KR100824346B1 - 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치 - Google Patents

재봉기의 밑실 잔사량 감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치에 관한 것으로서, 보빈의 회전축에 광센서를 형성하여 빛이 감지되지 않는 구획에서 밑실이 남아 있음을 판단함으로써 보빈에 남은 밑실의 잔사량을 식별할 수 있는 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치는 재봉기의 로터리 훅에 장착되며 밑실이 권취되는 보빈과, 상기 보빈에 빛을 조사하는 광원과, 상기 보빈의 회전축에 배치되는 복수개의 광센서와, 상기 각 광센서와 연결되어 상기 광원으로부터 조사된 빛이 어느 광센서에 도달하는지의 정보를 송출하는 하나 이상의 전파식별태그와, 그리고 상기 전파식별태그에서 송출된 신호를 수신하여 상기 보빈에서 빛이 조사된 광센서의 위치의 구획을 식별하여 밑실의 잔사량을 판독하는 전파식별판독기를 포함한다.
전파식별태그, 전파식별판독기, RFID, 재봉기, 보빈, 밑실, 잔사량, 황화카드뮴

Description

재봉기의 밑실 잔사량 감지장치{APPARATUS FOR DETECING SPARE THREAD AMOUNT OF SEWING MACHINE}
도 1은 본 발명에 따른 밑실 잔사량 감지장치의 제1 실시예를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 밑실 잔사량 감지장치의 보빈에 밑실이 권취된 일 예를 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 밑실 잔사량 감지장치의 보빈에 밑실이 다른 방식으로 권취된 예를 도시한 단면도, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치의 제2 실시예 구성을 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
1: 보빈 2: 회전축
10: LED 20, 30, 40: 광센서
50: 전파식별태그 60: 전파식별판독기
61: 안테나 70: 밑실
본 발명은 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치에 관한 것으로서, 특히, 보빈에 권취된 밑실의 잔사량을 실시간으로 감지하여 밑실 교체시기를 작업자에게 미리 알려줄 수 있고, 밑실의 잔사가 없는 경우, 재봉기를 정지하도록 제어함으로써, 헛박음질 및 탈봉불량을 방지할 수 있는 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 재봉기의 로터리 훅(rotory hook)에는 밑실이 권취된 보빈이 장착되며, 바느질을 수행하는 침봉에 밑실을 제공한다. 보빈의 밑실이 모두 소모되면 침봉이 천에 헛박음질을 계속하게 되므로, 탈봉불량이 발생하거나, 침봉의 왕복에 의해 천에 불필요한 바늘 구멍이 형성될 수 있는 문제점이 있다.
종래에는 보빈에 남아있는 밑실의 잔사량을 측정하기 위하여 밑실이 권취된 보빈의 회전수를 측정하여 회전수에 따라 풀린 밑실의 길이를 계산하여 잔사량을 감지하는 잔사량 감지장치가 있었다. 그러나 이러한 방식의 밑실 잔사량 감지장치는 보빈의 회전에 따라 풀리는 밑실의 길이가 일정하지 않으므로, 풀린 밑실 길이에 많은 오차가 발생할 수 있어서 정밀하게 밑실 잔사량을 감지하여 재봉기를 제어하기는 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보빈의 회전축에 광센서를 형성하여 빛이 감지되지 않는 구획에서 밑실이 남아 있음을 판단함으로써 보빈에 남은 밑실의 잔사량을 식별할 수 있는 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치를 제 공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치는 재봉기의 로터리 훅에 장착되며 밑실이 권취되는 보빈과, 상기 보빈에 빛을 조사하는 광원과, 상기 보빈의 회전축에 배치되는 복수개의 광센서와, 상기 각 광센서와 연결되어 상기 광원으로부터 조사된 빛이 어느 광센서에서 감지되는지의 정보를 송출하는 하나 이상의 전파식별태그와, 그리고 상기 전파식별태그에서 송출된 신호를 수신하여 상기 보빈에서 빛이 조사된 광센서의 위치의 구획을 식별하여 밑실의 잔사량을 판독하는 전파식별판독기를 포함한다. 상기 전파식별판독기에서 판독한 밑실의 잔사량을 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 광센서는 광전소자인 황화카드뮴을 포함할 수 있다.
상기 전파식별태그는 전파식별판독기의 안테나에서 방출되는 전파에 의해 발생한 유도 기전력으로 전원을 생성하여 작동하는 수동식 전파식별태그인 것이 바람직하다.
상기 각 구획의 광센서는 하나의 전파식별태그에 모두 연결되고, 상기 전파식별태그는 빛이 조사되는 광센서에 관한 정보를 상기 전파식별판독기로 송출하거나, 상기 각 구획의 광센서는 각각 별도의 전파식별태그에 연결되고, 상기 각 전파식별태그가 자신의 구획에 빛이 조사되는지 여부를 상기 전파식별판독기로 송출할 수 있다.
상기 밑실은 광센서에 의해 구분되는 상기 보빈 회전축의 복수의 구획에 순서대로 권취될 수 있고, 보빈 회전축의 복수의 구획에 순서대로 감긴 후, 그 상부 에 계속해서 권취될 수도 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치의 일 실시예를 설명한다.
전파식별(RFID: Radio Frequency IDentification) 시스템은 각종 물품에 소형 칩을 부착해 사물의 정보와 주변 환경정보를 무선으로 전송·처리하는 비접촉식 인식시스템이다. 전파식별 시스템은 판독·해독기능이 있는 판독기와 고유 정보를 내장한 전파식별태그(RFID tag), 운용 소프트웨어, 네트워크 등으로 구성되며, 사물에 부착된 얇은 태그의 정보를 식별함으로써 정보를 처리한다. 전파식별태그는 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 구성되며, 수동식과 능동식이 있다. 수동식은 내부 전원 없이 판독기의 전파신호로부터 에너지를 공급받아 동작하는데 비해 능동식은 스스로 작동하기 위해 전파식별태그에 전원을 구비한다. 전파식별 기술은 바코드처럼 직접 접촉하거나 가시대역 안에서 스캐닝할 필요가 없다. 이 같은 장점 때문에 바코드를 대체할 기술로 평가받으며, 활용범위도 확대되고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 밑실 잔사량 감지장치의 일 실시예를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 밑실 잔사량 감지장치의 보빈에 밑실이 권취된 일 예를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 투명보빈(1)의 회전축(2)에 이루어진 세 개의 광센서(20, 30, 40)가 배치된다. 광센서(20, 30, 40)는 빛을 받으면 저항값이 변화하는 광전소자인 황화카드뮴을 포함할 수 있다. 광원인 LED(10)는 보 빈(1)을 향해 빛을 조사한다. 각 광센서(20, 30, 40)는 하나의 전파식별태그(RFID Tag)(50)와 연결된다. 재봉기(도시되지 않음)에는 전파식별태그(50)의 신호를 식별하는 전파식별판독기(RFID Reader)(60)가 구비된다. 전파식별판독기(60)에는 안테나(61)가 구비된다. 본 실시예에서 전파식별태그(50)는 반도체로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 이루어지며, 별도의 전원 공급 없이도 전파식별판독기(60)의 안테나(61)에서 방출된 전파에 의해 발생한 유도 기전력으로 전원을 생성하여 작동하는 수동식 전파식별태그이다. 전파식별태그(50)는 보빈(1) 회전축(2)의 구획 중 빛이 조사된 구획의 정보를 송출한다. 안테나(61)는 상기 전파식별태그에서 송출된 정보를 수신한다. 전파식별태그(50)는 전파식별판독기(60)의 안테나(61)에서 계속적으로 방출된 전파에 의한 유도 기전력을 발생시켜 전원을 생성하기 때문에, 별도의 전원이 없이도 계속 작동할 수 있다. 전파식별판독기(60)는 전파식별태그(50)의 신호를 식별하여 빛이 감지된 구획을 판독할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 밑실(70)은 투명보빈(1)의 광센서에 의해 구분되는 회전축(2)의 구획에 순서대로 권취된다. 도 2에서 A, B, C로 표시된 것은 광센서(20, 30, 40)가 배치된 구획을 나타내며, 밑실(70)이 보빈(1)의 구획에 순차적으로 권취된다. 본 실시예의 보빈(1)에는 밑실(70)이 C구획에 먼저 권취된 후, B구획에 권취되고, 다음으로 A구획에 권취된다. 도면에서 밑실의 풀림 시작 단부는 S로 표시하였고, 타측 단부는 E로 표시하였으며, 밑실이 권취되는 구획을 구분하기 위해서 밑실의 색을 다르게 표시하였다. 재봉기 작동시 보빈(1)의 밑실(60)은 S에서 E까지의 순서로 풀리게 되며, 화살표 방향과 같이 A, B, C 구획에 서 차례로 풀린다. 전파식별태그(50)는 전파식별판독기(60)로 빛이 감지된 구획의 정보를 송출하는데, 전파식별판독기(60)는 A구획에만 빛이 감지된 경우 보빈(1)에 실이 2/3 가량 남은 상태로 판독하고, A 및 B구획에 빛이 감지되고, C구획에 빛이 감지되지 않는 경우 보빈(1)에 실이 1/3 가량 남은 상태로 판독하며, A, B, C 구획 모두에 빛이 감지된 경우 잔사가 없는 상태로 판독한다. 이러한 보빈의 밑실 잔사량은 재봉기의 디스플레이부 또는 램프(도시되지 않음)와 같은 시각적 표시장치를 통해 표시될 수 있다. 재봉기는 잔사량에 따라 경고음을 울리거나 정지되도록 제어될 수 있다.
도 3은 도 1의 밑실 잔사량 감지장치의 보빈에 밑실이 다른 방식으로 권취된 예를 도시한 단면도이다. 도 3에서는 투명보빈(1)에 밑실(60)이 회전축(2)을 따라 각 구획에 차례로 권취되고, 그 상부에 계속하여 권취된다. 즉, 재봉기 작동시 밑실이 S에서 E까지의 순서로 풀리게 되며, 화살표 방향과 같이 상부의 실이 다 풀린 후, 다시 A, B, C구획의 순서로 풀린다. 이러한 방식으로 밑실을 감은 경우 보빈(1)의 회전축(2)의 구획에 감긴 밑실(60)이 얇게 감긴 경우 B구획과 C구획에 밑실이 풀리는 속도가 빠르기 때문에, 보빈(1) 교체시기를 짧은 시간 간격으로 예측할 수 있다.
밑실이 소모됨에 따라 빛이 조사되는 구획이 변하므로 이러한 시간 간격을 통해 밑실의 소모속도를 예측할 수 있다. 밑실 잔사량은 시각적으로 표시될 수 있을 뿐만 아니라 음성 또는 소리 등으로 밑실 잔사량을 작업자에게 알릴 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 보빈(1)에 밑실이 감기는 구획을 3개로 구분하였으 나, 보빈(1)의 크기에 따라 구획의 너비와 광센서의 개수를 다르게 할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치의 제2 실시예 구성을 도시한 단면도이다. 본 실시예는 보빈(101)의 A, B, C 구획에 대응하는 황화카드뮴을 포함하는 광센서(120, 130, 140)에 별도로 전파식별태그(121, 131, 141)가 연결된다. 따라서, 각각의 전파식별태그(121, 131, 141)는 해당되는 구획에서 빛이 감지되는지의 정보를 개별적으로 전파식별판독기(60)로 송출한다.
상기 실시예들에서 보빈은 투명보빈이고 광센서가 회전축 내측에 배치되지만, 광센서를 회전축 외측에 배치할 수도 있으며, 이러한 경우 보빈이 투명보빈이 아니어도 무방하다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 재봉기 밑실의 잔사량 감지장치의 동작 및 작용효과를 설명한다.
재봉기가 작동하면, 보빈(1)에 권취된 밑실이 재봉작업에 소모되기 시작한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 보빈(1)에는 C, B, A구획의 순서로 밑실이 권취되어 있으며, 보빈(1)은 로터리훅(도시되지 않음)에 장착된다. 따라서, 재봉기가 작동하면, 밑실이 권취된 순서와 반대로 A구획의 밑실이 먼저 풀리고, A구획의 밑실이 모두 소모되고 나면, 순서에 따라 B구획의 밑실이 풀리게 되며, B구획의 밑실이 모두 소모되고 나면, C구획의 밑실이 풀리게 된다.
전파식별태그(50)는 안테나(61)에서 방출된 전파에 의해 발생한 유도 기전력을 통해 전원을 생성하며, 빛이 조사된 구획의 정보를 계속적으로 송출한다. 밑실(60)이 보빈에 충분히 남은 경우 광원인 LED(10)에서 빛이 방출되더라도, 빛이 광센서(20, 30, 40)에 도달되지 않는다. 따라서, 전파식별태그는 A, B, C구획 모두에서 빛이 감지되지 않는다는 신호를 전파식별판독기(60)로 송출한다. 보빈의 A구획의 밑실이 모두 풀리면 A구획의 광센서(20)에만 빛이 가해지고, 전파식별태그(50)가 A구획에서 빛이 감지되었다는 신호를 전파식별판독기(60)로 송출한다. 보빈의 A구획과 B구획의 밑실이 모두 풀리면 A구획 및 B구획의 광센서(30)에 빛이 조사되고, 전파식별태그(50)가 A구획 및 B구획에서 빛이 감지되고 C구획에서는 빛이 감지되지 않는다는 신호를 전파식별판독기(60)로 송출한다. A구획, B구획 및 C구획의 밑실이 모두 풀리면, 모든 광센서(20, 30, 40)에 빛이 조사되고, 전파식별태그(50)가 A구획, B구획 및 C구획 모두에서 빛이 감지되었다는 신호를 전파식별판독기(60)로 송출한다.
한편, 도 4에 도시된 제2 실시예에서는, 각각의 전파식별태그(121, 131, 141)가 각각 연결된 광센서에 빛이 조사되었는지에 대한 신호를 각각 송출한다.
재봉기에는 제어부가 구비되고, 전파식별판독기(60)에서 수신한 신호에 따라 재봉기가 제어된다. 예를 들면, 제어부는 모든 구획에서 빛이 감지되지 않거나, A구획에만 빛이 감지된 경우 밑실 잔사량을 램프 또는 디스플레이로 표시한다. A구획 및 B구획에서 빛이 감지된 경우, 밑실 잔사량은 C구획의 밑실의 양 이하이므로, 작업자에게 밑실 교체를 환기시키는 알람이 작동되도록 제어될 수 있다. 모든 구획에서 빛이 감지된 경우는 밑실이 모두 소모된 경우이기 때문에, 재봉기의 작동이 멈추도록 제어된다. 따라서, 밑실(60)이 부족하여 헛박음질을 하거나, 탈봉 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
구획의 개수가 많을수록 밑실 잔사량을 정밀하게 측정할 수 있다. 그러나 구획의 개수가 많으면, 빛을 감지할 광센서의 개수가 많아지고, 보빈에 실을 구획에 따라 정밀하게 나누어 권취하기 어려우므로, 보빈의 크기에 따라 구획의 수를 적절하게 조절할 필요가 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 재봉기의 보빈에 감긴 밑실의 양을 실시간으로 감지하여 작업자가 밑실의 소모속도와 교체시기를 예측할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 재봉기의 보빈에서 실이 모두 소모되기 전에 잔사량을 알 수 있어서 적절한 시기에 밑실을 교체할 수 있어서, 밑실이 없는 상태에서의 침봉의 왕복운동에 의한 헛바느질, 탈봉불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 재봉기의 로터리 훅에 장착되며 밑실이 권취되는 보빈과,
    상기 보빈에 빛을 조사하는 광원과,
    상기 보빈의 회전축에 배치되는 복수개의 광센서와,
    상기 각 광센서와 연결되어 상기 광원으로부터 조사된 빛이 어느 광센서에 도달하는지의 정보를 송출하는 하나 이상의 전파식별태그와, 그리고
    상기 전파식별태그에서 송출된 신호를 수신하여 상기 보빈에서 빛이 조사된 광센서의 위치의 구획을 식별하여 밑실의 잔사량을 판독하는 전파식별판독기
    를 포함하는 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전파식별판독기에서 판독한 밑실의 잔사량을 시각적으로 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광센서는 광전소자인 황화카드뮴을 포함하는
    재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전파식별태그는 전파식별판독기의 안테나에서 방출되는 전파에 의해 발생한 유도 기전력으로 전원을 생성하여 작동하는 수동식 전파식별태그인
    재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각 구획의 광센서는 하나의 전파식별태그에 모두 연결되고,
    상기 전파식별태그는 빛이 조사되는 광센서에 관한 정보를 상기 전파식별판독기로 송출하는
    재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 구획의 광센서는 각각 별도의 전파식별태그에 연결되고,
    상기 각 전파식별태그가 자신의 구획에 빛이 조사되는지 여부를 상기 전파식별판독기로 송출하는
    재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밑실은 상기 광센서에 의해 구분되는 보빈 회전축의 복수의 구획에 순서대로 권취된
    재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밑실은 상기 광센서에 의해 구분되는 보빈 회전축의 복수의 구획에 순서대로 감긴 후, 그 상부에 계속해서 권취된
    재봉기의 밑실 잔사량 감지장치.
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