KR100637768B1 - 실러 정량 스월 도포 시스템 - Google Patents

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KR100637768B1
KR100637768B1 KR1020050074793A KR20050074793A KR100637768B1 KR 100637768 B1 KR100637768 B1 KR 100637768B1 KR 1020050074793 A KR1020050074793 A KR 1020050074793A KR 20050074793 A KR20050074793 A KR 20050074793A KR 100637768 B1 KR100637768 B1 KR 100637768B1
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정성균
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주식회사 테크원엔지니어링
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Abstract

본 발명은 로봇 아암의 선단에 장착되어 레귤레이터 유닛에서 1차로 압력조절이 이루어진 실러를 정량으로 설정한 후, 도포건 유닛을 통하여 다시 일정압으로 실러를 도포할 수 있도록 하며, 엔코더의 신호를 이용하여 실러의 누적유량, 순간유량, 도포압력 및 도포유무 등의 정보를 작업자가 인지할 수 있도록 실러 정량 스월 공급유닛을 포함하는 실러 정량 스월 도포 시스템을 제공한다.
실러 정량 스월 공급유닛, 부스터, 부스터 실린더, 엔코더, 스월팁

Description

실러 정량 스월 도포 시스템{A SEALER SPRAYING SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실러 정량 스월 도포 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 적용되는 실러 정량 스월 공급유닛과 레귤레이터 유닛의 라인연결관계를 도시한 부분 구성도이다.
도 3은 도 1의 A 부분에 적용되는 실러 정량 스월 공급유닛의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 도포건 유닛에 적용되는 스월팁수단의 확대 단면도이다.
도 5는 도 3의 스월팁수단의 스월팁의 투영 사시도 및 그 저면도이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예에 적용되는 실러 정량 스월 공급유닛의 단계별 작동 상태도이다.
도 8은 종래 기술에 의한 실러 정량 스월 도포 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명은 실러 정량 스월 도포 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇 아암 선단에 장착되어 레귤레이터 유닛에서 1차로 압력조절이 이루어진 실러를 정량으로 설정하여 다시 일정압으로 실러를 도포할 수 있도록 실러 정량 스월 공급유닛을 포함하는 실러 정량 스월 도포 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 생산라인에서는 방음, 방청, 차체보강, 및 실링 등의 목적으로 실러 정량 스월 도포 시스템을 사용하고 있다.
이러한 실러 정량 스월 도포 시스템의 개략적인 원리는 실러펌프로부터 압송되어진 실러가 배관을 통하여 공압으로 작동되는 레규레이터 유닛에 도달하면, 레규레이터 유닛은 실러를 일정한 압력으로 조절하여 호스를 통해 도포건 유닛으로 이송하여준다.
즉, 도포건 유닛까지 도달한 실러는 로봇의 거동에 따라 미리 설정된 경로를 따라 도포되는 것이다.
도 8은 대한민국 특허등록 482591호에서 기재된 실러 도포 시스템의 전체 구성도로써, 이를 종래 기술에 따른 실러 도포 시스템의 일례로 하여 그 구성을 살펴보면, 펌프유닛(10)에 의해 펌핑되어 필터유닛(20)에서 이물질이 걸러진 실러가 실러배관을 따라 정량토출유닛(30), 즉 레귤레이터 유닛에서 그 공급압력이 조절된 상태로 실러호스(31)를 통하여 스프레이유닛(40) 즉, 도포건 유닛으로 공급되어 작업하고자하는 소재 위에 도포되도록 작동하며, 시스템 전체의 동작을 제어하는 제어유닛(50)을 포함하여 이루어지는 것을 알 수 있다.
그리고 상기한 대한민국 특허등록 482591호의 특허에서는 상기 정량토출유닛(30)에 구체적인 기술적 특징을 부여하고 있는데, 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
즉, 상기 종래의 정량토출유닛(30)은 흡입단을 통하여 상기 필터(21)와 실러배관으로 연결되어 제어공압에 의해 제어되어 펌핑유닛(10)으로부터 펌핑되는 실러의 공급압력을 설정압으로 조절하는 유량제어밸브(33)가 구비된다.
또한, 상기 유량제어밸브(33)는 그 토출단이 실러배관을 통하여 셧 오프 밸브(39)의 흡입단과 연결되며, 상기 셧 오프 밸브(39)는 그 토출단이 실러호스(31)를 통하여 스프레이유닛(40)의 실러건(41)과 연결되어 제어유닛(50)에 의해 온-오프 제어된다.
또한, 상기 유량제어밸브(33)는 공압관을 통하여 전공밸브(45)와 연결되며, 이 전공밸브(45)는 제어유닛(50)의 PID제어를 통하여 라인공압을 정밀 제어하여 상기 유량제어밸브(33)에 제어공압을 공급하게 된다.
또한, 상기 전공밸브(45)로 라인공압을 공급하는 공압관로 상에는 상기 전공밸브(45)로 공급되는 라인공압을 일정압으로 조절하여 공급하도록 정밀 공압 레귤레이터(51)를 구성하여 이루어지는데 그 특징이 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 실러 도포 시스템에서는 실러의 압송과정에서 외부의 영향 즉, 실러펌프(13)의 압송에 의한 맥동과 정량토출유닛(30)에 작용되는 공압에 의한 맥동, 그리고 정량토출유닛(30)에서 스프레이유닛(40)까지의 실러호스(31)의 길이가 길다는 등의 단점들에 의해 일정한 량의 실러를 정확하게 도포하도록 제어하는데 많은 어려움이 있으며, 실러의 도포패턴도 균일하지 않아 도포품질을 저하시키는 문제점으로 작용하고 있다.
그리고 실러 도포 시, 도포 유무에 대한 확인기능이 없다는 것 또한, 품질불 량의 한 요인으로 작용하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 로봇 아암의 선단에 장착되어 레귤레이터 유닛에서 1차로 압력조절이 이루어진 실러를 정량으로 설정한 후, 도포건 유닛을 통하여 다시 일정압으로 실러를 도포할 수 있도록 하며, 엔코더의 신호를 이용하여 실러의 누적유량, 순간유량, 도포압력 및 도포유무 등의 정보를 작업자가 인지할 수 있도록 실러 정량 스월 공급유닛을 포함하는 실러 정량 스월 도포 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 도포건 유닛 상에 스월팁수단을 구성하여 실러의 도포패턴을 스월패턴으로 균일하게 형성되도록 함으로써 실러의 도포품질을 향상시킬 수 있도록 하는 실러 정량 스월 도포 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 실러 정량 스월 도포 시스템은 실러펌프에 의해 펌핑된 실러가 실러배관을 따라 레귤레이터 유닛에서 그 공급압력이 조절된 상태로 실러호스를 통하여 도포건으로 공급되어 로봇의 거동에 따라 작업하고자하는 소재 상에 도포되도록 작동하며, 시스템 전체의 동작을 제어하는 실러 제어기를 포함하여 이루어지는 실러 정량 스월 도포 시스템에 있어서,
상기 로봇의 아암 선단에 장착되어 공압에 의해 작동하는 부스터 실린더; 상기 부스터 실린더의 작동로드 선단에 부스터 로드가 연결되도록 하여 상기 부스터 실린더에 장착빔을 통하여 설치되며, 내부에는 실러 유입구 및 실러 유출구와 연결된 부스터 챔버가 형성되는 부스터; 상기 부스터 실린더의 일측에 장착되어 제어신호에 따라 상기 부스터 실린더에 작동공압을 공급하는 제1전공비례밸브; 상기 부스터 실린더의 타측에 장착되며, 내부의 톤 휠을 회전시키는 타이밍벨트와 상기 부스터 실린더의 작동로드를 2개의 연동로드로 연결하여 부스터 실린더의 전후진 작동에 따른 톤 훨의 회전을 엔코더 센서가 펄스신호로 출력하는 엔코더 유닛; 상기 부스터의 일측에 장착되어 공압에 의해 작동함으로써 상기 레귤레이터 유닛으로부터 실러호스를 통하여 부스터 내부로 공급되는 실러의 공급을 단속하는 제1차단밸브; 상기 부스터의 타측 하부에 장착되어 상기 부스터로부터 공급되는 실러를 도포하는 도포건 유닛으로 구성되는 실러 정량 스월 공급유닛을 포함한다.
상기 부스터 실린더는 실린더 하우징 내부에 작동로드와 연결되는 피스톤으로 이루어져 공압을 작동압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 부스터는 상기 장착빔을 통하여 부스터 실린더에 연결되며, 내부에는 실러 유입구를 통하여 실러를 충진하여 실러 유출구를 통하여 도포건 유닛으로 토출하는 부스터 챔버를 형성하는 부스터 하우징; 상기 부스터 하우징의 부스터 챔버를 따라 전후진하도록 설치되며, 외측 선단은 상기 부스터 실린더의 작동로드와 연결되는 부스터 로드; 상기 부스터 하우징과 부스터 로드 사이에 끼워진 상태로 기밀을 유지하도록 시일 너트에 의해 설치되는 시일 링;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 엔코더 유닛은 상기 부스터 실린더의 타측에 브라켓을 통하여 고정되는 엔코더 하우징; 상기 엔코더 하우징의 상부 내측에 회전 가능하게 설치되는 톤 휠; 상기 톤 휠의 회전축에 연결되는 풀리와, 이와 일정간격 이격된 위치에 설치되는 풀리를 서로 연결하는 타이밍 벨트; 상기 타이밍 벨트에 상단이 연결되는 수직 연동로드; 상기 수직 연동로드의 하단과 상기 부스터 실린더의 작동로드의 일측을 연결하는 수평 연동로드; 상기 엔코더 하우징의 상부 일측에서 상기 톤 휠에 대응하도록 장착되어 상기 톤 휠의 회전에 따른 펄스신호를 실러 제어기로 출력하는 엔코더 센서;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1차단밸브는 상기 부스터의 실러 유입구 측에 장착되며, 내부에는 상기 레귤레이터 유닛으로부터 실러를 공급받도록 실러호스와 연결되는 실러 유입실을 형성하며, 그 후측으로는 제어공압이 공급되는 공압실을 형성하는 밸브 몸체; 상기 밸브 몸체의 공압실에 설치되는 피스톤; 상기 밸브 몸체의 내부에서 상기 실러 유입실과 공압실을 가로질러 설치되며, 일단은 상기 피스톤과 연결되고, 타단은 상기 부스터의 실러 유입구를 개폐하도록 배치되는 밸브 스풀;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제1차단밸브는 상기 레귤레이터 유닛의 패널 일측에 장착된 상태로, 상기 실러 제어기에 의해 제어되어 라인공압을 공급 및 차단하는 솔레노이드 밸브와 공압라인으로 연결되어 그 제어공압을 공급받는 것이 바람직하다.
상기 도포건 유닛은 상기 부스터의 타측 하부로 연결되는 실러 유출구에 대응하도록 장착되어 공압에 의해 작동함으로써 상기 부스터 챔버로부터 실러 유출구 를 통하여 공급되는 실러의 토출을 단속하는 제2차단밸브; 상기 제2차단밸브의 토출단에 장착되어 제2차단밸브의 작동에 따라 공급되는 실러를 와류형태로 분사되는 분사에어에 의해 소재 상에 스월타입으로 실러를 도포하는 스월팁수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2차단밸브는 상기 부스터의 실러 유출구 측에 장착되며, 내부에는 상기 부스터로부터 실러를 공급받도록 실러 토출실을 형성하며, 그 후측으로는 제어공압이 공급되는 공압실을 형성하는 밸브 몸체; 상기 밸브 몸체의 공압실에 설치되는 피스톤; 상기 밸브 몸체의 내부에서 상기 실러 토출실과 공압실을 가로질러 설치되며, 일단은 상기 피스톤과 연결되고, 타단은 상기 스월팁수단의 실러 도포구를 개폐하도록 배치되는 밸브 스풀;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 제2차단밸브는 상기 레귤레이터 유닛의 패널 일측에 장착된 상태로, 상기 실러 제어기에 의해 제어되어 라인공압을 공급 및 차단하는 솔레노이드 밸브와 공압라인으로 연결되어 그 제어공압을 공급받는 것이 바람직하다.
상기 스월팁수단은 상기 제2차단밸브의 토출단에 체결되며, 내부에는 상기 밸브 스풀이 배치되는 실러 안내구를 형성하는 실러 안내체; 상기 실러 안내체의 외측에 체결되며, 실러 안내체와의 사이에 에어 안내구를 형성하며, 일측에는 일정 공압을 공급받는 에어 공급구를 형성하는 에어 안내체; 상기 에어 안내체의 선단에 체결되며, 중앙에는 상기 실러 안내구에 대응하는 실러 토출구를 형성하고, 상기 실러 토출구의 둘레에는 다수개의 에어 분사구가 상기 에어 안내구에 대응하여 일정간격으로 배치되며, 외측으로는 편향하여 상기 실러 토출구를 향하도록 형성되어 와류 형태 에어를 분사하도록 구성되는 스월팁;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 에어 안내체는 상기 레귤레이터 유닛의 패널 일측에 별도로 장착되어 상기 실러 제어기에 의해 제어되어 라인공압을 일정압으로 조절하여 공급 및 차단하는 제2전공비례밸브와 공압라인으로 연결되어 분사에어를 공급받는 것을 특징으로 한다.
상기 스월팁에는 5개의 에어 분사구가 일정간격으로 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실러 정량 스월 도포 시스템의 전체 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 실러 정량 스월 도포 시스템의 전체적인 구성은 실러펌프(101)를 포함하는 펌프유닛(110)과, 필터(120), 레귤레이터 유닛(130), 실러 정량 스월 공급유닛(140) 및 상기 실러 정량 스월 공급유닛(140)과 레귤레이터 유닛(130) 및 실러펌프(101)를 연결하는 실러호스(151) 및 실러배관(153), 시스템의 제어를 위한 실러 제어기(150), 및 로봇(161)과 로봇(161)을 제어하기 위한 로봇 제어기(160)로 구성된다.
상기 펌프유닛(110)은, 드럼통에 들어있는 실러를 압송하기 위한 보조기구로 수평을 이루는 바닥에 장착되어지며 양측에 두개의 램 실린더(103)를 가지고 있고, 상기 램 실린더(103)를 연결하는 상판(102)에는 실러펌프(101)가 설치되고, 상기 실러펌프(101)의 동작에 따라 상하운동을 하도록 실러펌프(101)의 하측에는 실러펌프 샤프트(104)가 연결된다.
상기 실러펌프 샤프트(104)의 하단에는 로우펌프유닛(105)이 설치되며, 높은 실러 공급압을 얻기 위하여 상기 로우펌프유닛(105)의 하단에는 인덕터 플레이트(106)가 설치된다.
상기 필터(120)는 원통형상으로 실러배관(153)을 통하여 상기 실러펌프(101)와 연결하여 유입되는 실러 내의 이물질을 걸러내게 된다.
그리고 상기 레귤레이터 유닛(130)은, 도 2에서 구체적으로 도시한 바와 같이, 레귤레이터 밸브(RV)가 그 흡입단을 통하여 상기 필터(120)와 실러배관(107)으로 연결되는데, 이 레귤레이터 밸브(RV)는 제어공압에 의해 제어되어 펌핑유닛(110)으로부터 펌핑되는 실러의 공급압력을 설정압으로 조절하게 된다.
이러한 레귤레이터 밸브(RV)는 그 토출단이 실러배관(108)을 통하여 셧 오프 밸브(SOV)의 흡입단과 연결되는데, 이 셧 오프 밸브(SOV)는 그 토출단이 실러호스(151)를 통하여 상기 실러 정량 스월 공급유닛(140)의 일측과 연결되어 실러 제어기(150)의 신호에 따라 작동하는 제1솔레노이드 밸브(SV1)로부터 공급되는 제어공압에 의해 온-오프 제어된다.
그리고 상기 레귤레이터 유닛(130)의 패널(P) 상의 하부 일측에는 상기 제1솔레노이드 밸브(SV1)에 이웃하여 상기 실러 정량 스월 공급유닛(140)에 제어공압을 공급하기 위한 제2솔레노이드 밸브(SV2)와 제3솔레노이브 밸브(SV3)가 상기 실 러 제어기(150)로부터 제어신호에 의해 작동하도록 더 구비된다.
또한, 상기 레귤레이터 유닛(130)의 패널(P) 상의 하부 타측에는 상기 실러 정량 스월 공급유닛(140)에 일정압의 분사에어를 공급하기 위한 제2전공비례밸브(EV2)가 상기 실러 제어기(150)로부터 제어신호에 의해 작동하도록 추가로 구비된다.
그리고 로봇 아암(163)의 선단에는 상기 실러 정량 스월 공급유닛(140)이 장착되는데, 이러한 실러 정량 스월 공급유닛(140)의 구체적인 구성을 도 2와 도 3을 통하여 살펴본다.
즉, 상기한 실러 정량 스월 공급유닛(140)은 상기 로봇(161)의 아암(163) 선단에 부스터 실린더(141)가 장착된다. 상기 부스터 실린더(141)는 실린더 하우징(142) 내부에 작동로드(143)와 연결되는 피스톤(144)으로 구성되어 공압을 작동압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 부스터 실린더(141)의 실린더 하우징(142)에는 장착빔(145)을 통하여 부스터(146)가 설치되는데, 이 때, 상기 부스터 실린더(141)의 작동로드(143)는 그 선단이 부스터 로드(147)와 연결된다.
상기 부스터(146)는 그 내부에 실러 유입구(PT1)를 통하여 실러를 충진하여 실러 유출구(PT2)를 통하여 토출시키는 부스터 챔버(BC)를 형성하는 부스터 하우징(148)과 상기 부스터 로드(147)로 구성되며, 상기 부스터 로드(147)는 부스터 하우징(148)의 부스터 챔버(BC)를 따라 전후진하도록 설치된다. 즉, 상기 부스터 로드(147)는 그 외측 선단이 상기 부스터 실린더(141)의 작동로드(143)와 컨넥터(149) 를 통하여 연결된다.
또한, 상기 부스터 하우징(148)과 부스터 로드(147) 사이에는 기밀을 유지하도록 시일 너트(171)에 의해 시일 링(172)이 설치된다.
그리고 상기 부스터 실린더(141)의 실린더 하우징(142) 일측에는 제1전공비례밸브(EV1)가 장착되어 제어신호에 따라 상기 부스터 실린더(141) 내에 작동공압을 공급하게 된다.
즉, 상기 제1전공비례밸브(EV1)는 실러 제어기(150)의 제어신호에 따라 내부 유로를 가변하여 라인공압을 일정공압으로 제어하여 상기 부스터 실린더(141)에 공급하게 된다.
또한, 상기 부스터 실린더(141)의 실린더 하우징(142) 타측에는 엔코더 유닛(EU)이 장착된다.
상기 엔코더 유닛(EU)은 내부의 톤 휠(173)을 회전시키는 타이밍벨트(174)와 상기 부스터 실린더(141)의 작동로드(143)를 2개의 연동로드(175,176)로 연결하여 부스터 실린더(141)의 전후진 작동에 따른 톤 훨(173)의 회전을 엔코더 센서(177)가 실러 제어기(150)에 펄스신호로 출력하도록 구성된다.
즉, 상기 엔코더 유닛(EU)의 구체적인 구성은 상기 부스터 실린더(141)의 실린더 하우징(142) 타측에 브라켓(178)을 통하여 엔코더 하우징(179)이 고정 장착된다.
상기 엔코더 하우징(179)의 상부 내측에는 상기 톤 휠(173)이 회전 가능하게 설치되며, 상기 톤 휠(173)의 회전축에는 풀리(181)가 연결되며, 이와 일정간격 이 격된 위치에도 풀리(182)가 설치되며, 양 풀리(181,182)는 타이밍 벨트(174)에 의해 연결된다.
그리고 상기 타이밍 벨트(174)의 일측에는 수직 연동로드(175)가 그 상단을 통하여 연결되며, 상기 수직 연동로드(175)의 하단과 상기 부스터 실린더(141)의 작동로드(143)의 일측을 수평 연동로드(176)가 연결하여 구성된다.
또한, 상기 엔코더 하우징(179)의 상부 일측에서 상기 톤 휠(173)에 대응하도록 엔코더 센서(177)가 장착되어 상기 톤 휠(173)의 회전에 따른 펄스신호를 실러 제어기(150)로 출력하도록 구성된다.
그리고 상기 부스터 하우징(148)의 일측에는 공압에 의해 작동함으로써 상기 레귤레이터 유닛(130)으로부터 실러호스(151)를 통하여 부스터(146) 내부로 공급되는 실러의 공급을 단속하는 제1차단밸브(CV1)가 장착된다.
즉, 상기 제1차단밸브(CV1)는 상기 부스터 하우징(148)의 실러 유입구(PT1) 측에 밸브 몸체(183)가 장착되는데, 밸브 몸체(183)의 내부에는 상기 레귤레이터 유닛(130)의 셧 오프 밸브(SOV)로부터 실러를 공급받도록 실러호스(151)와 연결되는 실러 유입실(184)을 형성하며, 그 후측으로는 제어공압이 공급되는 공압실(185)을 형성한다.
상기 밸브 몸체(183)의 공압실(185) 내에는 피스톤(186)이 설치되며, 상기 밸브 몸체(183)의 내부에서 상기 실러 유입실(184)과 공압실(185)을 가로질러 밸브 스풀(187)이 설치된다.
여기서, 상기 밸브 스풀(187)은 그 일단이 상기 피스톤(186)과 연결되고, 그 타단은 상기 부스터 하우징(148)의 실러 유입구(PT1)를 개폐하도록 배치된다.
그리고 상기 제1차단밸브(CV1)는 상기 레귤레이터 유닛(130의 패널(P) 일측에 장착된 상태로, 상기 실러 제어기(150)에 의해 제어되어 라인공압을 공급 및 차단하는 제3솔레노이드 밸브(SV3)와 공압라인으로 연결되어 그 제어공압을 공급받는다.
그리고 상기 부스터 하우징(148)의 타측 하부에는 상기 부스터(146)로부터 공급되는 실러를 도포하는 도포건 유닛(SU)이 장착되는데, 상기 도포건 유닛(SU)을 구체적으로 살펴본다.
즉, 상기 도포건 유닛(SU)은 상기 부스터 하우징(148)의 타측 하부로 연결되는 실러 유출구(PT2)에 대응하도록 제2차단밸브(CV2)가 장착되어 공압에 의해 작동함으로써 상기 부스터 챔버(BC)로부터 실러 유출구(PT2)를 통하여 공급되는 실러의 토출을 단속하며, 상기 제2차단밸브(CV2)의 토출단(191)에는 스월팁수단(STU)이 장착되어 제2차단밸브(CV2)의 작동에 따라 공급되는 실러를 와류형태로 분사되는 분사에어에 의해 소재 상에 스월타입으로 실러를 도포하도록 구성된다.
여기서, 상기 제2차단밸브(CV2)는 상기 부스터 하우징(148)의 실러 유출구(PT2) 측에 밸브 몸체(192)가 장착되며, 이 밸브 몸체(192)의 내부에는 상기 부스터(146)로부터 실러를 공급받도록 실러 토출실(193)을 형성하며, 그 후측으로는 제어공압이 공급되는 공압실(194)을 형성하여 이루어진다.
또한, 상기 밸브 몸체(192)의 공압실(194)에는 피스톤(195)이 설치되며, 상기 밸브 몸체(192)의 내부에서 상기 실러 토출실(193)과 공압실(194)을 가로질러 밸브 스풀(196)이 설치된다. 이 때, 밸브 스풀(196)은 그 일단이 상기 피스톤(195)과 연결되고, 그 타단은 상기 스월팁수단(STU)의 실러 도포구(PT3; 도 4참조)를 개폐하도록 배치된다.
이러한 제2차단밸브(CV2)는 상기 레귤레이터 유닛(130)의 패널(P) 일측에 장착된 상태로, 상기 실러 제어기(150)에 의해 제어되어 라인공압을 공급 및 차단하는 제2솔레노이드 밸브(SV2)와 공압라인으로 연결되어 그 제어공압을 공급받도록 구성된다.
그리고 상기 스월팁수단(STU)은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 제2차단밸브(CV2)의 토출단(191)에 실러 안내체(201)가 체결되며, 실러 안내체(201)의 내부에는 상기 밸브 스풀(196)이 배치되는 실러 안내구(202)를 형성한다.
상기 실러 안내체(201)의 외측에는 에어 안내체(203)가 체결되는데, 이 에어 안내체(203)는 상기 실러 안내체(201)와의 사이에 에어 안내구(204)를 형성하며, 일측에는 일정 공압을 공급받는 에어 공급구(PT4)를 형성하여 구성된다.
상기 에어 안내체(203)의 선단에는 스월팁(205)이 체결되는데, 상기 스월팁(205)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 그 내부 중앙에 상기 실러 안내구(202)에 대응하는 상기의 실러 토출구(PT3)를 형성하고, 상기 실러 토출구(PT3)의 둘레에는 5개의 에어 분사구(PT5)가 상기 에어 안내구(204)에 대응하여 일정간격으로 배치된다.
이 때, 상기 5개의 에어 분사구(PT5)는 외측으로 편향하여 상기 실러 토출구(PT3)를 향하도록 형성되어 와류 형태 에어를 분사하도록 구성된다.
그리고 상기 에어 안내체(203)는 그 에어 공급구(PT4)가 상기 레귤레이터 유닛(130)의 패널(P) 일측에 별도로 장착되어 상기 실러 제어기(150)에 의해 제어되어 라인공압을 일정압으로 조절하여 공급 및 차단하는 제2전공비례밸브(EV2)와 공압라인으로 연결되어 분사에어를 공급받도록 이루어진다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 실러 정량 스월 도포 시스템의 작동을, 도 3과 도 6 및 도 7을 통하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 3에서와 같이, 실러 제어기(150)가 제1솔레노이브 밸브(SV1)와 제2솔레노이드 밸브(SV2) 및 제3솔레노이브 밸브(SV3)를 제어하여 셧 오프 밸브(SOV) 및 제2차단밸브(CV2)와 제1차단밸브(CV1)를 각각 오프(OFF, 즉, 폐쇄상태) 제어한 상태로, 펌프유닛(110)의 실러펌프(101)를 구동하여 드럼내의 실러를 펌핑한다.
이에 따라, 드럼 내부의 실러는 실러배관(153)을 통해 필터(120)를 거쳐 이물질이 제거된 상태로 레귤레이터 밸브(RV)로 공급하여 일정압으로 제어된다.
이 때, 소재가 지그(100) 상에 로딩이 완료되어 작업개시 시점이 되면, 실러 제어기(150)는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 제1솔레노이브 밸브(SV1)와 제3솔레노이드 밸브(SV3)를 제어하여 셧 오프 밸브(SOV)와 제1차단밸브(CV1)를 온(ON, 즉, 개방상태) 제어한다.
그러면 상기 레귤레이터 밸브(RV)로부터 일정압으로 조정된 실러는 상기 셧 오프 밸브(SOV)로부터 실러호스(151)와 제1차단밸브(CV1)를 통하여 부스터(146) 내부의 부스터 챔버(BC)에 충진된다.
이와 같이, 부스터 챔버(BC) 내부에 실러가 충진되면, 상기 실러 제어기 (150)는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 제1솔레노이브 밸브(SV1)와 제3솔레노이브 밸브(SV3)를 제어하여 셧 오프 밸브(SOV) 및 제1차단밸브(CV1)를 다시 오프(OFF) 제어한다.
이러한 상태로, 상기 실러 제어기(150)는 로봇 제어기(160)에 신호를 출력하여 로봇(161)을 거동시킴과 동시에, 제1전공비례밸브(EV1)와 제2솔레노이브 밸브(SV2)를 제어하여 부스터 실린더(141)에는 라인공압을 정밀 제어하여 일정압의 작동공압으로 공급하고, 제2차단밸브(CV2)는 온(ON) 제어하여 실러가 토출될 수 있도록 작동시킨다.
이 때, 상기 실러 제어기(150)는 제2전공비례밸브(EV2)에도 거의 동시에 제어신호를 출력하여 라인공압을 정밀 제어하여 일정공압을 스월팁수단(STU)의 에어 안내체(203)에 형성된 에어 공급구(PT4)를 통하여 분사에어로 공급한다.
따라서, 상기 실러 제어기(150)의 제어에 의해 일정 체적의 부스터 챔버(BC) 내부에 충진된 실러는 부스터 실린더(141)의 작동에 의해 진행하는 부스터 로드(147)의 진입량에 따라 실러 유출구(PT2)를 통하여 제2차단밸브(CV2)의 실러 토출실(193)로 이동하며, 상기 제2차단밸브(CV2)의 온(ON) 제어에 의해 해당 밸브 스풀(196)이 당겨지면, 상기 실러 토출실(193) 내부의 실러는 실러 안내체(201)의 실러 안내구(202)를 따라 스월팁(205)의 실러 토출구(PT3)로 토출된다.
이 때, 상기 실러 토출구(PT3)를 통하여 토출되는 실러는 상기 에어 안내체(203)의 에어 공급구(PT4)와 에어 안내구(204)를 따라 공급되어 스월팁(205) 상의 5개의 에어 분사구(PT5)로 분사되는 분사에어가 형성하는 와류에 의해 소재(300) 상에 도포될 때에는 스월타입으로 원을 그리며 도포된다.
즉, 상기 실러 정량 스월 공급유닛(140)은 로봇(161)의 아암(163) 선단에 장착된 상태로, 로봇(161)의 거동에 따라 소재(300) 상에 스월타입으로 정량의 실러를 일정한 패턴으로 도포하게 되는 것이다.
한편, 상기 엔코더 유닛(EU)은 상기 부스터 실린더(141)의 작동에 따라 부스터 실린더(141)의 작동로드(143)에 수평 연동로드(176)와 수직 연동로드(175)를 통하여 연결된 타이밍 벨트(174)가 톤 휠(173)을 회전시키면, 엔코더 센서(177)가 이를 감지하여 펄스신호를 실러 제어기(150)로 출력하게 되는데, 이 때, 상기 실러 제어기(150)는 인가되는 펄스신호를 분석하여 부스터(146) 내부에 남은 실러의 누적유량과 도포되는 순간유량, 및 스월팁유닛을 통하여 도포되는 실러의 도포압력 및 도포유무 등의 정보를 작업자가 인지할 수 있도록 디스플레이(미도시)를 통하여 표시해주게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실러 정량 스월 도포 시스템에 의하면, 로봇 아암의 선단에 장착되는 실러 정량 스월 공급유닛을 통하여 레귤레이터 유닛에서 1차로 압력조절이 이루어진 실러를 정량으로 설정한 후, 도포건 유닛을 통하여 다시 일정압으로 실러를 도포할 수 있도록 하는 해주어 정량의 실러을 일정한 패턴을 따라 정확하게 도포해 주도록 하는 효과가 있다.
또한, 엔코더의 신호를 이용하여 실러의 누적유량, 순간유량, 도포압력 및 도포유무 등의 정보를 작업자가 인지할 수 있도록 하며, 도포건 유닛 상에는 스월 팁수단을 구성하여 실러의 도포패턴을 스월패턴으로 균일하게 형성되도록 함으로써 실러의 도포품질을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
이로써, 종래 실러의 압송과정에서 외부의 영향 즉, 실러펌프의 압송에 의한 맥동과 정량토출유닛에 작용되는 공압에 의한 맥동, 그리고 정량토출유닛에서 스프레이유닛까지의 실러호스의 길이가 길다는 등의 단점들에 의해 일정한 량의 실러를 정확하게 도포하기 어려운 문제점을 해소할 수 있으며, 실러의 도포패턴도 균일하게 유지해 주게 되는 등, 품질불량의 요인을 최소화할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 실러펌프에 의해 펌핑된 실러가 실러배관을 따라 레귤레이터 유닛에서 그 공급압력이 조절된 상태로 실러호스를 통하여 도포건으로 공급되어 로봇의 거동에 따라 작업하고자하는 소재 상에 도포되도록 작동하며, 시스템 전체의 동작을 제어하는 실러 제어기를 포함하여 이루어지는 실러 정량 스월 도포 시스템에 있어서,
    상기 로봇의 아암 선단에 장착되어 공압에 의해 작동하는 부스터 실린더;
    상기 부스터 실린더의 작동로드 선단에 부스터 로드가 연결되도록 하여 상기 부스터 실린더에 장착빔을 통하여 설치되며, 내부에는 실러 유입구 및 실러 유출구와 연결된 부스터 챔버가 형성되는 부스터;
    상기 부스터 실린더의 일측에 장착되어 제어신호에 따라 상기 부스터 실린더에 제어공압을 공급하는 제1전공비례밸브;
    상기 부스터 실린더의 타측에 장착되며, 내부의 톤 휠을 회전시키는 타이밍벨트와 상기 부스터 실린더의 작동로드를 2개의 연동로드로 연결하여 부스터 실린더의 전후진 작동에 따른 톤 훨의 회전을 엔코더 센서가 펄스신호로 출력하는 엔코더 유닛;
    상기 부스터의 일측에 장착되어 공압에 의해 작동함으로써 상기 레귤레이터 유닛으로부터 실러호스를 통하여 부스터 내부로 공급되는 실러의 공급을 단속하는 제1차단밸브;
    상기 부스터의 타측 하부에 장착되어 상기 부스터로부터 공급되는 실러를 도 포하는 도포건 유닛으로 구성되는 실러 정량 스월 공급유닛을 포함하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부스터 실린더는
    실린더 하우징 내부에 작동로드와 연결되는 피스톤으로 이루어져 공압을 작동압으로 하는 공압 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부스터는
    상기 장착빔을 통하여 부스터 실린더에 연결되며, 내부에는 실러 유입구를 통하여 실러를 충진하여 실러 유출구를 통하여 도포건 유닛으로 토출하는 부스터 챔버를 형성하는 부스터 하우징;
    상기 부스터 하우징의 부스터 챔버를 따라 전후진하도록 설치되며, 외측 선단은 상기 부스터 실린더의 작동로드와 연결되는 부스터 로드;
    상기 부스터 하우징과 부스터 로드 사이에 끼워진 상태로 기밀을 유지하도록 시일 너트에 의해 설치되는 시일 링;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엔코더 유닛은
    상기 부스터 실린더의 타측에 브라켓을 통하여 고정되는 엔코더 하우징;
    상기 엔코더 하우징의 상부 내측에 회전 가능하게 설치되는 톤 휠;
    상기 톤 휠의 회전축에 연결되는 풀리와, 이와 일정간격 이격된 위치에 설치되는 풀리를 서로 연결하는 타이밍 벨트;
    상기 타이밍 벨트에 상단이 연결되는 수직 연동로드;
    상기 수직 연동로드의 하단과 상기 부스터 실린더의 작동로드의 일측을 연결하는 수평 연동로드;
    상기 엔코더 하우징의 상부 일측에서 상기 톤 휠에 대응하도록 장착되어 상기 톤 휠의 회전에 따른 펄스신호를 실러 제어기로 출력하는 엔코더 센서;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1차단밸브는
    상기 부스터의 실러 유입구 측에 장착되며, 내부에는 상기 레귤레이터 유닛으로부터 실러를 공급받도록 실러호스와 연결되는 실러 유입실을 형성하며, 그 후측으로는 제어공압이 공급되는 공압실을 형성하는 밸브 몸체;
    상기 밸브 몸체의 공압실에 설치되는 피스톤;
    상기 밸브 몸체의 내부에서 상기 실러 유입실과 공압실을 가로질러 설치되 며, 일단은 상기 피스톤과 연결되고, 타단은 상기 부스터의 실러 유입구를 개폐하도록 배치되는 밸브 스풀;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1차단밸브는 상기 레귤레이터 유닛의 패널 일측에 장착된 상태로, 상기 실러 제어기에 의해 제어되어 라인공압을 공급 및 차단하는 솔레노이드 밸브와 공압라인으로 연결되어 그 제어공압을 공급받는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 도포건 유닛은
    상기 부스터의 타측 하부로 연결되는 실러 유출구에 대응하도록 장착되어 공압에 의해 작동함으로써 상기 부스터 챔버로부터 실러 유출구를 통하여 공급되는 실러의 토출을 단속하는 제2차단밸브;
    상기 제2차단밸브의 토출단에 장착되어 제2차단밸브의 작동에 따라 공급되는 실러를 와류형태로 분사되는 분사에어에 의해 소재 상에 스월타입으로 실러를 도포하는 스월팁수단;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2차단밸브는
    상기 부스터의 실러 유출구 측에 장착되며, 내부에는 상기 부스터로부터 실러를 공급받도록 실러 토출실을 형성하며, 그 후측으로는 제어공압이 공급되는 공압실을 형성하는 밸브 몸체;
    상기 밸브 몸체의 공압실에 설치되는 피스톤;
    상기 밸브 몸체의 내부에서 상기 실러 토출실과 공압실을 가로질러 설치되며, 일단은 상기 피스톤과 연결되고, 타단은 상기 스월팁수단의 실러 도포구를 개폐하도록 배치되는 밸브 스풀;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제2차단밸브는 상기 레귤레이터 유닛의 패널 일측에 장착된 상태로, 상기 실러 제어기에 의해 제어되어 라인공압을 공급 및 차단하는 솔레노이드 밸브와 공압라인으로 연결되어 그 제어공압을 공급받는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 스월팁수단은
    상기 제2차단밸브의 토출단에 체결되며, 내부에는 상기 밸브 스풀이 배치되 는 실러 안내구를 형성하는 실러 안내체;
    상기 실러 안내체의 외측에 체결되며, 실러 안내체와의 사이에 에어 안내구를 형성하며, 일측에는 일정 공압을 공급받는 에어 공급구를 형성하는 에어 안내체;
    상기 에어 안내체의 선단에 체결되며, 중앙에는 상기 실러 안내구에 대응하는 실러 토출구를 형성하고, 상기 실러 토출구의 둘레에는 다수개의 에어 분사구가 상기 에어 안내구에 대응하여 일정간격으로 배치되며, 외측으로는 편향하여 상기 실러 토출구를 향하도록 형성되어 와류 형태 에어를 분사하도록 구성되는 스월팁;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에어 안내체는 상기 레귤레이터 유닛의 패널 일측에 별도로 장착되어 상기 실러 제어기에 의해 제어되어 라인공압을 일정압으로 조절하여 공급 및 차단하는 제2전공비례밸브와 공압라인으로 연결되어 분사에어를 공급받는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 스월팁에는 5개의 에어 분사구가 일정간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 실러 정량 스월 도포 시스템.
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