KR20220033128A - 디스펜서 장치 - Google Patents

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KR20220033128A
KR20220033128A KR1020200115118A KR20200115118A KR20220033128A KR 20220033128 A KR20220033128 A KR 20220033128A KR 1020200115118 A KR1020200115118 A KR 1020200115118A KR 20200115118 A KR20200115118 A KR 20200115118A KR 20220033128 A KR20220033128 A KR 20220033128A
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KR
South Korea
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syringe
adhesive solution
amount
learning model
dispenser device
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KR1020200115118A
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양희철
김태현
임형석
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따르면, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 상기 실린지에 가해지는 압력 및 상기 압력에 대하여 상기 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값이 출력층이 되도록 학습된 학습 모델부; 및 상기 학습 모델부로부터 출력된 실린지 구동 압력값에 따라 실린지를 제어하여 시료에 접착제 용액을 도포하는 제어부를 포함하는 디스펜서 장치를 제공한다.

Description

디스펜서 장치{Dispenser device}
본 발명의 일실시예는 디스펜서 장치에 관한 것이다.
모터는 복수 개의 마그넷을 구비하는 로터와 스테이터에 권선된 코일에 의해 발생된 전자기력과의 상호작용으로 회전하면서 동력을 생성한다.
그에 따라, 모터는 회전 가능하게 형성되는 샤프트, 샤프트에 결합되는 로터, 및 하우징 내측에 고정되는 스테이터가 마련되는데, 상기 스테이터는 상기 로터의 둘레를 따라 간극을 두고 설치된다.
로터에는 복수 개의 마그넷이 설치되는데, 마그넷 설치 방법에 따라, 로터 코어의 내부에 마그넷이 삽입 결합되는 IPM(Inner Permanent Magnet) 모터와, 로터 코어의 표면에 마그넷이 부착되는 SPM(Surface Permanent Magnet) 로터로 나뉘어 진다.
IPM 모터의 경우, 접착제를 사용하여 로터 코어의 포켓에 마그넷을 결합시킨다. 때문에 생산라인에서 접착제를 주입하기 위한　디스펜서　장치가 필요하다.
그러나, 접착제를 지속 사용 시 실린지 내부 용액의 양이 감소하면서 동일량의 접착제를 토출하기 위한 압력량 또는 압력 지속 시간이 변하게 된다. 기존 디스펜서 장치는 실린지 내부 용액의 잔량 변화를 감지할 수 없다는 문제점과, 실린지 내부 접착제양에 관계없이 동일한 압력과 동일한 압력 지속 시간으로 접착제를 도포한다는 문제점이 있다.
도 8은 실린지 내부 접착제양에 관계없이 동일한 압력으로 접착제를 도포했을 경우 도포된 접착제의 선폭을 도시한 그래프이다. 도8을 참조하면, 실린지 내부의 잔량(가로축)이 줄어들게 되면 동일한 압력으로 접착제를 도포하더라도, 도포된 접착제의 mm단위의 선폭(세로축)이 감소하여 상당수가 불량으로 검출되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 일정한 압력으로　접착제 잔량 100%에서　5%까지 도포 하였을 때,　초반에는 선폭이 일정 변동 범위내에 들어오지만, 20%이하가 될 경우 선폭이 급감하는 현상을 나타내고 있다.
도9는 실린지 내부 접착제양에 관계없이 압력을 가할 경우, 목표 압력에 도달하는 시간을 계측한 결과 그래프이다. 도9를 참조하면, 실린지 내부의 잔량이 줄어들게 되면, 목표 압력값(세로축)에 도달하기 위하여 필요한 압력 지속 시간(가로축)이 증가하는 것을 확인할 수 있다.　
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 동일한 양의 접착제를 지속적으로 공급할 수 있는 디스펜서 장치를 제공하는데 있다.
또한, 접착제 폐기량을 줄이고, 폐기 비용을 감소시킬 수 있는 디스펜서 장치를 제공하는데 있다.
또한, 접착제 도포 공정 능력을 향상시킬 수 있는 디스펜서 장치를 제공하는데 있다.
실시예에 따르면, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 상기 실린지에 가해지는 압력 및 상기 압력에 대하여 상기 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값이 출력층이 되도록 학습된 학습 모델부; 및 상기 학습 모델부로부터 출력된 실린지 구동 압력값에 따라 실린지를 제어하여 시료에 접착제 용액을 도포하는 제어부를 포함하는 디스펜서 장치를 제공한다.
상기 학습 모델부는 상기 상관관계를 학습할 때, 상기 실린지에 가해지는 구동 압력 지속 시간을 추가로 입력받아 학습을 수행할 수 있다.
상기 학습 모델부는 상기 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간이 출력층이 되도록 학습될 수 있다.
상기 제어부는 상기 학습 모델부로부터 출력된 실린지 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간에 따라 실린지를 제어하여 시료에 접착제 용액을 도포할 수 있다.
상기 학습 모델부는 실린지 유형별로 상기 상관관계를 학습할 수 있다.
상기 학습 모델부는 상기 상기 상관관계를 학습할 때, 상기 실린지 내부 온도를 추가로 입력받아 학습을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 실린지 유형별 오프셋 값을 적용하여 상기 실린지를 제어할 수 있다.
상기 실린지 내부 접착제 용액의 잔량 및 상기 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량을 계측하기 위한 이미지 센서 또는 변위 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명인 디스펜서 장치는 동일한 양의 접착제를 지속적으로 공급할 수 있다.
또한, 접착제 폐기량을 줄이고, 폐기 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 접착제 도포 공정 능력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른　디스펜서　장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서 도시한　실린지　조립체를 도시한 도면이다.
도 3은　실린지　내부에 유입되는 에어를 도시한 도면이다.
도 4는 클리닝부를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 도시한 클리닝부를 통해 수행되는 니들의 클리닝 과정을 도시한 도면이다.
도6은 실시예에 따른 디스펜서 장치의 개념도이다.
도7은 도6에 따른 디스펜서 장치의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도8 및 도9는 기존 디스펜서 장치를 통한 접착제 도포 실험 결과를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른　디스펜서　장치를 도시한 도면이다. 이러한, 도 1은 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 1을 참조하면,　실시예에 따른 디스펜서 장치(1)는 실린지　조립체(100), 구동부(200), 마운팅부(300), 에어공급부(400), 이미지 센서(510), 변위 센서(520), 온도 센서(520), 전처리부(610), 학습 모델부(620), 제어부(700), 통신부(800) 및 유저 인터페이스부(900)를 포함할 수 있다.
실린지　조립체(100)는 접착제를 수용하는 복수 개의　실린지(110)를 포함할 수 있다. 실린지 조립체(100)는 접착제(resin)와 같은 도포액을 저장하고 이를 타겟에 도포하는 역할을 한다. 이러한　실린지　조립체(100)는 마운팅부(300) 위에 배치될 수 있다. 구동부(200)는 실린더 조립체(100)와 연결되어 실린더 조립체(100)를 수평이동 또는 상하이동 시키는 역할을 할 수 있다. 마운팅부(300)에는 접착제가 도포되는 타겟이 배치된다. 마운팅부(300)는 축중심(CL)을 중심으로 회전하는 지그(310)를 포함할 수 있다. 타겟은 그 중심이 축중심(CL)과 정렬되도록 지그(310)에 장착되어 접착제 도포작업 중에 회전하게 된다.
실시예에 따른 디스펜서 장치는 카메라 모듈 생산 공정에 적용될 수 있으며카메라 모듈 이외의 다른 제품에서도 접착제를 도포하는 공정에 적용될 수 있다.
도 2는 도 1에서 도시한　실린지　조립체를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면,　실린지　조립체(100)는 하우징(110)과, 캡부(120)와, 니들(130)을 포함할 수 있다. 하우징(110) 내부에는 복수 개의　실린지(syringe)(111)가 마련된다. 캡부(120)는 하우징(110) 위에 배치되어　실린지(111)의 입구를 막는 역할을 한다. 니들(130)은　실린지(111)에 연결되어　실린지(111)에 저장된 접착제가 목표 위치에 토출되도록 안내하는 역할을 한다.
실시예의　실린지(111)의 길이방향은 니들(130)의 길이방향에 정렬된다.
구체적으로, 니들(130)의 중심을 축방향(도 2의 x축방향)으로 지나는 수직기준선(L)이　실린지(111)의 중심을 지나도록　실린지(111)가 하우징(110)에 수직하게 배치될 수 있다. 여기서 축방향은 도 1의 축중심(CL)이 나타내는 방향이며, 수직기준선(L)은 도 1의 축중심(CL)에 평행하게 형성될 수 있다.
실린지(111)를 여닫는 작업의 편의성을 위해 하우징(110)에는 손잡이(150)가 마련될 수 있다.
도 3은　실린지　내부에 유입되는 에어를 도시한 도면이다.
실린지(111)에 저장된 접착제를 니들(130)를 통하여 토출시키기 위해서는 실린지(111) 내부에 에어를 주입하여야 한다. 이에 캡부(120)는 에어공급부(400)와 연결되어 에어를 공급받고, 공급받은 에어를 실린지(111) 내부로 전달하기 위한 구성이 마련된다.
캡몸체(122)에는 에어공급부(400)와 연결되는 인렛(123)이 마련되며, 캡(121)에는 실린지(111) 내부와 연결되는 아울렛(124)이 마련된다. 인렛(123)은 캡몸체(122)의 상면이나 측면에 복수 개가 형성될 수 있다.
그리고, 캡몸체(122)에는 인렛(123)과 연결되는 제1 유로(125)가 형성될 수 있다. 캡(121)에는 제1 유로(125)와 연결되며 아울렛(124)과 연결되는 제2 유로(126)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 에어공급부(400)에 에어가 공급되면 인렛(123)을 통과한 에어는 제1 유로(125)에 유입된다. 제1 유로(125)는 인렛(123)에서 유입된 에어를 제2 유로(126)로 안내하고, 제2 유로(126)는 제1 유로(125)에서 유입된 에어를　실린지(111) 내부로 안내한다.
실린지(111) 내부로 에어가 공급되면 접착제가 니들(130)을 통하여 토출된다.
다시 도1을 참조하면, 이미지 센서(510)는 마운팅부(300)에 놓인 타겟을 촬영하여 영상 데이터를 획득하고, 획득한 영상 데이터에 기초하여　실린지　조립체의 니들(130)의 위치를 타겟에 정렬시키는 역할을 한다. 이미지 센서(510)는 타겟의 위치정보에 대한 영상을 획득하고, 이를 구동부(200)에 전달한다. 구동부(200)는 이미지 센서(510)에서 획득한 타겟의 위치에 기초하여　실린지　조립체를 이동시켜 니들(130)의 위치를 정렬시키게 된다.
이미지 센서(510)는 니들(130)의 위치를 물리적으로 정렬시키는 가이드를 제거할 수 있게 하여, 가이드를 통한 니들(130)의 오염이나 파손의 위험을 원천적으로 제거할 수 있게 된다.
또한, 이미지 센서(510)는 접착제가 도포된 타겟을 촬영하여 영상 데이터를 생성할 수 있다. 접착제가 도포된 타겟의 영상 데이터는 전처리부(610)로 전달되어 실린지 내부 접착제 용액의 잔량 및 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량을 산출하기 위하여 사용될 수 있다.
변위 센서(520)는 실린지 내부에 배치되어 실린지 내부의 접착제량을 계측할 수 있다. 변위 센서(520)에서 계측된 실린지 내부 잔량은 전처리부(800)로 전달되어 실린지 내부 접착제 용액의 잔량 및 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량을 계측하기 위하여 사용될 수 있다.
이미지 센서(510) 및 변위 센서(520)로부터 전달받은 데이터를 기반으로 산출된 실린지 내부 접착제 용액의 잔량 및 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량은, 학습 모델부의 학습 데이터를 생성하는데 사용될 수 있다.
온도 센서(530)는 실린지 내부 또는 실린지 외부 표면에 배치되어 실린지 내부의 온도를 계측할 수 있다. 온도 센서(530)에서 계측된 실린지 내부 온도는 전처리부(800)로 전달되어 학습 데이터를 생성하기 위하여 사용될 수 있다.
전처리부(610)는 학습 데이터를 생성할 수 있다. 전처리부(610)는 이미지 센서의 영상 데이터 및 변위 센서의 변위 데이터로부터 산출되는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량과 제어부(700)로부터 전달받은 구동 압력을 이용하여 학습 데이터를 생성할 수 있다.
또는 전처리부(610)는 이미지 센서의 영상 데이터 및 변위 센서의 변위 데이터로부터 산출되는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량과 제어부(700)로부터 전달받은 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 이용하여 학습 데이터를 생성할 수 있다.
학습 모델부(620)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램을 포함할 수 있다. 해당 프로그램은 컴퓨터에 의하여 실행될 수 있는 기록매체 또는 저장 장치에 저장될 수 있다. 컴퓨터 내의 프로세서는 기록매체 또는 저장 장치에 저장된 프로그램을 읽어 들이며, 프로그램, 즉 학습된 모델을 실행하여 입력 정보를 연산하고, 연산 결과를 출력할 수 있다.
학습 모델부(620)는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값이 출력층이 되도록 학습될 수 있다. 실시예에서, 목표 토출량은 디스펜서 장치(1)의 관리자 또는 사용자가 설정하는 값으로, 디스펜서 장치(1)는 목표 토출량에 따라 타겟에 일정한 양의 접착제를 도포하게 된다.
이 때, 학습 모델부(620)의 입력은 전처리부(610)에서 가공한 학습 데이터로서 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량 정보가 포함될 수 있다.
학습 모델부(620)는 학습 데이터를 입력층으로 하여, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값이 출력층이 되도록 학습된 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다.
뉴럴 네트워크는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량과 실린지에 가해지는 압력에 따라 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량이 어떻게 변화하는지 그 상관관계를 학습하여, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량을 타겟에 도포하기 위한 구동 압력을 산출하도록 설계된 딥러닝 알고리즘의 한 예이다. 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 네트워크 기반 학습 머신에 실린지 내부 접착제 용액의 잔량과 목표 토출량이 입력되면, 목표 토출량을 타겟에 도포하기 위한 구동 압력을 출력하는 알고리즘일 수 있다.
또한, 학습 모델부(620)는 상관관계를 학습할 때, 실린지에 가해지는 구동 압력 지속 시간을 추가로 입력받아 학습을 수행할 수 있다.
이 때, 학습 모델부(620)는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간이 출력층이 되도록 학습될 수 있다.
즉, 학습 모델부(620)는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력, 압력 지속 시간 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값 및 구동 압력 지속 시간이 출력층이 되도록 학습될 수 있다. 실시예에서, 목표 토출량은 디스펜서 장치 관리자 또는 사용자가 설정하는 값으로, 디스펜서 장치는 목표 토출량에 따라 타겟에 일정한 양의 접착제를 도포하게 된다.
이 때, 학습 모델부(620)의 입력은 전처리부(610)에서 가공한 학습 데이터로서 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력, 압력 지속 시간 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량 정보가 포함될 수 있다.
학습 모델부(620)는 학습 데이터를 입력층으로 하여, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력, 압력 지속 시간 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값 및 구동 압력 지속 시간이 출력층이 되도록 학습된 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다.
뉴럴 네트워크는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량과 실린지에 가해지는 압력, 그리고 압력 지속 시간에 따라 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량이 어떻게 변화하는지 그 상관관계를 학습하여, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량을 타겟에 도포하기 위한 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 산출하도록 설계된 딥러닝 알고리즘의 한 예이다. 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 네트워크 기반 학습 머신에 실린지 내부 접착제 용액의 잔량과 목표 토출량이 입력되면, 목표 토출량을 타겟에 도포하기 위한 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 출력하는 알고리즘일 수 있다.
또한, 학습 모델부(620)는 상관관계를 학습할 때, 실린지 내부 온도를 추가로 입력받아 학습을 수행할 수 있다.
즉, 학습 모델부(620)는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력, 압력 지속 시간, 실린지 내부 온도 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값 및 구동 압력 지속 시간이 출력층이 되도록 학습될 수 있다. 실시예에서, 목표 토출량은 디스펜서 장치 관리자 또는 사용자가 설정하는 값으로, 디스펜서 장치는 목표 토출량에 따라 타겟에 일정한 양의 접착제를 도포하게 된다.
이 때, 학습 모델부(620)의 입력은 전처리부(610)에서 가공한 학습 데이터로서 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력, 압력 지속 시간, 실린지 내부 온도 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량 정보가 포함될 수 있다.
학습 모델부(620)는 학습 데이터를 입력층으로 하여, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지에 가해지는 압력, 압력 지속 시간, 실린지 내부 온도 및 압력에 대하여 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량과 실린지 내부 온도에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값 및 구동 압력 지속 시간이 출력층이 되도록 학습된 뉴럴 네트워크를 포함할 수 있다.
뉴럴 네트워크는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량과 실린지에 가해지는 압력, 압력 지속 시간 그리고 실린지 내부 온도에 따라 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량이 어떻게 변화하는지 그 상관관계를 학습하여, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량을 타겟에 도포하기 위한 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 산출하도록 설계된 딥러닝 알고리즘의 한 예이다. 뉴럴 네트워크는 컨볼루션 네트워크 기반 학습 머신에 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지 내부 온도 및 목표 토출량이 입력되면, 목표 토출량을 타겟에 도포하기 위한 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 출력하는 알고리즘일 수 있다.
학습 모델부(620)는 실린지 유형별로 상관관계를 학습할 수 잇다. 각각의 실린지 장치는 개별 또는 종류에 따라 식별 번호가 부여되어 있으며, 학습 모델부(620)는 실린지의 식별 번호에 따라 독립적인 학습을 수행할 수 있다. 따라서, 동일한 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지 내부 온도 및 목표 토출량을 포함하는 입력 데이터가 입력되더라도 실린지 유형이 다르다면, 상이한 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 출력할 수 있다.
제어부(700)는 학습 모델부(620)로부터 출력된 실린지 구동 압력값에 따라 실린지를 제어하여 시료에 접착제 용액을 도포할 수 있다.
또는, 제어부(700)는 학습 모델부(620)로부터 출력된 실린지 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간에 따라 실린지를 제어하여 시료에 접착제 용액을 도포할 수 있다.
제어부(700)는 구동부를 통하여 실린지에 가해지는 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 조절하여 실린지 내부에 주입되는 에어의 공급량과 공급 시간을 조절함으로써 접착제의 토출량을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(700)는 실린지 유형별 오프셋 값을 적용하여 실린지를 제어할 수 있다. 실린지 유형별 오프셋 값은 이상적인 환경에서 실린지를 구동할 때, 목표 토출량과의 차이값에 따라 설정될 수 있다. 실시예에서 이상적인 환경이란, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지 내부 온도가 기준값을 만족하는 경우를 의미할 수 있다. 제어부(700)는 이러한 이상적인 환경에서 실린지를 구동한 후, 이미지 센서의 영상 데이터 또는 변위 센서의 변위 데이터를 수신하여 목표 토출량과 실제 토출량과의 차이값을 산출하여 실린지 유형별로 오프셋 값을 설정할 수 있다.
제어부(700)는 이전 구동 압력값의 2% 범위내에서만 구동 압력값을 변경하여 실린지를 제어하도록 설정될 수 있다. 구동 압력값이 2%를 초과하여 급작스럽게 변화하게 되면 디스펜서 장치(1)의 안정성이 감소할 수 있기 때문이다.
통신부(800)는 예를 들면, 무선랜(WirelESS LAN: WLAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브로(WirelESS Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave AccESS: Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet AccESS), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), 광대역 무선 이동 통신 서비스(WirelESS(12) Mobile Broadband Service: WMBS) 등의 통신 기술을 사용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또는 통신부(800)는 블루투스, RFID(RadioFrequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association: IrDA), UWB(Ultra Wideband), 지그비, 인접 자장 통신(NFC) 등이 포함될 수 있다. 또한, 유선 통신 기술로는, USB 통신, 이더넷(Ethernet), 시리얼 통신(serial communication), 광/동축 케이블 등의 통신 기술을 사용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.
통신부(800)는 후술하는 실시예에서와 같이, 학습 모델부(620)가 별도의 서버로 구현되어 있을 경우 학습 모델부(620)와 데이터 통신을 수행하기 위하여 전술한 통신 방식을 사용할 수 있다.
유저 인터페이스부(900)는 디스펜서 장치(1)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시키거나 목표 토출량을 입력받을 수 있다. 유저 인터페이스부(900)는 키 패드, 돔 스위치, 터치 패드, 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. 또는 유저 인터페이스부(900)는 디스플레이 장치와 터치패드가 상호 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성될 수 있다.
도 4는 클리닝부를 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 도시한 클리닝부를 통해 수행되는 니들의 클리닝 과정을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면,　디스펜서　장치는 클리닝부(600)를 포함할 수 있다. 클리닝부(600)는 수직방향으로 상하 이동하는　실린지　조립체(100)에 대응하여 수평이동하는 클리닝 소재(610)가 니들(130)가 접촉 가능하도록 설치된다. 클리닝 소재(610)는 별도의 구동장치(620)에 동력 전달 가능하게 연결되어 직선 왕복 이동하도록 구현될 수 있다.
도 5의 (a)에서 도시한 바와 같이, 니들(130)이 하강한 상태에서, 클리닝 소재(610)가 니들(130)에 접촉하게 되고, 이 상태에서, 도 5의 (b)에서 도시한 바와 같이, 니들(130)이 상승하면 니들(130)에 묻은 클리닝 소재(610)를 통해 오염물질이 제거될 수 있다.
도6은 실시예에 따른 디스펜서 장치의 개념도이다. 도6을 참조하면, 실시예에서 전처리부(610) 및 학습 모델부(620)는 별도의 서버(600)로 구현될 수 있다. 전처리부(610) 및 학습 모델부(620)는 복수개의 디스펜서 장치(1)로부터 데이터를 수집하여 학습 데이터를 생성하고, 이를 이용하여 딥러닝 알고리즘을 통한 학습을 수행할 수 있다. 이 때, 학습 모델부(620)는 실린지 유형에 따라 독립적으로 상관관계를 학습할 수 있다. 복수개의 디스펜서 장치(1)로부터 학습 데이터를 수집함에 따라 학습량은 증가하고, 출력 데이터의 정확도가 증가할 수 있다. 또한, 개별 디스펜서 장치(1)의 연산량을 감소시킬 수 있다.
도7은 도6에 따른 디스펜서 장치의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다. 도7 을 참조하면, 디스펜서 장치는 실린지 조립체 또는 실린지가 변경될 경우 제1모드(mode 1)로 동작하여 소프트웨어를 초기화 할 수 있다. 소프트웨어가 초기화되면 학습 모델부는 새로운 학습 데이터를 이용하여 학습을 수행하도록 설정될 수 있다. 즉, 잔량의 변화에 따른 압력 제어이기 때문에 실린지가 새것으로 교체되었는지 여부를 설비와 통신하여 확인하고, 설비에서 실린지가 변경되었을 경우 분석　PC로　TCP/IP　통신을 통해서 알려주고,　분석　SW를 초기화하는 과정을 의미한다.
제2모드(mode 2)에서, 퍼지 발생 시 퍼지 압력과 퍼지 시간을 분석　PC로 설비가 전송하게 된다. 접착제 에폭시의 특성상 에폭시 내부의 첨가제(Ag)의 분포에 따라서 니들이 막히거나,　또는 예측 불가능하게 니들이 막히는 경우가 발생할 수 있다.　이 경우 작업자가 높은 압력으로 에폭시를 강제로 짜서 버리게 되는데,　이 행위를 퍼지라고 하며,　퍼지가 발생할 경우 잔량이 바뀌기 때문에　퍼지 발생 시 퍼지 압력과 퍼지 시간을 분석　PC로 설비가 전송하게 된다.　분석SW는 퍼지 압력,　시간을 받아서 잔량을 갱신하게 된다.
제3모드(mode 3)에서, 학습 모델부는 입력 데이터에 따른 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 산출하게 된다. 학습 모델부는 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 실린지 내부 온도 및 목표 토출량이 입력되면, 뉴럴 네트워크를 통하여 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간을 산출하여 이를 제어부롤 출력한다. 즉, 설비로부터 받는 데이터(온도,　시간, 토출 횟수,　토출 위치,　이전 토출 검사결과,　토출 높이 등)를 받아서 다음　토출시 압력을 예측하는 모드이다.
제4모드(mode 4)에서, 디스펜서 장치의 관리자 또는 사용자가 목표 토출량을 변경하게 되면 학습 모델부는 변경된 목표 토출량에 따른 학습을 재수행하게 된다. 또한, 디스펜서 장치의 전원이 오프되면 학습 모델부는 개별 디스펜서 장치와 통신을 비활성화 시키게 된다. 즉, 설비 관리 시 제품의 토출 선폭 변경이 발생하거나,　기준이 바뀔 경우, 해당 정보를 분석　PC로 전달하며,　분석　소프트웨어가 목표 선폭을 조절하는 모드이다. 또, 설비가 멈출 경우 이 부분을 반영하여 통신을 해제할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 디스펜서 장치
100: 실린지　조립체
200: 구동부
300: 마운팅부
400: 에어공급부
510: 이미지 센서
520: 변위 센서
530: 온도 센서
610: 전처리부
620: 학습 모델부
700: 제어부
800: 통신부
900: 유저 인터페이스부

Claims (8)

  1. 실린지 내부 접착제 용액의 잔량, 상기 실린지에 가해지는 압력 및 상기 압력에 대하여 상기 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량간의 상관관계를 학습하고, 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력값이 출력층이 되도록 학습된 학습 모델부; 및
    상기 학습 모델부로부터 출력된 실린지 구동 압력값에 따라 실린지를 제어하여 시료에 접착제 용액을 도포하는 제어부를 포함하는 디스펜서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 학습 모델부는 상기 상관관계를 학습할 때, 상기 실린지에 가해지는 구동 압력 지속 시간을 추가로 입력받아 학습을 수행하는 디스펜서 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 학습 모델부는 상기 실린지 내부 접착제 용액의 잔량에 따라 목표 토출량에 대응되는 실린지 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간이 출력층이 되도록 학습되는 디스펜서 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 학습 모델부로부터 출력된 실린지 구동 압력 및 구동 압력 지속 시간에 따라 실린지를 제어하여 시료에 접착제 용액을 도포하는 디스펜서 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 학습 모델부는 실린지 유형별로 상기 상관관계를 학습하는 디스펜서 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 학습 모델부는 상기 상기 상관관계를 학습할 때, 상기 실린지 내부 온도를 추가로 입력받아 학습을 수행하는 디스펜서 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 실린지 유형별 오프셋 값을 적용하여 상기 실린지를 제어하는 디스펜서 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실린지 내부 접착제 용액의 잔량 및 상기 실린지로부터 토출되는 접착제 용액량을 계측하기 위한 이미지 센서 또는 변위 센서를 더 포함하는 디스펜서 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230153099A (ko) * 2022-04-28 2023-11-06 모나스펌프 주식회사 디스펜서 제어방법 및 그 장치

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