KR101150916B1 - 분액 공정 자동화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 사이트글라스의 일 측면에서 혼합 용액에 조명을 발산하는 조명발산부; 사이트글라스의 다른 측면에서 상기 혼합 용액을 투과된 빛의 양을 획득하는 이미지처리부; 상기 조명 빛의 양과 투과된 빛의 양을 이용하여 상기 혼합 용액의 불투명도를 검출하는 제어부;를 포함하는 분액 공정 자동화 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 불투명도를 검출하기 위하여 X, Y축 라인 스캔을 하여 불투명 점유량을 결정하거나 픽셀 단위의 불투명 점유량을 이용하여 결정함으로써 신뢰성있고 현저한 검출 효과를 보유하고 있다.

Description

분액 공정 자동화 시스템{SEPARATORY PROCESS AUTOMATION SYSTEM}

본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 사이트글라스의 일 측면에서 혼합 용액에 조명을 발산하는 조명발산부; 사이트글라스의 다른 측면에서 상기 혼합 용액을 투과된 빛의 양을 획득하는 이미지처리부; 상기 조명 빛의 양과 투과된 빛의 양을 이용하여 상기 혼합 용액의 불투명도를 검출하는 제어부;를 포함하는 분액 공정 자동화 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 불투명도를 검출하기 위하여 X, Y축 라인 스캔을 하여 불투명 점유량을 결정하거나 픽셀 단위의 불투명 점유량을 이용하여 결정함으로써 신뢰성있고 현저한 검출 효과를 보유하고 있다.

일반적으로, 수지를 생산하는 공정에서는 분액 공정이 포함되어 있는데 이 공정에서는 분액수, 중간물 및 수지가 혼합되어 송액된 용액에서 중간물이나 수지를 온전하게 분리하는 작업을 하게 된다.

도 1은 분액 공정에 사용되는 관로 구성의 일 예를 도시한 도면으로서, 혼합된 용액이 송액되고 분리되는 관로, 수지 분리를 위한 밸브(10, 20, 30, 40) 및 혼합 용액의 상태를 육안으로 확인하기 위한 사이트글라스(100, sight glass, 검사유리창)을 포함하고 있다.

종래에는 작업자가 육안으로 사이트글라스(100)를 통해 관로로 송액되는 혼합 용액의 상태를 확인하면서 밸브(10, 20, 30, 40)를 수작업으로 개폐함으로써 분액수, 중간물 및 수지를 분리하는 작업을 수행하였다.

그러나 현재 산업계에서는 수지 생산공정이 대부분 자동화된 중앙 제어 시스템에 의해 구동되므로, 분액 공정에서의 수작업은 전체 수지 공정의 가동 효율 및 생산성을 크게 저하시키는 주요 요인이 되고 있다.

그러므로 송액되는 혼합 용액을 자동으로 분액함으로써, 불량률을 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 자동화 시스템이 절실하다 하겠다.

그런데 분액 공정을 자동화하기 위해서는 혼합 용액의 상태를 정확히 판별하여 밸브를 제어하는 것이 필요한 바, 종래에는 용액의 분류를 위해서 스펙트럼을 이용하는 방식이 일부 활용되어 왔다.

일 예로서, 대한민국 공개특허공보 10-1996-0005089호에는 근적외선 스펙트럼을 활용하는 것이 기재되어 있다.

그러나 상기 종래기술은 복수개의 온도 조건이 필요함은 물론 스펙트럼에 따른 흡광도 연산 등이 수행되므로 기존의 분액 공정 설비에 채용되기에는 한계가 있었다.

따라서 기존 공정 설비에 즉각적으로 채용될 수 있음은 물론 신뢰성 있게 혼합 용액의 상태를 검출하여, 자동으로 밸브를 제어하여 분액할 수 있는 자동화 시스템이 절실하다 하겠다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 기존 공정 설비에 채용될 수 있음은 물론 신뢰성 있게 혼합 용액의 상태를 검출하여, 자동으로 밸브를 제어하여 분액할 수 있는 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 사이트글라스의 일 측면에서 혼합 용액에 조명을 발산하는 조명발산부; 사이트글라스의 다른 측면에서 상기 혼합 용액을 투과된 빛의 양을 획득하는 이미지처리부; 상기 조명 빛의 양과 투과된 빛의 양을 이용하여 상기 혼합 용액의 불투명도를 검출하는 제어부;를 포함하도록 구성된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 불투명도를 검출하는 방식이 X, Y축 라인 스캔을 하여 불투명 점유량을 결정하는 방식인 것을 특징으로 하도록 구성된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 불투명도를 검출하는 방식이 픽셀 단위의 불투명 점유량을 이용하여 결정하는 방식인 것을 특징으로 하도록 구성된다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 밸브부를 추가로 포함하되, 제어부가 불투명도를 검출하여 상기 혼합 용액에 포함된 물질을 분리하고자할 때 상기 밸브부를 개폐하는 것을 특징으로 하도록 구성된다.

본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 기존 공정 설비에 즉각적으로 채용될 수 있음은 물론 신뢰성 있게 혼합 용액의 상태를 검출하여, 자동으로 밸브를 제어하여 분액할 수 있는 현저한 효과가 있다.

본 발명에 따른 분액 공정 자동화 시스템은, 불투명도를 검출하기 위하여 X, Y축 라인 스캔을 하여 불투명 점유량을 결정하거나 픽셀 단위의 불투명 점유량을 이용하여 결정함으로써 신뢰성있고 현저한 검출 효과를 보유하고 있다.

도 1은 분액 공정에 사용되는 관로 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 분액 공정에서 출연하는 용액을 사이트글라스에 투과한 이미지를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템의 주요 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템에서 이미지를 처리하여 불투명도를 검출하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템에서 이미지를 처리하여 불투명도를 검출하는 다른 예를 도시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성 및 방법은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

도 2는 분액 공정에서 출연하는 용액을 사이트글라스에 투과한 이미지를 도시한 도면이다.

먼저, 도 2의 도면은 실제 용액의 상태를 모식도로서 표현한 것일 뿐 이 모식도의 형상에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.

수지의 분액 공정에서는 분액수, 중간물 및 수지가 혼합되어 송액되는 것을 분리하는 것으로서, 최초에는 분액수, 분액수 및 중간물의 혼합 용액, 중간물, 수지 등의 차례로 송액된다.

따라서 용액 물질의 특성에 따라 투과 이미지가 달라지는데 특히 불투명도가 변화됨을 알 수 있다.

설계조건에 따라, 본 발명의 시스템은 여러 종류의 수지 분액 공정에 사용될 수 있으나, 바람직하게 에폭시 수지의 PSL-Plant 분액 공정에 채용된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템의 주요 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템의 일 예를 도시한 도면이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템은 기존 공정 설비에 즉각 채용될 수 있음은 물론 자동 또는 수동/자동 겸용 밸브의 채용 등과 같은 설비의 일부를 변경하여 채용될 수 있다는 것을 밝혀둔다.

본 발명의 실시예에 따른 분액 공정 자동화 시스템은 조명발산부(200), 영상획득부(300), 제어부(400) 및 밸브부(500)를 포함하고, 제어부(400)는 디스플레이부, 이미지처리부, 신호전송부 및 조명제어부를 포함하도록 구성된다.

조명발산부(200)는 사이트글라스(100)의 일 측면을 통해 조명을 발산함으로써 제어부(400)의 이미지처리부에서 혼합 용액의 불투명도를 정확히 판별하도록 한다.

바람직하게, 조명발산부(200)는 LED 광원 및 필터 등을 포함하여여 구성될 수 있으며, 광원의 휘도 및 필터 종류 등은 다양하게 설계되어 채용될 수 있음은 물론이다.

영상획득부(300)는 사이트글라스(100)의 다른 측면에 구비되어, 혼합 용액의 이미지 영상을 획득하는 기능을 수행한다.

바람직하게, 영상획득부(300)는 카메라 및 필터 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 카메라, 렌즈의 종류 및 필터 종류 등은 다양하게 설계되어 채용될 수 있음은 물론이다.

제어부(400)는 조명발산부(200) 및 영상획득부(300)를 제어하여 혼합 용액의 이미지 영상을 획득함은 물론 이미지를 처리하여 혼합 용액의 불투명도를 판별하여 밸브부(500)를 제어함으로써 용액을 자동으로 분리하는 기능을 수행한다.

디스플레이부는 이미지 영상을 표시하고, 분액 공정을 총괄하여 모니터링할 수 있는 모니터 등을 포함하도록 구성된다.

이미지처리부는 영상센서 및 연산모듈을 포함하도록 구성되는데, 영상센서는 조명발산부(200)에서 발산되는 빛의 양과 사이트글라스에 투과된 빛의 양을 획득하게 된다.

또한 연산모듈은 혼합 용액의 불투명도를 검출하기 위해서 영상센서에서 획득된 빛의 양을 이용하여 점유량을 연산함으로써 불투명도를 검출하게 된다.

신호전송부는 이미지처리부에서 연산된 불투명도에 따라 밸브를 제어할 필요가 있으면 밸브부(500)로 신호를 전송하여 밸브의 개폐를 제어하는 기능을 수행한다.

또한 수지 공정 전체 시스템과 연동하여 분액 공정이 개시되거나 또는 조명발산부(200) 및 영상획득부(300)를 개별적으로/동시에 제어할 필요가 있을 때는 신호를 전송하여, 조명발산부(200) 및 영상획득부(300)를 제어하게 된다.

조명제어부는 신호전송부의 기능 이외에 조명발산부(200)의 기능을 제어할 필요가 있을 때 역할을 수행하는 구성이다.

설계조건에 따라서, 조명제어부가 조명발산부(200)의 트리거 신호를 담당하거나 또는 휘도 등을 조정하는 역할을 수행하게 할 수 있음은 물론이다.

밸브부(500)는 신호전송부의 제어를 받아 개폐되는 복수 개의 밸브를 포함하며, 각 밸브는 자동 또는 수동/자동 겸용 밸브로 채용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템에서 이미지를 처리하여 불투명도를 검출하는 일 예를 도시한 도면이다.

제어부(400)에 포함된 이미지처리부는 도 5와 같이 X, Y 축 라인스캔(LINE SCAN)을 통해 점유량을 분석함으로써 불투명도를 검출할 수 있다.

구체적으로 보면, Y축 1개의 라인에 대한 X축 스캔을 통해서 빛의 불투명 점유량을 분석하는데, X축 m 개의 라인에 대해 미리 정해놓은 기준에 따라 점유량을 설정한다.

그 후에는 결과값의 평균을 구하게 되는데, 이러한 과정을 Y 축 n개 라인에 대해 반복함으로써, 현재 프레임에 대한 불투명 점유량을 연산하게 되고, 이를 이용하여 용액의 불투명도를 검출하게 되는 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동화 시스템에서 이미지를 처리하여 불투명도를 검출하는 다른 예를 도시한 도면이다.

제어부(400)에 포함된 이미지처리부는 도 6과 같이 n*m의 픽셀 모음으로 구성된 매트릭스 점유량을 분석함으로써 불투명도를 검출할 수 있다.

구체적으로 보면, 픽셀 단위에 대해 미리 정해놓은 기준에 따라 점유량을 설정한다.

그 후에는 n*m 픽셀 모음의 매트릭스 점유량을 분석하고, 이를 반복함으로써, 용액의 불투명도를 검출하게 되는 것이다.

도 6을 참조해 보면, 픽셀 단위의 점유량 기준이 4단계로 구분되고, 2*2 매트릭스를 설정한 예가 도시되어 있다.

설계조건에 따라, X,Y 축 라인스캔 방식과 매트릭스 방식이 적절하게 채용될 수 있는 것은 물론이며, X, Y축 라인의 개수 또는 매트릭스를 구성하는 픽셀 개수 또는 점유량을 판단하는 기준 등은 변경될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기에서 도 1 내지 도 6을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 6 구성 및 기능에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

10, 20, 30, 40 : 밸브
100 : 사이트글라스
200 : 조명발산부
300 : 영상획득부
400 : 제어부
500 : 밸브부

Claims (5)

1. 사이트글라스의 일 측면에서 혼합 용액에 조명을 발산하는 조명발산부;
   사이트글라스의 다른 측면에서 상기 혼합 용액을 투과된 빛의 양을 획득하는 이미지처리부;를 포함하는 분액 공정 자동화 시스템에 있어서,
   상기 조명 빛의 양과 투과된 빛의 양을 이용하여 상기 혼합 용액의 불투명도를 검출하는 제어부;
   상기 제어부가 불투명도를 검출하여 상기 혼합 용액에 포함된 물질을 분리하기 위하여 개폐하는 밸브부;를 추가로 포함하되,
   상기 혼합용액은, 분액수, 중간물 및 수지가 차례대로 수송되되 뒤에 나오는 물질의 점유량이 높아지면서 수송되는 혼합 용액이며,
   상기 불투명도를 검출하는 방식은 X, Y축 라인 스캔 또는 픽셀 매트릭스 단위의 점유량을 이용하여 결정하는 방식인 것을 특징으로 하는 분액 공정 자동화 시스템.
   
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