KR101845399B1 - 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최외각에 테두리부를 구비한 원형의 판상으로 일방향으로 회전하는 턴테이블; 상기 턴테이블의 원형의 판상에서 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상금형과 하금형이 개폐되도록 구비되는 금형; 상기 턴테이블의 외측에 구비되어 상기 금형의 하금형으로 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 공급하는 로봇디스펜서; 상기 턴테이블의 외측에 구비되되 상기 로봇디스펜서의 반대측에 구비되어 상기 금형에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 경화되어 형성된 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별하는 검사부; 상기 로봇디스펜서로 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 공급하는 원료공급부; 및 상기 턴테이블과 로봇디스펜서 및 원료공급부를 제어하는 제어부;를 포함하는 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치에 관한 것이다.

Description

자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치 {Automated manufacturing apparatus for polyurethane foams}

본 발명은 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속적으로 회전하는 금형과 상기 금형으로 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 공급하는 로봇디스펜서 및 상기 로봇디스펜서로 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 제공하는 원료공급부를 하나의 제어부를 통하여 동기화시킴으로써 운전과 정치가 서로 연동되도록 하여 안전성 및 생산성이 향상된 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치에 관한 것이다.

폴리우레탄 발포체(Foam)는 자체의 단열성, 경량성, 완충성 등의 성질을 활용하여 단독 또는 기타 재료와 복합화하여 단열재, 경량구조재, 완충재 등으로써 광범위하게 사용되고 있다. 특히 경질 폴리우레탄 발포체는 실용적인 단열재 중에서 열전도율이 가장 낮은 우수한 단열특성으로 인해 냉장고용 단열재, 건축용 단열재, 높은 단열도가 요구되는 전자제품 등에 널리 사용되고 있다.

폴리우레탄 발포체의 제조는 액상의 폴리올과 이소시아네이트가 공급되어 혼합되는 믹싱 헤드를 통해 이루어지는데, 믹싱 헤드에서 혼합되는 폴리올과 이소시아네이트의 균질 혼합물이 정해진 형상을 갖는 제품 몰드의 내부로 공급되어 부가반응에 의해 다양한 형태의 폴리우레탄 폼 제품이 만들어지는 것이 일반적이다.

발포 성형물을 제조하려면 정해진 분량의 발포성형수지 용액을 규격화된 닫힌금형에 주입하고 발포시간과 경화시간을 기다려 금형을 개방하고 성형된 제품을 금형에서 탈거 한 다음 발포성형 제품의 마무리 손질을 하여 포장을 하게 된다.

발포성형수지는 대체로 2액형 발포수지를 사용한다. 2액형 발포수지는 금형에 발포 수지를 주입하기에 앞서 두가지 재료를 혼합하여 금형에 주입하는 발포재료이다. 발포성형 수지의 주입장치는 2액형 수지 혼합챔버를 구비하고 있다. 2액형 발포수지 혼합챔버는 내부에 고속으로 회전하는 혼합 임펠러가 설치되어 있다. 2액형 수지는 성형시 혼합챔버에 각각 공급되고 혼합 상태로 금형에 주입된다.

수지의 혼합과정에서 2액형 수지는 혼합챔버에 비례 공급되고 혼합챔버 안에서 고속회전 임펠러의 교반 작용으로 혼합 된 후 발포 진행상태에서 노즐을 타고 크로스금형의 주입구에 공급된다. 혼합된 2액형 수지가 금형에 주입되면 금형내에서 발포되고 성형된 다음 금형 내에서 경화 시간이 진행된다. 혼합챔버에 공급된 2액형 수지는 혼합되면서부터 발포가 진행되므로 혼합챔버는 때에 따라 워싱을 해주어야 한다.

워싱이 필요한 수지로 예는 A수지원액(PPG, KPX사제품)과 B수지원액(ISO, 바스프사제품)을 혼합하여 사용하는 2액형 발포수지 등이다. 워싱은 혼합챔버에서 혼합된 수지를 공급 한 다음 챔버 안에서 잔류하는 수지가 발포 및 경화되는 것을 방지하기 위하여 챔버 안에 워싱액을 공급하여 잔류하는 혼합수지를 씻어내고 2액형 수지의 다음 작업을 기다리는 과정이다.

혼합수지 디스펜서에서 혼합된 수지를 보유하고 금형에 주입하기까지의 할당된 주입시간을 초과하게 되면 매 성형 주기마다 혼합챔버를 워싱해야 하므로 발포 성형제품의 제조비용이 크게 증가되고 발포성형 수지의 손실율이 증가되고 워싱액이 낭비되는 것이다. 그러나 혼합수지의 할당된 주입시간 안에 혼합챔버에서 2액형 수지를 반복 혼합하여 공급하게 되면 혼합챔버는 워싱 없이 혼합수지를 계속하여 혼합하고 공급할 수 있게 되는 것이고 혼합챔버의 워싱은 작업의 중지나 필요한 휴면시간에만 실행하게 될 것이다.

발포성형에 사용되는 금형으로 고압금형은 닫힘에서 열림까지의 성형시간은 대체로 5분(성형 및 경화시간)이내이고 저압금형은 대체로 1분 30초 정도이다.

한편 종래의 폴리우레탄 발포체를 제조하는 경우, 연속적인 공정으로 진행하는 복수개의 공정 및 장치로 이루어져 있고, 이들 중 어느 하나에서 문제가 발생하는 경우 이는 후속하는 공정에서도 연결되어 문제를 발생시켰고 이로 인하여 대량의 불량을 야기하고 공정효율을 저하시켜 문제가 되어 왔다.

본 발명의 목적은 공정효율이 향상된 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 장치를 구성하는 각각의 부재들이 서로 동기화됨으로써 연속적으로 발생할 수 있는 불량을 제거할 수 있는 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 금형의 온도 및 습도를 제어함으로써 고품질의 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있는 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시예들은 최외각에 테두리부를 구비한 원형의 판상으로 일방향으로 회전하는 턴테이블; 상기 턴테이블의 원형의 판상에서 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상금형과 하금형이 개폐되도록 구비되는 금형; 상기 턴테이블의 외측에 구비되어 상기 금형의 하금형으로 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 공급하는 로봇디스펜서; 상기 턴테이블의 외측에 구비되되 상기 로봇디스펜서의 반대측에 구비되어 상기 금형에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 경화되어 형성된 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별하는 검사부; 상기 로봇디스펜서로 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 공급하는 원료공급부; 및 상기 턴테이블과 로봇디스펜서 및 원료공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 턴테이블과 로봇디스펜서 및 원료공급부를 운전과 정지가 서로 연동되도록 동기화시키는 것을 특징으로 하는 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 포함한다.

상기 금형은 상금형과 하금형의 개폐를 제어하는 금형개폐기를 포함하고, 상기 턴테이블은 상기 금형개폐기에 압축공기의 공급을 제어하는 제1 센서가 구비되되 상기 제1 센서는 상기 제어부와 연결될 수 있다.

상기 상금형의 일측 내면에는 제1 체결부가 구비되고, 상기 하금형의 일측 외면에는 상기 제1 체결부와 결합하여 체결되는 제2 체결부가 구비되며, 상기 제1 체결부는 외면이 매끈한 탄성체로 이루어지고, 상기 제2 체결부는 상기 제1 체결부의 탄성체보다 작은 크기를 갖도록 내측으로 오목한 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 및 제2 체결부의 인접한 외면에는 각각 서로 접촉하는 제1 및 제2 접촉부가 구비되고, 상기 제1 및 제2 접촉부는 공기의 통로를 구비한 거친 외면의 조도를 갖는 표면을 갖도록 구비되어 서로 밀접하게 접촉할 수 있다.

상기 금형은 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상기 턴테이블의 원형의 테두리부에 인접하도록 구비될 수 있다.

상기 금형과 상기 턴테이블의 원형의 테두리부 사이에는 내측으로 오목한 태그장착부를 구비하고, 상기 태그장착부에는 상기 금형의 형상을 표지하는 태그가 삽입되어 장착될 수 있다.

상기 턴테이블의 외측에 구비되어 상기 태그를 인식하여 상기 제어부로 전달하는 태그감지부를 더 포함할 수 있다.

상기 턴테이블이 회전하는 방향에 대해서 상기 태그는 상기 금형보다 전면에 위치하고, 상기 태그감지부는 상기 로봇디스펜서의 일측에 구비되며, 상기 턴테이블이 회전하는 방향으로 상기 태그는 상기 태그감지부를 통과한 후에 상기 로봇디스펜서측으로 이동할 수 있다.

상기 금형은 상기 태그감지부에 의하여 상기 태그가 감지된 후에 상기 상금형과 하금형이 개구되고, 상기 금형에는 상기 로봇디스펜서에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 공급의 중단을 감지하는 제2 센서가 구비되며, 상기 제2 센서는 감지하여 제어부로 전달하고 제어부에 의하여 상기 상금형과 하금형이 폐쇄되도록 제어될 수 있다.

상기 금형 내로 공급되는 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 발포 경화되어 폴리우레탄 발포체로 제조되고, 상기 금형에는 상기 금형 내로 열을 공급하는 온도제어부재를 구비할 수 있다.

상기 온도제어부재는 상기 금형 내로 열을 전달하는 열선을 포함하고, 상기 제어부는 상기 열선의 온-오프를 제어할 수 있다.

상기 검사부는 다이와 상기 다이의 내측으로 오목하게 구비되어 상기 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 외형과 무게를 측정하는 측정부, 및 상기 측정부에서 측정된 외형 및 무게를 표시하는 제2 디스플레이부로 이루어질 수 있다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 공정효율이 향상된 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 장치를 구성하는 각각의 부재들이 서로 동기화됨으로써 연속적으로 발생할 수 있는 불량을 제거할 수 있는 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 금형의 온도 및 습도를 제어함으로써 고품질의 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있는 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 금형을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 금형에 구비되는 제1 및 제2 체결부를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1의 태그장착부 내에 태그가 삽입되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5은 태그감지부가 태그를 감지하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6는 도 1의 로봇디스펜서를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 검사부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치 (100)는 최외각에 테두리부 (112)를 구비한 원형의 판상 (111)으로 일방향으로 회전하는 턴테이블 (110); 상기 턴테이블 (110)의 원형의 판상 (111)에서 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상금형과 하금형이 개폐되도록 구비되는 금형 (120); 상기 턴테이블 (110)의 외측에 구비되어 상기 금형 (120)의 하금형으로 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 공급하는 로봇디스펜서 (130); 상기 턴테이블 (110)의 외측에 구비되되 상기 로봇디스펜서 (130)의 반대측에 구비되어 상기 금형 (120)에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 경화되어 형성된 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별하는 검사부 (140); 상기 로봇디스펜서 (130)로 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 공급하는 원료공급부 (160); 및 상기 턴테이블 (110)과 로봇디스펜서 (130) 및 원료공급부 (160)를 제어하는 제어부 (150);를 포함하고, 상기 제어부 (150)는 상기 턴테이블 (110)과 로봇디스펜서 (130) 및 원료공급부 (160)를 운전과 정지가 서로 연동되도록 동기화시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치 (100)는 상부에 금형 (120)을 지지하면서 일방향으로 회전하는 턴테이블 (110)과 상기 금형 (120)으로 폴리올 원료, 이소시아네이트 원료를 혼합하여 공급하는 로봇디스펜서 (130), 상기 로봇디스펜서 (130)로 상기 폴리올 원료, 이소시아네이트 원료를 전달하는 원료공급부 (160), 금형 (120)에서 제조된 폴리우레탄 발포체를 선별하는 검사부 (140) 및 제어부 (150)를 포함하는데, 상기 제어부 (150)는 턴테이블 (110), 로봇디스펜서 (130) 및 원료공급부 (160)가 서로 연동되도록 제어함으로써 공정의 연속성을 유지하여 공정효율을 향상시키고 폴리우레탄 발포체의 불량을 저감할 수 있다.

상기 제어부 (150)는 상기 금형 (120)에서 폴리우레탄 발포체의 불량 등이 발생한 경우, 상기 턴테이블 (110)의 회전을 정지시키고 상기 로봇디스펜서 (130)의 작동을 멈추게 할 수 있다. 또한, 상기 로봇디스펜서 (130)로 공급되는 원료는 상기 로봇디스펜서 (130)에 구비되는 센서에 의하여 상기 로봇디스펜서 (130) 내부의 폴리올 원료, 이소시아네이트 원료 (원료들)의 양을 측정하고 이를 제어부 (150)로 전달하여 상기 원료공급부 (160)에서 공급되는 원료의 양을 제어함으로써 상기 로봇디스펜서 (130) 중에서의 원료들의 양이 일정한 레벨로 유지될 수 있게 할 수 있다. 이때, 상기 로봇디스펜서 (130)의 작동이 멈추는 경우, 상기 로봇디스펜서 (130) 중의 원료들의 레벨이 유지되므로 이와 같은 원료들의 양이 센서를 통하여 제어부 (150)로 전달되므로 상기 원료공급부 (160)는 상기 로봇디스펜서 (130)로 원료들의 공급을 멈출 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치는 상기 제조장치를 구성하는 부재들이 제어부 (150)를 중심으로 하여 서로 피드백되어 연동되도록 제어될 수 있으므로 생산성이 향상되는 것은 물론이요 공정상 발생할 수 있는 불량 및 산업재해도 미연에 방지할 수 있다.

상기 턴테이블 (110)에는 상기 금형 (120)에 인접하게 구비되어 금형 (120)의 형태를 지시하는 태그 (190)와 상기 턴테이블 (110)의 외측에서 상기 로봇디스펜서 (130) 및 검사부 (140)측에 인접하게 구비되는 태그감지부 (170)가 더 구비될 수 있다. 상기 태그 (190)는 각각의 금형 (120)과 하나의 쌍으로 구비될 수 있으며, 상기 금형 (120)의 형태를 개별적으로 지시할 수 있도록 구비되며, 상기 태그 (190)는 상기 태그감지부 (170)에 인식되어 제어부 (150)로 전달되고, 상기 제어부 (150)는 상기 태그감지부 (170)를 통하여 확보한 정보를 각각 로봇디스펜서 (130)와 검사부 (140)로 전달할 수 있다.

상기 턴테이블 (110)이 회전하는 방향에 대해서 상기 태그 (190)는 상기 금형 (120)보다 전면에 위치하고, 상기 태그감지부 (170)는 상기 로봇디스펜서 (130)의 일측에 구비되며, 상기 턴테이블 (110)이 회전하는 방향으로 상기 태그 (190)는 상기 태그감지부 (170)를 통과한 후에 상기 로봇디스펜서 (130)측으로 이동할 수 있다. 또한, 상기 검사부 (140)에 인접하도록 구비되는 태그감지부 (170)도 상기 턴테이블 (110)이 회전하는 방향에 대해서 상기 태그 (130)는 상기 태그감지부 (170)를 먼저 인식한 후에 상기 태그 (130)는 상기 검사부 (140)측으로 접근하도록 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 턴테이블 (110)이 반시계방향으로 회전하는 경우에는 상기 턴테이블 (110)이 회전하는 방향으로, 상기 태그 (190)는 상기 금형 (120)의 전면에 위치하고, 상기 로봇디스펜서 (130)측에 구비되는 태그감지부 (170)는 상기 턴테이블 (110)을 향하는 방향으로 상기 로봇디스펜서 (130)의 왼쪽에 구비되며 상기 검사부 (140)측에 구비되는 태그감지부 (170)도 유사하게 상기 턴테이블 (110)을 향하는 방향을 기준으로 상기 검사부 (140)의 왼쪽에 구비될 수 있다.

상기 태그 (190)는 상기 금형 (120)의 개폐를 제어할 수 있는 표지와 상기 금형 (120)의 형상을 인식하는 표지 및 상기 로봇디스펜서 (130)와 검사부 (140)의 구동 여부를 제어할 수 있는 표지를 구비할 수 있다. 이와 같은 표지들을 구비한 태그 (190)를 상기 로봇디스펜서 (130) 및 검사부 (140)보다 먼저 태그감지부 (170)에 인식시킴으로써, 상기 태그감지부 (170)는 미리 제어부 (150)로 전달하고 상기 제어부는 상기 로봇디스펜서 (130) 및 검사부 (140)를 용이하게 준비하도록 제어할 수 있어 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 2는 도 1의 금형을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 금형에 구비되는 제1 및 제2 체결부를 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하면, 금형 (120)은 회전하는 턴테이블 (110)의 원형의 판상 (111)에 구비되되 상기 턴테이블 (110)의 원형의 테두리부 (112)측에 인접하도록 복수개의 금형 (120)이 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 상기 금형 (120)은 상금형 (121)과 하금형 (122)의 개폐를 제어하는 금형개폐기 (124)를 포함하고, 상기 턴테이블 (110)은 상기 금형개폐기 (124)에 압축공기의 공급을 제어하는 제1 센서가 구비되되 상기 제1 센서는 상기 제어부 (150)와 연결될 수 있다.

상기 금형 (120)은 상기 턴테이블 (110)의 원형의 판상 (111)에 구비되어 상기 금형 (120)을 지지하는 지지부 (123)와 상기 지지부 (123) 상에 장착되는 하금형 (122) 및 상기 하금형 (122)을 개폐하는 상금형 (121)으로 이루어질 수 있다. 상기 하금형 (122)은 상기 지지부 (123) 상에 고정되고, 상기 상금형 (121)은 상기 상금형 (121)에 연결되어 상금형 (121)의 이동의 제어하여 금형개폐기 (124)가 연결될 수 있다. 상기 금형개폐기 (124)는 턴테이블 (110)에 구비되는 제1 센서와 연결되고 상기 제1 센서는 제어부 (150)와 연결되어 상기 금형개폐기 (124)의 작동을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 태그감지부 (170)가 태그 (190)에 구비된 표지를 인식하여 이를 제어부 (150)로 전달하면, 상기 제어부 (150)는 상기 제1 센서로 전달하여 상기 금형개폐기 (124)를 작동시킬 수 있고 이에 의하여 상금형 (121) 및 하금형 (122)의 합형여부를 제어할 수 있다.

예컨대, 상기 금형개폐기 (124)는 상기 태그 (190)가 태그감지부 (170)에 근접하면 제어부 (150)에 의하여 턴온되는데, 상기 금형개폐기 (124)에 구비되는 에어솔레노이드밸브의 구동코일에 교류전류 출력이 공급되어 에어밸브의 밸브포트를 개방하고, 에어콤프레셔의 압축공기가 상기 포트를 통해 구동실린더의 포트에 공급되어 피스톤로드를 구동시키면 개방 상태의 상금형을 하금형위에 합형시키거나 개방시킬 수 있다.

상기 금형 (120)은 상기 태그감지부 (170)에 의하여 상기 태그 (190)가 감지된 후에 상기 금형개폐기 (124)에 의하여 상기 상금형 (121)과 하금형 (122)이 개구되고, 상기 금형 (120)에는 상기 로봇디스펜서 (130)에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 공급의 중단을 감지하는 제2 센서가 구비되며, 상기 제2 센서는 감지하여 제어부 (150)로 전달하고 제어부 (150)에 의하여 상기 상금형 (121)과 하금형 (122)이 폐쇄되도록 제어될 수 있다.

상기 로봇디스펜서 (130)는 상기 태그 (190)를 통하여 인식되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 제어부 (150)를 통하여 전달받아 상기 하금형 (122)으로 이들 원료들을 방출할 수 있다. 이때, 상기 로봇디스펜서 (130)는 제어부 (150)를 통하여 전달받은 정보에 따라 방출되는 원료가 소정의 양만큼만 방출되도록 제어하고 상기 제2 센서는 상기 로봇디스펜서 (130)를 통하여 원료들의 방출이 정지된 상태를 감지하여 다시 제어부 (150)로 전달할 수 있다. 상기 제어부 (150)는 제2 센서를 통하여 전달되는 정보를 상기 제1 센서로 다시 전달하여 상기 상금형 (121) 및 하금형 (122)은 합형될 수 있다.

상기 금형 (120) 내로 공급되는 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 발포 경화되어 폴리우레탄 발포체로 제조되고, 상기 금형 (120)에는 상기 금형 (120) 내로 열을 공급하는 온도제어부재 (121a)를 구비할 수 있다. 상기 온도제어부재 (121a)는 상기 금형 (120) 내로 열을 전달하는 열선을 포함하고, 상기 제어부 (150)는 상기 열선의 온-오프를 제어할 수 있다.

상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 공기 중에 존재하는 수분 등을 흡수할 수 있으며, 이와 같은 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 이용하여 제조된 폴리우레탄 발포체는 저급의 물성, 예컨대 폴리우레탄 발포체의 셀 구조와 접착 불량 등을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 폴리우레탄 발포체를 만드는 원료는 제조하는 과정에서 습기로부터 보호해야 한다. 특히, 폴리올 원료의 경우, 일반적으로 흡습성과 공기로부터 수분을 흡수하기 때문에 수분 함량은 단시간에 몇 %까지 증가할 수 있고, 이는 상기 폴리우레탄 발포체의 특성값을 변화시킬 수 있으며 폴리우레탄 발포체 생성과정에서 CO₂ 증가를 야기할 수 있어, 폴리우레탄 발포체의 밀도를 저하시켜 강도를 감소시킬 수 있다.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치는 상기 원료들을 수납하여 폴리우레탄 발포체를 제조하는 금형 (120)에 온도제어부재 (121a)가 구비되어 있고, 상기 온도제어부재 (121a)는 상기 금형 (120) 내부로 열을 공급함으로써 상기 금형 (120) 내의 수분을 제거할 수 있다. 상기 금형 (120) 내는 원료들이 수납하기 전에 상기 온도제어부재 (121a)에 의하여 수분이 제거되므로, 상기 원료들과 수분의 반응을 방지할 수 있고 폴리우레탄 발포체의 물성을 향상시킬 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 금형 (120) 내에 원료들이 수납되면 상기 상금형 (121)은 상기 하금형 (122)의 개구부를 덮도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 상금형 (121)의 일측 내면에는 제1 체결부 (125a)가 구비되고, 상기 하금형 (122)의 일측 외면에는 상기 제1 체결부 (125a)와 결합하여 체결되는 제2 체결부 (125b)가 구비될 수 있다. 상기 제1 체결부 (125a)는 외면이 매끈한 탄성체로 이루어지고, 상기 제2 체결부 (125b)는 상기 제1 체결부 (125a)의 탄성체보다 작은 크기를 갖도록 내측으로 오목한 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 상금형 (121)은 하금형 (122)의 개구부를 덮도록 구비될 수 있는데, 이때 상기 상금형 (121) 및 하금형 (122)에는 각각 서로 맞물리도록 구비되는 제1 및 제2 체결부 (125a, 125b)가 구비될 수 있다. 상기 제1 체결부 (125a)는 제1 길이 (b1)로 외측으로 돌출되도록 구비될 수 있고, 상기 제2 체결부 (125b)는 상기 제1 체결부 (125a)를 수납하도록 제2 길이 (b2)로 내측으로 오목하게 구비될 수 있는데, 이때 상기 제2 길이 (b2)는 상기 제1 길이 (b1)보다 짧게 구비될 수 있다. 상기 제1 체결부 (125a)는 상기 제2 체결부 (125b)의 내측에 삽입되고 상기 제2 체결부 (125b)보다 길게 돌출되는데, 상기 제1 체결부 (125a)는 탄성체로 구비되므로 상기 제2 체결부 (125b) 내에 빈 공간이 없도록 삽입될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 체결부 (125a, 125b)의 인접한 외면에는 각각 서로 접촉하는 제1 및 제2 접촉부 (126a, 126b)가 구비되고, 상기 제1 및 제2 접촉부 (126a, 126b)는 공기의 통로를 구비한 거친 외면의 조도를 갖는 표면을 갖도록 구비되어 상기 상금형 (121) 및 하금형 (122)이 서로 접촉하는 부분이 밀접하도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 접촉부 (126a, 126b)에는 펌프가 연결되어 상기 제1 및 제2 접촉부 (126a, 126b)가 서로 접촉하는 경우, 상기 펌프에 의하여 감압을 걸어 상기 조도를 갖는 표면에 구비되는 공기의 통로로 흡기하여 상기 제1 및 제2 접촉부 (126a, 126b)가 서로 밀접하게 접촉할 수 있다.

따라서, 상기 상금형 (121) 및 하금형 (122)이 서로 합형되어 내부에서 폴리우레탄 발포체가 형성되는 과정에서, 상기 제1 및 제2 체결부 (125a, 125b)가 밀접하게 접촉하고 상기 제1 및 제2 체결부 (125a, 125b)의 인접한 외면에서는 제1 및 제2 접촉부 (126a, 126b)가 구비되므로, 원료가 구비되어 합형된 금형 (120)의 내부로 외부의 수분 등의 침투를 방지할 수 있으므로 원료들이 반응하는 과정에서 원료들의 변질없이 안정적으로 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있다.

또한, 상기 상금형 (121) 및 하금형 (122)을 개구해야 하는 경우에는, 상기 제1 및 제2 접촉부 (126a, 126b)로 연결되는 펌프의 작동은 멈추게 되고, 상기 제1 및 제2 체결부 (125a, 125b)는 외면이 매끈한 탄성체로 이루어져 있어 상기 상금형 (121)은 상기 하금형 (122)으로부터 용이하게 탈착될 수 있다.

도 4는 도 1의 태그장착부 내에 태그가 삽입되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5은 태그감지부가 태그를 감지하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 태그 (190)는 하나 이상의 표지 (193, 194)가 장착되는 지지프레임 (192)과 상기 지지프레임 (192)의 하단에서 상기 태그장착부 (113)에 삽입되는 돌출부 (191)를 포함할 수 있다. 상기 턴테이블 (110)의 원형의 판상 (111)에는 태그 (190)가 구비될 수 있는데, 상기 태그 (190)는 상기 턴테이블 (110)에 구비되는 태그장착부 (113)에 구비될 수 있다. 상기 금형과 상기 턴테이블 (110)의 원형의 테두리부 (112) 사이에는 내측으로 오목한 태그장착부 (113)를 구비하고, 상기 태그장착부 (113)에는 상기 금형의 형상을 표지하는 태그 (190)가 삽입되어 장착될 수 있다. 상기 태그 (190)에는 상기 태그장착부 (113)에 대응하도록 구비되는 돌출부 (191)가 구비되고 상기 돌출부 (191)는 상기 태그장착부 (113)에 안정적으로 삽입되어 고정되되, 상기 돌출부 (191)는 지지프레임 (192)보다 작은 폭으로 구비되되 상기 태그장착부 (113)에 대응하는 크기로 구비되어 끼움결합된다. 상기 텐테이블 (110)이 회전하는 동안 발생하는 원심력에 의해서도 상기 태그 (190)는 탈착되는 등 상기 턴테이블 (110) 상에서 이탈하지 않고 상기 태그장착부 (113)에 안정적으로 고정될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 태그 (190)는 상기 태그 (190)와 인접하게 구비되어 상기 금형의 개폐와 금형 내의 몰드의 형태에 대한 정보를 구비할 수 있는데, 상기 태그 (190)는 금형의 개폐를 제어하는 제1 표지 (193)와 상기 금형 내의 몰드의 형태, 예컨대 로봇디스펜서로부터 배출되는 원료들의 양을 제어하는 제2 표지 (194)를 포함할 수 있다. 상기 태그 (190)에 구비되는 제1 표지 (193) 및 제2 표지 (194)는 각각 상기 태그감지부 (170)에 구비되는 제어부 (150) (171) 및 제2 감지부재 (172)와 각각 대응되는 위치에 구비될 수 있으며 상기 태그감지부 (170)는 상기 태그 (190)의 제1 및 제2 표지 (193, 194)를 측정하고 이를 제어부로 전달하여 상기 금형, 로봇디스펜서, 검사부를 제어할 수 있다.

상기 태그감지부 (170)의 제1 및 제2 감지부재 (171, 172)에는 각각 상기 제1 및 제2 표지 (193, 194)를 감지하는 레이저센서를 구비하고, 상기 레이저센서에 의하여 감지된 제1 및 제2 표지 (193, 194)를 상기 제어부에 전달할 수 있다. 상기 제1 표지 (193)은 금형이 개폐되는 것을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 태그 (190)는 상기 로봇디스펜서에 인접한 태그감지부 (170)를 통과하는 과정에서 상기 제1 표지 (193)은 제1 감지부재 (171)에 의하여 감지되어 상기 상금형이 분리되고, 상기 제2 감지부재 (172)는 상기 제2 표지 (194)를 인식하여 제어부로 전달하고 상기 제어부는 상기 로봇디스펜서에서 배출되는 원료들의 종류, 함량들이 미리 설정된 매뉴얼을 상기 로봇디스펜서에 지시할 수 있다. 상기 로봇디스펜서는 상기 제어부를 통하여 지시받은 원료들의 종류를 정해진 함량으로 상기 금형으로 배출되고, 상기 로봇디스펜서에서 원료들의 배출이 중단되는 경우 원료의 공급의 중단을 감지하는 제2 센서가 상기 제어부로 전달하여 상기 금형을 합형시킬 수 있다.

또한, 상기 태그감지부 (170)는 검사부에 인접하게 구비될 수 있다. 상기 검사부에 인접한 태그감지부 (170)측으로 태그 (190)가 통과하는 경우, 상기 제1 감지부재 (171)는 제1 표지 (193)을 감지하여 이를 제어부로 전달하고 상기 제어부는 금형의 개구하여 금형 내에 제조된 폴리우레탄 발포체를 노출시킬 수 있다. 이때, 상기 태그감지부 (170)의 제2 감지부재 (172)는 제2 표지 (194)를 감지하여 제어부로 전달하고 상기 제어부는 상기 제2 표지 (194)를 통하여 얻어진 원료들의 종류, 함량을 검사부에 전달할 수 있다. 상기 검사부는 제어부를 통하여 전달받은 정보와 제조된 폴리우레탄 발포체의 스펙, 예컨대 무게, 밀도 등을 검사하여 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별할 수 있다.

상기 태그 (190)에서 상기 제1 및 제2 표지 (193, 194)는 상기 지지프레임 (192)에 가역적으로 탈부착이 가능하도록 구비될 수 있으며, 상기 제1 표지 (193)가 구비되지 않은 경우 상기 로봇디스펜서 및 감지부는 작동하지 않도록 제어될 수 있다.

상기 제2 표지 (194)는 상기 지지프레임 (192)에 직접 연결되어 막대형태로 구비되는 제1 부분 (194a)과 상기 제1 부분 (194a)에 연결되는 대략 원판형태로 구비되는 제2 부분 (194b)로 이루어질 수 있다. 상기 제2 표지 (194)는 2진수 표기법(binary map)으로 배열될 수 있는데, 상기 태그감지부 (170)의 제2 감지부재 (172)는 상기 제2 표지 (194)를 2진수 표기법으로 인식하여 맵핑할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 표지 (194)는 총 3개가 일렬로 정렬되어 구비될 수 있는데, 이때 정렬된 위치에 따라 각각 다른 표지로 인식되며 또한 제1 부분 (194a)만 구비되는 경우와 상기 제1 부분 (194a)에 상기 제2 부분 (194b)이 구비되는 경우가 서로 다른 2진법으로 맵핑될 수 있고 이들 경우의 수에 따라 다른 몰드의 형상으로 표지될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 제2 표지 (194)는 일렬로 정렬된 3개로 표시되어 있으나, 제2 표지 (194)는 다양한 개수로 구비될 수 있고 또한 한열이 아닌 두개 이상의 열로 정렬되어 구비될 수 있어, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 6는 도 1의 로봇디스펜서를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 로봇디스펜서 (130)는 원료공급부로부터 공급받은 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 수납하는 탱크 (131)와 상기 탱크 (131)의 하부에 구비되어 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 혼합되는 믹싱헤드 (132), 및 상기 믹싱헤드 (132)에 연결되어 고압의 공기를 이용하여 혼합된 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 배출하는 노즐 (133)을 포함할 수 있다. 상기 노즐 (133)에는 상기 노즐 (133)의 온-오프를 제어하는 제2 센서 (136)가 구비될 수 있으며, 상기 제2 센서 (136)는 제어부와 연결되어 작동될 수 있다. 또한, 상기 로봇디스펜서 (130)에는 내부의 원료들의 온도 및 습도를 표시하는 제1 디스플레이부 (134)를 구비할 수 있으며 작업자는 제1 디스플레이부 (134)를 통하여 표시되는 원료들의 온도 및 습도를 확인할 수 있다. 또한, 상기 로봇디스펜서 (130)에는 원료들의 가용범위로 제어온도 및 제어습도 범위값을 미리 입력될 수 있으며, 상기 제1 디스플레이부 (134)에서 표시되는 원료들의 실측값인 온도 및 습도가 미리 입력된 제어온도 및 제어습도 범위를 벗어나는 경우 상기 제1 디스플레이부 (134)에는 알람이 표시될 수 있다.

상기 로봇디스펜서 (130)의 제1 디스플레이부 (134)에 인접하게는 상기 로봇디스펜서 (130)를 매뉴얼로 제어할 수 있도록 로봇디스펜서의 전원버튼, 제1 디스플레이부 (134)에 빛을 주는 플레쉬버튼, 제1 디스플레이부 (134)의 알람을 제거하는 알람버튼, 및 로봇디스펜서 (130)의 탱크 (131)의 인렛을 개폐하는 인렛버튼 등이 구비될 수 있다.

도 7은 도 1의 검사부를 나타낸 도면이다.

상기 검사부 (140)는 상기 금형에서 제작이 완료된 폴리우레탄 발포체를 검사하여 불량여부를 확인할 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이 금형의 전단부에 구비된 태그를 상기 검사부에 인접하게 구비된 태그감지부가 감지하여 상기 금형을 개구하고 상기 금형 내의 폴리우레탄 발포체의 정보를 제어부를 통하여 상기 검사부 (140)로 전달할 수 있다. 상기 검사부 (140)는 전달받은 폴리우레탄 발포체의 정보와 실측한 폴리우레탄 발포체의 정보를 비교하여 불량여부를 제2 디스플레이부 (145)를 통하여 표시할 수 있다.

상기 검사부 (140)는 대략 탁자의 형태처럼 구비되는 다이 (141)와 상기 다이 (141)의 내측으로 오목하게 구비되어 상기 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 외형과 무게를 측정하는 측정부 (142), 및 상기 측정부에서 측정된 외형 및 무게를 표시하는 제2 디스플레이부 (145)로 이루어질 수 있다.

상기 금형에서 제조된 폴리우레탄 발포체는 검사부 (140)의 다이 (141)에 구비된 측정부 (142) 내에 안착될 수 있다. 상기 측정부 (142)는 상기 폴리우레탄 발포체의 무게를 측정하도록 구비될 수 있으며 상기 측정부 (142)의 내측벽에는 하나 이상의 센서 (143)가 구비되어 상기 폴리우레탄 발포체의 형상 및 밀도, 외관을 확인할 수 있다. 상기 측정부에서 측정된 폴리우레탄 발포체의 실측정보는 상기 제2 디스플레이부 (145)에 표시될 수 있으며, 상기 제2 디스플레이부 (145)는 전달받은 정보와 실측정보를 비교하여 폴리우레탄 발포체의 불량여부를 표시할 수 있다.

이하에서, 도 8을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 후술할 내용을 제외하고는, 도 1 내지 도 7에서 설명한 실시예에 기재된 내용과 유사하므로 이에 대한 자세한 내용은 생략한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체의 제조방법은 전술한 도 1 내지 도 7에 따른 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치를 이용할 수 있으며, 순차적으로 준비단계 (S10), 원료공급단계 (S20), 원료발포단계 (S30), 및 발포체제어단계 (S40)를 포함할 수 있다.

상기 준비단계 (S10)는 폴리우레탄 발포체를 자동화된 방법으로 제조하기 위하여 턴테이블, 금형 등을 준비하는 단계일 수 있다. 상기 준비단계 (S10)에서는 최외각에 테두리부를 구비한 원형의 판상으로 일방향으로 회전하는 턴테이블과, 상기 턴테이블의 원형의 판상에서 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상금형과 하금형이 개폐되도록 구비되는 금형을 준비할 수 있다. 이어서, 원료공급단계 (S20)에서는 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있도록 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 공급하는 원료공급부를 이용하여 로봇디스펜서로 원료들을 공급할 수 있고, 상기 원료발포단계 (S30)에서는 상기 턴테이블의 외측에 구비되는 로봇디스펜서를 이용하여 상기 금형의 하금형으로 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 공급할 수 있다. 상기 발포체제어단계 (S40)는 금형을 통하여 제조된 폴리우레탄 발포체의 불량을 검출하는 단계로 상기 턴테이블의 외측에 구비되되 상기 로봇디스펜서의 반대측에 구비되는 검사부를 이용하여 상기 금형에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 경화되어 형성된 폴리우레탄 발포체를 수납한 후 상기 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별할 수 있다. 또한, 상기 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조방법은 상기 턴테이블과 로봇디스펜서 및 원료공급부를 제어하는 제어부를 이용하여 상기 턴테이블과 로봇디스펜서 및 원료공급부를 운전과 정지가 서로 연동되도록 동기화시킬 수 있다.

상기 자동화된 폴리우레탄 제조방법은 일방향으로 회전하는 턴테이블을 이용하여 금형을 통하여 연속적으로 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있다. 통상, 연속적으로 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법은 빠른 속도로 다수의 폴리우레탄을 제조할 수 있으나, 반면 어느 일측에서 불량이 발생하는 경우 이를 제어하기 어려워 상기 불량은 중첩되어 발생하여 다수의 폴리우레탄 발포체 불량을 유발할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 폴리우레탄 발포체 제조방법은 일방향으로 회전하는 턴테이블과, 상기 턴테이블 상에 구비되는 금형으로 원료들을 공급하는 로봇디스펜서, 및 상기 로봇디스펜서로 원료들을 공급하는 원료공급부를 일괄하여 제어할 수 있도록 제어부를 동기화될 수 있다. 따라서, 폴리우레탄 발포체의 불량이 발생하는 경우, 상기 제어부는 상기 턴테이블, 로봇디스펜서 및 원료공급부 중 어느 하나만 정지시키는데 이때 나머지 두개의 장치는 정지된 하나의 장치와 연동되도록 동기화되어 있으므로 함께 정지될 수 있다. 예컨대, 상기 로봇디스펜서에서 원료들의 발포시 불량이 발생하는 경우 상기 로봇디스펜서만을 정지시키는 경우, 상기 턴테이블 및 원료공급부도 일괄하여 정지될 수 있으며, 상기 로봇디스펜서를 재가동시키는 경우에도 상기 턴테이블 및 원료공급부도 별도의 처리 없이 함께 재가동될 수 있다.

상기 금형은 상금형과 하금형의 개폐를 제어하는 금형개폐기를 포함하고, 상기 턴테이블은 상기 금형개폐기에 압축공기의 공급을 제어하는 제1 센서가 구비되되 상기 제1 센서는 상기 제어부와 연결될 수 있다. 상기 제1 센서는 제어부를 통하여 전달받아 상기 금형개폐기측으로 압축공기를 공급할 수 있으며, 상기 금형개폐기는 압축공기를 이용하여 상금형을 들어올려 상기 금형을 개구할 수 있다. 이에 반하여 상기 금형개폐기로 압축공기의 공급이 중단되는 경우 상기 상금형은 상기 하금형을 덮도록 구비되어 합형될 수 있다.

상기 상금형의 일측 내면에는 제1 체결부가 구비되고, 상기 하금형의 일측 외면에는 상기 제1 체결부와 결합하여 체결되는 제2 체결부가 구비되며, 상기 제1 체결부는 외면이 매끈한 탄성체로 이루어지고, 상기 제2 체결부는 상기 제1 체결부의 탄성체보다 작은 크기를 갖도록 내측으로 오목한 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 체결부의 인접한 외면에는 각각 서로 접촉하는 제1 및 제2 접촉부가 구비되고, 상기 제1 및 제2 접촉부는 공기의 통로를 구비한 거친 외면의 조도를 갖는 표면을 갖도록 구비되어 서로 밀접하게 접촉할 수 있다.

상기 금형 내에서 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 서로 반응하여 폴리우레탄 발포체로 제조될 수 있는데, 이때 상기 금형 내에 수분 등과 같은 외부 공기가 침투하는 경우 폴리우레탄 발포체의 불량을 유발할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 금형에는 서로 밀접하게 접촉하는 제1 및 제2 체결부가 구비되고, 상기 제1 및 제2 체결부 근처에는 공기의 통로가 구비되어 거친 외면을 갖는 제1 및 제2 접촉부가 구비되어 합형된 경우 외부 공기의 침투를 방지할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 체결부가 서로 체결된 후 상기 제1 및 제2 접촉부를 감압시킴으로써 상기 제1 및 제2 접촉부는 밀접하게 접촉하게 될 수 있고, 상기 제1 및 제2 접촉부로의 감압을 중단하는 경우 제1 체결부의 매끄러운 외면을 갖는 탄성체는 갑작스러운 감압의 중단에 의하여 영향을 받아 상기 제1 및 제2 체결부는 자연스럽게 개구될 수 있다.

상기 금형은 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상기 턴테이블의 원형의 테두리부에 인접하도록 구비될 수 있다. 상기 금형과 상기 턴테이블의 원형의 테두리부 사이에는 내측으로 오목한 태그장착부를 구비하고, 상기 태그장착부에는 상기 금형의 형상을 표지하는 태그가 삽입되어 장착될 수 있고, 상기 턴테이블의 외측에 구비되어 상기 태그를 인식하여 상기 제어부로 전달하는 태그감지부를 더 포함할 수 있다.

상기 턴테이블은 일방향으로 회전할 수 있는데, 상기 턴테이블이 회전하는 방향에 대해서 상기 태그는 상기 금형보다 전면에 위치하고, 상기 태그감지부는 상기 로봇디스펜서의 일측에 구비되며, 상기 턴테이블이 회전하는 방향으로 상기 태그는 상기 태그감지부를 통과한 후에 상기 로봇디스펜서측으로 이동할 수 있다. 따라서, 상기 금형은 상기 태그감지부에 의하여 상기 태그가 감지된 후에 상기 상금형과 하금형이 개구되고, 상기 금형에는 상기 로봇디스펜서에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 공급의 중단을 감지하는 제2 센서가 구비되며, 상기 제2 센서는 감지하여 제어부로 전달하고 제어부에 의하여 상기 상금형과 하금형이 폐쇄되도록 제어될 수 있다.

복수개의 금형이 구비된 턴테이블은 일방향으로 회전할 수 있는데, 상기 턴테이블이 반시계방향으로 회전하는 경우 상기 태그는 상기 금형의 전면에 위치할 수 있다. 상기 금형이 상기 로봇디스펜서와 접촉하기 이전에 상기 태그와 상기 로봇디스펜서에 인접하게 구비되는 태그감지부는 서로 접촉하게 되고 상기 태그감지부는 상기 태그의 제1 및 제2 표지를 감지하여 제어부로 전달하고 제어부에 의하여 상기 금형의 개구와 상기 로봇디스펜서에서의 원료들의 선별 및 발포가 수행될 수 있다.

상기 로봇디스펜서에서부터 상기 금형 내로 공급되는 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 발포 경화되어 폴리우레탄 발포체로 제조될 수 있다. 이때, 상기 금형에는 상기 금형 내로 열을 공급하는 온도제어부재를 구비할 수 있는데, 상기 금형이 개구되기 전 상기 온도제어부재는 상기 금형 내로 열을 공급함으로써 금형 내부에 존재하는 수분을 제거할 수 있다.

금형 내로 공급되는 원료들은 수분과 쉽게 반응할 수 있으며, 수분이 침투하는 경우 제조된 폴리우레탄 발포체의 불량을 유발할 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 제조방법에서 상기 금형이 개구되기 전에 상기 온도제어부재를 통하여 금형 내로 열을 공급함으로써 금형 내부의 수분은 제거되고 이에 따라 폴리우레탄 발포체의 품질을 향상시킬 수 있다. 상기 온도제어부재는 상기 금형 내로 열을 전달하는 열선을 포함하고, 상기 제어부는 상기 열선의 온-오프를 제어할 수 있다.

상기 턴테이블을 기준으로 로봇디스펜서가 구비되는 위치의 반대측에는 제조된 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별하는 검사부가 구비될 수 있다. 상기 검사부는 다이와 상기 다이의 내측으로 오목하게 구비되어 상기 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 외형과 무게를 측정하는 측정부, 및 상기 측정부에서 측정된 외형 및 무게를 표시하는 제2 디스플레이부로 이루어질 수 있다.

상기 일방향으로 회전하는 턴테이블 상에 일정 간격으로 구비된 금형은 로봇디스펜서를 통하여 수납한 원료들을 이용하여 상기 턴테이블이 반바퀴 회전하는 동안 상기 금형의 내부에서 폴리우레탄 발포체를 형성할 수 있다. 제조된 폴리우레탄 발포체는 상기 검사부에서 불량 여부가 선별되는 데, 상기 검사부에는 미리 입력된 상기 폴리우레탄 발포체의 스펙을 이용하여 실제 측정한 폴리우레탄 발포체의 물리량과 비교할 수 있으며, 이의 결과를 제2 디스플레이부를 통하여 표시할 수 있다.

작업자는 상기 제2 디스플레이부를 통하여 폴리우레탄 발포체의 불량과, 불량의 원인 등을 판별할 수 있으며 이를 제어부로 전달하여 로봇디스펜서, 턴테이블 및 원료공급부를 다시 제어할 수 있다. 이때, 상기 폴리우레탄 발포체의 불량이 다수 발생하는 경우, 상기 턴테이블, 원료공급부, 및 로봇디스펜서 중 어느 하나를 정지시킬 수 있으며 이때 나머지 두개의 장치도 연동되어 정지될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치
110 : 턴테이블 111 : 원형의 판상
112 : 테두리부 113 : 태그장착부
120 : 금형 121 : 상금형
122 : 하금형 123 : 지지부
130 : 로봇디스펜서 131 : 탱크
132 : 믹싱헤드 133 : 노즐
134 : 제1 디스플레이부 135 : 버튼
140 : 검사부 141 : 다이
142 : 측정부 143 : 센서
150 : 제어부 160 : 원료공급부
170 : 태그감지부 190 : 태그

Claims (12)

1. 최외각에 테두리부를 구비한 원형의 판상으로 일방향으로 회전하는 턴테이블;
   상기 턴테이블의 원형의 판상에서 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상금형과 하금형이 개폐되도록 구비되는 금형;
   상기 턴테이블의 외측에 구비되어 상기 금형의 하금형으로 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 공급하는 로봇디스펜서;
   상기 턴테이블의 외측에 구비되되 상기 로봇디스펜서의 반대측에 구비되어 상기 금형에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 경화되어 형성된 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별하는 검사부;
   상기 로봇디스펜서로 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 공급하는 원료공급부; 및
   상기 턴테이블과 로봇디스펜서 및 원료공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 제어부는 상기 턴테이블과 로봇디스펜서 및 원료공급부를 운전과 정지가 서로 연동되도록 동기화시키고,
   상기 금형은 상금형과 하금형의 개폐를 제어하는 금형개폐기를 포함하고, 상기 턴테이블은 상기 금형개폐기에 압축공기의 공급을 제어하는 제1 센서가 구비되되 상기 제1 센서는 상기 제어부와 연결되며,
   상기 상금형의 일측 내면에는 제1 체결부가 구비되고, 상기 하금형의 일측 외면에는 상기 제1 체결부와 결합하여 체결되는 제2 체결부가 구비되며, 상기 제1 체결부는 외면이 매끈한 탄성체로 이루어지고, 상기 제2 체결부는 상기 제1 체결부의 탄성체보다 작은 크기를 갖도록 내측으로 오목한 형상으로 이루어지고,
   상기 제1 체결부는 제1 길이로 외측으로 돌출되고, 상기 제2 체결부는 상기 제1 체결부를 수납하도록 제2 길이로 내측으로 오목하게 구비되되, 상기 제2 길이는 상기 제1 길이보다 짧게 구비되고, 상기 제1 체결부는 상기 제2 체결부보다 길게 돌출되되 상기 제1 체결부는 탄성체로 구비되므로 상기 제2 체결부 내에 빈공간이 없도록 삽입되며,
   상기 제1 및 제2 체결부의 인접한 외면에는 각각 서로 접촉하는 제1 및 제2 접촉부가 구비되고, 상기 제1 및 제2 접촉부는 공기의 통로를 구비한 거친 외면의 조도를 갖는 표면으로 구비되어 서로 밀접하게 접촉하며,
   상기 제1 및 제2 접촉부에는 펌프가 연결되어 상기 제1 및 제2 접촉부가 서로 접촉하는 경우, 상기 펌프에 의하여 감압을 걸어 상기 조도를 갖는 표면에 구비되는 공기의 통로로 흡기하여 상기 제1 및 제2 접촉부가 서로 밀접하게 접촉하고, 상기 상금형 및 하금형을 개구해야 하는 경우에는, 상기 제1 및 제2 접촉부로 연결되는 펌프의 작동은 멈추게 되어, 상기 제1 및 제2 체결부는 외면이 매끈한 탄성체로 이루어져 있어 상기 상금형은 상기 하금형으로부터 용이하게 탈착되며,
   상기 금형은 복수개가 서로 일정한 간격으로 이격되어 구비되고, 상기 턴테이블의 원형의 테두리부에 인접하도록 구비되고,
   상기 금형과 상기 턴테이블의 원형의 테두리부 사이에는 내측으로 오목한 태그장착부를 구비하고, 상기 태그장착부에는 상기 금형의 형상을 표지하는 태그가 삽입되어 장착되며,
   상기 태그는 하나 이상의 제1 및 제2 표지가 장착되는 지지프레임과 상기 지지프레임의 하단에서 상기 태그장착부에 삽입되는 돌출부를 포함하고, 상기 태그에는 상기 태그장착부에 대응하도록 구비되는 돌출부가 구비되고 상기 돌출부는 상기 태그장착부에 안정적으로 삽입되어 고정되고, 상기 돌출부는 지지프레임보다 작은 폭으로 구비되되 상기 태그장착부에 대응하는 크기로 구비되어 끼움결합되고,
   상기 턴테이블의 외측에 구비되어 상기 태그를 인식하여 상기 제어부로 전달하는 태그감지부를 더 포함하고,
   상기 턴테이블이 회전하는 방향에 대해서 상기 태그는 상기 금형보다 전면에 위치하고, 상기 태그감지부는 상기 로봇디스펜서의 일측에 구비되며, 상기 턴테이블이 회전하는 방향으로 상기 태그는 상기 태그감지부를 통과한 후에 상기 로봇디스펜서측으로 이동하며,
   상기 금형은 상기 태그감지부에 의하여 상기 태그가 감지된 후에 상기 상금형과 하금형이 개구되고, 상기 금형에는 상기 로봇디스펜서에서 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 공급의 중단을 감지하는 제2 센서가 구비되며, 상기 제2 센서는 감지하여 제어부로 전달하고 제어부에 의하여 상기 상금형과 하금형이 폐쇄되도록 제어되고,
   상기 금형 내로 공급되는 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 발포 경화되어 폴리우레탄 발포체로 제조되고, 상기 금형에는 상기 금형 내로 열을 공급하는 온도제어부재를 구비하며,
   상기 온도제어부재는 상기 금형 내로 열을 전달하는 열선을 포함하고, 상기 제어부는 상기 열선의 온-오프를 제어하고,
   상기 검사부는 다이와 상기 다이의 내측으로 오목하게 구비되어 상기 폴리우레탄 발포체를 수납하여 상기 폴리우레탄 발포체의 외형과 무게를 측정하는 측정부, 및 상기 측정부에서 측정된 외형 및 무게를 표시하는 제2 디스플레이부로 이루어지며,
   상기 태그는 상기 태그와 인접하게 구비되어 상기 금형의 개폐와 금형 내의 몰드의 형태에 대한 정보를 구비하고 상기 태그는 금형의 개폐를 제어하는 제1 표지와 상기 금형 내의 몰드의 형태로 상기 로봇디스펜서로부터 배출되는 원료들의 양을 제어하는 제2 표지를 포함하고, 상기 태그에 구비되는 제1 표지 및 제2 표지 각각 상기 태그감지부에 구비되는 제1 감지부재 및 제2 감지부재와 각각 대응되는 위치에 구비되어 상기 태그감지부는 상기 태그의 제1 및 제2 표지를 측정하고 이를 제어부로 전달하고,
   상기 태그감지부의 제1 및 제2 감지부재)에는 각각 상기 제1 및 제2 표지를 감지하는 레이저센서를 구비하고, 상기 레이저센서에 의하여 감지된 제1 및 제2 표지를 상기 제어부에 전달하며, 상기 제1 표지는 금형이 개폐되는 것을 제어하고,
   상기 태그는 상기 로봇디스펜서에 인접한 태그감지부를 통과하는 과정에서 상기 제1 표지는 제1 감지부재에 의하여 감지되어 상기 상금형이 분리되고, 상기 제2 감지부재는 상기 제2 표지를 인식하여 제어부로 전달하고 상기 제어부는 상기 로봇디스펜서에서 배출되는 원료들의 종류, 함량들이 미리 설정된 매뉴얼을 상기 로봇디스펜서에 지시하며, 상기 로봇디스펜서는 상기 제어부를 통하여 지시받은 원료들의 종류를 정해진 함량으로 상기 금형으로 배출시키고, 상기 로봇디스펜서에서 원료들의 배출이 중단되는 경우 원료의 공급의 중단을 감지하는 제2 센서가 상기 제어부로 전달하여 상기 금형을 합형시키며,
   상기 태그감지부는 검사부에 인접하게 구비되어 상기 검사부에 인접한 태그감지부측으로 태그가 통과하는 경우, 상기 제1 감지부재는 제1 표지를 감지하여 이를 제어부로 전달하고 상기 제어부는 금형을 개구하여 금형 내에 제조된 폴리우레탄 발포체를 노출시키되, 상기 태그감지부의 제2 감지부재는 제2 표지를 감지하여 제어부로 전달하고 상기 제어부는 상기 제2 표지를 통하여 얻어진 원료들의 종류, 함량을 검사부에 전달하며, 상기 검사부는 제어부를 통하여 전달받은 정보와 제조된 폴리우레탄 발포체의 스펙인 무게, 밀도를 검사하여 폴리우레탄 발포체의 불량을 선별하고,
   상기 태그에서 상기 제1 및 제2 표지는 상기 지지프레임에 가역적으로 탈부착이 가능하도록 구비되되, 상기 제1 표지가 구비되지 않은 경우 상기 로봇디스펜서 및 감지부는 작동하지 않도록 제어되며,
   상기 제2 표지는 상기 지지프레임에 직접 연결되어 막대형태로 구비되는 제1 부분과 상기 제1 부분에 연결되는 원판형태로 구비되는 제2 부분로 이루어지되, 상기 제2 표지는 2진수 표기법(binary map)으로 배열되고, 상기 태그감지부의 제2 감지부재는 상기 제2 표지를 2진수 표기법으로 인식하여 맵핑하며, 상기 제2 표지는 총 3개가 일렬로 정렬되어 구비되되 정렬된 위치에 따라 각각 다른 표지로 인식되며,
   상기 제1 부분만 구비되는 경우와 상기 제1 부분에 상기 제2 부분이 구비되는 경우가 서로 다른 2진법으로 맵핑되되 맵핑되는 경우의 수에 따라 다른 몰드의 형상으로 표지되는 자동화된 폴리우레탄 발포체 제조장치.
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