KR102428724B1 - 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템 - Google Patents

레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템 Download PDF

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고성훈
이용환
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Abstract

본 발명은 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템에 관한 것으로, 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 연속적으로 용기를 생산하는 용기 생산 장치이며, 상기 용기 생산 장치는, 복수의 진공호퍼로부터 공급되는 생분해성 재료들을 가열장치를 통해 각각 가열하고, 여기서 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기를 혼합시킨 후 일정 온도 이하의 온도로 낮추기 위한 진공 냉각기를 통해 소정의 온도 이하로 냉각시킨 후 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 복수의 롤러, 상기 롤러를 통해 생산된 생분해성 필름을 권취하는 권취 롤러, 상기 권취 롤러를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하기 위한 상부 프레스와 하부 프레스, 상기 상부 프레스와 하부 프레스를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 정해진 시간 안에 정해진 온도 미만으로 낮추기 위한 냉각기 및 상기 냉각기를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기를 포함하여 구성되고, 상기 절단기를 통해 절단 생산된 용기의 내측 바닥면으로 밀착 구동되는 것으로, 용기의 바닥면을 평행하게 유지시키기 위한 용기 마스크, 상기 용기 마스크를 통해 바닥면이 평행하게 유지된 용기의 바닥으로 측정광을 조사하는 레이저 소스, 상기 레이저 소스에서 조사된 레이저가 상기 용기로부터 다시 반사되는 반사광을 획득하는 광검출기, 상기 용기를 X축과 Y축으로 각각 구동시키기 위한 스테이지부 및 상기 레이저 검출기를 통해 검출된 반사광을 이용하여 용기의 두께 정보를 연산하는 두께 연산부를 포함하여 구성되는 레이저 검출기;를 포함하며, 상기 레이저 검출기는 상기 용기의 바닥면을 다수의 포인트로 분할하여 측정하고 각각의 포인트에 대한 두께값을 모두 검출하여 상기 용기의 두께 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템{Defect rate detection system of biodegradable integrated film sheet container production equipment with laser thickness measurement function}
본 발명은 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 생분해성 필름을 이용하여 연속으로 용기를 생산하는 생산 장치에서 필름으로 프레스 성형되는 용기의 두께 균일도 측정을 통해 불량률을 신속하게 검출할 수 있는 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템에 관한 것이다.
최근까지도 물리적, 기계적, 화학적 특성이 탁월한 합성 플라스틱 수지가 다양한 물품의 재료로 폭넓게 이용되어 왔다.
하지만, 합성 플라스틱 수지 폐기물로 인한 매우 심각한 환경오염으로 인해, 합성 플라스틱 수지의 생산, 판매, 사용을 제한하는 다양한 제도적 법적 규제가 전 세계적으로 생겨나고 있다. 이에 따라. 인체에 무해하고 미생물에 의해 100% 생분해될 수 있으면서도 합성 플라스틱 수지와 유사한 물리적, 기계적 특성을 갖는 생분해성 플라스틱 재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 일반적인 생분해성 수지는 가격이 비싸고 기존 합성 플라스틱 수지 제품에 비해 기계적 강도 등 물성이 크게 떨어진다.
반면, PLA(Poly Lactic Acid)와 같은 생분해성 수지 재료는 다른 생분해성 수지와 비교할 때 가격이 싸서 합성 플라스틱 수지 재료를 대신할 수 있는 재료로 많이 고려되고 있다.
그러나, PLA는 열과 충격에 약하고 가공성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, PLA 외에도 다양한 생분해성 수지 재료가 있지만, 가격과, 강도, 내충격성 및 내열성 등 기계적 물성을 모두 만족시키기에는 한계가 있다. 이에 따라, 주성분인 생분해성 수지에 다양한 첨가물을 혼합하여 단점이 보완된 생분해성 재료를 생산하는 기술의 필요성이 존재한다.
그러나, 생분해성 재료와 첨가 재료들을 정량으로 혼합하는 것이 어렵고 생분해성 재료의 특성상 생분해를 억제하는 등 다양한 조건을 맞추기 어렵고, 대량 생산이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 당해 기술분야에는 최종 생산품(물품)을 만들기 직전 상태의 생분해성 재료 컴파운드를 보관 및 운반이 쉬운 상태로 생산하는 기술의 필요성이 존재하고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 일반적인 생분해성 필름을 이용한 용기 시스템의 개략적이 구성도이다.
PLA를 포함하는 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 용기를 생산하는 용기 생산 장치(100) 및 상기 용기 생산 장치(100)를 제어하는 제어단말기(200)를 포함하며, 상기 용기 생산 장치(100)는, 생분해성 재료들을 보관하는 복수의 진공호퍼(110); 상기 복수의 진공호퍼(110)로부터 공급되는 생분해성 재료들을 40℃ 내지 70℃, 110℃ 내지 250℃ 및 110℃ 내지 300℃로 각각 가열하여 녹이는 복수의 온도조절장치(111), 상기 온도조절장치(111)가 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기(120), 상기 온도조절장치(111)에 의해 가열된 후 상기 진공혼합기(120)를 통해 혼합된 혼합원료들의 온도를 진공상태에서 정해진 시간 안에 정해진 온도 이하로 낮추기 위한 진공 냉각기(130); 상기 진공 냉각기(130)를 통해 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 진공 롤러(140) 상기 진공 롤러(140)를 통해 생산된 생분해성 필름을 100m, 200m, 300m 중 어느 하나의 길이로 권취하는 감속롤러(150), 상기 감속 롤러(150)를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 진공 공압프레스기(160), 상기 진공 공압프레스기(160)를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 정해진 시간 안에 정해진 온도미만으로 낮추기 위한 냉각기(170), 상기 냉각기(170)를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기(180) 및 상기 절단기(180)를 통해 생산된 용기를 건조시키는 건조기(190)를 포함하며, 상기 진공 롤러(140)는, 제1롤러(141), 제2롤러(142), 제3롤러(143)로 이루어지되, 생분해성 필름을 생산하는 과정에서 온도를 20℃ 내지 40℃로 유지해주는 온도 및 열 조절부(144)를 더 포함하고, 상기 진공 공압 프레스기(160)는 금형을 구비한 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)로 이루어지되, 생분해성 필름을 상기 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 과정에서 온도를 50℃ 내지 70℃로 유지해주는 온도 및 열조절부(163)를 더 포함하며, 상기 상부 프레스(161)와 하부 프레스(162)에 구비된 금형을 이용해 상기 권취된 생분해성 필름을 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성되는 필름을 이용한 연속공정의 용기 생산 장치는 필름 시트를 이용한 프레스 방식의 제조 공법을 사용하기 때문에 필름의 두께 차이로 인한 불량품으로 생산율 저하의 문제가 있다.
더불어, 필름을 이용한 다층 구조의 용기의 경우 필름 두께로 인하여 불량 발생율은 더욱더 발생하고 있는 실정이다.
따라서, 필름을 이용한 연속 공정 방식의 생산 설비에서 용기의 두께차 없이 양품의 제품을 빠르게 생산할 수 있는 설비 개발이 필요한 실정이다.
KR 제10-1537481호 KR 제10-2008-0078785호 KR 제10-2086972호 KR 10-0771940호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 필름을 이용한 연속 공정방식의 용기 제조 설비에서 필름의 두께 차이로 인한 불량률을 개선할 수 있는 생산 장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 용기 생산 장비의 특성상 용기의 위치별 두께 차이로 인한 불량률을 빠르게 검출할 수 있는 생산 설비를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 연속적으로 용기를 생산하는 용기 생산 장치이며, 상기 용기 생산 장치는, 복수의 진공호퍼로부터 공급되는 생분해성 재료들을 가열장치를 통해 각각 가열하고, 여기서 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기를 혼합시킨 후 일정 온도 이하의 온도로 낮추기 위한 진공 냉각기를 통해 소정의 온도 이하로 냉각시킨 후 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 복수의 롤러, 상기 롤러를 통해 생산된 생분해성 필름을 권취하는 권취 롤러, 상기 권취 롤러를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하기 위한 상부 프레스와 하부 프레스, 상기 상부 프레스와 하부 프레스를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 정해진 시간 안에 정해진 온도 미만으로 낮추기 위한 냉각기 및 상기 냉각기를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기를 포함하여 구성되고, 상기 절단기를 통해 절단 생산된 용기의 내측 바닥면으로 밀착 구동되는 것으로, 용기의 바닥면을 평행하게 유지시키기 위한 용기 마스크, 상기 용기 마스크를 통해 바닥면이 평행하게 유지된 용기의 바닥으로 측정광을 조사하는 레이저 소스, 상기 레이저 소스에서 조사된 레이저가 상기 용기로부터 다시 반사되는 반사광을 획득하는 광검출기, 상기 용기를 X축과 Y축으로 각각 구동시키기 위한 스테이지부 및 상기 레이저 검출기를 통해 검출된 반사광을 이용하여 용기의 두께 정보를 연산하는 두께 연산부를 포함하여 구성되는 레이저 검출기;를 포함하며, 상기 레이저 검출기는 상기 용기의 바닥면을 다수의 포인트로 분할하여 측정하고 각각의 포인트에 대한 두께값을 모두 검출하여 상기 용기의 두께 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용기 마스크는, 상기 용기의 내측 바닥면과 대응되는 면적을 갖도록 그 크기를 갖는 베이스부와, 상기 베이스부에 각각 형성되는 것으로, 상기 레이저 검출기에서 조사되는 레이저가 용기 바닥면으로 조사될 수 있도록 소정의 간격을 두고 구성되는 검출패턴부를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 레이저 검출기는, 상기 레이저 소스를 통해 조사되는 측정광을 상기 용기 마스크에 형성된 검출패턴부를 따라 각각 조사하여 두께값을 획득하고, 상기 두께 연산부는 상기 검출패턴부 각각에서 획득된 측정광을 통해 각각의 위치에 대한 두께값과 모든 위치에 대한 두께값의 평균값을 획득하여 용기의 두께값을 획득하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은, 생분해성을 필름을 이용한 생분해성 필름 용기의 연속 생산 공정에서 필름을 통해 생산되는 용기의 두께 차이로 인한 불량품을 정밀하게 측정하여 불량 여부를 판단할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명은 용기의 두께 정보를 정밀하게 측정하기 위하여 별도의 용기 마스크를 구성하고 이를 통해 두께 정보를 획득함으로써, 보다 정밀한 생산 공정을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 필름 연속 공정의 용기 생산 장치의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템의 레이저 검출기의 상세도,
도 4는 본 발명에 따른 용기 생산 장치의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 레이저 검출기와 용기 마스크의 세부 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 레이저 검출기를 이용한 측정 과정을 설명한 상세도,
도 7은 본 발명에 따른 레이저 검출기를 이용한 측정값 획득 정보를 설명하기 위한 설명도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템은, 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 연속적으로 용기를 생산하는 용기 생산 장치이며, 상기 용기 생산 장치는, 복수의 진공호퍼로부터 공급되는 생분해성 재료들을 가열장치를 통해 각각 가열하고, 여기서 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기를 혼합시킨 후 일정 온도 이하의 온도로 낮추기 위한 진공 냉각기를 통해 소정의 온도 이하로 냉각시킨 후 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 복수의 롤러, 상기 롤러를 통해 생산된 생분해성 필름을 권취하는 권취 롤러, 상기 권취 롤러를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하기 위한 상부 프레스와 하부 프레스, 상기 상부 프레스와 하부 프레스를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 정해진 시간 안에 정해진 온도 미만으로 낮추기 위한 냉각기 및 상기 냉각기를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기를 포함하여 구성되고, 상기 절단기를 통해 절단 생산된 용기의 내측 바닥면으로 밀착 구동되는 것으로, 용기의 바닥면을 평행하게 유지시키기 위한 용기 마스크, 상기 용기 마스크를 통해 바닥면이 평행하게 유지된 용기의 바닥으로 측정광을 조사하는 레이저 소스, 상기 레이저 소스에서 조사된 레이저가 상기 용기로부터 다시 반사되는 반사광을 획득하는 광검출기, 상기 용기를 X축과 Y축으로 각각 구동시키기 위한 스테이지부 및 상기 레이저 검출기를 통해 검출된 반사광을 이용하여 용기의 두께 정보를 연산하는 두께 연산부를 포함하여 구성되는 레이저 검출기를 포함하며, 상기 레이저 검출기는 상기 용기의 바닥면을 다수의 포인트로 분할하여 측정하고 각각의 포인트에 대한 두께값을 모두 검출하여 상기 용기의 두께 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템은 생분해성 필름 시트를 이용하여 프레스 방식의 용기를 생산할 때 필름 시트를 이용하는 공정상 두께 차이로 인한 용기의 두께 불량률을 정밀하게 검출하여 양품 여부를 신속하게 검출할 수 있는 불량률 검출 시스템을 제공하고자 하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 필름 시트로 제작되는 공정 특성에 따라 용기의 위치별 두께 차이로 인한 불량 발생 여부를 보다 정밀하게 검출하여 전체 시스템의 불량률을 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 시스템을 제공하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템의 개략적인 구성도이다.
본 발명은 생분해성 재료를 이용하여 연속 공정 프로세스를 통해 생산하는 용기 생산 장치(10)와, 상기 용기 생산 장치에서 생산된 용기의 두께 정보를 검출하는 레이저 검출기(20)를 포함하여 구성되고, 상기 레이저 검출기를 이용하여 용기의 두께 정보를 정밀하게 검출할 수 있도록 용기를 마스킹하기 위하여 용기 마스크(30)를 포함하여 구성된다.
상기 용기 생산 장치(10)는 생분해성 원재료를 이용하여 필름 시트로 1차 생산한 후 이를 프레스 가공을 통해 용기(A)를 생산하기 때문에 필름 시트 생산 공법상 필름 두께 차이로 인해 용기가 찢어지거나 두께 불안정, 갈라짐 등의 불량 문제를 크게 일으키며, 필름 면적상 다양한 위치에 두께 불량이 발생할 수 있다.
이를 해소하기 위하여 본 발명은 용기의 면적에 따른 두께 정보를 정확하고 정밀하게 측정하여 생산된 용기의 불량률을 빠르게 검출할 수 있는 기술적 요지를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템의 레이저 검출기의 상세도이다.
본 발명의 용기 생산 장치를 통해 생산되는 성형품 용기의 불량률을 검출하기 위한 레이저 검출기(20)는 측정광 레이저를 용기에 조사한 후 여기서 다시 용기로부터 반사되는 반사광의 정보를 획득하여 용기의 두께 정보를 검출한다. 생분해성 필름 시트로 제작되는 용기는 투명 또는 반투명 등의 물리적 특성을 갖고 있으며, 이에 따라 레이저 측정광을 이용하여 반사광 정보를 획득함으로써 두께 정보를 정밀하게 측정할 수 있는 것이다.
이를 위하여 본 발명의 레이저 측정기(20)는 측정광인 레이저를 출력하는 레이저 소스(21)와 용기의 각 포인트에 대한 두께를 측정하기 위하여 용기를 이동시키는 스테이지부(22)와 측정광 조사 후 반사되는 반사광 정보를 검출하는 광검출기(23)와 상기 광검출기에서 획득한 측정광을 통해 두께 정보를 연산하는 두께 연산부(24)로 각각 구성된다.
따라서, 본 발명에 구성되는 레이저 검출기(20)는 레이저 측정 방식의 두께를 검출하는 것으로, 필름 시트로 성형되는 용기의 바닥면에 포인트별로 레이저를 조사한 후 각각의 포인트별로 두께 정보를 검출한다. 왜냐하면 필름 시트를 이용하여 프레스 공정으로 용기가 제작되는 과정에서 필름 시트 위치별로 두께 불량이 발생할 수 있기 때문에 이에 따른 두께 불량률 정보를 모두 검출하여 불량품 정보를 정확하게 검출하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 용기 생산 장치의 구성도로써, 용기 생산 장치를 개략적으로 언급하기로 한다.
본 발명에 따른 용기 생산 장치는 각 부문별로 생산 공정 장치를 구성하고 있으며 생분해성 원료 투입에서부터 프레스 공정을 통해 용기 생산과정까지 연속 공정을 통해 고속으로 생분해성 용기를 생산한다.
도면에 도시된 바와 같이 상기 용기 생산 장치(10)는 생분해성 원료를 각각 투입받는 복수의 진공호퍼(미도시)를 구성하고, 여기서 공급되는 생분해성 재료들을 가열장치를 통해 가열하여 필름화 공정을 준비한다.
가열에 따른 일정하게 용융된 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기를 혼합시킨 후 일정 온도 이하의 온도로 낮추기 위한 진공 냉각기를 통해 소정의 온도 이하로 냉각시키고, 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 복수의 롤러(11, 12, 13)와 상기 롤러를 통해 생산된 생분해성 필름을 권취하는 권취 롤러(14)로 구성된다.
이때, 상기 롤러(11,12,13)는 필름 수량에 따른 복수의 롤러를 구성될 수 있으며, 본 발명에서는 3중 필름화를 위하여 제 1롤러(11), 제 2롤러(12), 제 3롤러(13)로 각각 구성하였지만, 여기에 한정되는 것은 아니며, 최종 용기 특성에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
다음으로 상기 권취 롤러(14)를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하기 위한 상부 프레스(15)와 하부 프레스(16)를 포함하여 구성되며, 상기 상부 프레스와 하부 프레스는 앞선 공정에서 생산된 생분해성 필름 시트를 프레스 공법으로 성형하여 일정 크기의 용기 구조에 따라 용기를 가공한다.
상기 상부 프레스(15)와 하부 프레스(16)를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트는 완전 제품화하기 위하여 온도 조절을 통해 충분히 냉각될 수 있도록 정해진 시간 안에 정해진 온도 미만으로 낮추기 위한 냉각기(17)를 구성하고 프레스 성형으로 가열된 성형 용기를 빠르게 냉각시킴으로써 용기의 형상을 유지시킨다.
마지막으로 상기 냉각기(17)를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기(18)를 통해 절단하여 최종 제품을 완성한다.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 검출기와 용기 마스크의 세부 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 레이저 검출기를 이용한 측정 과정을 설명한 상세도이다.
상기 용기 생산 장치(10)를 통해 생산된 용기(A)의 두께 정보값을 검출하여 불량 여부를 판단하기 정밀하게 측정하기 위하여 본 발명에서는 하나의 레이저 검출기(20)와 용기 마스크(30) 구성을 포함한다.
상기 용기 마스크(30)는 상기 용기의 내측 바닥면으로 밀착 구동되는 것으로, 이를 위하여 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 용기 마스크를 생산이 완료된 용기의 내측 바닥면으로 밀착 이동시키기 위한 별도의 구동부가 마련되어 있고 이 구동부를 통해 상기 용기 마스크를 용기 내측 바닥면에 밀착 시킨다.
이때, 상기 용기 마스크(30)는 상기 용기의 내측 바닥면과 대응되는 면적을 갖도록 그 크기를 갖는 베이스부(31)와, 상기 베이스부에 각각 형성되는 것으로, 상기 레이저 검출기에서 조사되는 레이저가 용기 바닥면으로 조사될 수 있도록 소정의 간격을 두고 구성되는 검출패턴부(32)를 포함하여 구성된다.
따라서, 바닥면으로 상기 검출패턴부(32)가 구성된 용기 마스크를 용기 내측면 바닥으로 밀착시켜 용기의 바닥면을 평행하게 유지시킨 후 두께 정보를 검출한다. 용기의 바닥면이 바닥과 평행하지 않거나 용기 바닥의 문양이나 구조 특성상 평행 유지가 어려울 경우 두께 정보를 검출하는 과정에서 정확성이 떨어질 수 있다.
이를 해소하기 위하여 본 발명에서는 용기 마스크를 별도로 구성하고 이를 용기에 밀착시킨 후 레이저 측정기로 두께 정보를 검출하기 때문에 정확하게 두께 정보를 획득할 수 있는 것이다.
또한, 용기 바닥의 전체 면적에 대한 두께 정보를 획득하기 위하여 용기가 올려지는 스테이지부(22)의 정밀 위치 구동을 구현하면서 두께 정보를 검출하여 위치별(포인트별) 두께 정보를 정확하게 검출할 수 있는 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 레이저 검출기를 이용한 측정값 획득 정보를 설명하기 위한 설명도이다.
상기 스테이지부(22)를 통해 상기 용기를 X축과 Y축으로 각각 구동시키고, 상기 레이저 검출기를 통해 검출된 반사광을 이용하여 용기의 두께 정보를 연산하는 두께 연산부를 통해 각각의 위치별 두께 정보를 검출한다. 이때 도시된 바와 같이 두께 연산부는 각 위치별 측정광의 세기(intensity) 정보를 검출하고 이를 통해 위치별 두께 정보를 획득하게 되는 것이다. 즉 상기 용기의 바닥면을 다수의 포인트로 분할하여 측정하고 각각의 포인트에 대한 두께값을 모두 검출하여 상기 용기의 두께 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 검출기는, 상기 레이저 소스를 통해 조사되는 측정광을 상기 용기 마스크에 형성된 검출패턴부를 따라 각각 조사하여 두께값을 획득하고, 상기 두께 연산부는 상기 검출패턴부 각각에서 획득된 측정광을 통해 각각의 위치에 대한 두께값과 모든 위치에 대한 두께값의 평균값을 획득하여 용기의 두께값을 획득함으로써 용기의 불량 정보를 보다 정밀하게 판단할 수 있는 것이다. 예를 들어 전체 두께가 평균값보다 낮을 경우 용기의 안정성이 떨어질 수 있기 때문에 불량품으로 판정할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 생분해성을 필름을 이용한 생분해성 필름 용기의 연속 생산 공정에서 필름을 통해 생산되는 용기의 두께 차이로 인한 불량품을 정밀하게 측정하여 불량 여부를 판단할 수 있는 이점이 있다.
특히, 본 발명은 용기의 두께 정보를 정밀하게 측정하기 위하여 별도의 용기 마스크를 구성하고 이를 통해 두께 정보를 획득함으로써, 보다 정밀한 생산 공정을 구현할 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10 : 용기 생산 장치 11 : 제 1롤러
12 : 제 2롤러 13 : 제 3롤러
14 : 권취롤러 15 : 상부프레스
16 : 하부프레스 17 : 냉각기
18 : 절단기 20 : 레이저 검출기
21 : 레이저 소스 22 : 스테이지부
23 : 광검출기 24 : 두께 연산부
30 : 용기 마스크 31 : 베이스부
32 : 검출패턴부 A : 용기

Claims (3)

  1. 생분해성 재료들을 통해 생분해성 일체형 필름을 생산하고, 상기 생분해성 일체형 필름을 이용하여 연속적으로 용기를 생산하는 용기 생산 장치이며,
    상기 용기 생산 장치는,
    복수의 진공호퍼로부터 공급되는 생분해성 재료들을 가열장치를 통해 각각 가열하고, 여기서 녹인 생분해성 재료 및 첨가 재료들을 혼합하는 진공혼합기를 혼합시킨 후 일정 온도 이하의 온도로 낮추기 위한 진공 냉각기를 통해 소정의 온도 이하로 냉각시킨 후 온도가 낮아진 혼합원료를 두께 0.15mm 내지 0.5mm인 생분해성 필름으로 생산하는 복수의 롤러;
    상기 롤러를 통해 생산된 생분해성 필름을 권취하는 권취 롤러;
    상기 권취 롤러를 통해 권취된 생분해성 필름을 금형을 이용해 용기 형태들을 일체로 포함하는 생분해성 일체형 필름시트로 성형하기 위한 상부 프레스와 하부 프레스;
    상기 상부 프레스와 하부 프레스를 통해 성형된 생분해성 일체형 필름시트의 온도를 정해진 시간 안에 정해진 온도 미만으로 낮추기 위한 냉각기; 및
    상기 냉각기를 통해 온도가 낮아진 생분해성 일체형 필름시트를 절단하여 용기를 생산하는 절단기;를 포함하여 구성되고,
    상기 절단기를 통해 절단 생산된 용기의 내측 바닥면으로 밀착 구동되는 것으로, 용기의 바닥면을 평행하게 유지시키기 위한 용기 마스크;
    상기 용기 마스크를 통해 바닥면이 평행하게 유지된 용기의 바닥으로 측정광을 조사하는 레이저 소스;
    상기 레이저 소스에서 조사된 레이저가 상기 용기로부터 다시 반사되는 반사광을 획득하는 광검출기;
    상기 용기를 X축과 Y축으로 각각 구동시키기 위한 스테이지부; 및
    상기 광검출기를 통해 검출된 반사광을 이용하여 용기의 두께 정보를 연산하는 두께 연산부;를 포함하여 구성되는 레이저 검출기;를 포함하며,
    상기 레이저 검출기는 상기 용기의 바닥면을 다수의 포인트로 분할하여 측정하고 각각의 포인트에 대한 두께값을 모두 검출하여 상기 용기의 두께 정보를 획득하고,
    상기 용기 마스크는 상기 용기의 내측 바닥면과 대응되는 면적을 갖도록 그 크기를 갖는 베이스부와,
    상기 베이스부에 각각 형성되는 것으로, 상기 레이저 검출기에서 조사되는 레이저가 용기 바닥면으로 조사될 수 있도록 소정의 간격을 두고 구성되는 검출패턴부를 포함하여 구성되고,
    상기 레이저 검출기는 상기 레이저 소스를 통해 조사되는 측정광을 상기 용기 마스크에 형성된 검출패턴부를 따라 각각 조사하여 두께값을 획득하고,
    상기 두께 연산부는 상기 검출패턴부 각각에서 획득된 측정광을 통해 각각의 위치에 대한 두께값과 모든 위치에 대한 두께값의 평균값을 획득하여 용기의 두께값을 획득하는 것을 특징으로 하는 레이저 두께 측정 기능을 갖는 생분해성 일체형 필름시트 용기 생산 장치의 불량률 검출 시스템.
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