KR100404439B1 - 자동도장장치 - Google Patents

Abstract

복수종류의 벨형 헤드(42, 81, 83)를 설치하는 공통의 공통본체부(11)를 1대의 도장용 로봇(6)의 손목(10)에 설치한다. 또 도장용 로봇(6)의 작업범위내에 설치된 헤드 교환장치(61)의 헤드 파지기구(63)에 각종 벨형 헤드(42, 81, 83)를 파지하여 둔다. 그리고 도장용 로봇(6)을 사용하여 헤드 교환장치(61)에 파지되어 있는 각종 벨형 헤드(42, 81, 83)를 공통본체부(11)에 대하여 교환하여 접속함으로써 도장기(55, 101)를 구성한다. 따라서 도장용 로봇(6)은 헤드 교환장치(61)에 파지되어 있는 벨형 헤드(42, 81, 83)를 교환하여 공통본체부(11)에 접속함으로써 도장작업을 행할 수 있다.

Description

자동도장장치{AUTOMATIC PAINTING DEVICE}

일반적으로 자동차의 차체 등의 피도장물 (이하, 차체라 함)은 도장부스내에 설치된 자동도장장치에 의해 도장된다. 이 자동도장장치는 컨베이어장치에 의해 반송되어 오는 차체에 대하여 도장작업을 행하는 작업기와, 이 작업기에 설치되어 도료를 피도장물을 향하여 분무하는 도장기에 의해 대략 구성되어 있다.

여기서 작업기로서는 복수의 관절을 가지고 티칭내용에 따라 차체에 도장을 실시하는 도장용 로봇, 일정한 범위를 왕복운동하면서 차체에 도장을 실시하는 도장용 리시프로케이터 등이 있다. 또 이들 작업기는 컨베이어장치에 의해 반송되는 차체를 따라 도장작업을 행할 수 있도록 컨베이어장치를 따라 이동하는 트래킹장치에 탑재되어 있다.

또 도장기로서는 주로 도료를 고속회전하는 벨형상 컵에 의해 무화하는 벨형 도장기가 많이 사용된다. 그리고 벨형 도장기에는 벨형상 컵의 지름치수, 분무패턴을 성형하는 셰이핑에어의 토출방향 및 토출량 등이 다른 것이 있어 피도장물의 형상, 사용도료의 종류, 사용도료의 색, 도장마무리조건 등의 여러가지 조건에 따라 도장용 로봇의 벨형 도장기가 선택되어 사용된다. 이 때문에 예를 들면 차체의 외판부(外板部)를 도장하는 경우에는 광범위한 도장에 적합하고 마무리가 양호한 큰 지름의 벨형상 컵을 구비한 벨형 도장기가 사용된다. 한편 차체의 내판부(內板部)를 도장하는 경우에는 스폿적으로 도료를 분무할 수 있도록 작은 지름의 벨형상 컵을 구비한 벨형 도장기가 사용된다.

이와 같은 종래기술에 의한 자동도장장치는 상기한 바와 같이 피도장물의 형상, 사용도료의 종류, 도장색 등에 따라 사용되는 도장기의 종류가 다르다. 또한 이 도장기는 로봇 등의 작업기에 일체적으로 설치되어 있기 때문에 차체의 도장라인에 도장조건에 대응한 자동도장장치를 복수대씩 설비하여 둘 필요가 있다. 이 때문에 도장라인을 제조하는 데 비용이 증가하는 데다가 설치공간이 커져 도장부스가 대형화된다는 문제가 있다.

한편, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 일본국 특개소60-122071호 공보, 특개평4-83549호 공보 등에 나타나 있는 바와 같이 사용하는 도료를 색 교체할 때마다, 또는 도장조건이 다를 때마다 도장용 로봇에 대하여 도장기를 교환하여 사용하는 것이 제안되어 있다.

그러나 이와 같은 종래기술은 로봇에 대하여 도장기의 전체를 교환하여 사용하는 것이기 때문에 도료의 색이 다를 때마다 각각의 도장기를 다수종류 갖추지 않고서는 안되어 도장기의 수가 막대해진다는 문제가 있다. 또한 각각의 도장기는 그 전체를 교환하는 것이기 때문에 그 교환작업에 막대한 노동력이나 시간을 필요로 한다는 문제가 있다.

또한 도료의 색 교체시마다 도장용 로봇에 대하여 도장기의 전체를 교환하는 번거로움을 없애기 위하여 도장용 로봇에 l 대의 도장기를 고정하여 설치하고, 이 도장기에 대하여 각 색 마다의 카트리지를 교환하여 사용하는 카트리지식 도장장치도 알려져 있다(일본국 특개소63-l75662호 공보, 특개평8-229446호 공보 등).

여기서 일본국 특개소63-175662호 공보에 기재된 자동도장장치는, 도장기에 소망의 카트리지를 교환하여 설치하여 도장작업을 행하는 구성으로 되어 있다. 그리고 카트리지를 교환할 때에는 도장기에 부착하기 이전의 색 도료를 세정할 필요가 있기 때문에 도장기에 세정유체를 공급하기 위한 호스를 접속하여 이 호스로부터 세정유체를 공급하여 상기 도장기를 세정하는 것이다.

한편, 일본국 특개평8-229446호 공보에 기재된 자동도장장치는 각 색 마다의 도료가 충전된 다수개의 카트리지를 구비하고 이들 카트리지를 벨형 도장기에 교환하여 설치하는 구성으로 되어 있다.

그러나 이들 종래기술에서는 도장기를 세정하기 위하여 로봇아암을 따라 세정유체를 공급하기 위한 호스를 설치할 필요가 있어 호스의 처리가 번거로워진다는 문제가 있다. 또 로봇으로부터 도장기에 걸어 설치된 호스가 아암으로부터 아래로 드리워져 있기 때문에 도장작업시에 호스가 피도장물 등에 접촉하여 도장불량을 일으키거나 다른 부재에 접촉하여 호스가 마모나 손상을 일으킬 염려가 있다는 문제가 있다.

또한 일본국 특개평8-229446호 공보와 같이, 벨형 도장기를 사용한 경우, 벨형상 컵을 구비한 도장기는 로봇에 고정하여 설치되어 있기 때문에 색 교체시에는벨형상 컵 등을 세정하는 데 장시간을 필요로 한다. 이 때문에 이 벨형상 컵을 세정하고 있는 동안은 차체의 도장작업을 행할 수 없어 생산성이 저하한다는 문제가 있다.

본 발명은 예를 들면 자동차의 차체 등의 피도장물을 도장하는 데 사용하기 적합한 자동도장장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 자동도장장치를 차체, 컨베이어장치와 함께 나타내는 정면도,

도 2는 자동도장장치를 도장부스 내에 설치한 상태를 나타내는 평면도,

도 3은 공통본체부, 카트리지, 벨형 헤드를 나타내는 종단면도,

도 4는 도 3에 있어서의 공통본체부, 카트리지, 벨형 헤드를 반발전극을 생략한 상태로 확대하여 나타내는 종단면도,

도 5는 공통본체부의 일부를 확대하여 나타내는 종단면도,

도 6은 공통본체부를 도 5에 있어서의 화살표 VI-VI 방향에서 본 좌측면도,

도 7은 카트리지를 확대하여 나타내는 종단면도,

도 8은 벨형 헤드를 반발전극을 생략한 상태로 확대하여 나타내는 종단면도,

도 9는 벨형 헤드를 도 8에 있어서의 화살표 IX-IX 방향에서 본 우측면도,

도 10은 벨형 헤드를 도 8에 있어서의 화살표 X-X 방향에서 본 종단면도,

도 11은 헤드 교환장치를 나타내는 정면도,

도 12는 헤드 교환장치를 도 11에 있어서의 화살표 XII-XII 방향에서 본 좌측면도,

도 13은 헤드 파지기구와 베어링 에어공급기구를 도 11에 있어서의 화살표 XIII-XIII 방향에서 확대하여 본 일부 파단 평면도,

도 14는 헤드 파지기구를 도 13에 있어서의 화살표 XIV-XIV 방향에서 본 단면도,

도 15는 헤드 파지기구를 도 13에 있어서의 화살표 XV-XV 방향에서 본 단면도,

도 16은 벨형 헤드를 공통본체부, 카트리지와 함께 헤드 교환장치의 교환위치에 설치한 상태를 나타내는 종단면도,

도 17은 벨형 헤드를 공통본체부, 카트리지와 함께 헤드 교환장치의 교환위치에 설치한 상태를 도 16에 있어서의 화살표 XVII-XVII 방향에서 본 종단면도,

도 18은 벨형 헤드를 공통본체부로부터 위쪽으로 분리한 상태를 나타내는 종단면도,

도 19는 헤드 파지기구에 파지된 벨형 헤드를 향하여 세정기구를 하강시키고 있는 상태를 나타내는 종단면도,

도 20은 세정기구에 의해 벨형 헤드를 세정하고 있는 상태를 나타내는 종단면도,

도 21은 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 공통본체부에 벨형 헤드를 접속한 상태로 나타내는 종단면도,

도 22는 도 21에 있어서의 공통본체부를 나타내는 종단면도이다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 1대의 작업기에 설치되어 있는 공통본체부에 대하여 도장기의 일부를 구성하는 벨형 헤드를 교환하여 사용함으로써 비용의 삭감, 설치공간의 축소를 도모할 수 있도록 한 자동도장장치를 제공하는 데에 있다.

또 다른 목적은, 벨형 헤드의 교환작업을 용이하게 하여 생산성을 향상할 수있도록 한 자동도장장치를 제공하는 데에 있다.

또 다른 목적은, 한쪽의 벨형 헤드를 사용하여 도장작업을 행하고 있을 때에 이 도장작업에 병행되어 다른쪽의 벨형 헤드를 세정하는 세정작업을 행함으로써, 생산성을 향상할 수 있도록 한 자동도장장치를 제공하는 데에 있다.

또 다른 목적은, 벨형 도장기를 각 색 마다의 카트리지를 교환하여 사용하는 카트리지식 도장기로서 구성한 경우, 벨형 헤드의 세정을 용이하게 행할 수 있도록 한 자동도장장치를 제공하는 데에 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명이 채용하는 자동도장장치는, 피도장물에 대하여 도장작업을 행하는 작업기와, 이 작업기에 고정적으로 설치되어 도장기의 공통의 본체부를 구성하는 공통본체부와, 이 공통본체부와 조립되어 벨형 도장기를 구성하기 때문에 상기 공통본체부에 착탈 가능하게 접속되어 공급된 도료를고속회전하는 벨형상 컵에 의해 무화하는 벨형 헤드와, 상기 작업기의 작업범위내에 위치하여 설치되고 상기 공통본체부에 대하여 교환하여 접속하기 위한 벨형 헤드를 파지하는 헤드 교환장치에 의해 구성하여 이루어진다.

이와 같이 구성함으로써, 헤드 교환장치는 작업기의 작업범위내에 설치되어 있기 때문에 공통본체부에 착탈 가능하게 설치되는 벨형 헤드를 교환하는 경우, 작업기에 의해 벨형 헤드를 헤드 교환장치의 헤드 교환위치로 움직이게 함으로써 상기 벨형 헤드를 자동적으로 교환할 수 있다.

그리고 공통본체부에 벨형 헤드를 접속하여 벨형 도장기를 구성하였을 때에는 이 벨형 도장기를 작업기에 의해 이동하면서 공급되는 도료를 벨형 헤드로부터 피도장물을 향하여 분무할 수 있다.

또한 벨형 헤드는 공통본체부에 대하여 착탈 가능하게 접속되어 있기 때문에 예를 들면 분무패턴이 다른 복수종류의 벨형 헤드를 피도장물의 도장면을 따라 교환하여 사용할 수 있다.

본 발명에 의하면 헤드 교환장치는 벨형 헤드를 파지하는 적어도 2개의 파지기구를 구비하고, 한쪽의 파지기구는 작업기에 의해 교환위치로 운반되어 온 한쪽의 벨형 헤드를 파지하고, 다른쪽의 파지기구는 공통본체부에 설치하기 위하여 미리 대기상태로 있는 다른쪽의 벨형 헤드를 파지하는 구성으로 한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써, 벨형 헤드에 의한 도장작업이 종료하면 이 사용종료의 벨형 헤드는 작업기에 의해 한쪽의 파지기구로 운반되어 공통본체부로부터 떼어 내져 이 한쪽의 파지기구에 의해 파지된다. 다음으로, 작업기는 다른쪽의 파지기구에 의해 미리 대기상태에 있는 벨형 헤드로 이동하고 이 벨형 헤드를 인출하여 공통본체부에 설치함으로써 연속하여 도장작업을 행할 수 있다.

본 발명에 의하면 헤드 교환장치는 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구를 구비한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 헤드 교환장치의 파지기구는 도장작업 후의 벨형 헤드를 파지하면 세정기구에 의해 벨형 헤드의 벨형상 컵부 등을 세정할 수 있다.

본 발명에 의하면 헤드 교환장치는 작업기에 의해 교환위치로 운반되어 온 사용이 끝난 벨형 헤드와 미리 대기상태에 있는 세정이 끝난 벨형 헤드의 적어도 2개의 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 사용이 끝난 벨형 헤드를 세정하는 적어도 2개의 세정기구를 구비한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 도장작업이 종료한 사용이 끝난 벨형 헤드는, 작업기에 의해 교환위치로 운반되어 이 교환위치에서 한쪽의 파지기구에 의해 파지된다. 그리고 작업기는 다른쪽의 파지기구에 의해 대기상태로 유지되어 있는 벨형 헤드를 인출하여 연속하여 도장작업을 행한다. 또 한쪽의 파지기구에 파지된 사용 이 끝난 벨형 헤드는 대응하는 한쪽의 세정기구에 의해 도장작업과 병행하여 세정된다.

본 발명에 의하면 헤드 교환장치는 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구와, 상기 파지기구에 의해 벨형 헤드를 파지하였을 때에 이 벨형 헤드에 설치된 에어모터의 에어베어링에 베어링에어를 공급하는 베어링에어공급기구를 구비하는 구성으로 한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 벨형 헤드가 헤드 교환장치의 파지기구에 의해 파지되었을 때에는 베어링에어공급기구가 벨형 헤드의 에어모터의 에어베어링에 베어링에어를 공급한다. 따라서 벨형 헤드를 공통본체부로부터 떼어 낸 상태이더라도 에어베어링에 의해 회전축을 정압(靜壓)적으로 지지할 수 있어 에어모터의 마모나 손상을 방지할 수 있다.

본 발명에 의하면 내부에 도료가 충전된 봄베와 이 봄베로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색 마다의 카트리지를 구비하고, 상기 벨형 도장기는 각 색 마다의 카트리지가 교환하여 설치되는 카트리지식 도장기에 의해 구성한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 카트리지식 도장기는 각 색 마다의 카트리지를 공통본체부에 선택적으로 설치할 수 있다. 이에 의하여 카트리지식 도장기는 카트리지의 피드튜브를 통하여 다른 도색의 도료를 벨형 헤드에 공급할 수 있다.

본 발명에 의하면 공통본체부에는 각 카트리지를 교환하여 끼워맞추는 카트리지 끼워맞춤부와 상기 피드튜브가 삽입되는 피드튜브 삽입구멍을 설치하고, 벨형헤드에는 상기 피드튜브가 삽입되는 헤드측 피드튜브 삽입구멍을 설치한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 각 색 마다의 카트리지를 공통본체부에 선택적으로 끼워 맞췄을 때에는 공통본체부의 피드튜부 삽입구멍, 헤드측 피드튜브 삽입구멍에 삽입되는 피드튜브로부터 다른 도색의 도료를 벨형 헤드에 공급할 수 있다.

본 발명에 의하면 벨형 헤드에는 카트리지의 피드튜브가 삽입되는 피드튜브삽입구멍을 설치하고, 헤드 교환장치는 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구를 구비하고, 이 세정기구에는 세정시에 벨형 헤드의 피드튜브 삽입구멍에 삽입되어 세정유체를 토출하는 세정유체 튜브를 설치하는 구성으로 한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 헤드 교환장치의 파지기구가 도장작업 후의 벨형 헤드를 파지하면 세정기구의 세정유체 튜브가 벨형 헤드의 피드튜브 삽입구멍에 삽입되어 상기 세정유체 튜브로부터 세정유체를 토출하여 벨형 헤드에 부착된 도료 등을 세정할 수 있다.

본 발명에 의하면 벨형 헤드에는 카트리지의 피드튜브가 삽입되는 피드튜브삽입구멍을 설치하고, 헤드 교환장치는 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구와, 상기 파지기구에 의해 벨형 헤드를 파지하였을 때에 상기 벨형 헤드에 설치된 에어모터의 에어베어링에 베어링에어를 공급하는 베어링에어공급기구를 구비하고, 상기 세정기구에는 세정시에 벨형 헤드의 피드튜브 삽입구멍에 삽입되어 세정유체를 토출하는 세정유체 튜브와, 세정시에 벨형상 컵을 회전하도록 하기 위하여 벨형 헤드에 설치된 에어모터에 터빈에어를 공급하는 터빈에어공급로를 설치하는 구성으로 한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 헤드 교환장치의 파지기구가 도장작업 후의 벨형 헤드를 파지하면 베어링에어공급기구는 에어모터의 에어베어링에 베어링에어를 공급하고 이 에어베어링에 의해 회전축을 정압적으로 지지한다.

또 세정기구는 세정유체 튜브를 벨형 헤드의 피드튜브 삽입구멍에 삽입함과동시에, 터빈에어공급로를 벨형 헤드의 에어모터에 접속한다. 그리고 세정기구는 터빈에어공급로를 통하여 벨형 헤드의 에어모터에 터빈에어를 공급하기 때문에 벨형상 컵을 회전시킨 상태로 세정유체 튜브로부터 세정유체를 토출하여 벨형상 컵부등에 부착된 도료를 세정할 수 있다.

본 발명에 의하면 공통본체부에는 벨형 헤드를 착탈 가능하게 접속하는 헤드접속부와, 이 헤드접속부와 벨형 헤드 사이에서 구획 형성되는 음압공간으로 개구하는 에어흡인통로를 설치하고, 이 에어흡인통로를 경유하여 상기 음압공간내의 에어를 흡인함으로써 공통본체부에 대하여 벨형 헤드를 고정하는 구성으로 한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 공통본체부의 헤드접속부에 벨형 헤드를 접속하고, 이 헤드접속부와 벨형 헤드 사이에서 구획 형성되는 음압공간내의 에어를 에어흡인통로를 경유하여 흡인함으로써 벨형 헤드를 끌어 당겨 공통본체부에 대하여 벨형 헤드를 안정적으로 접속할 수 있다. 또 벨형 헤드를 떼어 내는 경우에는 음압공간내에 에어를 공급함으로써 음압상태를 해제하여 벨형 헤드를 공통본체부로부터 떼어 낼 수 있다.

본 발명에 의하면 공통본체부에는 도료를 토출하는 피드튜브를 축방향으로 돌출하여 설치하고, 벨형 헤드에는 상기 피드튜브가 삽입되는 피드튜브 삽입구멍을 설치한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 소망의 도료가 색 교환장치 등을 거쳐 공급되고, 이 도료를 공통본체부의 피드튜브로부터 토출하여 벨형 헤드로부터 분무할 수 있다.

본 발명에 의하면 피도장물에 대하여 도장작업을 행하는 작업기와, 이 작업기에 고정적으로 설치되어 도장기의 공통의 본체부를 구성하는 공통본체부와, 이 공통본체부와 조립되어 벨형 도장기를 구성하기 때문에 상기 공통본체부에 착탈 가능하게 접속되어 공급된 도료를 고속회전하는 벨형상 컵에 의해 무화하는 벨형 헤드와, 내부에 도료가 충전된 봄베와 이 봄베로부터 축방향으로 신장하는 피드튜브로 이루어지고, 이 피드튜브가 상기 공통본체부로부터 벨형 무화헤드를 향하여 삽입되는 각 색 마다의 카트리지와, 상기 작업기의 작업범위내에 위치하여 설치되고 상기 공통본체부에 대하여 교환하여 접속하기 위한 벨형 헤드를 파지하는 헤드 교환 장치를 구비하고, 상기 벨형 도장기는 상기 공통본체부측에 각 색 마다의 카트리지를 교환하여 설치하는 카트리지식 벨형 도장기로서 구성한 데에 있다.

본 발명에 의하면 작업기는 도장부스내에 설치된 도장용 로봇 또는 도장용 리시프로케이터로서 공통본체부는 상기 도장용 로봇 또는 도장용 리시프로케이터의 아암 선단에 설치한 데에 있다.

이와 같이 구성함으로써 도장용 로봇, 도장용 리시프로케이터 등을 동작함으로써 아암 선단의 공통본체부에 접속된 벨형 헤드를 피도장물의 도장면을 따라 동작하여 도장을 행할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 자동도장장치를 자동차의 차체를 도장하는 경우를 예로 들어 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 20에 본 발명의 제 1 실시형태를 나타내는 데, 본 실시형태의 특징은 벨형 헤드로서 3종류의 다른 벨형 헤드를 교환하여 사용하는 구성으로 한 데에 있다.

1은 피도장물이 되는 자동차의 차체(2)를 도장하는 도장부스(도 2에 있어서 2점쇄선으로 도시)이고, 이 도장부스(1)내에는 상기 차체(2)를 반송하는 컨베이어장치(3)가 설치되고, 이 컨베이어장치(3)의 도중에는 그 좌, 우방향의 양측에 위치하여 뒤에서 설명하는 자동도장장치(4)가 설치되어 있다.

4, 4는 컨베이어장치(3)의 도중에 위치하여 좌, 우방향의 양측에 설치된 자동도장장치로서, 이 각 자동도장장치(4)는 뒤에서 설명하는 도장용 로봇(6), 공통본체부(11), 벨형 헤드(42, 81, 83), 헤드 교환장치(61)에 의해 대략 구성되어 있다.

5, 5는 컨베이어장치(3)의 좌, 우방향으로 소정치수 이간되어 설치되고, 이 컨베이어장치(3)와 병행하여 연장된 2개의 주행레일로서, 이 각 주행레일(5)은 작업기의 일부를 이루는 트래킹기구를 구성하는 것으로, 뒤에서 설명하는 도장용 로봇(6)을 컨베이어장치(3)에 의해 반송되는 차체(2)를 따라 이동시킨다.

6, 6은 주행레일(5)상에 설치된 작업기로서 사용되는 도장용 로봇으로서, 이 도장용 로봇(6)은 티칭내용에 따라 그 선단에 설치된 공통본체부(11)를 거쳐 벨형 헤드(42)를 차체(2)를 따르게 하여 이 차체(2)에 도장을 실시하는 것이다. 여기서 도장용 로봇(6)은 도 1에 나타내는 바와 같이 주행레일(5)상에 설치되어 컨베이어장치(3)의 반송방향을 따라 이동하는 기초대(7)와, 이 기초대(7)상에 회전 가능하고 또한 요동 가능하게 설치된 수직아암(8)과, 이 수직아암(8)의 선단에 요동 가능하게 설치된 수평아암(9)과, 이 수평아암(9)의 선단에 설치된 손목(10)에 의해 대략 구성되어 있다. 그리고 도장용 로봇(6)은 뒤에서 설명하는 벨형 헤드(42) 등을 사용하여 차체(2)의 도장을 행하는 도장지역(A)과 벨형 헤드(42, 81, 83) 등의 교환을 행하는 교환지역(B)으로 이동하는 것이다.

11은 도장용 로봇(6)에 설치된 공통본체부로서, 이 공통본체부(11)는 도 3,도 4에 나타내는 바와 같이 뒤에서 설명하는 하우징(12), 헤드접속부 (15), 카트리지 끼워맞춤부(16), 피드튜브 삽입구멍(19) 등에 의해 대략 구성되어 있다. 여기서 공통본체부(11)는 뒤에서 설명하는 카트리지식 벨형 도장기(55)의 공통의 본체부를 구성하고 있다.

12는 공통본체부(11)의 외각을 이루는 하우징으로서, 이 하우징(12)은 손목 (10)의 선단에 설치되어 있다. 그리고 하우징(12)은 통형상의 조임부(13A)를 거쳐 수평아암(9) 선단의 손목(10)에 설치된 네크부(13)와, 이 네크부(13)의 선단에 일체 형성된 설치부(14)에 의해 구성되어 있다.

15는 설치부(14)의 앞쪽에 형성된 헤드접속부로서, 이 헤드접속부(15)는 뒤에서 설명하는 벨형 헤드(42)등이 교환 가능하게 접속되는 것으로, 도 5에 나타내는 바와 같이 오목원통형상으로 형성되어 있다. 그리고 헤드접속부(15)에 벨형 헤드(42)의 후단부측을 끼워 맞추고, 이들 사이에 구획 형성되는 뒤에서 설명하는 음압공간(27)을 음압상태로 함으로써, 벨형 헤드(42)를 고정적으로 유지하는 것이다.

또 16은 설치부(14)의 뒤쪽에 형성된 카트리지 끼워맞춤부로서, 이 카트리지 끼워맞춤부(16)는 뒤에서 설명하는 카트리지(32)가 교환 가능하게 끼워맞춰진다. 그리고 카트리지 끼워맞춤부(16)는 도 5에 나타내는 바와 같이 카트리지(32)의 봄베(33), 밸브수용블록(37)이 끼워맞춰지는 단붙임형상의 큰 지름 끼워맞춤구멍 (16A)과, 밸브수용블록(37)의 지지통(37A)이 끼워맞춰지는 작은 지름 끼워맞춤구멍 (16B)에 의해 구성되어 있다. 그리고 카트리지 끼워맞춤부(16)에 카트리지(32)의 봄베(33)를 끼워 맞추어 이들 사이에 구획 형성되는 음압공간(17)을 흡인에어통로(도시 생략)를 거쳐 음압상태로 함으로써, 헤드접속부(15)와 거의 동일하게 카트리지(32)를 고정적으로 유지하는 것이다.

18은 카트리지 끼워맞춤부(16)와 동축에 축방향으로 연장되어 삽입된 본체부측 튜브 가이드로서, 이 튜브 가이드(18)는 도전성 재료를 사용한 단붙임의 원통체로서 형성되고, 도 5에 나타내는 바와 같이 그 안 둘레측은 피드튜브 삽입구멍(19)의 일부를 구성하는 중공구멍(18A)으로 되어 있다.

19는 카트리지 끼워맞춤부(16)의 작은 지름 끼워맞춤구멍(16B)과 튜브 가이드(18)의 중공구멍(18A)으로 이루어지는 본체부측 피드튜브 삽입구멍으로서, 이 피드튜브 삽입구멍(19)은 설치부(14)의 헤드접속부 (15)와 카트리지 끼워맞춤부 (16) 사이를 관통하는 단붙임 구멍으로서 형성되어 있다. 또 상기 피드튜브 삽입구멍 (19)은 뒤에서 설명하는 헤드측 피드튜브 삽입구멍(48)과 동축에 형성되어 있다.

20은 하우징(12)의 네크부(13)에 설치된 고전압 발생기로서, 이 고전압 발생기(20)는 예를 들면 콕크로프트회로에 의해 구성되고, 전원장치(도시 생략)로부터 공급되는 전압을 예를 들면 -60 내지 -l20kV로 승압하는 것이다. 그리고 고전압 발생기(20)의 출력측은 예를 들면 본체부측 튜브 가이드(18)에 전기적으로 접속되고, 이에 의하여 고전압 발생기(20)는 튜브 가이드(18)를 거쳐 피드튜브(38)내를 유통하는 도료에 직접적으로 고전압을 대전시킨다. 또 이 고전압은 피드튜브(38)로부터 에어모터(44)의 회전축(44C)을 거쳐 벨형상 컵(45)에 인가된다.

21은 하우징(12)에 설치된 광섬유 케이블로서, 이 광섬유 케이블(21)은 네크부(13)로부터 설치부(14)에 걸쳐 연장되고, 그 선단부는 플러그(21A)가 되고, 이플러그(21A)는 헤드접속부(15)로부터 앞쪽으로 돌출되어 있다. 그리고 광섬유 케이블 (21)의 플러그(21A)는 설치부(14)의 헤드접속부(15)에 벨형 헤드(42)가 설치되었을 때에 케이블 삽입구멍(49)내에 삽입되어 에어모터(44)의 에어터빈(44D)에 근접한 위치에 설치된다. 이에 의하여 광섬유 케이블(21)의 기초 끝측에 접속된 회전수 검출장치(도시 생략)는 상기 광섬유 케이블(21)을 거쳐 에어터빈(44D)의 회전수를 검출할 수 있다.

22는 하우징(12)에 설치된 본체부측 셰이핑에어통로로서, 이 셰이핑에어통로 (22)는 뒤에서 설명하는 셰이핑에어링(46)에 셰이핑에어를 공급하는 것이다. 그리고 셰이핑에어통로(22)는 선단측에 헤드측 셰이핑에어통로(50)에 접속되는 접속통부 (22A)를 가지고 있다.

23은 하우징(12)에 설치된 본체부측 터빈에어통로(도 6중에 도시)로서, 이 터빈에어통로(23)는 에어모터(44)의 에어터빈(44D)에 터빈구동에어를 공급하는 것이다. 또 터빈에어통로(23)는 접속통부(22A)와 마찬가지로 선단측에 헤드측 터빈에어통로(51)에 접속되는 접속통부(23A)를 가지고 있다.

24는 하우징(12)에 설치된 본체부측 브레이크에어통로로서, 이 브레이크에어통로(24)는 에어모터(44)의 에어터빈(44D)에 브레이크에어를 공급하여 제동력을 주는 것이다. 또 브레이크에어통로(24)는 접속통부(22A)와 마찬가지로 선단측에 헤드측 브레이크에어통로(52)에 접속되는 접속통부(24A)를 가지고 있다.

25는 하우징(12)에 설치된 본체부측 베어링에어통로로서, 이 베어링에어통로 (25)는 에어모터(44)의 에어 베어링(44E)에 베어링에어를 공급하는 것이다. 또 베어링에어통로(25)는 선단측에 헤드측 베어링에어통로(53)에 접속되는 접속통부 (25A)를 가지고 있다.

또 26은 하우징(12)에 설치된 흡인에어통로로서, 이 흡인에어통로(26)는 하우징(12)의 헤드접속부(15)에 벨형 헤드(42)를 접속할 때에 이 헤드접속부(15)와 벨형 헤드(42)의 후단부 사이에 구획 형성되는 음압공간(27)(도 4중에 도시)의 에어를 흡인함으로써 하우징(12)에 대하여 벨형 헤드(42, 81, 83) 등을 안정적으로 접속하는 것이다.

28은 하우징(12)에 설치된 본체부측 시너통로로서, 이 시너통로(28)는 하우징(12)의 카트리지 끼워맞춤부(16)에 카트리지(32)를 끼워 맞춤으로써 이 카트리지 (32)에 설치된 시너통로(39)와 접속된다. 그리고 상기 시너통로(28)는 카트리지 (32)내의 도료를 압출하기 위한 압출시너를 공급하는 것이다.

29는 하우징(12)의 설치부(14)에 설치된 시너밸브로서, 이 시너밸브(29)는 본체부측 시너통로(28)를 연통, 차단하고, 카트리지측 시너통로(39)에 대하여 시너의 공급, 정지를 제어하는 것이다. 여기서 시너밸브(29)는 설치부(14)에 형성된 실린더구멍(29A)과, 이 실린더구멍(29A)내에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워 맞춰진 피스톤(29B)과, 이 피스톤(29B)으로부터 축방향으로 연장되어 설치된 밸브체 (29C)와, 상기 피스톤(29B)을 거쳐 이 밸브체(29C)를 폐쇄밸브방향으로 가세하는 밸브 스프링(29D)에 의해 대략 구성되어 있다.

그리고 시너밸브(29)는 카트리지 끼워맞춤부(16)로부터 카트리지(32)가 떼어 내진 상태에서는 밸브 스프링(29D)의 가세력으로 밸브체(29C)가 본체부측 시너통로(28)를 차단하여 시너가 유출되는 것을 방지한다. 한편 카트리지 끼워맞춤부(16)에 카트리지(32)가 끼워 맞춰진 상태에서는 시너밸브(29)는 파일럿에어통로(30)를 거쳐 파일럿에어가 공급됨으로써, 피스톤(29B)을 거쳐 밸브체(29C)가 개방되어 상기 시너통로(28)를 카트리지측 시너통로(39)와 연통하고, 카트리지(32)를 향하여 시너가 유통하는 것을 허용하는 것이다.

이와 같이 시너밸브(29)는 시너통로(28)를 연통, 차단하여 카트리지(32)의 시너실(36)에 공급하는 압출시너를 제어함으로써 카트리지(32)의 도료실(35)로부터 피드튜브(38)를 거쳐 토출되는 도료의 제어를 행하는 것이다.

31은 카트리지 끼워맞춤부(16)의 바닥부측에 설치된 본체부측 파일럿에어통로로서, 이 파일럿에어통로(31)는 그 선단측이 플러그(31A)가 되어 카트리지 끼워맞춤부(16)내에 돌출되어 있다. 그리고 상기 파일럿에어통로(31)는 플러그(31A)가 카트리지측 파일럿에어통로(41)에 접속됨으로써, 뒤에서 설명하는 도료밸브(40)에 파일럿에어를 공급하는 것이다.

32는 공통본체부(11)에 착탈 가능하게 끼워 맞춰지는 카트리지로서, 이 카트리지(32)는 각 색 마다 복수개 준비되어 있다. 그리고 카트리지(32)는 도 7에 나타내는 바와 같이 뒤에서 설명하는 봄베(33)와 피드튜브(38) 등에 의해 대략 구성되어 있다.

33은 카트리지(32)의 본체를 이루는 봄베로서, 이 봄베(33)는 앞쪽이 폐쇄된 바닥이 있는 통형상의 봄베 본체(33A)와, 이 봄베 본체(33A)의 뒤쪽을 폐쇄하여 설치된 덮개체(33B)에 의해 통형상의 용기로서 형성되어 있다.

34는 봄베(33)내에 축방향으로 변위 가능하게 삽입된 피스톤으로서, 이 피스톤(34)은 봄베(33)내를 앞쪽의 도료실(35)과 뒤쪽의 시너실(36)로 구획 형성하고 있다.

37은 봄베(33)의 봄베 본체(33A) 앞쪽에 설치된 밸브수용블록으로서, 이 밸브수용블록(37)의 앞쪽 중앙에는 본체부측 피드튜브 삽입구멍(19)내로 진입하여 피드튜브(38)를 지지하는 지지통(37A)이 돌출하여 설치된다.

38은 밸브수용블록(37)의 앞쪽에 설치된 피드튜브로서, 이 피드튜브(38)는 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 그리고 피드튜브(38)는 그 기초 끝측이 밸브수용블록(37)의 지지통(37A)내에 고정되고, 선단측이 축방향으로 연장되어 선단부가 뒤에서 설명하는 벨형상 컵(45)을 향하여 개구하고 있다. 또 피드튜브(38)내에는 동축으로 신장하는 도료공급로(38A)가 형성되고, 이 도료공급로(38A)는 봄베 (33)의 도료실(35)과 연통하고 있다. 그리고 피드튜브(38)는 공통본체부(11)에 카트리지 (32)를 끼워 맞춘 상태에서는 본체부측 피드튜브 삽입구멍(19)을 관통하여 헤드접속부(15)로부터 앞쪽으로 돌출한다.

39는 시너실(36)과 연통하여 봄베(33)에 설치된 카트리지측 시너통로로서, 이 시너통로(39)는 공통본체부(11)에 카트리지(32)를 끼워 맞추었을 때에 본체부측 시너통로(28)와 연통하는 것이다. 그리고 상기 시너통로(39)는 시너밸브(29)를 개방하였을 때 시너통로(28)를 거쳐 시너실(36)에 시너를 공급하여 피스톤(34)을 밀어 이동하는 것이다.

또 40은 밸브수용블록(37)에 설치된 도료밸브로서, 이 도료밸브(40)는 피드튜브(38)의 도료공급로(38A)를 연통, 차단하는 것이다. 여기서 도료밸브(40)는 밸브수용블록(37)에 형성된 실린더구멍(40A)과, 이 실린더구멍(40A)내에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입된 피스톤(40B)과, 기초 끝측이 상기 피스톤(40B)에 고정되어 선단측이 피드튜브(38)내를 대략 동축으로 연장된 밸브체(40C)와, 상기 피스톤 (40B)을 거쳐 상기 밸브체(40C)를 폐쇄밸브방향으로 가세하는 밸브스프링(40D)에 의해 대략 구성되어 있다.

그리고 도료밸브(40)는 통상은 밸브스프링(40D)에 의해 가세된 밸브체(40C)가 피드튜브(38)의 도료공급로(38A)를 차단하고 있다. 한편 도료밸브(40)는 파일럿에어통로(31, 41)를 거쳐 파일럿에어가 공급됨으로써, 피스톤(40B)을 거쳐 밸브체 (40C)가 개방되어 도료공급로(38A)를 연통하여 도료의 유통을 허용하는 것이다.

이와 같이 도료밸브(40)는 밸브체(40C)에 의해 피드튜브(38)의 도료공급로 (38A)를 연통, 차단함으로써 상기 피드튜브(38)로부터 뒤에서 설명하는 벨형 헤드 (42) 등을 향하여 공급되는 도료의 온 ·오프제어를 행하는 것이다.

다음으로 42는 하우징(12)의 헤드접속부(15)에 착탈 가능하게 접속된 벨형 헤드로서, 이 벨형 헤드(42)는 공통본체부(11)와 조립되어 뒤에서 설명하는 카트리지식 벨형 도장기(55)를 구성하는 것이다. 그리고 벨형 헤드(42)는 도 8 내지 도 10에 나타내는 바와 같이 뒤에서 설명하는 몸통(43), 에어모터(44), 벨형상 컵 (45), 셰이핑에어링(46)에 의해 대략 구성되어 있다.

43은 벨형 헤드(42)의 외각을 이루는 몸통으로서, 이 몸통(43)은 앞쪽을 향하여 점차 지름이 축소되는 테이퍼형상의 외면을 가지는 통형상으로 형성되고, 그내부는 모터수용부(43A)로 되어있다. 또 몸통(43)의 바깥 둘레측에는 도 10에 나타내는 바와 같이 지름방향에 대향하는 위치에서 서로 평행면을 이루는 한 쌍의 파지면(43B, 43B)이 형성되어 있다. 또한 몸통(43)에는 상기 파지면(43B, 43B)에 위치하여 뒤에서 설명하는 헤드 파지구(65)의 걸어맞춤로드(65D)가 걸어맞춰지는 피걸어맞춤부가 되는 오목원뿔형상의 걸어맞춤오목부(43C, 43C)가 지름방향에 대향하여 형성되어 있다.

44는 에어모터로서, 이 에어모터(44)는 몸통(43)의 모터수용부(43A)에 설치되어 있다. 여기서 에어모터(44)는 모터케이스(44A)와, 이 모터케이스(44A)내에 축방향으로 관통하여 설치되고, 뒤쪽이 작은 지름부로 되고 앞쪽이 큰 지름부로 된 단붙임형상의 축구멍(44B)과, 이 축구멍(44B)의 큰 지름부에 축방향으로 신장하여 설치되고, 선단측이 상기 모터케이스(44A)로부터 돌출한 회전축(44C)과, 이 회전축 (44C)의 기초 끝측에 위치하여 이 회전축(44C)에 고정된 에어터빈(44D)과, 상기 회전축(44C)과 미소한 간극을 가지고 축구멍(44B)의 주위에 위치하여 상기 모터케이스(44A)에 설치된 에어베어링(44E)과, 상기 회전축(44C)내를 축방향으로 연장하여 뒤에서 설명하는 피드튜브 삽입구멍(48)을 형성하는 중공구멍(44F)에 의해 구성되어 있다.

45는 회전축(44C)의 선단측에 위치하여 에어모터(44)에 설치된 벨형상 컵으로서, 이 벨형상 컵(45)은 에어모터(44)에 의해 고속 회전됨으로써, 피드튜브(38)로부터 토출된 도료를 원심력에 의해 무화하는 것이다.

46은 셰이핑에어링으로서, 이 셰이핑에어링(46)은 에어모터(44)의 앞쪽으로부터 몸통(43)에 설치되어 있다. 그리고 셰이핑에어링(46)은 벨형상 컵(45)에 의해 분무된 도료입자의 분무패턴을 성형하는 셰이핑에어를 분출하는 것이다.

47은 몸통(43)의 뒤쪽 중앙에 설치된 헤드측 튜브가이드로서, 이 튜브 가이드(47)는 단붙임의 원통체로서 형성되고, 그 안 둘레측은 피드튜브 삽입구멍 (48)의 일부를 구성하는 중공구멍(47A)으로 되어 있다. 또 상기 튜브 가이드(47)는 공통본체부(11)에 벨형 헤드(42)를 접속하였을 때에 피드튜브 삽입구멍(19, 48)을 동축에 설치함과 동시에, 피드튜브(38)가 삽입되었을 때에 이 피드튜브(38)를 에어모터(44)의 에어터빈(44D)내로 연장된 선단부로부터 중공구멍(44F)을 향하여 가이드하는 것이다.

48은 에어모터(44)의 중공구멍(44F)과 헤드측 튜브 가이드(47)의 중공구멍 (47A)으로 이루어지는 헤드측 피드튜브 삽입구멍으로서, 이 피드튜브 삽입구멍(48)은 본체부측 피드튜브 삽입구멍(19)과 동축에 형성되어 있다.

49는 몸통(43)의 뒤부분측과 에어모터(44)의 모터케이스(44A)에 걸쳐 설치된 케이블 삽입구멍으로서, 이 케이블 삽입구멍(49)은 광섬유 케이블(21)의 플러그 (21A)를 에어터빈(44D) 근방까지 안내하는 것이다.

50은 몸통(43)의 뒤부분측에 설치된 헤드측 셰이핑에어통로로서, 이 셰이핑에어통로(50)는 본체부측 셰이핑에어통로(22)에 접속됨으로써 셰이핑에어통로(46)를 향하여 셰이핑에어를 공급하는 것이다.

51은 몸통(43)의 뒤부분측과 에어모터(44)의 모터케이스(44A)에 걸쳐 설치된 헤드측 터빈에어통로(도 9에 도시)로서, 이 터빈에어통로(51)는 본체부측 터빈에어통로(23)에 접속됨으로써, 에어모터(44)의 에어터빈(44D)을 향하여 터빈구동에어를 공급하는 것이다.

52는 몸통(43)과 모터케이스(44A)에 걸쳐 설치된 헤드측 브레이크에어통로에서, 이 브레이크에어통로(52)는 본체부측 브레이크에어통로(24)에 접속됨으로써, 에어터빈(44D)에 제동을 주는 브레이크에어를 공급하는 것이다.

또한 53은 몸통(43)의 뒤부분측과 에어모터(44)의 모터케이스(44A)에 걸쳐 설치된 헤드측 베어링에어통로로서, 이 베어링에어통로(53)는 본체부측 베어링에어통로(25)에 접속되는 것이다.

여기서 베어링에어통로(53)는 상기 베어링에어통로(25)의 접속통부(25A)가 접속되는 에어유입구(53A)와, 이 에어유입구(53A)로부터 에어모터(44)의 에어베어링 (44E)으로 연장된 에어유출구(53B)와, 상기 에어유입구(53A)와 연통하여 몸통(43)의 주위면으로 개구한 교환용 에어유입구(53C)와, 상기 각 유입구(53A, 53B, 53C)의 접속부위에 형성된 셔틀밸브수용부(53D)에 의해 구성되어 있다.

또 54는 베어링에어통로(53)의 셔틀밸브수용부(53D)에 수용된 셔틀밸브로서, 이 셔틀밸브(54)는 베어링에어통로(25)로부터 베어링에어가 공급되어 있을 때에는 교환용 에어유입구(53C)측을 폐쇄하여 본체부측으로부터 공급되는 베어링에어를 에어유출구(53B)를 거쳐 에어모터(44)의 에어베어링(44E)를 향하여 공급하는 것이다. 한편, 셔틀밸브(54)는 교환용 에어유입구(53C)에 접속되는 뒤에서 설명하는 베어링에어공급기구(67)로부터 베어링에어가 공급되었을 때에는 에어유입구(53A)측을 폐쇄하고 베어링에어공급기구(67)로부터 공급되는 베어링에어를 에어모터(44)의 에어베어링(44E)에 공급하는 것이다.

이와 같이 하여 공통본체부(11)의 헤드접속부(15)에 벨형 헤드(42)를 착탈 가능하게 접속한 상태에서의 실시형태에 적용하는 카트리지식 벨형 도장기(55)를 구성할 수 있다. 그리고 헤드접속부(15)와 벨형 헤드(42)는 상기 헤드접속부(15)와 벨형 헤드(42)의 뒤부분측 사이에 구획 형성되는 음압공간(27)내의 에어를 흡인 에어통로(26)를 거쳐 흡인함으로써 안정되게 접속된다. 또 음압공간(27)에 에어를 공급함으로써 헤드접속부(15)로부터 벨형 헤드(42)를 떼어 낼 수 있다.

다음으로, 도장용 로봇(6)의 공통본체부(11)에 대하여 각종 벨형 헤드를 교환하여 설치하도록 상기 벨형 헤드를 파지하여 둔 헤드 교환장치(61)에 대하여 설명한다.

61은 도장용 로봇(6)의 작업범위내에 위치하여 설치할 수 있는 헤드 교환장치로서, 이 헤드 교환장치(61)는 도 16에 나타낸 바와 같이 뒤에서 설명하는 설치판(62), 헤드 파지기구(63), 베어링에어공급기구(67), 세정기구(70)에 의해 구성되어 있다.

62는 도장용 로봇(6)의 작업범위내가 되는 교환지역(B)(도 2 참조)에 설치된 설치판으로서, 이 설치판(62)은 도 11, 도 12에 나타내는 바와 같이 상, 하방향으로 연장되는 장방형상을 이루고, 다리부(62A, 62A) 등을 거쳐 플로어상에 지지되어 있다.

63, 63, …은 설치판(62)의 아래쪽에 설치된 예를 들면 3개의 헤드 파지기구로서, 이 각 헤드 파지기구(63)는 각종 벨형 헤드(42, 81, 83)중 도장작업이 종료된 후의 사용이 끝난 벨형 헤드와, 세정작업이 끝나 다음에 교환하여 사용하도록 대기상태에 있는 벨형 헤드를 파지하는 것이다. 여기서 각 헤드 파지기구(63)는 도장용 로봇(6)과 대면함과 동시에 차체(2)의 반송방향으로 소정치수 이간되어 설치되어 있다. 그리고 각 헤드 파지기구(63)는 도 13에 나타내는 바와 같이 뒤에서 설명하는 헤드받이(64)와 헤드 파지구(65)에 의해 구성되어 있다.

64는 헤드 파지기구(63)의 본체를 이루는 헤드받이로서, 이 헤드받이(64)는 벨형 헤드(42) 등을 지탱하는 것이다. 여기서 헤드받이(64)는 기초 끝측에 위치하여 설치판(62)에 설치되는 두께가 두꺼운 직육면체형상의 기초부(64A)와, 이 기초부 (64A)의 길이방향 양측으로 이간되어 앞쪽으로 연장된 한 쌍의 지지아암(64B, 64B)에 의해 전체로서 대략 U 자형상으로 형성되어 있다. 또 각 지지아암(64B)은 벨형 헤드(42)의 몸통(43)에 형성된 각 파지면(43B)의 간격보다도 다소 큰 이간치수를 가지고 설치되어 있다.

또한 기초부(64A)의 길이방향 중앙에는 뒤에서 설명하는 베어링에어공급기구 (67)의 피스톤 슬라이딩구멍(67A)이 형성되고, 각 지지아암(64B)의 길이방향의 중간부에는 상기 피스톤 슬라이딩구멍(67A)과 직교하는 방향으로 대략 동축으로 연장되는 헤드 파지구(65)의 피스톤 슬라이딩구멍(65A)이 각각 형성되어 있다.

65, 65는 지지아암(64B, 64B)에 서로 대향하여 설치된 한 쌍의 헤드 파지구로서, 이 각 헤드 파지구(65)는 벨형 헤드(42)를 좌, 우방향으로부터 파지하는 것이다. 여기서 헤드 파지구(65)는 지지아암(64B)에 대략 동축으로 연장되어 형성된 피스톤 슬라이딩구멍(65A)과, 이 피스톤 슬라이딩구멍(65A)내에 삽입된 단붙임 원통형의 로드가이드(65B)와, 상기 피스톤 슬라이딩구멍(65A)내에 서로 근접하여 이간되는 방향으로 변위 가능하게 삽입된 피스톤(65C)과, 이 피스톤(65C)으로부터 상기 로드가이드(65B)를 향하여 축방향으로 연장된 걸어맞춤로드(65D)와, 피스톤 슬라이딩구멍(65A)을 폐쇄한 밀봉마개(65E)와, 상기 걸어맞춤로드(65D)를 상기 밀봉마개(65E)측으로 가세하는 코일스프링(65F)에 의해 구성되어 있다.

그리고 걸어맞춤로드(65D)는 통상시는 코일스프링(65F)의 가세력에 의해 그 선단이 로드가이드(65B)내로 들어가도록 설치되어 있다. 한편, 에어통로(66)를 거쳐 에어가 공급되었을 때에는 도 17에 나타내는 바와 같이 걸어맞춤로드(65D)의 선단이 로드가이드(65B)로부터 돌출되어 벨형 헤드(42)의 몸통(43)에 형성된 걸어맞춤오목부(43C)에 걸어맞춰지는 것이다.

67은 헤드받이(64)의 기초부(64A)에 설치된 베어링에어공급기구로서, 이 베어링에어공급기구(67)는 헤드파지기구(63)에 의해 벨형 헤드(42)를 파지하고 있는 상태로 에어모터(44)의 에어베어링(44E)에 베어링에어를 공급하는 것이다. 여기서 베어링에어공급기구(67)는 기초부(64A)의 길이방향 중앙에 형성되고, 각 지지 아암(64B) 사이의 안쪽부로 개구한 피스톤 슬라이딩구멍(67A)과, 이 피스톤 슬라이딩구멍(67A)내에 삽입된 단붙임 원통형의 로드가이드(67B)와, 상기 피스톤 슬라이딩구멍(67A)내에 변위 가능하게 삽입된 피스톤(67C)과, 이 피스톤(67C)으로부터 축방향으로 연장되어 한쪽의 선단측이 로드가이드(67B)로부터 돌출한 접속로드(67D)와, 이 접속로드(67D)의 축중심을 축방향으로 관통하여 형성된 에어공급로(67E)와, 상기 접속로드(67D)를 피스톤 슬라이딩구멍(67A)의 기초 끝측으로 가세하는 코일스프링(67F)에 의해 구성되어 있다.

그리고 접속로드(67D)는 통상시는 코일스프링(67F)의 가세력에 의해 축소하고 있다. 한편 에어통로(68)를 거쳐 에어가 공급되었을 때에는 도 16에 나타내는 바와 같이 접속로드(67D)가 신장하여 벨형 헤드(42)의 몸통(43)에 형성된 베어링에어통로(53)의 교환용 에어유입구(53C)에 접속한다. 이에 의하여 베어링에어공급기구(67)는 베어링에어통로(69), 에어공급로(67E), 베어링에어통로(53)를 거쳐 에어모터(44)의 에어베어링(44E)에 베어링에어를 공급하는 것이다.

70, 70, …은 각 헤드 파지기구(63)와 대응하는 위치에 상, 하방향으로 이동가능하게 설치된 3개의 세정기구로서, 이 각 세정기구(70)는 각 헤드 파지기구(63)의 위쪽에 위치하여 설치판(62)에 설치되어 있다. 그리고 상기 각 세정기구(70)는 각 헤드 파지기구(63)에 의해 파지된 사용이 끝난 벨형 헤드(42)의 벨형상 컵(45)에 부착된 도료를 세정하는 것이다. 여기서 세정기구(70)는 도 11, 도 19 및 도 20에 나타내는 바와 같이 상, 하방향으로 연장되어 설치판(62)에 설치된 레일(71)과, 이 레일(71)을 따라 상, 하방향으로 이동하는 뒤에서 설명하는 세정부(73)와, 상기 레일(71)의 위쪽에 위치하여 설치판(62)에 설치되고, 그 로드(72A) 선단에서 상기 세정부(73)를 상, 하방향으로 이동 가능하게 지지하는 실린더장치(72)에 의해 대략 구성되어 있다.

73은 세정기구(70)의 본체를 이루는 세정부로서, 이 세정부(73)는 도 19, 도 20에 나타내는 바와 같이, 뒤에서 설명하는 승강블록(74), 시너튜브(75), 시너밸브 (76), 셰이핑에어통로(79), 터빈에어통로(80)에 의해 대략 구성되어 있다.

74는 레일(71)을 따라 상, 하방향으로 이동하는 승강블록으로서, 이 승강블록(74)은 실린더장치(72)의 로드(72A) 선단에 설치되어 있다. 이에 의하여 승강블록(74)은 실린더장치(72)의 로드(72A)의 축소, 신장에 의해 상, 하방향으로 이동한다.

75는 승강블록(74)의 하면측의 거의 중앙부에 설치된 세정유체튜브로서의 시너튜브로서, 이 시너튜브(75)는 헤드 파지구(65)에 파지된 벨형 헤드(42)의 벨형상컵부(45)를 향하여 시너 등의 세정유체를 공급하여 이 벨형상 컵(45)을 세정하는 것이다. 여기서 시너튜브(75)는 승강블록(74)의 하면으로부터 아래쪽으로 연장되어 설치되고, 그 내부가 시너공급로(75A)로 되어 있다. 그리고 시너튜브(75)는 승강블록(74)이 하강하였을 때에 헤드 파지기구(63)에 파지된 벨형 헤드(42)의 피드튜브 삽입구멍(48)에 삽입되는 것이다.

76은 시너튜브(75)의 위쪽에 위치하여 승강블록(74)에 설치된 시너밸브로서, 이 시너밸브(76)는 시너튜브(75)의 시너공급로(75A)를 연통, 차단하는 것이다. 여기서 시너밸브(76)는 승강블록(74)의 거의 중앙에 위치하여 상, 하방향에 형성된 실린더구멍(76A)과, 이 실린더구멍(76A)내에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입된 피스톤(76B)과, 기초 끝측이 이 피스톤(76B)에 고착되고, 선단측이 시너튜브(75)내를 거의 동축으로 연장한 밸브체(76C)와, 상기 피스톤(76B)을 거쳐 상기 밸브체 (76C)를 폐쇄방향으로 가세하는 밸브스프링(76D)에 의해 대략 구성되어 있다.

그리고 시너밸브(76)는 통상시는 밸브스프링(76D)에 의해 가세된 밸브체 (76C)가 시너튜브(75)의 시너공급로(75A)를 차단하고 있다. 한편 시너밸브(76)는파일럿 에어통로(77)를 거쳐 파일럿에어가 공급됨으로써, 피스톤(76B)을 거쳐 밸브체(76C)를 개방시켜 시너공급로(75A)를 연통하고, 시너통로(78) 등을 경유하여 공급되는 시너의 유통을 허용하는 것이다.

79는 승강블록(74)에 형성된 셰이핑에어통로로서, 이 셰이핑에어통로(79)의 아래쪽 개구에는 접속통부(79A)가 설치되어 있다. 또 80은 승강블록(74)에 형성된 터빈에어통로로서, 이 터빈에어통로(80)의 아래쪽 개구에는 접속통부(80A)가 설치되어 있다. 이들 에어통로(79, 80)는 시너에 의해 벨형상 컵(45) 등을 세정할 때에 셰이핑에어를 분출하면서 에어모터(44)에 의해 벨형상 컵부(45)를 고속으로 회전시키는 것이다.

또한 81은 헤드 교환장치(61)의 헤드 파지기구(63)에 대기상태에서 파지된 다른 벨형 헤드로서, 이 벨형 헤드(81)는 예를 들면 상기한 벨형 헤드(42)의 벨형상 컵(45)의 지름치수보다도 작은 지름치수를 가지는 벨형상 컵(82)을 가지고 있다.

또 83은 또 다른 벨형 헤드로서, 이 벨형 헤드(83)는 상기 벨형 헤드(81)의 벨형상 컵(82)의 지름치수보다도 작은 지름치수를 가지는 벨형상 컵(84)을 가지고 있다.

또한 85는 벨형 헤드(42)의 몸통(43)의 바깥 둘레측에 설치된 고리형상의 반발전극으로서, 이 반발전극(85)은 벨형상 컵부(45)에 인가되는 마이너스의 고전압과 동전위의 고전압이 인가된다. 이에 의하여 마이너스에 대전한 도료입자를 동일 극반발시켜 몸통(43)의 외면에 도료입자가 부착되는 것을 방지하는 것이다.

본 실시형태에 의한 자동도장장치(4)는 상기와 같은 구성을 가지는 것으로, 다음에 그 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 컨베이어장치(3)에 의해 반송되는 차체(2)의 외판부를 도장하는 경우에는 도장용 로봇(6)을 주행레일(5)에 따라 트래킹동작시키면서 이 도장용 로봇(6)을 사용하여 도장작업을 행한다. 이 때에는 하우징(12)의 카트리지 끼워맞춤부 (16)에 소망의 도색의 도료가 충전된 카트리지(32)를 끼워맞춘다. 또 하우징(12)의 헤드접속부(15)에는 각 벨형 헤드(42, 81, 83)중, 차체(2)의 외판부를 도장하는 데 알맞은 넓은 범위에 도료를 분무할 수 있는 벨형 헤드(42)를 접속한다. 이에 의하여 공통본체부(11)와 카트리지(32)에 의해 외판부를 도장하는 데 알맞은 카트리지식 벨형 도장기(55)를 구성할 수 있다.

그리고 도장용 로봇(6)과 차체(2)가 대면할 때, 셰이핑에어통로(22, 50)를 거쳐 셰이핑에어링(46)에 셰이핑에어를 공급하고, 터빈에어통로(23, 51)를 거쳐 에어모터(44)의 에어터빈(44D)에 터빈구동에어를 공급하고, 베어링에어통로(25, 53)를 거쳐 에어베어링(44E)에 베어링에어를 공급한다. 이에 의하여 벨형상 컵(45)은에어모터(44)에 의해 고속회전하면서 셰이핑에어를 분출한다. 또 고전압발생기 (20)로부터는 카트리지(32)의 피드튜브(38)를 거쳐 도료에 고전압을 인가한다.

이 상태로 시너밸브(29), 도료밸브(40)를 개방한다. 그리고 시너밸브(29)의 개방에 의해 압출시너는 시너통로(28, 39)를 거쳐 시너실(36)로 유입하기 때문에 피스톤(34)은 압출시너에 의해 도료실(35)내의 도료를 피드튜브(38)에 공급한다. 또 도료밸브(40)도 개방되어 있기 때문에 이 도료는 피드튜브(38)로부터 카트리지식 벨형 도장기(55)의 벨형상 컵(45)에 공급된다. 이 때 벨형상 컵(45)은 고속회전하고 있으므로 이 벨형상 컵(45)으로부터는 차체(2)의 외판부를 향하여 도료를 분무할 수 있다.

다음으로, 차체(2)의 외판부의 도장이 종료하면 차체(2)의 내판부의 도장으로 이행한다. 이 경우에는 벨형 헤드를 외판부용 벨형 헤드(42)로부터 내판부와 같이 복잡한 도장면을 도장하는 데 알맞은 작은 지름의 벨형상 컵(82)을 가지는 벨형 헤드(81)로 교환한다.

따라서 도장작업에 사용한 사용이 끝난 벨형 헤드(42)를 공통본체부(11)로부터 떼어 내는 경우에는 도장용 로봇(6)을 동작하여 벨형 헤드(42)를 헤드 교환장치 (61)의 헤드 파지기구(63)로 이동한다. 그리고 도 16, 도 17에 나타내는 바와 같이 벨형 헤드(42)의 몸통(43)을 헤드받이(64)의 각 지지아암(64B) 사이에 설치한다.

이 때에 헤드 파지구(65)는 그 걸어맞춤로드(65D, 65D)를 몸통(43)의 걸어맞춤오목부(43C, 43C)에 걸어맞추게 함으로써 벨형 헤드(42)를 파지하여 고정한다.

이것과 거의 동시에 베어링에어공급기구(67)는 접속로드(67D)를 신장하여 몸통(43)에 형성된 베어링에어통로(53)의 교환용 에어유입구(53C)에 삽입한다. 이 상태에서 베어링에어공급기구(67)는 베어링에어통로(69), 에어공급로(67E)를 거쳐 헤드측 베어링에어통로(53)에 베어링에어를 공급한다. 또 본체부측에서는 베어링에어통로(25)로부터의 베어링에어의 공급을 정지한다.

이에 의하여 에어모터(44)의 에어베어링(44E)에는 헤드 교환장치(61)로부터베어링에어가 공급되므로 벨형 헤드(42)를 공통본체부(11)로부터 분리한 상태이더라도 에어베어링(44E)에 베어링에어를 항상 공급할 수 있어 회전축(44C)을 원활하게 회전시킬 수 있다.

다음으로, 공통본체부(11)에 벨형 헤드(42)를 고정하고 있는 음압공간(27)에에어를 공급하여 고정을 해제한다. 그리고 도장용 로봇(6)은 도 18에 나타내는 바와 같이 공통본체부(11)를 위쪽으로 이동하여 벨형 헤드(42)와의 접속을 해제하고 피드튜브(38)를 벨형 헤드(42)로부터 뽑아 낸다. 이에 의하여 도장용 로봇(6)은 사용이 끝난 벨형 헤드(42)를 떼어 낼 수 있다.

다음으로, 도장용 로봇(6)은 대기상태에 있는 세정이 끝난 새로운 벨형 헤드(81, 83)중 어느 하나를 사용하여 다음의 도장작업을 행한다.

따라서 도장용 로봇(6)은 세정이 행하여진 세정이 끝난 벨형 헤드(81, 83)중, 예를 들면 비교적 분무패턴이 작은 벨형 헤드(81)의 위쪽으로 공통본체부(11)를 이동한 다음에, 아래쪽으로 이동하여 상기 벨형 헤드(81)에 피드튜브(38)를 삽입한다. 계속해서 공통본체부(11)에 벨형 헤드(81)를 접속한 다음에 헤드 파지기구(63)에 의한 벨형헤드(81)의 고정을 해제함으로써 도장용 로봇(6)은 헤드 교환장치(61)로부터 벨형 헤드(81)를 인출할 수 있다. 그리고 도장용 로봇(6)은 새로운 벨형 헤드(81)를 사용하여 차체(2)의 내판부의 도장을 행할 수 있다.

한편, 공통본체부(11)로부터 떼어 내어진 사용이 끝난 벨형 헤드(42)는 세정기구(70)에 의해 세정작업이 실시된다.

이 때문에 먼저 도 19에 나타내는 바와 같이 실린더장치(72)는 세정부(73)를벨형 헤드(42)를 향하여 아래쪽으로 이동하고, 이 세정부(73)를 벨형 헤드(42)에 설치한다. 이에 의하여 세정부(73)의 시너튜브(75)는 벨형 헤드(42)의 피드튜브 삽입구멍(48)에 삽입된다. 이 상태에서 세정기구(70)는 셰이핑에어통로(79)로부터 셰이핑에어를 공급함으로써 셰이핑에어링(46)으로부터 셰이핑에어를 분출하여 세정시에 벨형상 컵(45)으로부터 분무되는 도료를 포함한 시너가 주위로 흩날리는 것을 방지한다. 또 세정기구(70)는 터빈에어통로(80)로부터 터빈구동에어를 공급함으로써 에어모터(44)에 의해 벨형상 컵(45)을 고속회전한다.

그리고 세정기구(70)는 도 20에 나타내는 바와 같이, 시너밸브(76)에 의해 시너튜브(75)의 시너공급로(75A)를 개방하고, 시너는 시너통로(78), 시너공급로 (75A)를 경유하여 벨형상 컵(45)을 향하여 공급된다. 이에 의하여 세정기구(70)는 다른 벨형 헤드(81)에 의한 차체(2)의 내판부의 도장작업에 병행되어 시너튜브부 (75)로부터 공급되는 시너에 의해 벨형 헤드(42)의 세정작업을 행할 수 있다.

또 벨형 헤드(42)의 세정작업이 종료하면 세정부(73)는 실린더장치(72)에 의해 위쪽에 이동하고, 벨형 헤드(42)는 헤드 파지구(65)에 파지된 대기상태가 된다. 그리고 세정된 벨형 헤드(42)를 사용할 때에는 도장용 로봇(6)은 그 공통본체부 (11)를 벨형 헤드(42)와 세정부(73) 사이에 설치하고, 이 공통본체부(11)를 벨형 헤드(42)에 접속함으로써 이 벨형 헤드(42)를 인출한다.

이상과 같이 본 실시형태에 의하면 도장용 로봇(6)의 수평아암(9) 선단에 설치된 공통본체부(11)와, 이 공통본체부(11)에 착탈 가능하게 접속되는 벨형 헤드(42)에 의해 카트리지식 벨형 도장기(55)를 구성하고 있다. 이에 의하여 카트리지(32)로부터 공급되는 도료를 벨형 헤드(42)로부터 차체(2)를 향하여 분무할 수 있어 상기 차체(2)의 도장을 행할 수 있다.

또한 벨형 헤드(42) 외에 분무패턴이 다른 벨형 헤드(81, 83)를 준비하고, 이들 벨형 헤드(42, 81, 83)를 공통본체부(11)에 교환하여 접속하는 구성으로 하고 있다. 이에 의하여 차체(2)의 외판부와 내판부와 같이 다른 형상의 도장면을 도장하는 경우에도 외판부를 도장하는 데 알맞은 벨형 헤드(42)와 내판부를 도장하는 데 알맞은 벨형 헤드(81, 83) 등을 1대의 도장용 로봇(6)과 공통본체부(11)에 설치하여 사용할 수 있다. 그 결과 도장용 로봇(6) 등의 대수를 줄여 자동도장장치 (4)의 제조비용을 저감할 수 있는 데다가 설치공간을 대폭으로 작게 할 수 있어 도장부스(1)의 소형화를 도모할 수 있다.

또한 헤드 교환장치(61)에 동일한 형상의 벨형 헤드(42)를 복수대 대기시킨 경우에는 사용도중의 벨형 헤드(42)에 이상이 생긴 경우에 예비의 벨형 헤드(42)로 용이하고도 신속하게 교환할 수 있어 도장라인이 정지하는 사태를 회피하여 생산성을 향상할 수 있다.

또 헤드 교환장치(61)에는 예를 들면 3개의 헤드 파지기구(63)를 설치하는 구성으로 하고 있기 때문에 두 가지의 벨형 헤드(81, 83)를 대기시킬 수 있어 도장조건에 대한 자동도장장치(4)의 적응범위를 넓힐 수 있다.

한편, 벨형 헤드(42)의 몸통(43)에 걸어맞춤오목부(43C)를 설치하고, 헤드 파지기구(63)에 상기 걸어맞춤오목부(43C)에 걸어맞추는 걸어맞춤로드(65D)를 가지는 헤드 파지구(65)를 설치하는 구성으로 하고 있으므로 헤드 파지기구(63)에 의해서 벨형 헤드(42)를 확실하게 파지할 수 있다.

또 헤드 교환장치(61)의 세정기구(70)에 의해 벨형 헤드(42)를 세정하는 경우에는 헤드 파지구(65)에 의해 벨형 헤드(42)를 파지한 상태로 세정부(73)를 하강하여 시너튜브(75)를 벨형 헤드(42)의 피드튜브 삽입구멍(48)에 삽입한다. 이 상태에서 시너밸브(76)를 개방하여 시너를 시너튜브(75)를 거쳐 벨형상 컵(45)을 향하여 시너를 공급함으로써 벨형상 컵(45)에 부착된 도료를 세정할 수 있어 세정된 벨형 헤드(42)를 다음의 도장작업에 구비하여 대기시킬 수 있다.

또 세정부(73)에 의해 벨형 헤드(2)를 세정할 때에는 셰이핑에어통로(79)로부터 상기 벨형 헤드(42)에 셰이핑에어를 공급하고 있기 때문에 셰이핑에어는 세정시에 벨형상 컵(45)으로부터 분무되는 도료를 포함한 시너가 주위로 흩날리는 것을 방지할 수 있다. 또한 터빈에어통로(180)로부터 벨형 헤드(42)에 터빈에어를 공급하고 있기 때문에 세정시에 벨형상 컵(45)을 고속으로 회전할 수 있다. 또 세정부 (73)는 상, 하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 벨형 헤드(42)의 세정 후에는 상기 벨형 헤드(42)로부터 위쪽으로 떨어져 있기 때문에 도장용 로봇(6)은 그 공통본체부(11)를 세정된 벨형 헤드(42)에 용이하게 접속할 수 있다.

또 헤드 교환장치(61)에는 헤드 파지기구(63)에 의해 파지한 벨형 헤드(42, 81, 83)의 에어모터(44)의 에어베어링(44E)에 베어링에어를 공급하는 베어링에어공급기구(67)를 설치하고 있다. 따라서 예를 들면 벨형 헤드(42)가 공통본체부(11)로부터 분리된 상태이더라도 에어베어링(44E)에 베어링에어를 공급하고, 이 에어베어링(44E)에 의해 회전축(44C)을 정압적으로 지지할 수 있어 회전축(44C)의 마모나손상을 방지하여 에어모터(44)의 수명을 연장시킬 수 있다.

또 공통본체부(11)의 헤드접속부(15)와 벨형 헤드(42, 81, 83) 등과의 사이에 음압공간(27)을 구획 형성하고, 이 음압공간(27)내의 공기를 흡인에어통로(26)를 거쳐 흡인한다. 이에 의하여 이들 벨형 헤드(42, 81, 83) 등을 공통본체부(11)에 대하여 고정할 수 있어 벨형 헤드(42, 81, 83) 등을 빠짐방지상태로 유지할 수있다.

또한 공통본체부(11)에는 각 색 마다의 카트리지(32)를 교환하여 끼워맞추는 구성으로 하고 있으므로 도료를 공급하는 도료호스 등을 생략하여 고전압의 누전 등을 방지할 수 있어 절연구조(전압블록)를 폐지하여 구성을 간략화할 수 있다.

다음으로, 도 21 및 도 22는 본 발명의 제 2 실시형태를 나타낸다. 본 실시형태의 특징은 벨형 헤드를 도료통로 등을 거쳐 도료를 공급하는 공통본체부에 착탈 가능하게 접속하는 구성으로 한 데에 있다. 또한 본 실시형태에서는 상기한 제 1 실시형태와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

91은 본 실시형태에 의한 공통본체부로서, 이 공통본체부(91)는 뒤에서 설명하는 하우징(92), 헤드접속부(95), 피드튜브(96), 도료통로(97), 도료밸브(99), 배액밸브(100) 등에 의해 대략 구성되어 있다. 여기서 공통본체부(91)는 뒤에서 설명하는 벨형 도장기(101)에도 적용할 수 있는 공통의 본체부를 구성하고 있다.

92는 공통본체부(91)의 외각을 이루는 하우징으로, 이 하우징(92)은 수평아암(9) 선단의 손목(10)에 설치된 네크부(93)와, 이 네크부(93)의 선단에 일체로 형성된 설치부(94)에 의해 구성되어 있다. 여기서 설치부(94)의 앞쪽에는 벨형 헤드 (42) 등이 교환 가능하게 접속되는 헤드접속부(95)가 오목원통형상으로 형성되어 있다.

96은 하우징(92)의 설치부(94) 앞쪽에 고정적으로 설치된 피드튜브로서, 이 피드튜브(96)는 그 기초 끝측이 설치부(94)에 고착되고, 선단측이 축방향으로 돌출되어 있다. 또 피드 튜브(96)내에는 동축으로 신장하는 도료공급로(96A)가 형성되어 있다.

97은 하우징(92)의 네크부(93), 설치부(94)에 걸쳐 형성된 도료통로로서, 이 도료통로(97)는 색 교환밸브를 거쳐 밸브 상류측이 도료공급원(모두 도시 생략)에 접속되고, 하류측이 피드튜브(96)의 도료공급로(96A)에 접속되어 있다. 또 98은 도료통로(97)에 연통하여 설치된 배액통로를 나타내고 있다.

99는 하우징(92)의 설치부(94)에 설치된 도료밸브로서, 이 도료밸브(99)는 피드튜브(96)의 도료공급로(96A)를 연통, 차단하는 것이다.

100은 하우징(92)의 설치부(94)에 설치된 배액밸브로서, 이 배액밸브(100)는 색 교환시에 이전 색 도료를 배출하기 위하여 배액통로(98)를 연통, 차단하는 것이다.

이와 같이 하여 구성된 본 실시형태에 있어서도 상기한 각 실시형태와 거의 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 그러나 특히 본 실시형태에서는 공통본체부(91)는 도료공급원에 접속된 도료통로(97)를 가지는 구성으로 하고 있기 때문에 색 교환밸브장치에 의해 선택된 도색의 도료를 도료통로(97)를 거쳐 피드튜브(96)로부터토출할 수 있다. 이 때문에 공통본체부(91)의 헤드접속부(95)에 벨형 헤드(42)를 접속한 상태에서는 색 교환밸브장치를 사용한 통상의 도료공급방법을 사용한 벨형도장기(101)를 구성할 수 있다.

또한 제 1 실시형태에서는 헤드 교환장치(61)는 3개의 헤드 파지기구(63)와 세정기구(70)를 구비하는 것으로서 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정하는 것이 아니라, 헤드 교환장치(61)에 2개 또는 4개 이상의 헤드 파지기구(63), 세정기구 (70)를 설치하는 구성으로 하여도 된다.

또 각 실시형태에서는 작업기로서 도장용 로봇(6)의 손목(10)에 공통본체부 (11, 111)를 설치한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고 예를 들면 공통본체부(11, 111)를 왕복운동하는 사이드 리시프로케이터장치, 톱리시프로케이터장치 등의 도장용 리시프로케이터에 설치하는 구성으로 하여도 된다.

또 각 실시형태에서는 고전압 발생기(20)에 의한 고전압을 도료에 직접적으로 대전시키는 직접 대전식의 자동도장장치(4)를 사용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 이것에 한정하지 않고 예를 들면 벨형 헤드(42)의 몸통 (43) 바깥 둘레측에 외부전극을 설치하고, 이 외부전극에 의해 코로나방전영역을 형성함으로써 이 코로나방전영역을 도료입자가 통과할 때에 도료입자를 고전압에 대전시키는 간접 대전식의 자동도장장치로 하는 구성을 채용하여도 된다.

또한 각 실시형태에서는 벨형 헤드(42, 81, 83)는 벨형상 컵(45, 82, 84)의 지름치수가 다른 것으로서 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정하지 않고 벨형 헤드는 벨형상 컵의 형상, 재질, 반발전극의 지름치수, 반발전극의 유무 등이 다른 각종 헤드를 교환하여 사용하는 구성으로 하여도 된다.

이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 피도장물에 대하여 도장작업을 행하는 작업기와, 이 작업기에 고정적으로 설치되어 도장기의 공통의 본체부를 구성하는 공통본체부와, 이 공통본체부와 조립되어 벨형 도장기를 구성하기 위하여 상기 공통본체부에 착탈 가능하게 접속되어 공급된 도료를 고속회전하는 벨형상 컵에 의해 무화하는 벨형 헤드와, 상기 작업기의 작업범위내에 위치하여 설치되고, 상기 공통본체부에 대하여 교환하여 접속하기 위한 상기 벨형 헤드를 파지하는 헤드 교환장치에 의해 구성되어 있으므로, 공통본체부에 착탈 가능하게 설치된 벨형 헤드를 교환하는 경우, 작업기에 의해 벨형 헤드를 헤드 교환장치의 헤드 교환위치로 움직이게 함으로써 상기 벨형 헤드를 교환할 수 있어 생산성을 향상할 수 있다.

또 공통본체부에 도장작업에 알맞은 벨형 헤드를 접속함으로써 도장기를 구성하고 있으므로 이 도장기를 작업기에 의해 이동하면서 공급되는 도료를 벨형 헤드로부터 피도장물을 향하여 분무함으로써 피도장물를 도장할 수 있다. 또한 벨형헤드는 공통본체부에 대하여 착탈 가능하게 접속되어 있으므로 예를 들면 분무패턴이 다른 복수종류의 벨형 헤드를 피도장물의 도장면을 따라 교환하여 사용할 수 있어 1개의 공통본체부를 사용하여 여러가지의 도장조건에 대응할 수 있다. 또 도장용 로봇 등의 작업기는 복수종류의 벨형 헤드에 대하여 1대로 공용할 수 있으므로작업기의 대수를 줄여 자동도장장치를 설치하기 위한 공간을 작게 할 수 있어 도장부스를 소형화할 수 있다.

Claims (13)

1. 피도장물에 대하여 도장작업을 행하는 작업기와, 이 작업기에 고정적으로 설치되어 도장기의 공통의 본체부를 구성하는 공통본체부와, 이 공통본체부와 조합되어 벨형 도장기를 구성하기 위하여 상기 공통본체부에 착탈 가능하게 접속되어, 공급된 도료를 고속회전하는 벨형상 컵에 의해 무화하는 벨형 헤드와, 상기 작업기의 작업범위내에 위치하여 설치되고 상기 공통본체부에 대하여 교환하여 접속하기 위한 상기 벨형 헤드를 파지하는 헤드 교환장치에 의해 구성하여 이루어지는 자동도장장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 헤드 교환장치는 상기 벨형 헤드를 파지하는 적어도 2개의 파지기구를 구비하고, 한쪽의 파지기구는 상기 작업기에 의해 교환위치로 운반되어 온 한쪽의 벨형 헤드를 파지하고, 다른쪽의 파지기구는 상기 공통본체부에 설치하기 위하여 미리 대기상태로 있는 다른쪽의 벨형 헤드를 파지하는 구성으로 하여 이루어지는 자동도장장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 헤드 교환장치는 상기 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구를 구비하여 이루어지는 자동도장장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 헤드 교환장치는 상기 작업기에 의해 교환위치로 운반되어 온 사용이 끝난 벨형 헤드와 미리 대기상태에 있는 세정이 끝난 벨형 헤드의 적어도 2개의 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 사용이 끝난 벨형 헤드를 세정하는 적어도 2개의 세정기구를 구비하여 이루어지는 자동도장장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 헤드 교환장치는 상기 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구와, 상기 파지기구에 의해 벨형 헤드를 파지하였을 때에 이 벨형 헤드에 설치된 에어모터의 에어베어링에 베어링에어를 공급하는 베어링에어공급기구를 구비하여 이루어지는 자동도장장치.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   내부에 도료가 충전된 봄베와 이 봄베로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색 마다의 카트리지를 구비하고,

   상기 공통본체부에는 상기 각 카트리지를 교환하여 끼워맞추는 카트리지 끼워맞춤부와 상기 피드튜브가 삽입되는 피드튜브 삽입구멍을 설치하고, 상기 벨형 헤드에는 상기 피드튜브가 삽입되는 헤드측 피드튜브 삽입구멍을 설치하고,

   상기 벨형 도장기는 상기 각 색 마다의 카트리지가 교환하여 설치되는 카트리지식 도장기로서 구성하여 이루어지는 자동도장장치.
8. 제 1항에 있어서,

   내부에 도료가 충전된 봄베와 이 봄베로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색 마다의 카트리지를 구비하고,

   상기 벨형 헤드에는 상기 카트리지의 피드튜브가 삽입되는 피드튜브삽입구멍을 설치하고,

   상기 헤드 교환장치는 상기 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구를 구비하고, 이 세정기구에는 세정시에 상기 벨형 헤드의 피드튜브 삽입구멍에 삽입되어 세정유체를 토출하는 세정유체 튜브를 설치하고,

   상기 벨형 도장기는 상기 각 색 마다의 카트리지가 교환하여 설치되는 카트리지식 도장기로서 구성하여 이루어지는 자동도장장치.
9. 제 1항에 있어서,

   내부에 도료가 충전된 봄베와 이 봄베로부터 축방향으로 연장되는 피드튜브로 이루어지는 각 색 마다의 카트리지를 구비하고,

   상기 벨형 헤드에는 상기 카트리지의 피드튜브가 삽입되는 피드튜브삽입구멍을 설치하고,

   상기 헤드 교환장치는 상기 벨형 헤드를 파지하는 파지기구와, 이 파지기구에 의해 파지된 벨형 헤드를 세정하는 세정기구와, 상기 파지기구에 의해 벨형 헤드를 파지하였을 때에 상기 벨형 헤드에 설치된 에어모터의 에어베어링에 베어링에어를 공급하는 베어링에어공급기구를 구비하고,

   상기 세정기구에는 세정시에 상기 벨형 헤드의 피드튜브 삽입구멍에 삽입되어 세정유체를 토출하는 세정유체 튜브와, 세정시에 벨형상 컵을 회전하도록 하기 위하여 벨형 헤드에 설치된 에어모터에 터빈에어를 공급하는 터빈에어공급로를 설치하고,

   상기 벨형 도장기는 상기 각 색 마다의 카트리지가 교환하여 설치되는 카트리지식 도장기로서 구성하여 이루어지는 자동도장장치.
10. 제 1항에 있어서,

    상기 공통본체부에는 상기 벨형 헤드를 착탈 가능하게 접속하는 헤드접속부와, 이 헤드접속부와 상기 벨형 헤드 사이에서 구획 형성되는 음압공간으로 개구하는 에어흡인통로를 설치하고, 이 에어흡인통로를 경유하여 상기 음압공간내의 에어를 흡인함으로써 상기 공통본체부에 대하여 벨형 헤드를 고정하는 구성으로 하여 이루어지는 자동도장장치.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 공통본체부에는 도료를 토출하는 피드튜브를 축방향으로 돌출하여 설치하고, 상기 벨형 헤드에는 상기 피드튜브가 삽입되는 피드튜브 삽입구멍을 설치하여 이루어지는 자동도장장치.
12. 피도장물에 대하여 도장작업을 행하는 작업기와, 이 작업기에 고정적으로 설치되어 도장기의 공통의 본체부를 구성하는 공통본체부와, 이 공통본체부와 조합되어 벨형 도장기를 구성하기 위하여 상기 공통본체부에 착탈 가능하게 접속되어, 공급된 도료를 고속회전하는 벨형상 컵에 의해 무화하는 벨형 헤드와, 내부에 도료가 충전된 봄베와 이 봄베로부터 축방향으로 신장하는 피드튜브로 이루어지고, 이 피드튜브가 상기 공통본체부로부터 벨형 무화헤드를 향하여 삽입되는 각 색 마다의 카트리지와, 상기 작업기의 작업범위내에 위치하여 설치되고 상기 공통본체부에 대하여 교환하여 접속하도록 상기 벨형 헤드를 파지하는 헤드 교환 장치를 구비하고, 상기 벨형 도장기는 상기 공통본체부측에 상기 각 색 마다의 카트리지를 교환하여 설치하는 카트리지식 벨형 도장기로서 구성하여 이루어지는 자동도장장치.
13. 제 1항에 있어서,

    상기 작업기는 도장부스내에 설치된 도장용 로봇 또는 도장용 리시프로케이터이고, 상기 공통본체부는 상기 도장용 로봇 또는 도장용 리시프로케이터의 아암 선단에 설치하여 이루어지는 자동도장장치.