KR102621920B1

KR102621920B1 - 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102621920B1
Application number: KR1020210116342A
Authority: KR
Inventors: 이규득
Original assignee: 주식회사 그린켐
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2024-01-09
Also published as: KR20230033411A

Abstract

본 발명은 압출 성형기를 통해 성형된 시트의 부위별 두께를 정확하고 연속적으로 계측할 수 있도록 시트가 안착되지 않은 이송롤러와 레이저 변위 센서의 높이 간격과 시트와 레이저 변위 센서의 높이 간격 차를 이용하여 시트의 두께를 정확하게 계측함과 아울러, 영상촬영수단을 이용하여 시트의 표면 부위에 묻어 있는 이물질을 실시간으로 확인할 수 있도록 그 구조가 개선된 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR THICKNESS MEASURING AND DETECTING FOREIGN MATERIAL FOR SHEET}

본 발명은 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 압출 성형기를 통해 성형된 시트의 부위별 두께를 정확하고 연속적으로 계측할 수 있도록 시트가 안착되지 않은 이송롤러와 레이저 변위 센서의 높이 간격과 시트와 레이저 변위 센서의 높이 간격 차를 이용하여 시트의 두께를 정확하게 계측함과 아울러, 영상촬영수단을 이용하여 시트의 표면 부위에 묻어 있는 이물질을 실시간으로 확인할 수 있도록 그 구조가 개선된 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 식품 포장용기는 소비자의 국민 소득 증가와 식품 위생에 대한 인식의 변화로 고기능 고품질의 제품을 소비자가 요구하고 있고, 지구의 온난화 등에 따른 기후 및 계절적 요인과 소비자의 식품 기호 등의 급격한 변화와 즉석 조리 가공식품의 다양화 및 과일 생선 및 육류 등의 포장 대상물의 특성에 따라, 각종 식품의 포장방식과 수요패턴이 급속하게 변화되고 있다.

이러한 식품 포장방식과 수요패턴에 변화에 따라 식품의 포장용기는 종래의 식품에 대한 단순한 포장에 대한 개념을 넘어 포장 대상물의 특성에 대응하여 식품의 신선도 유지기간의 증대를 통한 신선 식품의 공급 및 식품 폐기물의 저감과, 즉석 가공 조리 및 고온 식품의 포장을 위한 내열성의 확보, 포장용기의 폐기에 따른 환경 오염 발생을 저감하기 위한 항균, 탈취, 항산화 등의 기능성을 구비하고, 각종 즉석 가공식품과 고온의 식품 포장을 위한 내열성을 확보하며, 포장용기의 폐기시 친환경성을 갖는 식품 포장용기의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

상기한 시트를 압출 성형기로부터 압출한 후에 부위별 두께를 계측하고 계측된 두께 정보를 근거로 압출 성형기의 압출 공정을 피드백 교정하고 있다.

기존 시트의 두께를 계측하는 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0863983호 "시트 두께 또는 팽창 계측방법 및 장치"(등록일자 : 2008.10.10)에 개시된 바와 같이, 한 쌍의 계측헤드를 시트의 폭방향으로 이동시키고, 그 계측헤드에 설치한 한 쌍의 시트두께 계측센서에 의해 시트두께를 계측하며, 이 시트두께의 계측치를 미리 작성한 상기 계측헤드의 이동기구의 시트 폭방향의 특성 맵으로 보정시키도록 한 시트두께 계측방법에 있어서, 비접촉식의 시트두께 계측센서를 사용할 때, 정기적으로 또는 매회의 계측동작 중 연속적으로 혹은 수시로, 한 쌍의 계측헤드의 이동범위의 양단에서, 상기 한 쌍의 시트두께 계측센서를 마스터 게이지에 서로 접근시켜서 기준치 교정을 행하고, 상기 특성 맵의 기준면으로서, 광 또는 빔 등의 고지향성 전자파를 본체프레임의 한 쪽에서 각 계측헤드의 이동방향과 대략 평행하게 발신하도록 하고, 또한, 각 계측헤드의 일부 또는 시트두께 계측센서의 일부에 비접촉식위치검출수단을 설치하여 두고, 정기적으로 또는 매 회의 계측동작 중 연속적으로 혹은 수시로, 상기 비접촉식위치검출수단에 의해서 상기 광 또는 빔 등의 고지향성 전자파를 수신하여 상기 기준면에 대한 상기 계측헤드의 변위를 검출해서, 이 검출치에 의해, 상기 특성 맵을 보정시키도록 이루어진 것이다.

기존 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0926298호 "균일한 두께의 플라스틱 시트 제조방법 및 그 장치"(등록일자 : 2009.11.04)에 개시된 바와 같이, 플라스틱 원료를 압출 성형기 투입구로 투입하여 압출 성형기 실린더 내에서 소정의 온도로 열을 가하여 겔 상태로 원료를 용융시키고 이송하는 단계; 상기 이송된 플라스틱 용융물을 정압압출장치를 이용하여 일정한 압력으로 유지하는 단계; 상기 정압압출장치에서 일정한 압력으로 유지된 용융물을 시트 다이를 통하여 소정의 두께로 압출시키는 단계; 상기 압출된 시트를 롤에 통과시켜 냉각하면서 평탄화시키는 단계; 상기 평탄화된 시트의 양쪽 폭 방향의 두께를 측정하는 단계; 상기 측정된 데이터를 분석하여 두께편차와 정압압출장치의 압출압력을 산출하는 단계; 상기 산출된 압출압력을 정압압출장치의 압출압력으로 설정하는 단계로 이루어지되, 상기 압출압력을 산출하는 관계식은 압력 = (두께편차 × a) + b 로 이루어지는 것이다.

그런데, 기존 압출 성형기를 통과한 시트가 냉각되는 과정을 통해 시트 두께가 부위별로 불균일하게 성형될 수 있으며, 이를 교정하기 위해 시트 두께를 비접촉식 계측수단인 레이저 변위 센서를 채택하여 계측하고 있으며, 이 경우에는 시트의 부위별로 두께를 계측하기 위해 시트의 이송중에 레이저 변위 센서를 시트의 폭만큼 이동시켜 계측하고 있으나, 길이방향으로 이송중인 시트와 폭방향으로 이동되는 레이저 변위 센서의 이동에 의해 실제 시트의 두께 계측방향은 시트의 폭방향이 아니라 시트의 대각선방향으로 두께 계측이 이루어지게 되므로, 정확한 시트의 폭방향 두께 계측이 어렵고, 이에 따른 압출 성형기의 피드백 교정이 부정확해져 시트를 균일한 두께로 생산하기 어려운 단점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-0863983호 "시트 두께 또는 팽창 계측방법 및 장치"(등록일자 : 2008.10.10) 한국 등록특허공보 제10-0926298호 "균일한 두께의 플라스틱 시트 제조방법 및 그 장치"(등록일자 : 2009.11.04)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 압출 성형기를 통해 성형된 시트의 부위별 두께를 정확하고 연속적으로 계측할 수 있도록 시트가 안착되지 않은 이송롤러와 레이저 변위 센서의 높이 간격과 시트와 레이저 변위 센서의 높이 간격 차를 이용하여 시트의 두께를 정확하게 계측함과 아울러, 영상촬영수단을 이용하여 시트의 표면 부위에 묻어 있는 이물질을 실시간으로 확인할 수 있도록 그 구조가 개선된 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압출 성형기로부터 압출 성형되어 이송롤러에 의해 이송되는 시트의 이송 경로 상측에 시트의 폭방향으로 배치된 지지대와; 상기 지지대에 대해 좌,우 횡방향으로 이동 가능한 이동블록에 연동되도록 고정되고 하방향으로 레이저를 조사하며 상기 이송롤러와의 높이 간격을 측정한 제1수치값 및 상기 시트와의 높이 간격을 측정한 제2수치값을 제어부측으로 출력하는 레이저 변위 센서와; 상기 레이저 변위 센서를 상기 지지대에 대해 좌,우 횡방향으로 이동시키는 이동수단과; 상기 레이저 변위 센서로부터 출력된 제1,2수치값들을 비교 판단하여 상기 제1,2수치값의 변위 차이에 따른 상기 시트의 두께를 연산하는 제어부와; 상기 이동수단의 이동블록에 의해 상기 레이저 변위 센서와 연동되도록 지지되어 좌,우 횡방향으로 이동되며 하방향으로 촬영한 상기 시트의 표면에 대한 영상정보를 실시간으로 출력하여 상기 시트의 표면 이상을 검출하는 영상촬영수단; 및 상기 영상촬영수단으로부터 출력된 영상정보를 근거로 상기 시트의 표면 이상 감지시 경보음을 발생시키는 경보장치;를 포함하고, 상기 이동수단은 상기 지지대에 모터의 회전력으로 회전 가능하게 결합되고 외주면에 수나사산이 형성된 회전축과, 상기 회전축에 나사방식으로 체결되는 나사체결부가 내주면에 형성되어 상기 회전축의 회전동작시 회전 방향에 따라 좌,우 횡방향으로 이동되고 하측에 상기 레이저 변위 센서와 영상촬영수단의 카메라가 연동되도록 고정되는 이동블록, 및 양단부가 상기 지지대의 양측단에 관통되도록 결합되고 상기 이동블록에 관통되어 상기 이동블록의 이동을 가이드하는 가이드바를 구비하며, 상기 이동수단의 회전축이 한바퀴 회전시 상기 이동블록의 이동거리와 압출 성형기의 립간의 배치 간격은 동일하게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 지지대는 양단부가 프레임에 고정되는 것이다.

상기 압출 성형기의 립은 시트의 폭 거리에 대응하도록 일렬로 다수개가 일정 간격으로 배치된 것이다.

상기 이동수단은 상기 회전축이 상기 모터의 회전력에 의해 연동 회전되도록 상기 회전축과 모터의 모터축을 회전 가능하게 연결시키는 연동체인과, 상기 연동체인의 이탈을 감지하고 이를 상기 제어부측으로 출력하는 이탈감지센서를 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징적인 요소인 시트의 두께 계측 및 이물질 검출방법은, 이송롤러에 의해 길이방향으로 이송되는 시트의 폭방향으로 배치된 지지대의 좌,우 횡방향으로 이동되는 이동수단의 이동블록에 레이저 변위 센서 및 영상촬영수단을 배치시키는 배치단계와, 상기 레이저 변위 센서를 이용하여 상기 이송롤러와의 높이 간격을 계측한 제1수치값을 제어부측으로 출력하는 1차 계측단계와, 상기 레이저 변위 센서를 횡방향으로 이동시키면서 상기 이송롤러에 의해 길이방향으로 이송되는 시트의 폭방향 부위별 높이 간격을 각각 계측한 제2수치값을 상기 제어부측으로 출력하는 2차 계측단계와, 상기 제어부에서 상기 레이저 변위센서로부터 출력된 제1,2수치값을 인가받아 상기 제1,2수치값의 높이 차 변위에 따른 시트의 두께 수치를 연산하는 시트 두께 검출단계와, 상기 영상촬영수단을 이용하여 하방향에 위치한 상기 시트의 표면을 촬영하고 촬영된 영상 정보를 실시간으로 외부로 출력하는 영상촬영단계, 및 상기 영상 정보를 근거로 시트 표면의 이상 감지시 외부로 이를 알리는 경보장치에서 경보음을 발생시키는 경보단계;를 포함하고, 상기 이동수단은 상기 지지대에 모터의 회전력으로 회전 가능하게 결합되고 외주면에 수나사산이 형성된 회전축과, 상기 회전축에 나사방식으로 체결되는 나사체결부가 내주면에 형성되어 상기 회전축의 회전동작시 회전 방향에 따라 좌,우 횡방향으로 이동되고 하측에 상기 레이저 변위 센서와 영상촬영수단의 카메라가 연동되도록 고정되는 이동블록, 및 양단부가 상기 지지대의 양측단에 관통되도록 결합되고 상기 이동블록에 관통되어 상기 이동블록의 이동을 가이드하는 가이드바를 구비하며, 상기 이동수단의 회전축이 한바퀴 회전시 상기 이동블록의 이동거리와 압출 성형기의 립간의 배치 간격은 동일하게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 레이저 변위 센서가 시트의 이동 경로 상측에 배치되어 이송롤러와 시트의 상측면으로 레이저를 조사하고 반사된 레이저의 수신으로 각각 제1,2수치값을 확인하고 제1,2수치값의 차이로 시트 두께를 쉽게 연산할 수 있게 되며, 수직 하방의 시트 두께를 계측하여 시트의 특정 부위에 대해 연속적으로 시트의 길이방향으로 두께를 계측할 수 있을 뿐만 아니라, 필요시에는 레이저 변위 센서가 회전축의 회전시 이동되는 이동블록에 의해 좌,우로 이동되어 원하는 부위의 시트 부위별 두께를 계측할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 이동블록의 하측에 매달린 카메라를 이용하여 시트의 표면에 묻어 있는 이물질을 시각적으로 쉽게 검출할 수 있게 됨과 아울러, 실시간으로 촬영된 영상 정보를 확인하여 시트의 이상 여부를 신속하게 인식한 후에 조치를 취할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 회전축의 1회전시 이동블록의 이동되는 거리가 압출 성형기의 립들 사이의 간격과 대응되도록 구성되어 있으므로, 사용자가 원하는 부위별로 시트의 두께를 쉽게 계측할 수 있게 되는 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명 이동수단을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3a는 본 발명 레이저 변위 센서가 이송롤러와의 높이 간격을 계측하는 상태를 나타낸 것이고, 도 3b는 본 발명 레이저 변위 센서가 이송롤러에 의해 이송되는 시트의 높이 간격을 계측하는 상태를 보인 사용상태도.
도 4는 본 발명 회전축의 1회전시 이동블록의 이동거리와 압출 성형기의 립간 간격을 나타낸 개략적 구성도.
도 5는 본 발명 시트의 두께 계측 및 이물질 검출방법을 나타낸 플로우 챠트.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 압출 성형기로부터 압출 성형되어 이송롤러(100)에 의해 이송되는 시트(10)의 이송 경로 상측에 시트(10)의 폭방향으로 배치된 지지대(200)와; 상기 지지대(200)에 대해 좌,우 횡방향으로 이동 가능한 이동블록(300)에 연동되도록 고정되고 하방향으로 레이저를 조사하며 상기 이송롤러(100)와의 높이 간격을 측정한 제1수치값(h1) 및 상기 시트(10)와의 높이 간격을 측정한 제2수치값(h2)을 제어부(700)측으로 출력하는 레이저 변위 센서(400)와; 상기 레이저 변위 센서(400)를 상기 지지대(200)에 대해 좌,우 횡방향으로 이동시키는 이동수단(600)과; 상기 레이저 변위 센서(400)로부터 출력된 제1,2수치값(h1,h2)들을 비교 판단하여 상기 제1,2수치값(h1,h2)의 변위 차이에 따른 상기 시트(10)의 두께를 연산하는 제어부(700)와; 상기 이동수단(600)의 이동블록(300)에 의해 상기 레이저 변위 센서(400)와 연동되도록 지지되어 좌,우 횡방향으로 이동되며 하방향으로 촬영한 상기 시트(10)의 표면에 대한 영상정보를 실시간으로 출력하여 상기 시트(10)의 표면 이상을 검출하는 영상촬영수단(500); 및 상기 영상촬영수단(500)으로부터 출력된 영상정보를 근거로 상기 시트(10)의 표면 이상 감지시 경보음을 발생시키는 경보장치(750);를 포함하고, 상기 이동수단(600)은 상기 지지대(200)에 모터(605)의 회전력으로 회전 가능하게 결합되고 외주면에 수나사산이 형성된 회전축(610)과, 상기 회전축(610)에 나사방식으로 체결되는 나사체결부(620)가 내주면에 형성되어 상기 회전축(610)의 회전동작시 회전 방향에 따라 좌,우 횡방향으로 이동되고 하측에 상기 레이저 변위 센서(400)와 영상촬영수단(500)의 카메라가 연동되도록 고정되는 이동블록(300), 및 양단부가 상기 지지대(200)의 양측단에 관통되도록 결합되고 상기 이동블록(300)에 관통되어 상기 이동블록(300)의 이동을 가이드하는 가이드바(630)를 구비하며, 상기 이동수단(600)의 회전축(610)이 한바퀴 회전시 상기 이동블록(300)의 이동거리와 압출 성형기의 립(110)간의 배치 간격은 동일하게 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1을 참조하면, 상기 지지대(200)는 시트(10)가 이송되는 경로의 상측에 고정되도록 배치되고, 양단부가 프레임(50)에 고정되는 구조를 갖는다.

상기 이동수단(600)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지대(200)에 모터(605)의 회전력으로 회전 가능하게 결합되고 외주면에 수나사산이 형성된 회전축(610)과, 상기 회전축(610)에 나사방식으로 체결되는 나사체결부(620)가 내주면에 형성되어 상기 회전축(610)의 회전동작시 회전 방향에 따라 좌,우 횡방향으로 이동되고 하측에 상기 레이저 변위 센서(400)와 영상촬영수단(500)의 카메라가 연동되도록 고정되는 이동블록(300), 및 양단부가 상기 지지대(200)의 양측단에 관통되도록 결합되고 상기 이동블록(300)에 관통되어 상기 이동블록(300)의 이동을 가이드하는 가이드바(630)로 구성된다.

또한, 상기 이동수단(600)은 상기 회전축이 상기 모터(605)의 회전력에 의해 연동 회전되도록 상기 회전축(610)과 모터(605)의 모터축을 회전 가능하게 연결시키는 연동체인(640)과, 상기 연동체인(640)의 이탈을 감지하고 이를 상기 제어부(700)측으로 출력하는 이탈감지센서(650)를 더 구비한다.

상기 회전축(610)은 양단부가 상기 지지대(200)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 모터(605)의 모터축 회전과 연동되도록 연결되는 구조를 갖는다.

상기 이동블록(300)은 상기 회전축(610)의 나사산과 나사 체결되도록 내주면에 암나사산이 형성되며, 상기 회전축(610)의 회전동작시 회전방향에 따라 좌,우측으로 이동되는 구조를 갖는다.

상기 이동블록(300)의 이동은 상기 회전축(610)의 한바퀴 회전시 압출 성형기의 립 부위간의 간격과 동일한 거리로 이동되는 상기 암나사산의 피치 간격을 갖도록 형성된다.

또한, 상기 이동블록(300)은 하측에 상기 레이저 변위 센서(400)와 영상촬영수단(500)의 카메라가 배치된다.

상기 이동블록(300)은 원통형 블록 형태로 구성되고, 상기 가이드바(630)에 관통되도록 연결된다.

상기 레이저 변위 센서(400)는 상기 이동블록(300)의 하측에 배치되어 상기 이송롤러(100)와의 높이 간격을 1차 계측하고, 상기 이동블록(300)의 좌측 방향 이동시 이송롤러(100)에 의해 이송되는 시트(10)의 부위별 상측면 높이 간격을 2차 계측한 후에 각각의 계측된 수치값(h1,h2)을 제어부(700)측으로 출력하는 기능을 수행하게 된다.

상기 제어부(700)는 상기 레이저 변위 센서(400)로부터 출력된 제1,2수치값(h1,h2)의 변위 차를 근거로 시트(10)의 두께를 연산할 수 있다.

상기 영상촬영수단(500)은 상기 이동블록(300)의 하측에 배치되어 상기 시트(10)의 표면을 촬영한 영상 정보를 전기적 신호로 전환시킨 후에 외부로 출력하게 되고, 상기한 영상 정보를 저장함과 아울러, 모니터를 통해 이물질, 구멍, 얼룩 등을 감지할 수 있는 기능을 수행하게 된다.

상기 영상촬영수단(500)의 카메라로부터 전송된 영상 정보를 모니터로 확인하는 중에 이물질이나 구멍 혹은 얼룩이 시트(10)의 표면에 형성되어 있을 경우, 작업자는 경보음을 발생시키는 경보장치(750)를 작동시켜 시트(10)의 이송작업을 중지시키거나 후처리작업을 수행하게 된다.

또한, 상기 이동수단(600)의 회전축(610)은 한바퀴 회전시 이동거리가 압출 성형기의 립(110; LIP) 부위간의 간격과 동일한 거리로 이동되도록 되어 있으며, 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 회전축(610)의 산과 골로 구성된 수나사산의 1피치 거리(간격)가 상기 압출 성형기의 액상 수지를 토출하는 립(110; LIP) 간의 간격과 동일하게 구성된다(L1=L2).

이때, 상기 압출 성형기의 립(110)은 시트(10)의 폭 거리에 대응하도록 일렬로 다수개가 일정 간격으로 배치되어 있다.

본 발명의 다른 특징적인 요소인 시트의 두께 측정 및 이물질 검출방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 이송롤러(100)에 의해 길이방향으로 이송되는 시트(10)의 폭방향으로 배치된 지지대(200)의 좌,우 횡방향으로 이동되는 이동수단(600)의 이동블록(300)에 레이저 변위 센서(400) 및 영상촬영수단(500)을 배치시키는 배치단계(S1)와, 상기 레이저 변위 센서(400)를 이용하여 상기 이송롤러(100)와의 높이 간격을 계측한 제1수치값(h1)을 제어부(700)측으로 출력하는 1차 계측단계(S2)와, 상기 레이저 변위 센서(400)를 횡방향으로 이동시키면서 상기 이송롤러(100)에 의해 길이방향으로 이송되는 시트(10)의 폭방향 부위별 높이 간격을 각각 계측한 제2수치(h2)값을 상기 제어부(700)측으로 출력하는 2차 계측단계(S3)와, 상기 제어부(700)에서 상기 레이저 변위센서(400)로부터 출력된 제1,2수치값(h1,h2)을 인가받아 상기 제1,2수치값(h1,h2)의 높이 차 변위에 따른 시트(10)의 두께 수치를 연산하는 시트 두께 검출단계(S4)와, 상기 영상촬영수단(500)을 이용하여 하방향에 위치한 상기 시트(10)의 표면을 촬영하고 촬영된 영상 정보를 실시간으로 외부로 출력하는 영상촬영단계(S5), 및 상기 영상 정보를 근거로 시트(10) 표면의 이상 감지시 외부로 이를 알리는 경보장치(750)에서 경보음을 발생시키는 경보단계(S6);를 포함하고, 상기 이동수단(600)은 상기 지지대(200)에 모터(605)의 회전력으로 회전 가능하게 결합되고 외주면에 수나사산이 형성된 회전축(610)과, 상기 회전축(610)에 나사방식으로 체결되는 나사체결부(620)가 내주면에 형성되어 상기 회전축(610)의 회전동작시 회전 방향에 따라 좌,우 횡방향으로 이동되고 하측에 상기 레이저 변위 센서(400)와 영상촬영수단(500)의 카메라가 연동되도록 고정되는 이동블록(300), 및 양단부가 상기 지지대(200)의 양측단에 관통되도록 결합되고 상기 이동블록(300)에 관통되어 상기 이동블록(300)의 이동을 가이드하는 가이드바(630)를 구비하며, 상기 이동수단(600)의 회전축(610)이 한바퀴 회전시 상기 이동블록(300)의 이동거리와 압출 성형기의 립(110)간의 배치 간격은 동일하게 형성된 것을 특징으로 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 도 1과 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 압출 성형기에서 펠릿 형태의 재료를 액상의 재료 상태로 가열하고 액상의 재료들을 합지시키도록 압출하여 시트(10)로 성형하고, 성형된 시트(10)를 냉각하며, 건조된 시트(10)를 권취롤을 이용하여 와인딩하는 시트 제조 공정을 갖는 중에, 이송롤러(100)를 통과한 후에 이송되는 시트(10)의 두께를 계측하게 된다.

상기한 시트(10)의 두께 계측공정은 평상시 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 변위 센서(400)는 상기 이동블록(300)의 하측에 배치되어 상기 시트(10)가 안착되지 않은 상기 이송롤러(100)의 상측면으로 레이저를 조사하고 반사된 레이저를 수신하여 상기 이송롤러(100)의 높이 간격을 1차 계측하고, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 이동블록(300)의 좌측 방향 이동시 이송롤러(100)에 의해 이송되는 시트(10)의 부위별 상측면으로 레이저를 조사하고 반사된 레이저를 수신하여 높이 간격을 2차 계측한 후에 각각의 계측된 수치값을 제어부(700)측으로 출력하는 기능을 수행하게 된다.

상기 제어부(700)는 상기 레이저 변위 센서(400)로부터 출력된 제1,2수치값(h1,h2)의 변위 차를 근거로 시트(10)의 두께(t)를 연산할 수 있다.

상기 이동블록(300)은 시트(10)의 부위별 두께를 상기 레이저 변위 센서(400)로 계측하도록 함과 아울러, 상기 시트(10)의 상측면을 카메라로 촬영하고 촬영된 영상 정보를 모니터로 확인하면서 시트(10) 표면에 묻어 있는 이물질이나 구멍 등의 제품 불량요소를 시각적으로 확인할 수 있도록 모터(605)의 회전 구동력에 의해 회전되는 회전축(610)에 나사 치합방식으로 결합되어 상기 이동블록(300)에 매달린 레이저 변위 센서(400)와 카메라를 좌측방향으로 이동시키거나, 다시 원래 위치인 우측방향으로 이동시키도록 한다.

이에 따라 상기 레이저 변위 센서(400)와 카메라는 횡방향으로 이동되는 상기 이동블록(300)에 의해 같이 연동되도록 이동되므로, 횡방향으로 이동되는 과정에서 상기 이송롤러(100)에 의해 길이방향으로 이송되는 시트(10)의 폭 방향 부위별 높이 간격을 계측함과 아울러, 시트(10)의 표면에 묻어 있는 이물질을 시각적으로 확인할 수 있게 된다.

이어서, 작업자는 이상이 발생된 부위의 시트(10) 두께가 정상 범위로 압출되도록 이상이 발생된 시트(10)부위에 해당하는 압출 성형기의 립(110)을 조절한다.

따라서, 본 발명은 레이저 변위 센서(400)가 시트(10)의 이동 경로 상측에 배치되어 이송롤러(100)와 시트(10)의 상측면으로 레이저를 조사하고 반사된 레이저의 수신으로 각각 제1,2수치값(h1,h2)을 확인하고 제1,2수치값(h1,h2)의 차이로 시트(10) 두께를 쉽게 연산할 수 있게 되며, 수직 하방의 시트(10) 두께를 계측하여 시트(10)의 특정 부위에 대해 연속적으로 시트(10)의 길이방향으로 두께를 계측할 수 있을 뿐만 아니라, 필요시에는 레이저 변위 센서(400)가 회전축(610)의 회전시 이동되는 이동블록(300)에 의해 좌,우로 이동되어 원하는 부위의 시트(10) 부위별 두께를 계측할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 이동블록(300)의 하측에 매달린 카메라를 이용하여 시트(10)의 표면에 묻어 있는 이물질을 시각적으로 쉽게 검출할 수 있게 됨과 아울러, 실시간으로 촬영된 영상 정보를 확인하여 시트(10)의 이상 여부를 신속하게 인식한 후에 조치를 취할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명은 회전축(610)의 1회전시 이동블록(300)의 이동되는 거리(간격)가 압출 성형기의 립(110)들 사이의 간격과 대응되도록 구성되어 있으므로, 사용자가 원하는 부위별로 시트(10)의 두께를 쉽게 계측할 수 있게 되는 이점을 갖는다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 앞서 설명된 실시 예에 국한되어 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 이상에서와 같이 설명한 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10 : 시트 50 : 프레임
100 : 이송롤러 110 : 립
200 : 지지대 300 : 이동블록
400 : 레이저 변위 센서 500 : 영상촬영수단
600 : 이동수단 610 : 회전축
620 : 나사체결부 630 : 가이드바
640 : 연동체인 650 : 이탈감지센서
700 : 제어부 750 : 경보장치

Claims

압출 성형기로부터 압출 성형되어 이송롤러(100)에 의해 이송되는 시트(10)의 이송 경로 상측에 시트(10)의 폭방향으로 배치된 지지대(200)와;
상기 지지대(200)에 대해 좌,우 횡방향으로 이동 가능한 이동블록(300)에 연동되도록 고정되고 하방향으로 레이저를 조사하며 상기 이송롤러(100)와의 높이 간격을 측정한 제1수치값(h1) 및 상기 시트(10)와의 높이 간격을 측정한 제2수치값(h2)을 제어부(700)측으로 출력하는 레이저 변위 센서(400)와;
상기 레이저 변위 센서(400)를 상기 지지대(200)에 대해 좌,우 횡방향으로 이동시키는 이동수단(600)과;
상기 레이저 변위 센서(400)로부터 출력된 제1,2수치값(h1,h2)들을 비교 판단하여 상기 제1,2수치값(h1,h2)의 변위 차이에 따른 상기 시트(10)의 두께를 연산하는 제어부(700)와;
상기 이동수단(600)의 이동블록(300)에 의해 상기 레이저 변위 센서(400)와 연동되도록 지지되어 좌,우 횡방향으로 이동되며 하방향으로 촬영한 상기 시트(10)의 표면에 대한 영상정보를 실시간으로 출력하여 상기 시트(10)의 표면 이상을 검출하는 영상촬영수단(500); 및
상기 영상촬영수단(500)으로부터 출력된 영상정보를 근거로 상기 시트(10)의 표면 이상 감지시 경보음을 발생시키는 경보장치(750);를 포함하고,
상기 이동수단(600)은 상기 지지대(200)에 모터(605)의 회전력으로 회전 가능하게 결합되고 외주면에 수나사산이 형성된 회전축(610)과, 상기 회전축(610)에 나사방식으로 체결되는 나사체결부(620)가 내주면에 형성되어 상기 회전축(610)의 회전동작시 회전 방향에 따라 좌,우 횡방향으로 이동되고 하측에 상기 레이저 변위 센서(400)와 영상촬영수단(500)의 카메라가 연동되도록 고정되는 이동블록(300), 및 양단부가 상기 지지대(200)의 양측단에 관통되도록 결합되고 상기 이동블록(300)에 관통되어 상기 이동블록(300)의 이동을 가이드하는 가이드바(630)를 구비하며,
상기 이동수단(600)의 회전축(610)이 한바퀴 회전시 상기 이동블록(300)의 이동거리와 압출 성형기의 립(110)간의 배치 간격은 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지지대(200)는 양단부가 프레임(50)에 고정되는 것을 특징으로 하는 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 압출 성형기의 립(110)은 시트(10)의 폭 거리에 대응하도록 일렬로 다수개가 일정 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이동수단(600)은 상기 회전축(610)이 상기 모터(605)의 회전력에 의해 연동 회전되도록 상기 회전축(610)과 모터(605)의 모터축을 회전 가능하게 연결시키는 연동체인(640)과,
상기 연동체인(640)의 이탈을 감지하고 이를 상기 제어부(700)측으로 출력하는 이탈감지센서(650)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 시트의 두께 측정 및 이물질 검출장치.
이송롤러(100)에 의해 길이방향으로 이송되는 시트(10)의 폭방향으로 배치된 지지대(200)의 좌,우 횡방향으로 이동되는 이동수단(600)의 이동블록(300)에 레이저 변위 센서(400) 및 영상촬영수단(500)을 배치시키는 배치단계(S1)와,
상기 레이저 변위 센서(400)를 이용하여 상기 이송롤러(100)와의 높이 간격을 계측한 제1수치값(h1)을 제어부(700)측으로 출력하는 1차 계측단계(S2)와,
상기 레이저 변위 센서(400)를 횡방향으로 이동시키면서 상기 이송롤러(100)에 의해 길이방향으로 이송되는 시트(10)의 폭방향 부위별 높이 간격을 각각 계측한 제2수치(h2)값을 상기 제어부(700)측으로 출력하는 2차 계측단계(S3)와,
상기 제어부(700)에서 상기 레이저 변위센서(400)로부터 출력된 제1,2수치값(h1,h2)을 인가받아 상기 제1,2수치값(h1,h2)의 높이 차 변위에 따른 시트(10)의 두께 수치를 연산하는 시트 두께 검출단계(S4)와,
상기 영상촬영수단(500)을 이용하여 하방향에 위치한 상기 시트(10)의 표면을 촬영하고 촬영된 영상 정보를 실시간으로 외부로 출력하는 영상촬영단계(S5), 및
상기 영상 정보를 근거로 시트(10) 표면의 이상 감지시 외부로 이를 알리는 경보장치(750)에서 경보음을 발생시키는 경보단계(S6);를 포함하고,
상기 이동수단(600)은 상기 지지대(200)에 모터(605)의 회전력으로 회전 가능하게 결합되고 외주면에 수나사산이 형성된 회전축(610)과, 상기 회전축(610)에 나사방식으로 체결되는 나사체결부(620)가 내주면에 형성되어 상기 회전축(610)의 회전동작시 회전 방향에 따라 좌,우 횡방향으로 이동되고 하측에 상기 레이저 변위 센서(400)와 영상촬영수단(500)의 카메라가 연동되도록 고정되는 이동블록(300), 및 양단부가 상기 지지대(200)의 양측단에 관통되도록 결합되고 상기 이동블록(300)에 관통되어 상기 이동블록(300)의 이동을 가이드하는 가이드바(630)를 구비하며,
상기 이동수단(600)의 회전축(610)이 한바퀴 회전시 상기 이동블록(300)의 이동거리와 압출 성형기의 립(110)간의 배치 간격은 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 시트의 두께 측정 및 이물질 검출방법.