KR100681406B1 - Painting robot - Google Patents

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KR100681406B1
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지주환
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주식회사 화인코팅
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    • B05B13/02—Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/0278—Arrangement or mounting of spray heads

Abstract

A painting robot is provided to simplify the structure and to reduce an installation space by adopting a robot arm structure using polar coordinates. The painting robot is composed of a body(10) having a first rotary shaft(11) at the upper end; a robot arm(20) shaft-installed to the first rotary shaft of the body, turned about the shaft at predetermined angle and equipped with a second rotary shaft(21) in the front end; and a spray nozzle(30) shaft-installed to the second rotary shaft of the robot arm and rotated about the shaft at the predetermined angle. A screw transfer block having a spiral groove is formed at one side of the robot arm shaft-installed to the first rotary shaft of the body. A rotary screw(23) is formed at the robot arm, engaged with the spiral groove of the screw transfer block, rotated forward and backward, and moved back and forth about the stop screw transfer block to move the robot arm back and forth. A rotary wheel(12) is installed at one end of the first rotary shaft of the body and connected to a motor shaft(13) installed at the lower end by a rotary belt(14) to turn about the shaft.

Description

도장로봇{Painting robot}Painting Robots {Painting robot}

도 1은 본 발명에 따른 도장로봇을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a painting robot according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 도장로봇이 도장작업을 수행하는 상태를 나타낸 개략측면도이다.Figure 2 is a schematic side view showing a state in which the painting robot according to the present invention performs a painting operation.

도 3a, 3b는 본 발명에 따른 도장로봇의 로봇팔이 회전스크류의 작동에 의해 전, 후진되는 상태를 나타낸 개략평면도이다.Figure 3a, 3b is a schematic plan view showing a state in which the robot arm of the painting robot according to the present invention forward, backward by the operation of the rotating screw.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

10 : 본체 11 : 제1회전축10: main body 11: first rotating shaft

12 : 회전휠 13 : 모터축12: rotary wheel 13: motor shaft

14 : 회전벨트 20 : 로봇팔14: rotating belt 20: robot arm

21 : 제2회전축 22 : 스크류이송블럭21: second axis of rotation 22: screw feed block

22a : 나선홈 23 : 회전스크류22a: spiral groove 23: rotating screw

24 : 스크류회전모터 25 : 회전원판24: screw rotation motor 25: rotating disc

30 : 스프레이노즐 32 : 도료공급파이프30: spray nozzle 32: paint supply pipe

40 : 피도물40: object

본 발명은 도장로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스핀들 도장라인에서 필요 없는 공간으로의 이동량을 줄일 수 있는 동시에 도장로봇의 설치공간을 줄일 수 있도록 하며, 또한, 피도물에 대한 스프레이 분사 정밀도를 높일 수 있도록 한 도장로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a painting robot, and more particularly, to reduce the amount of movement to an unnecessary space in the spindle painting line and to reduce the installation space of the painting robot, and also to increase the spray injection precision for the coating. It is about a painting robot.

일반적으로 도장(塗裝)은 유동체를 물체의 표면에 펴 발라 엷은 층을 만들어 단단하게 하는 것으로서, 물체 표면의 보호와 착색 등을 위해 쓰이는 것을 총칭한다.In general, the coating is to spread the fluid on the surface of the object to make a thin layer to harden, which is generally used for the protection and coloring of the surface of the object.

이렇게 도장을 하는 이유는 보편적으로 물체가 크건 작건 간에 외적인 영향에 따라 조금씩 침식작용을 받으며, 또한, 소재만으로는 표면적인 상품가치가 낮은 경우가 많기 때문에 외부의 영향으로부터 물체를 보호하는 동시에 방식(防蝕), 내유(耐油), 내약품성, 방습의 목적과, 미화, 평활화, 표지, 광택, 살균, 전도성조절, 반사, 생물부착방지 등의 목적을 위해서이다.The reason for this painting is that the object is generally eroded little by little depending on the external influence, whether the object is large or small. In addition, since the surface value of the product is often low, only the material protects the object from external influences. For the purpose of oil resistance, chemical resistance, moisture proof, beautification, smoothing, labeling, gloss, sterilization, conductivity control, reflection, bioadhesion prevention.

그리고, 최근에는 이러한 도장작업이 대부분 도장로봇 등을 통해 전자동으로 이루어지는 정도에 까지 이르게 되었다.And, in recent years, such a painting work has been brought to the degree that is fully automatic through the painting robot.

일례로 도장방식 중 화장품케이스 및 소형전자제품 도장에 많이 쓰이고, 여러개의 분사노즐이 각각의 지정된 위치에서 지정된 방향, 즉, 피도물의 상부, 중앙 및 하부를 향하여 연속 분사하는 구간을 피도물이 회전하면서 통과하여 피도물의 외부 전체가 도포되도록 하는 스핀들 도장방식이 있다. For example, it is frequently used for painting cosmetic cases and small electronic products in the painting method, and the spraying object passes through a section in which a plurality of spray nozzles are continuously sprayed in a designated direction from each designated position, that is, the top, center, and bottom of the workpiece. There is a spindle coating method so that the entire exterior of the workpiece is applied.

이러한 스핀들 도장방식은 1개의 라인에 노즐이 평균 30개 정도가 장착되어 가동되는 관계로 도장로봇의 제조원가를 획기적으로 줄이고 정밀도를 향상시키며 또한, 사용자의 직관적 구동과 이동방법이 유사하게 되도록 하여 조작이 용이하게 되는 등의 자동화가 시급하다. This spindle coating method is equipped with an average of 30 nozzles mounted on a single line, which significantly reduces manufacturing costs of the coating robot and improves its precision. Automation such as facilitation is urgent.

이와 같은 스핀들 도장방식에서 종래에는 수직직교좌표에 의해 평면상에서 임의의 위치로 이동한 후 분사방향을 설정하는 직교좌표방식과, 다관절 구조를 갖는 로봇팔 등을 이용하여 도장을 수행하는 수직다관절방식이 있었다.In such a spindle coating method, a conventional articulation method for performing painting using a robot arm having a multi-joint structure and an orthogonal coordinate system that sets the injection direction after moving to an arbitrary position on a plane by the vertical rectangular coordinates There was a way.

그러나, 직교좌표방식은 위치 이동시 직교좌표에 의한 움직임에 의해 필요없는 공간을 경유하여 원하는 위치로 이동하여야 하기 때문에 불필요한 움직임과 공간이 생겨 도장 작업시 작업시간이 많이 소요되고 불필요한 공간을 확보하여야 하는 등의 문제점을 갖고 있었다. However, the Cartesian coordinate system needs to be moved to the desired position via the space not needed by the movement of the Cartesian coordinates when moving the position. Therefore, unnecessary movement and space are generated, which requires a lot of work time during painting work and secures unnecessary space. Had problems.

또한, 수직다관절방식은 관절의 이동량과 조작자의 직관적 이동방법이 일치되지 않아 프로그램 상의 보완이 많이 필요하게 되며, 정밀도를 높이기 위해 부품의 사용이 많아 비용상승을 초래하는 등의 문제점을 갖고 있었다. In addition, the vertical articulation method requires a lot of complementary programs because the amount of movement of the joint and the intuitive movement method of the operator do not coincide with each other.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 직교좌표방식과 수직다관절방식의 중간방식인 극좌표방식을 이용한 로봇팔 구조로서, 스핀들 도장라인에서 필요 없는 공간으로의 이동량을 줄일 수 있는 동시에 도장로봇의 설치공간을 줄일 수 있도록 하며, 또한, 피도물에 대한 스프레이 분사 정밀도를 높일 수 있도록 한 도장로봇을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve such a problem, the robot arm structure using the polar coordinate method of the intermediate method of the Cartesian coordinate system and the vertical articulated joint method, while reducing the amount of movement to the space required in the spindle coating line painting The purpose of the present invention is to provide a painting robot that can reduce the installation space of the robot and also increase the spray injection accuracy on the workpiece.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도장로봇은 상단부에 제1회전축이 구비된 본체; 상기 본체의 제1회전축에 축착되어 소정각도 축 회전되고 선단부에 제2회전축이 마련된 로봇팔; 및 상기 로봇팔의 제2회전축에 축착되어 소정각도 축 회전되는 스프레이노즐을 포함하여 구성된다.Coating robot of the present invention for achieving the above object is the main body provided with a first rotating shaft at the upper end; A robot arm fixed to the first rotary shaft of the main body to be rotated by a predetermined angle and provided with a second rotary shaft at a distal end thereof; And a spray nozzle which is attached to the second rotation shaft of the robot arm and rotates by a predetermined angle.

또한, 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서, 상기 본체의 제1회전축과 축착되는 로봇팔의 일측부에 나선홈을 갖는 스크류이송블럭이 구비되고, 상기 로봇팔에 이 스크류이송블럭의 나선홈과 치합되어 정역방향으로 축 회전됨에 따라 정지되어 있는 스크류이송블럭을 기준으로 전, 후진되면서 로봇팔을 전, 후진시키는 회전스크류가 구비된 것이 바람직하다.In addition, in the coating robot according to the present invention, a screw transfer block having a spiral groove is provided at one side of the robot arm that is in contact with the first rotation axis of the main body, the robot arm is meshed with the spiral groove of the screw transfer block. It is preferable that the rotating screw for moving forward and backward with the robot arm forward and backward with respect to the screw transfer block is stopped as the axis rotates in the forward and reverse directions.

또한, 본 발명에 따른 도장로봇에 있어서, 상기 본체의 제1회전축 일단부에 회전휠이 구비되고 이 회전휠이 하단부에 설치된 모터축과 회전벨트로 연결되어 축 회전되는 것이 바람직하다.In addition, in the painting robot according to the present invention, it is preferable that a rotating wheel is provided at one end of the first rotating shaft of the main body, and the rotating wheel is connected to a motor shaft and a rotating belt installed at the lower end of the rotating shaft.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3b에서 나타낸 것과 같이, 본 발명에 따른 도장로봇은 상단부에 제1회전축(11)이 구비된 본체(10)와, 이 본체(10)의 제1회전축(11)에 축착되어 소정각도 축 회전되고 선단부에 제2회전축(21)이 마련된 로봇팔(20)과, 이 로봇팔(20)의 제2회전축(21)에 축착되어 소정각도 축 회전되는 스프레이노즐(30)을 포함하는 구성으로 되어 있다. As shown in Figures 1 to 3b, the coating robot according to the present invention is fixed to the main body 10 having a first rotary shaft 11 at the upper end, and the first rotary shaft 11 of the main body 10 is predetermined A robot arm 20 rotated at an angular axis and provided with a second rotary shaft 21 at a distal end thereof, and a spray nozzle 30 fixed to the second rotary shaft 21 of the robot arm 20 to rotate at a predetermined angle. It is composed.

상기 본체(10)는 저면이 바닥면에 밀착되고 상단부가 상방으로 일정높이 연장되는 박스 형상으로, 그 하단부 내부에는 본 발명에 의한 도장로봇의 전반적인 작동을 제어하기 위한 콘트롤부(미도시)가 마련되고, 상단부에는 로봇팔(20)과 연결되어 축 회전되는 제1회전축(11)이 구비되며, 그 하방에 이 제1회전축(11)을 축회전시키기 위한 회전모터(미도시)가 설치되어 있다. The main body 10 has a box shape in which the bottom surface is in close contact with the bottom surface and the upper end extends a predetermined height upward, and a control part (not shown) is provided inside the lower end to control the overall operation of the coating robot according to the present invention. The upper end portion is provided with a first rotation shaft 11 connected to the robot arm 20 to rotate the shaft, and a rotation motor (not shown) for rotating the first rotation shaft 11 is installed below. .

그리고, 상기 본체(10)의 제1회전축(11) 일단부에는 회전휠(12)이 구비되고 이 회전휠(12)이 하단부에 설치된 모터축(13)과 회전벨트(14)로 연결되어 축 회전되도록 되어 있다. In addition, a rotation wheel 12 is provided at one end of the first rotation shaft 11 of the main body 10, and the rotation wheel 12 is connected to the motor shaft 13 and the rotation belt 14 installed at the lower end of the shaft. It is supposed to rotate.

상기 로봇팔(20)은 본체(10)의 제1회전축(11)에 축착되어 소정각도 축 회전되고 선단부에 스프레이노즐(30)과 연결되어 축 회전 되는 제2회전축(21)이 마련되어 있다. The robot arm 20 is attached to the first rotary shaft 11 of the main body 10 is rotated by a predetermined angle axis and is provided with a second rotary shaft 21 is connected to the spray nozzle 30 at the distal end.

그리고, 상기 로봇팔(20)은 본체(10)의 제1회전축(11)과 축착되는 로봇팔(20)의 일측부에 나선홈(22a)을 갖는 스크류이송블럭(22)이 구비되고, 로봇팔(20) 상에 이 스크류이송블럭(22)의 나선홈(22a)과 치합되어 정역방향으로 축 회전됨에 따라 정지되어 있는 스크류이송블럭(22)을 기준으로 전, 후진되면서 결과적으로 로봇팔(20)을 전, 후진시키는 회전스크류(23)가 구비되어 있다. In addition, the robot arm 20 is provided with a screw transfer block 22 having a spiral groove 22a at one side of the robot arm 20 which is in contact with the first rotating shaft 11 of the main body 10, and the robot. The robot arm moves forward and backward with respect to the screw transfer block 22 which is stopped as it is engaged with the spiral groove 22a of the screw transfer block 22 on the arm 20 and axially rotated in the forward and reverse direction. A rotating screw 23 for moving the back and forth 20 is provided.

여기서, 상기 회전스크류(23)는 그 후단부가 스크류회전모터(24)에 의해 제자리 축 회전되고, 그 선단부는 로봇팔(20) 본체에 설치된 베어링(미도시) 등에 의해 제자리 축 회전 지지되도록 하는 것이 바람직 할 것이다. Here, the rotating screw 23 has its rear end rotated in place by the screw rotation motor 24, and its front end is to be supported by the bearing (not shown) installed in the robot arm 20 body to rotate in place. Would be preferable.

상기 스프레이노즐(30)은 로봇팔(20)의 회전모터(미도시)의 제2회전축(21)에 축착되어 소정각도 축 회전되는 것으로서, 보다 상세하게는, 상기 제2회전축(21)에 결합되어 축 회전되도록 한 회전원판(25) 상에 고정 설치되어 이 회전원판(25)의 축 회전과 함께 소정각도 회동되면서 도료를 피도물(40)로 분사하도록 하는 것이다. The spray nozzle 30 is rotated by a predetermined angle by being fixed to the second rotary shaft 21 of the rotary motor (not shown) of the robot arm 20, and more specifically, coupled to the second rotary shaft 21. And fixedly installed on the rotating disk 25 to be rotated axially so as to spray the paint 40 onto the workpiece 40 while being rotated at a predetermined angle with the rotation of the rotating disk 25.

미설명 부호 32는 스프레이노즐(30)로 도료를 공급하는 도료공급파이프를 나타낸 것이다.Reference numeral 32 denotes a paint supply pipe for supplying paint to the spray nozzle 30.

이러한 구성에 따른 본 발명의 도장로봇은 본체(10)의 콘트롤부의 작동지시에 따라 제1회전축(11)이 작동되어 로봇팔(20)을 상하로 소정각도 회동시켜서 이 로봇팔(20) 선단부의 스프레이노즐(30)이 피도물(40)의 상방 또는 하방에 위치되도록 하고, 또한, 콘트롤부의 작동지시에 따라 제2회전축(21)이 작동되어 스프레이노즐(30)를 상하방으로 회동시켜 도료분사가 되는 선단부가 피도물(40)을 향할 수 있도록 하며, 또한, 콘크롤부의 작동지시에 따라 회전스크류(23)가 작동되어 정, 역방향으로 제자리 축 회전되면서 스크류이송블럭(22)의 나선홈(22a)을 타고 전진 또는 후진되어 결과적으로 로봇팔(20) 전체가 전, 후진되도록 하여 피도물(40) 간의 거리조절을 할 수 있게 되는 것이다.  Coating robot of the present invention according to this configuration is the first rotary shaft 11 is operated in accordance with the operation instructions of the control unit of the main body 10 to rotate the robot arm 20 by a predetermined angle up and down the robot arm 20 of the tip portion The spray nozzle 30 is positioned above or below the workpiece 40, and the second rotary shaft 21 is operated in accordance with the operation instruction of the control unit to rotate the spray nozzle 30 up and down to spray the paint. Spiral grooves 22a of the screw feed block 22 are rotated by rotating the screw 23 in the forward and reverse directions according to the operation instructions of the scroll portion, and the front end portion to be directed toward the workpiece 40. As a result, the robot arm 20 is moved forward or backward as a result of being moved forward or backward so that the distance between the workpieces 40 can be adjusted.

예를 들어, 피도물(40)의 상부를 도장하고자 하면, 우선, 콘트롤부가 작동지시를 각각의 회전모터에 전달하여 제1회전축(11)에 의해서는 로봇팔(20)의 선단부가 상방을 향하도록 로봇팔(20)이 일정각도로 회동되고, 이와 동시에, 제2회전축(21)에 의해서는 스프레이노즐(30) 선단부가 하방을 향하게 되며, 필요에 따라서, 회전스크류(23)에 의해 로봇팔(20)을 피도물(40)을 향해 전후진시켜 거리조절을 한 후 도장작업을 수행하게 되는 것이다.For example, to paint the upper part of the workpiece 40, first, the control unit transmits an operation instruction to each rotary motor so that the tip end portion of the robot arm 20 faces upward by the first rotary shaft 11. The robot arm 20 is rotated at an angle, and at the same time, the tip of the spray nozzle 30 is directed downward by the second rotating shaft 21, and the robot arm (if necessary) is rotated by the rotating screw 23. 20) to advance and back toward the workpiece 40 to adjust the distance is to perform the painting work.

또한, 피도물(40)의 저면부를 도장하고자 하면, 상기와 같이 콘트롤부가 작 동지시를 각각의 회전모터에 전달하여 제1회전축(11)에 의해서는 로봇팔(20)의 선단부가 하방을 향하게 되고, 이와 동시에, 제2회전축(21)에 의해서는 스프레이노즐(30) 선단부가 상방을 향하게 되며, 그리고, 필요에 따라서, 회전스크류(23)에 의해 로봇팔(20)을 피도물(40)을 향해 전후진시켜 거리조절을 한 후 도장작업을 수행하게 되는 것이다. In addition, if you want to paint the bottom surface of the workpiece 40, the control unit transmits the operation instruction to each rotary motor as described above, and the first end of the robot arm 20 by the first rotation shaft 11 is directed downward At the same time, the tip of the spray nozzle 30 is directed upward by the second rotating shaft 21, and the robot arm 20 is rotated toward the workpiece 40 by the rotating screw 23 as necessary. After moving back and forth to adjust the distance is to perform the painting work.

또한, 피도물(40)의 중앙부를 도장하고자 하면, 이 역시, 콘트롤부가 작동지시를 각각의 회전모터에 전달하여 제1회전축(11)에 의해서는 로봇팔(20)의 선단부가 중앙을 향하도록 수평상태가 되고, 이와 동시에, 제2회전축(21)에 의해서는 스프레이노즐(30) 선단부가 중앙부를 향하게 되며, 이때도, 필요에 따라서, 회전스크류(23)에 의해 로봇팔(20)을 피도물(40)을 향해 전후진시켜 거리조절을 한 후 도장작업을 수행하게 되는 것이다.In addition, if you want to paint the central portion of the workpiece 40, this also, the control unit transmits the operation instruction to each of the rotary motor by the first rotating shaft 11 so that the front end of the robot arm 20 toward the center At the same time, the tip of the spray nozzle 30 is directed toward the center portion by the second rotating shaft 21. At this time, the robot arm 20 is rotated by the rotating screw 23 as needed. After the distance is adjusted to 40), the painting is performed.

이와 같이 로봇팔(20)의 상하 회전 및 전후진 출몰과 함께 스프레이노즐(30)의 상하회전 조작을 콘트롤부에 의해 신속하고 자유롭게 하면서 제자리 축 회전되는 피도물(40)에 대해 도료를 분사할 수 있도록 함으로써 도장작업이 신속하고 정밀하게 이루어지는 것이다. In this way, the up and down rotation of the robot arm 20 and the forward and backward movement, and the up and down operation of the spray nozzle 30 by the control unit to quickly and freely while spraying the paint on the object 40 rotated in place By doing so, the painting work is done quickly and precisely.

이상에서와 같이, 본 발명의 도장로봇 직교좌표방식과 수직다관절방식의 중간방식인 극좌표방식을 이용한 로봇팔 구조를 통해 장치가 간소화되어 제조원가가 절감되고, 또한, 이러한 로봇팔 구조를 통해 스핀들 도장라인에서 필요 없는 공간으로의 이동량을 줄일 수 있는 동시에 도장로봇의 설치공간을 줄일 수 있어 설비비 용이 절감되며, 또한, 피도물에 대한 스프레이 분사 정밀도를 높일 수 있어 피도물의 상품성이 향상되도록 하는 등의 다양한 효과를 얻는다. As described above, the apparatus is simplified through the robot arm structure using the polar coordinate method, which is the intermediate method of the painting robot orthogonal coordinate method and the vertical articulated joint of the present invention, thereby reducing the manufacturing cost, and coating the spindle through the robot arm structure. It can reduce the amount of movement from the line to the space that is not needed and at the same time reduce the installation space of the painting robot, and also reduce the cost of equipment. Also, it can increase the spray injection accuracy on the workpiece. Get

Claims (3)

상단부에 제1회전축(11)이 구비된 본체(10); 상기 본체(10)의 제1회전축(11)에 축착되어 소정각도 축 회전되고 선단부에 제2회전축(21)이 마련된 로봇팔(20); 및 상기 로봇팔(20)의 제2회전축(21)에 축착되어 소정각도 축 회전되는 스프레이노즐(30);을 포함하여 구성되는 도장로봇에 있어서,A main body 10 provided with a first rotating shaft 11 at an upper end portion thereof; A robot arm 20 which is fixed to the first rotation shaft 11 of the main body 10 to be rotated by a predetermined angle and provided with a second rotation shaft 21 at a tip end thereof; In the coating robot comprising a; and the spray nozzle 30 is fixed to the second rotary shaft 21 of the robot arm 20 to rotate a predetermined angle axis, 상기 본체(10)의 제1회전축(11)과 축착되는 로봇팔(20)의 일측부에 나선홈(22a)을 갖는 스크류이송블럭(22)이 구비되고, 상기 로봇팔(20)에 이 스크류이송블럭(22)의 나선홈(22a)과 치합되어 정역방향으로 축 회전됨에 따라 정지되어 있는 스크류이송블럭(22)을 기준으로 전, 후진되면서 로봇팔(20)을 전, 후진시키는 회전스크류(23)가 구비되고,A screw transfer block 22 having a spiral groove 22a is provided at one side of the robot arm 20 which is in contact with the first rotation shaft 11 of the main body 10, and the screw is provided on the robot arm 20. Rotating screw for moving forward and backward with the robot arm 20 forward and backward with respect to the screw transfer block 22 which is stopped by being engaged with the spiral groove 22a of the transfer block 22 and being axially rotated in the forward and reverse directions. 23), 상기 본체(10)의 제1회전축(11) 일단부에 회전휠(12)이 구비되고 이 회전휠(12)이 하단부에 설치된 모터축(13)과 회전벨트(14)로 연결되어 축 회전되는 것을 특징으로 하는 도장로봇.A rotating wheel 12 is provided at one end of the first rotating shaft 11 of the main body 10, and the rotating wheel 12 is connected to the motor shaft 13 installed at the lower end and the rotating belt 14 to rotate the shaft. Painting robot, characterized in that. 삭제delete 삭제delete
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