KR102169259B1 - 정제 프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적으로 소규모 배치의 정제를 생산하기 위한 정제 프레스 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 시스템은 다져질 분말을 수용하기 위한 다이 및 사용 중에 다이 내의 분말을 다지기 위한 프레스 부재를 포함하며, 프레스 부재는 전자 컨트롤러의 제어 하에서 제 1 축을 따라서 작동 가능하다. 다짐을 위하여 다이가 제 1 축과 일렬로 정렬되는 제 1 위치와 제 1 위치에서 이격된 적어도 하나의 다른 위치 사이에서 다이는 이동 가능하다. 본 발명의 시스템은 다수의 스테이션 및 다이 가이드를 포함할 수 있으며, 다이 가이드는 컨트롤러의 제어 하에서 충진 스테이션과 다짐 스테이션 사이에서의 다이의 움직임을 허용한다. 전자 제어 하에서 프레스 부재는 모터에 의하여 전기적으로 작동될 수 있다.

Description

정제 프레스{Tablet Press}

본 발명은 정제 프레스 시스템에 관한 것으로서, 특히 제약 정제 생산시 사용하기 위한 프레스 시스템에 관한 것이다.

정제의 대규모 생산은 일반적으로 다이(die) 내에 위치한 분말의 체적을 다지기 위하여 작동하는 정제 펀치(tablet punch)의 사용을 수반한다. 다이 내의 분말은 설정된 주행 거리를 함께 이동하는 양 펀치 사이에서 유지되어 공지된 기하학적 구조의 다이 내에서 제어된 두께의 정제를 생산한다. 형성된 정제는 다이의 기하학적 구조 그리고 사용된 분말의 체적에 따라 공지된 또는 확인할 수 있는 밀도를 가지나, 압축 공정 동안에 정제에 가해진 힘의 직접적인 제어는 이루어지지 않는다.

정제의 대량 생산은 펀치의 이동 및/또는 가해진 부하가 사전에 알려져 정제 기계가 지속적으로 정제를 복제하도록 설정될 수 있다는 것을 요구한다. 이러한 기계는 전형적으로 다수의 펀치의 주기적인 적재를 감안하여 정제가 공지된 생산 속도까지 연속적으로 생산될 수 있다. 일반적으로 사인 곡선 프로파일로 다짐 압력을 가하기 위하여 일반적인 기계는 회전 프레스/펀치 구조 및 설정 가능한 기어 메커니즘을 포함한다. 다른 기계류의 특정 역학이 변할 수 있을지라도 이러한 원리는 일반적으로 산업 표준으로서 용인된다.

위의 원리에 따라 정제 기계는 일괄 구동 그리고 연속적인 작동을 위하여 구성될 수 있다. 어떠한 경우에도, 압축 과정에서의 반복성을 위한 요구는 일반적으로 회전 펀치 작동 구성이 대규모 제조를 위하여 사용된다는 것에 영향을 준다.

정제 제형 및 생산 공정에 대한 연구는 정제의 비교적 소규모 생산 및 실험을 필요로 한다. 만족스러운 정제 제형 및 대응 다짐 공정에 집중하기 위하여 정제 생산 및 제조 및 실험으로의 반복인 접근이 일반적으로 필요하다.

전형적으로 배치 생산(batch production)에 적합한 소규모 정제 기계가 산업 분야에서 유용한 반면에, 이러한 기계는 일반적으로 보다 큰 상대 기계의 순환 회전 작동을 모방한다. 이러한 기계는 대규모 생산 인자의 예측을 위한 다짐 시뮬레이터(compaction simulators)로서 사용될 수 있도록 가끔 센싱 기구 및 관련 소프트웨어를 구비한다. 이 기계들은 일반적으로 고가이고, 부피가 크며 그리고 생산이 시작될 수 있기 전에 시간이 소요되는 셋업 과정을 필요로 할 수 있다. 더욱이, 이 기계들이 적합한 배치(batch) 크기는 연구에 필요한 또는 다른 소규모 생산에 필요한 크기보다 클 수 있다.

본 발명의 목적은 비교적 소규모 또는 즉석 생산에 더욱 잘 대비한 정제 프레스를 제공하는 것이다.

본 발명은 정제의 개별적인 생산 또는 비교적 소규모 배치 생산(batch production)에 대한 개선된 사용자 제어를 제공하는, 비교적 작은 그리고 저가의 정제 프레스를 제공하는 일반적인 원리로부터 얻어지는 것으로 생각될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다져질 분말을 수용하기 위한 다이; 및 제 1 축을 따라 작동 가능하며, 다이 내에서 사용 중인 분말을 다지기 위한 프레스 부재를 포함하되, 다이는 다짐을 위하여 다이가 제 1 축과 일렬로 정렬된 제 1 위치와 적어도 하나의 다른 위치 사이에서 이동 가능한 정제 프레스 시스템이 제공된다.

제 1 위치는 다짐/가압 위치 또는 스테이션을 포함할 수 있다.

제 1 위치는 충진, 계량 및/또는 정제 제거(예를 들어, 방출) 위치 중 하나 또는 어떠한 조합을 포함할 수 있다. 제 1 및 다른 위치(들)은 다이의 이동 또는 주행 방향으로 이격될 수 있다. 다른 위치(들) 중 하나 또는 어떠한 조합은 충진, 계량 및/또는 정제 제거 스테이션을 포함할 수 있다.

다이는 제 1 축과 실질적으로 직교하는(또는 그렇지 않으면 각이진) 이동 방향으로 이동 가능할 수 있다. 다이의 움직임 자유도는 하나 또는 2개의 규격에 구속될 수 있다. 다이는 예를 들어 제 1 축과 실질적으로 직교하는 (또는 그렇지 않으면 각이진) 평면에서 전환 가능하다. 다이는 선형/축 방향 움직임에 구속될 수 있다.

제 1 위치 그리고 다른 위치/스테이션은 10㎝ 이상 이격될 수 있다.

정제 프레스는 다이 가이드를 포함할 수 있다. 다이 가이드는 레일, 런너 또는 유사한 형성부와 같은 하나 이상의 긴 가이드 형성부(guide formation)를 포함할 수 있다. 다이는 다이 가이드 또는 가이드 형성부를 따르는 동작의 단일 자유도를 가질 수 있다. 다이 가이드는 트랙(track) 형태를 취할 수 있다.

다이 형성부 자체는 직선 또는 곡선형일 수 있다. 다이는 한 쌍의 대립하는 다이 가이드 형성부 사이에서 구속될 수 있다.

다이 가이드는 제 1 위치와 다른 위치 사이에서 연장될 수 있다. 다이 가이드는 제 1 위치와 다른 위치(들)을 연결할 수 있다. 제 1 위치와 다른 위치(들)은 다이 가이드에 의하여 이격될 수 있다. 다수의 다른 위치가 제공된 경우, 제 1 그리고 다른 위치들은 다이 가이드를 따라 설정된 순서 또는 차례로 제공될 수 있다. 어떠한 예에서 다이 가이드는 제 1 위치와 다른 위치(들) 사이에 폐 트랙, 폐회로 또는 폐루프를 제공할 수 있다.

다이는 수동적으로 또는 다이 액츄에이터를 통하여 작동될 수 있다. 다이 운동은 전기적으로 동력을 받을 수 있다. 다이 액츄에이터는 전기 모터와 같은 전기 액츄에이터를 포함할 수 있다. AC 모터가 사용될 수 있다. 다이 액츄에이터는 대안적으로 공압 또는 유압 액츄에이터와 같은 유체 구동부를 포함할 수 있다.

다이 이동은 예를 들어 컨트롤러에 의하여 작동적으로 제어될 수 있다. 사용시 예를 들어 설정된 순서로 제 1 축과 하나의 또는 다른 스테이션 사이에서 다이를 이동시키도록 컨트롤러는 배치될 수 있다.

시스템은 하나 이상의 위치 결정 수단 또는 센서를 포함할 수 있다. 제 1 위치는 압력 센서, 근접 센서, 광 센서 등과 같은 다이 위치 센서를 포함할 수 있다. 하나 이상의 센서가 각 위치/스테이션에 제공될 수 있다. 하나 이상의 다른 센서가 다이 내의 재료의 존재/부재/체적 및/또는 다짐 상태를 결정하기 위하여 제공될 수 있다.

하나 이상의 센서의 출력부는 컨트롤러와 통신될 수 있다. 하나 이상의 센서의 출력에 따라 컨트롤러는 다이의 움직임을 제어할 수 있다. 센서는 하나 이상의 다이 위치 센서, 프레스 부재 위치 센서, 하중 센서(예를 들어, 분말 또는 다이 하중 센서) 및/또는 다짐 부하 센서를 포함할 수 있다. 센서에 관련된 다이의 이동을 제어하기 위하여 컨트롤러는 센서로부터의 어떠한 지시값(reading) 또는 지시값의 조합을 수신할 수 있다. 컨트롤러는 열림 또는 닫힘 피드백 루프와 같은 피드백 제어 방식(feedback control scheme) 또는 루프에 따라 다이를 제어 또는 작동시킬 수 있다.

다이 가이드는 하나 이상의 멈춤 또는 접촉 형성부(abutment formation)를 포함할 수 있다. 다이가 제 1 축과 일렬로 정렬되는 위치를 한정하기 위하여 제 1 멈춤 형성부가 제공될 수 있다. 제 1 멈춤 형성부는 하나 이상의 다른 스테이션에 제공될 수 있다.

제 1 및/또는 다른 위치에서 다이를 해제 가능하게 록킹하기 위하여 시스템은 하나 이상의 록 부재를 포함할 수 있다.

다이는 제 1 위치와 다른 위치(들) 사이에서 원형 및/또는 왕복(예를 들어, 뒤로 그리고 앞으로) 방식으로 이동 가능할 수 있다.

충진 스테이션은 다른 축과 일렬로 정렬된 분말 디스펜서를 포함할 수 있다. 다른 축은 실질적으로 제 1 축과 평행할 수 있다. 충진 스테이션은 분말 저장조 또는 호퍼를 포함할 수 있다. 분말 디스펜서는 분말 피펫을 포함할 수 있다.

다이는 개방 종단을 포함할 수 있으며, 다이는 이 개방 종단을 통하여 채워지고 다져질 수 있다. 다이 개방부는 다이 축과 일렬로 정렬될 수 있다. 다이 축은 제 1 위치에서 제 1 축과 일렬로 정렬될 수 있으며, 하나 이상의 다른 위치에서 하나 이상의 다른 축과 일렬로 정렬될 수 있다.

정제 프레스는 베이스를 포함할 수 있다. 다이는 베이스에 대하여 유지될 수 있다. 베이스는 다이 가이드(들) 및/또는 다이 가이드를 위한 멈춤부 또는 록 부재를 포함할 수 있다.

프레스 부재는 스페이서에 의하여 베이스에 대하여 유지될 수 있다. 스페이서는 베이스에 매달릴 수 있으며 또한 프레스 액츄에이터의 제어 하에서 베이스에 대하여 이동 가능할 수 있다. 스페이서는 하나 이상의 필라 형성부를 포함할 수 있다. 이격된, 대체로 평행한 한 쌍의 스페이서는 보통 스페이서 사이에 배치된 프레스 부재를 구비할 수 있다. 스페이서는 액츄에이터의 작동에 응답하여 균일하게 이동할 수 있는 다수의 아암 또는 필라 형성부를 포함할 수 있다.

프레스 부재는 프레스 부재가 다이와 이격된 정지(at-rest) 상태와 다이 내의 분말에 부하를 가하기 위하여 프레스 부재가 다이 내에 위치하는 작동 상태 사이에서 가역적으로 이동 가능할 수 있다.

본 발명의 장치는 비교적 소수의 또는 배치(batches)의 정제를 반자동화된 또는 자동화된 방식으로 제조하기 위하여 사용될 수 있는 반면에 배치 사이에서 정제 구성(tablet make-up) 또는 다짐 매개 변수를 간단하게 변화시키는 것에 대한 유연성을 허용하는, 콤팩트하고 경량의 장치를 제공할 수 있다.

정제 프레스 시스템은 "벤치탑(benchtop)" 시스템을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제 1 그리고 다른 스테이션(들)은 이동이 쉬우며 그들 사이에서 주행하는 다이 가이드와는 이격된 관계로 조립될 수 있다.

프레스 부재는 액츄에이터에 의하여 전기적으로 작동될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프레스 액츄에이터는 전기 모터를 포함하며, 이 전기 모터는 DC 모터를 포함할 수 있다. 모터는 브러쉬 모터일 수 있다. 다른 실시예에서, 솔레노이드와 같은, 교류 전기적으로 동력을 이용하는 액츄에이터가 제공될 수 있다.

한 실시예에서, 프레스 액츄에이터는 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 컨트롤러는 마이크로컨트롤러와 같은 전기또는 전자 컨트롤러를 포함할 수 있다. 프레스 액츄에이터 컨트롤러와 다이 이동 컨트롤러가 하나 그리고 동일할 수 있으며, 또는 상호 연결된 다수의 컨트롤러/프로세서를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 힘, 변위 또는 위치와 같은 다수의 제어 매개 변수 중 하나 또는 다수를 이용하여 이루어질 수 있는, 프레스 액츄에이터의 디지털 제어를 감안할 수 있다. 프리셋 제어 방식(preset control scheme) 또는 사용자에 의한 작동 가변 입력의 하나 이상의 원하는 값에 근거하여 프레스 액츄에이터는 컨트롤러에 의하여 제어될 수 있다. 고도로 변경 가능한/제어 가능한 데스트탑 프레스를 제공하는데 있어 전기 또는 전자 디지털 컨트롤러와 전기 액츄에이터의 조합이 특히 유리하다.

컨트롤러는 사용자 입력에 응답하여 단일의 프레싱 주기 또는 소수의 프레싱 주기를 겪도록 액츄에이터(들)를 제어할 수 있다. 사용자 입력은 분말의 원하는 체적/중량; 분말로 가해진 원하는 부하; 원하는 정제 두께; 및/또는 생산될 정제의 원하는 개수 중 어느 것 또는 어느 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어 작업자에 의하여 입력될 수 있는 원하는 정제 특성에 따라 컨트롤러는 프레싱 주기 매개 변수를 결정 및/또는 변경할 수 있다. 컨트롤러에 의하여 결정된 프레싱 주기 또는 작동 매개 변수는 프레싱 부하, 프레스 부재의 이동 거리 또는 종료 위치, 프레싱의 지속 시간 및/또는 프레스 부재의 이동 속도 중 어느 것 또는 어느 조합을 포함할 수 있다.

각 프레싱 사이클은 정제가 형성되는 프레싱 단계 및 정제 방출 단계를 포함할 수 있다. 프레싱 단계는 작동하는 상태로의 프레스 부재의 이동을 포함할 수 있으며, 프레스 부재의 이동 후에 수축 상태가 이어진다. 수축은 복귀 또는 정지 상태일 수 있다. 방출 단계는 다이 내로의 프레스 부재의 작동을 포함할 수 있어 다이로부터 정제를 제거하기 위하여 프레스 부재는 다이 내에서 형성된 정제와 접촉한다. 방출 단계는 정제의 방출을 위하여 다이의 플로어 부분의 열림을 포함할 수 있다.

액츄에이터는 가변 속도로 프레스 부재를 구동할 수 있다. 프레스 부재 작동의 속도는 컨트롤러에 의하여, 예를 들어 일정한 속도의 적용 또는 고정된 가속도/감속도 프로파일에 의하여, 또는 예를 들어 프레스 부재에 의하여 가해진 부하와 같은 하나 이상의 감지된 작동 매개 변수에 기초한 동적 속도 관리(dynamic speed control)에 의하여 제어될 수 있다.

프레스 액츄에이터는 프레스 부재를 제 1 또는 다짐 방향으로 그리고 제 2 또는 역방향으로 구동하기 위하여 배치될 수 있다. 액츄에이터는 설정된 상태까지 프레스 부재를 제 1 방향으로 구동할 수 있다. 상태는 멈춤 상태일 수 있으며 그리고 프레스 부재의 위치에 의하여 그리고/또는 프레스 부재에 의하여 가해진 또는 프레스 부재에 가해진 부하에 의하여 결정될 수 있다. 프레스 부재의 위치는 다이의 기준 점 및/또는 위치에 대하여 결정될 수 있다. 멈춤 상태가 결정되면, 컨트롤러는 프레스 액츄에이터를 제어하여 제 1 방향으로의 프레스 부재의 작동을 중단시킬 수 있다. 액츄에이터는 설정된 시간 동안 작동을 중단시킬 수 있으며 그리고/또는 프레스 부재가 역방향으로 이동하는 역작동 모드로 들어갈 수 있다.

정제 프레스 시스템은 다이 내의 재료 내에 가해지는 부하를 결정하기 위하여 부하 센서를 포함할 수 있다. 부하 센서는 로드 셀을 포함할 수 있다. 부하 센서는 프레스 액츄에이터와 프레스 부재 사이의 힘의 경로 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 부하 센서는 스페이서와 프레스 부재 사이의 힘의 경로 내에 위치될 수 있다. 컨트롤러는 작동 상태에서 또는 다짐 주기 동안에 프레스 부재 상의 최대 부하를 기록할 수 있다. 컨트롤러는 다짐 주기 동안에 여러 번 프레스 부재 상에 부하를 로그(log)할 수 있다.

컨트롤러는 프레스 부재의 위치 또는 주행 거리를 수신하거나 결정할 수 있다. 컨트롤러는 프레스 부재 상의 부하를 수신하거나 결정할 수 있다. 컨트롤러는 설정된 시간 간격 또는 위치에서의 프레스 부재 위치 및/또는 부하를 위한 데이터를 기록할 수 있다. 기록된 데이터 또는 그의 부분은 그래픽 디스플레이 상에, 예를 들어 스크린 상에 그리고/또는 인쇄물로 출력될 수 있다. 기록된 데이터는 그래픽 출력(graphic output)으로 도표화(plotting)될 수 있다. 컨트롤러는 정제가 형성되면 다이로부터 정제를 제거 또는 방출하기 위하여 요구되는 방출 부하를 또한 결정할 수 있다.

한 실시예에서, 베이스 및/또는 다이는 예를 들어 펀넬 또는슈트와 같은 분말 안내 부재를 포함한다. 분말 안내 부재는 다이의 개방 종단에 매달릴 수 있다.

다이는 다이 플로어 부분 및 중간 부재를 포함하며, 중간 부재는 사용 중에 분말을 수용하기 위한 요부 또는 보어를 그 내부에 갖는다. 중간 부재는 기립된(upstanding) 튜브형 부재 또는 다이의 부분을 포함할 수 있다. 다이 플로어 그리고 중간 부재는 닫힌 종단을 갖는 다이 형성부를 한정하기 위하여 협력할 수 있다. 다이 플로어 부분과 중간 부재는 선택적인 상대 이동을 위하여 배치될 수 있다. 다이 플로어는 다짐 상태와 정제 방출 상태 사이에서의 중간 부재에 대한 이동을 위하여 배치된 슬라이더 부재를 포함할 수 있다. 다이 플로어는 개구를 포함할 수 있으며, 여기서 개구는 다짐 상태에서 중간 부재 개구로부터 오프셋되고 방출 상태에서는 중간 부재 요부와 일직선으로 정렬된다.

어떤 실시예에서, 다수의 다이가 제공될 수 있다. 다이들은 제 1 위치와 다른 위치 사이에서 다이 가이드를 따라 이동할 수 있다. 예를 들어 연속적인 정제 형성 공정이 신속히 처리되도록 다이들은 제 1 위치와 다른 위치에 동시에 위치할 수 있다. 어느 한 다이에 관하여 위에서 설명된 바람직한 특징들 중 어느 것이 다수의 다이 중 어느 것에 적용될 수 있다.

컨트롤러는 위에서 설명된 하나 이상의 센서 측정값(sensor readings)에 근거하여 위치/스테이션 사이에서의 다수의 다이의 이동을 제어할 수 있다.

정제 제거 스테이션은 정제 저장조 또는 컨테이너를 포함할 수 있으며, 정제 새산의 중단 전에 (소규모 배치와 같은) 다수의 정제는 이 정제 저장조 또는 컨테이너 내로 놓여질 수 있다. 정제 제거 스테이션은 충진 스테이션과 프레싱 스테이션 사이에 위치될 수 있다.

별도의 충진 스테이션과 계량 스테이션이 제공될 수 있다. 계량 스테이션은 충진 스테이션과 프레싱 스테이션 사이에 제공될 수 있어 다짐 전에 다이 내의 분말의 중량이 체크될 수 있다. 다른 예에서, 충진 기능과 계량 기능이 단일 스테이션에서 수행될 수 있다.

본 발명은 정제가 개별적으로 또는 소수로 생산되는 것을 허용하고 생산시 다짐 부하 및/또는 각 정제의 규격이 알려지기 때문에 본 발명은 연구 조사 또는 소규모 제조에 특히 유용하다. 이는 특히 적절한 기계적 특성을 갖는 정제를 이루기 위하여 요구되는 설정을 결정하기 위하여 다른 정제 제형 및 다짐 부하를 테스트 또는 평가할 때 유용하다. 이러한 특성은 정제의 기계적 강도 또는 경도뿐만 아니라 정제 균일성 그리고 사용시 정제가 해체/분해될 수 있는 속도에 영향을 미칠 수 있다. 더욱이 이러한 시스템은 예를 들어, 맞춤형 약제 제조 또는 다른 약물 또는 건강 관리 관련 처방을 수행하기 위한 정제의 소규모 배치의 생산에 특히 유용할 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 충진 스테이션에서 설정된 체적의 분말로 다이를 채우고, 다이 가이드를 통하여 다이를 충진 스테이션과 프레스 사이에서 이동시키고, 그리고 다이 내로의 프레스의 삽입에 의하여 분말을 다지는 것을 포함하는 소규모 정제 생산 방법이 제공되며, 여기서 프레스의 수축시 다이는 다이 가이드를 통하여 프레스로부터 이동된다.

제 1 태양과 관련하여 본 명세서에서 설명된 어떠한 바람직한 특징들이 제 2 태양의 방법에 적용될 수 있으며, 또한 그 반대일 수도 있다.

본 발명의 운용 실시예가 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명의 한 예에 따른 시스템의 개략적인 평면도.
도 2는 본 발명의 예에 따른 시스템에서의 사용을 위한 정제 프레스의 정면도.
도 3은 본 발명의 예에 따른 시스템과 함께 사용하기 위한 개별적인 다이의 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 정제 프레스의 제어 및/또는 리포트를 위한 도시적인 사용자 인터페이스를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 다른 예에 따른 시스템 레이아웃의 개략적인 도면.

도 1을 참고하면, 정제를 개별적으로 또는 비교적 적은 배치(batch) 수의 정제를 생산하기 위한 시스템(2)의 예가 도시되어 있다. 이 시스템이 필요하다면 개별적인 정제 또는 보다 큰 배치 크기를 생산하기 위하여 사용될 수 있을지라도 이 시스템은 특히 10개 또는 그 이하의 정제의 배치 크기를 생산하기에 적합하다.

가이드(7)를 따르는 스테이션 사이에서의 하나 이상의 캐리지(8)의 이동을 허용하기 위하여 시스템(2)은 가이드(7)에 의하여 연결된 다수의 스테이션(3 내지 6)을 포함한다. 스테이션 각각은 이후에 설명될 초기 분말 재료로부터의 정제의 생산 공정에 포함된 다른 단계를 수행하기 위한 장비를 포함한다. 이 예에서, 캐리지(8)는 그 안에서의 정제의 형성을 위한 개별적인 다이를 포함하여 다이는 정제를 생산하기 위하여 스테이션에서 스테이션으로 차례로 이동될 수 있다.

가이드는 폐루프 또는 폐회로의 형태를 취하여 다이(8)가 스테이션에서 스테이션으로 이동 중에 공통적인 방향으로 루프를 따라 이동할 수 있다. 이는 스테이션(3 내지 6)에 의하여 다른 다이 상에서 다른 조작이 동시에 수행되는 것을 허용하며, 그로 인하여 다수의 정제가 생산될 수 있는 속도를 증가시킬 수 있다. 이 예에서, 가이드는 트랙과 같은 연장된 가이드 형태를 취하고 있으나, 그 외에 런너(runner), 레일(rail), 한 쌍의 레일 또는 유사한 장치를 포함할 수 있어 다이 캐리지는 이들을 따라서 구속된 방식으로 이동할 수 있다. 이를 위하여, 다이 캐리지는 일반적으로 슬라이더 또는 휠이 장착된 장치를 포함할 수 있어 비교적 적은 마찰로 가이드를 따르는 이동을 허용한다. 캐리지 위치의 근접 제어(close control)가 요구되는 실시예에서, 가이드는 치차(toothed) 레일 또는 랙을 포함할 수 있으며 다이 캐리지는 기어 휠 또는 피니언을 포함할 수 있다.

각 다이 캐리지(8)는 전형적으로 구동 메커니즘을 포함하며, 이 구동 메커니즘은 가이드(7)를 따라서 다이 캐리지를 이동시키기 위한 전기 모터 형태를 가질 수 있다. 사용 중에 다이 캐리지가 가이드를 따라 통과함에 따라 전원부는 각 다이 캐리지, 예를 들어 캐리지 상의 브러시 또는 유사한 부재에 전원을 공급하기 위한 도전체를 포함할 수 있는 가이드에 전원을 제공할 수 있다. 본 기술 분야의 지식을 가진 자에 의하여 이해될 것과 같은, 예를 들어 컨베이어 시스템 또는 그와 유사한 장치와 같은 다양한 다른 구동 장치가 가능하며, 그로 인하여 다이 캐리지는 요구에 따라 수동적으로 시스템 주변에서 밀려지고 당겨진다. 개별적인 다이 캐리지의 이동의 독립적인 제어가 바람직한 반면에, 이는 시스템의 작동에 필수적인 것은 아니다.

스테이션은 다짐/가압 스테이션(3); 다이 충진 스테이션(4); 계량(weighting) 또는 중량 체크 스테이션(5); 및 정제 방출 스테이션(6)을 포함한다. 다이 캐리지로 하여금 연속적인 사이클을 완성할 수 있는 회로를 이루기 위하여, 이들 스테이션의 관련 위치 또는 순서(sequence)는 중요하다. 그러나, 다른 시스템이 캐리지가 다른 의미에서(즉, 도 1에 도시된 바와 같이 시계 방향 또는 반시계 방향으로) 이동하는 하는 것을 허용할 수 있다는 점이 인식될 것이다.

다른 실시예에서, 후에 설명될 바와 같이 다짐 스테이션(3)과 방출 스테이션(6)은 단일 스테이션으로 조합될 수 있다 (예를 들어, 그로 인하여 펀치가 다짐 스트로크와 방출 스트로크 모두를 수행한다). 또한, 필요하다면 충진 스테이션(4)과 계량 스테이션(5)을 단일 스테이션으로 조합하는 것이 가능하다. 이러한 이유로 본 발명에 따른 시스템은 필요에 따라 2개 또는 그 이상의 스테이션을 포함할 수 있다.

제어 계획에 따라 그리고 다이 캐리지(들) 및/또는 스테이션(3 내지 6)의 작동 상태를 결정하기 위하여 시스템 곳곳에 위치한 센서의 출력에 따라 가이드(7)를 따르는 다이 캐리지(8)의 이동을 제어하기 위하여 하나 이상의 컨트롤러(9)가 배치된다. 컨트롤러는 제어 계획에 따라 시스템의 제어를 위한 기계-판독 가능한 명령어를 갖는 맞춤형 시스템 컨트롤러 또는 그 밖의 개인용 컴퓨터 또는 다른 범용 처리 수단의 형태를 가질 수 있다.

스테이션(3 내지 6) 그리고 시스템의 작동의 다른 세부 사항이 단지 한 예로써 이하에 제공된다.

도 2를 참고하면, 베이스(12)를 갖는 정제 프레스(10) 형태의 다짐 스테이션(3: compaction station)의 예가 도시되어 있다. 여기서 베이스는 베이스 하우징(14)을 포함한다. 베이스(12)의 하부 영역은 사용을 위하여 적절한 표면(18) 상에서 정제 프레스(10)의 하중을 지지하기 위하여 배치된 피트(16; feet)를 갖는다.

하우징(14)의 상부 표면에는 다수의 개구(19)가 제공되며, 필라(20; pillar) 형태의 다수의 스페이서 아암이 이 개구를 통하여 연장된다. 필라(20)는 베이스 하우징(14) 내에 위치한 하부 종단 그리고 베이스 하우징(14) 위로 돌출된 반대 상부 종단을 갖는다. 피트(16)가 수평 표면(18) 상에 있을 펴 필라(20)는 대체적으로 수직으로 배치된다.

필라(20)의 상단에 지지 부재(22)가 제공되며, 이 지지 부재는 필라 사이로 연장되고 대체로 필라의 길이 방향 축에 직교적으로 배치된다. 본 명세서에서 펀치(24)로 언급된 프레스 부재가 지지 부재(22) 상에 장착된다. 펀치(24)는 필라(20)들 사이의 그리고 필라들로부터 등거리에 있는 위치에서 지지 부재(22)에 매달려 있다. 펀치(24)는 긴 형태이며 베이스(12)를 향하여 일반적으로 필라(20)와 평행한 방향으로 연장된다.

펀치는 일반적으로 원통형 형상이나, 타원형, 사각형 또는 정제가 일반적으로 형성되는 형상을 포함한 다른 형상도 가능하다. 펀치는 뭉툭한 자유단(25)을 갖는다. 자유단(25)은 사용시 정제 프레스(10)에 의하여 형성된 정제의 형상을 부분적으로 한정한다. 따라서 자유단은 원하는 정제 프로파일 내에서 평평하거나 만곡질 수 있다. 이와 관련하여, 다른 정제 형상에 맞추도록 교체 가능한 종단 부분을 갖는 펀치를 제공하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 실시예에서, 다이 형상은 보통 펀치 형상과 대응하도록 교체 가능할 것이다.

지지 부재(22)는 펀치(24) 중간에 배치된 로드 셀(26) 형태의 부하 센서 및 지지 부재의 나머지 부분을 포함한다. 펀치(24)는 고정된 종단에서 로드 셀(26)에 또는 로드 셀 상에 장착될 수 있으며, 펀치(24)는 지지 부재 내의 대응적으로 형성된 요부 또는 형성부(formation) 내에 그 자체가 장착될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 부하 센서는, 예를 들어 베이스(12) 내 또는 모터와 베이스 간의 힘의 경로 내와 같은 대안적인 위치에 위치될 수 있다.

지지 필라(20)는 베이스 하우징(14) 내의 그의 하단에서 종료한다. 전기 모터 조립체(28)가 베이스 하우징(14) 내에 장착되며, 본 실시예에서 전기 모터 조립체는 일반적인 브러시 DC 모터를 포함한다. 그러나, 예를 들어 스텝핑 모터를 포함하는 브러시리스 모터와 같은 다른 형태의 모터가 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 필라(20)에 의하여 요구되는 주행 범위로 인하여 정제 프레스를 위한 적절한 구동 수단으로서 전기 모터가 여러모로 바람직하다. 사용 중에 필라(20)의 적절한 선형 변위를 감안할 수 있는 것이라면 다른 형태의 전기 기계식 구동부 또는 액츄에이터가 고려될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 다른 또는 대안적인 실시예에서, 예를 들어 선형 가변 변위 변환기(linear variable displacement transformer; LVDT)를 이용하여 모터에 대한 피드백이 제공된다.

필라(20)와 관련하여 모터 조립체(28)가 도 2에 개략적으로 도시되어 있다. 모터 조립체(28)에 의하여 필라(20)를 균일하게 구동하기 위한 다양한 구성이 이용될 수 있다. 예를 들어, 필라(20)의 하단이 공통적인 크로스 부재(도시되지 않음)에 연결될 수 있으며, 크로스 부재를 작동시키기 위하여 모터(28)가 배치될 수 있어 필라들은 단일 모터에 의하여 동시에 구동될 수 있다.

본 실시예에서, 모터 조립체(28)는 모터에 전원을 공급하는 선형 서보 증폭기를 더 포함할 수 있다. 모터의 제어를 위하여 디지털 인코더 또한 제공된다. 본 실시예에서, 엔코더는 베이스 하우징(14) 내에서 모터 조립체(28)의 일체화된 부품이다. 따라서 사용시, 모터의 각 위치가 결정 가능하며 디지털적으로 제어 가능하다. 이에 대해서는 후에 더욱 상세히 설명된다.

사용자 인터페이스(30)가 예를 들어 베이스 하우징(14)의 패널 상에 제공되며, 이 디스플레이 스크린(32)과 키패드 형태의 다수의 키(32)를 포함한다. 키는 일반적인 방식으로 사용자에 의한 알파벳 문자 입력을 허용한다. 컨트롤러(9)가 베이스 하우징 내에 제공될 수 있거나 베이스 하우징과 통신할 수 있어 사용자 인터페이스(30)는 전체 시스템을 제어하기 위한 중앙 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.

베이스 하우징(14)의 상부에는 다이 캐리지 조립체(36)가 위치하며, 다이 캐리지 조립체는 다이 부재(38)와 다이 플로어 또는 베이스(40)를 포함한다. 다이 캐리지는 유지 형성부(44)에 의하여 베이스(12)의 상부 표면(42)에 대한 제 위치에 해제 가능하게 고정된다. 가이드(7)는 베이스(12)를 통과하며 베이스에 의하여 적어도 부분적으로 지지되어 사용시 다이 캐리지 조립체(26)는 정제 프레스(10) 위를 지나갈 수 있고/정제 프레스를 통과할 수 있다.

필라(20)와 펀치(24)는 일반적으로 축(34)을 중심으로 대칭적으로 배치된다. 여기서, 이 축은 또한 사용시 펀치(24)의 이동 방향이다. 따라서 축(46)은 펀치(24)의 중심축이다. 도시된 방향에서, 축(46)은 일반적으로 수직적으로 정렬된다.

힘의 경로는 모터 조립체(28), 필라(20) 그리고 (로드 셀(26)과 펀치(24)를 포함하는) 지지 부재(22) 사이에서 한정될 수 있다. 따라서, 모터에 의하여 가해진 부하는 펀치(24)로 전달될 수 있어 펀치는 다이 내의 분말에 부하를 가한다. 펀치(24)에 의한 가해진 부하 경력에 대한 어떠한 반응도 로드 셀(26)에 의하여 기록될 수 있다. 보통 약 500㎏ 또는 4900N까지의 부하를 감안하도록 모터(28)와 로드 셀(26)이 배치된다.

도 3을 참고하면, 다이 조립체(36)의 세부 구조가 도시된다. 다이 부재(38)의 하부는 다이 플로어(40)가 꼭맞게 수용되는 요부가 제공되는 형상을 갖는다. 사용 중에 다이 플로어는 요부 내에서 슬라이딩 가능하다. 이와 관련하여, 다이 부재(38)의 하부는 일반적으로 반전된 채널의 형태 또는 U-자형 형상의 횡단면을 갖는다. 다이 플로어(40)는 그 양측 측벽 사이의 채널 내에 삽입 가능하다.

다이 부재(38)의 상부 부분은 사용 중에 정제가 형성되는 다이를 한정하기 위하여 형상화된다. 상부 부분은 튜브 형상 또는 도너츠 형상의 직립 벽 그리고 분말이 삽입될 수 있는 중심 개구축(48)을 갖는다.

다이 부재(38)의 최상단은 축(48)과 나란한 개방된 종단 펀넬 형성부를 포함한다. 펀넬은 위를 향하는 개방 마우스(mouth)를 포함하며, 이 마우스는 다이 부분의 보어 내로 이어지는 좁은 개방부를 향하여 테이퍼져 있다.

다이 플로어(40)는 길게 늘려진 형상이며 그 길이를 따라서 일부에 형성된 개구(40A)를 갖는다. 개구(40A)는 관통 홀 형태를 갖는다. 개구(40A)는 다이(38B)의 폭 또는 직경보다 다소 큰 폭 또는 직경을 갖는다. 도 3에 도시된 바와 같이, 정제-형성 조건에서 개구(40A)는 다이에서 오프셋되어 있어 다이는 그 하단에서 닫힌다. 사용 중에 다이 플로어(40)는 작동될 수 있어 개구(40A)를 다이 축(48)과 일렬로 정렬시키며, 그로 인하여 정제가 형성되면 다이(38)로부터 정제의 배출을 허용한다.

다시 도 1을 참고하면, 계량 스테이션(5)은 일반적인 형태의 디지털 계량 장비(예를 들어, 스케일(scale))을 포함하여 충진된 그리고/또는 충진되지 않은 상태의 다이 캐리지 조립체의 계량을 가능하게 한다.

충진 스테이션(4)은 다짐 스테이션(3)에서 이격된 다이 가이드를 따르는 위치에 제공된다. 충진 스테이션은 분말 저장조 및 분말 디스펜서를 포함한다. 한 예에서, 분말 디스펜서는 분말로 채워질 수 있고 다이 내로 분말을 배출할 수 있는 피펫(pipette) 형태를 취할 수 있다. 이러한 배치에서, 분말 디스펜서는 충진 위치와 디스펜싱 위치 사이에서 안내 방식으로 이동 가능하다. 충진 위치에서, 디스펜서는 저장조로부터 분말을 받을 수 있다. 디스펜싱 위치에서, 다이 개구 내로의 분말의 분출/해제를 위하여 디스펜서는 다이 위의 위치로 이동한다.

그러나, 여러모로 바람직한 다른 실시예에서, 분말이 제어된 방식으로(즉, 제어된 속도로) 다이 내로 제공되도록 하는 계량된 분말 전달 시스템이 제공된다.

어떠한 실시예에서, 충진 스테이션은 자체적으로 다이 내로 분말을 제공하기 전에 분말을 계량하기 위한 디지털 계량 장비를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 다이가 빈 상태로 충진 스테이션에 진입하면 충진 시스템은 다이를 계량할 수 있으며, 또한 원하는 무게의 분말이 다이 내에 수용되었는지를 확인하기 위하여 충진 시스템은 충진 작동 동안/후에 다이의 무게를 체크하는 것을 모니터링할 수 있다. 원하는 정도의 정확도 및 확실성을 갖고 정제를 형성하는 것을 보장하기 위하여 위한 이러한 무게 체크-인 및/또는 체크-아웃 과정이 바람직하다.

정제 방출 스테이션(6)은 리셉터클을 제공하며, 이 리셉터클 내에서 배치(batch)가 완료될 때까지 다수의 정제가 배분되고 유지될 수 있다. 이 실시예에서 방출 스테이션은 스테이션에 해제 가능하게 장착된, 제거 가능한 리셉터클을 포함한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 시스템의 작동이 더 상세하게 설명된다. 작업자는 먼저 원하는 정제 생산 변수, 생산될 정제의 원하는 개수 및/또는 각 정제를 위하여 다이 내로 분배될 분말의 원하는 양/체적을 설정한다. 또한, 작업자는 이후에 설명될 사용자 변경 가능한 다수의 변수를 설정할 수 있다.

먼저 빈 다이 조립체가 스테이션(5)에서 계량된다. 무게가 기록되며, 다이는 충진 스테이션(4)으로 넘어간다. 충진 스테이션에서는 다이 플로어 부재(40) 상에 얹혀있는 다이(38) 내로 분말이 주입되거나 그렇지 않으면 삽입된다. 의도된 양/무게의 분말이 분배되면, 다이 조립체는 계량 스테이션(5)으로 뒤로 넘어가며, 계량 스테이션에서는 다이 조립체가 다짐 스테이션(3)으로 넘어가기 전에 채워진 다이의 무게가 체크된다.

다짐 스테이션에서, 하나 이상의 위치 센서가 다이 축(48)이 펀치 축(46)과 정확하게 일렬로 정렬되었는지를 체크한다. 그후 필라가 모터(28)에 의하여 작동하여 펀치(24)를 다이 부재(38)를 향하여 축(46)의 방향으로 하향 이동시킨다. 분말을 정제로 다지기 위하여 펀치 종단(25)는 다이로 들어가고 다이 내의 분말에 부하를 가한다. 이격된 필라의 사용은 펀치(24)의 정확한 축 방향 변위를 보장하는데 도움을 준다.

정제가 형성되면, 모터 조립체는 필라(20)를 반대 방향으로 작동시켜 펀치(24)가 다이로부터 수축된다.

이후 다이 플로어(40)가 선형 방식으로 가동하여 개구(40a)가 다이 아래에서 다이 축(48)과 일렬로 정렬된다. 정제에 방출력을 가함으로써 정제는 그후 방출될 수 있어 정제는 다이에서 제거되고 개구(40A) 내로 떨어진다. 방출력은 모터(28)에 의한 펀치(24)의 제 2 작동에 의하여 가해질 수 있다. 대안적으로, 필요에 따라 개별적인 방출 메커니즘이 방출 스테이션(6)에 제공될 수 있다.

정제는 다이 플로어(40)를 통하여 떨어지며 개구(40a) 내에서 잡혀진다. 이 조건에서, 정제는 다이 아래에서 느슨하게 유지된다. 다이 플로어(40)는 다른 위치로 이동될 수 있어 필요에 따라 정제는 다이 아래의 요부 내에 빠진다.

개구(40A) 내에 정제가 있음에 따라 다이 조립체는 방출 스테이션(6)으로 이동되며, 여기서 다이 플로어(40)는 작동되어 정제의 제거를 허용한다. 이 실시예에서, 사용시 정제 리셉터클은 가이드 아래에 배치되며 다이 플로어는 작동되어 정제가 중력 하에서 리셉터클 내로 떨어지게 한다. 이 배치에서, 다이 조립체 또는 가이드는 하부 플레이트 장치를 가질 수 있으며, 이 하부 플레이트 장치는 다른 개구를 포함하여 다이가 그 위를 통과함에 따라 정제가 컨테이너 내로 떨어지게 한다.

대안적인 실시에에서, 정제 방출/제거 스테이션(6)은 정제 피커(picker)를 포함할 수 있으며, 정제 피커는 예를 들어 진공원 및 흡입 컵 또는 다른 진공 제거 장치를 포함할 수 있다. 흡입 컵 또는 헤드는 다이와 리셉터클 사이에서 예를 들어 레일 상에서 그렇지 않으면 로보트 아암에 의하여 이동 가능할 수 있어 보다 제어된 방식으로 정제 제거를 허용한다.

그후 빈 다이는 계량 스테이션(5)으로 넘어가 공정을 다시 시작하며, 그로 인하여 다이가 실제로 비어있는지 확인하기 위하여 다이 조립체는 다시 체크된다.

원하는 수의 정제가 생산될 때까지 위의 과정은 주기적인 방식으로 반복될 수 있다. 더욱이, 2개 이상의 다이 캐리지(8)가 제공되어 정제 생산을 촉진하는 것을 돕기 위하여 다른 다이가 프레스 작동을 수행하는 동안에 하나의 다이 조립체는 채워질 수 있다.

도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 시스템(100)의 다른 예가 도시된다. 이 예에서, 이동 가능한 다이 조립체를 제공하는 개념은 위에서 설명된 형태의 단일 다이 조립체(102)가 다짐 스테이션(104)과 충진 스테이션(106) 사이에서 앞으로 그리고 뒤로 이동할 수 있는 일반적인 선형 시스템에 적용된다. 원형 트랙 시스템의 일부 이점이 없는 반면에, 도 5의 실시예는 자동화된 그리고/또는 제어된 방식으로 소수의 정제를 생산하는 더욱 콤팩트한 시스템을 허용한다. 특히, 다이의 충진 및/또는 비움 공정이 제어될 수 있어 최소한의 수동적인 상호 작용이 요구된다.

도 5의 예에서, 다이 가이드는 사이에서 다이 조립체(102)를 제한하도록 배치된 2개의 마주보는 가이드 부재를 포함하여 다이는 가이드를 따라서 선형적으로 이동 가능하다. 이 실시예에서, 정제 제거/수집 스테이션(110)이 또한 제공된다. 이 실시예에서의 제거 스테이션(110)은 충진 스테이션과 다짐 스테이션 사이의 위치에서 가이드를 따라 제공된다. 그러나, 가이드를 따른 이들 스테이션의 대안적인 상대적 위치는 요구에 따라 선택될 수 있다. 정제 제거 스테이션은 형성된 정제를 위에서 설명된 방식으로 수용하도록 배치된 리셉터클을 포함한다. 더욱이, 이 실시예에서 충진 스테이션(106)은 분말 피펫 시스템(112)을 포함하나, 위에서 설명된 바와 같은 어떠한 다른 일반적인 분말 분배/계량 시스템을 포함할 수 있다.

도 5의 시스템 내의 충진 스테이션(106)의 작동 동안의 공정 순서는 다음과 같다:

1) 충진 스테이션으로의 다이 조립체 이동

2) 분말 저장조로의 분말 피펫 이동

3) 분말 피펫 충진

4) 다이로 분말 피펫 이동

5) 분말 피펫 비움

6) 스테이션으로 분말 피켓 복귀

충진된 다이 조립체(102)는 그후 다짐 스테이션(104)으로 이동하며, 본 명세서에서 설명된 방법에 따라 펀치/프레스가 작동된다. 다짐이 완료되면, 다이 플로어가 작동되며, 정제 프레서는 그후 방출 스트로크를 수행하여 정제를 펀치 아래에 일렬로 정렬된 다이 플로어 내의 방출 개구(40A) 내로 이동시킨다.

예를 들어 그후 다이 조립체는 제거 스테이션(110)으로 이동하는 반면에, 방출 개구는 아직 노출되며, 정제 제거 순서가 다음과 같이 수행된다. ,

1) 방출 공간으로 진공을 가함

2) 진공 헤드(114) 정제 픽업

3) 제품 저장조(116)로 이동

4) 진공으로 정제를 놓는 것을 중지

5) 진공 헤드가 스테이션으로 복귀

다이 조립체는 이후 충진 스테이션(106)으로 이동하여 정제 생산 공정을 종료하거나 그렇지 않으면 생산될 정제의 개수에 따라 위에서 설명된 단계들을 반복한다.

위에서 설명된 어느 실시예에서, 원하는 개수의 정제가 생산되었는지 여부를 결정하기 위하여 컨트롤러는 생산된 정제 또는 수행된 사이클의 계산을 유지할 수 있다.

컨트롤러에 의한 정제 프레스의 작동 및 제어가 도 2 내지 도 4를 참고하여 더욱 상세하게 설명될 것이다. 이를 위하여, 사용자의 입력에 따라 모터(28)에 의한 펀치의 작동을 제어하기 위하여 정제 프레스(10)는 일반적으로 마이크로칩 형태의 하나 이상의 프로세서 및 데이터 저장부 또는 메모리를 포함한다.

정제 프레스는 개별적인 연산 수단과 데이터 연결을 구축하기 위한 수단을 더 포함한다. 이 실시예에서, 정제 프레스(10) 내의 전기 컨넥터(50)는 리드(52)에 의하여 랩탑(54)에 연결된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예를 들어 와이-파이(Wi-Fi), GSM, 3G, 블루투스 또는 다른 통신 표준을 이용한 무선으로 데이터 송신/수신을 위하여 요구될 수 있는 바와 같은 일반적인 무선 데이터 전송 하드웨어를 정제 프레스에 제공함으로써 무선 데이터 링크가 다른 실시예에서 구축될 수 있다. 도 1에서는 랩탑(54)이 도시되어 있는 반면에, 예를 들어 데스크탑 개인용 컴퓨터, PDA, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터 또는 유사한 것과 같은, 대체될 수 있는 다양한 형태의 또는 대안적인 연산 장비가 존재한다는 것을 본 기술 분야의 지식을 가진 자는 인정할 것이다.

정제 프레스 시스템을 위한 작동 시스템은 2개의 부분을 포함한다. 정제 프레스(10) 자체의 프로세서는 펌웨어(firmware) 형태의 기계 판독 가능한 코드를 구비한다. PC(54)는 화면(on-screen) 사용자 인터페이스의 디스플레이를 제어하는 소프트웨어를 구비하며, 그 예가 도 4에 도시된다.

정제 프레스는 모터(28)의 작동에 의하여 초기화되어 펀치가 완전한 수축 위치로 이동된다. 이 위치는 기계를 위한 기준 위치의 역할을 수행한다. 이전 사용의 사례로부터 메모리 내에 저장된 어떠한 설정이 메모리로부터 검색된다.

정제 프레스 펌웨어가 PC와의 데이터 통신을 구축하면, 정제 프레싱 매개 변수는 PC 상의 사용자 인터페이스(56)을 이용하여 설정 또는 변경될 수 있다. 정제 설명(식별자)는 또한 인터페이스를 통하여 사용자에 의하여 입력될 수 있다. 사용자에 의한 입력 또는 업로드를 위하여 요구되는 매개 변수는 하기 사항을 포함한다.

a. 다짐 모드: 고정된 두께 또는 고정된 부하 모드가 이용 가능하다. 고정된 두께 모드에서, 다이가 지정된 위치에 도달될 때까지 다이의 내용물은 다져질 것이다. 고정된 부하 모드에서, (부하 셀(26)에 의하여 결정된 바와 같은) 지정된 부하가 펀치에 가해질 때까지 다져짐은 계속된다.

b. 목표 두께 또는 부하; 위의 (a)에서 설정된 모드에 따른, 원하는 전체 두께 또는 최대 부하;

c. 다짐 속도;

d. 다이 직경; 이는 정보를 위한 것이며 내보내진 리포트(exported repot)의 헤더에 도시된다. 그러나, 이 실시예에서, 다이 직경은 다짐 자체에 대하여 관련되지는 않는다.

e. 다이 두께; 다짐 작업 동안 위치를 계산하기 위하여 사용된 다이의 전체 두께.

위의 데이터 또는 명령은 도식적인 사용자 인터페이스(56)의 영역(58) 내의 버튼 및 영숫자 문자 입력 박스를 이용한 사용자에 의하여 입력된다.

다짐이 시작될 수 있기 전에, 다이의 바닥의 위치는 펌웨어에 의하여 설정된다. 다른 프레스 내에서의 다이의 사용은 이 매개 변수를 변화시킨다. 기준 위치에 대한 다이의 플로어의 위치의 결정은 빈 다이를 프레싱 스테이션으로 이동시킴에 의하여 그리고 "새로운 치수(new size)" 절차를 시작함에 의하여 이루어질 수 있다. 펀치가 다이 플로어 부재(40)에 닿을 때까지 펌웨어는 펀치(24)의 하향 작동을 제어한다. 기준 위치에 대한 다이 플로어(40)의 이동 거리 및/또는 위치는 저장된다. 펀치(24)는 이후 다이(38) 밖으로 수축된다.

위에서 설명된 충진 순서가 이후에 착수된다. 다이 그리고 다이 내의 분말이 정제 프레스(10) 내에 정확하게 위치되면, 다짐 단계가 시작될 수 있다. 다짐은 컨트롤러에 의하여 자동적으로 시작된다. 컨트롤러는 하기를 포함하는 다수의 위치의 개수를 계산할 수 있다.

ⅰ. 멈춤 위치: 이는 "고정된 두께 모드"에서 사용되며, 목표 정제 두께를 뺀 다이 기준 위치의 바닥(bottom-of-die reference position)으로서 정의된다;

ⅱ. 다짐 속도 위치: 이는 펀치가 전속력 이동에서 다짐 속도로 전환되는 위치이며, 다이 상단 위의 또는 아래의 설정 거리로 정의된다; 그리고

ⅲ. 복귀 위치: 다짐 후에 펀치는 이 위치로 복귀하며, 다이의 상단 위의 설정 거리로 정의된다.

그후 디지털 엔코더와 함께 펌웨어는 모터(28)의 동작을 제어하여 (스테이지(62)에서 계산된 바와 같은) 다짐 속도 위치에 도달할 때까지 펀치(24)가 전속도로 하향 이동한다. 이 위치는 제어 루프에 위하여 결정되며, 이 위치에서 펌웨어는 모터(28)의 작동 변화를 제어하여 (일반적으로 공정의 다짐 단계를 위하여 일반적으로 일정한) 다짐 속도에서 펀치를 작동시킨다.

펀치(24)는 그 하강 이동을 계속하여 다이 내의 분말과 접촉한다. 다짐 속도에 대한 변화는 또한 신호를 정제 프레스에서 PC로 트리거하여 PC 소프트웨어가 사용자 인터페이스(56)의 윈도우(60)에 펀치를 위한 위치에 대한 부하의 그래프를 그리기 시작할 것이다. 부하 측정값(load reading)은 로드 셀(26)로부터 얻어지며 위치는 디지털 엔코더에 따른 모터의 각 위치에 의하여 얻어진다. 이 정보는 각 정제를 위하여 기록될 수 있다.

펀치의 추가적인 하향 이동은 다이 내에서 분말을 다진다. "고정된 두께" 모드에 있을 때 (위의 (i)에서 계산된) 멈춤 위치에 도달할 때까지 또는 "고정된 부하" 모드에 있을 때 (위의 b에서 설정된) 목표 부하에 도달할 때까지 다짐은 계속된다. 각 모드에서, 만일 로드 셀에 과부하가 걸리면 부하 이 다짐은 중단될 것이다. 펀치는 그후 중단된다. 이 위치에서 펀치는 설정된 시간 동안 유지될 수 있다. 다짐 속도로 설정된 거리, 예를 들어 2㎜를 펀치가 수축하도록 모터가 제어된다. 그후 그래프 플로팅 및/또는 부하 기록이 종료된다. 그후 모터는 펀치를 수축 방향으로 전속력으로 기준 위치로 작동시킨다.

방출 동안에, 다이 플로어(40)는 먼저 작동되어 개구(40A)가 다이 아래에 위치한다. 다짐 속도 위치에 도달할 때까지 펀치는 초기에 전속력으로 하향 이동된다. 그후 펀치는 다짐 속도로 계속 작동하여 정제를 방출한다. 그러나, 위에서 설명된 다짐 기준을 모니터링하는 대신에, 방출시 컨트롤러는 펀치 종단(25)이 다이의 바닥의 위치(즉, 플로어 부재(40)가 이전에 존재하였던 위치)에 도달했는지 여부를 대신 결정한다. 다이의 바닥에 도달하면, 펀치는 복귀 위치로 역으로 작동한다.

그후 다이 조립체는 정제 프레스(10)를 떠나 이동된다. 이제 정제 프레스 그리고 관련된 펌웨어는 프레스 내에 다음의 채워진 다이 조립체의 수용시 정제 프레스가 다음 다짐 과정을 자동적으로 시작할 수 있는 또는 변경될 설정을 위하여 잠시 멈출 수 있는 준비 상태로 복귀한다.

위의 실시예가 온-보드 펌웨어 그리고 외부 컴퓨터 소프트웨어를 이용하는 반면에, 필요하다면 기계 펌웨어(machine firmware)의 제어 하에서 정제 프레싱 과정이 전적으로 수행될 수 있다는 것이 주목된다. 사용자는 디스플레이 스크린(32) 상의 간단한 프롬프터에 응답하여 키(34)를 사용하여 필요한 데이터를 입력할 수 있다. 그러나, 기본적인 펌웨어 그리고 연결된 컴퓨터에서 가동되는 더 진보된 소프트 웨어의 조합된 사용이 그렇지 않으면 독립형의 정제 프레스 시스템에 비용을 부가시키는 유용한 기능을 제공하는 것으로 생각된다. 그러나, 온-보드 데이터 처리와 외부 데이터 처리 중 어느 것 또는 어떠한 조합이 위의 설명에 기초하여 가능한 것으로 예상된다. 본 명세서에서의 "컨트롤러"에 대한 어떠한 언급은 원하는 제어 기능을 이루기 위하여 정제 프레스 내에 배치된, 시스템의 다른 스테이션 내에 배치된, 그렇지 않으면 스테이션과 통신하는 하나 이상의 마이크로프로세서와 관련이 있을 수 있다.

위에서 설명된 시스템은 다이 조립체 위치 및/또는 다른 작동 매개 변수를 결정하기 위하여 센서를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 센서 측정값을 수신할 수 있으며 또한 하나 이상의 센서 측정값이 잘못된 경우를 나타내도록 결정된 설정 임계값에 도달하거나 초과하는 경우에 공정의 중단을 제어할 수 있다. 이러한 경우에, 하나 이상의 경고 신호 또는 에러 메시지가 출력될 수 있다. 다짐에 더하여, 이는 위에서 설명된 바와 같이 저장될 수 있는. 위에서 설명된 측정값일 수 있다. 배치(batch) 생산의 경우, 개별적인 정제를 위한 다짐 매개 변수는 기록될 수 있으며 그리고/또는 배치를 위한 요약(또는 평균) 데이터가 결정될 수 있다.

사용자에 의하여 입력된 공지된 다짐 매개 변수 하에서 개별적인 정제 또는 정제의 소규모 배치(batch)가 생산될 수 있기 때문에 본 발명은 특히 유리하다. 생산된 각 정제를 위한 다짐 변수는 사용자에 의하여 개별적으로 설정될 수 있다. 소형 정제 생산 배치에서의 재현성을 개선하기 위하여 그리고 가능한 수동적 오류를 제거하기 위하여 이러한 시스템이 사용될 수 있다. 예정된 설정 아니면 예정된 설정 변화에 따라 제조될 정제의 소규모 배치에 유익하다.

Claims (24)

1. 다져질 분말을 수용하기 위한 다이; 및
   전기적인 컨트롤러의 제어 하에서 제 1 축을 따라 작동 가능하며, 다이 내에서 사용 중인 분말을 다지기 위한 프레스 부재를 포함하되,
   다이는 다짐을 위하여 다이가 제 1 축과 일렬로 정렬된 제 1 위치와 제 1 위치로부터 이격되고 충진, 계량 및/또는 정제 제거 스테이션의 어떠한 조합을 포함하는 다수의 다른 위치 사이에서 이동 가능하며,
   제 1 위치와 다른 위치 사이에서 연장된 다이 가이드를 더 포함하고,
   다이 가이드를 따르는 다이의 움직임은 전기적으로 동력을 받아 이루어지되,
   상기 다이 이동은 전기 다이 액츄에이터에 의하여 이루어지고,
   상기 다이 가이드는 다이의 이동에 동력을 공급하기 위한 전기 도전체를 포함하는 정제 프레스 시스템는 정제 프레스 시스템.
2. 제1항에 있어서, 제 1 위치는 다짐 스테이션을 포함하며, 다른 위치는 다이 충진 스테이션을 포함하는 정제 프레스 시스템.
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5. 제1항에 있어서, 다이 가이드는 하나 이상의 연장 가이드 형성부를 포함하며, 다이는 가이드 형성부를 따르는 움직임의 단일 자유도(single degree of freedom)에 구속된 정제 프레스 시스템.
6. 제5항에 있어서, 다이는 한 쌍의 실질적으로 평행한 다이 가이드 형성부 사이에서 구속된 정제 프레스 시스템.
7. 제1항에 있어서, 제 1 위치와 다른 위치 사이에 폐회로를 제공하도록 다이 가이드가 배치된 정제 프레스 시스템.
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10. 제1항에 있어서, 다이 이동은 컨트롤러에 의하여 제어되는 정제 프레스 시스템.
11. 제10항에 있어서, 설정된 순서로 제 1 축과 하나 이상의 다른 위치 사이에서 다이를 이동시키기 위하여 컨트롤러가 배치된 정제 프레스 시스템.
12. 제10항에 있어서, 하나 이상의 다이 위치 센서를 더 포함하며, 제 1 위치에서의 다이의 존재를 결정하면 프레스 부재의 작동을 제어하도록 컨트롤러가 배치된 정제 프레스 시스템.
13. 제10항 내지 제12항 중 한 항에 있어서, 다이 내의 분말 재료의 존재, 체적 및/또는 다짐 상태 중 어느 하나 또는 그 조합을 결정하도록 배치된 하나 이상의 센서를 포함하는 정제 프레스 시스템.
14. 제1항에 있어서, 제 1 위치에서 다이를 해제 가능하도록 유지하기 위한 해제 가능한 록 또는 멈춤 부재를 포함하는 정제 프레스 시스템.
15. 제1항에 있어서, 제 1 위치는 베이스는 정제 프레스를 포함하며, 프레스 부재는 베이스에 매달린 스페이서에 의하여 베이스에 대하여 유지되고, 스페이서는 압력 액츄에이터의 제어 하에서 베이스에 대하여 이동 가능한 정제 프레스 시스템.
16. 제15항에 있어서, 스페이서는 하나 이상의 필라 형성부를 포함하는 정제 프레스 시스템.
17. 제1항에 있어서, 프레스 부재의 이동을 위한 전기 액츄에이터를 포함하는 정제 프레스 시스템.
18. 제17항에 있어서, 프레스 액츄에이터는 DC 모터를 포함하는 정제 프레스 시스템.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 프레스 액츄에이터는 컨트롤러에 의하여 디지털적으로 제어되는 정제 프레스 시스템.
20. 제1항에 있어서, 컨트롤러는 사용자에 의하여 설정된 분말에 가해지는 원하는 부하 또는 원하는 정제 두께에 따라 프레스 부재의 움직임을 제어하는 정제 프레스 시스템.
21. 제1항에 있어서, 다짐 공정 동안에 프레스 부재에 의하여 분말에 가해지는 부하를 기록하기 위한 로드 센서를 포함하는 정제 프레스 시스템.
22. 제21항에 있어서, 컨트롤러는 다짐 주기 동안에 프레스 부재 상에서의 최대 부하를 기록하는 정제 프레스 시스템.
23. 제1항에 있어서, 컨트롤러의 제어 하에서 제 1 위치와 다른 위치 사이에서 동시에 이동하도록 배치된 다수의 다이를 포함하는 정제 프레스 시스템.
24. 제1항에 있어서, 다른 위치는 개별적인 충진 및 계량 스테이션을 포함하여 충진 후에 그리고 다짐 전에 다이 내의 분말의 무게가 체크될 수 있는 정제 프레스 시스템.
    

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