KR100664827B1

KR100664827B1 - 담배필터 감지 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR100664827B1
Application number: KR1020050082716A
Authority: KR
Inventors: 이종명
Original assignee: 브리티쉬 아메리칸 토바코 코리아 (주)
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2007-01-04
Also published as: EP1921932B1; MY157799A; CN101257809A; CN101257809B; EP1921932A1; BRPI0615112A2; BRPI0615112B1; US8515570B2; RU2407408C2; WO2007028957A1; ATE422302T1; DE602006005166D1; US20080314397A1; PL1921932T3; RU2008113053A

Abstract

본 발명은 공급풀로부터 공급되는 제1담배필터와 상기 제1담배필터를 커터로 양분한 제2담배필터를 운송하는 복수의 회전운송드럼과; 상기 제2담배필터를 감지하도록 상기 회전운송드럼에 인접하여 설치된 두 개의 센서와; 상기 두 센서에 연결되어 앤드 로직으로 구현되는 옵토 커플러; 상기 옵토 커플러에 연결되어 하자 있는 담배를 배출하도록 제어하는 HIP(hanui interface card;하누이사의 접속카드); 및, 상기 HIP와 연결되어 담배필터 공급장치를 제어하는 제어부(PLC)를 포함하고, 상기 두 센서는 제2담배필터의 양단에 위치한 활성탄소 필터를 감지하고, 상기 HIP는 센서가 감지한 신호가 정상적인 활성탄소 필터를 감지할 때의 신호와 다른 경우에 하자 있는 담배를 배출하고, 상기 제어부는 담배를 배출하는 프로세스 이외의 프로세스를 처리하여 장치의 작동 및 정지를 제어하는, 담배필터 감지 시스템을 제공한다.

활성 탄소 필터, 토우 필터, 제1담배필터, 제2담배필터, 센서

Description

담배필터 감지 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR SENSING CIGARETTE FILTER AND METHOD THEREOF }

도1은 본 발명에 의해 담배필터를 회전식으로 운송하는 회전운송드럼 및 회전운송드럼에 장착되어 담배필터를 감지하는 센서를 나타내는 사시도.

도2는 본 발명에 의해 담배필터가 커터에 절단된 후 하방으로 안내되는 과정을 나타내는 도면.

도3은 본 발명에 의해 센서와 회전운송드럼을 나타내는 사시도.

도4는 본 발명에 의해 센서가 제2담배필터 위에서 활성탄소필터를 감지하는 것을 나타내는 도면.

도5는 담배필터가 도2의 과정에 있어서 활성탄소 필터가 부러져 나간 경우를 나타내는 도면.

도6는 담배필터가 도2의 과정에 있어서 활성탄소 필터 부분이 빠져나간 경우를 나타내는 도면.

도7은 담배필터의 구조를 나타내는 도면.

도8은 본 발명에 있어서 제어부(PLC)와 하누이사의 접속카드(HIP)의 관계를 나타내는 도면.

[도면의 주요부호에 대한 설명]

2: 활성탄소 필터

4: 토우 필터

20: 제1담배필터

22, 24: 제2담배필터

12: 운송드럼

본 발명은 담배 필터를 감지하는 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 담배 필터 내의 활성탄소 필터의 존재여부 및 그 하자여부를 감지하며 이로 인해 토우 필터의 하자여부도 감지할 수 있는 장치에 관한 것이다.

담배필터는 일반적으로 활성탄소 필터(activated charcoal filter)와 토우 필터(tow filter)를 포함하고 있다. 도7을 참고하면, 담배필터의 완제품이 나타나 있다. 일반적으로, 담배필터는 활성 아세테이트 이중필터(6)(active acetate dual filter)로서, 활성탄소 필터(2)와 토우 필터(4)로 구성되어 있다. 활성탄소 필터(2)는 담배궐련(30)과 연결되고, 토우 필터(4)는 흡연자의 입쪽으로 향한다. 활성탄소 필터(2)는 플러그 랩(plug wrap)(7)에 의해 포장되어 있고, 플러그 랩(7)에 의해 포장된 활성탄소 필터(2)는 내부 페이퍼(8)에 의해 토우 필터(4)와 결합되며, 담배필터는 팁핑 페이퍼(9)에 의해 담배궐련(30)과 결합된다.

담배의 제조 과정에서, 담배필터가 공급되는 과정이 도2에 나타나 있다. 최상단에 도시된 제1담배필터(20)가 제공된다. 제1담배필터는 4개의 이중 담배필터 (16)가 연결된 것으로서, 순서대로 활성탄소 필터(2)-토우 필터(4)-토우 필터(4)-활성탄소 필터(2)-활성탄소 필터(2)-토우 필터(4)-토우 필터(4)-활성탄소 필터(2)가 결합되어 구성되어 있다. 제1담배필터(20)는 커터(16)에 의해 두 개의 제2담배필터(22, 24)로 양분되어, 제2담배필터는 활성탄소 필터-토우필터-토우필터-활성탄소필터로 구성되며, 회전하는 복수의 운송드럼(12)에 의해 하방으로 공급된다. 이렇게 제공되는 제2담배필터(22, 24)의 양단에 담배궐련(30)이 결합되고, 그런 후 제2담배필터(22, 24)의 중앙에 있는 토우 필터(4)의 중앙이 절단되면, 이중 담배필터가 부착된 최종 제품의 담배(31, 32)가 생성되는 것이다.

이러한 담배필터의 공급과정에 있어서, 필터매트(filtermat) 또는 공급되는 필터를 임시로 저장하는 호퍼(hopper)에서 잼(jam) 현상이 발생하는 등의 문제에 의해, 담배필터가 부러지거나 빠지는 등의 문제가 생길 수 있다. 실제로, 불량필터는 제조과정에서 많이 발생한다.

도5 및 도6은 불량필터가 공급되는 경우를 보여준다. 도5에 도시 된 바와 같이, 담배필터가 공급되는 과정에서, 제1담배필터(20)의 일단부에서 활성탄소 필터가 부러져 나가고 담배필터가 한 쪽 방향으로 밀려 이동되면 커터(16)는 담배필터의 중심이 아닌 곳을 절단하게 된다. 따라서, 제2담배필터(22, 24) 중 하나의 제2담배필터(22)는 다른 제2담배필터(24)에 비해 거리 A 만큼 길이가 짧게 되고 활성탄소 필터(2)도 존재하지 않는다. 또한, 다른 제2담배필터(24)의 경우에도, 도5에서 볼 수 있듯이 좌측은 활성탄소 필터만 있고 우측은 토우 필터만 존재하게 된다. 최종담배 제품은 점선에서 절단된다.

도6은 우측에 있는 활성탄소 필터(2)가 빠져나가 속이 비어있는 경우를 나타낸다. (B로 표시됨) 따라서, 제2담배필터(24)의 경우 오른쪽은 활성탄소 필터(2)가 빠져나가 존재하지 않는 담배를 생산하게 된다.

또한, 활성탄소 필터가 부러져 짧아진 담배필터의 위치가 이동됨으로써, 활성탄소 필터 또는 토우 필터의 길이가 달라지게 되는 경우도 있음을 알 수 있다.

이와 같이, 담배필터 내의 활성탄소 필터가 빠지거나 전부가 활성탄소 필터 또는 토우필터로만 채워지거나, 혹은 활성탄소 필터의 길이가 달라지는 경우가 발생되면, 담배의 맛이 달라지게 되며, 필터의 제 기능이 발휘 되지 못한다. 또한, 활성탄소 필터가 입술이 닿는 부분에 위치하게 되는 문제점도 발생할 수 있다.

더욱이, 이러한 담배필터의 내부에서 발생하는 문제점은 외부에서 시각적으로 잘 인식되지 못하여, 발견하기 어렵다는 문제점이 있다. 담배필터의 하자는 소비자의 제품에 대한 신뢰에 큰 손상을 주게 된다.

한편, 담배필터를 감지하는 종래 기술이 공개되어 있으나, 이러한 공지 기술은 담배필터의 외부 표면만 감지하여 활성탄소 필터가 빠져버린 불량품을 발견하지 못하는 문제점을 가지고 있다.

또한, 공기 기술의 방법은 센서를 부착하는 구성이 본 발명보다 다소 복잡한 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하여, 하자 있는 담배필터를 발견하여 제거하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 토우필터나 활성탄소 필터가 빠져있는 것을 감지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 필터부위가 찌그러지거나 주름지는 등의 문제점이 발생하는 것을 발견하여 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 담배필터의 외부에 이물질이 묻어있는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 담배의 맛이 손상되지 않게 하여 소비자에게 신뢰를 주는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 센서의 구성으로 하자 있는 담배필터를 제거하는 것이다.

상기의 과제를 이루기 위해, 바람직하게, 본원발명은 공급풀로부터 공급되는 제1담배필터와 상기 제1담배필터를 커터로 양분한 제2담배필터를 운송하는 복수의 회전운송드럼과; 상기 제2담배필터를 감지하도록 상기 회전운송드럼에 인접하여 설치된 두 개의 센서와; 상기 두 센서에 연결되어 앤드 로직으로 구현되는 옵토 커플러; 상기 옵토 커플러에 연결되어 하자 있는 담배를 배출하도록 제어하는 하누이사의 접속카드(HIP); 및, 상기 HIP와 연결되어 담배필터 공급장치를 제어하는 제어부(PLC)를 포함하고, 상기 두 센서는 제2담배필터의 양단에 위치한 활성탄소 필터를 감지하고, 상기 HIP는 센서가 감지한 신호가 정상적인 활성탄소 필터를 감지할 때의 신호와 다른 경우에 하자 있는 담배를 배출하고, 상기 제어부는 담배를 배출하는 프로세스 이외의 프로세스를 처리하여 장치의 작동 및 정지를 제어하는, 담배필터 감지 시스템을 제공한다.

또한, 바람직하게, 상기 담배필터 감지장치에 있어서 상기 센서는 제2담배필터에 담배막대, 즉 담배궐련이 결합되기 전에 활성탄소 필터를 감지할 수 있다.

또한, 바람직하게, 상기 담배필터 감지장치에 있어서 상기 센서는 광-컬러 센서일 수 있다.

바람직하게 복수의 회전운송드럼이 공급풀로부터 공급되는 제1담배필터와 상기 제1담배필터를 커터로 양분한 제2담배필터를 운송하는 단계와; 상기 회전운송드럼에 인접하여 설치된 두 개의 센서가 상기 제2담배필터의 활성탄소 필터를 감지하는 단계와; 상기 두 센서에 연결되어 앤드 로직으로 구현되는 옵토 커플러로부터 전송되는 센서의 신호가 HIP로 전송되는 단계와; HIP에 전송되는 센서의 신호가 정상적인 활성탄소 필터를 감지할 때의 신호와 다 경우에 HIP가 담배를 배출하도록 처리하는 단계; 및, 상기 HIP와 연결된 제어부가 담배를 배출하는 프로세스 이외의 프로세스를 처리하여 담배필터 공급장치의 작동 및 정지를 제어하는 단계를 포함하는, 담배필터 감지방법을 제공한다.

또한, 바람직하게, 상기 담배필터 감지방법에 있어서 상기 센서는 제2담배필터에 담배궐련이 결합되기 전에 활성탄소 필터를 감지할 수 있다.

또한, 바람직하게, 상기 담배필터 감지방법에 있어서 상기 센서는 광-컬러 센서일 수 있다.

본 발명의 상기 목적, 또 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부된 도면과 함께 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 본 발명에 의해 담배필터가 공급되는 과정을 나타내는 도면이다. 공급풀(10)로부터 4개의 이중필터가 결합되어 있는 제1담배필터(20)가 하방으로 공급된다. 담배필터는 복수의 회전운송드럼(12)에 의해 순차적으로 하방으로 공급된다. 공급풀(10)에서 빠져나오는 하나의 제1담배필터(20)는 커터(16)에 의해 2개의 제2담배필터(22, 24)로 절단되어 하방으로 운송된다. 이러한 담배 공급과정은 앞서 상세히 설명되었으므로, 더 이상 자세히 설명하지 않는다.

도3에 도시된 바와 같이, 회전운송드럼(12)의 원주에 형성된 홈(13)에 담배필터가 안착된다. 담배필터는 홈(13)에 형성된 구멍(14)의 흡입작용에 의해 운송 중에 홈(13)에 유지된다.

복수의 회전운송드럼(12)에 의해 공급되는 담배필터는, 도1 하단부에 위치한 회전운송드럼(12)에 인접하여 설치된 2개의 센서(18)에 의해 감지된다.

도3은 본 발명에 의한 담배필터를 회전식으로 운송하는 회전운송드럼(12)과 담배필터를 감지하는 센서(18)를 나타내는 사시도 이다. 센서(18)는 절단된 담배필터를 운송하는 회전운송드럼(12)에 근처에 일정 거리를 두고 배치되어 제2담배필터(22, 24)를 감지한다. 이러한 센서(18)는 두 개이며, 도4에 도시된 바와 같이, 절단된 제2담배필터(22, 24)의 양 단부에 위치한 활성탄소 필터(2) 위에 배치된다. 만일, 활성탄소 필터가 부러져 나가거나 빠져있는 등의 하자가 있다면 도4와 같이 2개의 이중필터가 연결된 제2담배필터의 양 단부에 활성탄소 필터(2)가 존재하지 않으므로, 센서가 활성탄소 필터를 감지하지 못하면 필터를 불량으로 인식할 수 있 는 것이다.

바람직하게, 본 발명에서 사용되는 센서(18)는 빛과 색상을 이용하여 감지하는 광 컬러 센서(light and color sensor)일 수 있다. 광 컬러 센서는 KEYENCE사의 모델명 CZ-K1P와 같은 제품을 사용할 수 있다. 광 컬러 센서를 이용하여, 본 발명은 아세토 종이 재질의 플러그 랩(7)에 의해 둘러싸여 있는 활성탄소 필터(2)를 감지할 수 있다. 광 컬러 센서의 광 센서는 빛의 수광량을 이용하여 필터의 존재를 감지하고, 컬러 센서는 필터의 이송 중에 그 표면에 묻은 탄소 가루 등의 이물질을 감지할 수 있다. 이러한 센서의 감지는 제2담배필터(22, 24)가 담배궐련(30)에 부착되기 전에 이루어져야 한다. 왜냐하면, 담배궐련을 부착하기 위해 팁핑 페이퍼(9)가 싸여지게 되면 감지할 수 없기 때문이다.

또한, 이러한 광 컬러 센서를 사용함으로써, 복수의 여러 가지 종류의 센서를 설치할 필요가 없게 되어, 센서의 설치 및 교체가 용이하게 되며, 설치공간을 절약할 수 있게 된다.

설명한 바와 같이, 활성탄소 필터가 부러지거나 빠져 필터 내에 존재하지 않을 수 있다. 활성탄소 필터가 하자가 있는 경우 최종 필터가 토우 필터만으로 구성될 수도 있고, 활성탄소 필터와 토우 필터의 길이가 달라질 수도 있다. 뿐만 아니라, 필터의 외부가 오염되어 있거나, 파손되어 있을 수도 있다. 이러한 하자가 발생하는 경우, 제2담배필터의 양 단부에서 센서는 활성탄소 필터를 감지할 수 없거나, 정상적인 활성탄소 필터로부터 감지하는 신호값과 다른 신호값을 수신할 것이다.

센서로부터 정상적인 신호와 다른 신호가 전송되면, 배출시스템에 의해 하자 있는 필터를 배출시킬 수 있고, 이러한 오류가 일정횟수 이상 반복되는 경우 장치의 작동을 정지시킬 수도 있다.

일반적으로, 장치가 작동될 때, 한번 돌아가는 동안 분당 8000개, 즉 초당 약 133개의 담배가 생산된다. 약 0.0075초 만에 한 개의 담배가 생산되는 것이다. 장치의 한바퀴는 20분주로 나누어져 있을 수 있고, 따라서 1분주의 시간은 약 0.000375초가 된다. 따라서, 장치의 1분주에 대응하도록 센서의 응답특성을 300μsec로 선정할 수 있다.

이러한 센서 두개를 조합하여 시간을 맞추도록 옵토 커플러를 사용한다. 두 센서(18)는 옵토 커플러에 연결되어 앤드 로직(AND logic)으로 구현되며, 이 옵토 커플러는 하기에 설명될 HIP((hanui interface card;하누이사의 접속카드)에 연결된다. 따라서, 두 센서(18)에서 들어오는 신호가 모두 정상 신호로 유지되는 경우에만, 제어부(PLC, programmable logic controller)는 필터 공급 장치를 계속 작동시키게 된다. 바람직하게, 옵토 커플러는 PHENIX 사의 모델명 ST-OV2_24DC를 사용할 수 있다.

장치는 동작 중에 분당 8000개로 생산되는 담배를 계속 감시해야 하는데, 제어부(PLC)는 사이클 타임이 10ms로서 그 속도를 감당할 수 없다. 즉, 제어부가 이러한 신호 및 데이터를 처리하면서 동시에 하자 있는 담배를 배출시키는 작동을 하기에는 사이클 타임이 느리므로, HIP(hanui interface card)가 배출 등과 관련된 사항을 별도로 계산하고 배출 밸브를 구동하게 된다.

도8을 참고하면, 제어부(PLC)와 HIP의 작동원리를 이해할 수 있다. 옵토 커 플러에 의해 센서로부터 들어오는 신호는 HIP로 전송된다. 이 신호 중 HIP에서 작동 중 감시해야 할 필요한 신호만 선택하여 별도의 프로세스를 구성하고, 제어부로 데이터의 결과만 전송한다. HIP는 센서로부터 들어오는 신호를 처리하여 하자 있는 담배필터를 배출하고, 배출 이외의 처리는 제어부에서 처리하게 된다.

따라서, 두 개의 센서(18)가 옵토 커플러에 연결되고, 옵토 커플러를 거쳐 센서(18)가 감지하는 신호는 HIP로 전송되고, HIP는 제어부(PLC)와 함께 고속으로 생산되는 담배의 필터의 하자를 감지하여, 하자 있는 필터를 배출하거나 장치의 작동 및 정지를 제어할 수 있는 것이다.

본 발명에 의해 하자 있는 담배필터를 감지하여 불량품을 제거할 수 있다. 또한, 종래기술과 달리 활성탄소 필터를 감지하여 필터의 하자를 발견할 수 있다. 따라서, 하자 있는 필터를 갖는 제품을 제거하여 제품의 신뢰도를 높이는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 교시를 위해 실시예가 본원에서 설명되고 도시되었지만, 당해 기술분야의 숙련된 기술자라면, 본 발명의 교시내용을 인용하는 여러 가지 변형된 형태의 예를 쉽게 고안할 수 있으며, 이러한 변형된 예는 모두 본 발명의 범위 내에 속한다.

Claims

공급풀(10)로부터 공급되는 제1담배필터(20)와 상기 제1담배필터를 커터(16)로 양분한 제2담배필터(22, 24)를 운송하는 복수의 회전운송드럼(12)과;

상기 제2담배필터(22, 24)를 감지하도록 상기 회전운송드럼(12)에 인접하여 설치된 두 개의 센서(18)와;

상기 두 센서에 연결되어 앤드 로직으로 구현되는 옵토 커플러;

상기 옵토 커플러에 연결되어 하자 있는 담배를 배출하도록 제어하는 하누이사의 접속카드(HIP); 및,

상기 HIP와 연결되어 담배필터 공급장치를 제어하는 제어부(PLC)를 포함하고,

상기 두 센서(18)는 제2담배필터(22, 24)의 양단에 위치한 활성탄소 필터(2)를 감지하고, 상기 HIP는 센서(18)가 감지한 신호가 정상적인 활성탄소 필터(2)를 감지할 때의 신호와 다른 경우에 하자 있는 담배를 배출하고, 상기 제어부는 담배를 배출하는 프로세스 이외의 프로세스를 처리하여 장치의 작동 및 정지를 제어하는, 담배필터 감지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 센서는 제2담배필터(22, 24)에 담배궐련(30)이 결합되기 전에 활성탄소 필터(2)를 감지하는 것을 특징으로 하는 담배필터 감지 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 센서(18)는 광-컬러 센서인 것을 특징으로 하는 담배필터 감지 시스템.
복수의 회전운송드럼(12)이 공급풀(10)로부터 공급되는 제1담배필터(20)와 상기 제1담배필터를 커터(16)로 양분한 제2담배필터(22, 24)를 운송하는 단계와;

상기 회전운송드럼(12)에 인접하여 설치된 두 개의 센서(18)가 상기 제2담배필터(22, 24)의 활성탄소 필터를 감지하는 단계와;

상기 두 센서에 연결되어 앤드 로직으로 구현되는 옵토 커플러로부터 전송되는 센서의 신호가 HIP로 전송되는 단계와;

HIP에 전송되는 센서의 신호가 정상적인 활성탄소 필터를 감지할 때의 신호와 다른 경우에 하자 있는 담배필터로 인식하여 그 담배를 배출하도록 처리하는 단계; 및,

상기 HIP와 연결된 제어부가 담배를 배출하는 프로세스 이외의 프로세스를 처리하여 담배필터 공급장치의 작동 및 정지를 제어하는 단계를 포함하는, 담배필터 감지방법.
제4항에 있어서, 상기 센서는 제2담배필터(22, 24)에 담배궐련(30)이 결합되기 전에 활성탄소 필터(2)를 감지하는 것을 특징으로 하는 담배필터 감지방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 센서는 광-컬러 센서인 것을 특징으로 하는 담배필터 감지방법.