KR20210154405A - 마스크 원자재 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 원단 및 노즈밴드가 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부를 거치면서 마스크 형태가 만들어 지고, 최종적으로 이어밴드가 이어밴드성형부에서 마스크에 융착되는데, 상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드의 사용량과 재고를 알려주는 상황판을 마련함으로써, 이들 원자재를 체계적으로 관리할 수 있으며, 여러대의 생산설비를 한 곳의 상황판에서 관리할 수 있는 마스크 원자재 관리 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 다수의 원단이 포개져서 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부 및 이어밴드성형부로 이송되고, 이 과정에서 노즈밴드는 상기 노즈밴드성형부로 공급되며, 이어밴드는 상기 이어밴드성형부로 공급되면서 마스크가 만들어지고; 상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드는 원단로드셀, 노즈밴드로드셀 및 이어밴드로드셀을 통하여 무게가 감지되고; 상기 각 로드셀들과 회로적으로 연결되어 원자재의 사용량을 계산하는 제어모듈은 원단연산부, 노즈밴드연산부 및 이어밴드연산부가 구비되고; 상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드의 사용량은 상황판의 사용량표시부에 나타나도록 한 특징이 있다.

Description

마스크 원자재 관리 시스템{Mask raw material management system}

본 발명은 마스크 원자재 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 원단 및 노즈밴드가 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부를 거치면서 마스크 형태가 만들어 지고, 최종적으로 이어밴드가 이어밴드성형부에서 마스크에 융착되는데, 상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드의 사용량과 재고를 알려주는 상황판을 마련함으로써, 이들 원자재를 체계적으로 관리할 수 있으며, 여러대의 생산설비를 한 곳의 상황판에서 관리할 수 있는 마스크 원자재 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 마스크는 분진이 많이 발생되는 작업장에서 사용된다. 그러나 산업화에 따른 환경오염으로 인하여 대기질이 점차 나빠져서 황사나 초미세먼지 등이 빈번히 발생되므로 호흡기 질환을 예방하기 위하여 또는 기저질환이 있는 호흡기환자 등은 필수적으로 마스크를 착용해야 된다.

특히 최근에는 코로나19 등 바이러스가 전세계적으로 폭넓게 퍼지면서 비말감염 예방목적으로 마스크 착용이 의무화 되었다. 따라서 마스크 수요가 폭발적으로 늘어나게 되었는데, 공급이 수요를 따라가지 못하는 실정이다. 더욱이 북미지역이나 유럽에서는 마스크 착용에 대한 거부감이 있었으나, 코로나사태 이후 마스크는 선택이 아닌 필수가 되었다.

마스크 생산설비는 거의 자동화되어 있는데, 다수의 원단이 포개진 상태로 풀려서 이동되는 과정에서 노즈밴드 성형부에서 원단 내부에 노즈밴드가 내장된다. 노즈밴드는 마스크를 코에 밀착시키기 위한 것이며, 이후 패턴성형부로 이동되면 이들 원단이 마스크의 형태대로 초음파 융착된다. 이후 폴딩부에서 패턴된 원단 양쪽을 접어 합지시키면 융착부에서 합지된 부분을 초음파 융착하고, 이후 이어밴드 성형부에서 마스크의 양쪽에 귀걸이용 밴드를 결합시켜 마스크를 완성하였다.

종래 특허 제1597735호는 마스크 생산설비를 제안한 바 있다. 이는 마스크의 다중 필터들이 따로 분리되지 않도록 다수의 전면부재, 다수의 하면부재 및 다수의 상면부재를 각각 초음파 융착한 뒤 폴딩부에서 이들 분리된 전면부재, 하면부재 및 상면부재를 합지하는 것이다.

종래 특허 제1600005호는 마스크의 전면부재, 상면부재 및 하면부재가 일체로 형성되므로 분리 성형후 합지할 때보다 원단 개수가 줄어들어서 마스크 제조에 소요되는 시간이 단축되는 이점이 있다.

그러나 종래 특허는 원단, 노즈밴드 및 이어밴드의 사용량을 감시하는 수단이 구비되지 않으므로 인하여 작업자가 수시로 원자재의 상태를 점검해야되는 번거로움이 있으며, 또한 재고수량을 별도 관리해야 되므로 생산과 수급이 불안정한 단점이 있었다. 특히 코로나19로 인하여 마스크 수요가 폭증하면서 생산설비를 늘리는 추세이므로 이러한 사정을 감안하여 원자재를 체계적으로 관리할 수 있는 시스템이 절실히 필요하게 되었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 원단 및 노즈밴드가 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부를 거치면서 마스크 형태가 만들어 지고, 최종적으로 이어밴드가 이어밴드성형부에서 마스크에 융착되는데, 상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드의 사용량과 재고를 알려주는 상황판을 마련함으로써, 이들 원자재의 교체주기 식별이 용이하고 또한 교체에 따른 재고관리를 체계적으로 할 수 있는 마스크 원자개 관리 시스템을 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명은 다수의 원단이 포개져서 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부 및 이어밴드성형부로 이송되고, 이 과정에서 노즈밴드는 상기 노즈밴드성형부로 공급되며, 이어밴드는 상기 이어밴드성형부로 공급되면서 마스크가 만들어지고; 상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드는 원단로드셀, 노즈밴드로드셀 및 이어밴드로드셀을 통하여 무게가 감지되고; 상기 각 로드셀들과 회로적으로 연결되어 원자재의 사용량을 계산하는 제어모듈은 원단연산부, 노즈밴드연산부 및 이어밴드연산부가 구비되고; 상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드의 사용량은 상황판의 사용량표시부에 나타나도록 한 특징이 있다.

본 발명에 따르면 다수의 원단들이 포개진 상태에서 각 성형단계를 거치면서 전면부, 상면부 및 하면부로 마스크의 형태가 갖춰지고, 노즈밴드는 노즈밴드성형부에서 상기 상면부에 내장된다. 그리고 이어밴드는 이어밴드성형부에서 상기 전면부에 융착되는데, 상기 노즈밴드와 원단들은 롤 상태로 말려서 회전축에 걸리고, 상기 이어밴드는 포장지에 담겨서 실처럼 풀리는 방식이다.

종래에는 원단과 노즈밴드 및 이어밴드가 눈에 보이므로 줄어든 량을 식별하여 교체시기를 작업자가 가늠하였나 설비가 한 장소에 여러대 설치된 경우 이들 각 설비를 돌아다니며 원자재의 교체시기 및 그에 따른 재고관리를 체계적으로 하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명 한 실시예는 상기 원단과 노즈밴드 및 이어밴드를 로드셀(load cell)로 측정하여 사용량을 연산하고 이를 작업자에게 통보하며, 또한 원자재 교체시 줄어든 재고수량을 입력하면 사용량과 재고량이 하나의 상황판에 표시되므로 원자재를 체계적으로 관리할 수 있고, 또한 여러대의 설비를 한 곳의 상황판에서 관리할 수 있으므로 작업능률이 향상되는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 마스크 생산설비의 사시도
도 2는 본 발명 한 실시예의 원자재 감지수단의 개념도
도 3은 본 발명 한 실시예의 제어모듈의 블록도
도 4는 본 발명 한 실시예의 관리 시스템이 적용된 생산설비의 블록도

도 1 내지 도 4에서 본 발명 한 실시예가 적용된 마스크 생산설비는 다수의 원단(W)이 상하 및 좌우측으로 프레임에 구비되고, 이들 원단(W)은 받침부(1), 노즈밴드성형부(2), 패턴성형부(3), 폴딩부(4), 융착부(5) 및 이어밴드성형부(6)를 거쳐 최종적으로 마스크로 생산된다. 상기 받침부(1)는 원단들이 펼쳐진 상태에서 이동되도록 안내하는 부분이고, 상기 노즈밴드성형부(2)는 와이어처럼 연속된 노즈밴드(N)가 원단(W)들 사이에 매립되도록 하는 부분이고, 상기 패턴성형부(3)는 전면부, 상면부 및 하면부로 마스크가 구획되도록 초음파융착으로 패턴을 형성하는 부분이며, 폴딩부(4)는 원단에 형성된 패턴을 양측에서 접어 합지하는 부분이고, 융착부(5)는 합지된 원단을 초음파로 융착하여 성형하는 부분이고, 최종적으로 이어밴드성형부(6)에서 귀걸이용 이어밴드(E)가 부착되어 포장부(7)로 이송된다.

도 2(a)에서 상기 원단(W) 및 노즈밴드(N)는 롤 상태로 말려서 회전축(20)에 걸린다. 그리고 회전축(20)은 베어링블록(21)에 회전 가능하게 지지되며, 상기 베어링블록(21)은 원단로드셀(10)과 노즈밴드로드셀(11)을 통하여 무게가 감지된다. 상기 로드셀(load cell)은 무게를 숫자로 표시하는 전자저울에 필수적인 무게측정 소자로써, 로드셀(10)(11)이 베어링블록(21)의 무게를 받으면 압축되는데, 이 변형량이 제어모듈(100)로 입력된다.

상기 회전축(20)에 원단(W) 또는 노즈밴드(N)가 걸리면 무게가 증가되고, 원단(W) 또는 노즈밴드(N)의 사용에 따라 무게가 점차 줄어든다. 따라서 상기 원단(W) 또는 노즈밴드(N)가 걸리지 않은 초기 무게와 이들이 걸린 상태의 무게가 제어모듈(100)의 입력부(107)를 통하여 제어부(101)로 입력되면 저장부(102)에 기록된다.

원자재의 사용에 따라 무게가 점차 감소하면 원단로드셀(10) 및 노즈밴드로드셀(11)에서 이들 원자재의 변화되는 무게가 제어부(101)를 통하여 원단연산부(103) 및 노즈밴드연산부(104)로 입력되고, 이들 연산부(103)(104)는 원자재의 줄어드는 무게에 따라 비례적으로 계산하고, 줄어드는 원자재가 사용량표시부(109)에 나타나도록 상기 제어부(101)는 상기 연산부(103)(104)들의 신호에 따라 흐름제어한다.

또한 상기 제어부(101)는 원자재가 소모되어 교체시기가 되면 스피커(106)에서 경고음이 나오도록 하고 또한 램프를 점멸시켜 작업자에게 원자재의 교체시기를 통보한다. 그리고 제어모듈(100)에 내장된 통신모뎀(111)을 통하여 관리자의 스마트폰으로 재고상황을 통보할 수 있다.

도 2(c)에서 이어밴드(E)는 실타래 처럼 포장비닐에 뭉쳐서 보관되므로 이를 회전축에 걸어 풀리도록 할 수 없다. 따라서 이어밴드(E)가 내장된 포장비닐은 적재함(30)에 담긴 상태에서 이어밴드성형부(6)로 풀려서 공급된다. 또한 상기 적재함(30)은 이어밴드로드셀(12)에 놓여서 상기 이어밴드(E)의 사용에 따른 무게변화가 상기 제어부(101)를 통하여 상기 이어밴드연산부(105)로 입력된다. 따라서 이어밴드연산부(105)는 이어밴드(E)의 사용량을 연산하고, 제어부(101)는 이어밴드의 사용량이 상황판(108)의 사용량표시부(109)에 나타나도록 흐름 제어한다.

또한 원자재의 사용에 따른 재고수량이 표시되는 재고량표시부(110)가 상황판(108)에 마련된다. 따라서 새로운 원자재를 사용하면 재고수량을 바로 정정 기재할 수 있으므로 재고관리가 편리하다.

도 4에 도시된 바와같이 본 발명 한 실시예는 마스크 생산설비가 여러대(A)(B)(C)로 구성된 경우 효과적으로 사용할 수 있다. 각 설비(A)(B)(C)마다 원단로드셀(10), 노즈밴드로드셀(11) 및 이어밴드로드셀(12)을 설치하여 이들로부터의 신호를 한 곳의 제어모듈(100)로 수집하고, 각 설비의 로드셀(10)(11)(12)들과 일대일 대응되게 복수개 마련된 다수의 원단연산부(103), 다수의 노즈밴드연산부(104) 및 다수의 이어밴드연산부(105)에서 이들의 사용량을 계산한 뒤 하나의 상황판(108)에 마련된 사용량표시부(109)에 각 설비별로 나타나도록 하면 작업자가 각 설비를 돌아다니며 사용량과 재고량을 확일 할 필요가 없다. 또한 통신모뎀(11)을 통하여 재고량과 사용량이 관리자 스마트폰의 전용 앱으로 전송되게 할 수 있다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예는 원단(W) 및 노즈밴드(N)가 롤 상태로 말려서 회전축(20)에 걸리므로 이들의 무게를 측정할 수 있다. 따라서 원단(W) 및 노즈밴드(N)가 걸리지 않는 초기값(최초 무게)와 이들이 걸린 상태의 무게를 측정한 뒤 제어부(101)로 입력하면 저장부(102)에 기록된다.

또한 원단(W) 및 노즈밴드(N)의 사용에 따라 로드셀(10)(11)에서 측정되는 무게가 점차 줄어들게 되는데, 이는 제어부(101)를 통하여 원단연산부(103) 및 노즈밴드연산부(104)로 입력된다. 따라서 이들 연산부(103)(104)는 저장부(102)에 기록된 원자재의 초기값에 근접되는지 확인하기 위하여 사용에 따른 무게변화값을 연산하며, 이는 제어부(101)를 통하여 상황판(108)의 사용량표시부(109)에 나타난다.

또한 원자재의 사용에 따라 초기값에 근접되면 제어부(101)는 연산부(103)(104)들의 신호에 따라서 스피커(106) 및 램프를 작동시킨다. 따라서 작업자는 여러대의 설비를 돌아다니며 각 원자재의 상태를 수시로 체크할 필요가 없으므로 작업 피로도가 경감되는 등의 이점이 있다.

또한 이어밴드(E)는 실타래 처럼 뭉쳐서 포장비닐에 담긴 상태로 납품되는데, 이를 회전축에 걸어 풀리게 할 수 없으므로 적재함(30)에 담아서 실처럼 풀어 사용한다. 상기 적재함(30)은 이어밴드로드셀(12)에서 무게가 감지되므로 이어밴드(E)가 놓이지 않은 초기 적재함(30)의 무게와 이어밴드(E)가 놓인 무게가 로드셀(12)에서 측정되고 이는 제어부(101)를 통하여 저장부(102)에 기록된다.

따라서 이어밴드(E)의 사용에 따라 적재함(30)의 무게가 점차 줄어들어서 초기상태에 근접되는데, 이때 로드셀(12)과 연결된 이어밴드연산부(105)는 이어밴드의 무게변화값을 연산하여 초기값에 근접되는지 식별하고, 근접되면 제어부(101)로 통보한다. 따라서 제어부(101)는 스피커(106) 및 램프를 작동시켜서 작업자에게 통보하므로 여러대의 설비를 한 곳에서 관리할 수 있으며, 또한 관리자 스마트폰에 전용 앱을 설치하면 통신모뎀(111)을 통하여 관리자 스마트폰으로 재고상황과 사용량 등을 전송할 수 있다.

10 : 원단로드셀 11 : 노즈밴드로드셀
12 : 이어밴드로드셀 20 : 회전축
21 : 베어링블록 30 : 적재함
100 : 제어모듈 101 : 제어부
102 : 저장부 103 : 원단연산부
104 : 노즈밴드연산부 105 : 이어밴드연산부
106 : 스피커 107 : 입력부
108 : 상황판 109 : 사용량표시부
110 : 재고량표시부 111 : 통신모뎀

Claims (3)

1. 다수의 원단이 포개져서 노즈밴드성형부, 패턴성형부, 폴딩부, 융착부 및 이어밴드성형부로 이송되고, 이 과정에서 노즈밴드는 상기 노즈밴드성형부로 공급되며, 이어밴드는 상기 이어밴드성형부로 공급되면서 마스크가 만들어지고;
   상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드는 원단로드셀, 노즈밴드로드셀 및 이어밴드로드셀을 통하여 무게가 감지되고;
   상기 각 로드셀들과 회로적으로 연결되어 원자재의 사용량을 계산하는 제어모듈은 원단연산부, 노즈밴드연산부 및 이어밴드연산부가 구비되며;
   상기 원단, 노즈밴드 및 이어밴드의 사용량은 상황판의 사용량표시부에 나타나도록 한 것을 특징으로 하는 마스크 원자재 관리 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   다수의 마스크 생산설비가 구비되고;
   상기 각 설비마다 상기 원단로드셀, 노즈밴드로드셀 및 이어밴드로드셀이 구비되며;
   상기 제어모듈은 상기 각 설비의 로드셀들과 일대일 대응되는 복수의 원단연산부, 노즈밴드연산부 및 이어밴드연산부를 통하여 각 설비별 원자재의 사용량을 계산하고, 상기 상황판에서 각 설비별로 원자재 사용량이 표시되도록 한 것을 특징으로 하는 마스크 원자재 관리 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 원단 및 노즈밴드는 롤 상태로 말려서 각각의 회전축에 걸리고, 상기 각 회전축은 베어링블록을 통하여 회전지지되며, 상기 각 베어링블록은 상기 원단로드셀 및 노즈밴드로드셀에 놓이고;
   상기 이어밴드는 포장지에 실타래 처럼 뭉쳐져 적재함에 놓이고, 상기 적재함은 이어밴드로드셀에 놓이도록 한 것을 특징으로 하는 마스크 원자재 관리 시스템.

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