KR102541270B1

KR102541270B1 - 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치

Info

Publication number: KR102541270B1
Application number: KR1020230025879A
Authority: KR
Inventors: 박상호
Original assignee: 주식회사 아주케미칼
Priority date: 2023-02-27
Filing date: 2023-02-27
Publication date: 2023-06-14

Abstract

금형 사출 성형에 의하여 제조되는 제품 내외부의 사출 후의 결함을 결합 여부 및 위치를 함께 감지할 수 있도록 하고, 이를 통해 재가공이 가능한 제품에 대한 후처리를 수행하여 완제품으로 사용할 수 있도록 하고, 제품의 외면에 존재하거나 제품에 흡착될 수 있는 부유 이물질을 효과적으로 제거하여, 제품의 단가 상승 방지 및 품질 유지가 가능한 기술을 제공하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치는, 합성수지재 제품이 성형을 위한 몰드로부터 토출되는 제품이 이동되는 컨베이어 벨트의 상면에 설치되어, 이동되는 제품의 내외부 크랙 및 목표 형상 이외의 형상인 결함 영역을 센싱하는 제품 감지부; 제품 감지부의 감지 결과 발생된 크랙 및 결함 영역에 대한 후처리를 수행하는 후처리부; 컨베이어 벨트 상의 제품의 표면에 잔존하는 이물질을 세척 및 제거하는 이물질 제거부; 및 컨베이어 벨트를 통해 이동되는 제품에 대한 제품 감지부의 감지 결과에 따라서 제품을 후처리부에 이동시키고, 후처리부에 의하여 후처리된 제품을 컨베이어 벨트 상에 재이동시키는 선별 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치{SYNTHETIC RESIN MATERIAL MOLD MOLDING DEVICE INCLUDING QUALITY MONITORING AND POST-PROCESSING FUNCTION}

본 발명은, 금형 사출 성형 방식으로 합성수지재 제품을 성형하는 장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 매우 정밀하게 제품 내외부의 사출 후의 결함을 감지하는 동시에 이를 후처리하여 완성품의 수율을 높이고, 제품의 외면에 존재하거나 인근에 부유하는 이물질을 효과적으로 제거하여 완성품의 품질을 높일 수 있는 기술에 관한 것이다.

금형 사출은 몰드(Mold)에 합성수지재를 사출하여 몰드 내부의 형상에 따라서 제품이 완성되도록 하는 성형 방식의 일종이다. 특히, 플라스틱 가공 기법으로, 미리 가공된 틀에 액체 상태의 플라스틱 재료를 주입해 성형하는 공법입니다. 복잡하고 정교한 부품을 몇 초 만에 만들어낼 수 있어 대량의 제품 생산에 많이 사용되고 있다.

이러한 금형 제품은 사출 성형의 방식에 의하여 몰드에 크랙이 발생하는 등의 오류가 발생하거나, 이젝터 핀이나 사출 영역에 공정 오류가 발생 시, 제품의 외면에 원하지 않는 돌출부가 형성되는 등의 결함이 생길 수 있으며, 열성형에 따라 제품의 내외부에 크랙 등이 발생됨에 따라서, 수율이 저하되는 문제가 있다.

이러한 금형 사출 성형 방식의 제품에 대한 정밀한 결함 감지는 제품의 수율에 결정적인 영향을 미치게 된다. 이에 따라서 결함을 감지하고 처리하거나, 특히 제품의 외면에 성형 시 발생하거나 실내에 부유하는 이물질이 접착되는 경우, 제품의 품질이 저하되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 예를 들어 한국등록특허 제10-0925962호 등에서는, 중량에 따라서 사출품의 양품 및 불량품 여부를 판별하여 이를 구분함으로써 제품의 품질 관리가 용이하게 수행될 수 있는 기술을 게시하고 있다.

그러나 상기와 같은 기술들은 단순히 중량에 따라서 양품 및 불량품을 판별하기 때문에 불량으로 판별된 제품을 후처리하여 재사용할 수 있는 가능성이 전혀 없다. 즉 정확한 결함 위치를 판별하거나 재가공하여 완제품으로 생산할 수 있는지 여부를 판단하지 못하기 때문에, 불량으로 판별된 제품의 경우 무조건적인 폐기만이 가능하여, 비용 단가가 상승하게 되는 것이다.

또한, 해당 기술은 제품의 내외면에 흡착된 이물질을 효과적으로 제거할 수 없기 때문에 제품의 품질에 큰 영향을 미칠 수 있다.

이에 본 발명은, 중량을 포함한 다양한 테스트를 짧은 시간에 수행하여 제품 내외부의 사출 후의 결함을 결합 여부 및 위치를 함께 감지할 수 있도록 하고, 이를 통해 재가공이 가능한 제품에 대한 후처리를 수행하여 완제품으로 사용할 수 있도록 하고, 제품의 외면에 존재하거나 제품에 흡착될 수 있는 부유 이물질을 효과적으로 제거하여, 제품의 단가 상승 방지 및 품질 유지가 가능한 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치는, 합성수지재 제품이 성형을 위한 몰드로부터 토출되는 제품이 이동되는 컨베이어 벨트의 상면에 설치되어, 이동되는 제품의 내외부 크랙 및 목표 형상 이외의 형상인 결함 영역을 센싱하는 제품 감지부; 상기 제품 감지부의 감지 결과 발생된 크랙 및 결함 영역에 대한 후처리를 수행하는 후처리부; 상기 컨베이어 벨트 상의 제품의 표면에 잔존하는 이물질을 세척 및 제거하는 이물질 제거부; 및 상기 컨베이어 벨트를 통해 이동되는 제품에 대한 제품 감지부의 감지 결과에 따라서 제품을 상기 후처리부에 이동시키고, 후처리부에 의하여 후처리된 제품을 컨베이어 벨트 상에 재이동시키는 선별 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제품 감지부는, 상기 컨베이어 벨트 상면에 배치되고 모터에 의하여 회전되며, 제품이 위치되는 회전 플레이트; 상기 회전 플레이트에 올려진 제품의 하중을 센싱하는 하중 센서; 상기 회전 플레이트의 회전력에 따른 제품의 회전 가속도를 센싱하는 가속도 센서; 상기 회전 플레이트 상의 제품에 대한 비파괴 검사를 수행하는 초음파 센서; 상기 회전 플레이트 상의 제품의 영상을 촬영하는 영상 촬영 장치; 및 기 저장된 완제품에 관련된 정보로서 완제품의 하중, 완제품의 형상에 따라 기설정된 회전력이 가해질 때 생성되는 제품의 회전 가속도, 완제품의 외면 형상에 대한 정보를 포함하는 기준 데이터, 상기 하중 센서, 상기 가속도 센서 및 상기 초음파 센서의 센싱 데이터, 및 상기 영상 촬영 장치로부터 식별된 객체의 외형 데이터를 비교하여, 제품의 정상 성형 여부 및 상기 크랙 및 결함 영역을 판별하는 프로세서;를 포함하는 것이 가능하다.

상기 프로세서는, 상기 기준 데이터와, 상기 하중 센서 및 상기 가속도 센서의 센싱 데이터를 이용하여 1차적으로 제품의 정상 성형 여부를 파악하고, 제품이 비정상 성형된 것으로 판단되는 경우, 상기 초음파 센서 및 상기 영상 촬영 장치를 구동하여, 상기 크랙 및 결함 영역을 판별하는 것이 가능하다.

상기 후처리부는, 상기 프로세서의 판별결과에 따라서 구동되며, 상기 식별된 결합 영역을 제거하기 위한 밀링 장치; 및 상기 내외부 크랙을 열처리하여 크랙을 제거한 뒤, 제품을 냉각하는 열 처리 몰드;를 포함하는 것이 가능하다.

상기 선별 이송부는, 상기 프로세서의 판별 결과에 따라서 크랙 및 결함 영역이 판별된 제품이 존재하는 회전 플레이트에 대한 식별 정보를 수신하고, 수신된 식별 정보에 대응되는 회전 플레이트가 위치되는 경우 동작하여, 상기 컨베이어 벨트에 위치된 제품을 상기 컨베이어 벨트로부터 이탈시키는 이탈 암;을 포함하도록 구성되며, 상기 후처리부는, 상기 컨베이어 벨트의 하부에 위치한 제품 보관부와 연결되어 컨베이어 벨트로부터 이탈되어 상기 제품 보관부에 위치된 제품을 후처리하도록 하는 것이 가능하다.

상기 후처리부는 상기 컨베이어 벨트의 상부에 위치되며, 상기 선별 이송부는, 상기 후처리부로부터 토출되어 컨베이어 벨트 상에 위치된 제품을 일 방향으로 정렬하는 정렬 리브;를 포함하는 것이 가능하다.

상기 이물질 제거부는, 상기 제품의 표면에 세척액을 분무 형태로 분사하는 세척액 분사부; 및 상기 세척액 분사부를 통과한 제품에 잔존하는 세척액을 제거하기 위하여 고온의 에어를 분사하는 드라이 처리부;를 포함하는 것이 가능하다.

상기 컨베이어 벨트는, 상기 이물질 제거부를 통과한 제품이 다시 제품 감지부에 위치되도록 제품 감지부와 이물질 제거부 사이를 1회 순환하도록 구성되는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 중량, 회전 가속도, 초음파 및 영상 등을 종합적으로 하나의 회전 플레이트에서 수행하여, 제품의 결함을 감지하는 동시에, 정밀하게 결함이 발생한 영역을 판별하게 된다. 이를 통해서 후처리가 가능한 제품의 경우, 밀링 및 열처리를 통한 후처리를 통해서 결함을 제거하고, 재감지 및 세척 등을 통해서 최종적으로 완제품으로 제조하여 공급하게 된다.

이에 따르면, 중량을 포함한 다양한 테스트를 짧은 시간에 수행하여 제품 내외부의 사출 후의 결함을 결합 여부 및 위치를 함께 감지할 수 있도록 하고, 이를 통해 재가공이 가능한 제품에 대한 후처리를 수행하여 완제품으로 사용할 수 있도록 하고, 제품의 외면에 존재하거나 제품에 흡착될 수 있는 부유 이물질을 효과적으로 제거하여, 제품의 단가 상승 방지 및 품질 유지가 가능한 기술을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치의 개략적인 구성도를 설명하기 위한 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치의 개략적인 구성도를 설명하기 위한 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별 이송부와 후처리부의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제품 감지부의 구체적인 구성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거부의 구성 예를 설명하기 위한 도면.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치의 개략적인 구성도를 설명하기 위한 측면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치의 개략적인 구성도를 설명하기 위한 평면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별 이송부와 후처리부의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제품 감지부의 구체적인 구성을 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거부의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다. 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.

상기 도면들을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치는, 제품 감지부, 후처리부, 이물질 제거부 및 선별 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제품 감지부는, 합성수지재 제품(2)이 성형을 위한 몰드(1)로부터 토출되는 제품이 이동되는 컨베이어 벨트(3)의 상면에 설치되어, 이동되는 제품(2)의 내외부 크랙 및 목표 형상 이외의 형상인 결함 영역을 센싱하는 기능을 수행하는 세부 구성들을 포함하는 구성이다.

본 발명에 있어서 도면들에 도시된 바와 같이 제품 감지부는, 중량, 회전력에 의한 가속도, 초음파 및 영상 등을 이용하여 제품의 결함 여부를 판별하고, 이와 함께 제품의 결함이 발생된 영역을 정밀하게 판별한다. 이는 후술하는 후처리부의 기능 수행을 위하여 필요시되는 기능이다.

도면들에 도시된 바와 같이 제품 감지부는, 상기와 같은 기능 및 이에 의한 제품 선별 및 후처리에 대한 기능 수행을 위하여 세부적인 구성으로서, 도면들에 도시된 바와 같이, 회전 플레이트(14), 하중 센서(11), 가속도 센서(12), 초음파 센서(16), 영상 촬영 장치(13) 및 프로세서(15)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

회전 플레이트(14)는 컨베이어 벨트(3) 상면에 배치되는 구성으로서, 예를 들어 회전 플레이트(14)의 중심 축이 컨베이어 벨트(3)를 관통하여 존재하고, 제품 감지부(10)를 통과 시 제품 감지부(10)의 영역에 설치된 모터 구동 축과 회전 플레이트(14)의 중심 축과 접촉함에 따라서, 구동 축이 일정한 회전력으로 중심 축을 회전시키면서 회전 플레이트(14)와 회전 플레이트(14)에 얹혀진 제품(2)을 회전시킬 수 있다.

회전 플레이트(14)는 컨베이어 벨트(3)를 따라서 도면들에 도시된 바와 같이 다수개 설치될 수 있으며, 예를 들어, 플렉서블한 탄성재질의 부재로 구성되어 컨베이어 벨트(3)의 회전 풀리에 의한 회전에 적응되도록 구성될 수 있다.

또한 컨베이어 벨트(3)의 이동 속도는 각 회전 플레이트(14)에 몰드(1)로부터 토출되는 제품(2)이 얹혀질 수 있도록 설정될 수 있다.

하중 센서(11)는 도면들에 도시된 바와 같이 제품 감지부(10) 내부에 설치되어 상면을 통과하는 회전 플레이트(14)의 무게를 센싱하여 제품의 하중을 센싱하고, 가속도 센서(12)는 상술한 바와 같이 모터를 통해 구동되는 구동 축의 회전력 대비 회전 플레이트(14)의 회전 가속도를 센싱하여, 제품의 회전 가속도를 센싱하는 기능을 수행한다.

초음파 센서(16)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제품 감지부(10)에 포함되도록 설치되어 하면을 지나는 회전 플레이트(14) 상의 제품(2)에 대한 비파과 내부 크랙 검사를 수행한다. 한편, 영상 촬영 장치(13)는, 제품 감지부(10)에 포함되도록 설치되어 하면을 지나는 회전 플레이트(14) 상의 제품(2)의 외형에 대한 영상을 촬영하는 기능을 수행한다.

이러한 다수의 센싱 장치의 구성 하에서, 프로세스(15)는 기 저장된 완제품에 관련된 정보로서 완제품의 하중, 완제품의 형상에 따라 기설정된 회전력이 가해질 때 생성되는 제품의 회전 가속도, 완제품의 외면 형상에 대한 정보를 포함하는 기준 데이터, 상기 하중 센서, 상기 가속도 센서 및 상기 초음파 센서의 센싱 데이터, 및 상기 영상 촬영 장치로부터 식별된 객체의 외형 데이터를 비교하여, 제품의 정상 성형 여부 및 상기 크랙 및 결함 영역을 판별한다.

예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 하중 센서로부터 제품(2)의 하중(w)을, 가속도 센서로부터 구동축에 가해지는 회전력에 따른 제품(2)의 회전 가속도(Av(p))를, 영상 촬영 장치(13)로부터 제품의 외면 형상(S)에 대한 정보를, 초음파 센서(16)로부터 제품에 대한 비파괴 내부 크랙 검사를 위한 초음파 영상 정보(US)를 각각 프로세서(15)가 수신하게 된다.

이때 프로세서(15)에는 완제품에 대한 정보로서 완제품의 하중, 완제품의 형상에 따라 기설정된 회전력이 가해질 때 생성되는 제품의 회전 가속도, 완제품의 외면 형상에 대한 정보가 미리 저장될 수 있다.

이때 측정된 하중(w)이 완제품의 하중보다 크다면, 상술한 목표 형상 이외의 결함 영역이 존재하거나 완제품의 하중보다 작은 경우 내부에 크랙 등이 발생된 것으로 판단할 수 있다. 또한 회전 가속도(Av(P))에 따르면, 원래 완제품의 형상에 비하여 목표 형상 이외의 추가적인 하중이 실리기 때문에 일정한 회전력에 대한 가속도의 크기가 다르게 측정될 수 있는 원리를 통해서 결함 여부를 판단할 수 있다.

이러한 경우, 초음파 센서 및 영상 촬영 장치의 데이터의 크기를 고려하여, 프로세서(15)에서 최대한 경량화된 데이터를 처리하도록 하여 부하를 줄이기 위하여 단계적인 결함 감지를 수행하게 된다.

예를 들어, 상술한 기준 데이터(SD)와, 하중 센서 및 상기 가속도 센서의 센싱 데이터를 이용하여 1차적으로 제품의 정상 성형 여부를 판별하여, 완제품인지 완제품이 아닌 결합 제품인지 여부만을 판별한다. 이때 정상 성형 제품으로 판별되면, 초음파 센서(16) 및 영상 촬영 장치(13)를 별도로 구동하지 않고 이로부터 데이터를 수신하지 않도록 하여 데이터 송수신에 따른 로드를 최소화한다.

한편 제품이 비정상 성형된 것으로 판단되는 경우, 상술한 바와 같이 초음파 센서(16) 및 영상 촬영 장치(13)를 구동하여, 제품(2)의 크랙(B) 및 결함 영역(A)에 대한 세부 정보(D(A), D(B))를 생성하게 되는 것이다.

한편 후처리부는, 제품 감지부(10)의 감지 결과 발생된 크랙 및 결함 영역에 대한 후처리를 수행하여 결함이 발생된 제품을 최대한 완제품으로서 재사용할 수 있도록 처리하는 기능을 수행한다. 한편, 선별 이송부는, 컨베이어 벨트(3)를 통해 이동되는 제품(2)에 대한 제품 감지부(11)의 감지 결과에 따라서 제품(2)을 후처리부에 이동시키고, 후처리부에 의하여 후처리된 제품을 컨베이어 벨트(3) 상에 재이동시키는 기능을 수행한다.

상기의 각 구성에 대해서는 도면을 통해 자세히 설명하기로 한다. 먼저 후처리부(43)는, 예를 들어 도면들에 도시된 바와 같이 밀링 장치(431) 및 열 처리 몰드(432)를 포함하도록 구성된다.

밀링 장치(431)는 프로세서의 판별결과에 따라서 구동되며, 상기 식별된 결합 영역을 제거하기 위한 기능을 수행한다. 예를 들어 밀링 장치(431)는 이상 영역에 대한 영상 촬영 데이터를 기준으로 제품이 올려진 플레이트를 제어하여 밀링 위치를 결정하고 이를 통해서 자동으로 추가적인 부재가 부착된 영역을 정확한 제품 영역이 되도록 밀링을 수행하게 된다. 이러한 밀링 장치(431)는 x, y, z축에 형성된 밀링 수단과 스테이지의 이동 모듈을 포함하는 자동 밀링 장치가 사용될 수 있다. 프로세서(15)는 상기와 같은 결함 영역에 대한 판별 결과를 기준으로 제품이 작업자에 의하여 밀링 장치(431)에 이송되거나 자동으로 밀링 장치(431)에 이송되는 경우, 스테이지 및 각 밀링 수단을 제어하여, 원하는 영역에 대해서 밀링을 수행하게 된다.

열 처리 몰드(432)는 내외부 크랙을 열처리하여 크랙을 제거한 뒤, 제품을 냉각하는 기능을 수행한다. 즉 기본적으로 몰드(1)와 동일한 장치로 구성될 것이나, 내부를 재질의 녹는점에 따라서 서로 다른 온도로 가열하되, 녹는 점 온도의 약 80~90%의 온도로 가열하여 합성수지재의 일부만을 녹여, 내부의 크랙을 완전히 제거할 수 있도록 한다.

밀링 장치(431)과 열 처리 몰드(432)는 프로세서(15)의 판별 결과에 따라서 선택적으로 구동될 수 있을 것이다. 작업자가 후처리부에 제품(2)을 이송시켜야 하는 경우, 이러한 선택적 구동에 대한 가이드가 인근의 출력 장치 등을 통해 출력되거나, 각 장치의 전원 공급이 차단 또는 연결되어 작업자의 실수를 방지할 수 있다.

한편 선별 이송부는 상기와 같이 비정상 제품을 후처리부에 이송하는 동시에 후처리부로부터 토출되는 제품(2)이 다시 컨베이어 벨트(3)의 회전 플레이트(14)에 안착되도록 한다.

먼저 비정상 제품을 후처리부에 공급할 수 있는 상태로 이송하기 위하여, 도면들에 도시된 바와 같이 이탈 암(41, 411)을 포함하도록 구성될 수 있다. 이탈 암(41, 411)은 프로세서의 판별 결과에 따라서 크랙 및 결함 영역이 판별된 제품이 존재하는 회전 플레이트(14)에 대한 식별 정보를 수신하고, 수신된 식별 정보에 대응되는 회전 플레이트(14)가 위치되는 경우 동작하여, 컨베이어 벨트(3)에 위치된 제품을 컨베이어 벨트(3)로부터 도 3과 같이 이탈시키는 기능을 수행한다.

이때 후처리부는, 도 3 등에 도시된 바와 같이, 컨베이어 벨트(3)의 하부에 위치한 제품 보관부(42)와 연결되어 컨베이어 벨트(3)로부터 이탈되어 제품 보관부(42)에 위치된 제품을 후처리하도록 구성될 수 있다.

제품 보관부(42)에 보관되는 제품은 예를 들어 작업자에 의하여 후처리부(43)로 이송되거나, 서브 컨베이어 벨트(421)에 의하여 제품이 일정한 포지션으로 정렬되면서 상부의 후처리부(43)로 자동으로 이송되도록 할 수 있다. 이를 위하여 서브 컨베이어 벨트(421)에는 제품의 외형에 대응되는 오목면을 갖는 그릇 형태의 제품 수용부가 설치되어, 제품이 해당 제품 수용부에 낙하되는 경우 자동으로 오목면에 수용되도록 그 위치 및 방향이 조절될 수 있다. 이를 위해서 서브 컨베이어 벨트(421)는 진동이 가해지면서 이동되도록 구성될 수 있다.

한편 상술한 바와 같이 후처리부(43)에 의하여 처리된 제품은 다시 컨베이어 벨트(3)에 이송되어 제품 감지부(11)에 의하여 다시 완제품 여부를 감지할 수 있도록 구현될 수 있다.

이때 도3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 후처리부(43)는 컨베이어 벨트(3)의 상부에 위치되도록 구성되어 후처리부(43)로부터 토출되는 제품이 낙하하여 컨베이어 벨트(3)의 회전 플레이트(14) 상에 안착되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 제품의 낙하에 따른 위치의 불균일성을 해소하기 위하여 제품을 일정한 위치 및 방향으로 정렬하기 위한 구성이 포함될 수 있다.

이를 위해서 선별 이송부에는 후처리부(43)로부터 노출되어 컨베이어 벨트(3) 상에 위치되는 회전 플레이트(14)에 안착된 제품을 일 방향 및 위치로 정렬하기 위한 정렬 리브(44)를 포함할 수 있다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 정렬 리브(44)는 회전 플레이트(14)의 상면에 약간 이격되되는 동시에 회전 플레이트(14)의 상부 측에 제품(2)의 크기에 따른 폭과 거의 동일하도록 한 쌍의 리브가 서로 이격되도록 배치되도록 구성되어, 이를 지나는 제품(2)이 정확한 위치 및 방향으로 회전 플레이트(14) 상면에서의 위치가 제어되도록 한다.

한편, 정상 제품 또는 후처리된 제품은, 이물질 제거부(30)에 의하여 외면 상의 이물질이 제거된 후, 다시 정확히 완성된 제품인지 여부를 판별받아야만, 완제품만을 제품으로서 선별할 수 있다.

이를 위해서 도 2에 도시된 바와 같이 컨베이어 벨트는, 상기 이물질 제거부를 통과한 제품이 다시 제품 감지부에 위치되도록 제품 감지부와 이물질 제거부 사이를 1회 순환하도록 구성되며, 특히, 이물질 제거부(30)를 통과하여 제품 감지부(10)에 진입한 뒤 통과된 컨베이어 벨트(3) 측에, 상기 이탈 암(41, 411)과 동일한 구성 및 제품 보관부(42)와 동일한 구성이 존재하여, 해당 이탈 암(41, 411) 역시 프로세서(15)에 의하여 구동되어, 최종적으로 비정상 제품으로 판정된, 즉 후처리부(43)의 처리에도 불구하고 결함이 처리되지 않은 제품은 폐기 처리할 수 있도록 할 수 있다.

또는 이물질 제거부(30)를 통과하여 제품 감지부(10)에 진입한 뒤 통과된 컨베이어 벨트(3) 측에 비정상 제품의 감지 시 작동되는 알림 수단을 포함하고, 해당 위치에 작업자가 배치되어, 알림 수단의 구동에 따라서 작업자가 비정상 제품을 걸러낼 수 있도록 할 수 있다.

한편, 이물질 제거부(30)는 컨베이어 벨트(3) 상의 제품(2)의 표면에 잔존하는 이물질을 세척 및 제거하는 기능을 수행한다. 이에 더하여 이물질 제거부(30)는 이물질 제거부(30)가 설치된 영역 상의 제품(2)의 인근에 부유하는 미세 이물질 역시 함께 세척하여, 제품(2)에 이물질이 흡착될 수 있는 가능성을 최소화한다.

상기 기능을 수행하기 위하여, 구체적으로 도 5에 도시된 바와 같이 이물질 제거부(30)는 세척액 분사부(311), 드라이 처리부(312) 및 흡입 호퍼(32)를 포함하도록 구성될 수 있다.

세척액 분사부(311)는 제품의 표면에 세척액을 분무 형태로 분사하여, 제품(2)의 표면에 존재하는 이물질(DH1)을 제품(2)의 포면으로부터 이탈되도록 하면서 액체 입자의 응집에 의하여 세척액의 분무 형태로 분사된 후 액체가 되는 경우 제품(2)으로부터 낙하하도록 하는 기능을 수행한다. 동시에 분무 형태의 분사에 의하여, 제품(2)의 인근에 존재하는 부유 미세 이물질을 포집하여 액체 응집화되어 낙하되도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

이후, 드라이 처리부(312)는 세척액 분사부(311)를 통과한 제품(2)에 잔존하는 세척액을 제거하기 위하여 고온의 에어를 분사함으로써, 제품(2)의 표면을 건조하는 동시에 공기압에 의하여 세척액, 즉 이물질을 포함한 세척액을 완전히 제품의 표면으로부터 분리 낙하되도록 한다.

한편 흡입 호퍼(32)는 도 1 및 5에 도시된 바와 같이 컨베이어 벨트(3)의 하부에 위치되어, 낙하되는 액체 형태의 세척액 입자나, 드라이 처리부(312)에 의하여 낙하되는 분무 형태 또는 기체 형태의 이물질(DH2)을 완전하게 흡입하는 기능을 수행한다. 이를 통해서 제품의 외면에 존재하거나 외면에 흡착 가능한 인근의 부유 이물질을 완전하게 제거할 수 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

합성수지재 제품이 성형을 위한 몰드로부터 토출되는 제품이 이동되는 컨베이어 벨트의 상면에 설치되어, 이동되는 제품의 내외부 크랙 및 목표 형상 이외의 형상인 결함 영역을 센싱하는 제품 감지부;
상기 제품 감지부의 감지 결과 발생된 크랙 및 결함 영역에 대한 후처리를 수행하는 후처리부;
상기 컨베이어 벨트 상의 제품의 표면에 잔존하는 이물질을 세척 및 제거하는 이물질 제거부; 및
상기 컨베이어 벨트를 통해 이동되는 제품에 대한 제품 감지부의 감지 결과에 따라서 제품을 상기 후처리부에 이동시키고, 후처리부에 의하여 후처리된 제품을 컨베이어 벨트 상에 재이동시키는 선별 이송부;를 포함하고,
상기 제품 감지부는,
상기 컨베이어 벨트 상면에 배치되고 모터에 의하여 회전되며, 제품이 위치되는 회전 플레이트;
상기 회전 플레이트에 올려진 제품의 하중을 센싱하는 하중 센서;
상기 회전 플레이트의 회전력에 따른 제품의 회전 가속도를 센싱하는 가속도 센서;
상기 회전 플레이트 상의 제품에 대한 비파괴 검사를 수행하는 초음파 센서;
상기 회전 플레이트 상의 제품의 영상을 촬영하는 영상 촬영 장치; 및
기 저장된 완제품에 관련된 정보로서 완제품의 하중, 완제품의 형상에 따라 기설정된 회전력이 가해질 때 생성되는 제품의 회전 가속도, 완제품의 외면 형상에 대한 정보를 포함하는 기준 데이터, 상기 하중 센서, 상기 가속도 센서 및 상기 초음파 센서의 센싱 데이터, 및 상기 영상 촬영 장치로부터 식별된 객체의 외형 데이터를 비교하여, 제품의 정상 성형 여부 및 상기 크랙 및 결함 영역을 판별하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 기준 데이터와, 상기 하중 센서 및 상기 가속도 센서의 센싱 데이터를 이용하여 1차적으로 제품의 정상 성형 여부를 파악하고,
제품이 비정상 성형된 것으로 판단되는 경우, 상기 초음파 센서 및 상기 영상 촬영 장치를 구동하여, 상기 크랙 및 결함 영역을 판별하는 것을 특징으로 하는 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치.
제1항에 있어서,
상기 후처리부는,
상기 프로세서의 판별결과에 따라서 구동되며,
상기 식별된 결합 영역을 제거하기 위한 밀링 장치; 및
상기 내외부 크랙을 열처리하여 크랙을 제거한 뒤, 제품을 냉각하는 열 처리 몰드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치.
제1항에 있어서,
상기 선별 이송부는,
상기 프로세서의 판별 결과에 따라서 크랙 및 결함 영역이 판별된 제품이 존재하는 회전 플레이트에 대한 식별 정보를 수신하고, 수신된 식별 정보에 대응되는 회전 플레이트가 위치되는 경우 동작하여, 상기 컨베이어 벨트에 위치된 제품을 상기 컨베이어 벨트로부터 이탈시키는 이탈 암;을 포함하도록 구성되며,
상기 후처리부는,
상기 컨베이어 벨트의 하부에 위치한 제품 보관부와 연결되어 컨베이어 벨트로부터 이탈되어 상기 제품 보관부에 위치된 제품을 후처리하도록 하는 것을 특징으로 하는 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치.
제5항에 있어서,
상기 후처리부는 상기 컨베이어 벨트의 상부에 위치되며,
상기 선별 이송부는,
상기 후처리부로부터 토출되어 컨베이어 벨트 상에 위치된 제품을 일 방향으로 정렬하는 정렬 리브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치.
제1항에 있어서,
상기 이물질 제거부는,
상기 제품의 표면에 세척액을 분무 형태로 분사하는 세척액 분사부; 및
상기 세척액 분사부를 통과한 제품에 잔존하는 세척액을 제거하기 위하여 고온의 에어를 분사하는 드라이 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치.
제7항에 있어서,
상기 컨베이어 벨트는,
상기 이물질 제거부를 통과한 제품이 다시 제품 감지부에 위치되도록 제품 감지부와 이물질 제거부 사이를 1회 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 품질 모니터링 및 후처리 기능을 포함하는 합성수지재 금형 성형 장치.