KR20040080744A - 액체정량 토출 제어방법 및 토출장치 - Google Patents

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Abstract

실린지 내의 제 1 충진량에서 일정 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 1 시간을 측정하고, 제 2 충진량에서 동일한 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 2 시간을 측정한 후, 하기의 식을 이용하여 시간보정값을 구하여 실린지로부터 액체를 토출할 때마다 시간보정값을 더해주는 액체정량 토출 제어방법이 개시된다.

Description

액체정량 토출 제어방법 및 토출장치{Method for controlling fluid injection and Apparatus for the same}
본 발명은 액체정량 토출 제어방법 및 토출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실린지 내에 충진된 액체의 양에 관계없이 항상 일정한 양의 액체가 토출되도록 매 토출시마다 기설정된 시간보정값을 적용한 액체정량 토출 제어방법 및 토출장치에 관한 것이다.
일반적으로 수지재료, 도전성 접착제, 크림땝납, UV 레진, 은페이스트와 같은 각종 페이스트상 재료 등의 점성유체를 도포, 돗팅(dotting), 고착, 주입하기 위해서는 정밀하게 정량 토출할 수 있는 액체정량 토출장치가 적용된다.
특히, 액체정량 토출장치에서 액체가 충진되는 실린지 내의 액체잔존량에 관계없이 토출되는 액체의 양을 일정하게 하는 것이 중요하다.
이를 위해 국내특허공개 제 1992-702844 호에는 액체가 충전되는 실린지와, 이 실린지에 가압에어를 공급하는 에어공급원과, 제 1의 배관에 의하여 실린지에, 제 2의 배관에 의하여 에어공급원에 각각 접속된 토출용 전자전환밸브와, 제 2의 배관에 설치된 어큐머레이터와, 제 1 및 제 2의 배관 내압을 측정하는 제 1 및 제 2의 각각의 압력센서와, 토출용 전자전환밸브에 시프트 신호를 출력함과 동시에 제 1 배관과 제 2 배관과의 연통후의 제 1 압력센서에 의한 측정압력의 미리 설정된 시프트 신호 출력시간 내에서의 적분치의 변화에 기준하여 시프트신호의 출력시간을 제어하는 제어부를 구비하는 액체정량 토출장치가 개시되어 있다.
개시된 액체정량 토출장치에 의하면, 실린지내의 액체잔존량의 다소에 관계없이, 또한 실린지 내압의 상승 균배의 대소에 관계없이 항상 일정량의 액체를 높은 정밀도로 토출할 수가 있다. 또한 실린지내의 액체의 잔량을 정확히 검지하여 액체의 토출불능을 유효하게 방지함과 동시에 실린지를 항상 적정하게 교환 가능하게 할 수 있고, 더욱이 실린지로부터의 액체의 잉여토출 및 늘어져 떨어짐을 완전히 방지할 수 있는 이점이 있다.
그러나, 이러한 액체정량 토출장치는 필수적으로 한 쌍의 압력센서와 A/D 변환유닛을 필요로 하기 때문에 장비의 가격이 고가라는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 장비의 가격이 저렴하면서도 액체잔존량에 관계없이 일정한 토출량을 확보할 수 있는 액체정량 토출 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 원리로 실린지로부터의 액체의 잉여토출 및 늘어져 떨어짐을 방지할 수 있는 액체정량 토출 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적과 특징들은 이하에 설명되는 실시예를 통하여 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 적용되는 시간보정값을 계산하기 위한 방법을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법을 설명하는 플로우 챠트이다.
도 3은 본 발명에 따른 제어방법을 적용하기 위하여 컨트롤러의 디스플레이 장치에 표시되는 메뉴의 일 예를 나타낸다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 실린지 내의 제 1 충진량에서 일정 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 1 시간을 측정하고, 제 2 충진량에서 동일한 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 2 시간을 측정한 후, 하기의 식을 이용하여 시간보정값을 구하여 실린지로부터 액체를 토출할 때마다 계산된 시간보정값을 더해주는 액체정량 토출 제어방법이 개시된다.
일 예로, 제 1 충진량은 실제 최대충진량이고 제 2 충진량은 실제 최소잔존량일 수 있다.
바람직하게, 최종적으로 토출되는 액적을 확인하면서 시간보정값에 대해 적용되는 백분율을 더 보정할 수 있다.
또한, 실린지로부터 액체를 토출한 후, 진공 흡입시마다 시간보정값을 더해줄 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 액체가 충진되는 실린지와, 실린지에 가압에어를 공급하는 에어공급원과, 제 1 배관을 통하여 실린지에 연결되고 제 2 배관을 통하여 에어공급원에 각각 연결되는 토출용 솔레노이드 밸브 및 에어공급원과 솔레노이드 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비한 액체정량 토출장치에 있어서, 컨트롤러는 실린지 내의 제 1 충진량에서 일정 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 1 시간을 측정하고, 제 2 충진량에서 동일한 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 2 시간을 측정하며, 하기의 식을 이용하여 계산된 시간보정값을 저장하여, 실린지로부터 액체를 토출할 때마다 시간보정값을 더해주는 액체정량 토출장치가 제공된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 적용되는 시간보정값을 계산하기 위한 방법을 설명하는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법을 설명하는 플로우 챠트이다.
여기에 적용되는 액체정량 토출장치는 당업계에 널리 알려져 있으며, 통상 액체가 충진되는 실린지와, 실린지에 가압에어를 공급하는 에어공급원과, 제 1 배관을 통하여 실린지에 연결되고 제 2 배관을 통하여 에어공급원에 각각 연결되는 토출용 솔레노이드 밸브 및 에어공급원과 솔레노이드 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비하는 것으로 상세한 것은 생략한다.
도시된 바와 같이, 먼저 실린지에 액체를 채워 최고위치 A에 오도록 한다. 최고위치는 실제로 토출장치에 적용하는 경우에 최대로 액체를 채우는 높이를 말한다.
이 상태에서 원하는 양의 액적이 토출되도록 제어하여 이때 인가되는 압력과 인가시간을 측정하여 각각 Pmax와 Tmax로 한다.
또한, 실린지에 최저위치 A에 액체의 표면이 위치하도록 액체를 제거하는데, 이 최저위치는 실제로 토출장치에 적용할 때에 실린지를 교환하는 시점의 위치를 말할 수 있다.
이 위치에서 원하는 양의 액적이 토출되도록 제어하여 이때 인가되는 압력과 인가시간을 측정하여 각각 Pmin와 Tmin으로 한다(단계 S10).
통상 인가되는 압력은 동일하게 하기 때문에 Pmax = Pmin이 되며, 실린지에 충진되어 실제 사용되는 액체의 양은 50g, 원하는 액적의 양은 0.1g, Tmax = 1초,Tmin = 1.5초라고 가정한다.
따라서, 총 토출횟수는 50g／0.1g = 500회가 되며, 시간증가분은 1.5초 - 1초 = 0.5초이다. 따라서, 매 토출시마다 증분되는 시간은 0.5초/500회 = 0.001초가 된다(단계 S20). 이를 일반화된 식으로 표현하면 다음과 같다.
결국, 시간보정값은 0.001초가 되어 매 토출시마다 0.001초씩 증가된 시간동안 압력이 인가된다(단계 S30).
예를 들어, 도 1과 같은 상황에서는 압력이 인가되는 시간은 1, 2, 3 ....으로 토출횟수가 증가할 때마다 1초, 1.001초, 1.002초...로 시간보정값이 적용되어 인가시간이 증가된다.
이와 같이 시간보정값을 적용하여 토출시마다 인가시간을 증가함으로써 실린지 내의 액체잔존량에 관계없이 항상 원하는 양의 액적을 토출할 수 있다. 더욱이, 이러한 시간보정값을 계산하고 적용하도록 컨트롤러를 프로그램하면 되므로 장비를 추가할 필요가 없어지며, 이에 따라 저가의 액체정량 토출장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 일실시예에 의한 제어방법이 적용된 후의 결과를 체크하여 후속보정을 더 수행할 수 있다.
실린지에 주입되는 액체의 최대량이나 토출 중의 상황변수 등의 파라미터가작용하여 일실시예에 따라 계산된 시간보정값이 적용되더라도 최종적으로 정확한 양의 액적이 토출되지 않을 수도 있다.
이 경우에는 시간보정값을 100%로 적용하지 않고 그 이상 또는 그 이하의 백분율을 적용한다. 예를 들어, 상기의 일실시예의 경우, 시간보정값인 0.001초를 100% 적용하여 최종토출시에 예상량보다 작은 0.09g의 액적이 토출되었다면 시간보정값을 증가시켜 102% 정도 적용하도록 설정하여 보정할 수 있다.
이와 같이 시간보정값에 대한 백분율을 기준하여 부가적인 후속보정을 수행함으로써 더욱 정확한 액적토출을 제어할 수 있는 이점이 있다.
한편, 동일한 원리로 액체가 토출될 때마다 실린지로부터 액체가 잉여 토출되거나 늘어져 떨어지는 것을 방지하기 위하여 일정시간으로 진공흡입을 수행하는데, 이 진공흡입에 있어서도 본 발명에 따른 시간보정값을 그대로 적용할 수 있다.
즉, 매 토출시마다 진공흡입시간을 순차적으로 증가시킴으로써 정확하게 실린지로부터 액체가 잉여 토출되거나 늘어져 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 제어방법을 적용하기 위하여 컨트롤러의 디스플레이 장치에 표시되는 메뉴의 일 예를 나타내고 있다.
도시된 바와 같이, 실린지의 체적, 토출용량 및 필요에 따라 비중값을 입력하고, 최대량 및 최소량 시의 압력인가시간과 진공흡입시각을 각각 입력한다. 이와 같이 입력한 후에 결과를 확인하면 시간보정값이 표시된다.
이와 같이 프로그래밍하여 컨트롤러의 EPROM이나 EEPROM과 같은 소거가능한 비휘발성 메모리에 저장하면, 이후의 액적제어는 프로그래밍된 시간보정값을 적용하여 수행되며, 진공흡입의 제어도 이루어진다.
또한, 컨트롤러를 통하여 시간보정값 적용백분율에 대한 설정도 할 수 있으므로, 상기한 바와 같이, 계산된 시간보정값에 대한 백분율을 최종결과치를 확인하면서 조정할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경과 변형을 가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 시간보정값을 적용하여 토출시마다 인가시간을 증가함으로써 실린지 내의 액체잔존량에 관계없이 항상 원하는 양의 액적을 토출할 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 시간보정값에 대한 백분율 적용을 가변되도록 함으로써 시간보정값이 일단 설정되더라도 결과치를 보면서 더욱 정확하게 액적의 토출량을 제어할 수 있는 이점이 있다.
더욱이, 이러한 시간보정값을 계산하고 적용하도록 컨트롤러를 프로그램하면 되므로 장비를 추가할 필요가 없어지며, 이에 따라 저가의 액체정량 토출장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 실린지 내의 제 1 충진량에서 일정 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 1 시간을 측정하고, 제 2 충진량에서 동일한 압력을 인가하여 상기 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 2 시간을 측정한 후, 하기의 식을 이용하여 시간보정값을 구하여 상기 실린지로부터 액체를 토출할 때마다 상기 시간보정값을 더해주는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 충진량은 실제 최대충진량이고 상기 제 2 충진량은 실제 최소잔존량인 것을 특징으로 하는 액체정량 토출 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 최종적으로 토출되는 액적을 확인하면서 상기 시간보정값에 대해 적용되는 백분율을 더 보정하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 실린지로부터 액체를 토출한 후, 진공 흡입시마다 상기 시간보정값을 더해주는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출 제어방법.
  5. 액체가 충진되는 실린지와, 상기 실린지에 가압에어를 공급하는 에어공급원과, 제 1 배관을 통하여 상기 실린지에 연결되고 제 2 배관을 통하여 상기 에어공급원에 각각 연결되는 토출용 솔레노이드 밸브 및 상기 에어공급원과 솔레노이드 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비한 액체정량 토출장치에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 실린지 내의 제 1 충진량에서 일정 압력을 인가하여 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 1 시간을 측정하고, 제 2 충진량에서 동일한 압력을 인가하여 상기 목표량의 액체를 토출하는데 소요되는 제 2 시간을 측정하며, 하기의 식을 이용하여 계산된 시간보정값을 저장하여, 상기 실린지로부터 액체를 토출할 때마다 상기 시간보정값을 더해주는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 실린지로부터 액체를 토출한 후,진공 흡입시마다 상기 시간보정값을 더해주는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
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