KR101152731B1 - 선체 무인 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도크에서 선박건조를 위해 블록과 블록 사이의 용접을 위해 비도장부가 발생한 부위를 도장하기 위한 선체 무인 도장 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자력으로 선체의 수직면은 물론 천정에 부착하여 원격 조정에 의해 비도장부를 따라 주행하면서 도장할 수 있고, 제자리에서 방향전환이 자유롭게 이루어져서 협소한 공간과 구석진 선체의 비도장부를 균일하게 도장할 수 있는 선체 무인 도장장치에 관한 것이다.

Description

선체 무인 도장장치 {Painting machine for ship}

본 발명은 도크에서 선박건조를 위해 블록과 블록 사이의 용접을 위해 비도장부가 발생한 부위를 도장하기 위한 선체 무인 도장 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 자력으로 선체의 수직면은 물론 천정에 부착하여 원격 조정에 의해 비도장부를 따라 주행하면서 도장할 수 있고, 제자리에서 방향전환이 자유롭게 이루어져서 협소한 공간과 구석진 선체의 비도장부를 균일하게 도장할 수 있는 선체 무인 도장장치에 관한 것이다.

일반적으로 대형 선박의 경우 선박을 블록별로 건조하여 도크에서 건조된 블록을 용접?조립하여 건조하고 있는데, 블록을 용접하기 위해서 용접하는 부분은 비도장인 상태로 용접?조립한 이후 상기 비도장부를 도장한다.

상기와 같은 대부분의 비도장부의 수평면, 수직면, 천정 부분은 작업자의 접근이 어렵기 때문에 도장 작업을 위해서 도 1과 같이 사다리나 고소 작업차량을 이용하여 선체의 비도장부를 도장하고 있는 실정이다.

특히, 선박을 도장하는 작업의 경우 고공에서의 작업뿐 아니라, 선박의 밀폐된 내부에서 도장 작업하는 경우가 많기 때문에 작업자의 추락사고뿐 아니라, 휘발성 가스에 의한 폭발사고 및 질식사고 등의 위험이 있기 때문에 대다수의 작업자가 도장작업을 기피하고 있다.

또한, 숙련된 도장 작업자라 하더라도 고소작업시에는 작업환경이 불안정하기 때문에 도장 두께의 편자가 심하여 선체의 균일한 도막 두께를 유지하기 힘든 문제점이 있었다.

상기한 문제점들 때문에 최근에는 작업자의 접근이 곤란하고 작업이 곤란한 장소에서의 보다 효율적인 작업을 위해서 선박의 외벽에 부착하여 이동하면서 도장 작업을 수행하는 무인 도장장치가 제안되고 있다. 이러한 무인 도장장치는 선체의 벽면 부착방법으로 진공부압을 이용하는 흡착방식 및 자석의 자기력을 이용한 자석 부착방식 등이 제안되고 있다.

진공 부압을 이용하는 흡착방식은 부착면이 평탄할 경우 선체 재질에 관계없이 용이하게 적용이 가능하지만, 진공펌프 등의 과중한 제어장치가 수반되어야 하고 또한, 진공레일에서 무인 도장장치가 레일을 따라 진행함으로써 다수의 레일을 작업장마다 이동 설치하여야 하는 불편함과 설치 및 이동시간이 많이 소요되고 선체의 곡면 작업은 불가능하다.

그리고, 진공압이 누설될 경우 선체 부착력이 떨어져 작업 한계에 부딪히게 되는 경우가 많았다.

한편, 영구자석의 자력을 이용하여 무인 도장장치를 선체에 부착하는 방식은 대한민국 공개특허 제2008-0089547호 "자석을 이용한 선박용 대차"에서 제안하고 있다. 상기 선박용 대차는 선체의 수직면 또는 수평면에서의 제자리 움직임이 제한되어 선체의 구석진 부분까지 도장이 불가능하고, 각 선박은 도장시에 만재흘수선(Full load draft line, 선박이 안전하게 운항할 수 있는 적하한도의 흘수선)을 표시하기 위해 두 가지 색상으로 도장하여야 하는데, 상기 선박용 대차는 한 가지 색상만 도장할 수 있기 때문에 선체 외면을 여러 번 주행하여야 도장이 이루어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 자력을 이용하여 선체의 벽면에 부착 주행하면서 미도장부를 도장할 수 있을 뿐만 아니라, 도장 장치의 제자리 움직임을 개선하여 선체의 구석진 부분까지 균일하게 도장할 수 있고, 한 번의 주행으로도 두 가지 색상을 도장할 수 있도록 구성함으로써 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 선체 무인 도장장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 무선 컨트롤러에 의해 제어되며 철재 선박의 벽체를 도장하는 선체 무인 도장장치에 있어서, 철재로 성형되고, 영구자석이 내장되어 선체 벽면으로부터 미리 결정된 거리만큼의 간격을 두도록 설치된 홀더를 구비한 프레임과; 상기 프레임 하부에 설치되어서 선체 벽면에 접하여 프레임을 주행시키는 구동부와; 상기 프레임의 회전축모터에 의해 회전하는 회전축과 고정된 암과; 상기 암의 일측 단부에 설치되어 스프레이건이 좌우 슬라이드 이동하는 레일;을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 암의 타측에 설치되어 선체 무인 도장장치의 진행방향으로 모니터링 하는 카메라를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는, 지지대 모터의 구동에 의해 회전가능하도록 바퀴를 구비한 지지대가 프레임 하부로 돌출 형성되고, 상기 바퀴는 지지대의 일측에 설치된 구동모터에 의해 회전되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바퀴는 우레탄 또는 실리콘 소재로 성형된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프레이건에는 각기 다른 색상의 페인트를 분사하도록 두 개의 노즐이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임의 일측에는 스프레이건으로 페인트를 공급하는 호스를 거치하는 호스 지지대가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 자력을 이용하여 선체의 벽면에 부착 주행하면서 구석진 비도장부 어느 곳이라도 균일하게 도장할 수 있을 뿐만 아니라, 한 번의 주행으로도 두 가지 색상을 도장할 수 있기 때문에 공기를 획기적으로 단축할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 고소대차를 이용하여 선체를 도장하는 모습을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 선체 무인 도장장치를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 선체 무인 도장장치를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명에 의한 선체 무인 도장장치를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 선체 무인 도장장치가 선체의 비도장부를 따라 이동하며 도장하는 상태를 도시한 도면.

이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 고소대차를 이용하여 선체를 도장하는 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 선체 무인 도장장치를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 선체 무인 도장장치를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 선체 무인 도장장치를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 선체 무인 도장장치가 선체의 비도장부를 따라 이동하며 도장하는 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 도장장치는 선체의 수평, 수직벽면 및 천정에 부착하여 주행하면서 도장하는 장치로서 작업자는 선체 외부에서 원격으로 도장장치를 제어하도록 구성된 것이다.

상기와 같은 본 발명의 도장장치는 무선 컨트롤러에 의해 제어되며 철재 선박의 벽체를 도장하는 선체 무인 도장장치에 있어서, 철재로 성형되고 영구자석(117)이 내장되어 선체 벽면으로부터 미리 결정된 거리만큼의 간격을 두도록 설치된 홀더(116)를 구비한 프레임(101)과, 상기 프레임(101) 하부에 설치되어서 선체 벽면에 접하여 프레임(101)을 주행시키는 구동부와, 상기 프레임(101)의 회전축모터(102)에 의해 회전하는 회전축(103)과 고정된 암(104)과, 상기 암(104)의 일측 단부에 설치되어 스프레이건(106)이 좌우 슬라이드 이동하는 레일(105)을 포함하여 구성된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 프레임(101)의 하부에 바퀴(115)가 구비된 구동부가 형성되고, 영구자석(117)이 설치된 홀더(116)가 사각 형태의 프레임(101) 하부로 돌출되어 형성되되, 상기 영구자석(117)이 구비된 홀더(116)는 바퀴(115)가 접하는 선체의 벽면으로부터 소정 거리만큼의 간격을 띄도록 형성된다.

상기 영구자석(117)은 도장장치가 선체의 수평, 수직 벽면 및 천정에 자력으로 부착되도록 하고 그 상태에서 프레임(101) 하부의 바퀴(115)가 구동하여 선체 무인 도장장치가 움직이도록 하는 것이다.

그리고, 상기 프레임(101) 상부에는 회전축모터(102)의 구동에 의해 회전가능하도록 회전축(103)이 돌출되어 형성되고, 상기 회전축(103)에는 암(arm)(104)의 중간부분이 체결 고정된다. 그리고, 상기 암(104)의 일측 단부에는 암(104)과 직교하는 방향으로 레일(105)이 설치되고, 상기 레일(105)을 따라 좌우 슬라이드 이동하도록 스프레이건(106)이 설치되며, 상기 암(104)의 타측 단부에는 무선 카메라(111)가 설치된다.

상기 스프레이건(106)은 노즐(미도시)을 통해 페인트를 분사하도록 구성된 것으로서, 상기 스프레이건(106)은 레일(105)을 따라 좌우방향으로 슬라이드 이동하며 페인트를 분사하도록 구성된 것이다. 상기 레일(105)의 일측에 형성된 레일모터(107)의 구동에 의해 레일(105) 내부의 나사축(미도시)이 회전하고 상기 나사축과 체결된 너트(미도시)에 스프레이건(106)이 고정됨으로써 레일모터(107)의 구동에 의해 스프레이건(106)이 레일(105)을 따라 좌우 슬라이드 이동하도록 구성된 것이다. 이는 이미 알려진 바와 같이 회전운동을 직선운동으로 전환하는 볼스크류와 같은 것이다.

이때, 레일모터(107)가 설치된 레일(105)의 반대측 단부에는 스토퍼(108)를 구성함으로써 스프레이건(106)이 레일(105)을 이탈하는 것을 방지하도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 프레임(101)의 하부에 설치되어 도장장치를 구동하는 구동부는 도 3에 도시한 바와 같이 프레임(101) 하부로 지지대모터(112)의 구동에 의해 회전가능하도록 지지대(113)가 돌출 형성되고, 상기 지지대(113)의 하단에는 바퀴(115)가 형성되며, 상기 바퀴(115)는 지지대(113)에 설치된 구동모터(114)에 의해 구동되며 도장장치가 이동하도록 구성된다.

상기 바퀴(115)는 선체의 벽면과 물리적으로 접촉하는 장치이므로 탄성이 있는 우레탄 또는 실리콘으로 성형된 바퀴(115)를 사용하여 선체벽면이나 도장층이 파손되는 것을 방지한다.

그리고, 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 프레임(101)의 일측에 호스지지대(109)를 구성함으로써 스프레이건(106)으로 페인트를 공급하는 호스(110)가 상기 호스지지대(109)를 통해 스프레이건(106)으로 연결되도록 하여 도장장치가 이동하거나 암(104)이 회전 또는 스프레이건(106)이 좌우로 왕복운동할 때 호스(110)가 꼬여 파손되는 것을 방지하도록 구성한다.

본 발명의 선체 무인 도장장치는 블럭 조립 후 선체의 미도장부를 따라 도장하는 장치로서 도 3에 도시한 바와 같이 원격조정시 도장장치가 미도장부를 따라 이동하는지 여부를 모니터링 할 수 있도록, 암(104)의 타측 단부에 무선카메라(111)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 선체 무인 도장장치의 작동에 대하여 설명한다.

대형 선박의 블록 조립 후 각 블록의 경계선인 미도장부에 본 발명의 도장장치를 부착한다. 이때, 도장장치의 프레임(101) 하부에 형성된 영구자석(117)의 자력에 의해 도장장치가 선체의 벽면은 물론 천정에도 부착된다.

작업자는 무선카메라(111)를 통해 비도장부를 확인하면서 도장장치를 비도장부를 따라 이송시키면서 스프레이건(106)을 레일(105)을 따라 좌우 왕복 이동하며 페인트를 분사하여 비도장부를 도색한다.

상기와 같이 무선카메라(111)로 비도장부를 따라 이동하면 비도장부가 굴곡진 형태더라도 작업자가 굴곡진 비도장부를 따라 회전축(103)을 회전시켜 카메라(111)를 회전시키면 암(104)의 단부에 형성된 스프레이건(106)도 암(104)의 회전에 의해 자연스럽게 비도장부를 따라 페인트를 분사하게 된다.

또한, 스프레이건(106)이 레일(105)을 따라 좌우 왕복이동하며 페인트를 분사함으로써 도장품질이 균일하게 이루어진다.

도장장치가 선체의 구석진 곳에 도달했을 때 도장장치의 프레임(101)을 회전하는 것이 아니라 지지대(113)와 회전축(103)이 360° 회전 가능하기 때문에 회전축(103)과 지지대(113)를 회전시켜 구석진 부분까지 도색을 균일하게 할 수 있을 뿐아니라 구석진 부분에서도 이동이 자유롭다.

그리고, 선박은 도장시에 만재흘수선(Full load draft line, 선박이 안전하게 운항할 수 있는 적하한도의 흘수선)을 표시하기 위해 두 가지 색상으로 도장하여야 하는데, 호스(110)의 내부에 두 개의 내부호스(미도시)를 형성하고, 스프레이건(106)에 두 개의 노즐(미도시)을 구성하여 두 가지 색상의 페인트를 분사하도록 구성함으로써 도장장치가 한 번의 주행만으로도 두 가지 색상을 동시에 도장할 수 있도록 구성한다.

본 발명의 회전축(103)의 회전축모터(102)에 의해 회전하는 구성과, 구동부의 지지대(113)가 지지대모터(112)에 의해 회전하는 구성 및 바퀴(115)가 구동모터(114)에 의해 회전하는 구성은 기어의 조합에 의한 것으로서 이는 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 도장장치를 원격조정하는 구성은 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이상, 본 발명에 의한 선체 무인 도장장치에 대해 설명하였다.

상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

101 : 프레임
102 : 회전축모터
103 : 회전축
104 : 암
105 : 레일
106 : 스프레이건
107 : 레일모터
108 : 스토퍼
109 : 호스지지대
110 : 호스
111 : 카메라
112 : 지지대모터
113 : 지지대
114 : 구동모터
115 : 바퀴
116 : 홀더
117 : 영구자석

Claims (6)

1. 무선 컨트롤러에 의해 제어되며 철재 선박의 벽체를 도장하는 선체 무인 도장장치에 있어서,
   철재로 성형되고, 영구자석(117)이 내장되어 선체 벽면으로부터 미리 결정된 거리만큼의 간격을 두도록 설치된 홀더(116)를 구비한 프레임(101)과;
   상기 프레임(101) 하부에 설치되어서 선체 벽면에 접하여 프레임(101)을 주행시키는 구동부와;
   상기 프레임(101)의 회전축모터(102)에 의해 회전하는 회전축(103)과 고정된 암(104)과;
   상기 암(104)의 일측 단부에 설치되어 스프레이건(106)이 좌우 슬라이드 이동하는 레일(105)과;
   상기 프레임(101)의 일 측에 형성되어 스프레이건(106)으로 페인트를 공급하는 호스(110)를 거치하는 호스 지지대(109)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선체 무인 도장장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 암(104)의 타측에 설치되어 선체 무인 도장장치의 진행방향으로 모니터링 하는 무선 카메라(111)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 선체 무인 도장장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 구동부는,
   지지대 모터(112)의 구동에 의해 회전가능하도록 바퀴(115)를 구비한 지지대(113)가 프레임(101) 하부로 돌출 형성되고, 상기 바퀴(115)는 지지대(113)의 일측에 설치된 구동모터(114)에 의해 회전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 선체 무인 도장장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 바퀴(115)는 우레탄 또는 실리콘 소재로 성형된 것을 특징으로 하는 선체 무인 도장장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 스프레이건(106)에는 각기 다른 색상의 페인트를 분사하도록 두 개의 노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 선체 무인 도장장치.
   
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