KR100334556B1

KR100334556B1 - 도장장치

Info

Publication number: KR100334556B1
Application number: KR1020007001750A
Authority: KR
Inventors: 요시다오사무; 마츠다히데츠구; 아리치아키히코
Original assignee: 라붸 린도베르; 에이비비 가부시키가이샤
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2002-05-04
Also published as: EP1004360A4; US6234405B1; EP1004360B1; DE69937136T2; EP1004360A1; WO1999067026A1; DE69937136D1; KR20010023128A

Abstract

본 발명은 각 색상의 도료마다 피드유닛를 준비하고, 색상교체시간을 단축할 수 있는 도장장치이다.

이를 위하여 본 발명에서는 도장용 로봇(1)의 근방에 각 색상마다의 유닛대기위치(35A∼35H)를 배치한다. 유닛대기위치(35A∼35H)는 도장용 로봇(l)의 아암 (4)선단에 설치된 회전무화헤드형 도장기(6)에 대하여, 피드유닛(20A∼20H)을 착탈하는 피드유닛 착탈장치(36)와, 아암(4)에 설치된 아암측 호스파지장치(32)에 대하여 공급호스(30A∼30H)를 주고 받는 대기장치측 호스파지장치(40)에 의하여 구성한다. 이에 따라 색상교체시마다 도장기(6)와 유닛대기장치(35A∼35H) 사이에서 각 색상마다의 피드유닛(20A∼20H)을 교환하여 설치할 수 있다.

Description

도장장치{PAINTING DEVICE}

일반적으로 자동차 몸체 등의 피도장물을 도장하는 도장장치는, 아암이 요동가능하게 설치된 작업장치와; 상기 작업장치의 아암선단에 설치된 도장기와; 상기 도장기를 향하여 도료를 공급하는 도료호스에 의하여 대략 구성되며, 상기 도료호스의 상류측은 복수색상의 도료를 선택하여 공급하는 색상교체밸브장치에 접속되어 있다.

그러나 이와 같은 종류의 도장장치에서는 색상교체 때마다 도료호스내의 도료 및 세정에 사용한 용제를 배출하지 않고서는 안된다. 이 때문에 색상교체시에 도료, 용제가 낭비되는 데다가 색상교체시간을 필요로 하는 문제가 있다.

따라서 색상교체밸브장치를 아암에 탑재하고, 상기 색상교체밸브장치로부터 도장기까지의 도료호스의 길이치수를 짧게 하는 것도 제안되어 있다(일본국 특공소 62-20853호 공보). 그러나 이 경우에는 아암의 중량이 증대하는 데다가 색상교체밸브장치에 접속된 다수개의 호스가 아암이 동작할 때의 저항으로 되기 때문에, 작업장치의 동작성능을 저하시킨다.

이것을 고려하여, 제 2 종래기술에 의한 도장장치로서, 아암선단에 도장기를 설치하고, 이 도장기에 도료탱크를 설치하여 색상교체시마다 상기 도료탱크내에 도장하는 도료를 교환하여 충전하는 구성으로 한 것이 알려져 있다(일본국 특개소63-175662호 공보). 이에 따라 이 제 2 종래기술에 의한 도장장치는 색상교체밸브장치의 폐지, 호스의 개수의 삭감을 도모하고 있다.

또한 제 3 종래기술로서 각 색상별의 도료가 충전된 다수개의 카트리지를 구비하고, 이들 카트리지를 하우징에 교환하여 설치하는 구성으로 이루어진 것이 알려져 있다(일본국 특개평8-229446호 공보).

그러나, 일본국 특개소63-175662호 공보에 기재된 제 2 종래기술에 의한 도장장치에서는 색상교체시마다 도장기에 설치한 도료탱크를 세정하고, 그 도료탱크에 다음색상의 도료를 충전하지 않으면 안되기 때문에, 색상교체작업에 막대한 시간을 필요로 한다는 문제가 있다.

또한 제 2 종래기술에 의한 도장장치는 도료탱크내의 도료를 도장기로부터 분무하기 위한 에어가 유통하는 호스가 아암으로부터 아래로 드리워져 있기 때문에 도장작업시에 호스가 피도장물 등에 접촉하여 도장불량을 일으키거나 다른 부재에 접촉하여 호스가 마모나 손상을 일으킬 염려가 있다는 문제가 있다.

또 제 3 종래기술에 의한 카트리지를 사용한 도장장치(일본국 특개평8-229446호 공보)에서는 색상교체시마다 하우징으로부터 떼어낸 카트리지에 도료를 충전하지 않으면 안되어 도장장치의 근처에 도료충전장치를 배치할 필요가 있을 뿐만 아니라, 충전작업에 수고를 필요로 한다는 문제가 있다.

본 발명은 예를 들어 자동차 몸체 등의 피도장물을 색상교체하면서 도장하는 데 사용하기 가장 적합한 도장장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 도장장치를 나타내는 정면도,

도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 도장장치를 나타내는 좌측면도,

도 3은 도장용 로봇의 아암을 유닛대기장치의 유닛교환위치와 피도장물을 향한 도장위치에 배치한 상태를 나타내는 도 1에 있어서의 화살표 III-III 방향에서 본 단면도,

도 4는 회전무화헤드형 도장기에 피드유닛을 설치한 상태를 확대하여 나타내는 종단면도,

도 5는 회전무화헤드형 도장기를 유닛교환위치에 배치한 상태를 나타내는 주요부 확대단면도,

도 6은 한쌍의 포올부을 이간시킨 상태의 피드유닛 파지구를 피드유닛과 함께 나타내는 도 5에 있어서의 화살표 VI-VI 방향에서 본 측면도,

도 7은 피드유닛 파지구를 피드유닛의 바깥둘레측에 배치한 상태를 나타내는 도 5와 같은 위치에서 본 주요부 확대단면도,

도 8은 피드유닛 파지구에 의하여 피드유닛을 파지한 상태를 나타내는 도 7에 있어서의 화살표 VIII-VIII 방향에서 본 측면도,

도 9는 하우징으로부터 피드유닛를 떼어낸 상태를 나타내는 도 5와 같은 위치에서 본 주요부 확대단면도,

도 10은 떼어낸 피드유닛을 피드유닛 파지구에 의하여 파지하고 있는 상태를 나타내는 도 9에 있어서의 화살표 X-X방향에서 본 측면도,

도 11은 아암을 공급호스 대기판에 접근시킨 상태를 나타내는 주요부 확대단면도,

도 12는 한쌍의 포올부를 이간시킨 상태의 대기장치측 호스파지장치를 아암측 호스파지장치, 호스지지관과 함께 나타낸 도 11에 있어서의 화살표 XII-XII 방향에서 본 단면도,

도 13은 호스지지관을 대기장치측 호스파지장치의 각 포올부 사이에 배치한 상태를 나타내는 도 11과 같은 위치에서 본 주요부 확대단면도,

도 14는 대기장치측 호스파지장치의 각 포올부에 의하여 호스지지관을 파지한 상태를 나타내는 도 13에 있어서의 화살표 XIV-XIV방향에서 본 단면도,

도 15는 호스지지관을 대기장치측 호스파지장치에 건넨 상태를 나타내는 도 11와 같은 위치에서 본 주요부 확대단면도,

도 16은 호스지지관을 대기장치측 호스파지장치에 건네 준 상태를 도시한 도 15에 있어서의 화살표 XVI-XVI 방향에서 본 단면도이다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 색상교체작업시에 필요로 하는 시간을 단축하고, 또한 도장불량이나 도료호스의 손상을 방지할 수 있도록 한 도장장치를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명이 채용하는 도장장치는 아암이 요동가능하게 설치된 작업장치와; 상기 작업장치의 아암선단에 설치되어 에어모터에 의하여 회전되는 회전무화헤드를 가지고 있는 회전무화헤드형 도장기와; 상기 회전무화헤드형 도장기에 설치 및 해제가 가능하게 설치되고, 상기 회전무화헤드를 향하여 도료를 공급하는 피드튜브를 가지고 있는 각 색상마다의 피드유닛과; 상기 각 피드유닛에 접속하여 설치되고 도료원으로부터 공급되는 도료가 유통하는 각 색상마다의 도료호스와; 상기 각 도료호스의 도중에 설치된 호스지지관과; 상기 작업장치의 아암에 설치되고 상기 도료호스를 설치 및 해제가 가능하게 지지하기 위하여 상기 호스지지관을 파지하는 아암측 호스파지장치와; 상기 작업장치의 근방에 설치되어 상기 피드유닛과 도료호스를 대기위치로 유지하는 각 색상마다의 유닛대기장치를 구비하고, 상기 각 유닛대기장치는 상기 회전무화헤드형 도장기에 대하여 피드유닛을 삽입고정 및 이탈하는 피드유닛 착탈장치와; 상기 아암측 호스파지장치 사이에서 상기 도료호스를 주고 받기위하여 상기 호스지지관을 설치 및 해체가 가능하게 파지하는 대기장치측 호스파지장치에 의하여 구성한 데 있다.

이와 같이 구성함으로써, 색상교체작업을 행하는 경우에는 이전색상의 피드유닛을 교환할 필요가 있다. 이를 위하여 작업장치가 작동하여 이 아암을 이전색상의 피드유닛을 되돌려야 할 유닛대기장치를 향하여 이동하여 아암을 이 유닛대기장치의 유닛교환위치에 배치한다. 이 상태에서 피드유닛 착탈장치는 회전무화헤드형 도장기로부터 피드유닛를 뽑아 이탈시킴과 동시에, 아암측 호스파지장치에 지지되어 있는 호스지지관을 대기장치측 호스파지장치로 받아 건네준다.

다음에 피드유닛, 도료호스가 떼어내진 아암을 다음색상의 피드유닛를 지지한 유닛대기장치를 향하여 이동하여 상기 아암을 이 유닛대기장치의 유닛교환위치로 배치한다.

이 상태에서 피드유닛 착탈장치는 회전무화헤드형 도장기에 다음색상의 피드유닛을 끼워고정하여 대기장치측 호스파지장치에 지지되어 있는 호스지지관을 아암측 호스파지장치에 받아 건네주고, 상기 아암측 호스파지장치에 의하여 도료호스를 지지함으로써 색상교체작업을 종료한다.

다음에 다음색상의 도료로 도장작업을 하기 위해서는, 도료호스를 거쳐 공급되는 도료를 피드유닛으로부터 회전무화헤드형 도장기의 회전무화헤드를 향하여 공급하고, 이 도료를 회전무화헤드로 무화하여 피도장물에 분무한다. 또 이 도장시에는 피도장물의 도장면 형상을 따라 아암이 요동하나, 도료호스는 호스지지관을 거쳐 아암측 호스파지장치에 지지되어 있어 도료호스의 흔들거림을 방지할 수 있다.

또 본 발명은 각 유닛대기장치를 아암의 요동지점을 중심으로 하여 둘레방향으로 원하는 각도마다 배치하는 구성으로 한 데 있다.

이에 따라 작업장치의 아암을 원하는 각도를 가지고 요동함으로써 회전무화헤드형 도장기와 아암을 유닛대기장치의 유닛교환위치에 배치할 수 있다.

또 본 발명은 작업장치의 근처에 아암의 동작범위내에 위치하는 피드유닛대기판과 공급호스대기판을 배치하고, 상기 피드유닛대기판에는 아암의 요동지점을 중심으로하여 피드유닛 착탈장치를 둘레방향으로 원하는 각도마다 배치하고, 상기 공급호스대기판에는 아암의 요동지점을 중심으로하여 대기장치측 호스파지장치를 둘레방향으로 원하는 각도마다 배치하는 구성으로 할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 작업장치의 아암을 원하는 각도를 가지고 요동하였을 때에는 같은 장소에서 회전무화헤드형 도장기와 호스지지관을 설치 및 해제할 수 있다.

이 경우 본 발명에 의한 회전무화헤드형 도장기에는 피드유닛이 설치되었을 때 피드튜브가 삽입되는 피드튜브 삽입구멍을 설치하고, 피드유닛 착탈장치는 피드유닛을 파지하는 피드유닛파지구와, 상기 피드유닛 파지구를 상기 피드튜브 삽입구멍의 축방향으로 이동함으로써 피드유닛을 삽입고정 및 이탈하는 파지구 이동기구에 의하여 구성할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써 피드유닛파지구에 의하여 피드유닛를 파지한 상태에서 파지구이동기구에 의하여 피드유닛파지구를 피드튜브 삽입구멍을 따라 이동함으로써 회전무화헤드형 도장기에 대하여 피드유닛을 삽입고정 및 이탈할 수 있다.

또 본 발명에 의한 회전무화헤드형 도장기에는 에어모터의 회전축을 관통하여 피드튜브 삽입구멍을 설치하고, 각 유닛대기장치의 피드유닛 착탈장치는 도장기의 뒤쪽으로부터 피드튜브 삽입구멍에 각 피드유닛의 피드튜브를 이동함으로써 상기 각 피드유닛를 삽입고정 및 이탈할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 회전무화헤드형 도장기에 피드유닛를 삽입고정하는 경우에는 유닛대기장치의 피드유닛 착탈장치가 도장기의 뒤쪽으로부터 피드튜브삽입구멍에 각 피드유닛의 피드튜브를 삽입하여 상기 각 피드유닛를 도장기에 끼워고정한다. 한편, 회전무화헤드형 도장기로부터 피드유닛를 이탈하는 경우에는 유닛대기장치의 피드유닛 착탈장치가 피드튜브 삽입구멍으로부터 각 피드유닛의 피드튜브를 빼내어 도장기의 뒤쪽으로부터 상기 각 피드유닛를 이탈한다.

또 본 발명에 의한 아암측 호스파지장치와 대기장치측 호스파지장치는 엑츄에이터에 의하여 작동하는 한쌍의 포올부에 의하여 구성할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써 엑츄에이터의 각 포올부 사이를 좁히는 방향으로 작동하였을 때에는 각 포올부에 의하여 호스지지관을 파지할 수 있다. 또 각 포올부사이를 넓히는 방향으로 작동하였을 때에는 각 포올부에 의한 호스지지관의 파지를 해제할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 각 피드유닛에는 회전무화헤드형 도장기의 회전무화헤드를 세정하기 위한 용제가 유통하는 용제호스를 도료호스와 병렬로 설치할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써 용제호스를 유통하는 용제에 의하여 회전무화헤드형 도장기의 회전무화헤드를 세정할 수 있다. 또 아암측 호스파지장치, 대기장치측 호스파지장치에 의하여 도료호스와 함께 용제호스를 지지할 수 있다.

이하 본 발명의 실시형태에 의한 도장장치를 도 1 내지 도 16에 의거하여 상세하게 설명한다.

1은 본 발명의 작업장치로서 사용되는 도장용 로봇이며, 상기 도장용 로봇(1)은 기대(2)와; 상기 기대(2)상에 회전가능하고 또 요동가능하게 설치된 지주(3)와; 상기 지주(3)의 선단에 요동가능하게 설치된 아암(4)과; 상기 아암(4)의 선단에 설치된 손목(5)에 의하여 대략 구성되어 있다. 그리고 상기 손목(5)에는 후기하는 회전무화헤드형 도장기(6)의 하우징(7)이 설치되어 있다.

6은 도장용 로봇(1)의 아암(4)선단에 설치된 회전무화헤드형 도장기[이하, 도장기(6)라 함]이고, 상기 도장기(6)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 후기하는 하우징(7), 도장기본체(11), 피드튜브 삽입구멍(l9), 피드유닛(20A∼20H)등에 의하여 대략 구성되어 있다.

7은 예를 들어 수지재료에 의하여 형성되어 손목(5)의 선단에 설치된 하우징이며, 상기 하우징(7)은 통형상으로 형성된 체결부재(8a)를 거쳐 도장용 로봇(1)의 손목(5)에 조여고정되는 네크부(8)와 상기 네크부(8)의 선단에 일체로 형성된 헤드부(9)에 의하여 구성되어 있다. 여기서 헤드부(9)의 앞쪽에는 도장기부착부(9a)가 오목원통형상으로 뚫려 설치되고, 헤드부(9)의 뒤쪽에는 유닛부착부(9b)가 오목원통형상으로 뚫려 설치되며, 상기 각 부착부(9a, 9b) 사이는 단붙임 관통구멍(9c)에 의하여 연통하고 있다.

10은 단붙임 관통구멍(9c)에 끼워맞춰진 스페이서통이며, 상기 스페이서통 (lO)의 뒤쪽에는 원추형 오목부(10a)가 설치되고, 상기 원추형 오목부(10a)는 후기하는 피드유닛(20)의 원추형 볼록부(22)가 맞닿아 끼워맞춰지고, 이것을 축방향, 지름방향으로 위치결정하는 것이다.

11은 헤드부(9)의 도장기 부착부(9a)내에 설치된 도장기본체이며, 상기 도장기본체(11)는 후기하는 에어모터(12)와 상기 에어모터(12)에 의하여 회전되는 회전무화헤드(13)와 상기 에어모터(12)의 전단측에 설치된 셰이핑에어링(14)에 의하여 구성되어 있다.

12는 에어모터이며, 상기 에어모터(12)는 도장기 부착부(9a)내에 끼워맞춰진모터케이스(l2a)와 상기 모터케이스(12a)내를 축방향으로 신장되게 설치되어 선단측이 상기 모터케이스(12a)로부터 돌출한 회전축(12b)과 상기 회전축(12b) 후단측에 위치하여 상기 회전축(12b)에 고착하여 설치된 에어터빈(l2c)에 의하여 구성되어 있다.

13은 에어모터(12)의 앞쪽에 위치하여 회전축(12b)의 선단측에 설치된 회전무화헤드이며, 상기 회전무화헤드(13)는 에어모터(12)에 의하여 회전된다. 그리고 회전무화헤드(13)는 고속회전함으로써, 상기 회전무화헤드(13)에 공급되는 도료를 원심무화하여 미립화하고, 후기하는 바와 같이, 고전압으로 대전한 대전도료입자로 한다. 또한 이 회전무화헤드(13)는 대전도료입자를 후기하는 피도장물(42) 사이에 형성되는 정전계를 따라 도착시킨다.

14는 에어모터(12)의 앞쪽에 설치된 셰이핑에어링이며, 상기 셰이핑에어링 (14)은 회전무화헤드(13)의 방출단 가장자리를 향하여 분무구로부터 셰이핑에어링을 분출하여 회전무화헤드(13)로부터 방출된 대전도료입자의 패턴성형을 행하는 것이다.

15는 하우징(7)의 네크부(8)에 설치된 고전압발생기로, 상기 고전압발생기 (15)는 예를 들어 콕클로프트회로에 의하여 구성되고, 전원선(16)을 거쳐 공급되는 전압을 예를 들어 -90 내지 -120 KV로 승압하는 것이다. 또 고전압발생기(15)의 출력측에는 고전압케이블(17)이 접속되고, 이 고전압케이블(17)은 예를 들어 에어모터(12)에 접속되어 있다. 그리고 고전압발생기(15)는 에어모터(12)의 회전축 (12b)을 거쳐 회전무화헤드(13)에 고전압을 인가하여 도료를 직접 대전시키는 것이다.

18은 네크부(8)에 설치된 복수라인의 에어통로로서, 상기 각 에어통로(18)는 터빈에어, 브레이크에어, 셰이핑에어 등을 공급하는 것이나, 본 실시형태에서는 대표적으로 1개의 에어통로만을 나타내고 있다.

여기서 터빈에어를 공급하는 에어통로는, 에어모터(12)의 에어터빈(l2c)을 향하여 에어를 공급하는 것이다. 브레이크에어를 공급하는 에어통로는 에어터빈 (12c)을 향하여 회전을 정지시키기 위한 브레이크에어를 공급하는 것이다. 또한 셰이핑에어를 공급하는 에어통로는 셰이핑에어링(l4)를 향하여 에어를 공급하는 것이다.

19는 에어모터(12)의 회전축(12b)을 축방향으로 관통하여 설치된 피드튜브삽입구멍으로, 상기 피드튜브삽입구멍(19)의 후단측은 스페이서통(10)의 원추형 오목부(10a)로 개구하고, 선단측은 회전무화헤드(13)내로 개구하고 있다. 그리고 피드유닛(20)의 피드튜브(23)는 피드튜브 삽입구멍(19)에 대하여 삽입고정 및 이탈가능하게 끼워맞춰진다.

20A, 20B, …, 20H는 A색상, B색상, …, H색상의 도료를 개별로 공급하는 피드유닛[이하, 전체로서 피드유닛(20)이라 함]이다. 그리고 상기 각 피드유닛(20)은 유닛부착부(9b)에 삽입 및 이탈가능하게 끼워맞춰지는 지름치수를 가지는 원주형상체로서 형성된 밸브수용부(21)와; 상기 밸브수용부(21)의 전단면에 설치되어 원추형 오목부(10a)에 맞닿아 끼워맞추고, 피드유닛(20)을 축방향, 지름방향으로 위치결정하는 원추형 볼록부(22)와; 상기 원추형 볼록부(22)로부터 축방향으로 돌출하여 중앙의 도료통로와 바깥둘레측의 용제통로(모두 도시 생략)를 가지는 2중관으로 형성된 피드튜브(23)와; 상기 밸브수용부(2l)내에 설치된 도료밸브(24); 및 용제밸브 (25)에 의하여 대략 구성되어 있다.

여기서 피드유닛(20)은 피드튜브(23)를 피드튜브 삽입구멍(19)에 삽입하여 밸브수용부(21)를 하우징(7)의 유닛부착부(9b)에 끼워맞춤으로써 하우징(7)에 설치되어 있다. 그리고 피드유닛(20)은 도료밸브(24), 용제밸브(25)를 개폐함으로써 피드튜브(23)의 선단으로부터 회전무화헤드(13)를 향하여 도료, 용제를 토출하는 것이다.

26은 피드유닛(20)에 접속된 도료호스, 27은 피드유닛(20)에 접속된 용제호스, 28은 피드유닛(20)에 접속된 도료밸브구동에어호스, 29는 피드유닛(20)에 접속된 용제밸브구동에어호스를 각각 나타내며, 상기 각 호스(26∼29)는 묶여져 공급호스(30)[이하, 각 색상별로는 공급호스(30A, 30B, …, 30H)라 함]로 되어 있다.

여기서 도료호스(26)는 도료밸브(24)를 거쳐 피드튜브(23)의 도료통로에 접속되어 있다. 용제호스(27)는 용제밸브(25)를 거쳐 피드튜브(23)의 용제통로에 접속되어 있다. 또 도료밸브구동에어호스(28)는 도료밸브(24)를 구동하기 위한 파일롯에어를 공급하는 것으로, 상기 도료밸브(24)에 접속되어 있다. 마찬가지로 용제밸브구동에어호스(29)는 용제밸브(25)를 구동하기 위한 파일롯에어를 공급하는 것으로 상기 용제밸브(25)에 접속되어 있다.

3lA, 3lB, …, 3lH 는 도 1에 나타내는 바와 같이, 각 색상마다의 공급호스 (30A, 30B, …, 30H)의 도중에 설치된 호스지지관[이하, 전체로서 호스지지관(3l)이라 함]이며, 상기 호스지지관(31)은 예를 들어 금속재료 등의 고강도재료에 의하여 파이프형상으로 형성되어 공급호스(30)를 부분적으로 덮고 있다. 그리고 호스지지관(31)은 공급호스(30)를 후기하는 호스파지장치(32, 40)로 지지할 때, 그 바깥둘레측이 파지된다. 이에 따라 호스지지관(3l)은 호스파지장치(32, 40)에 의하여 공급호스(30)를 지지할 때, 공급호스(30)가 손상되는 것을 방지하고 있다.

한편, 32, 32는 한쌍의 아암측 호스파지장치로, 상기 각 호스파지장치(32)는 도장용 로봇(l)의 아암(4)의 길이방향으로 간격을 두고 설치된다. 여기서 각 아암측 호스파지장치(32)는 도 11 내지 도 16에 나타내는 바와 같이, 아암(4)의 길이방향으로 이간되어 배치된 엑츄에이터(32a)와; 상기 엑츄에이터(32a)에 의하여 광폭, 협폭이 되도록 작동하는 한쌍의 포올부(32b, 32b)에 의하여 구성되어 있다. 그리고 각 아암측 호스파지장치(32)는 한쌍의 포올부(32b, 32b) 사이가 좁아지는 방향으로 작동함으로써 상기 각 포올부(32b)사이에서 호스지지관(3l)[공급호스(30)]을 파지하고, 또 한쌍의 포올부(32b, 32b) 사이가 넓어지는 방향으로 작동함으로써 호스지지관(31)의 파지를 해제한다.

33은 도장용 로봇(l)의 근방에 위치하여 아암(4)의 동작범위내에 설치된 피드유닛 대기판으로, 상기 피드유닛 대기판(33)은 지주(3)를 기울인 상태에서의 아암(4)의 요동지점(O)(도 1에 있어서 도시)을 중심으로 하는 대략 부채형상을 한 판체로 형성되어 있다. 34는 마찬가지로 도장용 로봇(l)의 근방에 위치하여 아암(4)의 동작범위내에 설치된 공급호스 대기판으로, 상기 공급호스 대기판(34)도 상기 요동지점(O)을 중심으로 하고, 또 상기 피드유닛 대기판(33)보다도 작은 대략 부채형상의 판체를 이루고 있다. 그리고 피드유닛 대기판(33)과 공급호스 대기판(34)은 공급호스 대기판(34)이 앞쪽에 위치하여 겹쳐 설치되고, 예를 들어 도장부스의 측벽 등에 수직면을 이루도록 설치되어 있다.

35A, 35B, …, 35H 는 대기판(33, 34)에 설치된 각 색상마다의 유닛대기장치 [이하, 전체로서 유닛대기장치(35)라 함]이며, 상기 각 유닛대기장치(35)는 지주 (3)를 기울인 상태에서의 아암(4)의 요동지점(O)을 중심으로 하여 둘레방향으로 원하는 각도마다 배치되어 있다. 그리고 각 유닛대기장치(35)는 후기하는 피드유닛착탈장치(36)와 대기장치측 호스파지장치(40)에 의하여 각각 구성되어 있다. 따라서 피드유닛 착탈장치(36)와 대기장치측 호스파지장치(40)는 각 색상마다 거의 동일한 방사선형상으로 배치되어 있다.

36은 각 색상마다 피드유닛대기판(33)에 설치된 피드유닛 착탈장치로, 상기 피드유닛 착탈장치(36)는 피드유닛대기판(33)의 전면측에 방사형상으로 배치된 가이드레일(37)과; 상기 가이드레일(37)을 따라 이동가능하게 설치된 피드유닛 파지구(38)와; 피드유닛대기판(33)의 후면측에 설치되고, 상기 피드유닛 파지구 (38)를 가이드레일(37)을 따라 이동하는 파지구 이동기구로서의 에어실린더(39)에 의하여 대략 구성되어 있다.

여기서 피드유닛 파지구(38)는 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 엑츄에이터(38a)와, 상기 엑츄에이터(38a)에 의하여 광폭, 협폭이 되도록 작동하는 한쌍의 포올부(38b, 38b)에 의하여 구성되어 있다. 그리고 피드유닛 파지구(38)는 한쌍의 포올부(38b, 38b) 사이가 좁아지는 방향으로 작동함으로써 상기 각 포올부(38b) 사이에서 피드유닛(20)의 밸브수용부(2l)를 파지하고, 또 한쌍의 포올부(38b, 38b) 사이가 넓어지는 방향으로 작동함으로써 밸브수용부(21)의 파지를 해제한다.

40, 40은 각 색상마다 공급호스대기판(34)에 설치된 한쌍의 대기장치측 호스파지장치로, 상기 각 호스파지장치(40)는 공급호스대기판(34)에 대하여 지름방향으로 이간되어 배치되어 있다. 여기서 각 호스파지장치(40)는 엑츄에이터(40a)와, 상기 엑츄에이터(40a)에 의하여 광폭, 협폭이 되도록 작동하는 한쌍의 포올부(40b, 40b)에 의하여 구성되어 있다. 그리고 각 대기장치측 호스파지장치(40)는 한쌍의 포올부(40b, 40b) 사이가 좁아지는 방향으로 작동함으로써 상기 각 포올부(40b) 사이에서 호스지지관(3l)을 파지하고, 또 한쌍의 포올부(40b, 40b) 사이가 넓어지는 방향으로 작동함으로써 호스지지관(3l)의 파지를 해제한다.

또한 41은 하우징(7)에 설치된 록장치(도 4에 있어서 도시)이며, 상기 록장치(41)는 피드유닛(20)의 밸브수용부(21) 바깥둘레측에 걸어맞추고, 하우징(7)에 대하여 피드유닛(20)을 빠짐방지상태로 유지한다. 또 피드유닛(20)을 어느정도 큰 힘으로 뽑은 경우에는 록장치(4l)에 의한 걸어맞춤이 해제되어, 피드유닛(20)을 떼어낼 수 있다.

본 실시형태에 의한 도장장치는 상기와 같은 구성을 가지는 것으로 다음에 그 작동에 관하여 설명한다.

먼저, A∼H 색상의 도료중, 예를 들어 A 색상도료를 피도장물(42)에 분무하는 경우에 관하여 설명한다. 이 경우에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 도장용 로봇(1)의 지주(3)를 화살표 (a)방향으로부터 (b)방향으로 회동하고, 다음에지주(3), 아암(4), 손목(5)을 작동하여 A 색상 도료를 공급하는 피드유닛(20A)이 설치된 도장기(6)를 피도장물(42)을 향하여 도장위치로 배치한다.

이 상태에서 도료밸브(24)를 개방하면, 공급호스(30A)를 경유하여 공급되는 A 색상의 도료는 피드튜브(23)의 도료통로를 통하여 회전무화헤드(13)를 향하여 토출된다. 이때에는 회전무화헤드(13)가 에어모터(12)에 의하여 고속회전되고, 고전압발생기(15)에 의하여 회전무화헤드(13)에 고전압이 인가되어 있기 때문에, A색상도료는 회전무화헤드(13)에 의하여 원심무화하여 미립화하고, 고전압으로 대전한 대전도료입자가 된다. 그리고 이 대전도료입자는 셰이핑에어링(l4)의 각 셰이핑에어 분출구멍으로부터 분출되는 셰이핑에어에 의하여 원하는 분무패턴으로 성형되면서, 어스전위에 접속된 피도장물(42) 사이에 형성되는 정전계를 따라 비행하여 상기 피도장물(42)에 도착한다.

이와 같이 A 색상의 도장작업이 종료하면 용제밸브(25)를 개방하여 용제호스 (27)를 경유하여 피드튜브(23)의 용제통로에 용제를 공급한다. 이에 따라 상기 용제통로로부터 회전무화헤드(13)를 향하여 용제가 토출되고, 상기 회전무화헤드(13)에 부착된 A 색상 도료를 세정한다.

다음에 A 색상 도료로부터 B 색상 도료로 색상교체하는 경우를 예로 들어, 이 때의 색상교체동작에 관하여 설명한다.

여기서 피드유닛대기판(33)과 공급호스대기판(34)은 도장용 로봇(l)의 아암(4)의 요동지점(O)을 중심으로하여 부채형상을 한 판체를 수직방향으로 겹쳐 배치하고 있다.

이 때문에 A 색상의 피드유닛(20A)을 B 색상의 피드유닛(20B)으로 교환할 때에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 도장용 로봇(l)의 지주(3)를 화살표 (b)방향으로부터 (a)방향으로 회동하고, 아암(4)을 요동지점(O)을 중심으로 요동한다. 이에 따라 도 5에 나타내는 바와 같이, 도장기(6)를 유닛대기장치(35A)에 의한 유닛교환위치에 배치할 수 있다. 이 상태에서 도 6에 나타내는 바와 같이, 피드유닛 착탈장치(36)를 구성하는 피드유닛 파지구(38)는 그 포올부(38b, 38b)사이를 이간시킨다. 다음에 도 7에 나타내는 바와 같이, 에어실린더(39)를 신장하고, 피드유닛 파지구(38)는 그 포올부(38b, 38b)를 A 색상 피드유닛(20A)의 밸브수용부(2l) 바깥둘레쪽에 배치한다. 또한 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 포올부(38b, 38b) 사이를 접근시키고, 상기 각 포올부(38b)에 의하여 밸브수용부(2l)를 파지한다.

그리고 도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이, 포올부(38b, 38b)에 의하여 피드유닛(20A)을 파지한 상태에서 에어실린더(39)를 축소하여 피드유닛(20A)을 하우징 (7)의 유닛부착부(9b)로부터 뽑아 이탈시킨다. 이에 따라 A 색상의 피드유닛(20A)은 도장기(6)로부터 빠진다.

또 도 11에 나타내는 바와 같이, 도장용 로봇(1)의 아암(4)이 대기장치측 호스파지장치(40)에 접근한 경우에는 도 12에 나타내는 바와 같이, 대기장치측 호스파지장치(40)는 그 포올부(40b, 40b) 사이를 이간한다. 그리고 도 13에 나타내는 바와 같이, 아암(4)에 아암측 호스파지장치(32)를 거쳐 파지되어 있는 호스지지관 (31A)이 포올부(40b, 40b)사이에 배치되면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 대기장치측 호스파지장치(40)는 상기 각 포올부(40b, 40b)를 호스지지관(3lA)에 근접시켜호스지지관(3lA)[공급호스(30A)]을 파지한다.

또한 도 15, 도 16에 나타내는 바와 같이, 아암측 호스파지장치(32)는 그 포올부(32b, 32b) 사이를 이간하여 아암(4)을 공급호스대기판(34)으로부터 이동한다. 이에 따라 대기장치측 호스파지장치(40)는 A 색상 도료의 공급호스(30A)를 지지할 수 있게 된다.

이상의 동작은 이전색상의 도료가 되는 A 색상의 피드유닛(20A), 공급호스 (30A)를 도장기(6), 아암(4)으로부터 떼어내는 경우이나, 다음에 A 색상의 피드유닛(20A)이 떼어내진 도장기(6)에 다음색상 도료가 되는 B 색상의 피드유닛(20B)을 설치하고, 아암(4)에 공급호스(30B)를 설치하는 경우의 동작에 관하여 설명한다.

여기서 도장기(6)에 B 색상의 피드유닛(20B), 공급호스(30B)를 설치하는 경우의 동작은 A 색상의 피드유닛(20A), 공급호스(30A)의 분리동작에 사용한 도 5 내지 도 16을 각각 순서를 반대로 하여 행하여진다. 이 때문에 이 동작설명에서는 각 도면에 있어서의 괄호내에 기재된 B 색상 도료에 관한 부호를 사용하여 설명하는 것으로 한다.

먼저, 도장용 로봇(1)을 작동하여 그 아암(4)과 도장기(6)를 도 1에 있어서의 화살표 (c)방향으로 회동하고, 도 9에 나타내는 바와 같이 아암(4)과 도장기(6)를 B 색상의 유닛대기장치(35B)에 의한 유닛교환위치에 배치한다. 이 상태에서 도 7에 나타내는 바와 같이, 에어실린더(39)를 신장하여 피드튜브(23)를 피드튜브 삽입구멍(l9)에 삽입하고, 밸브수용부(21)를 유닛부착부(9b)에 끼워맞춤으로써 피드유닛(20B)을 하우징(7)에 설치한다.

그리고 하우징(7)에 B 색상 도료의 피드유닛(20B)을 설치하면, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 피드유닛 파지구(38)는 한쌍의 포올부(38b, 38b) 사이를 이간하여 피드유닛(20B)의 파지를 해제한 후, 에어실린더(39)를 축소하여 피드유닛 파지구(38)를 초기위치로 되돌린다.

한편 도 15에 나타내는 바와 같이, 아암(4)이 대기장치측 호스파지장치(40)에 접근한 경우에는 도 16에 나타내는 바와 같이 아암측 호스파지장치(32)는 그 포올부(32b, 38b) 사이를 이간시킨다. 그리고 도 13에 나타내는 바와 같이, 호스지지관(3lB)이 각 포올부(32b, 32b) 사이에 배치되면, 도 14에 나타내는 바와 같이, 상기 각 포올부(32b, 32b) 사이를 접근시켜 호스지지관(3lB)을 파지한다. 다음에 도 12에 나타내는 바와 같이 대기장치측 호스파지장치(40)는 그 포올부(40b, 40b) 사이를 이간하여 호스지지관(31B)의 파지를 해제한다. 이에 따라 도 11에 나타내는 바와 같이, 아암측 호스파지장치(32)는 B 색상도료의 공급호스(30B)를 지지할 수 있다.

이와 같이 하여 피드유닛(20B), 호스지지관(31B)[(공급호스(30B)]을 도장기 (6), 아암(4)에 설치하면, 도장용 로봇(l)의 지주(3)를 도 3에 있어서의 화살표 (b)방향으로 회동하여 도장위치에 배치한다. 이에 따라 도장기(6)는 A 색상의 도장동작과 같이 B 색상의 도료를 피도장물(42)에 도장할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하면, 도장용 로봇(l)의 아암(4)선단에 회전무화헤드형 도장기(6)를 설치하고, 상기 도장기(6)에 대하여 다른 색상의 도료를 공급하는 각 색상마다의 피드유닛(20A∼20H)을 교환하여 설치함과 동시에, 피드유닛(20A∼20H)에 접속된 공급호스(30A∼30H)를 아암측 호스파지장치(32)에 의하여 아암(4)에 지지하는 구성으로 하고 있다.

이에 따라 한대의 회전무화헤드형 도장기(6)를 각 피드유닛(20A∼20H)으로 공통하여 사용할 수 있기 때문에, 회전무화헤드(13)에 부착한 이전색상 도료를 세정하는 것만으로 색상교체를 행할 수 있어 색상교체시간의 단축, 배출되는 도료, 용제의 삭감 등을 도모할 수 있고, 상기 도장장치에 대한 신뢰성을 향상할 수 있다.

또한 아암(4)등의 동작시에는 도료호스(26), 용제호스(27) 등으로 이루어지는 공급호스(30)를 아암측 호스파지장치(32)에 의하여 파지할 수 있기 때문에, 공급호스(30)가 피도장물(42)에 접촉하는 것을 방지할 수 있고, 도장불량이나 공급호스(30)의 마모나 손상을 방지할 수 있어 신뢰성을 향상할 수 있다.

또 피드유닛대기판(33), 공급호스대기판(34)을 수직방향으로 배치하고, 각 유닛대기장치(35A∼35H)는 이들 대기판(33, 34)에 대하여 아암(4)의 요동지점(0)을 중심으로하여 둘레방향으로 원하는 각도마다 배치하는 구성으로 하고 있다. 따라서 도장용 로봇(l)의 아암(4)을 요동지점(O)을 중심으로 하여 원하는 각도를 가지고 요동함으로써 회전무화헤드형 도장기(6)와 아암(4)을 각 유닛대기장치 (35A∼35H)의 유닛교환위치에 정확하고 또한 용이하게 배치할 수 있다.

또한 공급호스(30)를 호스지지관(3l)에 의하여 덮고, 상기 호스지지관(31)을 아암측 호스파지장치(32), 대기장치측 호스파지장치(40)에 의하여 파지함으로써 공급호스(30)를 지지하는 구성으로 하고 있기 때문에, 호스파지장치(32, 40)에 의하여 공급호스(30)가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 공급호스(30)의 내구성을 향상하여 수명을 연장시킬 수 있다.

또한 실시형태에서는 작업장치로서 도장용 로봇(1)의 손목(5)에 도장기(6)를 설치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고 예를 들어 도장기(6)를 왕복운동하는 레시프로케이터(reciprocator) 등의 다른 작업장치를 사용하더라도 좋다.

또 실시형태에서는 도장용 로봇(l)의 아암(4)에 아암측 호스파지장치(32)를 설치하여 지주(3)를 회전시켰을 때 상기 아암측 호스파지장치(32)가 대면하는 위치에 상기 아암측 호스파지장치(32)사이에서 공급호스(30)를 받아 건네주는 유닛대기장치 (35) 등을 배치한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이것에 한정하는 것이 아니라, 예를 들어 아암(4)에는 상기 아암(4)을 끼워 양측에 아암측 호스파지장치를 설치함과 동시에, 도장용 로봇(l)의 양측에 각 색상마다의 유닛대기장치를 설치하는 유닛대기판과 공급호스대기판을 배치하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는 도장용 로봇(1)을 끼워 양측에 유닛대기장치를 배치할 수 있기 때문에, 실시예와 비교하여 2배 종류의 도료를 구비할 수 있어 도색의 증대에 대응할 수 있다.

또한 도장용 로봇(1)을 이동(소위 트래킹)가능하게 설치하고, 이 이동방향을 따라 복수대의 유닛대기장치(35)를 배치하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는 실시예와 비교하여 2배 이상의 종류의 도료를 구비할 수 있다.

또 실시형태에서는 회전무화헤드(13)에 고전압을 인가하여 상기 회전무화헤드(13)를 지나는 도료를 직접 고전압으로 대전시키는 직접 대전식 회전무화헤드형 도장기(6)를 사용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이것에 한정하지 않고 예를 들어 하우징(7)의 바깥둘레측에 외부전극을 설치하고, 상기 외부전극에 의하여 회전무화헤드(13)의 바깥둘레측에 코로나방전영역을 형성함으로써 이 코로나방전영역을 도료입자가 통과할 때 도료입자를 고전압으로 대전시키는 간접대전식회전무화헤드형 도장기를 사용하는 구성을 채용하여도 좋다.

또한 실시형태에서는 파지구이동기구로서 에어실린더(39)를 사용한 경우를 예시하였으나, 이것을 대신하여 예를 들어 볼나사기구 등의 다른 파지구이동기구를 사용하여도 좋다.

이상 상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 작업장치의 아암선단에 설치된 회전무화헤드형 도장기에는 각 색상마다의 피드유닛을 설치 및 해제 가능하게 설치하며, 작업장치의 아암에는 호스지지관을 파지함으로써 도료호스를 설치 및 해제 가능하게 지지하는 아암측 호스파지장치를 설치하며, 또한 작업장치의 근방에는 회전무화헤드형 도장기에 대하여 피드유닛을 삽입고정 또는 이탈하는 피드유닛 착탈장치와 호스지지관을 설치 및 해제 가능하게 파지하는 대기장치측 호스파지장치로 이루어지는 유닛대기장치를 설치하는 구성으로 되어 있다.

이에 따라 회전무화헤드형 도장기에 설치되는 피드유닛를 교환함으로써 색상교체를 행할 수 있어 색상교체시간을 단축할 수 있다. 또한 아암 등이 요동한 경우에도 아암측 호스파지장치에 의하여 호스지지관을 파지하여 도료호스의 흔들거림을 방지할 수 있는 구성으로 되어있기 때문에, 도료호스가 피도장물에 접촉함으로써 도장불량을 방지할 수 있데가 도료호스의 마모나 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있고 신뢰성을 향상할 수 있다.

Claims

아암이 요동가능하게 설치된 작업장치와; 상기 작업장치의 아암선단에 설치되고, 에어모터에 의하여 회전되는 회전무화헤드를 가지고 있는 회전무화헤드형 도장기와; 상기 회전무화헤드형 도장기에 설치 및 해제 가능하게 설치되고, 상기 회전무화헤드를 향하여 도료를 공급하는 피드튜브를 가지고 있는 각 색상마다의 피드유닛과; 상기 각 피드유닛에 접속하여 설치되어 도료원으로부터 공급되는 도료가 유통하는 각 색상마다의 도료호스와; 상기 각 도료호스의 도중에 설치된 호스지지관과; 상기 작업장치의 아암에 설치되고, 상기 도료호스를 설치 및 해제 가능하게 지지하기 위하여 상기 호스지지관을 파지하는 아암측 호스파지장치와; 상기 작업장치의 근방에 설치되고, 상기 피드유닛과 도료호스를 대기위치에 유지하는 각 색상마다의 유닛대기장치를 구비하며,

상기 각 유닛대기장치는 상기 회전무화헤드형 도장기에 대하여 피드유닛을 삽입고정 및 이탈하는 피드유닛 착탈장치와; 상기 아암측 호스파지장치 사이에서 상기 도료호스를 받아 건네주기 위하여 상기 호스지지관을 설치 및 해제 가능하게 파지하는 대기장치측 호스파지장치에 의하여 구성되는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 각 유닛대기장치는 상기 아암의 요동지점을 중심으로 하여 둘레방향으로 원하는 각도마다 배치하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 작업장치의 근처에는 상기 아암의 동작범위내에 위치하여 피드유닛대기판과 공급호스대기판을 배치하고, 상기 피드유닛대기판에는 상기 아암의 요동지점을 중심으로하여 피드유닛 착탈장치를 둘레방향에 원하는 각도마다 배치하며, 상기공급호스대기판에는 상기 아암의 요동지점을 중심으로 하여 상기 대기장치측 호스파지장치를 둘레방향으로 원하는 각도마다 배치하는 구성으로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 회전무화헤드형 도장기에는 상기 피드유닛이 설치되었을 때 상기 피드튜브가 삽입되는 피드튜브 삽입구멍을 설치하고, 상기 피드유닛 착탈장치는 상기 피드유닛을 파지하는 피드유닛파지구와, 상기 피드유닛파지구를 상기 피드튜브 삽입구멍의 축방향으로 이동함으로써 상기 피드유닛를 삽입고정 및 이탈하는 파지구이동기구에 의하여 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 회전무화헤드형 도장기에는 상기 에어모터의 회전축을 관통하여 피드튜브 삽입구멍을 설치하고, 상기 각 유닛대기장치의 피드유닛 착탈장치는 상기 도장기의 뒤쪽에서 피드튜브 삽입구멍에 각 피드유닛의 피드튜브를 이동함으로써 상기 각 피드유닛을 삽입고정 및 이탈하는 것임을 특징으로 하는 도장장치.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 아암측 호스파지장치와 대기장치측 호스파지장치는, 엑츄에이터에 의하여 작동하는 한쌍의 포올부에 의하여 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장장치.
제 1항에 있어서,

상기 각 피드유닛에는 상기 회전무화헤드형 도장기의 회전무화헤드를 세정하기 위한 용제가 유통하는 용제호스를 상기 도료호스와 병렬로 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도장장치.