KR100836274B1 - 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를이용한 모니터링과 보수 방법 - Google Patents

멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를이용한 모니터링과 보수 방법 Download PDF

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이준희
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 각 라인별 대응되게 배치되는 다수의 카메라와 다수의 조명을 이용하여 한 라인에 대하여 동시에 모니터링이 가능하도록 함으로써 모니터링 효율을 향상시킬 수 있는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 방법에 관한 것이다
이를 위한 본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 방법은, 제 1 및 제 2 방향으로 매트릭스 배열되어 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키는 다수의 노즐이 구비된 노즐블록과, 상기 노즐로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기와 상기 노즐과 상기 수집기에 전압을 인가하는 전압 발생 장치와, 상기 노즐의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배열되는 조명 장치 및 촬영장치와, 상기 촬영장치를 통해 촬영된 영상을 통해 노즐의 전기 방사 불량 여부를 분석하고 그 결과에 따라 보수 여부를 판단하는 모니터링 검퓨터를 포함하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치에 관한 것으로서, 상기 조명장치는 상기 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인에 조명광을 조사하는 다수의 조명으로 이루어지고, 상기 촬영장치는 상기 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인의 전방에 구비되어 제 2 방향으로 배열된 다수의 노즐 라인에 각각 대응되는 다수의 카메라로 이루어진다.
전기 방사, 노즐, 모니터링, 자동, 보수, 다수 조명, 다수 카메라

Description

멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 방법{APPARATUS FOR MONITORING AND REPAIRING OF MULTI NOZZLE ELECTRO SPINNING, AND METHOD FOR MONITORING AND REPAIRING USING THE THEREOF}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치의 구성을 간략하게 나타낸 분리 사시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치의 구성을 간략하게 나타낸 평면도.
도 4는 A-A' 선 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법의 일부분을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 노즐 전기 방사 장치의 전기 방사 모니터링과 보수 방법의 일부분을 도시한 흐름도.
도 7은 종래 기술에 따른 전기 방사 장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 8은 종래 기술에 따른 전기 방사 장치 모니터링과 보수 장치의 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 노즐블록
11 : 노즐
2 : 수집기
3 : 전압 발생장치
4 : 조명 장치
41 : 조명
5 : 촬영장치
51 : 카메라
6 : 모니터링 컴퓨터
7 : 노즐 보수장치
71 : 고정 프레임
72 : 이동 프레임
73 : 보수 핀
본 발명은 전기 방사 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 노즐을 구비하는 전기 방사 장치의 노즐을 통한 전기 방사 상태를 각 라인별 대응되게 배치되는 다수의 카메라와 다수의 조명을 이용하여, 한 라인에 대하여 동시에 모니터링이 가능하도록 함으로써 모니 터링 효율을 향상시킬 수 있는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 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.
이러한 나노 섬유는 필터용, 전기전도성을 지난 고분자 물질, 리튬 이온 전지의 전해질, 생체 조직과 흡사하게 만든 인공 단백질로 이루어져 몸속으로 흡수되는 붕대나 인조 피부로 이용된다.
나노 섬유를 제조하는 방식에는 드로잉(drawing), 템플레이트 합성(template synthesis), 상 분리(phase separation), 자기 조합(self assembly), 전기 방사(electrospinning) 등이 있으며, 특히, 다양한 고분자로부터 나노 섬유를 연속적으로 대량으로 생산할 수 있는 방법으로, 전기 방사 방법이 널리 적용되고 있다.
전기 방사 방법은 양극을 고분자과 수집기 사이에 고전압을 인가함으로써 노즐을 통해 액체 전기 방사물(jet)이 방출되도록 하여, 방출된 용액이 수집기 표면에 섬유사 형태로 직접 방사되도록 하는 것이다.
도 7은 종래 기술에 따른 전기 방사 장치를 개략적으로 나타낸 사시도로, 용액이 저장된 방사액 저장 탱크로부터 공급되는 용액을 전기 방사에 의해 전기 방사시키기 위해 구비되는 노즐블록(100)과, 상기 노즐블록(100)에 설치되는 다수의 노즐(200)과, 상기 노즐(200)에서 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되 는 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 전기 방사 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.
이러한 종래의 나노 섬유 제조 장치의 문제점을 해결하기 위한 장치 및 방법이, 본 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허출원 제2006-24712호에 "전기 방사 모니티링과 보수 장치 및 그를 이용한 방법"이라는 제목으로 개시된 바 있다.
대한민국 특허출원 제2006-24712호는, 도 8에 도시된 바와 같이 방사액 저장 탱크로부터 방사액을 공급받는 노즐블록(500)과 노즐블록(500)에 설치되어 전기 방 사에 의해 방사액을 방사시키도록 행, 열 방향으로 배치되는 다수의 노즐(510)과 노즐(510)로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기(600)와, 노즐(510)과 수집기(600)에 전압을 걸어주기 위해 노즐(510)과 수집기(600) 사이에 접속되는 전압 발생 장치(700)와, 노즐(510)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(800) 및 촬영장치(900)와, 촬영장치(900)에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐(510)의 전기방사 상태 불량 여부를 분석하고 그 결과를 저장하며 저장된 결과에 따라 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터(1000)를 포함하여 이루어진다.
이 기술에 따르면, 노즐(510)의 방사 영역 측면에 상호 수직하게 배열되는 레이저빔 발생 장치(800)와 촬영장치를 한 칸씩 이동하면서 조명 조사와 촬영 구동을 동시에 진행하여 노즐을 통한 방사 불량 여부를 모니터링 해야 한다.
이에, 다수의 노즐에 대한 모니터링에 많은 시간이 소요되어 모니터링 효율이 저하되는 단점이 있었다.
또한, 촬영장치와 레이저빔 발생 장치를 전후 또는 좌우 방향으로 이송시켜야 함에 따라 장치 구동을 위한 부하가 증가하는 단점이 있었다.
또, 다수의 노즐에 대하여 단일 영상 획득을 통한 모니터링이 불가능하여 개별적으로 한 개씩만 모니터링 해야 하므로, 노즐 사이의 간섭 현상을 모니터링 할 수 없는 단점이 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 매트릭스 배열되는 다수의 노즐의 측면에 상호 수직하게 배치되는 다수의 조명과 다수의 카메라를 이용하여, 각각의 노즐 라인에 조명광을 조사하고 각 라인의 모든 노즐에 대한 전기 방사 상태를 다수의 카메라를 통해 동시에 촬영함으로써, 한 라인에 대한 모니터링이 동시에 가능하도록 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 다수의 카메라와 다수의 조명을 이용하여 각 라인별 전기 방사 상태를 동시에 촬영함으로써 조명의 이송이 불필요한 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 다수의 카메라와 다수의 조명을 이용하여 한 라인에 해당하는 다수의 노즐에 대한 모니터링을 동시에 수행함으로써 전기 방사 과정에서 발생하는 노즐 사이의 전기 방사 간섭 현상을 모니터링 할 수 있도록 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치 및 그를 이용한 모니터링과 보수 방법을 제공하기 위한 것이다.
또, 본 발명은 조명으로 엘이디 또는 할로겐 램프를 이용함으로써 기존의 레이저빔 발생 장치를 이용하는 기술 대비 비용 절감을 할 수 있는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링 장치는 제 1 및 제 2 방향으로 매트릭스 배열되어 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키는 다수의 노즐이 구비된 노즐블록과, 상기 노즐로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기와 상기 노즐과 상기 수집기에 전압을 인가하는 전압 발생 장치와, 상기 노즐의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배열되는 조명 장치 및 촬영장치와, 상기 촬영장치를 통해 촬영된 영상을 통해 노즐의 전기 방사 불량 여부를 분석하고 그 결과에 따라 보수 여부를 판단하는 모니터링 검퓨터를 포함하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치에 관한 것으로서, 상기 조명장치는 상기 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인에 조명광을 조사하는 다수의 조명으로 이루어지고, 상기 촬영장치는 상기 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인의 전방에 구비되어 제 2 방향으로 배열된 다수의 노즐 라인에 각각 대응되는 다수의 카메라로 이루어진다.
이때, 상기 다수의 카메라는 제 1 방향의 각 라인별 거리차에 따른 초점 조절을 위하여 전후 방향으로 미소 이동 가능하도록 구비되고 제 2 방향의 각 노즐 전방에 정렬되도록 좌우 미소 이동 가능하도록 구성됨이 바람직하다.
또, 상기 조명은 엘이디 또는 할로겐 램프로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법은, 제 1 방향 및 제 2 방향으로 매트릭스 배열되는 다수 노즐의 전기방사 상태를 체크하기 위하여 제 1 방향의 각 노즐 라인에 대응되게 배치된 다수의 조명과 제 2 방향의 각 노즐 라인에 대응되게 배치되는 다수의 카메 라를 이용하여 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐의 전기 방사 상태 불량 여부를 분석하며 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터를 포함하는 전기 방사 모니터링과 보수 장치를 이용한 모니터링과 보수 방법에 있어서, 조명 및 촬영장치를 구동하여 각 라인의 노즐 전기 방사 상태를 촬영하고 촬영 결과에 따라 노즐 불량 여부를 판단하는 단계(S100) 및 상기 노즐 불량 여부 판단 결과를 해당 노즐의 좌표 정보와 매칭시켜 저장 및 디스플레이하는 단계(S200)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 S100 단계는 제 1 방향 제 1 라인에 조명광을 조사하는 과정과(S111)과, 상기 다수의 카메라를 이용하여 제 1 라인의 각 노즐 전기 방사 상태를 촬영하는 과정(S112)과, 상기 해당 라인 촬영 결과를 모니터링 컴퓨터로 전송 및 디스플레이 화면에 디스플레이하는 과정(S113)과, 상기 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 각 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S114)과, 상기 불량 여부 판단 결과를 좌표 정보에 매칭시켜 저장하는 과정(S115)과, 해당 라인이 n라인 인지를 판단하는 과정(S116)과, 상기 해당 라인이 n라인이 아닌 것으로 판단되면 상기 다음 라인에 조명광을 조사하는 과정(S117)과, 상기 S113 내지 S117 과정을 반복하도록 구성될 수 있다.
또는, 상기 S100 단계는 다수의 조명을 동시에 점등하여 모든 라인에 대한 조명광을 조사하는 과정(S121)과, 상기 다수의 카메라를 이용하여 제 1 라인의 각 노즐 전기 방사 상태를 초촬영하는 과정(S122)과, 상기 해당 라인 촬영 결과를 모니터링 컴퓨터로 전송 및 디스플레이 화면에 디스플레이하는 과정(S123)과, 상기 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 각 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S124)과, 상기 불량 여부 판단 결과를 좌표 정보에 매칭시켜 저장하는 과정(S125)과, 해당 라인이 n라인 인지를 판단하는 과정(S126)과, 상기 해당 라인이 n라인이 아닌 것으로 판단되면 다음 라인에 대한 전기 방사 상태를 촬영하는 과정(127)과, 상기 S123 내지 S127 과정을 반복하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 방법에서, 상기 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S114,S124)은 상기 디스플레이 결과 작업자가 불량 판단하여 조작 신호를 입력하거나 모니터링 컴퓨터에 저장된 기준 영상과 비교하여 기준 영상과 일치하지 않을 경우 불량 판정하는 것일 수 있다.
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 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치의 구성을 간략하게 나타낸 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도로서, 보수 장치 부분에 대한 도면상 표기를 생략하였다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치는 노즐블록(1), 다수의 노즐(11), 수집기(2), 전압 발생 장치(3), 조명 장치(4), 촬영장치(5) 및 모니터링 컴퓨터(6)로 구성된다.
노즐블록(1)은 방사액 저장 탱크로부터 방사액을 공급받도록 구성되며, 노즐블록(1)에는 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키도록 제 1 방향 및 제 2 방향으로 매트릭스 배열되는 다수의 노즐(11)이 구비된다.
수집기(2)는 노즐(11)로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되도록 구성된다.
또한, 전압 발생 장치(3)는 노즐(11)과 상기 수집기(2)에 전압을 인가하여 하전된 용액이 노즐(11) 통해 전기 방사되도록, 노즐(11)과 수집기(2) 사이에 접속된다.
한편, 조명장치(4) 및 촬영장치(5)는 노즐(11)을 통한 전기 방사 상태를 체크하기 위하여 노즐(11)의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배치되는 프레임 상에 설치된다.
상세하게는, 조명장치(4)는 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인 측부에 구비되는 다수의 조명(41)으로 이루어진다.
이때, 다수의 조명(41)은 제 1 방향으로 배열된 모든 노즐 라인에 대하여 동시에 조명을 조사하도록 동시에 점등되거나 각 노즐 라인에 선택적으로 조명광을 조사하기 위하여 선택적으로 점소등되도록 구성된다.
이때, 조명(41)은 기존의 레이저빔 발생 장치가 아닌 엘이디 또는 할로겜 램프로 이용함으로써 비용을 낮출 수 있다.
또한, 촬영장치(5)는 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인의 전방에 구비되어 제 2 방향으로 배열된 다수의 노즐 라인에 각각 대응되는 다수의 카메라(51)로 이루어진다.
여기서, 다수의 카메라(51)는 제 1 방향의 각 라인별 거리차에 따른 초점 조 절을 위하여 전후 방향으로 미소 이동 가능하도록 구비되고, 제 2 방향의 각 노즐 전방에 정렬되도록 좌우 미소 이동 가능하도록 구성되는 것으로서, 카메라를 전후 방향 또는 좌우 방향으로 미소 이동 시키는 구동 장치들은 널리 공지된 것으로서 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이때, 조명장치(4) 및 촬영장치(5)는 제 1 방향 및 제 2 방향으로 배열된 노즐의 좌표를 인식 할 수 있도록 구성된다.
한편, 모니터링 컴퓨터(6)는 촬영장치(5)에서 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐(11)의 전기 방사 상태 불량 여부를 분석하고, 그 결과를 저장하며 저장된 결과에 따라 노즐의 보수 여부를 판단하도록 구성된다.
이를 위하여, 모니터링 컴퓨터(6)는 각 노즐에 대한 좌표 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 전기 방사 모니터링과 보수 장치는 제 1 방향의 각 노즐 라인별 대응되는 다수의 조명과, 제 2 방향의 각 노즐 라인별 대응되는 다수의 카메라를 이용하여 노즐의 방사 여부를 촬영하는바, 한 라인에 있는 모든 노즐에 대한 전기 방사 상태를 한 번에 할 수 있다.
예를 들어, 모든 노즐에 대하여 조명광을 조사하고 제 2 방향의 각 노즐 라인 별로 대응되게 배치된 다수의 카메라의 초점 거리를 조절하여 영상 촬영을 하여, 제 1 방향 제 1 라인에 해당하는 노즐 전체에 대한 방사 상태를 모니터링 할 수 있는 것이다.
또는, 제 1 방향의 제 1 라인에만 조명광을 조사하고 매트릭스 배열된 노즐 의 전방에 구비된 다수의 카메라를 이용하여 제 1 방향 제 1 라인에 해당하는 모든 노즐에 대한 전기 방사 상태 모니터링이 가능하다.
또한, 종래의 단일 조명을 이용하는 경우 각 라인 별 조명 소자를 위하여 레이저빔 발생 장치를 이송시켜야 했지만, 본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치는 다수의 조명의 점등 제어를 통해 모든 라인 또는 각 라인별 조명 조사가 이루어짐에 따라, 조명 장치의 이송이 불필요하므로 시스템 구동의 부하를 감소시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치는 한 라인에 해당하는 노즐에 대한 모니터링을 동시에 실시할 수 있게 됨에 따라, 전기 방사 과정에서 발생하는 노즐 사이의 전기 방사 상태의 간섭 현상을 모니터링 할 수 있다.
아울러, 본 발명은 도 3및 도 4에 도시된 바와 같이 고정 프레임(71)과 이동 프레임(72) 및 보수 핀(73)을 포함하여 구성되는 보수 장치(7)가 더 구비되며, 이러한 보수 장치(7)에 대한 구체적인 구성 및 작용은 본 출원인에 의해 기 출원된 대한민국 특허출원 제2006-24712호에 구체적으로 기재되어 있으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 하며, 보수 장치는 여기에 한정되지는 않고 다양한 실시예를 통해 변형될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치는 다수의 카메라 및 다수의 조명을 이용하여 촬영된 영상 분석 결과 노즐을 통한 전기 방사가 원활하게 이루어지지 않는 불량 상태가 되면, 불량이 발생한 노즐의 좌 표를 인식하여 해당 노즐을 보수 장치가 자동으로 보수하도록 할 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치를 이용한 전기 방사 모니터링과 보수 방법 및 그에 대한 작용을 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법의 일부분을 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법의 일부분을 도시한 흐름도로, 조명 및 촬영장치를 구동하여 각 라인의 노즐 전기 방사 상태를 촬영하고 촬영 결과에 따라 노즐 불량 여부를 판단하는 단계(S100)와, 상기 전체 노즐 불량 여부 판단 결과를 해당 노즐의 좌표 정보와 매칭시켜 저장 및 디스플레이하는 단계(S200)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면 S100 단계는 제 1 방향 제 1 라인에 조명광을 조사하는 과정과(S111)과, 상기 다수의 카메라를 이용하여 제 1 라인의 각 노즐 전기 방사 상태를 촬영하는 과정(S112)과, 해당 라인 촬영 결과를 모니터링 컴퓨터로 전송 및 디스플레이 화면에 디스플레이하는 과정(S113)과, 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 각 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S114)과, 불량 여부 판단 결과를 좌표 정보에 매칭시켜 저장하는 과정(S115)과, 해당 라인이 n라인 인지를 판단하는 과정(S116)과, 해당 라인이 n라인이 아닌 것으로 판단되면 상기 다음 라인에 조명광을 조사하는 과정(S117)과, S113 내지 S117 과정을 반복하는 과정을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, S100 단계는 다수의 조명을 동시에 점등하여 모든 라인에 대한 조명광을 조사하는 과정(S121)과, 상기 다수의 카메라를 이용하여 제 1 라인의 각 노즐 전기 방사 상태를 초촬영하는 과정(S122)과, 상기 해당 라인 촬영 결과를 모니터링 컴퓨터로 전송 및 디스플레이 화면에 디스플레이하는 과정(S123)과, 상기 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 각 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S124)과, 상기 불량 여부 판단 결과를 좌표 정보에 매칭시켜 저장하는 과정(S125)과, 해당 라인이 n라인 인지를 판단하는 과정(S126)과, 상기 해당 라인이 n라인이 아닌 것으로 판단되면 다음 라인에 대한 전기 방사 상태를 촬영하는 과정(127)과, 상기 S123 내지 S127 과정을 반복하는 과정을 포함하여 구성된다.
또한, 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S114,124)은 상기 디스플레이 결과 작업자가 불량 판단하여 조작 신호를 입력하거나 모니터링 컴퓨터에 저장된 기준 영상과 비교하여 기준 영상과 일치하지 않을 경우 불량 판정할 수 있다.
본 발명의 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법의 일례를 상세하게 설명하면, 제 1 방향의 제 1 라인의 각 노즐에 조명광을 조사하거나, 모든 노즐에 대하여 조명광을 조사한다.
그리고, 다수의 카메라를 통해 제 1 라인에 해당하는 모든 노즐에 대한 전기 방사 상태를 촬영한다.
이때, 제 1 라인과 촬영장치 사이의 거리차가 커서 초점이 잘 맞지 않을 경우, 초점 조절 수단을 이용하여 촬영장치의 거리를 미소 이동시켜 초점을 조절한 후, 다수의 카메라를 이용하여 촬영한다.
그런 다음, 제 1 라인의 노즐의 전기방사 상태 촬영 결과를 모니터링 컴퓨터에 전송하고 그 결과가 디스플레이 화면에 디스플레이 되도록 한다.
그러면, 모니터링 컴퓨터는 제 1 라인에 대한 촬영 영상을 저장하고 불량 여부를 판단하거나, 디스플레이된 화면을 육안 확인한 작업자의 조작 신호 입력에 따라 불량 여부 판단 결과를 해당 노즐의 좌표 정보에 매칭시켜 저장한다.
이어서, 제 1 라인에만 조명광을 조사한 경우 제 1 라인에 조명광을 조사하는 조명을 소등하고 제 2 라인의 조명을 점등하거나, 모든 라인에 대한 조명광을 조사한 경우 그 상태를 유지하고 제 2 라인의 모든 노즐에 대한 전기방사 상태를 다수의 카메라를 이용하여 촬영한다.
그리고, 촬영 영상을 모니터링 컴퓨터에 전송하며 전송된 결과가 디스플레이 되도록 한다.
그리고, 촬영 영상 저장 및 불량 여부 판단과 그 결과를 저장한다.
이와 같이 각 라인별 영상 촬영 및 결과 분석 과정과 같은 일련의 과정을 반복한 후 모든 라인에 대한 촬영이 완료되면 검사를 완료하고, 검사 결과를 디스플레이 한다.
한편, 최종 데이터를 디스플레이하는 단계(S200) 이후에는, 최종 데이터에 따라 노즐 보수 필요 여부를 판단하고 판단 결과에 따라 노즐 보수를 시행한다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 매트릭스 배열되는 다수의 노즐의 측면에 상호 수직하게 배치되는 다수의 조명과 다수의 카메라를 이용하여, 다수의 조명을 점등시키고 해당 라인에 대한 모든 노즐에 대한 전기 방사 상태를 다수의 카메라를 통해 동시에 촬영함으로써, 한 라인에 대한 모니터링이 동시에 가능하도록 하여 모니터링 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 다수의 카메라와 다수의 조명을 이용하여 해당 라인의 모든 노즐에 대한 전기 방사 상태를 촬영함으로써 조명 및 카메라의 이송이 불필요하므로, 시스템을 간소화할 수 있을 뿐만 아니라 장치 이송에 따른 구동 부하를 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 다수의 카메라와 다수의 조명을 이용하여 한 라인에 해당하는 다수의 노즐에 대한 모니터링을 동시에 수행함으로써 전기 방사 과정에서 발생하는 노즐 사이의 전기 방사 간섭 현상을 모니터링 할 수 있는 이점이 있다.
또, 본 발명은 조명으로 가격이 저렴한 엘이디 또는 할로겐 램프를 이용함으로써 기존의 레이저빔 발생 장치를 이용하는 기술 대비 비용 절감을 할 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 (8)

  1. 제 1 방향 및 제 2 방향으로 매트릭스 배열되어 전기 방사에 의해 방사액을 방사시키는 다수의 노즐(11)이 구비된 노즐블록(1)과, 상기 노즐(11)로부터 방사되는 용액이 섬유사 형태로 그 표면에 집적되는 수집기(2)와 상기 노즐(11)과 상기 수집기(2)에 전압을 인가하는 전압 발생장치(3)와, 상기 노즐(11)의 방사 영역 측면에서 상호 수직하게 배열되는 조명 장치(4) 및 촬영장치(5)와, 상기 촬영장치(5)를 통해 촬영된 영상을 통해 노즐(11)의 전기 방사 불량 여부를 분석하고 그 결과에 따라 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터(6)를 포함하는 멀티 전기 방사 모니터링과 보수 장치에 있어서,
    상기 조명장치(4)는 상기 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인의 측부에 구비되는 다수의 조명(41)으로 이루어지고,
    상기 촬영장치(5)는 상기 매트릭스 배열된 다수의 노즐 라인의 전방에 구비되어 제 2 방향으로 배열된 다수의 노즐 라인에 각각 대응되는 다수의 카메라(51)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촬영장치(5)는 제 1 방향의 각 라인별 거리차에 따른 초점 조절을 위하여 전후 방향으로 미소 이동 가능하도록 구비되고 제 2 방향의 각 노즐 전방에 정 렬되도록 좌우 미소 이동 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 조명(41)은 엘이디 또는 할로겐 램프인 것을 특징으로 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 조명(41)은;
    제 1 방향으로 배열된 모든 노즐 라인에 대하여 동시에 조명을 조사하도록 동시에 점등되거나 각 노즐 라인에 선택적으로 조명광을 조사하기 위하여 선택적으로 점소등됨을 특징으로 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치.
  5. 제 1 방향 및 제 2 방향으로 매트릭스 배열되는 다수 노즐의 전기방사 상태를 체크하기 위하여 제 1 방향의 각 노즐 라인에 대응되게 배치된 다수의 조명과 제 2 방향의 각 노즐 라인에 대응되게 배치되는 다수의 카메라를 이용하여 촬영된 영상 또는 작업자의 조작 신호를 통해 노즐의 전기 방사 상태 불량 여부를 분석하며 노즐의 보수 여부를 판단하는 모니터링 컴퓨터를 포함하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 장치를 이용한 모니터링과 보수 방법에 있어서,
    조명장치 및 촬영장치를 구동하여 각 라인의 노즐 전기 방사 상태를 촬영하 고 촬영 결과에 따라 노즐 불량 여부를 판단하는 단계(S100); 및
    상기 노즐 불량 여부 판단 결과를 해당 노즐의 좌표 정보와 매칭시켜 저장 및 디스플레이하는 단계(S200)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 S100 단계는;
    제 1 방향 제 1 라인에 조명광을 조사하는 과정과(S111)과,
    상기 다수의 카메라를 이용하여 제 1 라인의 각 노즐 전기 방사 상태를 촬영하는 과정(S112)과,
    상기 해당 라인 촬영 결과를 모니터링 컴퓨터로 전송 및 디스플레이 화면에 디스플레이하는 과정(S113)과,
    상기 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 각 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S114)과
    상기 불량 여부 판단 결과를 좌표 정보에 매칭시켜 저장하는 과정(S115)과,
    해당 라인이 n라인 인지를 판단하는 과정(S116)과,
    상기 해당 라인이 n라인이 아닌 것으로 판단되면 상기 다음 라인에 조명광을 조사하는 과정(S117)과,
    상기 S113 내지 S117 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 S100 단계는;
    다수의 조명을 동시에 점등하여 모든 라인에 대한 조명광을 조사하는 과정(S121)과,
    상기 다수의 카메라를 이용하여 해당 라인의 각 노즐 전기 방사 상태를 촬영하는 과정(S122)과,
    상기 해당 라인 촬영 결과를 모니터링 컴퓨터로 전송 및 디스플레이 화면에 디스플레이하는 과정(S123)과,
    상기 모니터링 컴퓨터로 전송된 촬영 영상에 따라 각 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S124)과
    상기 불량 여부 판단 결과를 좌표 정보에 매칭시켜 저장하는 과정(S125)과,
    해당 라인이 n라인 인지를 판단하는 과정(S126)과,
    상기 해당 라인이 n라인이 아닌 것으로 판단되면 다음 라인에 대한 전기 방사 상태를 촬영하는 과정(127)과,
    상기 S123 내지 S127 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 노즐 불량 여부를 판단하는 과정(S114,S124)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 멀티 노즐 전기 방사 장치의 모니터링과 보수 방법.
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