KR101060011B1 - 블라스팅 장치 - Google Patents

Abstract

선체 등의 표면을 처리하는 블라스팅 장치가 개시된다.

본 발명에 따른 블라스팅 장치는 이동 가능하도록 구동휠이 설치된 본체와, 연마제를 공급하는 연마제 공급관와 연결되어 연마제를 분사하는 노즐과, 상기 본체에 설치되어 상기 노즐이 위빙(weaving) 동작을 행하도록 하는 구동수단을 가지는 이동 로봇을 포함한다.

블라스팅, 노즐, 위빙, 캠 플레이트, 캠 링크

Description

블라스팅 장치{blasting apparatus}

본 발명은 선체 등의 표면을 처리하는 블라스팅 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연마제를 분사하는 노즐이 위빙(weaving) 동작을 행하는 블라스팅 장치에 관한 것이다.

선체 외판의 조인트부에는 용접 후, 별도의 보호 도막 등이 없으므로 쉽게 부식되어 오염된다. 따라서, 부식에 의한 오염을 막기 위해서는 이 부위에 도장을 해야 한다. 도장을 하기 위해서는 도장 작업 전, 그라인딩(Grinding)이나 연마제를 분사하는 등의 표면처리 작업을 통해 용접 부위의 오염 및 녹 등을 미리 제거해야 한다.

그러나, 선체 외판에서의 이러한 작업은 비교적 높은 위치에서 이루어지기 때문에 작업 환경이 열악하고 위험하여 안전에 있어서도 주위를 요하는 작업이 된 다. 따라서, 통상적으로 행해지는 수작업에는 한계가 따르게 마련이다. 이에 종래에는 수작업이 아닌 블라스팅 장치를 이용하여 표면처리 작업을 행하기도 한다.

상기 블라스팅 장치에서 연마제를 고속으로 분사시켜 표면을 처리하는 노즐 이 중요하다.

상기 블라스팅 장치에 사용되는 노즐로는 크게 고정식 노즐과, 회전식 노즐이 있다.

고정식 노즐은 구조가 간단하고 소형으로 제작할 수 있는 장점이 있는 반면 작업 영역이 넓지 않아 작업효율이 떨어지는 단점이 있다.

회전식 노즐은 넓은 작업 영역을 가지지만 회전식 노즐을 구성하기 위한 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 연마제가 분사되는 분사공간 내부를 완전한 진공 상태로 만들기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 구조가 간단하면서도 넓은 작업을 담당할 수 있도록 위빙 동작을 행하는 노즐을 구비하는 블라스팅 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 블라스팅 장치는 이동 가능하도록 구동휠이 설치되며 내부에 분사공간이 형성된 본체와, 연마제를 공급하는 연마제 공급관와 연결되어 상기 분사공간으로 연마제를 분사하는 노즐과, 상기 본체에 설치되어 상기 노즐이 위빙(weaving) 동작을 행하도록 하는 구동수단을 가지는 이동 로봇을 구비한다.

또한, 상기 구동수단은 모터와, 편심되어 설치된 편심축을 구비하고 상기 모 터와 축결합되는 캠 플레이트와, 일측은 상기 캠 플레이트와 연결되고, 타측은 상기 노즐과 연결되어 상기 캠 플레이트의 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 캠 링크를 포함한다.

또한, 상기 모터의 동력을 상기 캠 플레이트로 전달할 때 회전속도를 줄이는 감속기를 더 포함한다.

또한, 상기 노즐이 고정되며, 상기 노즐이 위빙 동작을 수행할 수 있도록 샤프트를 가지는 브라켓을 더 포함한다.

또한, 상기 본체의 상부에 구비되어 상기 샤프트가 회전할 수 있도록 지지대를 가지는 커버를 더 포함한다.

또한, 상기 커버와 결합되어 상기 본체 내부가 진공이 되도록 밀폐시키는 실링부재를 더 포함한다.

또한, 상기 분사공간으로 분사된 연마제와 상기 분사된 연마제에 의해 선체로부터 떨어진 이물질이 흡입하도록 상기 분사공간과 연결된 흡입관을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 블라스팅 장치에 의하면 간단한 구조를 통해 노즐을 구성할 수 있어 고장을 줄일 수 있다.

그리고, 넓은 작업 영역을 가지므로 블라스팅 작업을 행함에 있어서 높은 효율을 가질 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 블라스팅 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블라스팅 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 블라스팅 장치는 대형 철구조물의 외벽을 도장 작업하기 전, 도막의 부착력을 향상시키고 외벽면의 녹 및 오염물질을 제거하기 위해 블라스팅을 수행하기 위해 사용된다.

특히, 블록 사이의 조인트(Joint)부는 용접을 수행한 부위이기 때문에 부재 보호를 위한 프라이머 처리가 되어 있지 않으므로 다른 부위보다 쉽게 오염 및 녹이 슬게 된다. 따라서, 이러한 곳에는 본 발명의 블라스팅 장치를 이용하여 표면처리 작업을 행한 후, 도장 작업을 행해야 한다.

이처럼 본 발명의 블라스팅 장치는 대형 철구조물이면 어느 곳에나 적용가능하나, 본 실시 예에서는 선체라는 대형 철구조물을 일 예로 하여 설명하기로 한다.

상기 블라스팅 장치는 표면에 진공흡착되어 각 부위를 표면처리 작업을 행하는 이동 로봇(100)과, 내부에 연마제가 저장되는 연마제 저장 탱크(미도시) 및 상기 이동 로봇(100)의 동작을 제어하기 위한 제어부(미도시) 등을 가지는 장치부(10)를 포함한다.

상기 이동 로봇(100)과 장치부(10)는 연마제를 공급하는 연마제 공급호스(11)와, 진공흡착을 위한 진공 흡입호스(12)와, 상기 이동 로봇(100)으로 전원 및 제어신호를 보내기 위한 케이블(13) 등으로 연결되어 있다. 이때, 상기 연마제 공급호스(11), 진공 흡입호스(12) 및 케이블(13)은 장치부(10)는 이동시키지 않고 이동 로봇(100) 만을 이동시켜 소정 범위를 작업할 수 있도록 50m 이상의 충분한 길이를 가지는 것이 바람직하다.

상기 장치부(10)에서 공급된 연마제는 상기 이동 로봇(100)에 의해 표면처리가 되어야 할 표면에 분사되고, 표면에 분사된 연마제는 표면의 녹들을 떨어뜨린 후 녹들과 같은 이물질과 함께 진공 흡입호스(12)를 통해 다시 장치부(10)로 회수된다.

상기 이동 로봇(100)은 선체의 표면에 달라 붙은 상태로 이동하여 선체의 표면에 부착된 녹과 같은 이물질을 제거하게 된다.

도 2는 상기 블라스팅 장치 중에서 이동 로봇(100)을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이동 로봇(100)의 단면도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇(100)은 본체(110)와, 상기 본체(110)의 하단에 마련되어 선체의 표면을 따라 이동가능하고 복수개의 서보모터에 의해 독립적으로 구동 가능한 복수개의 구동휠(111)을 포함한다.

상기 본체(110)의 내부에는 압축공기와 함께 적정 비율로 분사되는 연마제가 선체의 외벽면에 분사되어 표면처리한 후 발생되는 각종 분진 및 오염물이 대기중으로 나가지 못하도록 종형상을 가지는 분사공간(112)이 형성된다.

상기 본체(110)의 일측에는 연마제 공급호스(11)와 연결되는 연마제 공급 관(115) 및 진공 흡입호스(12)와 연결되는 흡입관(116)이 각각 마련되고, 상기 연마제 공급관(115) 및 흡입관(116)은 상기 분사공간(112)과 연결된다.

상기 본체(110)의 하부에는 상기 분사공간(112)으로 연마제를 분사할 때 상기 분사공간(112)의 내부가 진공이 되도록 상기 본체(110)의 하부를 선체의 외벽면과 밀착시키는 밀착부(117)가 구비된다.

상기 밀착부(117)는 폴리우레탄과 같이 탄성을 가지는 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 밀착부(117)의 하단부에는 테프론 패드와 같은 부재가 부착되어 진공흡착력을 더 높일 수도 있다.

상기 연마제 공급관(115)으로부터 하측으로 연장되어 상기 분사공간(112) 내부로 연마제를 고압으로 분사하는 노즐(120)이 설치된다.

이때, 상기 노즐(120)이 위빙(weaving) 동작을 하면서 고압의 연마제를 분사함으로써 넓은 구역을 작업할 수 있도록 하는 구동수단(130)이 구비된다.

상기 구동수단(130)은 모터(140)와, 편심되어 설치된 편심축(151)을 구비하고 상기 모터(140)와 축결합되는 캠 플레이트(150)와, 일측은 상기 캠 플레이트(150)와 연결되고 타측은 상기 노즐(120)과 연결되어 상기 캠 플레이트(150)의 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 캠 링크(160)를 포함한다. 상기 캠 링크(160)에는 상기 편심축(151)이 회전하며 왕복운동을 할 수 있도록 길이방향으로 안내홀(161)이 형성된다. 상기 안내홀(161)은 좌우로 길게 형성되어 편심축(151)이 길이 방향으로 왕복운동 하도록 한다.

상기 모터(140)의 동력을 상기 캠 플레이트(150)로 전달할 때 회전속도를 줄 이는 감속기(141)를 가지는 것이 바람직하다. 이는 상기 모터(140)가 회전할 때 상기 노즐(120)뿐만 아니라 노즐(120)과 연결된 연마제 공급관(115) 및 연마제 공급호스(11)를 회전시키기 위해 큰 힘이 필요하기 때문이다. 상기 감속기(141)로는 하모닉 드라이브(Harmonic Drive), 감속 기어(Reduction Gear) 등이 사용될 수 있다.

상기 노즐(120)이 위빙 동작을 수행할 수 있도록 상기 노즐(120)은 양단에 샤프트(171)가 형성된 브라켓(170)에 고정된다.

상기 본체(110)의 상부에 구비되어 상기 샤프트(171)가 회전할 수 있도록 지지대(181)를 가지는 커버(180)를 더 포함한다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 커버(180)와 결합되어 상기 본체(110) 내부가 진공이 되도록 밀폐시키는 실링부재(190)를 더 포함할 수 있다. 상기 실링부재(190)는 복수개의 주름부를 가지는 벨로우즈관으로 형성될 수 있다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 이동 로봇(100)의 동작을 설명한다.

상기 이동 로봇(100)에 설치된 모터(140)가 회전하게 되면 감속기(141)에 의해 회전속도는 줄어들지만 출력되는 힘은 커지게 된다.

그리고, 상기 감속기(141)의 전방에 연결된 캠 플레이트(150)가 회전하게 되고, 캠 플레이트(150)에 편심되어 설치된 편심축(151)이 회전하게 된다. 상기 편심축(151)이 회전함에 따라 상기 편심축(151)과 연결된 캠 링크(160)는 상하 방향으로 왕복운동을 하게 되고, 상기 캠 링크(160)와 연결된 브라켓(170)은 샤프트(171) 를 중심으로 소정 각도의 범위에서 위빙 동작을 행하게 된다.

이에 따라 상기 브라켓(170)과 연결된 노즐(120)도 소정 각도의 범위에서 위빙 동작을 행하게 되어 소정 범위의 폭을 가지고 블라스팅 작업을 행하게 된다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 따른 블라스팅 장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블라스팅 장치의 개념도.

도 2는 도 1에 도시된 블라스팅 장치에 사용되는 이동 로봇의 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 이동 로봇의 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10: 장치부 100: 이동 로봇

110: 본체 120: 노즐

130: 구동수단 140: 모터

141: 감속기 150: 캠 플레이트

160: 캠 링크

Claims (7)

1. 이동 가능하도록 구동휠이 설치되며 내부에 분사공간이 형성된 본체와,

   연마제를 공급하는 연마제 공급관와 연결되어 상기 분사공간으로 연마제를 분사하는 노즐과,

   상기 본체에 설치되어 상기 노즐이 위빙(weaving) 동작을 행하도록 하는 구동수단을 가지는 이동 로봇을 구비하고,

   상기 구동수단은,

   모터와,

   편심되어 설치된 편심축을 구비하고 상기 모터와 축결합되는 캠 플레이트와,

   일측은 상기 캠 플레이트와 연결되고, 타측은 상기 노즐과 연결되어 상기 캠 플레이트의 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 캠 링크를 포함하는 블라스팅 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 모터의 동력을 상기 캠 플레이트로 전달할 때 회전속도를 줄이는 감속기를 더 포함하는 블라스팅 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐이 고정되며, 상기 노즐이 위빙 동작을 수행할 수 있도록 샤프트를 가지는 브라켓을 더 포함하는 블라스팅 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 본체의 상부에 구비되어 상기 샤프트가 회전할 수 있도록 지지대를 가지는 커버를 더 포함하는 블라스팅 장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 커버와 결합되어 상기 본체 내부가 진공이 되도록 밀폐시키는 실링부재를 더 포함하는 블라스팅 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 분사공간으로 분사된 연마제와 상기 분사된 연마제에 의해 선체로부터 떨어진 이물질이 흡입하도록 상기 분사공간과 연결된 흡입관을 더 구비하는 블라스팅 장치.

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