KR101170010B1 - 분말 계량방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

분말 계량방법 및 그 장치가 개시된다. 본 발명의 분말 계량방법은, 분말을 토출하는 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 회당 토출량(a₀)과 목표 계량값(T)을 비교하고, 비교 결과 목표 계량값(T)이 더 크면, 가장 큰 회당 토출량에 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 1회 토출하며, 및 토출한 이후, 다음의 수식 목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 수식을 만족할 때까지 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출한다. 이에 의해, 분말에 대한 목표 계량값(T)을 허용 편차(d) 내에서 계량함에 있어 계량 횟수나 시간을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 정밀도 또는 계량 총량을 동시에 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 결과값의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

분말, 계량, 장치

Description

분말 계량방법 및 그 장치{Method and apparatus for measuring powder}

본 발명은, 분말 계량방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 분말에 대한 목표 계량값(T)을 허용 편차(d) 내에서 계량함에 있어 계량 횟수나 시간을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 정밀도 또는 계량 총량을 동시에 만족시킬 고 결과값의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 분말 계량방법 및 그 장치에 관한 것이다.

산업 전반에 걸쳐 사용되는 다양한 분말, 예컨대 화학 약품, 비료, 실험용 파우더, 약제 등은 최종 생산물의 조건에 맞게 계량되어 사용된다.

사용처와 용도에 따라 계량의 정밀도가 달라지기는 하겠지만 목표로 하는 계량값(T)을 편차가 전혀 없이 계량하기는 어려우며, 일반적으로 소정의 편차 범위에서 목표 량을 계량할 것이다.

예를 들면, 목표 계량값이 'T'이고, 허용 편차를 'd'라고 하면, 목표 계량값(T)에서 허용 편차(d)를 뺀 (T - d)값이 허용 최소 계량값이 될 것이고, 목표 계량값(T)에서 허용 편차(d)를 더한 (T + d)값이 허용 최대 계량값이 될 것이며, 이들 값의 범위 조건 내에 들어오면 원하는 계량이 이루어진 것으로 판단한다.

종래의 대부분의 분말 계량장치는 이처럼 소정의 편차를 허용하는 것을 전제 로 사용되고 있는데, 만약 목표 계량값(T)이 허용 편차(d)에 비해 지나치게 큰 경우라면 종래의 분말 계량장치를 사용하여 계량하는 것이 어려운 문제가 있다.

예를 들어, 10g을 계량해야 하는데, 편차가 0.00001g 이하여야 하고, 이 편차의 유지가 가능한 일반적인 계량장치의 계량 총량이 0.01g이라면 총 1000번을 반복해야 할 것인데, 이러한 계량 작업을 스푼(spoon)에 의한 정밀 상기로 실행하기는 사실상 불가능하며, 설사 기존의 계량장치를 일부 이용한다 하더라도 그 정밀도 또는 계량 총량에 있어서의 신뢰성이 떨어질 수밖에 없으므로 이에 대한 개선된 계량방법 및 그 장치가 요구된다.

본 발명의 목적은, 분말에 대한 목표 계량값(T)을 허용 편차(d) 내에서 계량함에 있어 계량 횟수나 시간을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 정밀도 또는 계량 총량을 동시에 만족시킬 수 있고 결과값의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 분말 계량방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 분말을 각각 토출하는 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)(여기서, n 은 1 이상의 자연수임); 상기 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)로부터 토출되는 분말의 량을 측정하는 저울; 및 상기 저울에 의해 측정된 값에 기초하여, 상기 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)의 토출동작을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 회당 토출량(a₀ ~ a_n)이 기설정되어 있으며,

상기 제어부는, 기설정된 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 회당 토출량(a₀)과 목표 계량값(T)을 비교하고, 비교 결과 목표 계량값(T)이 더 크면, 상기 가장 큰 회당 토출량이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제1분말 토출 유닛')이 분말을 1회 토출하도록 제어하며, 상기 제어부는 다음의 제1수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀

을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치에 의해 달성될 수 있다.

한편, 상기 제어부는 제1수식을 만족하는 경우, 다음의 제2수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값> a₁

을 만족하는 경우에, 다음의 제3수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₁ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제3수식을 만족할 때까지 a₁이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제2분말 토출 유닛')이 분말을 토출하도록 제어하며, 여기서, a₁은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 제3수식을 만족하는 경우, 다음의 제4수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값> a₂ 을 만족하는 경우에,

다음의 제5수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₂ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제5수식을 만족할 때까지 a₂이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제3분말 토출 유닛')이 분말을 토출하도록 제어하며, 여기서, a₂은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 세번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어부는, 다음의 종료 수식

(목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값)의 절대 값≤ a_n/2 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 종료 수식을 만족할 때까지 a_n이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제n분말 토출 유닛')이 분말을 토출하도록 제어하고, 만약 상기 종료 수식을 만족하면 분말의 계량을 종료하며, 여기서, a_n은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 작은 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 기설정된 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 회당 토출량(a₀)과 목표 계량값(T)을 비교한 결과 목표 계량값(T)이 회당 토출량 a₀와 같거나 그보다 더 작으면, 기설정된 토출량들(a₁ ~ a_n) 중에서 목표 계량값(T)보다 작거 나 같은 토출량을 찾고, 만약 찾은 토출량이 a_m 이라면, 다음의 제m수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a_m 을 만족할 때까지 a_m 이 대응된 분말 토출 유닛을 제어하여 분말을 토출하도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적은, 분말을 각각 토출하는 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)(여기서, n 은 1 이상의 자연수임); 상기 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)로부터 토출되는 분말의 량을 측정하는 저울; 및 상기 저울에 의해 측정된 값에 기초하여, 상기 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)의 토출동작을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 회당 토출량(a₀ ~ a_n)이 기설정되어 있으며, 상기 제어부는, 기설정된 토출량들(a₀ ~ a_n)과 목표 계량값(T)를 비교하여, 다음의 조건들

i) a₀ < T

ii) a_{m +1} < T ≤ a_m

iii) T ≤ a_n

중 어느 조건을 만족하는지를 판단하고, 여기서, a₀는 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 토출량이고, a_n 은 가장 작은 토출량이며, a_m은 a₀와 a_n사이의 임의의 토출량이며, 만약 상기 i) 조건을 만족하면, 상기 가장 큰 회당 토출량을 가지는 분말 토출 유닛이 분말을 1회 토출하도록 제어하며,

상기 제어부는 다음의 제1수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치에 의해 달성될 수 있다.

한편, 상기 제어부는 제1수식을 만족하는 경우, 다음의 제2수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₁ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제2수식을 만족할 때까지 a₁이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며, 여기서, a₁은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 만약 상기 ii) 조건을 만족하면, 다음의 제m수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a_{m +1} 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제m수식을 만족할 때까지 a_{m +1}이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 m 수식을 만족하는 경우, 다음의 m+1 수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a_{m +2}

을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제m+1수식을 만족할 때까지 a_{m + 2}이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며, 여기서 a_{m + 2}은 a_{m +1} 보다 적은 값인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어부는, 상기 m이 n과 일치하는 경우, 다음의 종료 수식

(목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값)의 절대 값≤ a_n/2 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 종료 수식을 만족할 때까지 a_n이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며, 만약 상기 종료 수식을 만족하면 분말의 계량을 종료하며, 여기서, a_n은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 작은 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 만약 상기 iii) 조건을 만족하면, 다음의 종료 수식

(목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값)의 절대 값≤ a_n/2

을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 종료 수식을 만족할 때까지 a_n이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며, 만약 상기 종료 수식을 만족하면 분말의 계량을 종료하며, 여기서, a_n은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 작은 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적은, 분말을 토출하는 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 회당 토출량(a₀)과 목표 계량값(T)을 비교하는 단계; 비교 결과 목표 계량값(T)이 더 크면, 상기 가장 큰 회당 토출량에 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제1분말 토출 유닛')이 분말을 1회 토출하는 단계; 및 상기 2단계 이후, 다음의 제1수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만약 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 계량 방법에 의해서 달성될 수 있다.

한편, 상기 제1수식을 만족하는 경우, 다음의 제2수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값> a₁ 을 만족하는 경우에, 다음의 제3수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₁ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제3수식을 만족할 때까지 a₁에 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제2분말 토출 유닛')이 분말을 토출하는 단계;를 더 포함하며, 여기서, a₁은 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두 번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적은, 분말을 토출하는 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 회당 토출량들(a₀ ~ a_n)과 목표 계량값(T)를 비교하여, 다음의 조건들

i) a₀ < T

ii) a_{m +1} < T ≤ a_m

iii) T ≤ a_n

중 어느 조건을 만족하는지를 판단하는 단계; 만약 상기 i) 조건을 만족하면, 상기 a₀ 에 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제1분말 토출 유닛')이 분말을 1회 토출하는 단계; 및 상기 분말이 토출된 이후, 다음의 제1수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀

을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하는 단계;를 포함하며, 여기서, a₀는 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 토출량이고, a_n 은 가장 작은 토출량이고, a_m은 a₀와 a_n사이의 임의의 토출량인 것을 특징으로 하는 분말 계량 방법에 의해 달성될 수 있다.

또한, 상기 제1수식을 만족하는 경우, 다음의 제2수식

목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₁ 을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제2수식을 만족할 때까지 a₁을 토출하는 분말 토출 유닛이 분말을 토출하는 단계;를 더 포함하며, 여기서, a₁은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 목적은, 상술한 분말 계량 장치들 하나에 있어서, 상기 분말 토출유닛들 중 적어도 하나는, 진동부; 분말을 수용하는 통형상의 노즐본체; 및 상기 통형상의 노즐본체의 일단에 연결되어, 상기 노즐본체로부터 분말을 공급받아서 수용하는 버퍼;를 포함하며, 상기 진동부에 의해 진동이 발생되면 상기 버퍼에 수용되던 분말이 낙하되는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치에 의해서 달성될 수 있다.

또한, 상기 버퍼는, 세관형으로 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 버퍼는, 상기 노즐본체의 일단과 이격되고 상기 노즐본체의 이격된 일단으로부터 낙하되는 분말을 수용하도록 위치되고, 분말을 수용할 수 있는 형상을 가지고 있으며, 상기 진동부에 의해 진동이 발생되면 상기 버퍼에 수용되던 분말이 낙하되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 버퍼는, 상기 노즐 본체의 이격된 일단으로부터 낙하되는 분말을 수용하는 면이 경사진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 분말에 대한 목표 계량값(T)을 허용 편차(d) 내에서 계량함에 있어 계량 횟수나 시간을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 정밀도 또는 계량 총량을 동시에 만족시킬 수 있고, 결과값의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도 로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 계량장치의 개략적인 구성도이고, 도 5은 분말 토출유닛의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 분말 계량장치는, 계량된 만큼의 분말을 토출시키는 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n), 분말의 중량을 측정하는 저울(120), 그리고 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 및 저울(120)과 연결되어 이들을 제어하는 제어부(130)를 포함한다.

본 실시예에서 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)은 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)으로부터 n 번째 분말 토출유닛(A_n)으로 각각 독립적으로 마련될 수 있다. 즉 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)은 각각이 개별적인 장치로서 제어부(130)에 의해 그 동작이 제어된다.

다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 모두는, 도 5에 도시된 바와 같이, 유닛 본체(111)와, 유닛 본체(111)의 일측에 형성되어 유닛 본체(111) 내로 분말을 제공하는 호퍼(112)와, 유닛 본체(111)의 타측에 형성되어 분말을 저울(120)로 토출시키 는 노즐부(113)를 구비하는 믹서 구조가 될 수 있다.

유닛 본체(111)의 내부에는 호퍼(112) 쪽에서 제공되는 분말을 노즐부(113) 쪽으로 안내하는 스크루(114)가 모터(115)에 의해 회전 가능하게 장착될 수 있다.

그리고 노즐부(113)에는 노즐부(113) 영역에 진동을 부여하는 진동부(116)가 마련될 수 있다. 진동부(116)로는 초음파 진동센서가 적용될 수 있다.

만약, 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)들이 도 5과 같은 구조를 갖는 경우에는, 모터(115)에 따른 스크루(114)의 회전수 및 회전속도, 혹은 진동부(116)의 진동횟수 및 진동시간을 효과적으로 관리하면서 제어할 수 있기 때문에, 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)들로부터 토출되는 분말의 토출량을 조절하기가 수월해지는 이점이 있다.

도 1의 경우, 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)들은 모두가 독립된 상태로 마련되어 개별 동작되는 것으로 설명되었지만, 이러한 구성은 예시적인 것이므로 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따르면, 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)들, 즉 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)으로부터 n 번째 분말 토출유닛(A_n)까지 각각 1회 토출되는 분말의 토출량, 특히 1회 최대 계량값은 서로 다르다.

부언하면, 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)에 의해 1회 토출되는 분말의 1회 최대 토출량(a₀)으로부터 n 번째 분말 토출유닛(A_n)에 의해 1회 토출되는 분말의 1회 최 대 토출량(a_n)의 관계는,

의 조건을 가질 수 있다. 이때, n 번째 분말 토출유닛(A_n)의 1회 최대 토출량(a_n)은 a_n ≤ 2d를 만족해야 한다.

여기서, T는 목적으로 하는 총 계량값, 다시 말해 목표 계량값을 가리키며, d는 목적으로 하는 편차, 다시 말해 허용 편차를 가리킨다. 전술한 바와 같이, 목표 계량값(T)을 오차범위 없이 정확하게 계량할 수는 없기 때문에 허용 편차(d)가 존재하게 된다. 이때, 목표 계량값(T)에서 허용 편차(d)를 뺀 (T - d)값이 허용 최소 계량값이 될 것이고, 목표 계량값(T)에서 허용 편차(d)를 더한 (T + d)값이 허용 최대 계량값이 될 것이며, 이들 값의 범위 조건 내에 들어오면 계량이 정확하게 이루어진 것이라 볼 수 있다.

그리고 도 1에 도시된 N_n은 n 번째 분말 토출유닛(A_n) 반복 횟수(또는 시간)를 가리킨다. 반복 횟수는 1회, 2회, 3회 등 자연수로 정해질 수 있고, 반복 시간은 필요에 따라 초 단위, 혹은 분 단위로 정해질 수 있다.

저울(120)은 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)으로부터 계량된 만큼 토출된 분말의 중량을 측정하는 역할을 한다. 미세 단위까지 측정해야 하므로 전자식 정밀 저울이 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 후술하는 바와 같이 제1동작 모드, 제2동작 모드, 또는 제3동작 모드에서 동작할 수 있다. 여기서, 제1동작 모드는, 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)들 각각으로부터 1토출되는 회당 최대 토출량을 모르는 경우의 동작 모드이고, 제2동작 모드와 제3동작 모드는 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n)들 각각으로부터 1회 토출되는 1회 최대 토출량을 테스트 또는 계산에 의해서 미리 알고 있는 경우의 동작 모드이다. 이하에서, 이들 동작 모드들에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

A. 제1동작 모드

제어부(130)는, 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)의 1회 최대 토출량(a₀)을 측정한 후에, 목표 계량값(T)에서 1회 최대 토출량(a₀)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₀) 이하인지 여부를 판단하고, 목표 계량값(T)에서 1회 최대 토출량(a₀)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₀) 이하이면, 목표 계량값(T)에서 계량되고 남은 나머지 양(Tn)을 기준으로 하여 1회 최대 토출량(a_n)이 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)의 1회 최대 토출량(a₀)보다 적은 n(n은 자연수임) 번째 분말 토출유닛(A_n)의 1회 동작에 따른 1회 최대 토출량(a_n)을 측정하고, 나머지 양(Tn)에서 1회 최대 토출량(a_n)을 뺀 절대값이 1회 최대 토출량(a_n)의 1/2 값 이하인지 여부를 판단하도록 제어한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 분말 계량방법의 플로차트이다. 이하에서, 도 2를 참조하여 제어부(130)의 제1동작 모드에 대하여 상세히 설명하기에 앞서, 도면의 참조 없이 수식을 바탕으로 개략적으로 먼저 설명하기로 한다.

계량 작업이 개시되면, 우선, 목표 계량값(T)이

을 만족하도록 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)을 이용하여 최대 N₀만큼 계량한다.

다음, 두 번째 분말 토출유닛(A₁)을 이용하여 목표 계량값(T)에서 그 다음 남은 나머지 양(T1)이

을 만족하도록 두 번째 분말 토출유닛(A₁)을 최대 N₁만큼 계량한다. 그런 다음에, 세 번째 분말 토출유닛(A₂)을 이용하여 그 다음 남은 나머지 양(T2)이

을 만족하도록 세 번째 분말 토출유닛(A₂)을 최대 N₂만큼 계량한다. 이를 순차적으로 반복한다.

다음, n 번째 분말 토출유닛(A_n)을 이용하여 그 다음 남은 나머지 양(Tn)이

을 만족하도록 n 번째 분말 토출유닛(A_n)을 최대 N_n만큼 계량한다.

그리고 나서 남은 나머지 양(T_n+1)이 아래의 제1 조건이라면 n 번째 분말 토출유닛(A_n)을 1회 더 추가하고, 아래의 제2 조건이라면 계량 과정을 완료한다.

- 제1 조건 ;

- 제2 조건 ;

이 과정이 모두 완료되고 나서 상기 과정들에서 계량된 값들을 모두 더하면,

의 조건 내에 들어오게 된다.

여기서,

T1은,

T2는,

Tn은,

Tn+1은,

이다.

한편, 제어부(130)의 동작을 결부시켜 본 실시예의 분말 토출방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

개량 작업이 개시되면 우선 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)을 1회 혹은 1 사이클 동작시킨다(S11). 그러면, 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)으로부터 1회 최대 토출량(a₀)만큼의 분말이 토출되어 저울(120)로 올려져 측정된다(S12). 측정된 값은 제어부(130)로 전송되며, 제어부(130)는 목표 계량값(T)에서 1회 최대 토출량(a₀)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₀) 이하인지 여부를 판단한다(S13).

판단 결과, 목표 계량값(T)에서 1회 최대 토출량(a₀)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₀)을 초과하면 S11 단계로 피드백되어 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)을 2회, 3 회,,, n회 동작시키면서 목표 계량값(T)에서 1회 최대 토출량(a₀)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₀) 이하인지 여부를 판단한다.

다음, 목표 계량값(T)에서 1회 최대 토출량(a₀)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₀) 이하이면, 목표 계량값(T)에서 계량되고 남은 나머지 양(T1)을 기준으로 하여 1회 최대 토출량(a₁)이 첫 번째 분말 토출유닛(A₀)의 1회 최대 토출량(a₀)보다 적은 두 번째 분말 토출유닛(A₁)을 1회 혹은 1 사이클 동작시킨다(S21).

이후, 두 번째 분말 토출유닛(A₁)으로부터 1회 최대 토출량(a₁)만큼의 분말이 토출되어 저울(120)로 올려져 측정된다(S22). 측정된 값은 역시 제어부(130)로 전송되며, 제어부(130)는 나머지 양(T1)에서 두 번째 분말 토출유닛(A₁)으로부터의 1회 최대 토출량(a₁)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₁) 이하인지 여부를 판단한다(S23).

판단 결과, 나머지 양(T1)에서 두 번째 분말 토출유닛(A₁)으로부터의 1회 최대 토출량(a₁)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₁) 초과이면 S21 단계로 피드백되어 두 번째 분말 토출유닛(A₁)을 2회, 3회,,, n회 동작시키면서 나머지 양(T1)에서 두 번째 분말 토출유닛(A₁)으로부터의 1회 최대 토출량(a₁)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₁) 이하인지 여부를 판단한다(S23).

만약, 나머지 양(T1)에서 두 번째 분말 토출유닛(A₁)으로부터의 1회 최대 토출량(a₁)을 뺀 값이 1회 최대 토출량(a₁) 이하이면 이러한 과정 또는 단계를 n 번째 분말 토출유닛(A_n)까지 동일한 방식으로 진행한다.

n 번째 분말 토출유닛(A_n)의 동작에 이르러, 전단계에서 계량되고 남은 나머지 양(Tn)을 기준으로 하여 1회 최대 토출량(a_n)이 전단계 분말 토출유닛(A_0-1)의 1회 최대 토출량(a₀)보다 적은 n 번째 분말 토출유닛(A_n)의 1회 동작에 따른(S31) 1회 최대 토출량(a_n)을 측정한다(S32).

이후, 제어부(130)는 나머지 양(Tn)에서 1회 최대 토출량(a_n)을 뺀 절대값이 1회 최대 토출량(a_n)의 1/2 값 이하인지 여부를 판단한다(S33).

판단 결과, 나머지 양(Tn)에서 1회 최대 토출량(a_n)을 뺀 절대값이 1회 최대 토출량(a_n)의 1/2 값 이하이면 계량 작업을 완료하고, 나머지 양(Tn)에서 1회 최대 토출량(a_n)을 뺀 절대값이 1회 최대 토출량(a_n)의 1/2 값을 초과하면 전단계를 한 번 더 진행하도록 제어하게 된다. 한편, S33 단계에 표시된 수식을 설명의 편의를 위해서 종료 수식이라고 종종 언급하기로 한다.

B. 제2동작 모드

제어부(130)가 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n의 값들을 테스트나 계산에 의해서 미리 알고 있는 경우이다. 여기서, a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n의 값들은 제어부(130)에 의해 미리 내장되어 있거나 또는 별도로 마련된 저장부(미도시)에 저장되어 있을 수 있다. 제2동작 모드에서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n의 값들은 분말 토출 유닛들의 허용 편차를 고려하여 실제로 분말 토출 유닛들이 회당 최대로 토출하는 량보다 조금 더 큰 값으로 설정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 분말 계량방법의 플로차트이다. 도 3을 참조하여, 제어부(130)의 제2동작 모드에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

외부로부터 목표 값(T)을 입력받으면(S311), 제어부(130)는 목표 값(T)이 기저장된 a₀ 값보다 큰지 여부를 판단한다(S313). 여기서, a₀는 상술한 바와 같이 테스트나 계산에 의해서 미리 산출된 값으로서, 토출유닛 A0가 회당 토출 하는 최대량이다.

바람직하게는, 토출유닛 A₀의 1회당 최대 토출량(a₀)은 오차를 고려하여 실제로 측정되거나 테스트 된 값보다 크게 설정된다. 마찬가지로, 제2동작 모드와 제3동작 모드에서 a₁, a₂, a₃, ... a_n의 값들은 모두, 오차를 고려하여 실제 측정되거나 테스트된 값들보다 크게 설정되어 저장된다.

S313 단계에서의 판단결과 목표 값(T)이 기저장된 a₀ 보다 큰 경우(S313: Y), 토출 유닛(A₀)이 분말을 1회 토출하고, 저울(120)이 그 값을 측정한다(S315). 계속하여, 제어부(130)는 T- (저울에 의해 측정된 값)으로 계산된 값이 a₀보다 적거나 같으면(S317: Y), 후술하는 S319 단계를 수행하고, T- (저울에 의해 측정된 값)으로 계산된 값이 a₀보다 크면(S317: N), S315 단계부터 다시 수행한다.

한편, S313 단계에서 목표 값(T)이 기저장된 a₀ 보다 작거나 같은 경우, 후술하는 S319 단계를 수행한다.

S319 단계에서, 제어부(130)는 T- (저울에 의해 측정된 값)으로 계산된 값이 a1보다 큰지 여부를 판단하고, 판단결과 그 값이 a₁보다 크면(S319: Y) 토출 유닛(A1)이 분말을 1회 토출하고, 저울(120)이 그 값을 측정한다(S321). 한편, S319 단계에서 T- (저울에 의해 측정된 값)으로 계산된 값이 a₁보다 작거나 같으면(S319: N), S323 단계 이후 동작(미 도시)을 수행한다.

S323 단계에서, 제어부(130)는 T- (저울에 의해 측정된 값)으로 계산된 값이 a1보다 큰지 여부를 판단하고, 판단결과 그 값이 a₁보다 크면(S323: Y) 토출 유닛(A1)이 분말을 1회 토출하고, 저울(120)이 그 값을 측정한다. 한편, S323 단계에서의 판단결과 T- (저울에 의해 측정된 값)으로 계산된 값이 a₁보다 크면(S323: N), S321 단계부터 다시 수행한다.

S323 단계 이후의 동작들은 생략되었으나 위에서 설명한 방법과 같은 방식으로 순차적으로 수행되므로 본 발명이 속하는 기술분야에 속하는 자라면 쉽게 S323 단계 이후의 단계들을 수행할 수 있을 것이다.

종국적으로, An 토출 유닛에 의해 분말이 토출되고, 저울(120)이 그 값을 측정하고(S325), T-(저울에 의해 측정된 값)의 절대값이 a_n/2 값보다 작을 때까지 순환 반복된다.

이와 같이 제2동작 모드에서는, 목표 값(T)에 따라서 사용할 토출 유닛을 바로 선택하여 동작시킬 수 있으므로 빠른 시간 내에 분말을 계량할 수 있게 된다.

C. 제3동작 모드

제3동작 모드는, 제2동작 모드와 마찬가지로, 제어부(130)가 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n의 값들을 테스트나 계산에 의해서 미리 알고 있는 경우의 동작 모드이다. 제3동작 모드에서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n의 값들은 분말 토출 유닛들의 허용 편차를 고려하여 실제로 분말 토출 유닛들이 회당 최대로 토출하는 량보다 조금 더 큰 값으로 설정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 분말 계량방법의 플로차트이다. 도 4를 참조하여, 제어부(130)의 제3동작 모드에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

외부로부터 목표 값(T)을 입력받으면(S411), 제어부(130)는 목표 값(T)과, 기저장된 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n 값들을 비교하여 목표 값(T)이 다음 중 어느 구간에 해당하는지를 판단한다(s413).

i) a₀ < T

ii) a_{m +1} < T ≤ a_m

iii) T ≤ a_n

여기서, m은 0, 1, 2, ... n-1 중의 어느 하나의 값이다.

예를 들면, S413 단계는, 입력 받은 목표 값(T)이 다음의 어느 구간들 중에서 어느 구간에 해당하는지를 찾는 동작이다.

구간 1	a0 < T
구간 2	a1 < T ≤ a0
구간 3	a2 < T ≤ a1
.	.
.	.
.	.
구간 n	an < T ≤ an -1

S413의 판단 결과, i) a₀ < T 에 해당하면 도 3의 S315 단계부터 수행하며(S433), S413의 판단 결과, ii) a_{m +1} < T ≤ a_m 에 해당하면 후술하는 S413 내지 S431의 동작을 수행하며, S413의 판단결과, iii) T ≤ a_n 에 해당하면 후술하는 S427 내지 S431의 동작을 수행한다.

i) a₀ < T 에 해당하는 경우는, 도 3의 설명과 중복되므로 생략하기로 하고, ii) a_{m +1} < T ≤ a_m 에 해당하는 경우를 위주로 설명하기로 한다.

제어부(130)는 S413에서 찾은 a_{m +1} 값에 대응되는 토출 유닛 A_{m +1}을 동작시켜서 토출 동작을 1회 수행토록 한다(S415).

저울(120)은 토출된 분말의 양을 측정하며(S417), 측정된 값에 기초하여 제어부(130)는 (T - 저울 측정값)< a_{m +1} 을 만족하는지 여부를 판단한다(S419). 제어부(130)는 S419 판단결과 (T - 저울 측정값)< a_{m +1} 을 만족하면(S419: Y), S421 단계를 수행하며, 만족하지 못하면(S419: N) 다시 S415 동작을 수행한다.

S421 단계에서, 제어부(130)는 토출 유닛 A_{m +1}을 제어하여 분말을 1회 토출토록 하며, 저울(120)은 그동안 총 토출된 분말의 양을 측정한다(S423). 제어부(130)는 S423에서 측정된 값에 기초하여, (T - 저울 측정값)< a_{m +2} 를 만족하는지 여부를 판단한다(S425). S425 판단결과 만족하면(S425:Y) S425 단계 이후의 동작을 수행하며, 만족하지 못하면(S425: N) 다시 S421 동작을 수행한다.

S425 단계 이후의 동작들은 생략되었으나 위에서 설명한 방법과 같은 방식으로 순차적으로 수행되므로 본 발명이 속하는 기술분야에 속하는 자라면 쉽게 S425 단계 이후의 단계들을 수행할 수 있을 것이다.

종국적으로, An 토출 유닛에 의해 분말이 토출되고, 저울(120)이 그 값을 측정하고(S325), T-(저울에 의해 측정된 값)의 절대값이 a_n/2 값보다 작을 때까지 순환 반복된다.

한편, S413의 판단결과, iii) T ≤ a_n 에 해당하면 상술한 S427 내지 S431의 동작을 수행한다.

이와 같이 제3동작 모드에서는, 목표값(T)에 따라서 사용할 토출 유닛을 바로 선택하여 동작시킬 수 있으므로 빠른 시간 내에 분말을 계량할 수 있게 된다.

이상과 같이 상술한 방법으로 분말에 대해 계량을 진행하게 되면, 분말에 대한 목표 계량값(T)을 허용 편차(d) 내에서 계량함에 있어 계량 횟수나 시간을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 정밀도 또는 계량 총량을 동시에 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 결과값의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분말 계량장치의 개략적인 사시도이고, 도 7는 도 6의 요부 확대도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 분말 계량장치 역시, 계량된 만큼의 분말을 토출시키는 다수의 분말 토출유닛(211,212)과, 분말의 중량을 측정하는 저울(220), 다수의 분말 토출유닛(211,212) 및 저울(220)과 연결되어 이들을 제어하는 제어부(미도시), 그리고 장치본체(200)를 포함한다.

장치본체(200)는 장치의 외관을 형성하는 부분으로서 제1 및 제2 분말 토출유닛(211,212)과 저울(220)을 지지한다. 장치본체(200)의 일측에는 다수의 제어 버튼(201)이, 그리고 타측에는 디스플레이(202)가 구비될 수 있다.

다수의 분말 토출유닛(211,212)은 계량된 만큼의 분말을 저울(220)로 토출시키는 부분이다. 본 실시예의 도면에는 편의상 2개의 제1 및 제2 분말 토출유닛(211,212)이 개시되어 있으나 이들의 개수는 더 많을 수도 있다.

전술한 실시예의 경우, 다수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각이 독립된 상태로 마련되어 개별 동작되고 있으나, 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 분말 토출유닛(211,212) 모두는 하나의 유닛 프레임(210)에 교체형으로 마련되면서 순차적으로 동작되고 있다.

예컨대, 도 7와 같이, 유닛 프레임(210)에 제1 분말 토출유닛(211)이 결합되어 있는 경우에는 제1 분말 토출유닛(211)의 토출구 직경(D1)이 큰 관계로 많은 양의 분말이 토출될 수 있다. 하지만, 제1 분말 토출유닛(211) 대신에 제2 분말 토출유닛(212)을 사용하게 되면 제2 분말 토출유닛(212)의 토출구 직경(D2)이 상대적으로 작기 때문에 상대적으로 적은 양의 분말이 토출될 수 있다. 이러한 방법으로 분말 토출유닛(211,212)들을 교체하면서 사용하게 될 경우, 좁은 공간에서 전술한 실시예와 동일한 효과를 제공할 수 있게 된다.

유닛 프레임(210)에는 전술한 바와 같이, 호퍼(210a) 및 스크루(210b)가 결합될 수 있으며, 분말 토출유닛(211,212)들에는 진동부(213,214)가 결합되어 분말 토출유닛(211,212)들로부터 토출되는 분말의 토출량을 보다 수월하게 조절할 수 있도록 한다.

저울(220) 및 제어부의 구조 및 동작에 대해서는 전술한 실시예의 것을 그대로 적용하기로 한다. 본 실시예에서도, 제어부는 제1동작 모드, 제2동작 모드, 또는 제3동작 모드를 수행할 수 있다.

도 6 및 도 7와 같이 구현되더라도, 분말에 대한 목표 계량값(T)을 허용 편차(d) 내에서 계량함에 있어 계량 횟수나 시간을 종래보다 감소시킬 수 있음은 물론 정밀도 또는 계량 총량을 동시에 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 결과값의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다는 본 발명의 효과를 제공하기에 아무런 문제가 없다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 분말 계량장치의 개략적인 구성도이다.

도 8 을 참조하면, 본 실시예의 분말 계량장치는, 제어부(630), 공급부(640), 진동부들(650a, 651a, 652a, ... Na), 노즐부들(650b, 651b, 652b, ... Nb), 및 저울(620)을 포함한다.

제어부(630)는 저울에 의해 측정되는 분말의 양에 기초하여 진동부들(650a, 651a, 652a, ... Na)의 동작을 제어한다. 제어부(630)는, 전술한 도 2 내지 도 4에 예시된 바와 같이 제1동작 모드, 제2동작 모드, 또는 제3동작 모드를 수행할 수 있다. 또한, 제어부(630)는, 제1동작 모드, 제2동작 모드, 또는 제3동작 모드를 모두 지원할 수 있도록 구성될 수 있으며, 사용자의 선택에 따라서, 이들 동작 모드들 중 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 진동부들(650a, 651a, 652a, ... Na)은 상호간에 영향을 주지 않도록 배치된다. 예를 들면, 진동부(650a)의 진동이 있는 경우, 그 진동으로 인한 영향이 나머지 진동부들(651a, 652a, ... Na)이나 노즐부(651b, 652b, ... Nb)들에게 전혀 영향이 없도록 배치된다. 또한, 진동부(651a)의 진동이 있는 경우, 그 진동으로 인한 영향이 나머지 진동부들(650a, 652c, ... Na)과 노즐부들(650b, 652b, ... Nb)에게 전혀 영향이 없도록 배치된다. 나머지 진동부들(652a, ... Na)도 상술한 바와 같은 방식으로 배치된다.

제어부(630)는, 또한, 공급부(640)의 동작을 제어하여 노즐부(650b, 651b, 652b, ... Nb)로 공급되는 각각의 분말의 양을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐부(650b, 651b, 652b, ... Nb)로 공급되는 분말의 양을 알기 위해서, 노즐부(650b, 651b, 652b, ... Nb)에 분말의 양을 측정하는 센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 그러한 센서로부터 측정되는 값에 의해서 제어부(630)는 공급부(740)의 동작을 제어할 수 있다.

목표 값(T)이 입력되면, 제어부(630)는, 노즐부들(650b, 651b, 652b, ..., Nb) 중에서 어떠한 노즐부와 관련된 진동부 부터 동작시킬지를 결정할 수 있다.

예를 들면, 노즐부들(650b, 651b, 652b, ..., Nb)의 각각의 최대 토출량을 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n 라고 하자.

제2동작 모드에서 제어부(630)는, 입력받은 목표 값(T)과 상기 최대 토출량들 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n을 도 3의 방법에 따라서 순차적으로 비교하는 과정을 수행하여, 동작시킬 진동부를 결정한다.

한편, 제3동작 모드에서 제어부(630)는, 입력받은 목표 값(T)과 상기 최대 토출량들 a₀, a₁, a₂, a₃, ... a_n을 도 4의 방법에 따라서, 동작시킬 진동부를 결정한다. 제어부(630)는, 해당 진동부를 진동시킴으로써 분말이 토출 되도록 한다.

공급부(640)는 노즐부들(650b, 651b, 652b, ... Nb)로 공급될 분말을 저장하며, 호퍼와 같은 형상을 가질 수 있으나 그러한 형상에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 공급부(640)는 노즐부들(650b, 651b, 652b, ... Nb) 각각으로 분말을 공급하기 위한 전원(미도시)에 의해 동작 되는 이송수단을 구비할 수 있으나, 반드시 이송 수단을 구비해야 하는 것은 아니다. 예를 들면, 중력에 의해서, 공급부(640)가 노즐부들(650b, 651b, 652b, ... Nb) 각각으로 분말을 공급하도록 구성되는 것도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부들(650b, 651b, 652b, ... Nb)은 후술하는 바와 같이 미세한 량(예를 들면, 50㎍과 같이 미세한 양)을 계량할 수 있도록 구성되어 있다.

도 9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도이고, 도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도이고, 도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도이다.

도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 노즐부는 노즐본체(351)와 노즐의 투하량을 조절하기 위한 버퍼(353)를 포함한다. 본 실시예에서 노즐본체(351)는 원통 형상으로 구성되며, 버퍼(353)는 세관으로 구성된다. 본 실시예에서, 버퍼(353)의 길이(h1)와 직경(r1)을 조절하여 분말의 1회 투하량을 조절할 수 있다.

버퍼(353)의 재질, 길이(h1), 및 직경(r1)을 조절하면, 진동이 없는 경우에는 분말이 낙하하지 않고, 버퍼(353) 내부에 존재하도록 하는 것이 가능하다. 이후, 도 9c 처럼, 진동부에 의해 진동이 되면, 버퍼(353) 내부에 존재하던 분말이 낙하하게 된다.

도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도이고, 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도이고, 도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도이다.

도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 노즐부는 노즐본체(451)와 노즐의 투하량을 조절하기 위한 버퍼(453)를 포함한다. 본 실시예에서, 버퍼(453)는 노즐본체(451)로부터 일정한 공간(g2)을 이격하여 연결되어 있으며, 평평한 원형상으로 구성된다.

본 실시예에서, 버퍼(453)는 노즐본체(451)로부터 낙하 되는 분말을 1차로 수용하며, 버퍼(453)의 수용량을 넘치게 되면 분말이 아래로 낙하하게 된다.

노즐본체(451)의 직경(r2)과, 버퍼(453)의 각 파라미터들(h2, g2)을 조절하여 버퍼(453)의 일회 낙하량을 미세하게 조절할 수 있다. 진동이 가해지기 전에는 버퍼(453)에 수용되던 분말들이, 진동을 받으면 아래로 낙하하게 된다.

도 11a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도이고, 도 11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도이고, 도 11c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도이다.

도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 노즐부는 노즐본체(551)와 노즐의 투하량을 조절하기 위한 버퍼(553)를 포함한다. 본 실시예에서, 버퍼(553)는 노즐본체(551)로부터 일정한 공간(g3)을 이격하여 연결되어 있으며, 경사면을 가진 원형상으로 구성된다. 또한, 버퍼(553)는 소정의 각(θ3)을 가진 경사면을 가지고 있어서, 분말을 수용하고 낙하시킬 분말의 양을 조절하기에 적합하다.

본 실시예에서, 버퍼(553)는 노즐본체(551)로부터 낙하되는 분말을 1차로 수용하며, 버퍼(553)의 수용량이 넘치게 되면 분말이 아래로 낙하하게 된다.

노즐본체(551)의 직경(r3)과, 버퍼(553)의 각 파라미터들(h3, g3, t3)을 조절하여 버퍼(553)의 일회 낙하량을 미세하게 조절할 수 있다. 진동이 가해지기 전에는 버퍼(553)에 수용되던 분말들이, 진동을 받으면 아래로 낙하하게 된다.

도 12a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도이고, 도 12b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도이고, 도 12c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도이다.

도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 노즐부는 노즐본체(651)와 노즐의 투하량을 조절하기 위한 버퍼(653)를 포함한다. 본 실시예에서, 버퍼(653)는 세관의 형상이다. 한편, 노즐본체(651)는, 충진부(655)를 가지고 있어서 낙하시킬 분말의 양을 조절할 수 있다. 분말은 충진부(655)를 제외한 나머지 공간에 채워지며, 따라서 버퍼(653)에 존재하는 분말에 가하는 힘이 충진부(655)의 부피에 의존할 수 있다.

본 실시예에서, 버퍼(653)는 노즐본체(651)로부터 낙하되는 분말을 1차로 수용하며, 버퍼(653)의 수용량을 넘치게 되면 분말이 아래로 낙하하게 된다.

노즐본체(651)의 직경(r)과, 충진부(655)와 관련된 파라미터들(d1, d2, d3, d4, d5, d6)과 버퍼(653)의 직경(r4)와 높이(h4)를 조절하여 버퍼(653)의 일회 낙하량을 미세하게 조절할 수 있다. 진동이 가해지기 전에는 버퍼(653)에 수용되던 분말들이, 진동을 받으면 아래로 낙하하도록 구성된다.

이상과 같이 도 9 내지 도 12에 예시된 노즐부들은 변형이 가능하다. 예를 들면, 도 10 과 도 11에 도시된 버퍼들은 도 9와 도 12에 도시된 노즐본체와 결합되어 구성될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 계량장치의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 분말 계량방법의 플로차트,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 분말 계량방법의 플로차트,

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 분말 계량방법의 플로차트,

도 5는 분말 토출유닛의 개략적인 구성도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 계량장치의 개략적인 사시도,

도 7은 도 6의 요부 확대도,

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 계량장치의 개략적인 구성도,

도 9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도,

도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도,

도 9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도,

도 10a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도,

도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도,

도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도,

도 11a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도,

도 11b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도,

도 11c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도,

도 12a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 투시 사시도,

도 12b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 단면도,

도 12c는 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐부를 설명하기 위해 제공되는 동작도이다.

Claims (23)

1. 분말을 각각 토출하는 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)(여기서, n 은 1 이상의 자연수임);

   상기 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)로부터 토출되는 분말의 량을 측정하는 저울; 및

   상기 저울에 의해 측정된 값에 기초하여, 상기 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)의 토출동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,

   상기 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 회당 토출량(a₀ ~ a_n)이 기설정되어 있으며,

   상기 제어부는, 기설정된 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 회당 토출량(a₀)과 목표 계량값(T)을 비교하고, 비교 결과 목표 계량값(T)이 더 크면, 상기 가장 큰 회당 토출량이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제1분말 토출 유닛')이 분말을 1회 토출하도록 제어하며,

   상기 제어부는 상기 저울에 의해 측정된 값이 다음의 제1수식

   목표 계량값(T) - 상기 저울에 의해 측정된 값≤ a₀

   을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며,

   상기 제어부는,

   상기 저울에 의해 측정된 값이 상기 제1수식을 만족하면,

   다음의 제2수식

   목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값> a₁

   을 만족하는 지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제2수식을 만족할 때까지 a₁이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제2분말 토출 유닛')이 분말을 토출하도록 제어하며,

   여기서, a₁은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 저울에 의해 측정된 값이 제2수식을 만족하는 경우,

   다음의 제3수식

   목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값> a₂

   을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제3수식을 만족할 때까지 a₂이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제3분말 토출 유닛')이 분말을 토출하도록 제어하며,

   여기서, a₂은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 세번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 저울에 의해 측정된 값이 다음의 종료 수식

   (목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값)의 절대 값≤ a_n/2

   을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 종료 수식을 만족할 때까지 a_n이 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제n분말 토출 유닛')이 분말을 토출하도록 제어하고, 만약 상기 종료 수식을 만족하면 분말의 계량을 종료하며,

   여기서, a_n은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 작은 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는,

   기설정된 토출량들(a₁ ~ a_n) 중에서 가장 큰 회당 토출량(a₀)과 목표 계량값(T)을 비교하고, 비교한 결과 목표 계량값(T)이 회당 토출량(a₀)와 같거나 그보다 더 작으면, 기설정된 토출량들(a₁~a_n) 중에서 목표 계량값(T)보다 작거나 같은 토출량을 찾고, 만약 찾은 토출량이 a_m 이라면, 다음의 제m수식

   목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a_m

   을 만족할 때까지 a_m 이 대응된 분말 토출 유닛을 제어하여 분말을 토출하도록 하는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
6. 분말을 각각 토출하는 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)(여기서, n 은 1 이상의 자연수임);

   상기 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)로부터 토출되는 분말의 량을 측정하는 저울; 및

   상기 저울에 의해 측정된 값에 기초하여, 상기 복수의 분말 토출유닛들(A₀ ~ A_n)의 토출동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,

   상기 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 회당 토출량(a₀ ~ a_n)이 기설정되어 있으며,

   상기 제어부는, 기설정된 토출량들(a₀ ~ a_n)과 목표 계량값(T)를 비교하여, 다음의 조건들

   i) a₀ < T

   ii) a_m+1 < T ≤ a_m

   iii) T ≤ a_n

   중 어느 조건을 만족하는지를 판단하고, 여기서, a₀는 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 토출량이고, a_n 은 가장 작은 토출량이며, a_m은 a₀와 a_n사이의 임의의 토출량이며,

   만약 상기 i) 조건을 만족하면, 상기 가장 큰 회당 토출량을 가지는 분말 토출 유닛(이하, '제1분말 토출 유닛')이 분말을 1회 토출하도록 제어하며,

   상기 제어부는 다음의 제1수식

   목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀

   을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제어부는 제1수식을 만족하는 경우, 다음의 제2수식

   목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₁

   을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제2수식을 만족할 때까지 a₁이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며,

   여기서, a₁은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 제어부는,

   만약 상기 ii) 조건을 만족하면, 다음의 제m수식

   목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a_{m +1}

   을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제m수식을 만족할 때까지 a_m+1이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 m 수식을 만족하는 경우, 다음의 m+1 수식

   목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a_{m +2}

   을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제m+1수식을 만족할 때까지 a_{m + 2}이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며, 여기서 a_{m + 2}은 a_{m +1}보다 적은 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 제어부는, 상기 m이 n과 일치하는 경우, 다음의 종료 수식

    (목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값)의 절대 값≤ a_n/2

    을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 종료 수식을 만족할 때까지 a_n이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며, 만약 상기 종료 수식을 만족하면 분말의 계량을 종료하며,

    여기서, a_n은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 작은 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
11. 제6항에 있어서,

    상기 제어부는,

    만약 상기 iii) 조건을 만족하면, 다음의 종료 수식

    (목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값)의 절대 값≤ a_n/2

    을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 종료 수식을 만족할 때까지 a_n이 대응된 분말 토출 유닛이 분말을 토출하도록 제어하며, 만약 상기 종료 수식을 만족하면 분말의 계량을 종료하며,

    여기서, a_n은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 작은 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
12. 분말을 토출하는 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 회당 토출량(a₀)과 목표 계량값(T)을 비교하는 제1단계;

    비교 결과 목표 계량값(T)이 더 크면, 상기 가장 큰 회당 토출량에 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제1분말 토출 유닛')이 분말을 1회 토출하는 제2단계; 및

    상기 제2단계 이후, 다음의 제1수식

    목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀

    을 만족하는지 여부를 판단하고, 만약 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하는 단계;를 포함하며,

    상기 제1수식을 만족하는 경우, 다음의 제2수식

    목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값> a₁

    을 만족하는 경우에, 다음의 제3수식

    목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₁

    을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제3수식을 만족할 때까지 a₁에 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제2분말 토출 유닛')이 분말을 토출하는 단계;를 더 포함하며,

    여기서, a₁은 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두 번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 방법.
13. 삭제
14. 분말을 토출하는 복수의 분말 토출유닛(A₀ ~ A_n) 각각에 대응된 회당 토출량들(a₀ ~ a_n)과 목표 계량값(T)를 비교하여, 다음의 조건들

    i) a₀ < T

    ii) a_{m +1} < T ≤ a_m

    iii) T ≤ a_n

    중 어느 조건을 만족하는지를 판단하는 단계;

    만약 상기 i) 조건을 만족하면, 상기 a₀ 에 대응된 분말 토출 유닛(이하, '제1분말 토출 유닛')이 분말을 1회 토출하는 단계; 및

    상기 분말이 토출된 이후, 다음의 제1수식

    목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₀

    을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제1수식을 만족할 때까지 상기 제1분말 토출 유닛이 분말을 토출하는 단계;를 포함하며,

    여기서, a₀는 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 가장 큰 토출량이고, a_n 은 가장 작은 토출량이고, a_m은 a₀와 a_n사이의 임의의 토출량인 것을 특징으로 하는 분말 계량 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 제1수식을 만족하는 경우, 다음의 제2수식

    목표 계량값(T) - 저울에 의해 측정된 값≤ a₁

    을 만족하는지 여부를 판단하고, 만족하지 못하면 제2수식을 만족할 때까지 a₁을 토출하는 분말 토출 유닛이 분말을 토출하는 단계;를 더 포함하며,

    여기서, a₁은 기설정된 분말 토출유닛의 토출량들(a₀ ~ a_n) 중에서 두번째로 큰 회당 토출량 값인 것을 특징으로 하는 분말 계량 방법.
16. 제1항, 및 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 분말 토출유닛들 중 적어도 하나는,

    진동부;

    분말을 수용하는 통형상의 노즐본체; 및

    상기 통형상의 노즐본체의 일단에 연결되어, 상기 노즐본체로부터 분말을 공급받아서 수용하는 버퍼;를 포함하며,

    상기 진동부에 의해 진동이 발생되면 상기 버퍼에 수용되던 분말이 낙하되는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 버퍼는, 세관형으로 구성된 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
18. 제16항에 있어서,

    상기 버퍼는, 상기 노즐본체의 일단과 이격되고 상기 노즐본체의 이격된 일단으로부터 낙하되는 분말을 수용하도록 위치되고, 분말을 수용할 수 있는 형상을 가지고 있으며,

    상기 진동부에 의해 진동이 발생되면 상기 버퍼에 수용되던 분말이 낙하되는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 버퍼는, 상기 노즐 본체의 이격된 일단으로부터 낙하되는 분말을 수용하는 면이 경사진 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
20. 제6항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 분말 토출유닛들 중 적어도 하나는,

    진동부;

    분말을 수용하는 통형상의 노즐본체; 및

    상기 통형상의 노즐본체의 일단에 연결되어, 상기 노즐본체로부터 분말을 공급받아서 수용하는 버퍼;를 포함하며,

    상기 진동부에 의해 진동이 발생되면 상기 버퍼에 수용되던 분말이 낙하되는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
21. 제19항에 있어서,

    상기 버퍼는, 세관형으로 구성된 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
22. 제19항에 있어서,

    상기 버퍼는, 상기 노즐본체의 일단과 이격되고 상기 노즐본체의 이격된 일단으로부터 낙하되는 분말을 수용하도록 위치되고, 분말을 수용할 수 있는 형상을 가지고 있으며,

    상기 진동부에 의해 진동이 발생되면 상기 버퍼에 수용되던 분말이 낙하되는 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.
23. 제22항에 있어서,

    상기 버퍼는, 상기 노즐 본체의 이격된 일단으로부터 낙하되는 분말을 수용하는 면이 경사진 것을 특징으로 하는 분말 계량 장치.

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