KR102358881B1 - 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치 - Google Patents

탄소섬유 필라멘트 품질검사장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102358881B1
KR102358881B1 KR1020210112499A KR20210112499A KR102358881B1 KR 102358881 B1 KR102358881 B1 KR 102358881B1 KR 1020210112499 A KR1020210112499 A KR 1020210112499A KR 20210112499 A KR20210112499 A KR 20210112499A KR 102358881 B1 KR102358881 B1 KR 102358881B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carbon fiber
fiber filament
bobbin
quality
sensor member
Prior art date
Application number
KR1020210112499A
Other languages
English (en)
Inventor
배준호
Original Assignee
(주)케이알바트로스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)케이알바트로스 filed Critical (주)케이알바트로스
Priority to KR1020210112499A priority Critical patent/KR102358881B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102358881B1 publication Critical patent/KR102358881B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9013Arrangements for scanning
    • G01N27/9026Arrangements for scanning by moving the material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/10Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by devices acting on running material and not associated with supply or take-up devices
    • B65H59/36Floating elements compensating for irregularities in supply or take-up of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H63/00Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/06Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to presence of irregularities in running material, e.g. for severing the material at irregularities ; Control of the correct working of the yarn cleaner
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9006Details, e.g. in the structure or functioning of sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9046Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00Sensing or detecting means
    • B65H2553/20Sensing or detecting means using electric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00Sensing or detecting means
    • B65H2553/80Arangement of the sensing means
    • B65H2553/81Arangement of the sensing means on a movable element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/31Textiles threads or artificial strands of filaments
    • B65H2701/314Carbon fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

본 발명은 독일에서 독점하였던 탄소섬유 필라멘트 검사 시스템을 넘어 탄소섬유 필라멘트를 구성하는 Yarn과 Tow의 결함을 정밀하게 검사할 수 있는 원천기술을 확보함에 따라 품질 검사에 소요되던 비용이 적극 절감되고, 나아가 제품 생산 중에 발생하던 불량률의 현저한 감소로 고품질의 제품을 제공할 수 있으므로 생산 효율성이 극대화 유도되는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치에 관한 것으로, 모터에 의해 구동하는 적어도 하나 이상의 기어가 내장된 기어박스(10);와, 어느 하나의 기어에 결합하여 회전하면서 탄소섬유 필라멘트를 일방향 인출하는 공급보빈(20);과, 또 다른 기어에 결합하여 회전하면서 품질검사가 완료된 탄소섬유 필라멘트를 권취하는 배출보빈(30);과, 공급보빈과 배출보빈 사이에 배치되어 탄소섬유 필라멘트의 품질을 분석 및 검사하는 센서부재(40);로 구성된다.

Description

탄소섬유 필라멘트 품질검사장치{Carbon Fiber Filament Inspection Device}
본 발명은 탄소섬유 필라멘트 원자재 및 수소저장용 탄소섬유복합용기의 품질을 관리하거나 입증하기 위해 제품을 분석하고 검사하는 탄소섬유 필라멘트 검사장치에 관하여 개시되고, 더욱 상세하게는 탄소섬유 필라멘트의 제반 요소인 Yarn과 Tow의 결함을 정밀 정확하게 검사할 수 있는 원천기술을 확보함에 따라 품질 검사에 소요되던 비용이 적극 절감될 뿐 아니라 제품 생산 중에 발생하던 불량률의 현저한 감소로 고품질의 제품을 제공할 수 있으므로 생산 효율성이 극대화 유도되는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치에 관한 것이다.
통상 탄소섬유 필라멘트는 폴리아크릴로니트릴이라는 탄소-질소 화합물의 가열로 획득될 수 있으며, 예컨대 폴리아크릴로니트릴을 300℃로 가열하면 시안기가 서로 결합되면서 고리 형태를 이루게 되며, 이것을 비활성 기체 안에 넣고 700℃로 더 가열하면 고리의 탄소 원자에 붙어있던 수소가 날아가며 방향족 피리딘 그룹으로 이루어진 고리가 형성되고, 이것이 탄소섬유 필라멘트가 된다.
한편, 탄소섬유 필라멘트의 제조방법으로 등록특허공보 제10-1928928호 "탄소 필라멘트 제조장치"가 게재되어 있으며, 해당 기술은 드라이브 롤과, 드라이브 롤의 반대 방향으로 회전하면서 드라이브 롤에 접하도록 설치되어 드라이브 롤 사이로 유입되는 탄소섬유 로빙을 잘라 탄소섬유 촙을 제조하는 쵸핑 롤과, 드라이브 롤 및 쵸핑 롤 사이를 통과하는 탄소섬유 촙에 전단응력을 가하여 탄소 필라멘트를 제조할 수 있도록 드라이브 롤 및 쵸핑 롤 사이에 마련된 한 쌍의 디번들링 롤을 포함하는 디번들링 유닛으로 구성된 것이다.
또한, 탄소섬유 필라멘트의 품질 향상을 위하여 등록특허공보 제10-1867328호 "탄소섬유와 필라멘트 섬유용 꼬임장치"가 개발되었으며, 해당 기술은 탄소섬유가 공급되는 제1보빈힌지와 제2보빈힌지가 설치되고, 제2보빈힌지의 일측으로 섬유 보빈에 감겨진 필라멘트 섬유를 공급하는 제3보빈힌지가 설치되며, 제2보빈힌지의 하측으로 왕복 이동대에 의해 왕복 이동되며 탄소섬유와 탄소섬유가 공급되는 트레버스가 트레버스 받침대의 하측에 회전 원판과 연결되는 트레버스장치와, 트레버스장치의 하측에 설치되며 탄소섬유와 탄소섬유가 감기고 독립되게 회전하는 보빈이 하측의 회전원판과 연결되는 와인딩장치와, 와인딩장치의 하측에 설치되며 회전 원판의 하측으로 연결되는 회전축에서 헬리컬 기어가 회전모터의 동력을 전달하여 트레버스장치와 와인딩장치가 함께 회전하며 탄소섬유와 필라멘트 섬유를 꼬아 합사시키는 회전장치로 구성된다.
또한, 상술한 방식 등으로 제조된 탄소섬유 필라멘트는 등록특허공보 제10-1643125호 "탄소섬유 필라멘트를 갖는 할로겐 램프"와 같이 제품화되고 있으며, 해당 기술은 탄소섬유 필라멘트가 수용되고, 그 내부의 공기를 제거할 수 있도록 공기제거부재가 일면에 형성되며, 그 표면에 상기 광의 투과율 및 온도의 흡수율이 높은 세라믹 코팅물이 적층되어 코팅되는 몸체와, 몸체의 양단에 길이 방향으로 연장되고 필라멘트가 연결되는 필라멘트 연결부와, 필라멘트 연결부의 일단에서 길이 방향으로 연장되고 외부의 전력공급수단과 연결되어 전력을 공급받는 전력공급부로 구성되고, 여기에서 세라믹 코팅물은 메탄올, 메틸트리메톡시실란, 실리카졸, 게르마늄 및 기타 조성물이 포함된 것이다.
상기와 같이 탄소섬유 필라멘트는 광범위한 활용가치로 인해 수요가 증대되고 있으며, 최근에는 수소차용 고압연료탱크나 전기차 용 배터리의 제작에도 사용되고 있다.
그럼에도, 이러한 탄소섬유 필라멘트는 독일에서 개발한 En Rob® I에 의해 3차원 탄소복합재의 비파괴검사만이 실시되고 있으며, 탄소섬유 필라멘트의 원자재인 Yarn과 Tow에 대한 다양한 검사는 기술의 부재로 배제된 실정이다.
이에 따라 품질 검사에 요구되는 비용 대비 정밀한 분석과 평가가 불가능하였고, 결과적으로 고품질의 제품 생산이 불가능하였다. 따라서, 본 발명은 탄소섬유 필라멘트를 구성하는 Yarn과 Tow의 결함을 정밀하게 검사할 수 있는 원천기술을 확보하고자 한다.
등록특허공보 제10-1928928호 "탄소 필라멘트 제조장치" 등록특허공보 제10-1867328호 "탄소섬유와 필라멘트 섬유용 꼬임장치" 등록특허공보 제10-1643125호 "탄소섬유 필라멘트를 갖는 할로겐 램프"
본 발명은 상기의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 탄소섬유를 이용하여 생산된 중간재 및 부품에 대한 검사만 가능하던 독일 제품의 En Rob® I 시스템의 기능적 제약을 넘어 탄소섬유 필라멘트를 구성하는 Yarn과 Tow의 결함을 정밀하게 검사할 수 있는 탄소섬유 필라멘트 Yarn & Tow 검사장치의 제공을 주된 해결과제로 한다.
상기의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치의 구성은 다음과 같다.
본 발명의 정밀검사장치(1)는 모터에 의해 구동하는 적어도 하나 이상의 기어가 내장된 기어박스(10);와, 어느 하나의 기어에 결합하여 회전하면서 탄소섬유 필라멘트를 일방향 인출하는 공급보빈(20);과, 또 다른 기어에 결합하여 회전하면서 품질검사가 완료된 탄소섬유 필라멘트를 권취하는 배출보빈(30);과, 공급보빈과 배출보빈 사이에 배치되어 탄소섬유 필라멘트의 품질을 분석 및 검사하는 센서부재(40);로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부재(40)는 공급보빈(20)과 배출보빈(30) 사이에 배치된 TM너트(41) 상단에 설치되고, 상기 TM너트(41)는 기어박스(10)에 설치된 TM스크류(42)와의 결합으로 센서부재와 함께 좌우 이동함에 따라 탄소섬유 필라멘트가 배출보빈에 균일하게 권취되는 것을 포함한다.
또한, 상기 센서부재(40)는 센서 데이터를 연결하는 케이블(43)을 포함하고, 상기 케이블(43)은 측정된 데이터 정보를 직관적으로 확인할 수 있는 모니터(44)와 연결된 것을 더 포함한다.
또한, 상기 기어박스(10)는 배출보빈(30)과 센서부재(40) 사이에 설치되어 상하로 위치 이동하면서 탄소섬유 필라멘트의 장력을 조절하는 가이드바(14)를 포함한다.
또한, 상기 센서부재(40)는 탄소섬유 필라멘트에 고주파 신호를 송신하고 유도되는 와전류 신호를 측정하는 감지부(40a);와, 주파수가 1MHz 내지 30MHz인 고주파 신호를 발생시켜 감지부로 송신하는 드라이브부(40b);와, 감지부에서 측정한 신호를 수신받아 증폭하고 노이즈를 제거하는 증폭부(40c);와, 증폭부에서 증폭된 아날로그 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 AD변환후(40d); 및 감지부, 드라이브부, 증폭부, AD변환부의 동작을 제어하는 제어부(40e);를 포함한다.
상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 탄소섬유 필라멘트로 제작된 제품에 대한 품질 검사가 아닌 탄소섬유 필라멘트 자체를 분석 및 검사함으로써 보다 우수한 품질의 제품 생산이 가능하고, 이에 기반하여 제조공정에서 불량률이 현저하게 감소됨에 따라 제조원가의 절감 및 환경보호에 적극 이바지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 독일 제품인 En Rob® I 시스템을 활용한 품질 검사에 의존하지 않고, 국내에서 자체 개발한 품질검사장치와 품질검사 시스템을 활용하기 때문에 품질검사에 소모되었던 비용을 적극적으로 절감할 수 있어 매우 경제적이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 품질검사장치의 사시도.
도 2는 본 발명이 제안하는 품질검사장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명이 제안하는 품질검사장치의 사용상태도.
도 4는 본 발명이 제안하는 품질검사장치의 정면도.
도 5는 본 발명이 제안하는 품질검사장치가 설치된 사시도.
도 6은 본 발명이 제안하는 센서부재의 내부구조를 간략하게 나타낸 도면.
이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 탄소섬유 필라멘트 원자재 및 수소저장용 탄소섬유복합용기의 품질을 관리하거나 입증하기 위해 제품을 분석하고 검사하는 탄소섬유 필라멘트 검사장치에 관하여 개시된다.
무엇보다 본 발명은 독일에서 독점하였던 탄소섬유 필라멘트 검사 시스템을 넘어 탄소섬유 필라멘트를 구성하는 Yarn과 Tow의 결함을 정밀하게 검사할 수 있는 원천기술을 확보함에 따라 품질 검사에 소요되던 비용이 적극 절감되고, 나아가 제품 생산 중에 발생하던 불량률의 현저한 감소로 고품질의 제품을 제공할 수 있으므로 생산 효율성이 극대화 유도되는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치에 관련됨을 주지한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 품질검사장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명이 제안하는 품질검사장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명이 제안하는 품질검사장치의 사용상태도이고, 도 4는 본 발명이 제안하는 품질검사장치의 정면도이며, 도 5는 본 발명이 제안하는 품질검사장치가 설치된 사시도이고, 도 6은 본 발명이 제안하는 센서부재의 내부구조를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 1과 같이 본 발명의 품질검사장치(1)는 모터에 의해 구동하는 적어도 하나 이상의 기어가 내장된 기어박스(10);와, 어느 하나의 기어에 결합하여 회전하면서 탄소섬유 필라멘트를 일방향 인출하는 공급보빈(20);과, 또 다른 기어에 결합하여 회전하면서 품질검사가 완료된 탄소섬유 필라멘트를 권취하는 배출보빈(30);과, 공급보빈과 배출보빈 사이에 배치되어 탄소섬유 필라멘트의 품질을 분석 및 검사하는 센서부재(40);로 구성된다.
도 2와 같이 상기 기어박스(10)는 품질검사장치(1)의 바디(body)가 되며, 전체적으로 직육면체의 외형을 가진다. 상기 기어박스(10)는 내부에 빈 공간이 마련되며, 빈 공간에는 모터에 의해 회전하는 복수의 기어를 비롯하여 공급보빈(20)과 배출보빈(30) 및 각종 구성요소들이 작동할 수 있도록 다양한 종류의 구동수단들이 내장 설치된다.
한편, 기어박스(10)는 정면을 기준으로 좌측 정면에 공급보빈용 기어(11)가 설치되고, 우측 정면에 배출보빈용 기어(12)가 설치되며, 공급보빈용 기어는 모터(13)와 결합되어 회전동력에 의해 구동이 이루어진다. 또한 상기 공급보빈용 기어(11)와 배출보빈용 기어(12)는 모두 기어박스(10) 내부에 내장설치되지만, 공급보빈(20)과 배출보빈(30)이 설치될 수 있도록 각 기어의 축단은 기어박스의 정면으로 외부 노출된다.
상기 공급보빈(20)은 탄소섬유 필라멘트가 권취되도록 소정 직경의 롤러 형태로 이루어지는 수용부(21)와, 권취된 탄소섬유 필라멘트의 외부 이탈을 차단하도록 수용부 양측으로 확장된 직경의 가이드(22)를 포함하고, 상기 수용부는 중심부에 결합홀(23)이 형성되어 공급보빈용 기어(11)의 축단에 결합된다.
상기와 같이 공급보빈용 기어(11)에 결합된 공급보빈(20)은 모터(13)에 의해 공급보빈용 기어와 동반 회전되며, 수용부(21)에 권취된 탄소섬유 필라멘트가 일방향 인출된다.
한편, 상기 공급보빈(20)은 공급보빈용 기어(11)와 간편하게 탈부착할 수 있는 구조로 이루어져 교체가 용이하다.
상기 배출보빈(30)은 공급보빈(20)과 마찬가지로 검사가 완료된 탄소섬유 필라멘트가 권취되도록 소정 직경의 롤러 형태의 저장부(31)가 구비되고, 권취된 탄소섬유 필라멘트의 외부 이탈을 방지하기 위해 저장부 양측으로 확장된 직경의 차단판(32)이 더 구성된다. 상기 배출보빈(30) 역시 저장부(31)의 중심부에 체결홀(33)이 형성되어 배출보빈용 기어(12)의 축단과 결합한다.
한편, 도면에 도시하지는 않았으나 상기 공급보빈용 기어(11)와 배출보빈용 기어(12) 사이에는 공급보빈용 기어의 구동력을 배출보빈용 기어로 전달하기 위한 수평기어가 설치된 것을 포함한다.
상기 수평기어는 공급보빈용 기어(11)와 배출보빈용 기어(12) 사이에 개재되는 축과, 축의 일단부에 구비된 제1기어와, 축의 타단부에 구비된 제2기어로 구성된다. 상기 제1기어는 공급보빈용 기어(11)와 치합하여 구동력을 인계받고, 상기 제2기어는 배출보빈용 기어(12)와 치합되어 인계받은 구동력을 배출보빈용 기어로 전달한다.
상기와 같이 하나의 모터(13)로 공급보빈(20)과 배출보빈(30)이 모두 구동되는 구조이며, 공급보빈(20)에서 탄소섬유 필라멘트가 일방향 인출되어 분석 및 검사가 이루어지고, 검사가 완료된 탄소섬유 필라멘트가 배출보빈(30)에 권취된다.
상기 센서부재(40)는 공급보빈(20)과 배출보빈(30) 사이에 설치되며, 공급보빈으로부터 인출되는 탄소섬유 필라멘트를 감지부로 진입시켜 다양한 결함을 분석 및 검사한다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 센서부재(40)는 탄소섬유 필라멘트에 고주파 신호를 송신하고 유도되는 와전류 신호를 측정하는 감지부(40a);와, 주파수가 1MHz 내지 30MHz인 고주파 신호를 발생시켜 감지부로 송신하는 드라이브부(40b);와, 감지부에서 측정한 신호를 수신받아 증폭하고 노이즈를 제거하는 증폭부(40c);와, 증폭부에서 증폭된 아날로그 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 AD변환후(40d); 및 감지부, 드라이브부, 증폭부, AD변환부의 동작을 제어하는 제어부(40e);로 구성된다.
상기 감지부(40a)는 탄소섬유 필라멘트를 향하는 센서 헤드면 안쪽에 복수의 코일 지지대를 구비하는 하우징과, 코일 지지대 중 하나에 장착되어 드라이브부(40b)에서 전달된 고주파 신호를 탄소섬유 필라멘트로 송신하는 송신 코일과, 탄소섬유 필라멘트에 유도되는 와전류 신호를 수신하는 수신 코일과, 수신 코일에서 수신된 신호가 전달되는 센서 보드와, 센서 보드에 전달된 신호를 증폭부(40c)로 전달하는 커넥터로 구성된다. 여기에서 상기 센서 보드는 수신 코일에서 전달된 신호를 증폭시키는 신호 수신부와, 센서에 인가되는 주파수가 저장되는 설정 저장부 및 탄소섬유 필라멘트가 근접하였는지 감지하는 슈미트 트리거부를 포함하여 구성되고, 상기 증폭부(40c)는 감지부(40a)로부터 전달된 신호의 이득(gain)을 높이는 프리앰프부와, 프리앰프부의 증폭된 신호에서 드라이브부의 신호를 제거하는 복조부 및 복조부의 신호에서 배경 잡음을 제거하는 노이즈 제거부를 더 포함하여 구성된다.
한편, 상기 AD변환부(40d)는 증폭부(40c)에서 전달된 아날로그 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환하여 제어부(40e)로 전달하고, 상기 제어부(40e)는 감지부(40a)에 센서 타입 정보를 송신하고, 측정물 3D형상 정보를 수신하여 감지부를 수신된 측정물의 3D형상에 맞춰 이동시키고, AD변환부에서 전달된 측정 데이터와 3D위치 데이터를 병합하여 외부의 컴퓨터로 전송한다.
아래 실시예 1은 본 발명의 센서부재(40)가 감지한 탄소섬유 필라멘트의 결함 검지의 예시를 나타낸 것이다.
1) 섬유 긁힘 검사 2) 고리가 없는 매듭 검사
Figure 112021098278258-pat00001
Figure 112021098278258-pat00002
3) 섬유 균열 검사 4) 섬유 보풀 검사
Figure 112021098278258-pat00003
Figure 112021098278258-pat00004
5) 섬유 찢김 검사 6) 고리가 있는 매듭 검사
Figure 112021098278258-pat00005
Figure 112021098278258-pat00006
상기 실시예 1과 같이 본 발명의 센서부재(40)는 탄소섬유 필라멘트의 긁힘 정도, 고리 여부, 균열 정도, 보풀 발생 정도, 찢김 정도 등의 다양한 결함을 정밀하게 측정하고, 측정된 정보를 분석하여 결과를 도출한다.
상기 센서부재(40)는 센서 데이터를 연결하는 케이블(43)을 포함하고, 상기 케이블은 별도 마련된 모니터(44)와 연결되어 측정된 데이터 정보를 모니터의 디스플레이에 노출시켜 직관적으로 확인할 수 있도록 편의를 제공한다.
도 2와 같이 상기 센서부재(40)는 공급보빈(20)과 배출보빈(30) 사이에 배치된 TM너트(41) 상단에 설치되고, 상기 상기 TM너트는 기어박스(10)에 설치된 TM스크류(42)와 결합한다. 상기 TM스크류(42)는 도면에 도시하진 않았으나 기어박스(10)에 내장 설치된 소형모터와 결합하여 양방향 선택적으로 회전하고, TM스크류의 회전방향에 따라 TM너트(41)가 좌측 또는 우측으로 위치가 가변된다. 그리고 TM너트(41)의 상단에 결합된 센서부재(40) 역시 TM너트와 동반하여 좌측이나 우측으로 위치가 동반 가변된다.
상기 TM너트(41)의 좌우 이동 폭은 배출보빈(30)의 저장부(31) 폭과 동일하며, 센서부재(40)의 좌우 왕복 이동으로 하여금 탄소섬유 필라멘트가 저장부의 어느 한 영역에만 권취되는 것이 아닌 저장부의 모든 면에 균일하게 권취된다.
한편, 상기 기어박스(10)는 배출보빈(30)과 센서부재(40) 사이에 설치되어 상하로 위치 이동하면서 탄소섬유 필라멘트의 장력을 조절하는 가이드바(14)를 포함하여 구성된다.
상기 가이드바(14)는 도면에 도시되진 않았으나 기어박스(10)의 내부에 스프링이 내장 설치되어 있고, 가이드바는 스프링과 결합하여 지속적인 인장력 내지 탄성력이 부여되며 결과적으로 가이드바의 상단을 거쳐 배출보빈(30)으로 인출되는 탄소섬유 필라멘트의 장력을 제어한다.
예컨대 상기 가이드바(14)의 인장력과 탄성력을 제공하기 위한 소재로 스프링을 제안하였으나, 실린더와 같이 위치가 자동제어되는 모든 수단으로 대체될 수도 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 품질검사장치(1)에 의하면 탄소섬유 필라멘트로 제작된 제품에 대한 품질 검사가 아닌, 탄소섬유 필라멘트 자체를 분석 및 검사함으로써 보다 우수한 품질의 제품 생산이 가능하고, 이에 기반하여 제조공정에서 불량률이 현저하게 감소됨에 따라 제조원가의 절감 및 환경보호에 적극 이바지할 수 있다.
또한, 독일 제품인 En Rob® I 시스템을 활용한 품질 검사에 의존하지 않고, 국내에서 자체 개발한 품질검사장치와 품질검사 시스템을 활용하기 때문에 품질검사에 소모되었던 비용을 적극적으로 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10. 기어박스 11. 공급보빈용 기어
12. 배출보빈용 기어 13. 모터
14. 가이드바 20. 공급보빈
21. 수용부 22. 가이드
23. 결합홀 30. 배출보빈
31. 저장부 32. 차단판
33. 체결홀 40. 센서부재
41. TM너트 42. TM스크류
43. 케이블 44. 모니터
1. 품질검사장치

Claims (5)

  1. 모터에 의해 구동하는 적어도 하나 이상의 기어가 내장된 기어박스(10);와, 어느 하나의 기어에 결합하여 회전하면서 탄소섬유 필라멘트를 일방향 인출하는 공급보빈(20);과, 또 다른 기어에 결합하여 회전하면서 품질검사가 완료된 탄소섬유 필라멘트를 권취하는 배출보빈(30);과, 공급보빈과 배출보빈 사이에 배치되어 탄소섬유 필라멘트의 품질을 분석 및 검사하는 센서부재(40);로 구성되는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치에 있어서,
    상기 센서부재(40)는 공급보빈(20)과 배출보빈(30) 사이에 배치된 TM너트(41) 상단에 설치되고,
    상기 TM너트(41)는 기어박스(10)에 설치된 TM스크류(42)와의 결합으로 센서부재와 함께 좌우 이동함에 따라 탄소섬유 필라멘트가 배출보빈에 균일하게 권취되는 것을 포함하는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서부재(40)는 센서 데이터를 연결하는 케이블(43)을 포함하고,
    상기 케이블(43)은 측정된 데이터 정보를 직관적으로 확인할 수 있는 모니터(44)와 연결된 것을 더 포함하는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기어박스(10)는 배출보빈(30)과 센서부재(40) 사이에 설치되어 상하로 위치 이동하면서 탄소섬유 필라멘트의 장력을 조절하는 가이드바(14)를 포함하는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서부재(40)는,
    탄소섬유 필라멘트에 고주파 신호를 송신하고 유도되는 와전류 신호를 측정하는 감지부(40a);
    주파수가 1MHz 내지 30MHz인 고주파 신호를 발생시켜 감지부로 송신하는 드라이브부(40b);
    감지부에서 측정한 신호를 수신받아 증폭하고 노이즈를 제거하는 증폭부(40c);
    증폭부에서 증폭된 아날로그 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 AD변환후(40d);
    감지부, 드라이브부, 증폭부, AD변환부의 동작을 제어하는 제어부(40e);
    를 포함하는 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치.

KR1020210112499A 2021-08-25 2021-08-25 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치 KR102358881B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210112499A KR102358881B1 (ko) 2021-08-25 2021-08-25 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210112499A KR102358881B1 (ko) 2021-08-25 2021-08-25 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102358881B1 true KR102358881B1 (ko) 2022-02-08

Family

ID=80251467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210112499A KR102358881B1 (ko) 2021-08-25 2021-08-25 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102358881B1 (ko)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0459441A2 (en) * 1990-05-30 1991-12-04 The Furukawa Electric Co., Ltd. Method and system for inspection of electroconductive film using eddy current and process and system for production of optical fibers using method and system
JPH08261968A (ja) * 1994-12-28 1996-10-11 Vaisala Oy 物理的量、特に、温度または湿度を測定するための電気的に検知されたインピーダンスの検知器と前記検知器を製造するプロセス
JP2003129371A (ja) * 2002-07-23 2003-05-08 Kanebo Ltd 交絡度検査装置
KR20040105196A (ko) * 2003-06-05 2004-12-14 유조석 선재 권취장치
KR100814076B1 (ko) * 2000-03-17 2008-03-14 바이오 스트랜드 인코포레이티드 검출용 물질 지지체, 그 처리장치, 그 처리방법, 그제조장치 및 그 제조방법
KR20130002696A (ko) * 2011-06-29 2013-01-08 (주)제이브이엠 불량약품 검사장치
KR20160078567A (ko) * 2014-12-24 2016-07-05 에코융합섬유연구원 필름사 와인딩장치
KR101643125B1 (ko) 2015-04-07 2016-07-27 주식회사 킴스켐 탄소섬유 필라멘트를 갖는 할로겐 램프
KR101867328B1 (ko) 2017-05-10 2018-07-19 김재혁 탄소섬유와 필라멘트 섬유용 꼬임장치
KR101928928B1 (ko) 2017-12-05 2018-12-13 한화큐셀앤드첨단소재(주) 탄소 필라멘트 제조장치
KR20210069010A (ko) * 2018-10-01 2021-06-10 도야마 스미토모 덴코우 가부시키가이샤 도금 선재의 제조 방법 및 도금 선재의 제조 장치

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0459441A2 (en) * 1990-05-30 1991-12-04 The Furukawa Electric Co., Ltd. Method and system for inspection of electroconductive film using eddy current and process and system for production of optical fibers using method and system
JPH08261968A (ja) * 1994-12-28 1996-10-11 Vaisala Oy 物理的量、特に、温度または湿度を測定するための電気的に検知されたインピーダンスの検知器と前記検知器を製造するプロセス
KR100814076B1 (ko) * 2000-03-17 2008-03-14 바이오 스트랜드 인코포레이티드 검출용 물질 지지체, 그 처리장치, 그 처리방법, 그제조장치 및 그 제조방법
JP2003129371A (ja) * 2002-07-23 2003-05-08 Kanebo Ltd 交絡度検査装置
KR20040105196A (ko) * 2003-06-05 2004-12-14 유조석 선재 권취장치
KR20130002696A (ko) * 2011-06-29 2013-01-08 (주)제이브이엠 불량약품 검사장치
KR20160078567A (ko) * 2014-12-24 2016-07-05 에코융합섬유연구원 필름사 와인딩장치
KR101643125B1 (ko) 2015-04-07 2016-07-27 주식회사 킴스켐 탄소섬유 필라멘트를 갖는 할로겐 램프
KR101867328B1 (ko) 2017-05-10 2018-07-19 김재혁 탄소섬유와 필라멘트 섬유용 꼬임장치
KR101928928B1 (ko) 2017-12-05 2018-12-13 한화큐셀앤드첨단소재(주) 탄소 필라멘트 제조장치
KR20210069010A (ko) * 2018-10-01 2021-06-10 도야마 스미토모 덴코우 가부시키가이샤 도금 선재의 제조 방법 및 도금 선재의 제조 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102353597B (zh) 复合材料芯棒卷绕试验机
CN211553541U (zh) 一种碳化硅纤维的耐磨性能检测装置
CN105316818B (zh) 纺纱机、纺纱方法及纺纱
CN103147191B (zh) 带微波传感器的细纱前处理装置
KR20020066340A (ko) 광섬유 인발공정에서의 광섬유의 인장검사 및 재방사 방법및 그 장치
EP3708700A1 (en) Roving frame with a monitoring system
US4766647A (en) Apparatus and method for measuring a property of a continuous strand of fibrous materials
CN109696397B (zh) 一种负离子纺织品的负离子性能测量装置及测试方法
KR102358881B1 (ko) 탄소섬유 필라멘트 품질검사장치
CN108195702A (zh) 一种纤维耐磨性测试装置及方法
CN102866244B (zh) 一种线状纺织品取样称重装置及应用该装置的测试仪
CN102159510A (zh) 制造微结构光纤的工艺以及在线控制微结构光纤的方法和系统
CN101203752B (zh) 生产交叉卷绕筒子的纺织机
CN108169052B (zh) 一种碳纤维应用工艺性测试装置及测试方法
CN113702283A (zh) 一种滤棒粘接强度检测仪
GB2447352A (en) Noise sensing during clothing grinding
CN103499315B (zh) 纳米纤维膜膜厚测量装置
CN217237540U (zh) 一种化纤纸管外观缺陷智能检测装置
CN110426290B (zh) 一种线式拉伸扭转载荷与热场耦合原位力学性能测试仪
CN104596715A (zh) 细纱机振动在线检测装置及其工作系统
CN207147685U (zh) 一种手持式中碱玻纤纱张力测试装置
CN215005398U (zh) 一种用于面料检测装置
US6303938B1 (en) Method and device for detection of untextured yarn sections in textured filament yarns
US4785618A (en) Method for operating an open-end friction spinning machine
CN202083659U (zh) 人造短纤维的质量均匀度检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant