,우로 이동 가능하도록 구비된다.
이때, 상기 레이저 빔 발생 장치(4) 및 촬영 장치(5)는 노즐 블록(1)에 설치되는 노즐(11)의 각 열과 행을 좌표로 인식하고 이동할 수 있게 구성된다.
그리고, 상기 레이저 빔 발생 장치(4)는 레이저 빔 발생 경로에 렌즈(41)를 더 구비하여, 상기 레이저 빔 발생 장치(4)에서 출력되는 레이저 빔을 일정한 폭으로 유지시키도록 할 수 있다.
또한, 상기 촬영 장치(5)의 촬상면 전방에 현미경(51)을 더 구비하여, 단일 노즐에 대한 전기 방사 상태를 확대하여 모니터링 할 수 있도록 함으로써, 단일 노즐에 대한 정확한 모니터링이 가능하도록 할 수 있다.
상기 모니터링 컴퓨터(6)는 상기 촬영 장치(5)에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐(11)의 분사 상태 불량 여부를 분석하고, 그 결과를 저장하며 저장된 결과에 따라 노즐의 보수 여부를 판단하도록 구성된다.
이를 위하여, 상기 모니터링 컴퓨터(6)는 각 노즐에 대한 좌표 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 모니터링 컴퓨터(6)는 상기 촬영 장치(5) 제어를 통해 모니터링 할 노즐의 개수를 임의로 설정 가능하게 구성되어, 촬영 장치(5)가 한번에 촬영하는 노즐의 개수를 임의로 설정함으로써, 한번에 임의의 개수의 노즐 전기 방사 상태를 모니터링 할 수 있다.
한편, 상기 노즐 블록(1)과 레이저 빔 발생 장치(4) 및 촬영 장치(5)는 밀폐 공간 내에 설치하고, 상기 모니터링 컴퓨터(6)는 상기 밀폐 공간 외측에 별도로 설치하여 작업자를 유해한 환경으로 분리되도록 함으로써 작업자를 보호할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치는 레이저 빔 발생 장치를 이용하여 전기 방사가 이루어지는 노즐의 측면에서 레이저 빔을 발생하고, 그 영상을 촬영 장치를 통해 촬영하여 촬영된 영상에 대한 분석을 통해 노즐의 분사 상태의 불량 여부를 판단할 수 있게 되는 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선 단면도로, 도 1 및 도 2에 나타난 본 발명의 일실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치는 노즐 블록(1), 다수의 노즐(11), 수집기(2), 레이저 빔 발생 장치(4), 촬영 장치(5), 모니터링 컴퓨터(6) 및 노즐 보수 장치(7)를 포함하여 구성된다.
상기 노즐 보수 장치(7)는 상기 모니터링 컴퓨터(6)에서의 보수 여부 판단 결과에 따라 제어되어 상기 노즐(11)을 보수하기 위해 구비된다.
이를 위하여 상기 노즐 보수 장치(7)는 상기 레이저 빔 발생 장치(4) 또는 촬영 장치(5)의 반대편 노즐 블록(1)의 하부 측면에 노즐 블록(1)과 평행하게 구비되는 고정 프레임(71)과, 상기 고정 프레임(7)에 수직하게 장착되어 모터 구동을 통해 상기 고정 프레임(7)의 전,후방으로 이동 가능하게 구비되는 이동 프레임(72)과, 상기 이동 프레임(72)에 장착되어 모터 구동을 통해 상기 이동 프레임(72)의 길이 방향으로 전,후진 가능하게 구비되며 상기 보수 여부 판단 결과에 따라 불량이 발생한 노즐(11)을 보수하는 보수 장치(73)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 보수 장치(73)는 도 5에 도시된 바와 같이 승강 가능하게 구비되어 상승 시에 상기 노즐(11) 내부를 관통하는 핀(731)으로 구성되며, 상기 핀(731)의 직경은 상기 노즐(11) 내부 직경보다 작게 형성된다.
도 6은 상기 보수 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 C부 확대도로, 상기 보수 장치(73)는 승강 가능하게 구비되어 상승 시에 상기 노즐(11) 외경을 감싸며 펌핑 수단 등을 이용한 흡입을 통해 상기 노즐(11)을 보수하도록 하는 흡입 장치(732)로 구성된다.
이와 같은 구성에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치는 노즐 내부가 막혀 전기 방사가 원활하게 이루어지지 않는 불량 상태가 되면, 불량이 발생한 노즐의 좌표를 인식하여 해당 노즐을 보수 장치가 자동으로 보수하도록 할 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 장치를 이용한 전기 방사 모니터링과 보수 방법 및 그에 대한 작용을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기 방사 모니터링과 보수 장치를 이용한 전기 방사 모니터링과 보수 방법을 도시한 흐름도로, 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 방법은 레이저 빔 발생 장치를 이용하여 레이저 빔을 조사하고 상기 촬영 장치를 이용하여 각 노즐의 분사 상태를 촬영하고 상기 촬영된 영상을 통해 노즐 불량 여부를 판단하고 해당 노즐의 좌표 정보에 따라 모니터링 컴퓨터에 저장하는 단계(S100); 상기 모니터링 컴퓨터에 저장된 최종 데이터를 디스플레이하는 단계(S200)를 포함하여 이루어진다.
상기 S100 단계는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 노즐의 제 1 행의 일측으로 레이저 빔 발생 장치를 이동시킨 후 레이저 빔 발생 장치를 구동하는 과정(S110)과, 상기 촬영 장치 제 1 열의 전방으로 이동시키는 과정(S120)과, 해당 영역을 촬영하고 촬영된 영상을 디스플레이 및 모니터링 컴퓨터로 전송하는 과정(S130)과, 상기 디스플레이 결과 및 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S140)과, 상기 판단 결과 노즐 불량 판단되면 해당 좌표 정보를 모니터링 컴퓨터에 저장하는 과정(S150)과, 해당 열이 n 열인지를 판단하는 과정(S160)과, 상기 해당 열이 n 열이 아닌 것으로 판단되면 상기 다음 열로 촬영 장치를 이동시키고(S170) 상기 S130 내지 S150 단계를 반복하는 과정과, 상기 해당 열이 n열인 것으로 판단되면 해당 행이 n행인지를 판단하는 과정(S180)과, 상기 해당 행이 n행 인 것으로 판단되지 않으면 레이저 빔 발생 장치를 다음 행으로 이동시켜 레이저 빔 발생 장치를 구동시키고(S190) 상기 S130 내지 S180 과정을 반복하는 과정, 및 상기 해당 행이 n행 인 것으로 판단되면 검사를 완료하는 과정(S190)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S140)은 상기 디스플레이 결과 작업자가 불량 판단하여 조작 신호를 입력하거나 모니터링 컴퓨터에 저장된 기준 영상과 비교하여 기준 영상과 일치하지 않을 경우 불량 판정하게 된다.
본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 방법의 일례를 상세하게 설명하면, 우선 레이저 빔 발생 장치를 1행의 일측으로 이동하고 레이저 빔을 발생하도록 한다.
이때, 상기 레이저 빔 발생 장치에 구비되는 렌즈 조절을 통해 출력되는 레이저 빔의 폭이 일정하게 유지되도록 하는 과정을 더 진행할 수 있다.
그런 다음, 촬영 장치를 1열의 일측으로 이동시킨 후 1행 1열에 대한 영상을 촬영하도록 하고, 해당 영상에 대한 불량 여부를 판단하여 저장한다.
이때, 촬영 장치의 전방에 구비되는 현미경을 이용한 배율 조절을 통해 더욱 상세한 영상을 얻도록 함으로써, 각 노즐의 전기 방사 상태를 더욱 자세하게 모니터링 할 수 있도록 하는 과정을 더 진행할 수 있다.
그런 다음, 촬영 장치를 2열의 일측으로 이동시킨 후 1행 2열에 대한 영상을 촬영하도록 하고, 해당 영상에 대한 불량 여부를 판단하여 저장한다.
상기와 같이 1행의 각 열에 대한 영상을 촬영한 후 1행의 각 열에 대한 영상 촬영이 완료되면, 레이저 빔 발생 장치를 2행의 일측으로 이동시킨다.
그리고, 상기 촬영 장치를 1열의 일측으로 이동시킨 후 2행 1열에 대한 영상을 촬영하도록 하고, 해당 영상에 대한 불량 여부를 판단하여 저장한다.
이어서, 상기 촬영 장치를 2열의 일측으로 이동시킨 후 2행의 2열에 대한 영상을 촬영하도록 하고, 해당 영상에 대한 불량 여부를 판단하여 저장한다.
이와 같은 일련의 과정을 반복한 후 모든 행,열에 대한 촬영이 완료되면 검사를 완료하고, 검사 결과를 디스플레이 한다.
한편, 상기 최종 데이터를 디스플레이하는 단계(S200) 이후에는, 상기 최종 데이터에 따라 불량 판단된 노즐의 개수가 기설정된 기준치 이상인지를 판단하고(S300), 상기 판단 결과 불량 노즐의 개수가 기준치 이상일 경우 노즐을 통한 방사를 중단하며(S400), 상기 판단 결과에 따라 불량이 발생한 노즐의 좌표 정보를 이용하여 해당 노즐에 대한 보수를 실시한다(S500).
상기 노즐에 대한 보수를 실시하는 단계(S500)는 상기 불량이 발생한 노즐에 대한 좌표 정보를 이용하여, 모터 구동을 통해 이동 프레임을 불량이 발생한 해당 노즐의 하부에 놓이도록 이동시키고, 보수 장치를 모터 구동을 통해 해당 노즐의 하부에 위치하도록 이동시킨다.
이어서, 보수 장치가 핀일 경우 핀을 상승시켜 노즐을 관통하도록 함으로써, 막힌 노즐 내부를 뚫도록 하거나, 보수 장치가 흡입 장치일 경우 흡입 장치를 상승시켜 노즐을 감싸도록 한 후 흡입을 통해 막힌 노즐 내부를 뚫도록 한다.
이와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, 노즐의 불량 여부를 판단할 뿐만 아니라 불량이 발생한 노즐에 대한 자동 보수도 가능해진다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 멀티 노즐을 구비하는 전기 방사 장치의 노즐을 통한 전기 방사 상태의 정상 유무를 검사하기 위하여, 레이저 빔 발생 장치를 이용하여 레이저 빔을 조사하고, 그 영상을 촬영하고 그 결과 를 분석한 후, 분석 결과에 따라 노즐을 자동으로 보수하도록 함으로써, 노즐의 모니터링 및 보수가 자동으로 이루어질 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 전기 방사 장치와 레이저 빔 발생 장치 및 촬영 장치를 밀폐된 공간에 설치하고 그 외측에 모니터링 컴퓨터를 설치하여, 작업자를 유해한 환경에 노출되지 않도록 함으로써 작업 환경의 안정성을 확보하여 작업자를 보호할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자하면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것을 명백하다. 따라서, 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 방사액 저장 탱크로부터 방사액을 공급받는 노즐 블록(1)과 상기 노즐 블록(1)에 설치되어 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키도록 행, 열 방향으로 배치되는 다수의 노즐(11)과 상기 노즐(11)로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기(2)와 상기 노즐(11)과 상기 수집기(2)에 전압을 걸어주기 위해 상기 노즐(11)과 수집기(2) 사이에 접속되는 전압 발생 장치(3)를 포함하는 전기 방사 장치에 있어서,
    상기 노즐(11)의 전기방사 상태를 체크하기 위하여 상기 노즐(11)의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배열되며 상기 노즐의 방사 영역의 측면에서 각각 전,후 또는 좌,우로 이동 가능하도록 구비되는 레이저 빔 발생 장치(4) 및 촬영 장치(5)와,
    상기 촬영 장치(5)에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐(11)의 전기방사 상태 불량 여부를 분석하고 그 결과를 저장하며 저장된 결과에 따라 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터(6)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 발생 장치(4) 및 촬영 장치(5)는 노블 블록(1)에 설치되는 노즐(11)의 각 열과 행을 좌표로 인식하고 이동할 수 있도록 구비됨을 특징으로 하 는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 노즐 블록(1)의 일측에는;
    상기 모니터링 컴퓨터(6)에서의 보수 여부 판단 결과에 따라 제어되어 상기 노즐(11)을 보수하는 노즐 보수 장치(7)가 더 구비됨을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 노즐 보수 장치(7)는;
    상기 레이저 빔 발생 장치(4) 또는 촬영 장치(5)의 반대편 노즐 블록(1)의 하부 측면에 노즐 블록(1)과 평행하게 구비되는 고정 프레임(7)과,
    상기 고정 프레임(7)에 수직하게 장착되어 모터 구동을 통해 상기 고정 프레임(7)의 전,후방으로 이동 가능하게 구비되는 이동 프레임(72)과,
    상기 이동 프레임(72)에 장착되어 모터 구동을 통해 상기 이동 프레임(72)의 길이 방향으로 전,후진 가능하게 구비되며 상기 보수 여부 판단 결과에 따라 불량이 발생한 노즐(11)을 보수 장치(73)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보수 장치(73)는;
    승강 가능하게 구비되어 상승 시에 상기 노즐(11) 내부를 관통하는 핀(731)으로 구성됨을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 보수 장치(73)는;
    승강 가능하게 구비되어 상승 시에 상기 노즐(11) 외경을 감싸며 흡입을 통해 상기 노즐(11)을 보수하도록 하는 흡입 장치(732)로 구성됨을 형성됨을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 빔 발생 장치(4)는;
    레이저 빔 발생 경로에 상기 레이저 빔 발생 장치(4)에서 출력되는 레이저 빔을 일정한 폭으로 유지시키도록 하는 렌즈(41)를 더 구비함을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 촬영 장치(5)의 촬상면 전방에는;
    단일 노즐에 대한 전기 방사 상태를 확대하여 모니터링 할 수 있도록 하는 현미경(51)이 더 구비됨을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모니터링 컴퓨터(6)는;
    상기 촬영 장치(5) 제어를 통해 모니터링 할 노즐의 개수를 임의로 설정 가능하게 구성됨을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 노즐 블록(1)과 레이저 빔 발생 장치(4) 및 촬영 장치(5)는 밀폐 공간에 설치하고, 상기 모니터링 컴퓨터(6)는 상기 밀폐 공간 외측에 설치하여 작업자를 유해한 환경으로 보호하도록 함을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치.
  11. 행렬로 배열되는 다수 노즐의 전기방사 상태를 체크하기 위한 레이저 빔 발생 장치 및 촬영 장치와 상기 촬영 장치에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐의 분사 상태 불량 여부를 분석하며 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터를 포함하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치에 있어서,
    레이저 빔 발생 장치를 이용하여 레이저 빔을 조사하고 상기 촬영 장치를 이용하여 각 노즐의 전기방사 상태를 촬영하고 상기 촬영된 영상을 통해 노즐 불량 여부를 판단하고 해당 노즐의 좌표 정보에 따라 모니터링 컴퓨터에 저장하는 단계(S100);
    상기 모니터링 컴퓨터에 저장된 최종 데이터를 디스플레이하는 단계(S200)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 S100 단계는;
    상기 노즐의 제 1 행의 일측으로 레이저 빔 발생 장치를 이동시킨 후 레이저 빔 발생 장치를 구동하는 과정(S110)과,
    상기 촬영 장치 제 1 열의 전방으로 이동시키는 과정(S120)과,
    해당 영역을 촬영하고 촬영된 영상을 디스플레이 및 모니터링 컴퓨터로 전송하는 과정(S130)과,
    상기 디스플레이 결과 및 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S140)과,
    상기 판단 결과 노즐 불량 판단되면 해당 좌표 정보를 모니터링 컴퓨터에 저장하는 과정(S150)과,
    해당 열이 n 열인지를 판단하는 과정(S160)과,
    상기 해당 열이 n 열이 아닌 것으로 판단되면 상기 다음 열로 촬영 장치를 이동시키고(S170) 상기 S130 내지 S150 단계를 반복하는 과정과,
    상기 해당 열이 n열인 것으로 판단되면 해당 행이 n행인지를 판단하는 과정(S180)과,
    상기 해당 행이 n행 인 것으로 판단되지 않으면 레이저 빔 발생 장치를 다음 행으로 이동시켜 레이저 빔 발생 장치를 구동시키고(S190) 상기 S130 내지 S180 과정을 반복하는 과정, 및
    상기 해당 행이 n행 인 것으로 판단되면 검사를 완료하는 과정(S190),
    을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 최종 데이터를 디스플레이하는 단계 이후에는,
    상기 최종 데이터에 따라 불량 판단된 노즐의 개수가 기설정된 기준치 이상인지를 판단하는 단계(S300)와,
    상기 판단 결과 기준치 이상일 경우 노즐을 통한 방사를 중단하는 단계(S400)와,
    상기 판단 결과에 따라 불량이 발생한 노즐의 좌표 정보를 이용하여 해당 노즐에 대한 보수를 실시하는 단계(S500);
    를 더 포함함을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S140)은;
    상기 디스플레이 결과 작업자가 불량 판단하여 조작 신호를 입력하거나 모니터링 컴퓨터에 저장된 기준 영상과 비교하여 기준 영상과 일치하지 않을 경우 불량 판정하는 것을 특징으로 하는 전기 방사 모니터링과 보수 방법.
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