KR100366371B1 - 도료 분사 시스템 - Google Patents

Abstract

도료 분사 시스템이 개시된다. 개시된 도료 분사 시스템은, 지지구조체와; 상기 지지구조체의 일측에 회전 가능하게 설치되어 도장되어지는 도장체를 적어도 하나를 지지하는 고정지그가 설치되는 회전테이블과; 상기 회전테이블의 저부에 설치되어 상기 회전테이블이 회전되도록 하는 구동장치와; 상기 회전테이블의 상부에 X,Y,R의 3축 구동이 가능하게 설치되고, 도료를 공급받아 상기 도장체에 도료를 분사하는 직교로봇장치와; 상기 지지구조체의 일측에 설치되어 상기 직교로봇장치를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 스프레이 도장작업이 직교로봇장치에 의해 이루어지므로 작업 인원과 작업 시간이 줄어들 수 있고, 정확한 두께의 도장작업이 이루어지므로 작업불량을 줄일 수 있으며, 도료량이 절감되는 이점이 있다.

Description

도료 분사 시스템{SYSTEM FOR SPRAYING PAINT}

본 발명은 도료 분사 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소형의 전자부품의 도장면에 로봇에 의해 자동적으로 도료를 분사할 수 있는 도료 분사 시스템에 관한 것이다.

예컨대, 휴대폰, 전자수첩, 또는 PDA 등의 전자제품의 플라스틱 등의 기구물의 도장체 내부 또는 외장 등에 도료를 분사하는 도장작업을 하는 경우에는 여러 가지 수단이 이용된다. 특히, 많은 량의 도장작업을 하면서 좋은 도장 품질을 얻기 위해 일반적으로 휴대용 에어 스프레이 건(air spray gun)을 사용한다.

이 에어 스프레이 건은 도료와 압축공기를 연속적으로 공급하면서 노즐을 통해 도료가 분사되어 지도록 한다. 따라서 이 노즐을 향하고 있는 방향으로 도색이 이루어지게 되므로 대량의 도장체를 도장하고자 하는 경우에는 다수의 도장체를 일정하게 정렬한 후, 에어 스프레이 건을 좌우로 이동시키면서 도료가 고르게 분포되어지도록 하여야 한다.

그런데, 상기와 같은 도장체의 도장 작업은 수작업으로 이루어져 대량 생산이 어렵고, 연속작업이 이루어지지 못했다.

그리고 예컨대, 도장체의 코너부 등에 도장하는 경우에는 도료의 분사가 어려워 도장 불량이 대량으로 발생할 수가 있다. 또한 수작업에 의해 도료가 분사되므로, 도장의 두께가 일정하지 못해 일정한 도장품질을 얻을 수 없음은 물론, 정확한 분사량으로 도료의 분사가 불가능해 도료가 과다하게 분사될 수 있어 도료 소비량이 많다. 이 또한 불량의 다른 원인이 되기도 한다.

그리고 작업자가 에어 스프레이 건을 직접 조작하므로 인체에 유해하며, 작업 기피 현상이 일고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 자동적으로 간단하게 도료를 분사하여 대량생산이 가능하고, 작업자의 수 및 작업시간을 줄일 수 있으며, 정확한 분사가 이루어져 제품의 불량을 저감시킬 수 있음은 물론 도료 소비량을 줄일 수 있도록 한 도료 분사 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 도료 분사 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 1b는 도 1a의 측면도.

도 1c는 도 1b의 컨트롤러의 평면도.

도 2는 지지구조체의 외관 구성도.

도 3a는 회전테이블의 평면도.

도 3b 및 도 3c는 회전테이블 및 구동장치의 정면도 및 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 지지구조체

20. 회전테이블

30. 구동장치

40. 직교로봇장치

50. 컨트롤러

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도료 분사 시스템은, 지지구조체와; 상기 지지구조체의 일측에 회전 가능하게 설치되어 도장되어지는 도장체를 적어도 하나를 지지하는 고정지그가 설치되는 회전테이블과; 상기 회전테이블의 저부에 설치되어 상기 회전테이블이 회전되도록 하는 구동장치와; 상기 회전테이블의 상부에 X,Y,R의 3축 구동이 가능하게 설치되고, 도료를 공급받아 상기 도장체에 도료를 분사하는 직교로봇장치와; 상기 지지구조체의 일측에 설치되어 상기 직교로봇장치를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1a에는 본 발명에 따른 도료 분사 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있고, 도 1b는 도 1a의 측면도가 도시되어 있으며, 도 1c는 도 1b의 컨트롤러의 평면도가 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 도료 분사 시스템은, 지지구조체(10)와, 이 지지구조체(10)의 일측에 회전 가능하게 설치되어 도장되어지는 예컨대 플라스틱 사출물의 도장체를 적어도 하나 지지하는 고정지그(2)가 설치되는 회전테이블(20)과, 이 회전테이블(20)의 저부에 설치되어 회전테이블(20)이 회전되도록 하는 구동장치(30)와, 상기 회전테이블(20)의 상부에 X,Y,R의 3축 구동이 가능하게 설치되고, 도료를 공급받아 도장체에 도료를 분사하는 직교로봇장치(40)와, 상기 지지구조체(10)의 일측에 설치되어 직교로봇장치(40)를 제어하는 컨트롤러(50)를 포함하여 구성된다.

상기 지지구조체(10)는 다수의 지지부재(11)가 연결 설치되어 콘솔형 (console type)으로 이루어져 회전테이블(20)이 설치되도록 중앙부에는 지지부재 (11)에 의해 중앙판(12)이 설치되고, 상기 구동장치(30)가 지지부재(11)의 저부에 설치되도록 하판(13)이 설치되고, 도 2에 도시된 바와 같이, 이 구동장치(30)가 외부에 노출되지 않도록 지지부재(11)의 하부 주위는 폐쇄되며, 하부 주위의 적어도 일측에는 도어(14)가 설치되고, 그 상부에는 컨트롤러(50)가 위치되도록 상판(15)이 설치된다.

상기 지지부재(11)의 저부에는 작업 조건에 따라 지지구조체(10)가 고정 및 이동되도록 하는 다수의 고정부재(16) 및 캐스터(caster)(17)가 설치된다.

그리고 상기 직교로봇장치(40) 주변의 지지구조체(10) 일측에는 직교로봇장치(40)로 공급되는 도료용 호스(미도시)가 설치되는 설치부(19)가 구비되고, 상기 직교로봇장치(40)가 설치되는 지지구조체(10) 주위에는 직교로봇장치(40)를 보호하기 위한 안전유리(18)가 설치된다.

상기 회전테이블(20)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 회전테이블(20)의 중앙에 구동장치(30)와 연결되어 회전되는 실질적으로 원형의 플레이트로 이루어진 베이스(21)와, 이 베이스(21)상에 설치되어 고정지그(2)를 지지하는 지그고정수단을 포함하여 구성된다.

상기 지그고정수단은, 베이스(21)상의 좌우에 각각 대향되게 설치되는 것으로, 상기 고정지그(2)의 적어도 세변을 지지하기 위해 베이스(21)상에 고정 설치된 고정가이드부(22)와, 상기 고정지그(2)의 크기에 따라 고정지그(2)의 일변을 지지하기 위해 베이스(21)상의 중앙에 탄성 가능하게 설치된 탄성가이드부를 포함하여 구성된다.

상기 탄성가이드부는 베이스(21)의 중앙에 대향되게 설치되는 것으로, 상기 베이스(21)의 중앙측에 고정 설치된 제1지지부(23)와, 상기 고정지그(2)가 설치되는 쪽으로 탄성 가능하게 설치된 제2지지부(24)와, 상기 제1,2지지부(23,24) 사이에 적어도 하나 설치된 스프링(25)을 포함하여 구성된다. 여기서 상기 스프링(25)은 2개씩 설치된다.

상기 고정지그(2)는 상기한 지그고정수단에 대향되어 2개가 설치되고, 상기 회전테이블(20)은 180°회전된다. 즉, 상기 고정지그(2)중 하나는 작업영역의 지그이고, 다른 하나의 고정지그(2)는 작업준비영역의 지그이다. 이 고정지그(2)의 형상은 도장체의 형태에 따라 달라질 수 있어 특별한 형태에 한정되지 않는다.

한편, 도 3a에서 설명되지 않은 참조부호 26은 베이스(21)의 무게를 줄이기 이 베이스(21)의 일부를 제거한 커팅부(26)이다.

그리고 상기 구동장치(30)는 도 1b, 도 3b, 및 도 3c에 도시된 바와 같이 회전테이블(20)의 중앙 저부에서 회전테이블(20)과 연결 설치된 포스트(31)와, 이 포스트(31)의 외주에 설치되고 포스트(31)와의 사이에 베어링(32)이 설치된 홀더(33)와, 포스트(31)의 저부에서 포스트(31)와 연결 설치되어 포스트(31)가 회전되도록 하는 인덱스 드라이브(34)와, 이 인덱스 드라이브(34)의 저부에 설치되어 인덱스 드라이브(34)가 구동되도록 하는 구동모터(35)와, 이 구동모터(35)와 인덱스 드라이브(34)를 연결하여 동력이 전달되도록 하는 동력전달수단(36)을 포함하여 구성된다.

한편, 상기 포스트(31)에 회전테이블(20)을 지지하기 위해 스톱퍼(37)가 설치된다.

상기 동력전달수단(36)은 일 실시예로써, 체인 스프라켓 장치가 설치된다. 그러나 상기 동력전달수단(36)은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 그리고 상기 인덱스 드라이브(34)의 일측에는 주위의 물체를 검출토록 하는 근접센서(38)가 설치된다.

또한 상기 구동모터(35)는 진동방지를 위해 하판(13)상에 설치된 포스트부재 (35a)와 지지플레이트(35b)에 의해 설치된다.

그리고 상기 직교로봇장치(40)에는 도료를 분사하는 스프레이 건(41)이 좌우 이동, 회전운동, 또는 승강 가능하게 적어도 하나 설치되며, 도료 분사 각도는 0∼30°이다.

도 1a에서 설명되지 않은 참조부호 42 및 43은 직교로봇장치(40)의 구동부및 이송직교축을 나타내 보인 것이다.

한편, 상기한 직교로봇장치(40)는 스프레이 건(41)을 구동하기 위한 일반적인 로봇장치로 구성된 것이므로, 그 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 도면에는 전부 도시하지는 않았지만, 상기 컨트롤러(50)는 그 전면에 다수의 작동 스위치(51)가 구비된 패널(52)이 설치되어 직교로봇장치(40)를 제어하고, 상기 패널(52)에는 전원인가 여부를 인지토록 하는 램프(lamp)가 설치되며, 그 후면에는 전원이 공급되기 위한 파워코드(power cord)가 설치된다.

또한 상기 컨트롤러(50)의 패널(52)에는 작업의 완료를 알리는 부저(buzzer)와, 작업도중 비상사태가 발생하면 시스템의 작동이 멈추도록 하는 비상버튼이 설치된다.

그리고 상기 컨트롤러(50)에는 직교로봇장치(40)에 공급되도록 하는 에어유니트(53)와, 에어의 압력을 조절하기 위한 다수의 레귤레이터가 설치된다.

한편, 도 1c에서 설명되지 않은 참조부호 54 및 55는 에어유니트용 필터 및 압력 게이지를 나타내 보인 것이다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 도료 분사 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 도료 분사 시스템은, 스프레이 건(41)을 장착한 직교로봇장치(40)와, 이 직교로봇장치(40)의 하부에 도장체를 지지한 고정지그(2)가 장착되어 일정 각도로 회전하는 회전테이블(20)과, 이 회전테이블(20)의 하부에 설치되어 회전테이블(20)을 구동시키는 구동장치(30)와, 상기직교로봇장치(40)의 상부에 설치되어 직교로봇장치(40)를 제어하는 컨트롤러(50)를 지지구조체(10)에 전부 설치할 수 있어 구조가 단순해지고 작업환경에 영향을 받지 않고 설치할 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 컨트롤러(50)의 일측에 설치된 파워 코드를 이용해 전원을 인가하고, 컨트롤러(50)의 파워스위치를 온(on)시킨다. 이렇게 전원이 인가되면 레귤레이터의 압력을 확인하고, 메인 압력 게이지가 적절한 압력을 유지하고 있는지 체크한다.

상기 직교좌표 직교로봇장치(40)에 스프레이 건(41)을 장착하고, 회전테이블 (20)에 2개의 고정지그(2)를 장착할 수 있어 작업영역과 작업준비 영역을 두어 연속적인 도장작업이 가능하므로, 상기 회전테이블(20)에 적어도 하나의 도장체가 고정된 2개의 고정지그(2)를 설치하고, 스타트 버튼을 작동시킨다.

이때, 스프레이 건(41)이 도장체의 도장부위에 정확히 도료가 분사되는지 확인하고, 프로그램에 선택된 번호와 컨트롤러(50)에 표시된 디스플레이 번호가 동일한지 확인한다.

그리고 도장작업이 종료되면 작업이 종료되었음을 알리는 부저가 울리게 되고, 이때 다음 단계(next step)의 버튼을 작동시키게 되면, 회전테이블(20)이 회전하면서 작업영역에 있던 고정지그(2)와 작업준비 영역에 있는 고정지그(2)의 위치가 서로 바뀌게 된다. 상기 회전테이블(20)의 회전이 완료되면서 다시 도장작업이 시작되고, 작업이 완료되면 전과 같이 부저가 울리게 된다.

또한 작업도중 일시적으로 작업을 중단하고자 할 때에는 스톱버튼을 작동시켜 작업을 중단시킬 수 있고, 위급한 상황이 발생되었을 경우에는 비상버튼을 작동시킨다. 그리고 비상사태의 원인을 제거한 후 재 작동시켜 도장작업을 실시한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 도료 분사 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

스프레이 도장작업이 직교로봇장치에 의해 이루어지므로 작업 인원과 작업 시간이 줄어들 수 있고, 정확한 두께의 도장작업이 이루어지므로 작업불량을 줄일 수 있다.

그리고 정확한 분사량으로 도료가 분사되므로 도료 소비량을 상당량 줄일 수 있어 경제적이다.

또한 대량생산이 가능하고, 작업자가 유해물질로부터 격리될 수 있다.

그리고 구동장치가 지지구조체 내에 설치되어 외부와 차단되고, 각 장치들이 지지구체에 일정하게 장착되므로 시스템이 컴팩트화가 이루어질 수 있고, 도료 도장작업의 환경이 쾌적해질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (15)

1. 지지구조체와;

   상기 지지구조체의 일측에 회전 가능하게 설치되어 도장되어지는 도장체를 적어도 하나를 지지하는 고정지그가 설치되는 회전테이블과;

   상기 회전테이블의 저부에 설치되어 상기 회전테이블이 회전되도록 하는 구동장치와;

   상기 회전테이블의 상부에 X,Y,R의 3축 구동이 가능하게 설치되고, 도료를 공급받아 상기 도장체에 도료를 분사하는 직교로봇장치와;

   상기 지지구조체의 일측에 설치되어 상기 직교로봇장치를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지구조체는,

   다수의 지지부재가 연결 설치되어 콘솔형으로 이루어져, 상기 회전테이블이 설치되도록 중앙부에는 상기 지지부재에 의해 중앙판이 설치되고;

   상기 구동장치가 상기 지지부재의 저부에 설치되도록 하판이 설치되고, 상기 구동장치가 외부에 노출되지 않도록 상기 지지부재의 하부 주위는 폐쇄되며, 상기 하부 주위의 적어도 일측에는 도어가 설치되고;

   그 상부에는 상기 컨트롤러가 위치되도록 상판이 설치된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 지지부재의 저부에는 작업 조건에 따라 상기 지지구조체가 고정 및 이동되도록 하는 다수의 고정부재 및 캐스터가 설치된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 직교로봇장치 주변의 상기 지지구조체 일측에는 상기 직교로봇장치로 공급되는 도료용 호스가 설치되는 설치부가 구비되는 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 직교로봇장치가 설치되는 지지구조체 주위에는 상기 직교로봇장치를 보호하기 위한 안전유리가 설치된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 회전테이블은,

   그 중앙에 상기 구동장치와 연결되어 회전되는 베이스와;

   상기 베이스상에 설치되어 상기 고정지그를 지지하는 지그고정수단;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 지그고정수단은,

   상기 베이스상의 좌우에 각각 대향되게 설치되는 것으로,

   상기 고정지그의 적어도 세변을 지지하기 위해 상기 베이스상에 고정 설치된 고정가이드부와;

   상기 고정지그의 크기에 따라 상기 고정지그의 일변을 지지하기 위해 상기 베이스상의 중앙에 탄성 가능하게 설치된 탄성가이드부;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
8. 제6항에 있어서,

   상기 고정지그는 지그고정수단에 대향되어 2개가 설치되고, 상기 회전테이블은 180°회전되는 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 구동장치는,

   상기 회전테이블의 중앙 저부에서 상기 회전테이블과 연결 설치된 포스트와;

   상기 포스트의 외주에 설치되고, 상기 포스트와의 사이에 베어링이 설치된 홀더와;

   상기 포스트의 저부에서 상기 포스트와 연결 설치되어 상기 포스트가 회전되도록 하는 인덱스 드라이브와;

   상기 인덱스 드라이브의 저부에 설치되어 상기 인덱스 드라이브가 구동되도록 하는 구동모터와;

   상기 구동모터와 상기 인덱스 드라이브를 연결하여 동력이 전달되도록 하는 동력전달수단;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
10. 제9항에 있어서,

    상기 동력전달수단은 체인 스프라켓 장치를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
11. 제9항에 있어서,

    상기 인덱스 드라이브의 일측에는 주위의 물체를 검출토록 하는 근접센서가 설치된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
12. 제1항에 있어서,

    상기 직교로봇장치에는 도료를 분사하는 스프레이 건이 회전 가능하게 적어도 하나 설치되며, 도료 분사 각도는 0∼30°인 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는,

    그 전면에는 다수의 작동 스위치가 구비된 패널이 설치되어 상기 직교로봇장치를 제어하고, 상기 패널에는 전원인가 여부를 인지토록 하는 램프가 설치되며, 그 후면에는 전원이 공급되기 위한 파워코드가 설치된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
14. 제13항에 있어서,

    상기 컨트롤러의 상기 패널에는 작업의 완료를 알리는 부저와, 작업도중 비상사태가 발생하면 시스템의 작동이 멈추도록 하는 비상버튼이 설치된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.
15. 제1항에 있어서,

    상기 컨트롤러에는 상기 직교로봇장치에 공급되도록 하는 에어유니트와, 에어의 압력을 조절하기 위한 다수의 레귤레이터가 설치된 것을 특징으로 하는 도료 분사 시스템.