KR100503113B1 - 범용 외장 도장기 - Google Patents

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KR100503113B1 KR10-2003-0016955A KR20030016955A KR100503113B1 KR 100503113 B1 KR100503113 B1 KR 100503113B1 KR 20030016955 A KR20030016955 A KR 20030016955A KR 100503113 B1 KR100503113 B1 KR 100503113B1
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Abstract

본 발명은 사출물 및 금형 제품의 외장을 자동으로 도장하는 범용 외장 도장기에 관한 것으로서, X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)에 의해 5자유도를 가진 스프레이건(1)이 도료를 분사하여 턴테이블(100, 100')에 장착된 피도물을 도장하는 범용 외장 도장기에 있어서, 상기 W축 회전장치(40)는 Z축 직선이송장치(30)의 아암(33)하단에 프레임(42)이 장착되고, 종동풀리 샤프트(43)가 상기 프레임(42)에 상대회전 가능하게 장착되고, 상기 종동풀리 샤프트(43)가 벨트(44)에 의해 구동풀리(45)에 연결되고, 상기 구동풀리(45)가 유성기어감속기(46)의 전동 샤프트(46a)에 장착되고, 상기 유성기어감속기(46)가 제 4 서보모터(41)의 구동축(41a)에 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

범용 외장 도장기{Ordinary our-face painting machine}
본 발명은 사출물 및 금형 제품의 외장을 자동으로 도장하는 범용 외장 도장기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 턴테이블이 직선 운동과 회전운동을 할 수 있으며, 습식집진장치에 의해 도료 및 오물이 회수되는 범용 외장 도장기에 관한 것이다.
대한민국 특허출원 제2002-0046535호(2002년 8월 7일 출원)에 "전자파차폐도료 및 침전성 도료 자동코팅장치"가 소개되어 있다.
상기 전자파차폐 도료 및 침전성 도료 자동코팅장치는 상호 수직하는 3축방향으로 각각 직선운동하는 3개의 직선운동부와, 상기 3개의 직선운동부가 3자유도로 갖도록 결합된 상태에서 최종 자유단부에 결합되며 상기 최종 자유단부를 갖는 어느 한 직선운동부의 직선운동방향을 중심으로 회전하는 제1 회전운동부와, 상기 제1 회전운동부의 자유단부에 결합되어 선회하는 선회운동부와, 상기 선회운동부의 자유단부에 고정되어 에어와 코팅제를 분사하는 스프레이 건과, 상기 스프레이 건의 분사방향에 위치하는 턴테이블과, 360˚ 를 최소 2이상의 정수로 나눈 각도로 상기 턴테이블을 회전시키는 제2 회전운동부와, 상기 스프레이 건에 에어를 공급하는 에어공급부와, 상기 스프레이 건에 코팅제를 공급하는 코팅제공급부 및, 상기 3개의 직선운동부와 상기 제1 회전운동부와 상기 선회운동부와 상기 제2 회전운동부의 운동량과, 상기 에어공급부의 에어압력 및, 상기 코팅제공급부의 코팅제공급량을 제어하는 컨트롤러를 포함한다..
그러나, 상기 전자파차폐 도료 및 침전성 도료 자동코팅장치는 제 2 회전운동부에 의해 턴테이블이 소정의 각도로 각운동을 하지만, 제 2 회전운동부의 구체적인 구성이 설명되어 있지 않으며, 스프레이 건의 W축 회전동력이 벨트에 의해 전달되어 정밀한 동력전달이 어렵고, 스프레이 건에서 분사된 도료 중 제품에 도포되지 않은 분사물을 회수하는 방법이 기술되어 있지 않으며, 스프레이 건의 작동을 제어하는 입력수단이 터치스크린으로만 소개되어 있으며, 구체적인 기술내용이 소개되어 있지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 2개의 턴테이블이 직선 운동과 회전운동을 할 수 있어, 어느 한 턴테이블에서 도포작업이 이루어지는 동안 다른 턴테이블에서 도포된 제품을 교체하는 작업이 이루어질 수 있는 범용 외장 동장기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스프레이 건의 W축 회전동력이 유성기어감속기에 의해 전달되어 정밀한 동력전달이 가능하며, 케이블의 엉킴을 방지할 수 있으며, 컴팩트하게 제작할 수 있는 범용 외장 도장기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 오염방지장치가 배치되어 도료에 의한 오염을 방지할 수 있는 범용 외장 도장기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그라픽 패널(graphic pannel)과 티칭 박스(teaching box)를 제공하여 별도의 로봇 프로그램을 사용하지 않고도 피도물의 종류에 따라 속도조절 및 동작순서 등을 쉽게 입력할 수 있는 범용 외장 도장기를 제공하는 것이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 범용 외장 도장기는 X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)에 의해 5자유도를 가진 스프레이 건(1)이 도료를 분사하여 턴테이블(100, 100')에 장착된 피도물을 도장한다.
상기와 같이 구성된 범용 외장 도장기는 제 1 서보모터(11)에 의해 X축 직선이송장치(10)가 X축 방향으로 직선운동을 하고, 제 2 서보모터(21)에 의해 Y축 직선이송장치(20)가 Y축 방향으로 직선운동을 하고, 제 3 서보모터(31)에 의해 Z축 직선이송장치(30)가 Z축 방향으로 직선운동을 하고, 제 4 서보모터(41)에 의해 W축 회전장치(40)가 W축(49)을 중심으로 회전운동을 하며, 제 5 서보모터(51)에 의해 T축 틸팅장치(50)가 T축(59)을 중심으로 스프레이 건(1)을 틸팅시킨다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기와 같은 범용 외장 도장기에 있어서, 본 발명의 W축 회전장치(40)는 Z축 직선이송장치(30)의 아암(33) 하단에 프레임(42)이 장착되고, 종동풀리 샤프트(43)가 상기 프레임(42)에 상대회전 가능하게 장착되고, 상기 종동풀리 샤프트(43)가 벨트(44)에 의해 구동풀리(45)에 연결되고, 상기 구동풀리(45)가 유성기어감속기(46)의 전동 샤프트(46a)에 장착되고, 상기 유성기어감속기(46)가 제 4 서보모터(41)의 구동축(41a)에 연결된다.
상기 유성기어감속기(46)는 일반적으로 잘 알려져 있으며, 시장에서 쉽게 구입할 수 있어 설명의 편의를 위해 도 3에 개략적으로 박스로 도시하였으며, 그 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 4 서보모터(41) 및 유성기어감속기(46)는 프레임(41)의 상부면 일측에 장착되는 하우징(48)에 내장된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 W축 회전장치는 다음과 같이 작동한다.
제 4 서보모터(41)의 동력이 유성기어감속기(46)에 의해 저속으로 감속되어 구동풀리(45)로 전달되고, 상기 구동풀리(45)에서 종동풀리 샤프트(43)로 벨트(44)에 의해 전달되어 상기 종동풀리 샤프트(43)가 W축(49)을 중심으로 회전운동을 하므로서, 상기 종동풀리 샤프트축(43)의 하단에 장착된 연결지지부재(61)에 장착된 스프레이 건(1)이 W축(49)을 중심으로 회전운동을 하게 된다. 이 때, 유성기어감속기(46)에 의해 종동풀리 샤프트(43)의 회전속도가 제어될 수 있어 스프레이 건(1)의 갑작스럽고 빠른 회전을 방지할 수 있으며, 스프레이 건(1)의 회전관성을 방지할 수 있어 상기 스프레이 건(1)의 회전 오차를 줄일 수 있다.
또한, 상기 종동풀리 샤프트(43)는 중공부(43a)가 형성되어, 신호 케이블(53)이 상기 중공부(43a)를 통과하여 T축 틸팅장치(50)의 제 5 서보모터(51)에 연결된다. 이것에 의해 W축 회전장치(40)의 종동풀리 샤프트(43)가 W축(49)을 중심으로 회전운동을 하여도 상기 신호 케이블(53)이 꼬이지 않게 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 T축 틸팅장치(50)는 연결지지부재(61)가 종동풀리 샤프트(43)의 하단에 브라켓(63)에 의해 연결되고, 연결지지부재(61)에 T축 틸팅장치(50)의 하우징(71)이 장착되고, 상기 하우징(71)에 "ㄴ"형 유성기어감속기(73)와 제 5 서보모터(51)가 장착되고, 상기 유성기어감속기(73)의 전동축(75)에 스프레이 건(1)이 장착되어, 상기 스프레이 건(1)이 T축(59)을 중심으로 틸팅될 수 있다.
상기 유성기어감속기(73)는 일반적으로 잘 알려져 있으며, 시장에서 쉽게 구입할 수 있어 설명의 편의를 위해 도 3에 개략적으로 박스로 도시하였으며, 그 구성에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 상기 범용 외장 도장기에 있어서, 본 발명은 2개의 턴테이블(100, 100')이 배치되어, 어느 한 턴테이블(100)에서 도포작업이 이루어지는 동안 다른 턴테이블(100')에서 도포된 제품을 교체하는 작업이 이루어질 수 있다.
2개의 턴테이블(100, 100')은 그 구성이 서로 같아 어느 하나만을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
상기 턴테이블(100)은 작업대(200)에 LM 가이드(110)가 배치되고, 상기 LM 가이드(110)의 가이드 레일(111, 113) 사이에 이송수단(120)이 배치되며, 상기 이송수단(120)에 이송지그(130)가 연결되고, 상기 이송지그(130)의 슬라이더(131,133)가 상기 LM 가이드(110)의 가이드 레일(111, 113)에 장착되며, 상기 LM 가이드(110) 및 이송수단(120)이 커버(140)에 의해 커버되고, 상기 이송지그(130)의 상부면에 프레임(150)이 배치되고, 상기 프레임(150)에 회전장치(160)가 장착되며, 상기 회전장치(160)에 1차 지그(170)가 장착되어 회전장치(160)에 의해 회전운동을 하게 된다.
상기와 같이 구성된 턴테이블은 이송수단(120)에 의해 이송지그(130)가 LM 가이드(110)를 따라 슬라이딩 운동하여 전후진할 수 있으며, 상기 이송지그(130)에 장착되어 상기 이송지그(130)와 함께 전후진하는 프레임(150)에 장착된 회전장치(160)에 의해 1차 지그(170)가 회전운동을 할 수 있어, 스프레이 건(1)이 도료를 분사하는 할 때, 1차 지그(170)가 스프레이 건(1)에 대해 상대운동을 하므로서, 복잡한 피도물의 외곽을 정밀하게 도포할 수 있다.
상기 이송장치(120)는 도 2에 도시된 바와같이 에어 실린더 장치로서, 로드(121)를 따라 실린더 바디(123)가 전후진할 수 있으며, 상기 로드(121)가 "ㄴ" 형상의 제 1 브라켓(180)의 수직부(181)에 장착되고, 상기 브라켓(180)의 수평부(183)가 작업대(200)에 고정되고, 실린더 바디(123)의 상부면에 장착된 제 2 브라켓(125)의 돌기부(127)가 이송지그(130)의 내측 프레임(135)에 형성된 홈(136)에 끼워진다. 이것에 의해, 실린더 바디(123)가 로드(121)를 따라 전후진할 때, 제 2 브라켓(125)에 의해 상기 실린더 바디(123)에 연결된 이송지그(130)가 상기 실린더 바디(123)과 함께 전후진할 수 있게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 이송지그(130)는 커버(140)가 LM 가이드(110) 및 이송수단(120)을 커버하는 상태에서 슬라이더(131, 133)가 LM 가이드(110)의 가이드 레일(111, 113)를 따라 슬라이딩 운동을 할 수 있도록, 상기 슬라이더(131, 133)가 장착된 내측 프레임(135)과 외측 프레임(137) 사이에 공간부(139)가 형성되며, 상기 공간부(139)에 커버(140)가 끼워진다.
도 5를 참조하면, 상기 커버(140)는 LM 가이드(110) 및 이송수단(120)을 커버하도록 이송지그(130)의 공간부(139)에 끼워진 상태에서 정면부(141)가 클램프 수단(143)에 의해 제 1 브라켓(180)의 수직부(181)에 고정된다.
도 4를 참조하면, 상기 회전장치(160)는 1차 지그(170)의 하부면 중심에 샤프트(161)가 연결되고, 상기 샤프트(161)의 하단에 종동풀리(162)가 배치되고, 상기 종동풀리(162)가 벨트(163)에 의해 구동풀리(164)에 연결되고, 상기 구동풀리(164)가 유성기어감속기(165 ; 개략적으로 박스로 표시함)를 통해 모터(166)에 연결된다.
상기 종동풀리(162), 벨트(163) 및 구동풀리(164)는 프레임(150)의 중공부(151)에 배치되고, 상기 유성기어감속기(165) 및 모터(166)는 프레임(150)의 하부면 측부에 배치된 하우징(167)에 내장된다.
상기 유성기어감속기(165)는 일반적으로 잘 알려져 있어 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 회전장치(160)는 모터(166)의 동력이 유성기어감속기(165)를 통해 감속된 후, 벨트(163)와 풀리(162, 164)를 통해 샤프트(161)로 전달되므로서, 1차 지그(170)가 저속으로 계속해서 회전하거나, 주기적으로 소정의 각도만큼씩 회전할 수 있게 된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명은 스프레이 건(1)에서 분사된 도료 중 피도물에 도포되지 않은 도료에 의한 다른 피도물 및 작업자의 피해를 방지하기 위한 오염방지장치(300)를 더 포함한다.
상기 오염방지장치(300)는 본체(500)의 후면(510)에 연결된 팬(311)을 구비한 덕트(310)가 연결되고, 상기 덕트(310)의 전방에 배치되는 복수개의 블레이드(315)가 배치된 흡입터널(317)이 배치되고, 전방 저수조(320)에서 배출되는 순환수가 턴테이블(100)의 하부에 배치된 경사 안내판(325)을 따라 흐르고, 후방 저수조(330)에서 배출되는 순환수가 중간 격벽(335)을 따라 흘러내리고, 상기 안내판(325) 및 중간 격벽(335)을 따라 흘러 내린 순환수가 본체(500)의 하부 프레임(511)에 집수되고, 상기 하부 프레임(511)에 집수된 순환수가 파이프(340)에 의해 본체(500)의 측면 후방에 배치된 저장탱크(350)로 공급되고, 상기 저장탱크(350)에 저장된 순환수가 펌프(360)에 의해 토출관(361)을 통해 상기 전방 저수조(320) 및 후방 저수조(330)로 공급된다.
상기 흡입터널(317)은 중간 격벽(335)과 본체(500)의 후면(510)에 의해 형성되며, 상기 전방 저수조(320) 및 후방 저수조(330)는 순환수가 넘쳐 각각 경사 안내판(325)과 중간 격벽(335)을 따라 흐르며, 상기 펌프(360)의 토출관(361)은 제 1 공급관(362)과 제 2 공급관(363)으로 분기되어, 토출관(361)의 순환수의 일부가 상기 제 1 공급관(362)을 통해 전방 저수조(320)로 공급되고, 나머지 순환수가 제 2 공급관(363)을 통해 후방 저수조(330)로 공급된다.
상기 저장탱크(350)에는 필터(도시하지 않음)가 배치되어 저장탱크(350)의 물이 펌프(360)를 통해 전방 저수조(320) 및 후방 저수조(330)로 공급되기 전에 물에 포함된 도료를 여과한다.
상기와 같이 구성된 오염방지장치(300)는 다음과 같이 작동한다.
스프레이 건(1)의 턴테이블(100)에 배치된 피도물(도시하지 않음)에 도료를 분사할 때, 스프레이 건(1)에서 분사된 도료중 피도물에 도포되지 않은 도료가 전방 저수조(320) 및 후방 저수조(330)에서 경사 안내판(325)과 중간 격벽(335)을 흘러내리는 순환수에 포집되므로서, 도료에 의해 턴 테이블(100) 및 본체(500) 내부의 작업공간이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 팬(311)에 의해 작업구간내의 공기가 화살표(361, 362) 방향으로 덕트(310)로 흡입되며, 이와같이 공기가 덕트(310)로 흡입되는 과정에서 공기중에 비산된 도료가 공기와 함께 덕트(310)로 흡입되고, 공기가 덕트(310)로 공급되기 전에 흡입터널(317)의 블레이드(315)에 의해 공기중에 포함된 비산도료가 필터링되므로서, 깨끗하게 공기만이 덕트(310)로 공급된다. 이것에 의해 도료가 작업자가 위치하는 본체(500)의 전방 및 작업공간에 계속해서 비산된 상태로 유지되는 것이 방지되어 비산도료에 의한 작업자 및 피도물의 피해를 방지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명은 스프레이 건(1)의 작동을 자동으로 제어하기 위한 자동제어 시스템(700)을 더 포함한다.
상기 자동제어 시스템(700)은 제 1 서보모터(11), 제 2 서보모터(21), 제 3 서보모터(31), 제 4 서보모터(41) 및 제 5 서보모터(51)의 작동을 제어하는 컨트롤러(710)와, 상기 제 1 서보모터(11)에 의해 X축 방향으로 직선운동을 하는 X축 직선이송장치(10)의 X축 이송량을 측정하는 제 1 엔코더(721)와, 제 2 서보모터(21)에 의해 Y축 방향으로 직선운동을 하는 Y축 직선이송장치(20)의 Y축 이송량을 측정하는 제 2 엔코더(722)와, 제 3 서보모터(31)에 의해 Z축 방향으로 직선운동을 하는 Z축 직선이송장치(30)의 Z축 이송량을 측정하는 제 3 엔코더(723)와, 제 4 서보모터(41)에 의해 W축을 중심으로 회전운동하는 W축 회전장치(40)가 회전운동령을 측정하는 제 4 엔코더(724)와, 제 5 서보모터(51)에 의해 T축을 중심으로 각운동하는 T축 틸팅장치(50)의 각운동량을 측정하는 제 5 엔코더(725)와, 상기 X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)의 0점(기준점)을 설정하기 위한 리미트 스위치(726)와, 상기 컨트롤러(710)로 각 장치의 이송설정값을 전송하는 GP(730 ; graphic pannel)와, 상기 GP(730)에 작업 포인트를 지정하기 위해 상기 장치(10, 20, 30, 40, 50)들을 수동으로 작동시킬 수 있는 티칭 박스(740 ; teachig box)로 구성된다.
상기 GP(730)와 티칭 박스(740)는, 도 7에 도시된 바와같이, 본체(500)에서 정면의 일측부에 배치되어, 작업자가 티칭 박스(740)를 이용하여 스프레이 건의 이송량을 관측하면서 작동시키므로서, GP(730)에 작업 포인트를 입력할 수 있다.
또한, 상기 GP(730)는 터치 스크린으로 이루어져, 작업자가 화면의 아이콘을 직접 클릭하여 X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)의 이동 및 작업순서를 설정할 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 티칭 박스(740)는 5개의 이송 스위치(741, 742, 743, 744, 745) 및 파워 스위치(741)가 배치되어 있어, 상기 이송 스위치(741, 742, 743, 744, 745)에 의해 X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50) 각각이 수동으로 제어될 수 있다.
상기와 같이 구성된 자동제어 시스템(700)에 있어서, GP(730)에 이미 저장된 모델을 선택하여 작업하는 방법을 도 10a 내지 도 10d을 참조하여 설명하기로 한다.
상기 GP(730)는 파워 온되면 도 10a와 같은 초기화면(810)이 나타나고, 초기화면을 터치하면, 도 10b와 같은 원점화면(820)이 나타난다. 상기 원점화면에서 저장해 두었던 작업을 다시 수행해야 하는 경우, 모델선택화면 아이콘(821)을 누르면, 도 10c의 모델선택화면(830)이 나타난다. 상기 모델선택화면(830)은 20개의 폴더가 있으며, 각각의 폴더에 30가지의 모델이 저장되어 있어, 작업자는 폴더를 선택하고 다시 모델을 선택한다.
상기 모델선택화면(830)에서 모델을 선택하는 과정은 다음과 같다.
초기 화면상태에서 커서가 폴더번호 표시부(831)에 번호가 0번으로 깜박이고 있으며, 사용자가 폴더 +1 아이콘(832) 또는 폴더 -1 아이콘(833)을 눌러 원하는 폴더번호를 선택할 수 있으며, 폴더가 선택되면 커서가 0 MODEL 표시부(834)에서 깜박거리고 있어 +1 MODEL 아이콘(835) 또는 -1 MODEL 아이콘(836)을 이용하여 원하는 모델 위치에 커서를 위치시킨 후, 읽어오기 아이콘(837)을 눌러 모델을 선택할 수 있다. 모델 선택이 완료되면, 도 10d에 도시된 바와같이 자동화면(840)이 나타난다. 상기 자동화면(840)에서 자동운전 아이콘(841)을 누르면 작업이 정해진 순서에 의해 자동으로 수행된다. 이때, 상기 자동화면은 하단에 1회 운전시간과 작업수량이 표시된다.
상기 모델선택화면에서 티칭박스(740)를 이용하여 새로운 모델의 작업 포인트를 설정하는 방법을 도 10c 및 도 10e 내지 도 10g를 참조하여 설명하기로 한다.
도 10c의 모델선택화면(830)에서 위에서 설명한 바와같이 제원이 저장되어 있지 않은 어느 한 모델을 선택하고, 선택된 모델의 제목을 자판(838)을 이용하여 입력하고, 공정입력화면 아이콘(839)을 누르면, 도 10e의 공정선택화면(850)이 나타난다. 상기 공정선택화면에서 12개의 공정이 나타난다(도 10e에는 6개의 공정이 나타난 화면이 도시되어 있음). 여기서, 1 및 2번 공정은 X축을 움직이며 스프레이하는 공정이고, 3번 및 4번 공정은 Y축을 움직이며 스프레이하는 공정이고, 5번 및 6번 공정은 일점 분사 공정이고, 나머지 7 내지 12 공정은 각각 Z, W, T축을 움직이며 스프레이하는 공정이다.
예를들어, 도 10f에 도시된 바와같이 P001점에서 P010점까지 스프레이 건이 X축으로 움직이며 도료를 분사하는 작업을 1번 공정으로 선택하고자 경우, 도 10e의 공정선택화면(850)에서 1번 공정의 선택함 아이콘(851)을 누르면, 도 10g의 1번 공정수치입력 화면(860)이 나타난다. 그러면, 작업자는 티칭박스(740 : 도 9 참조)를 이용하여 스프레이 건을 P001 지점(스프레이 시작위치)에 위치시킨 후, 도 10g의 1번공정수치입력 화면(860)에서 P001X(861)의 해당 티칭 아이콘(862)을 누르면, 자동으로 P001 좌표값이 입력된다. 그후, 티칭박스를 이용하여 P002 지점에 스프레이 건을 위치시키고, P002X의 티칭 아이콘(863)을 누르면, P002 좌표값이 입력된다. 이후, P003의 좌표값을 입력한 후, X축 연산 아이콘(864)을 누르면 자동으로 나머지 P004 ~ P010의 좌표값이 매트릭스 연산된다. 이와같이 연산된 좌표값에서 P001 지점과 P002지점 사이는 자동으로 스프레이 온이되고, P002과 P003은 스프레이 오프되는 방식으로 나머지 좌표값의 스프레이 온 및 오프가 결정된다.
상기 1번공정의 수치입력이 끝나면, 화면이 자동으로 도 10e의 공정선택화면(850)으로 다시 넘어가고, 위에서 설명한 방법으로 스프레이 방법이 다른 12가지의 공정을 취사 선택하여 스프레이 작업을 설정할 수 있다.
상기 공정선택화면(850)에서 각 공정의 속도, 포인트 사용횟수 및 각 포인트로 이동하기전 대기시간을 나타내는 FOS값을 기입한다.
또한, 상기 GP(730)는 도 10b와 같은 원점화면(820)에서 전축원점 아이콘(801)을 터치하면, X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)가 0점에 위치하고, 각각의 엔코더(721, 722, 723, 724, 725) 및 리미트 스위치(726)에 의해 상기 장치들의 0점 위치가 확인되며, 조그동작모드에서 X축, Y축, Z축, W축 및 T축의 값이 0으로 기록된다.
그리고, 상기 원점화면(820)에서 수동운전모드 아이콘(822) 또는 수동화면 아이콘(823)을 누르면, 도 10h에 도시된 수동화면(870)이 나타나고, 상기 수동화면에서 조그동작모드의 화살표들을 눌러 스프레이 건의 작동을 수동으로 조작할 수 있다.
위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 범용 외장 도장기는 스프레이 건이 5자유도를 갖고, 턴테이블이 슬라이딩 운동 및 회전운동에 의한 2 자유도를 가지므로서, 전체적으로 7자유도를 가져 피도물의 외장을 종래보다 정밀하게 도장할 수 있으며, 어느 한 턴테이블에서 도포작업이 이루어지는 동안 다른 턴테이블에서 도포된 제품을 교체하는 작업이 이루어질 수 있어 작업속도를 높일 수 있고, W축 회전동력이 유성기어감속기에 의해 전달되어 정밀한 동력전달이 가능하며, 케이블의 엉킴을 방지할 수 있고, 컴팩트하게 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 범용 외장 도장기는 오염방지장치가 배치되어 도료에 의한 오염을 방지할 수 있으며, GP(graphic pannel)와 티칭 박스(teaching box)를 제공하여 별도의 로봇 프로그램을 사용하지 않고도 피도물의 종류에 따라 속도조절 및 동작순서 등을 쉽게 입력할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 범용 외장 도장기를 도시한 평면도
도 2는 본 발명에 따른 범용 외장 도장기를 도시한 정면도
도 3은 도 2의 W축 회전장치와 T축 틸팅장치를 도시한 단면도
도 4는 본 발명에 따른 턴테이블을 도시한 정단면도
도 5는 본 발명에 따른 턴테이블을 도시한 측단면도
도 6은 본 발명에 따른 범용 외장 도장기를 도시한 측단면도
도 7은 본 발명에 따른 범용 외장 도장기를 도시한 사시도
도 8은 본 발명에 따른 범용 외장 도장기의 자동제어 시스템을 도시한 블록도
도 9는 도 7의 티칭 박스를 도시한 사시도
도 10a 내지 도 10h는 GP에 나타나는 화면

Claims (21)

  1. X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)에 의해 5자유도를 가진 스프레이 건(1)이 도료를 분사하여 턴테이블(100, 100')에 장착된 피도물을 도장하는 범용 외장 도장기에 있어서,
    상기 W축 회전장치(40)는 Z축 직선이송장치(30)의 아암(33) 하단에 프레임(42)이 장착되고, 종동풀리 샤프트(43)가 상기 프레임(42)에 상대회전 가능하게 장착되고, 상기 종동풀리 샤프트(43)가 벨트(44)에 의해 구동풀리(45)에 연결되고, 상기 구동풀리(45)가 유성기어감속기(46)의 전동 샤프트(46a)에 장착되고, 상기 유성기어감속기(46)가 제 4 서보모터(41)의 구동축(41a)에 연결되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 서보모터(41) 및 유성기어감속기(46)는 프레임(41)의 상부면 일측에 장착되는 하우징(48)에 내장되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 종동풀리 샤프트(43)는 중공부(43a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 T축 틸팅장치(50)는 연결지지부재(61)가 종동풀리 샤프트(43)의 하단에 브라켓(63)에 의해 연결되고, 연결지지부재(61)에 T축 틸팅장치(50)의 하우징(71)이 장착되고, 상기 하우징(71)에 "ㄴ"형 유성기어감속기(73)와 제 5 서보모터(51)가 장착되고, 상기 유성기어감속기(73)의 전동축(75)에 스프레이 건(1)이 장착되어, 상기 스프레이 건(1)이 T축(59)을 중심으로 틸팅될 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  5. X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)에 의해 5자유도를 가진 스프레이 건(1)이 도료를 분사하여 턴테이블에 장착된 피도물을 도장하는 범용 외장 도장기에 있어서,
    상기 턴테이블(100, 100')은 2개가 배치되어, 어느 한 턴테이블(100)에서 도포작업이 이루어지는 동안 다른 턴테이블(100')에서 도포된 제품을 교체하는 작업이 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 턴테이블(100)은 작업대(200)에 LM 가이드(110)가 배치되고, 상기 LM 가이드(110)의 가이드 레일(111, 113) 사이에 이송수단(120)이 배치되며, 상기 이송수단(120)에 이송지그(130)가 연결되고, 상기 이송지그(130)의 슬라이더(131, 133)가 상기 LM 가이드(110)의 가이드 레일(111, 113)에 장착되며, 상기 LM 가이드(110) 및 이송수단(120)이 커버(140)에 의해 커버되고, 상기 이송지그(130)의 상부면에 프레임(150)이 배치되고, 상기 프레임(150)에 회전장치(160)가 장착되며, 상기 회전장치(160)에 1차 지그(170)가 장착되어 회전장치(160)에 의해 회전운동을 하게 되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이송장치(120)는 로드(121)를 따라 실린더 바디(123)가 전후진할 수 있으며, 상기 로드(121)가 "ㄴ" 형상의 제 1 브라켓(180)의 수직부(181)에 장착되고, 상기 브라켓(180)의 수평부(183)가 작업대(200)에 고정되고, 실린더 바디(123)의 상부면에 장착된 제 2 브라켓(125)의 돌기부(127)가 이송지그(130)의 내측 프레임(135)에 형성된 홈(136)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 이송지그(130)는 커버(140)가 LM 가이드(110) 및 이송수단(120)을 커비하는 상태에서 슬라이더(131, 133)가 LM 가이드(110)의 가이드 레일(111, 113)를 따라 슬라이딩 운동을 할 수 있도록, 상기 슬라이더(131, 133)가 장착된 내측 프레임(135)과 외측 프레임(137) 사이에 공간부(139)가 형성되며, 상기 공간부(139)에 커버(140)가 끼워지는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 커버(140)는 LM 가이드(110) 및 이송수단(120)을 커버하도록 이송지그(130)의 공간부(139)에 끼워진 상태에서 정면부(141)가 클램프 수단(143)에 의해 제 1 브라켓(180)의 수직부(181)에 고정되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장 포장기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 회전장치(160)는 1차 지그(170)의 하부면 중심에 샤프트(161)가 연결되고, 상기 샤프트(161)의 하단에 종동풀리(162)가 배치되고, 상기 종동풀리(162)가 벨트(163)에 의해 구동풀리(164)에 연결되고, 상기 구동풀리(164)가 유성기어감속기(165)를 통해 모터(166)에 연결되고, 상기 종동풀리(162), 벨트(163) 및 구동풀리(164)는 프레임(150)의 중공부(151)에 배치되고, 상기 유성기어감속기(165) 및 모터(166)는 프레임(150)의 하부면 측부에 배치된 하우징(167)에 내장되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  11. X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)에 의해 5자유도를 가진 스프레이 건(1)이 도료를 분사하여 턴테이블에 장착된 피도물을 도장하는 범용 외장 도장기에 있어서,
    상기 스프레이 건(1)에서 분사된 도료 중 피도물에 도포되지 않은 도료에 의한 다른 피도물 및 작업자의 피해를 방지하기 위한 오염방지장치(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오염방지장치(300)는 본체(500)의 후면(510)에 연결된 팬(311)을 구비한 덕트(310)가 연결되고, 상기 덕트(310)의 전방에 배치되는 복수개의 블레이드(315)가 배치된 흡입터널(317)이 배치되고, 전방 저수조(320)에서 배출되는 순환수가 턴테이블(100)의 하부에 배치된 경사 안내판(325)을 따라 흐르고, 후방 저수조(330)에서 배출되는 순환수가 중간 격벽(335)을 따라 흘러내리고, 상기 안내판(325) 및 중간 격벽(335)을 따라 흘러 내린 순환수가 본체(500)의 하부 프레임(511)에 집수되고, 상기 하부 프레임(511)에 집수된 순환수가 파이프(340)에 의해 본체(500)의 측면 후방에 배치된 저장탱크(350)로 공급되고, 상기 저장탱크(350)에 저장된 순환수가 펌프(360)에 의해 토출관(361)을 통해 상기 전방 저수조(320) 및 후방 저수조(330)로 공급되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 흡입터널(317)은 중간 격벽(335)과 본체(500)의 후면(510)에 의해 형성되며, 상기 전방 저수조(320) 및 후방 저수조(330)는 순환수가 넘쳐 각각 경사 안내판(325)과 중간 격벽(335)을 따라 흐르며, 상기 펌프(360)의 토출관(361)은 제 1 공급관(362)과 제 2 공급관(363)으로 분기되어, 토출관(361)의 순환수의 일부가 상기 제 1 공급관(362)을 통해 전방 저수조(320)로 공급되고, 나머지 순환수가 제 2 공급관(363)을 통해 후방 저수조(330)로 공급되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 저장탱크(350)에는 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)에 의해 5자유도를 가진 스프레이 건(1)이 도료를 분사하여 턴테이블에 장착된 피도물을 도장하고, 상기 스프레이 건(1)의 작동이 자동제어 시스템(700)에 의해 제어되는 범용 외장 도장기에 있어서,
    상기 자동제어 시스템(700)은 스프레이 건(1)의 이송설정값을 설정하기 위한 GP(730)와, 상기 GP(730)에 작업 포인트를 설정하기 위한 티칭 박스(740)를 더 포함하고,
    상기 GP(730)는 파워 온되면 초기화면(810)이 나타나고, 초기화면을 터치하면, 원점화면(820)이 나타하고, 상기 원점화면에서 저장해 두었던 작업을 다시 수행해야 하는 경우, 모델선택화면 아이콘(821)을 누르면, 모델선택화면(830)이 나타나고, 상기 모델선택화면(830)에서 폴더를 선택하고 다시 모델을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 모델선택화면에서 티칭박스(740)를 이용하여 새로운 모델의 작업 포인트의 설정은 모델선택화면(830)에서 제원이 저장되어 있지 않은 어느 한 모델을 선택하고, 선택된 모델의 제목을 자판(838)을 이용하여 입력하고, 공정입력화면 아이콘(839)을 누르면, 공정선택화면(850)이 나타나고, 요구되는 작업공정의 선택함 아이콘(851)을 누르면, 스프레이 방법이 다른 12가지의 공정을 취사 선택하여 스프레이 작업을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    티칭박스를 이용하여 소정의 좌표점에 스프레이 건을 위치시키고, 티칭 아이콘을 눌러 좌표값을 입력하고, P001, P002, P003 좌표값을 입력한 후, 연산 아이콘을 누르면 자동으로 나머지 좌표값이 매트릭스 연산되는 것을 특징으로 하는 범용외장 도장기.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 GP(730)는 원점화면(820)에서 전축원점 아이콘(801)을 터치하면, X축 직선이송장치(10), Y축 직선이송장치(20), Z축 직선이송장치(30), W축 회전장치(40) 및 T축 틸팅장치(50)가 0점에 위치하고, 각각의 엔코더(721, 722, 723, 724, 725) 및 리미트 스위치(726)에 의해 상기 장치들의 0점 위치가 확인되며, 조그동작모드에서 X축, Y축, Z축, W축 및 T축의 값이 0으로 기록되는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 원점화면(820)에서 수동운전모드 아이콘(822) 또는 수동화면 아이콘(823)을 누르면, 수동화면(870)이 나타나고, 상기 수동화면에서 조그동작모드의 화살표들을 눌러 스프레이 건의 작동을 수동으로 조작할 수 있는 것을 특징으로 하는 범용 외장 도장기.
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