KR100819335B1 - 선체 외판 전처리 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 몸체 하면에 영구자석(5)을 부착한 로봇 본체(1); 상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 구동 모터(11)의 회전으로 구동 바퀴(12)에 동력을 전달하여 상기 로봇 본체(1)를 이동시키는 구동부(2); 상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 조향 모터(13)의 회전력을 조향 기어(16)를 통해 상기 구동부(2)에 전달하여 상기 로봇 본체(1)의 진행 방향을 조절하는 조향부(3); 및 상기 로봇 본체(1)의 하부에서 선체 외판과 접촉하는 상태로 존재하는 작업툴(10)이 상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 툴 회전 모터(7)의 회전력에 의하여 회전함으로써 선체 외판을 전처리하는 툴부(4)를 포함하는 선체 외판 전처리 로봇에 관한 것이다. 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은, 진공 흡착 방식을 이용하지 않고서도 간단하게 선체 외판에 부착되고, 작업자가 일일이 신경을 쓰지 않더라도 자동으로 알아서 작업 영역을 찾아 전처리 작업을 수행할 수 있으며, 특히 선체 외판의 곡면부나 선체 외판의 요철이 심한 부분에 대하여도 효율적으로 전처리 작업을 수행할 수 있다.

선체 외판, 도장, 전처리

Description

선체 외판 전처리 로봇{Pretreatment Robot for Out-hull}

도 1은 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇의 정면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇의 평면도이다.

도 3은 구동부(2)를 상세하게 도시한 도면이다.

도 4는 툴 수직 이송 장치를 상세하게 도시한 도면이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

1: 로봇 본체 12: 구동 바퀴

2: 구동부 13: 조향 모터

3: 조향부 14: 보조 바퀴

4: 툴부 15: 구동 모터 감속기

5: 영구자석 16: 조향 기어

6: 레이져 비젼 센서 17: 베벨기어

7: 툴 회전 모터 18: 샤프트

8: 툴 슬라이드 19: 수직 이송 모터

9: 타이밍 벨트 20: 수직 이송 볼스크류

10: 작업툴 21: 수직 이송 볼너트

11: 구동 모터 22: 수직 이송 LM 가이드

23: 수직 이송 LM 너트

본 발명은 선체 외판 전처리 로봇에 관한 것이다.

현재 대부분의 외판 전처리 작업은 샌드 페이퍼를 이용한 수작업을 통해 이루어지고, 일부 블라스팅 로봇 등에 의하여 이루어지고 있다.

수작업의 경우 작업자가 고소차를 이용하여 작업하기 때문에 작업 속도가 느리고 사고의 위험이 크다. 그리고 에어 그라인더를 이용하여 작업하기 때문에 작업자의 근골격계 질환이 야기되고 있다.

종래의 장비의 경우에는 장비의 부착을 위하여 진공 흡착 방식을 이용하고 있다. 그러나, 진공 흡착 방식의 경우 진공을 만들기 위한 부대 장치가 대형이기 때문에 공간상의 제약을 많이 받으므로 도크의 크기가 작고 사정이 좋지 않을 경우 적용이 어렵다. 또한, 4륜 바퀴를 이용하여 이동하기 때문에 선수, 선미 등과 같이 곡이 심한 곳에는 선체 외판 벽면과의 간섭으로 인하여 적용이 어려워진다. 그렇기 때문에 종래의 장비의 경우 일부만이 적용될 뿐이며, 작업 효율이 낮아 현장에서 사용하기에는 많은 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 선체 외판 탑재 조인트부의 도장 작업을 위해 용접선을 포함한 주변의 산화 방지제 및 녹 등 의 이물질을 제거하는 전처리 작업을 자동으로 수행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 몸체 하면에 영구자석(5)을 부착한 로봇 본체(1); 상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 구동 모터(11)의 회전으로 구동 바퀴(12)에 동력을 전달하여 상기 로봇 본체(1)를 이동시키는 구동부(2); 상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 조향 모터(13)의 회전력을 조향 기어(16)를 통해 상기 구동부(2)에 전달하여 상기 로봇 본체(1)의 진행 방향을 조절하는 조향부(3); 및 상기 로봇 본체(1)의 하부에서 선체 외판과 접촉하는 상태로 존재하는 작업툴(10)이 상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 툴 회전 모터(7)의 회전력에 의하여 회전함으로써 선체 외판을 전처리하는 툴부(4)를 포함하는 선체 외판 전처리 로봇을 제시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가 지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은 로봇 본체(1), 구동부(2), 조향부(3) 및 툴부(4)를 포함하여 이루어지며, 선체 외판 탑재 조인트부의 도장 작업을 위해 용접선을 포함한 주변의 산화 방지제 및 녹 등의 이물질을 제거하는 전처리 작업을 자동으로 수행하게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇의 정면도 및 측면도이고, 도 3은 구동부(2)를 상세하게 도시한 도면이며, 도 4는 툴 수직 이송 장치를 상세하게 도시한 도면이다.

로봇 본체(1)의 몸체 하면에는 영구자석(5)이 장착되어 있는데, 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은 이러한 영구자석(5)의 자기력에 의하여 선체 외판에 부착된 상태에서 떨어지지 아니하고 이동할 수 있다. 이로써, 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은, 종래의 전처리 장비들이 진공 흡착 방식을 이용하기 때문에 추가로 부담해야 했던 부대 장치를 설치함이 없이도, 간단하게 선체 외판에 부착될 수 있는 것이다.

이러한 로봇 본체(1)는 삼륜 구동을 위해 삼각 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 이에 따라 로봇 본체(1)를 이동시키는 구동부(2)는 한 개의 구동 바퀴(12) 및 두 개의 보조 바퀴(14)로 이루어지는 삼륜 구동 구조를 갖게 된다(이에 대해서는 보다 상세히 후술함). 이 경우, 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은, 종래의 전처리 장비들이 사륜 바퀴를 이용하여 이동하기 때문에 선수, 선미 등과 같이 곡이 심한 곳에는 선체 외판 벽면과의 간섭으로 인하여 적용이 어려웠던 것과는 달리, 곡이 심한 곳에 대해서도 그 적용이 매우 용이하다.

한편, 로봇 본체(1)는 레이져 비젼 센서(6)를 몸체 전면부에 장착함으로써, 이러한 레이져 비젼 센서(6)에 의하여 로봇 본체(1)가 선체 외판 조인트부의 용접선을 인식하고 용접선을 따라 자동으로 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은 작업자가 일일이 신경을 쓰지 않더라도 자동으로 알아서 작업 영역을 찾아 전처리 작업을 수행하게 된다.

구동부(2)는 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 구동 모터(11)의 회전으로 구동 바퀴(12)에 동력을 전달하여 로봇 본체(1)를 이동시킨다.

이러한 구동부(2)는, 구동 모터(11)의 회전력을 전달받아 직접 구동하는 한 개의 구동 바퀴(12)가 로봇 본체(1)의 몸체 하부 전면에 배치되고, 구동 바퀴(12)의 구동에 의하여 이끌려 가는 두 개의 보조 바퀴(14)가 로봇 본체(1)의 몸체 하부 후면 양측에 대칭적으로 배치됨으로써, 전체적으로 삼륜 구동 구조를 갖는 것이 바 람직하다.

구동부(2)는 구동 모터(11)가 베벨기어(17)를 통하여 구동 바퀴(12)에 동력을 전달함으로써 구동 모터(11)가 돌출하여 나와서 선체 외판과 간섭을 일으키게 되는 것을 피하게 된다.

한편, 구동부(2)는 구동 모터 감속기(15)에 의하여 구동 모터(11)의 회전력을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 구동부(2)는 복잡한 구조를 갖거나 세밀한 전처리가 요구되는 선체 외판을 작업하기 위하여 구동 속도를 적절하게 감속할 수 있게 된다.

조향부(3)는 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 조향 모터(13)의 회전력을 조향 기어(16)를 통해 구동부(2)에 전달하여 로봇 본체(1)의 진행 방향을 조절한다.

이때, 조향기어(16)는 상기 구동 바퀴(12)를 직접 회전시키게 되므로 로봇 본체(1)의 방향 전환 속도는 그 만큼 높아진다.

툴부(4)는 로봇 본체(1)의 하부에서 선체 외판과 접촉하는 상태로 존재하는 작업툴(10)이 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 툴 회전 모터(7)의 회전력에 의하여 회전함으로써 선체 외판을 전처리한다.

이때, 작업툴(10)은 브러시로 이루어져 있으며, 작업툴(10)이 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 툴 회전 모터(7)의 회전력에 의하여 회전함으로써 선체 외판을 블러싱하게 되는 바, 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은 별도의 블라스팅 유 닛을 필요로 하지 않는다.

툴 회전 모터(7)와 작업툴(10)은 타이밍 벨트(9)로 연결되므로 공간상의 제약 없이 구동될 수 있으며, 툴 회전 모터(7)와 작업툴(10) 사이에는 작업툴(10)에 탈착 방식으로 부착되는 툴 슬라이드(8)가 장착되므로 작업툴(10)이 선체 외판의 종류나 상태에 따라 다양하게 교체되어 사용될 수 있다.

한편, 툴부(4)는, 수직 이송 모터(19)의 회전력과 수직 이송 볼스크류(20), 수직 이송 볼너트(21), 수직 이송 LM 가이드(22) 및 수직 이송 LM 너트(23)의 유도에 의하여 작업툴(10)을 상하로 구동시킴으로써 작업툴(10)의 작업 높낮이를 조절하는 툴 수직 이송 장치를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 작업툴(10)은 선체 외판 상의 작업 면의 변화와 작업툴(10)의 마모 등에도 불구하고 선체 외판에 대하여 항상 일정한 압력을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 선체 외판의 요철이 심한 부분에 대하여도 효율적인 전처리 작업을 수행할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 선체 외판 전처리 로봇은, 진공 흡착 방식을 이용하지 않고서도 간단하게 선체 외판에 부착되고, 별도의 블라스팅 유닛을 필요로 하지 않으며, 작업자가 일일이 신경을 쓰지 않더라도 자동으로 알아서 작업 영역을 찾아 전처리 작업을 수행할 수 있다. 또한, 선체 외판의 곡면부나 선체 외판의 요철이 심한 부분에 대하여도 효율적으로 전처리 작업을 수행할 수 있다.

본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삼륜 구동을 위해 삼각 구조로 이루어져 있으며, 몸체 하면에 영구자석(5)을 부착한 로봇 본체(1);

   상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 구동 모터(11)의 회전으로 구동 바퀴(12)에 동력을 전달하여 상기 로봇 본체(1)를 이동시키는 구동부(2);

   상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 조향 모터(13)의 회전력을 조향 기어(16)를 통해 상기 구동부(2)에 전달하여 상기 로봇 본체(1)의 진행 방향을 조절하는 조향부(3); 및

   상기 로봇 본체(1)의 하부에서 선체 외판과 접촉하는 상태로 존재하는 작업툴(10)이 상기 로봇 본체(1)의 상부에 존재하는 툴 회전 모터(7)의 회전력에 의하여 회전함으로써 선체 외판을 전처리하는 툴부(4)

   를 포함하는 선체 외판 전처리 로봇
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 로봇 본체(1)는,

   상기 로봇 본체(1)가 선체 외판 조인트부의 용접선을 인식하고 용접선을 따라 자동으로 이동할 수 있도록 하는 레이져 비젼 센서(6)를 몸체 전면부에 장착하는 것을 특징으로 하는 선체 외판 전처리 로봇.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 구동부(2)는,

   상기 구동 모터(11)의 회전력을 전달받아 직접 구동하는 한 개의 구동 바퀴(12)가 상기 로봇 본체(1)의 몸체 하부 전면에 배치되고, 상기 구동 바퀴(12)의 구동에 의하여 이끌려 가는 두 개의 보조 바퀴(14)가 상기 로봇 본체(1)의 몸체 하부 후면 양측에 대칭적으로 배치됨으로써, 삼륜 구동 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 선체 외판 전처리 로봇.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 툴부(4)는,

   상기 작업툴(10)에 탈착 방식으로 부착되는 툴 슬라이드(8)를 장착함으로써 상기 작업툴(10)이 선체 외판의 종류나 상태에 따라 다양하게 교체되어 사용될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 선체 외판 전처리 로봇.
10. 삭제
11. 삭제

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