KR100424701B1 - 유체를도포하는장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면에 유체를 도포하며, 홀더 상에 도구로 장착되며, 다수의 위치 및 방향 사이에서 조정될 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는 유체의 배출을 위해, 도구에 장착된 2개 이상의 노즐(38-41)에 하나 또는 그 이상의 가압된 유체를 공급하는 이송 수단(4)을 포함한다. 장치는 채널(29, 36)을 통해 이송 수단(4)으로부터 각 노즐에 제공되는 유체 공급을 개별적으로 제어하기 위한 각 노즐(38-41)과 결합된 하나 이상의 밸브 수단(26)을 포함한다.

Description

유체를 도포하는 장치 {DEVICE FOR APPLICATION OF FLUID}
본 발명은 홀더상에 도구로 장착되고, 다수의 위치 및 방향 사이에서 조정될 수 있는 장치로서, 유체를 도포하는 장치에 관한 것이다.
유체를 도포하는 현행 장치로서 회전식 분무기가 사용되고 있는 경우가 있으며, 이러한 회전식 분무기는 다수의 분무 노즐을 구비하며 로봇 형태의 제어장치 상에 장착되도록 설계된다.
가스, 액체 또는 플라스틱 물질과 같은 유체가 표면 상에 분무되거나 압출될 때 분무기(spray guns)가 사용된다. 본 발명의 적용분야 중의 하나는, 자동차 산업분야에서 바디(body)들이 표면 처리되거나 연결부가 밀봉 처리될 때이다. 또 다른 적용분야는 본 발명이 필요한 모든 산업분야이다. 분무기가 사용될 때, 분무기의 위치는 물질이 도포될 표면에 대해 주의 깊게 설정된다. 종래의 분무기에는 도포 방향이 고정된 단일 노즐이 제공된다. 이때, 노즐의 방향 변경은 전체 분무기의 회전에 의해서 이루어지는데, 이는 시간이 걸리고, 한정된 공간에서만 가능하다는 문제점을 갖고 있다. 분무기의 방향변경에는 높은 정밀도로 정확한 도포가 이루어지도록 로봇의 제어 지시와 같은 고도의 정밀한 지시가 필요하다.
다수의 노즐을 갖는 회전식 분무 조립체는 WO 80/02278호에 이미 기술되어 있다. 그러나, 이것은 모든 노즐이 동시에 이송되는 분무 조립체로서, 상기 노즐은 조립체의 사용영역을 상당히 제한한다.
본 발명의 목적은 접근용이성(accessibility)을 개선하여, 공구를 바꾸지 않으면서 압출 또는 분무가 처리될 수 있는 조립체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제 1 분무 방향으로부터 제 2 분무방향으로 조정하는데 소요되는 조정 시간을 감소하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 중간의 도구 변경 없이 예를 들어 분무와 압출 사이와 같은 처리 사이에서의 전환이 가능하게 하는데 있다.
상기 목적들은 본 발명에 의해서 이루어지며, 그 특징은 청구범위 제 1항에 기술되어 있다.
다수의 노즐 사이의 전환이 가능하므로, 본 발명 장치의 이용범위는 증가되고, 이는 처리시간 및 생산비용 감소로 이어진다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 여러 실시예를 통해서 이하 보다 상세히 설명될 것이다. 도 1은 제 1 노즐 헤드가 구비된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치의 외부 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 제 2 노즐헤드가 구비된 본 발명의 제 2실시예의 길이방향 부분 단면도이고, 도 3은 본 발명의 장치에 포함되는 선회 수단의 모듈을 통해 길이방향 단면을 더 큰 축척으로 나타내는 도면이다.
도면에서 명백히 드러나듯이, 유체를 도포하는 장치는 5개의 주요 구성요소를 갖는 분무기로서 설계되어 있으며, 상기 5개의 주요 구성요소는 분무기를 로봇 아암(도시되지 않음)에 연결시키는 어댑터(1)와, 회전 이동을 전달할 수 있는 선회 수단(2)과, 가스, 액체 또는 플라스틱 물질과 같은 유체용 이송수단(4, 도 2에 도시됨)에 대한 연결부(3)와, 위치설정 랜스(lance, 5)와, 다수의 분무 또는 압출 노즐을 갖는 헤드(6)로 이루어진다. 다수의 주요 구성요소들의 각각의 기능 및 제조는 아래에 보다 상세히 설명된다.
어댑터는 직접 또는 중간 어댑터를 통하여 공지된 방법의 로봇 아암 상에 장착된다. 로봇 아암은 보통 6 자유도(degree of freedom)의 회전, 즉 서로 직각이고 로봇 아암의 길이방향 축방향에 직각인 제 1 및 제 2축 y, z에 대한 x, y, z의 3방향으로의 회전 및, 로봇 아암의 길이방향과 평행한 제 3축인 x축에 대한 회전을 수행할 수 있다. 어댑터(1)가 정확하게(rigidly) 회전되거나, 어댑터에 위치된 축(7)이 어댑터에 대해 회전되기 때문에, 어댑터는 제 3 축 둘레의 회전을 전달한다. 어댑터에 위치된 축은, 선회 수단(2)에 회전 가능하게 지지된 축(8)에 연결된다. 이 축은 축(7)에 연속되는 일체형이다. 이 경우 축(7, 8)은 일체로 제조된 축으로 구성되고, 이는 록킹 핀(9)에 의해서 어댑터(1)에 회전 가능하게 고정 연결되고, 로봇 아암에 의해 회전 가능하게 배열된다.
선회 수단(2)은 하우징(10)에 의해서 외부가 한정되고, 하우징은 외부 맨틀 표면(11), 내부 원통벽(12) 및 두 단부 표면(13, 14)을 가진다. 하우징의 맨틀 표면은 거의 원통형상이나, 다른 형상일 수도 있다.
제 1 관통 채널(15)은 하우징의 맨틀(mantle) 표면을 통해 배치된다. 상기 관통 채널은 유입 개구(16) 및 유출구(17)를 구비한다. 상기 유입 개구는 채널을 통해 공급 채널(18)에 연결되고, 상기 공급채널을 통해 압출되거나 분무되는 물질은 플라스틱 물질용 이송 수단(4)으로부터 공급된다. 공급채널(18)은 연결부(3)에 형성되며, 이는 선회수단(2)을 이송 수단(4)에 연결시킨다.
상기 유출구(17)는 채널(19)에 연결된다. 이 채널은 하우징의 내벽(20)을 따라 이어지며 제 1 관통 채널(15)을 다수의 제 2 관통 채널(21)들에 연결시킨다. 제 2 관통 채널들 각각은 유입 개구(22) 및 유출구(23)를 구비한다.
채널(19)은, 축(8)상에 배열된 베어링 링(24) 내의 환형 홈 형상인 것이 바람직하다. 이와 달리, 홈은 하우징의 내벽에 밀링 가공에 의해 형성될 수도 있다.
홈은 반드시 밀폐될 필요, 즉 링 형상일 필요는 없으며, 대신 하나 이상의 단부가 구비된 분기형 홈으로서 배열하는 것을 고려할 수도 있다.
각 유출구(23)는 유입 채널(25)을 갖춘 각각의 관통 채널(21)을 밸브 수단(26)에 연결시킨다. 상기 밸브 수단은 조정가능하고, 공지의 방법으로 개폐될 수 있다. 밸브 수단은 하우징 내측면을 따라 이어지는 채널(29)의 유입구(28)에 연결된 유출 채널(27)로 구성된다. 채널(29)은 분무기 건(gun)의 길이방향 축(A)과 일치되는 하우징의 길이방향 축을 따라 형성된다.
채널(29)은 차례로 채널(30)에 연결되는데, 이 채널(30)은 채널(29) 및 하우징의 내측벽(20) 사이에서 연장된다. 채널(30)은 축(8) 주위에 환형으로 연장되는 채널(32)에 연결되는 유출구(31)를 구비한다. 채널(32)은 축의 원주표면(33)에 의해 일부 제한된다. 채널은, 하우징(10)에서 축(8)을 회전 가능하게 지지하는 구조물(34)의 일부에 의해 추가로 제한된다. 채널(32)은 길이방향 채널(35)로 이어지는 유입구(44)에 연결된다. 이 채널은, 이이서, 도시된 바와 같이 헤드(6) 내의 대응 채널(42) 및 연장채널(36)을 통해, 분무 또는 압출 노즐(38) 내의 유입구(37)에 연결될 수 있다.
연장채널(36)은 모듈 형식의 랜스(lance, 5) 내에 형성되는데, 이 랜스는 공구를 이용하는데 적합한 길이의 랜스로 용이하게 교환될 수 있다. 랜스(5)가 공지된 방식으로 헤드(6) 및 선회 수단(2)에 부착됨으로써, 헤드는, 노즐의 형태, 규격 또는 위치가 다른 헤드로 모듈식으로 교환될 수 있다.
채널(32)이 축(8) 주위에 환형으로 뻗어있으므로, 유입구(31)는 축(8)이 회전하는 동안 채널(32)과 계속 연결된 상태를 유지할 것이다. 회전으로 인해 재료 공급이 방해되지 않는다.
분무기는 적어도 두 개, 도시된 예에서는 3개의 분무 또는 압출 노즐(38∼41)을 구비한다. 건의 기능을 보장하기 위해, 각 노즐은 공통 채널(19) 및 노즐 사이에 채널을 구비한다. 이러한 채널 각각은 제 1 노즐(38)에 대해 설명된 채널에 대응되는 방식으로 배열된다. 각 채널에는 조정 가능한 밸브 수단이 배열된다. 이것은 각 노즐이 다른 노즐에 대해 독립적으로 개폐될 수 있음을 의미한다. 이러한 이유 때문에, 하나 또는 그 이상의 노즐을 동시에 개방할 수 있다.
베어링 구조물은 축 내에 밀링 가공된 자체의 홈 내에서 연장되는 다수의 볼 베어링을 포함하는 것이 바람직하다. 각각 하나의 노즐에 대한 것인 환형 채널들(323)은 하우징 및 축 사이에 삽입된 실링 수단(44)에 의해 형성되는데, 실링 수단은 축의 둘레부와 접촉된다. 이 수단들은 하우징에 결합되는 것이 바람직하지만, 하우징의 내측벽에 대한 회전이 발생될 수도 있다. 상기 채널(19)은 축과 하우징 사이에 삽입된 수단(45)을 통해서도 형성될 수 있다.
하우징은 제 1 및 제 2 단부편(46,47)에 의해 축 방향으로 폐쇄된다.
상술된 바와 같이, 분무기 건의 헤드에는 적어도 2개, 예를 들어 3개의 분무 또는 압출 노즐이 제공되고, 각 노즐은 도시된 예에서는 상이한 면 및/또는 상이한 방향으로 배열된다. 도 1의 예에 따르면, 노즐은 실질적으로 길이방향축(A)의 방향, 즉 X축 방향으로 배열된다. 제 2 노즐(38)은 길이방향축(A)과 거의 직각 방향, 즉 Y방향으로 배열된다. 제 3 노즐(40)은 X Y면에서 배열되고, X축에 대해 40∼50°의 각도를 형성한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 두 노즐(38, 39)들 중 하나는 축 방향으로, 다른 하나는 길이방향축(A) 방향에 직각인 방향으로 배열된다. 제 3 노즐은 헤드 뒤에 위치되고, 예를 들어 다른 두 노즐(38, 39)에 수직으로 배열되거나, 다른 노즐들 중의 하나와 더 크거나 작은 각도로 형성된다.
밸브 수단(26)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 볼(50) 형상의 밸브 몸체를 갖는 볼 밸브의 형태로 제조되고, 상기 볼(50)은 스프링(51)에 의해 시트 위의 밀폐 위치로 밀린다. 밸브 개폐는 제어 수단을 이용하여 이루어지는데, 이는 도시된 바와 같이, 공기 실린더(54) 내에서 이동 가능한, 예를 들어 공기 제어 피스톤(53)과 같은 공압 수단에 의해 축방향으로 이동 가능한 니들(needle, 52) 형태이며, 이 실린더를 통해 미도시된 공기 호스가 공압 제어 장치에 연결되어 있다. 채널(25, 27) 및 대응 제어 수단(52, 53, 54)을 갖춘 각 밸브 수단(26)은 모듈로 조립되며, 이는 용이하게 대체될 수 있다.
본 발명은 상술된 것에 한정되지 않을 뿐만 아니라 도면에 도시된 실시예에도 한정되는 것이 아니다. 따라서 첨부된 청구범위 영역 내에서는 또 다르게 변화될 수도 있다. 예를 들어, 둘 또는 그 이상의 노즐은 같은 방향으로 작용할 수 있다. 유입 유체의 공급 수단은 여러 다른 유체 공급용의 하나 이상의 채널을 구비할 수 있다. 예를 들어 공기는 별개의 채널에 더해져, 이중 노즐 구멍들, 예를 들어 각 유체에 대해 하나씩의 노즐을 가지는 특수 노즐까지 채워질 수 있다. 각 유체용으로 밸브에 앞서 각 환형 채널이 필요하다. 로봇식 아암 대신에, 다른 형태의 이동 가능한 홀더에 건이 장착되어, 여러 위치들 및/또는 공정들 사이의 자동 조정이 이루어질 수 있다. 밸브 수단(26)은 선회 수단(2) 및 건으로부터 분리되도록 장착될 수 있다. 노즐의 수는 둘 또는 그 이상일 수 있다.

Claims (6)

  1. 표면에 유체를 도포하며, 홀더 상에 도구로 장착되며, 다수의 위치 및 방향 사이에서 조정될 수 있는 장치로서,
    유체의 배출을 위해, 도구에 장착된 2개 이상의 노즐(38-41)에 하나 또는 그 이상의 가압된 유체를 공급하는 이송 수단(4)을 포함하고,
    각 밸브 수단과 상응하는 노즐 사이에서 연장되는 채널(28, 29, 30, 32, 36)을 통해 이송 수단(4)으로부터 각 노즐에 제공되는 유체 공급을 개별적으로 제어하기 위한 각 노즐(38-41)과 결합된 하나 이상의 밸브 수단(26)을 포함하며,
    상기 도구가,
    이송 수단(4)이 연결되어 있는 하우징(10)과 하우징 내에 회전 가능하게 지지되며 노즐을 갖는 축을 가지는 선회 수단(2), 하우징을 통해 회전 가능한 축으로 유체용 통로를 형성하는 하나 이상의 제 1 채널(15), 제 1 채널로부터의 유체를 회전 가능한 축상의 노즐에 축의 회전 위치에 관계없이 공급하는 하나 이상의 제 2 채널(19), 및 유체를 제 2 채널로부터 각각의 노즐에 공급하기 위해 축에 배치된 하나 이상의 제 3 채널(22, 27, 29, 31, 35, 36)을 포함하며,
    이송 수단(4)으로부터 각 노즐(38-41)로의 유체 공급을 제어하는 하나 이상의 밸브 수단(26)이 하우징(10)상에 배치되며, 밸브 수단이 제 2 채널(19)과 제 3 채널(22, 27, 29, 31, 35, 36) 사이에서 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 채널이, 축(8)의 길이방향축(A)에 수직으로 연장되는 환형 채널(19)을 포함함을 특징으로 하는 장치
  3. 제 1항에 있어서, 노즐(38-41)의 수가 3개이며, 각 노즐은 서로 다른 방향을 향해 배열되어 있음을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 제 2 채널(19)이, 하우징 내측 원주면(12)의 적어도 일부를 향해 개방되는 개방 환형 채널로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 제 3 채널(22, 27, 29, 31, 35, 36)이 각각의 밸브 수단(26)과 노즐(38-41)에 대한 환형 채널(32)을 포함하며, 환형 채널은 하우징(10)과 축(8) 사이의 전이부(transition)에 위치하며, 환형 채널이 그 둘레의 적어도 일부를 따라 개방됨을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 도구가, 선회수단(2)용의 하나의 모듈, 각 밸브 수단용의 하나의 모듈, 노즐(38-41)이 배치되는 노즐 헤드(6)용의 하나의 모듈, 및 위치설정 랜스(5)용 노즐 헤드와 선회 수단 사이에 배치된 하나의 모듈을 포함하는 모듈로서 구성되며, 랜스에 선회 수단 축(8)으로부터 노즐 헤드로 유체를 공급하기 위한 노즐 및 각 밸브 수단용으로 연장채널(36)이 배치됨을 특징으로 하는 장치.
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