KR100320344B1

KR100320344B1 - 회전무화헤드형 도장장치

Info

Publication number: KR100320344B1
Application number: KR1019997008262A
Authority: KR
Inventors: 요시다오사무; 아리치아키히코
Original assignee: 라붸 린도베르; 에이비비 가부시키가이샤
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2002-01-16
Also published as: EP0967018A1; DE69827611T2; WO1999036184A1; EP0967018B1; KR20000076171A; EP0967018A4; US6284047B1; DE69827611D1

Abstract

본 발명은 다수 색상의 도료를 색상교체하여 도장할 수 있도록 한 회전무화헤드형 장장치이다. 도장용 로봇의 손목(5)에 도장기(19)가 설치된 하우징(12)을 설치한다. 도료밸브(40), 용제밸브(41)를 수용한 각 색상별로 별개의 피드유닛 (29)을 준비하고, 각 피드유닛(29)은 도료호스(42), 용제호스(43)를 거쳐 각 색상 의 도료공급라인(49), 용제공급라인(52)에 접속하여 둔다. 도장작업시에는 도장기 (19)에 각 색상마다의 도료를 공급하기 위해서 하우징(12)에 대하여 이들 피드유닛 (29)을 교환하여 설치하는 구성으로 한다. 도장기(19)에 피드유닛(29)을 교환하여 설치함으로써 1 대의 도장장치(11)로 다수 색상의 도료를 색상교체하면서 도장할 수 있다.

Description

회전무화헤드형 도장장치{ROTARY ATOMIZING HEAD TYPE COATING DEVICE}

일반적으로 자동차의 차체 등의 피도장물를 도장하는 도장장치는, 하우징과 그 하우징에 설치되고, 회전축을 가지는 에어모터와, 그 에어모터의 회전축 선단에 설치된 회전무화헤드와, 그 회전무화헤드에 도료를 공급하는 피드튜브등으로 구성되어 있다. 그리고 이와 같이 구성된 도장장치에서는 에어모터에 의하여 회전무화헤드를 회전시키고, 이 회전무화헤드를 향하여 피드튜브로부터 도료를 분출함으로써 그 회전무화헤드로부터 피도장물을 향하여 도료를 분무하는 것이다. 또 이와 같은 도장작업에서는 차례로 반송되어 오는 피도장물에 대하여 적절한 도료의 색상을 교체하여 도장을 행하고 있어 색상교체작업은 빈번하게 행하여진다.

그래서 종래부터 색상교체시에 배출되는 이전색상 도료의 삭감, 회전무화헤드, 유로 등에 부착한 이전색상 도료를 세정하기 위한 세정용제의 삭감, 색상교체작업시간의 단축을 가능하게 한 도장장치가 있는 데, 예를 들어 일본국 특개평6-134354호 공보, 특개평7-328493호 공보 등에 의하여 알려져 있다.

이와 같은 종래 기술에 의한 도장장치는 각 색상마다의 피드튜브와 용제용피드튜브를 가지며, 이들 복수라인의 피드튜브를 회전축내를 축방향으로 끼워 넣어 배치하는 구성으로 되어 있다.

이에 따라, 색상교체를 행할 경우에는 이전색상 도료의 공급을 정지한 후, 용제용 피드튜브로부터 회전무화헤드를 향하여 세정용제를 토출하고, 회전무화헤드에 부착한 이전색상 도료를 세정하는 것만으로 다음색상의 도장을 행할 수 있어, 이전색상 도료의 배출을 없앰으로써 세정용제의 사용량을 줄이고 있다.

또 다른 종래기술로서, 각 색상마다의 도료가 충전된 다수개의 카트리지를 구비하고, 이들 카트리지를 하우징으로 교환하여 설치하는 구성으로 되었던 것이 있으며 이와 같은 종류의 도장장치는 예를 들어 일본국 특개평8-229446호 공보에 의하여 알려져 있다.

그외의 종래기술에 의한 도장장치는 도장작업을 행할 때, 각 색상마다의 카트리지로부터 도장에 사용하는 카트리지를 선택하여 이 카트리지를 하우징에 설치한다. 그리고 하우징측으로부터 카트리지에 대하여 도료압출에어를 공급함으로써 카트리지내의 도료를 회전무화헤드에 공급하는 것이다. 또 다음색상의 도료로 색상교체를 행할 때에는 카트리지별로 교환하는 구성으로 되어 있다. 이에 따라 색상교체시에 행하여졌던 도료통로 등의 세정을 생략할 수 있다.

그런데 상기한 종래기술에 의한 도장장치에서는 회전축내에 복수라인의 피드튜브를 끼워 넣고 있기 때문에 다수 색상의 도료에 대응하기 위해서는, 다수개의 피드튜브를 회전축내에 끼워 넣는 것이 필요하게 된다.

그러나 다수개의 피드튜브를 회전축내에 끼워 넣기위해서는, 회전축을 큰 지름화하고, 이 회전축의 큰 지름화에 수반하여 에어모터를 대형화하지 않으면 안되어, 도장기가 대형화하고, 중량도 증대되어 버린다. 이때문에 회전축내에 끼워 넣을 수 있는 피드튜브의 개수가 소수로 제한되어 다수 색상의 도료에 대응할 수 없다는 문제가 있다.

또 다른 종래기술에 의한 카트리지를 사용한 도장장치에서는 색상교체시 마다 하우징으로부터 떼어낸 카트리지에 도료를 충전하지 않으면 안되어, 도장장치의 근처에 도료충전장치를 배치해야 할 뿐만 아니라, 충전작업에 시간을 필요로 한다는 문제가 있다.

본 발명은 예를 들어 자동차의 차체 등의 피도장물을 색상교체하면서 도장하는 데 사용되는 가장 적합한 회전무화헤드형 도장장치에 관한 것이다

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 도장용 로봇에 설치한 상태를 나타내는 정면도,

도 2는 본 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 나타내는 종단면도,

도 3은 도 2중의 도장기, 피드유닛 등을 확대하여 나타내는 요부 확대단면도,

도 4는 피드유닛을 나타내는 종단면도,

도 5는 피드유닛을 나타내는 회로도,

도 6은 피드튜브의 선단측을 확대하여 나타내는 주요부 확대단면도,

도 7은 회전무화헤드형 도장장치에 사용하는 도료계통, 용제계통을 나타내는 계통도,

도 8은 록장치를 나타내는 주요부 확대단면도,

도 9는 하우징으로부터 피드유닛을 떼어 낸 상태를 나타내는 주요부 확대단면도,

도 10은 변형예에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 나타내는 주요부 확대단면도이다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 다수 색상의 도료를 간단하게 색상교체하여 도장할 수 있고, 또 도장기를 소형, 경량화할 수 있도록 한 회전무화헤드형 도장장치를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명이 채용하는 회전무화헤드형 도장장치는, 앞측이 도장기를 설치하는 도장기 설치부가 되고, 뒤측이 피드유닛을 설치하는 피드유닛 설치부가 된 하우징과, 회전축을 가지는 에어모터와 그 에어모터의 앞측에 위치하여 회전축에 설치된 회전무화헤드로 이루어지고, 그 하우징의 도장기 설치부에 설치된 도장기와, 그 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내를 축방향에 형성하고, 전단이 회전무화헤드로 개구하고, 후단이 상기 하우징의 피드유닛 설치부내로 개구하는 피드튜브 삽입구멍과, 도료밸브, 용제밸브를 수용하는 밸브수용부와, 그 밸브수용부로부터 축방향으로 연장되어 이들 도료밸브, 용제밸브로부터 유출하는 도료, 용제를 상기 회전무화헤드를 향하여 공급하는 피드튜브로 이루어지고, 상기 밸브수용부가 상기 하우징의 피드유닛 설치부에 교환가능하게 설치됨과 동시에 피드튜브가 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입되는 각 색상마다 별개의 피드유닛과, 그 각 피드유닛의 도료밸브에 각각 접속되고, 각 색상마다의 도료원으로부터 도료가 공급되는 도료관로와, 상기 피드유닛의 용제밸브에 접속되어 용제원으로부터의 용제가 공급되는 용제관로에 의해 구성되어 있다.

이와 같이 구성함으로써 도장을 행할 경우에는 하우징의 피드유닛 설치부에 피드유닛을 설치하고, 그 피드유닛의 피드튜브를 에어모터의 회전축에 형성된 피드튜브 삽입구멍에 끼워 넣는다. 이 상태에서 피드유닛내의 도료밸브를 개방함으로써 도료원으로부터는 도료관로를 거쳐 피드튜브에 도료가 공급되어 그 피드튜브로부터 도장기의 회전무화헤드로 분출된다. 이에 따라 도료는 에어모터에 의하여 회전되는 회전무화헤드에 의하여 안개화되어 피도장물을 향하여 분무된다.

한편, 도료를 다른 색상의 도료로 색상교체할 경우에는, 피드유닛내의 용제밸브를 개방함으로써 용제원으로부터는 용제관로를 거쳐 피드튜브에 용제가 공급되어 이 용제를 회전무화헤드를 향하여 분출함으로써 그 회전무화헤드에 부착된 이전색상 도료를 세정한다.

상기 이전색상 도료의 세정이 종료하면, 이전색상의 피드유닛을 하우징의 피드유닛 설치부로부터 떼어 내어 이전색상의 피드유닛으로 교환하여 다음색상의 피드유닛을 피드유닛 설치부에 설치한다. 그리고 상기와 같이 도료밸브를 개방함으로써 다음색상의 도료를 도장할 수 있다.

이 경우, 본 발명에 의한 하우징을 도장작업기의 아암 선단측에 착탈가능하게 설치할 수 있다. 이에 따라 도장장치를 다른 도장장치로 용이하게 교환할 수 있다.

또 본 발명에 의한 하우징에는 회전축에 설치된 피드튜브 삽입구멍과, 동축으로 다른 피드튜브 삽입구멍을 설치하여도 좋다.

그리고 본 발명에 의하면 피드유닛의 밸브수용부내에는 도료관로를 피드튜브에 접속하는 도료통로를 설치함과 동시에 용제관로를 피드튜브에 접속하는 용제통로를 설치하고, 도료밸브, 용제밸브는 이들 도료통로, 용제통로를 각각 연통, 차단하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써 도료밸브를 개방하였을 때에는 도료통로에 연통하고 도료관로로부터 도료통로를 거쳐 피드튜브로 도료를 공급할 수 있다. 한편 도료밸브를 폐쇄하였을 때에는, 도료통로를 차단하여 피드튜브에 대한 도료의 공급을 정지시킬 수 있다. 또 용제밸브를 개방하였을 때에는 용제통로를 연통하여 용제관로로부터 용제통로를 거쳐 피드튜브에 용제를 공급할 수 있다. 한편 용제밸브를 폐쇄하였을 때에는 용제통로를 차단하여 피드튜브에 대한 용제의 공급을 정지시킬 수 있다.

또 본 발명에 의하면 도료밸브는 통상시는 밸브스프링에 의하여 밸브폐쇄방향으로 가세되어 외부로부터 파일럿 에어관로를 거쳐 파일럿 에어가 공급됨으로써 개방되어 도료관로를 피드튜브로 연통하는 에어파일럿식 도료밸브로서 구성하고, 용제밸브는 통상시는 밸브스프링에 의하여 밸브폐쇄방향으로 가세되어 외부로부터파일럿 에어관로를 거쳐 파일럿 에어가 공급됨으로써 개방되어 용제관로를 피드튜브에 연통하는 에어파일럿식 용제밸브로서 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써 도료밸브는 통상시는 밸브스프링에 의하여 폐쇄밸브되고, 외부로부터 파일럿 에어관로를 거쳐 파일럿 에어가 공급되었을 때에만 밸브를 개방하여 도료를 도료관로로부터 피드튜브를 향하여 공급한다. 또 용제밸브는 통상시는 밸브스프링에 의하여 밸브를 폐쇄하고, 외부로부터 파일럿 에어관로를 거쳐 파일럿 에어가 공급되었을 때에만 밸브를 개방하여 용제를 용제관로로부터 피드튜브를 향하여 공급한다.

또 본 발명에 의한 파일럿 에어관로는 도료관로, 용제관로를 따라 배치하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 의한 피드유닛의 피드튜브는, 도료공급로와 용제공급로를 가지는 2중관식의 피드튜브로 구성하고, 그 2중관식의 피드튜브 선단측에는 상기 용제공급로를 연통, 차단하는 밸브체를 설치하는 구성으로 한다.

이와 같이 구성함으로써 예를 들어 도장작업을 행하고 있는 경우에는 피드튜브의 선단에 설치된 밸브체에 의해 용제공급로를 폐색할 수 있어 도장작업중에 용제가 밑으로 떨어지는 것을 방지한다.

또 본 발명에 의한 하우징의 피드유닛 설치부에는 위치결정용 걸어맞춤부를 설치하고, 피드유닛에는 밸브수용부의 앞면측에 위치하여 그 걸어맞춤부에 걸어맞춰 위치결정되는 피걸어맞춤부를 설치할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써 피드유닛을 하우징의 피드유닛 설치부에 설치하였을때에는 피드유닛측의 피걸어맞춤부가 하우징측의 걸어맞춤부에 끼워 맞춰져 피드유닛을 피드유닛 설치부의 소정위치에 위치 결정한다.

또 본 발명에 의한 하우징에는 피드유닛을 고정하는 록장치를 설치하고, 피드유닛의 밸브수용부에는 그 록장치에 의하여 고정되는 피고정부를 설치하는 구성으로 하여도 좋다.

이와 같이 구성함으로써 하우징에 대하여 피드유닛을 설치하였을 때에는 록장치가 피고정부에 고정되기 때문에 이 위치에서 피드유닛을 하우징에 빠짐 방지상태로 유지할 수 있다.

또 본 발명에 의한 하우징에는 그 내부에 에어모터를 구동하기 위한 에어모터용 에어통로와, 회전무화헤드로부터 분무된 도료의 패턴성형을 행하기 위한 셰이핑에어용 에어통로를 설치한 데 있다. 이에 따라 하우징내부의 스페이스를 이용하여 에어모터용 에어통로, 셰이핑에어용 에어통로를 형성하는 구성으로 하여도 좋다.

또 본 발명에 의한 하우징내에는 도료에 고전압을 인가하기 위한 고전압 발생기를 설치할 수 있다. 이에 따라 하우징을 이용하여 고전압 발생기를 배치할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 회전무화헤드형 도장장치를 도장용 로봇에 설치한 경우를 예로 들고, 도 1 내지 도 9에 의거하여 상세하게 설명한다.

1은 도장작업기가 되는 도장용 로봇으로, 그 도장용 로봇(1)은 기초대(2)와, 그 기초대(2) 위에 회전가능하고 또한 요동가능하게 설치된 제 1 아암(3)과, 그 제 1 아암(3)의 선단에 요동가능하게 설치된 제 2 아암(4)과, 그 제 2 아암(4)의 선단에 설치된 손목(5)에 의하여 대략 구성되어 있다.

11은 도장용 로봇(1)에 설치된 회전무화헤드형 도장장치(이하, 도장장치 11라 함)이고, 그 도장장치(11)는 도 2에 나타내는 바와 같이 후기하는 하우징(l2), 피드튜브 삽입구멍(18, 28), 도장기(19), 피드유닛(29), 도료호스(42), 용제호스(43), 록장치(53) 등에 의해 대략 구성되어 있다.

12는 예를 들어 PTFE, PEEK, PEI, POM, PI, PET 등의 고기능 수지재료(엔지니어링 플라스틱)에 의하여 형성된 하우징으로, 그 하우징(12)은 손목(5)의 선단에 설치되어 있다. 그리고 하우징(12)은 통형상으로 형성된 조임부(l3A)를 거쳐 도장용 로봇(1)의 손목(5)의 선단에 끼우고 뗄 수 있게 설치되는 네크부(13)와, 그 네크부(13)의 선단에 일체형성된 헤드부(14)로 구성되어 있다.

여기서 헤드부(14)의 앞측에는 도장기 설치부(15)가 오목원통형상으로 형성되고, 또 헤드부(14)의 뒤측에는 피드유닛 설치부(16)가 오목원통형상으로 형성되고, 또한 피드유닛 설치부(16)의 앞측은 원추형 오목부(17)로 되어 있다. 그리고 이 원추형 오목부(17)는 후기하는 피드유닛(29)의 원추형 볼록부(31)가 맞닿아 끼워 맞춰지고, 이것을 축방향, 지름방향으로 위치결정하는 걸어맞춤부로 되는 것이다.

18은 하우징측 피드튜브 삽입구멍으로, 그 하우징측 피드튜브 삽입구멍(18)은 헤드부(14)의 도장기 설치부(15)와 피드유닛 설치부(16)와의 사이에 연통하여 설치되고, 후기하는 도장기측 피드튜브 삽입구멍(28)과 동축으로 형성되어 있다.

19는 헤드부(14)의 도장기 설치부(15)내에 설치된 도장기로, 그 도장기(19)는 에어모터(20)와, 그 에어모터(20)에 의하여 회전되는 회전무화헤드(21)와, 상기에어모터(20)의 전단측에 설치된 셰이핑에어링(22)으로 구성되어 있다.

여기서 에어모터(20)는 도 3에 나타내는 바와 같이 도장기 설치부(15)내에 끼워 맞춰지는 모터케이스(20A)와, 그 모터케이스(20A) 내에 축방향으로 관통하여 설치되고, 뒤쪽 끝측이 작은 지름이 되어 앞쪽이 큰 지름으로 된 단 붙임형상의 축 구멍(20B)과, 그 축 구멍(20B)의 큰 지름부에 축방향으로 신장하여 설치되고, 선단측이 상기 모터케이스(20A)로부터 돌출한 중공의 회전축(20C)과, 그 회전축(20C)의 기초단측에 위치하여 그 회전축(20C)에 고착하여 설치된 에어터어빈 (20D)과, 상기 회전축(20C)과 미소한 간격을 가지고 축 구멍(20B)의 큰지름부 주위에 위치하여 상기 모터케이스(20A)에 설치된 정압 에어베어링(20E)으로 구성되어 있다.

21은 에어모터(20)의 앞쪽에 위치하여 회전축(20C)의 선단측에 설치된 회전무화헤드로, 그 회전무화헤드(21)는 에어모터(20)에 의하여 회전한다. 그리고 회전무화헤드(21)가 고속회전하면, 그 회전무화헤드(21)는 공급된 도료를 원심무화하여 미립화하고, 후기하는 바와 같이 고전압으로 대전한 대전도료입자로 되고, 이 대전도료입자를 피도장물과의 사이에 형성되는 정전계에 따라 비행시켜 그 피도장물에 도료고착시키는 것이다.

22는 셰이핑에어링으로, 그 셰이핑에어링(22)은 예를 들어 하우징(12)과 같은 고기능 수지재료에 의하여 형성되어 있다. 그리고 셰이핑 에어링(22)은, 에어모터(20)의 전단측을 폐색하는 상태로 헤드부(14)의 도장기 설치부(15)에 끼워 고정되고, 그 헤드부(14)에 고정되어 있다. 또 이 셰이핑 에어링(22)에는 그 바깥 둘레쪽에 다수의 셰이핑 에어분출구멍(23)이 고리형상으로 뚫려 있고, 이 셰이핑 에어분출구멍(23)은 회전무화헤드(21)의 방출단 가장자리를 향하여 셰이핑에어를분출하여 회전무화헤드(21)로부터 방출된 대전도료입자의 패턴성형을 행하는 것이다.

24는 하우징(12)의 네크부(13)에 설치된 고전압 발생기로, 그 고전압 발생기 (24)는 예를 들어 콕크로프트회로에 의하여 구성되고, 전원선(25)을 거쳐 공급되는 전압을 -60 내지 -120 kV로 승압하는 것이다. 그리고 고전압 발생기(24)의 출력측은 고전압케이블(26)을 거쳐 예를 들어 에어모터(20)에 접속되어 있다. 이에 따라 고전압 발생기(24)는 에어모터(20)의 회전축(20C)을 거쳐 회전무화헤드(21)에 고전압을 인가하여 도료에 직접 대전시키는 것이다. 또한 셰이핑에어링(22) 등에 외부전극을 설치하여 이루어지는 외부대전방식의 경우에는 고전압 발생기(24)로부터 출력되는 고전압을 이 외부전극에 직접 공급하고 있다.

27은 네크부(13)에 설치된 복수라인의 에어통로로, 그 각 에어통로(27)는 터어빈에어, 베어링에어, 브레이크에어, 셰이핑에어 등을 공급하는 것이나, 본 실시형태에서는 대표적으로 1 개의 에어통로만을 도시하고 있다.

여기서 터어빈에어를 공급하는 에어통로는, 에어모터(20)의 에어터어빈(20D)을 향하여 에어를 공급하는 것이다. 베어링에어를 공급하는 에어통로는, 에어모터 (20)의 정압 에어베어링(20E)를 향하여 에어를 공급하는 것이다. 브레이크에어를 공급하는 에어통로는, 에어터어빈(20D)을 향하여 회전을 정지시키기 위한 브레이크에어를 공급하는 것이다(도시 생략). 또한 셰이핑에어를 공급하는 에어통로는, 셰이핑에어링(22)의 셰이핑에어 분출구멍(23)을 향하여 에어를 공급하는 것이다.

28은 에어모터(20)를 구성하는 회전축(20C)과 모터케이스(20A)를 축방향으로관통하여 설치된 도장기측 피드튜브 삽입구멍으로, 그 도장기측 피드튜브 삽입구멍(28)의 기초단측은 하우징측 피드튜브 삽입구멍(18)으로 개구하고, 선단측은 회전무화헤드(21)내로 개구하고 있다. 또 도장기측 피드튜브 삽입구멍(28)은, 하우징측 피드튜브 삽입구멍(18)과 동축으로 형성되어 있다. 그리고 피드튜브 삽입구멍(18, 28)에는 피드유닛(29)의 피드튜브(32)가 착탈가능하게 끼워 맞춰진다.

29a, 29b, ···29n은 a 색상, b 색상, ···n 색상의 도료를 개별로 공급하는 피드유닛(이하, 전체로서 피드유닛 29 이라 함)이고, 그 각 피드유닛(29)은 피드튜브 삽입구멍(l8, 28)에 끼워 넣어 설치되고 회전무화헤드(21)에 각 색상별로 독립하여 도료를 공급하는 것이다. 그리고 피드유닛(29)은 밸브수용부(30)와, 그 밸브수용부(30)의 전단면에 설치된 원추형 볼록부(31)와, 그 원추형 볼록부(31)로부터 축방향으로 신장하여 설치된 피드튜브(32)와, 상기 밸브수용부(30)내에 설치된 후기하는 도료밸브(40) 및 용제밸브(41)로 대략 구성되어 있다.

여기서 밸브수용부(30)는 하우징(12)과 같은 고기능 수지재료에 의하여 예를 들어 피드유닛 설치부(16)에 착탈가능하게 끼워 맞춰지는 지름치수를 가지는 원통형체로 형성되고, 그 내부에는 도 4, 도 5에 나타내는 것 같은 도료밸브(40), 용제밸브(41)가 수용되어 있다. 또 밸브수용부(30)의 후단측에는 이음새(30A)가 설치되고, 이 이음새(30A)에는 후기하는 도료호스(42), 용제호스(43), 도료밸브용 파일럿 에어호스(44), 용제밸브용 파일럿 에어호스(45)가 각각 접속되어 있다.

또 원추형 볼록부(31)는 밸브수용부(30)와 일체적으로 형성되고, 그 원추형 볼록부(31)는 피드유닛(29)을 하우징(12)의 피드유닛 설치부(16)에 설치한 상태에서 원추형 오목부(17)에 맞닿아 끼워 맞추고, 피드유닛(29)을 축방향, 지름방향으로 위치결정하는 피걸어맞춤부로 되는 것이다.

또한 피드튜브(32)는 도 6에 나타내는 바와 같이 외통(33)과 내통(34)에 의하여 이중관식의 피드튜브로서 구성되며, 내통(34)내는 도료공급로(35)로 되고, 외통(33)과 내통(34)과의 사이는 고리형상의 용제공급로(36)로 되어 있다. 또 피드튜브(32)의 선단측에는 상기 용제공급로(36)를 탄성력을 가지고 폐쇄밸브하는 밸브체로서의 고무밸브(37)가 설치되어 있다. 또한 피드튜브(32)의 길이치수는 피드유닛(29)의 밸브수용부(30)를 하우징(12)의 피드유닛 설치부(16)에 설치한 상태에서 내통(34)의 선단이 회전무화헤드(21)내에 연장하는 정도로 설정되어 있다.

38은 밸브수용부(30)에 설치된 도료통로로, 그 도료통로(38)는 피드튜브 (32)의 도료공급로(35)와 도료호스(42)를 접속하고 있다. 또 도료통로(38)의 도중에는 도료밸브(40)의 밸브체(40C)가 붙었다 떨어졌다 하는 밸브시트부(38A)가 설치되어 있다.

39는 밸브수용부(30)에 설치된 용제통로로, 그 용제통로(39)는 피드튜브(32)의 용제공급로(36)와 용제호스(43)를 접속하고 있다. 또 용제통로(39)의 도중에는 용제밸브(41)의 밸브체(41C)가 붙었다 떨어졌다 하는 밸브시트부(39A)가 설치되어 있다.

40은 밸브수용부(30)에 설치된 도료밸브로, 그 도료밸브(40)는 도료밸브실 (40A)과, 그 도료밸브실(40A)내에 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰진 피스톤부 (40B)와, 기단측이 그 피스톤부(40B)에 설치되고, 선단측이 도료통로(38)로 돌출하고,그 선단부가 밸브시트부(38A)에 붙었다 떨어졌다 할 수 있게 맞닿은 밸브체(40C)와, 상기 피스톤부(40B)를 거쳐 그 밸브체(40C)를 밸브시트부(38A)에 붙이도록 가세하는 밸브스프링(40D)에 의해 구성되어 있다.

그리고 도료밸브(40)는 통상시는 밸브스프링(40D)의 가세력에 의하여 밸브체 (40C)를 도료통로(38)의 밸브시트부(38A)에 붙여 그 도료통로(38)를 차단하고 있다. 한편 도료밸브용 파일럿 에어호스(44), 파일럿에어통로(40E)를 경유하여 파일럿 에어가 공급되었을 때에는 밸브스프링(40D)에 저항하여 밸브체(40C)을 밸브시트부(38A)로부터 떨어트려 도료통로(38)를 연통하고, 피드튜브(32)의 도료공급로 (35)를 향하여 도료의 공급을 행하는 것이다. 이와 같이 도료밸브(40)는 에어파일럿식 도료밸브로서 구성되어 있다.

41은 밸브수용부(30)에 설치된 용제밸브로, 그 용제밸브(41)는 용제밸브실 (41A)과, 그 용제밸브실(41A)내로 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰진 피스톤부 (41B)와, 기단측이 그 피스톤부(4lB)에 설치되고, 선단측이 용제통로(39)로 돌출하고, 그 선단부가 밸브시트부(39A)에 붙었다 떨어졌다 할 수 있게 맞닿은 밸브체(41C)와, 상기 피스톤부(41B)를 거쳐 그 밸브체(41C)를 밸브시트부(39A)에 붙이도록 가세하는 밸브스프링(41D)에 의해 구성되어 있다.

그리고 용제밸브(41)는 통상시는 밸브스프링(41D)의 가세력에 의하여 밸브체 (41C)를 용제통로(39)의 밸브시트부(39A)에 붙여 그 용제통로(39)를 차단하고 있다. 한편 용제밸브용 파일럿 에어호스(45), 파일럿 에어통로(41E)를 경유하여 파일럿 에어가 공급되었을 때에는 밸브스프링(41D)에 저항하여 밸브체(41C)를 밸브시트부(39A)로부터 붙였다 떨어트리고, 용제통로(39)를 연통하고 피드튜브(32)의 용제공급로(36)를 향하여 용제의 공급을 행하는 것이다. 이와 같이 용제밸브(41)는 에어파일럿식 용제밸브로서 구성되어 있다.

42a, 42b, ···42n은 피드유닛(29a, 29b, ···29n)에 접속된 도료관로를 이루는 a 색상, b 색상, ···n 색상의 도료호스(이하, 전체적으로 도료호스 42 라 함)이고, 그 도료호스(42)의 선단은 밸브수용부(30)의 이음새(30A)에 설치되어 도료통로(38)에 접속되어 있다.

43a, 43b, ···43n 은 용제관로로서의 용제호스(전체적으로 용제호스 43 라 함)이고, 그 용제호스(43)의 선단은 밸브수용부(30)의 이음새(30A)에 설치되어 용제통로(39)에 접속되어 있다.

44는 파일럿 에어관로를 이루는 도료밸브용 파일럿 에어호스로, 그 도료밸브용 파일럿 에어호스(44)는 도료밸브(40)을 구동하기 위한 파일럿 에어를 공급하는 것이다. 그리고 도료밸브용 파일롯 에어호스(44)는 도료호스(42), 용제호스(43)를 따라 배치되고, 그 선단은 밸브수용부(30)의 이음새(30A)에 접속되어 있다.

또 45는 파일럿 에어관로를 이루는 용제밸브용 파일럿 에어호스이고, 그 용제밸브용 파일럿 에어호스(45)는 용제밸브(41)를 구동하기 위한 파일럿에어를 공급하는 것이다. 그리고 용제밸브용 파일럿 에어호스(45)는 도료밸브용 파일럿 에어호스(44)와 같이 도료호스(42), 용제호스(43)를 따라 배치되고, 그 선단은 밸브수용부(30)의 이음새(30A)에 접속되어 있다.

여기서 도료호스(42a, 42b, ···42n)의 상류측은 도 7에 나타내는 바와 같이 도료펌프(46a, 46b, ···46 n) (이하, 전체적으로 도료펌프 46 라 함)에 접속되어 있다. 또한 각 도료펌프(46)는 클러치(47a, 47b, ···47n)를 거쳐 단일 구동모터(48)에 의하여 구동된다. 또 도료펌프(46a, 46b, ···46n)는 도료원이 되는 도료공급라인(49a, 49b, ···49n)에 대하여 감압용 레귤레이터(50a, 55b, … 50n)를 거쳐 접속되어 있다. 또 각 용제호스(43)의 상류측은 감압용 레귤레이터 (51)를 거쳐 용제원이 되는 용제공급라인(52)에 접속되어 있다.

53은 하우징(12)에 설치된 록장치로, 그 록장치(53)는 도 8에 나타내는 바와 같이 하우징(12)의 피드유닛 설치부(16)의 바깥 둘레쪽에 매설된 케이스(54)와, 그 케이스(54)내에 피드유닛 설치부(16)의 지름방향으로 변위가능하게 설치되고, 선단측이 피드유닛 설치부(16)내로 돌출하는 걸어맞춤부재(55)와, 그 걸어맞춤부재 (55)를 지름방향 안쪽을 향해 가세하는 코일스프링(56)으로 구성되어 있다.

그리고 록장치(53)는 걸어맞춤부재(55)의 선단을 피드유닛(29)의 밸브수용부(30) 바깥 둘레면에 형성된 피고정부로서의 록구멍(57)에 걸어 맞추고, 하우징 (12)에 대하여 피드유닛(29)을 빠짐방지상태로 유지한다. 또 피드유닛(29)을 어느 정도 큰 힘으로 뽑을 경우에는 걸어맞춤부재(55)는 코일스프링(56)의 윗쪽에 대한 압압력에 저항하여 아래쪽으로 이동하여 록구멍(57)에 대한 걸어맞춤을 해제하기때문에 피드유닛(29)을 뗄어 낼수 있다.

본 실시형태에 의한 도장장치(11)는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 것으로, 다음에 그 작동에 관하여 설명한다.

먼저, a 색상의 도료를 피도장물에 도장하는 경우에 관하여 설명하는 데, 이경우에는 a 색상의 도료를 공급하는 피드유닛(29a)을 하우징(12)에 설치한다. 그리고 피드유닛(29a)을 하우징(12)에 설치할 때에는 피드튜브(32)를 원추형 오목부 (17), 하우징측 피드튜브 삽입구멍(18), 도장기측 피드튜브 삽입구멍(28)에 끼워 넣으면서 밸브수용부(30)를 헤드부(14)의 피드유닛 설치부(16)내에 끼워 맞춘다.

이 피드유닛(29a)의 설치시에는 원추형 오목부(17)에 피드유닛(29a)에 형성된 원추형 볼록부(31)가 끼워 맞춰지기 때문에 피드튜브(32)를 하우징측 피드튜브삽입구멍(18), 도장기측 피드튜브 삽입구멍(28) 등의 중심위치에 위치 결정할 수 있다.

또 헤드부(14)의 피드유닛 설치부(16)에 밸브수용부(30)를 소정위치까지 밀어 넣으면, 록장치(53)의 걸어맞춤부재(55)가 밸브수용부(30)에 형성된 록구멍(57)에 걸어맞춰지기 때문에 하우징(12)에 대하여 피드유닛(29a)을 빠짐방지상태로 유지할 수 있다.

이와 같이 하우징(12)에 a 색상을 공급하는 피드유닛(29a)을 설치한 후, 도료펌프(46a)를 구동함과 동시에 도료밸브용 파일럿 에어호스(44)로부터 도료밸브 (40)에 파일럿에어를 공급하여 그 도료밸브(40)을 개방한다. 이에 따라 도료호스 (42a)로부터 공급되는 a 색상 도료는 도료통로(38)를 유통하여 피드튜브(32)의 도료공급로(35)에 공급되고, 그 도료공급로(35)로부터 회전무화헤드(21)를 향하여 분출된다.

이 때에는 회전무화헤드(21)가 에어모터(20)에 의하여 고속회전되고, 고전압 발생기(24)에 의하여 회전무화헤드(21)에 고전압이 인가되어 있기 때문에 a 색상도료는 회전무화헤드(21)에 의해 원심무화되어 미립화하고, 고전압으로 대전한 대전도료입자로 된다. 그리고 이 대전도료입자는 셰이핑에어링(22)의 각 셰이핑에어 분출구멍(23)으로부터 분출되는 셰이핑에어에 의하여 원하는 분무패턴으로 성형되면서 피도장물과의 사이에 형성되는 정전계를 따라 비행하고, 피도장물에 도착된다.

다음에 a 색상 도료의 도장이 종료되고 b 색상 도료로 색상교체하는 경우의 색상교체동작에 관하여 설명한다.

이 색상교체동작시에는 고전압의 급전을 정지하고, 회전무화헤드(21)에 부착한 a 색상 도료를 세정한다. 이 경우에는 에어모터(20)에 의하여 회전무화헤드 (21)를 회전시킨 상태에서 용제밸브용 파일럿 에어호스(45)로부터 용제밸브(41)에 파일럿에어를 공급하여 그 용제밸브(41)를 개방한다. 이에 따라 용제호스(43), 용제통로(39)를 경유하여 공급되는 신너 등의 용제는 피드튜브(32)의 용제공급로(36)에 공급된다. 따라서 용제공급로(36)에 공급된 용제는 고무밸브(37)를 개방시켜 회전무화헤드(21)를 향하여 분출하고 회전무화헤드(21)에 부착한 a 색상 도료를 세정한다. 그리고 회전무화헤드(21)의 세정후에는 용제밸브(41)를 폐쇄하여 용제의 공급을 정지한다. 이 때에는 고무밸브(37)가 탄성력에 의하여 용제공급로(36)를 폐색하여 용제의 밑으로 떨어짐을 방지한다.

다음에 회전무화헤드(21)의 세정이 종료하면, 도 9에 나타내는 바와 같이 록장치(53)에 저항하여 피드유닛(29a)을 축방향으로 뽑아 소정의 대기위치로 되돌린다. 그리고 b 색상의 도료를 공급하는 피드유닛(29b)을 대기위치로부터 인출하여상기한 동작과 같이 하우징(12)에 설치함으로써 b 색상 도료를 피도장물에 도장할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에서는 도장용 로봇(1)의 제 2 아암(4)에 하우징(12)을 설치하고, 그 하우징(12)에 대하여 a 색상, b 색상, ···n 색상의 도료를 공급하는 피드유닛(29a, 29b, ···29n)을 교환하여 설치하는 구성으로 되어 있다. 이에 따라 많은 종류의 도색도료를 공급하는 피드유닛(29)을 미리 준비함으로써 1대의 도장장치(11)로 다수 색상의 색상교체동작에 대응할 수 있고, 신뢰성을 높여 이용범위를 넓힐 수 있다. 또 다른 색상의 도료를 증설하는 경우에도 도장장치 (11)를 개조하지 않고, 대기위치에 다른 색상의 도료를 공급하는 피드유닛(29)을 새롭게 배치하는 것만으로 용이하게 대응할 수 있다.

또한 회전축(20C) 내의 도장기측 피드튜브 삽입구멍(28)에는 1 개의 피드튜브(32)가 끼워 넣어질 뿐이므로, 회전축(20C)의 지름치수를 작게 할 수 있고 에어모터(20)를 소형화할 수 있다. 따라서 도장장치(11)를 소형, 경량화할 수 있으므로 도장용 로봇(1)등에 대한 설치에 관한 자유도를 향상할 수 있고 도장시의 동작성능을 높일 수 있다.

또 피드유닛(29)에는 도료호스(42)를 접속하고 있기 때문에 먼저 다른 종래 기술로서 설명한 바와 같이 색상교체시 마다 카트리지에 도료를 충전할 필요가 없고, 피드유닛(29)을 교환하는 것 만으로 연속하여 도장을 행할 수 있어 작업성, 생산성 등을 향상할 수 있다.

또 도장장치(11)를 하우징(12)의 네크부(13)에 설치된 조임부(13A)를 거쳐도장용 로봇(1)의 손목(5)에 끼우고 뗄 수 있기 때문에 피도장물의 변경에 의하여 도장기(19)를 변경하는 경우에도 용이하게 대응할 수 있다. 이 결과 피도장물의 변경에 의한 도장장치(11)의 교환작업, 메인티넌스작업 등의 작업성을 향상할 수 있다.

또 하우징(12)의 네크부(13)내에 터어빈에어, 베어링에어, 브레이크에어, 셰이핑에어 등을 공급하기 위한 각 에어통로(27)를 형성하고 있으므로 하우징(12)의 스페이스를 이용하여 각 에어통로(27)를 형성할 수 있고, 에어호스 등을 생략하여 조립작업성을 향상할 수 있으며, 외관도 세련되게 할 수 있다.

한편 하우징(12)의 네크부(13)내에 고전압 발생기(24)를 내장하고 있기 때문에 하우징(12)의 스페이스를 이용하여 고전압 발생기(24)를 배치할 수 있어, 전체를 소형화할 수 있다.

또 피드튜브(32)를 외통(33)과 내통(34)으로 이루어지는 2중관식 피드튜브로 하고 그 피드튜브(32)의 선단에 용제공급로(36)를 탄성력을 가지고 폐색하는 고무밸브(37)를 설치하고 있기 때문에 도장작업중에 용제가 밑으로 떨어지는 것을 방지할 수 있어 도장품질을 높일 수 있다.

또 헤드부(14)의 피드유닛 설치부(16)의 내부위치에 원추형 오목부(17)를 설치하고, 피드유닛(29)에 원추형 볼록부(31)를 설치하여 양자를 끼워 맞춤으로써 피드유닛(29)을 하우징(12)의 피드유닛 설치부(16)에 축방향, 지름방향으로 위치 결정할 수 있다. 이에 따라 피드유닛(29)의 조립시의 작업성을 높일 수 있고, 색상교체작업시간을 단축할 수 있다.

또한 하우징(12)측에 록장치(53)를 설치하고, 피드유닛(29)의 밸브수용부 (30)에 그 록장치(53)에 끼워 맞추는 록구멍(57)을 설치하는 구성으로 되어 있기 때문에 하우징(12)에 대하여 피드유닛(29)을 설치하는 것 만으로 록장치(53)를 록구멍(57)에 고정시켜 피드유닛(29)을 빠짐 방지상태로 유지할 수 있다.

또한 실시형태에서는 도장작업기로서 도장용 로봇(1)의 손목(5)에 도장장치 (11)를 설치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 예를 들어 레시프로케이터 등의 다른 도장작업기에 도장장치(11)를 적용하여도 좋다.

또 실시형태에서는 에어모터(20)의 축 구멍(20B)을 후단측이 작은 지름이 되고, 앞측이 큰 지름이 되는 단 붙임형상으로 형성하여, 회전축(20C)을 그 축 구멍 (20B)의 큰 지름부내에 설치한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이것에 한정하지 않고 예를 들어 도 10에 나타내는 변형예와 같이 에어모터(61)는 축 구멍(61B)을 축방향과 거의 같은 지름치수로 하여 모터케이스(61A)를 관통시키고, 회전축(61C)을 그 축 구멍(61B)의 전체 길이에 걸쳐 설치하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우 회전축(61C) 내에는 하우징측 피드튜브 삽입구멍(18)과 동축의 도장기측 피드튜브 삽입구멍(62)이 설치된다.

또한 실시형태에서는 세정용제로서 신너를 사용한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 도료의 종류, 고전압의 인가방법 등에 따라 물 등, 다른 세정용제를 적용하여도 좋다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 도장을 행할 경우에는 하우징의 피드유닛 설치부에 피드유닛을 설치하고, 그 피드유닛의 피드튜브를 에어모터의 회전축에 형성된 피드튜브 삽입구멍에 끼워 넣는다. 이 상태에서 피드유닛내의 도료밸브를 개방함으로써 도료원으로부터 도료관로를 통해 공급되는 도료를 피드튜브를 거쳐 도장기의 회전무화헤드에 분출할 수 있고, 그 회전무화헤드로부터 피도장물을 향하여 분무할 수 있다.

한편 도료를 다른 색상의 도료로 색상교체할 경우에는, 피드유닛내의 용제밸브를 개방함으로써 용제원으로부터 용제관로를 거쳐 공급되는 용제를 피드튜브를 통해서 회전무화헤드를 향하여 공급할 수 있고, 그 회전무화헤드에 부착한 이전색상　도료를 세정할 수 있다. 그리고 상기 이전색상 도료의 도장이 종료하면, 이전색상의 피드유닛을 하우징의 피드유닛 설치부로부터 떼어 내고 이전색상의 피드유닛으로 교환하여 다음색상의 피드유닛을 피드유닛 설치부에 설치하고, 도료밸브를 개방함으로써 다음색상의 도료를 도장할 수 있다.

따라서 많은 종류의 도색도료를 공급하는 피드유닛을 미리 준비함으로써 1 대의 회전무화헤드형 도장장치로 다수 색상의 색상교체동작에 대응할 수 있고, 신뢰성을 높이고, 이용범위를 넓힐 수 있다. 또 색상교체시에 이전색상 도료를 세정하는 것은 회전무화헤드 주변만으로 충분하기 때문에 세정용제의 사용량을 대폭 감소시킬 수 있다. 또한 회전축내의 피드튜브 삽입구멍에는 1 개의 피드튜브가 끼워 넣어질 뿐 이기 때문에 회전축의 지름치수를 작게 할 수 있고, 에어모터 등을 소형화하여 도장장치 전체를 소형, 경량화할 수 있으며, 설치에 관한 자유도를 향상할수 있다.

Claims

앞측이 도장기를 설치하는 도장기 설치부가 되고 뒤측이 피드유닛을 설치하는 피드유닛 설치부가 되는 하우징과,

회전축을 가지는 에어모터와 이 에어모터의 앞측에 위치하여 회전축에 설치된 회전무화헤드로 이루어지며, 상기 하우징의 도장기 설치부에 설치된 도장기와,

상기 도장기를 구성하는 에어모터의 회전축내를 축방향으로 형성되고 전단이 회전무화헤드로 개구하며 후단이 상기 하우징의 피드유닛 설치부내로 개구하는 피드튜브 삽입구멍과,

도료밸브 및 용제밸브를 수용하는 밸브수용부와 상기 밸브수용부로부터 축방향으로 연장되어 이들 도료밸브 및 용제밸브로부터 유출하는 도료 및 용제를 상기 회전무화헤드를 향하여 공급하는 피드튜브로 이루어지며,

상기 밸브수용부가 상기 하우징의 피드유닛 설치부에 교환가능하게 설치되며, 피드튜브가 상기 피드튜브 삽입구멍에 삽입되는 각 색상별로 별개의 피드유닛과,

상기 각 피드유닛의 도료밸브에 각각 접속되어 각 색상마다의 도료원으로부터의 도료가 공급되는 도료관로와,

상기 피드유닛의 용제밸브에 접속되고, 용제원으로부터의 용제가 공급되는 용제관로에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 하우징은 도장작업기의 아암선단측에 착탈가능하게 설치하여 이루어진 것을 특징으로하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 하우징에는 상기 회전축에 설치된 상기 피드튜브 삽입구멍과 동축으로 다른 피드튜브 삽입구멍을 설치하는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 피드유닛의 밸브수용부내에는, 상기 도료관로를 피드튜브에 접속하는 도료통로를 설치함과 동시에, 상기 용제관로를 피드튜브에 접속하는 용제통로를 설치하고, 상기 도료밸브 및 용제밸브는 이들 도료통로 및 용제통로를 각각 연통시키고, 차단하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 도료밸브는, 통상시는 밸브스프링에 의하여 밸브폐쇄방향으로 가세되고, 외부로부터 파일럿 에어관로를 거쳐 파일럿에어가 공급됨으로써 밸브를 개방하여, 도료관로를 피드튜브에 연통시키는 에어파일럿식 도료밸브로서 구성하고,

상기 용제밸브는, 통상시는 밸브스프링에 의하여 밸브폐쇄방향으로 가세되고, 외부로부터 파일럿 에어관로를 거쳐 파일럿 에어가 공급됨으로써 밸브를 개방하여, 용제관로를 피드튜브에 연통시키는 에어파일롯식 용제밸브로서 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 5항에 있어서,

상기 각 파일럿 에어관로는 상기 도료관로 및 용제관로를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 피드유닛의 피드튜브는 도료공급로와 용제공급로를 가지는 2중관식의 피드튜브로서 구성되고,

상기 2중관식의 피드튜브 선단측에는 상기 용제공급로를 연통, 차단하는 밸브체를 설치하는 구성으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 하우징의 피드유닛 설치부에는 위치결정용 걸어맞춤부를 설치하고,

상기 피드유닛에는 밸브수용부의 전면측에 위치하고 상기 걸어맞춤부에 걸어맞추어 위치결정되는 피걸어맞춤부를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 하우징에는 상기 피드유닛을 고정하는 록장치를 설치하고,

상기 피드유닛의 밸브수용부에는 상기 록장치에 의하여 고정되는 피고정부를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치
제 1항에 있어서,

상기 하우징에는 그 내부에 상기 에어모터를 구동하기 위한 에어모터용 에어통로와,

상기 회전무화헤드로부터 분무된 도료의 패턴성형을 행하기 위한 셰이핑에어용 에어통로를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 하우징내에는 도료에 고전압을 인가하기 위한 고전압 발생기를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전무화헤드형 도장장치.