KR101226022B1

KR101226022B1 - 도장 방법

Info

Publication number: KR101226022B1
Application number: KR1020100132651A
Authority: KR
Inventors: 박영준; 은종호; 강동수; 이동배; 김성태; 백태일
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2013-01-24
Also published as: KR20120071063A

Abstract

도장 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은, 도료 분사 모듈을 구비한 도장 장치를 이용하여 도장 대상면을 도장하는 방법으로서, (a) 도장 장치가 도장 대상면과 나란한 방향으로 이동하도록 주행을 시작하는 단계; (b) 도장 장치가 등속 구간에 도착시 도료 분사 모듈의 분사 노즐을 도장 대상면에 대하여 상하 방향으로 피벗 회전시키는 단계; (c) 도료 분사 모듈을 이용하여 도료를 분사하는 단계; (d) 도장 장치의 도장 종료 위치를 확인하는 단계; (e) 도료 분사 모듈의 도료 분사를 종료하는 단계; (f) 분사 노즐의 피벗 회전을 정지하는 단계; (g) 도장 장치의 주행을 종료하는 단계; (h) 도장 장치의 역방향 주행 여부를 확인하는 단계; 및 (i) 도장 장치가 역방향 주행을 하지 않은 경우 역방향 주행을 시작하는 단계를 포함하고, (i) 단계 이후에 (b) 단계 내지 (g) 단계를 반복하며, 도장 장치의 주행시 도장 대상면에 분사되는 도료의 분사 경로는 사다리꼴파형이며, 도장 장치의 순방향 주행 및 역방향 주행시 도장 대상면에 분사되는 도료의 분사 경로는 도장 대상면의 도장 범위 내에 위치되는 횡방향 중심선을 기준으로 상하 대칭으로 이루어진다.

Description

도장 방법{COATING METHOD}

본 발명은 도장 방법에 관한 것이다.

선박의 제조 과정에서 선체 블록의 내측면 또는 외측면을 페인트로 도장하는 공정은 일반적으로 작업자의 수작업에 의하여 이루어지고 있다.

이 때, 높은 위치에 위치된 도장 대상면을 페인트로 도장하는 작업자는 고소 작업용 기계 혹은 족장을 이용하기 때문에 항상 추락의 위험을 앉고 있다. 또한 선체 블록 내측면과 같은 작업 공간은 거의 밀폐되어 있기 때문에, 이와 같이 밀폐된 공간 안에서 장시간 도장 대상면을 페인트로 도장하는 작업은 숙련된 작업자에게도 어려운 작업이다. 그리고, 도장 작업 공정 동안 분사된 페인트에 작업자가 지속적으로 노출되는 것은 작업자의 신체에 좋지 않은 영향을 끼칠 수 있다.

따라서, 도장 작업 공정 중 위험하고 열악한 환경에서는 작업자가 직접 도장 작업을 수행하는 것보다 자동화된 도장 장치를 이용하는 것이 바람직하다.

이에 따라 개발된 종래의 도장 장치는 스프레이 건(spray gun)에 의하여 도장할 대상 표면에 페인트가 분사되도록 구성되며, 필요에 따라 스프레이 건을 위치 이동시킬 수 있는 이동 수단을 구비한다.

그러나, 종래의 도장 장치는 단순하게 스프레이 건을 이용하여 페인트를 도장 대상면에 분사하는 정도에 지나지 않았기 때문에 도장 대상면에 균일하게 도장이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 실시예는 균일한 도막 두께를 형성할 수 있는 도장 방법을 제공하고자 한다.

삭제

본 발명의 다른 측면에 따르면, 도료 분사 모듈을 구비한 도장 장치를 이용하여 도장 대상면을 도장하는 방법으로서, (a)상기 도장 장치가 상기 도장 대상면과 나란한 방향으로 이동하도록 주행을 시작하는 단계; (b)상기 도장 장치가 등속 구간에 도착시 도료 분사 모듈의 분사 노즐을 도장 대상면에 대하여 상하 방향으로 피벗 회전시키는 단계; (c)상기 도료 분사 모듈을 이용하여 도료를 분사하는 단계; (d)상기 도장 장치의 도장 종료 위치를 확인하는 단계; (e)상기 도료 분사 모듈의 도료 분사를 종료하는 단계; (f)상기 분사 노즐의 상기 피벗 회전을 정지하는 단계; 및 (g)상기 도장 장치의 주행을 종료하는 단계; (h)상기 도장 장치의 역방향 주행 여부를 확인하는 단계; 및 (i)상기 도장 장치가 역방향 주행을 하지 않은 경우 역방향 주행을 시작하는 단계를 포함하고, 상기 (i) 단계 이후에 상기 (b) 단계 내지 (g) 단계를 반복하며, 상기 도장 장치의 주행시 상기 도장 대상면에 분사되는 도료의 분사 경로는 사다리꼴파형이며, 상기 도장 장치의 순방향 주행 및 역방향 주행시 도장 대상면에 분사되는 도료의 분사 경로는 상기 도장 대상면의 도장 범위 내에 위치되는 횡방향 중심선을 기준으로 상하 대칭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는를 포함하는 도장 방법이 제공된다.

삭제

그리고, 상기 (b) 단계에서 상하 방향으로 피벗 회전시 상기 분사 노즐이 상(하)측 방향으로 회전하여 회전해야 하는 최상(하)단 지점에 위치된 상태에서 소정의 시간동안 정지된 상태를 유지한 후 다시 역방향으로 회전하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 (a) 단계 이후에 (j) 상기 도장 장치의 이동 거리 및 이동 속도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법을 이용하면 균일한 도막 두께로 도장 대상면을 도장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 도료 분사 모듈이 작동하는 상태를 도시한 부분 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 도료 분사 노즐의 개구를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치를 이용하여 도장하는 도장 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 도 5의 도장 방법에 따라 도장하는 경우 도장 장치의 속도 그래프(A), 순방향 주행시 도료 분사 경로(B) 및 역방향 주행시 도료 분사 경로(C)를 도시한 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 도료 분사 모듈이 작동하는 상태를 도시한 부분 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 도료 분사 노즐의 개구를 도시한 정면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치의 구성도이다.

이때, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 전방이란 도장 장치의 주행 방향(도 1의 화살표 Ⅲ의 방향)으로 볼 때, 도 1에서 우측 하향으로 향하는 방향을 의미하며, 후방이란 도 1에서 좌측 상향으로 향하는 방향을 의미하는 것으로 규정한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치(10)는 몸체(20), 도료 분사 모듈(70), 도료 분사 모듈 지지부(40) 및 높이 조절부(30)를 포함한다.

몸체(20)는 도료 분사 모듈(70)을 이동시키기 위한 주행 수단을 구비한 구성 요소이다. 도 1을 참조하면, 몸체(20)의 상측부에는 도료 분사 모듈(70)이 설치되며, 몸체(20)의 양 측부에는 전방 및 후방 측에 각각 한 쌍의 주행 휠(50)이 설치된다.

주행 휠(50) 중 도장 대상면에 인접한 두 개의 주행 휠, 도 1에서 볼 때 몸체의 좌측 측면 전방 및 후방에 설치된 두 개의 주행 휠(50) 상측에는 휠 덮개(52)가 설치된다. 이와 같이 도장 대상면에 인접한 두 개의 주행 휠(50)에 휠 덮개가 설치되는 것은 도장 대상면에 도료가 분사될 때 비산된 도료 분말이 주행 휠 상에 덮히는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 몸체(20)의 전방면 및 후방면에는 연장 바(60)가 설치된다.

연장 바(60)는 몸체(20)의 전방면 및 후방면에 설치되되 몸체(20)의 좌측방향으로 동일한 길이로 연장되도록 형성된다. 이 때 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 두 개의 연장 바(60)는 단부가 서로 연결되도록 형성될 수 있다.

연장 바(60)의 단부에는 롤러(62)가 설치되며, 롤러(62)는 구름면이 측 방향을 향하도록 형성된다. 연장 바(60)의 단부에 형성된 롤러(62)는 도장 장치(10)의 몸체(20)가 도장 대상면을 따라 도 1의 화살표 Ⅲ 방향으로 이동할 때 도장 대상면과 도장 장치(10) 사이의 거리를 일정하기 유지하도록 한다.

즉, 도장 장치(10)가 도장 대상면을 따라 이동하면서 도장 작업이 수행되는 동안 두 개의 롤러(62)가 도장 대상면의 하측부에 접하여 회전하고 이에 따라 도장 장치(10)와 도장 대상면(도 2의 6) 사이의 거리가 일정하게 유지될 수 있다.

몸체(20) 내부에는 도장 장치(10)의 주행 휠(50)의 회전을 위한 모터(미도시)와, 도료 분사 모듈(70) 및 높이 조절부(30)의 작동을 제어하기 위한 제어부(도 4의 90)가 설치된다.

몸체(20)의 상측면 중앙에는 높이 조절부(30)가 설치된다. 높이 조절부(30)는 능형 팬터그래프 방식으로 화살표 I 방향, 즉 상하 방향으로 작동될 수 있는 복수의 지지바(32a, 32b, 34a, 34b, 36a, 36b)로 이루어질 수 있다.

도 1을 참조하면, 복수의 지지바(32a, 32b, 34a, 34b, 36a, 36b)는 한 쌍의 하부 힌지축(31a, 31b)에 각각 회전가능하게 설치된 한 쌍의 하부 지지바(32a, 32b)와, 하부 지지바(32a, 32b)의 상측 단부에 회전가능하게 연결된 한 쌍의 중앙 지지바(34a, 34b) 및 중앙 지지바(34a, 34b)의 상측 단부에 회전가능하게 연결된 한 쌍의 상부 지지바(36a, 36b)를 포함한다.

하부 지지바(32a, 32b)의 상측단부 및 중앙 지지바(34a, 34b)의 하측단부는 제 1 연결축(33a, 33b)에 결합된다. 한 쌍의 중앙 지지바(34a, 34b)의 중앙부에는 제 2 연결축(35)이 결합된다. 그리고, 한 쌍의 중앙 지지바(34a, 34b)의 상측 단부 및 상부 지지바(36a, 36b)의 하측 단부는 제 3 연결축(37a, 37b)에 결합된다.

상부 지지바(36a, 36b)의 상측 단부에는 상부 힌지축(38a, 38b)이 결합되며, 상부 힌지축(38a, 38b)의 상측부 상에는 도료 분사 모듈(70) 및 도료 분사 모듈 지지부(40)가 설치된다.

이와 같이 하부 지지바(32a, 32b), 중앙 지지바(34a, 34b) 및 상부 지지바(36a, 36b)가 서로 결합된 상태에서 하부 지지바(32a, 32b), 중앙 지지바(34a, 34b) 및 상부 지지바(36a, 36b)가 회전함에 따라 도료 분사 모듈(70) 및 도료 분사 모듈 지지부(40)가 도 1에서 볼 때 상하 방향(화살표 I 방향)으로 이동될 수 있으며, 이와 같은 작동 방식을 능동 팬터그래프 방식 결합 구조라 한다.

이 때, 하부 지지바(32a, 32b), 중앙 지지바(34a, 34b) 및 상부 지지바(36a, 36b)를 회전시키기 위하여 하나 이상의 유압 실린더(미도시)가 각각의 지지바와 연결된 제 1 내지 제 3 연결축(33a, 33b, 35 37a, 37b) 중 어느 하나 이상에 결합될 수 있다.

이와 같은 능동 팬터그래프 방식으로 작동가능한 높이 조절부(30) 및 이를 작동하기 위한 유압실린더의 결합 구조는 이미 공지되어 있는 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 조절부(30)는 능형 팬터그래프 방식으로 작동되는 복수의 지지바로 구성되었으나, 이동 지지대(42)의 높이를 조절하기 위한 높이 조절부(30)의 구성은 공지된 다양한 방식의 구조로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, 유압 실린더를 이용하여 이동 지지대를 상하 방향으로 이동시키거나, 또는 몸체 상측면에 수직 지지대를 설치한 후 수직 지지대에 슬라이딩 방식으로 이동 지지대가 상하 방향으로 작동하도록 구성하는 것도 가능할 것이다.

한편, 높이 조절부(30) 상에 설치되는 도료 분사 모듈 지지부(40)는 이동 지지대(42), 작동 몸체 지지체(44), 및 작동 몸체(46)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 이동 지지대(42)는 높이 조절부(30)의 상측단에 설치된 사각 형상의 판형 부재로 이루어질 수 있다.

이동 지지대(42)의 후방측 모서리에는 작동 몸체 지지체(44)가 결합된다.

작동 몸체 지지체(44)는 이동 지지대(42)의 후방측 모서리에 결합되되 도 1에서 볼 때 좌측편, 즉 도장 대상면이 위치되는 방향으로 연장된 형태로 이루어진다.

작동 몸체 지지체(44)의 측방향으로 연장된 단부에는 구동 모터(49)가 설치되며, 구동 모터(49)의 구동축에는 작동 몸체(46)가 회전가능하게 설치된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 작동 몸체(46)의 하측에는 도료 분사 모듈(70)이 설치되며, 이에 따라 작동 몸체(46)가 회전할 때 도료 분사 모듈(70)이 함께 회전가능하게 형성된다.

보다 상세히, 구동 모터(49)에 의하여 회전가능한 도료 분사 모듈(70)은 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 도장 대상면(6)이 전방에 위치된 상태에서 화살표 Ⅱ 방향으로 피벗 회전할 수 있도록 형성된다. 이때, 도료 분사 모듈(70)이 피벗 회전한다는 것은 도료 분사 모듈(70)이 상하 방향으로 소정의 각도 범위를 왕복 운동하도록 회전한다는 것을 의미한다. 이때, 도료 분사 모듈(70)은 구동 모터(49)가 회전할 때 도료 분사 모듈이 피벗 회전 가능하도록 하는 공지의 연결 구조체, 예를 들어, 캠 부재 및 감속 기어 등이 설치됨으로써 피벗 회전되거나 또는 구동 모터의 회전 방향을 제어함으로써 피벗 회전 가능하게 형성될 수 있으며, 이와 같이 도료 분사 모듈을 피벗 회전시키기 위한 구조는 당업자라면 누구나 용이하게 구성할 수 있으므로 이에 대한 상세한 구조에 대한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 도료 분사 모듈(70)의 회전 각도 및 회전 속도는 도료가 분사되는 도장 대상면(6)과 도장 장치(10) 사이의 거리, 분사되는 도료의 양, 도장 장치(10)의 이동 속도 등에 따라 조절되도록 설정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치(10)는, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 도장 대상면(6)의 상측 모서리부(C)를 중심으로 도장 대상면(6)의 상측면 및 측면부 상측부에 도장면(A1, A2)을 형성할 수 있다.

이와 같이 도장 대상면(6)의 상측 모서리부(C)를 중심으로 상측면 및 측면부 상측부에 도장면(A1, A2)을 형성하기 위하여, 도장 장치(10)는 도장 대상면(6)을 따라 이동하는 동안 상하 방향으로 피벗 회전하는 회전 중심의 연장선(75)이 상측 모서리부(C)를 향하도록 설정된다.

이와 같이 회전 중심의 연장선(75)이 상측 모서리부(C)를 향한 상태에서 도장 장치(10)가 도장 대상면(6)을 따라 이동하는 동안 도료 분사 모듈(70)이 상하 방향으로 피벗 회전하면서 도료가 분사되면 도장 대상면(6) 중 상측면 일부 및 측면부 상측부가 번갈아 도장될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 도장 대상면(6)의 모서리부를 중심으로 상측 및 측면부 상측부에 도장면(A1, A2)을 형성하는 것을 예시하였으나 도장 장치가 도장할 수 있는 도장 대상면은 이에 한정되지 않으며 바닥면에 수직한 측면 또는 바닥면에 나란한 상측면이 도장 대상면이 될 수도 있을 것이다.

한편, 도료 분사 모듈(70)에는 도장 장치(10)의 주행 방향으로 볼 때 측방향으로 도장 대상면(6)을 향하여 도료를 분사할 수 있는 분사 노즐(72)이 구비된다.

분사 노즐(72)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 횡방향으로 연장된 슬릿 형태의 분사 개구(73)를 구비한다. 이때 본 실시예에서 분사 개구(73)가 연장된 방향은 도장 장치의 이동 방향(화살표 Ⅲ 방향)과 동일한 방향이다.

이와 같이 분사 개구(73)의 연장 방향이 도장 장치의 이동 방향과 동일한 방향으로 형성되는 것은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치(10)의 분사 노즐이 피벗 회전시 상하 방향으로 이동하므로 분사 노즐(72)로부터 도료가 분사되는 동안 분사 노즐(72)의 이동 방향으로 볼 때 분사 개구(73)의 폭이 분사 개구(73)의 높이보다 더 길게 형성하기 위함이다.

만일, 분사 노즐(72)의 이동 방향에 대하여 분사 개구(73)의 높이가 분사 개구(73)의 폭 보다 더 넓으면, 분사 개구(73)의 이동 방향으로 보다 많은 양의 도료가 중첩되어 도장 대상면(6)에 분사되므로, 도장면의 두께가 필요 이상으로 두꺼워질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치(10)는 도장 대상면(6)을 따라 도장 장치(10)가 이동하는 상태에서 도장 대상면(6)의 상하 방향으로 분사 노즐(72)이 이동하면서 도료를 분사할 때, 분사 노즐(72)의 이동 방향에 수직하게, 즉 횡방향으로 분사 개구(73)가 형성되어, 분사 노즐(72)이 이동 방향에 수평하게, 즉 수직 방향으로 분사 개구(73)가 형성된 경우와 비교할 때, 도료가 보다 얇게 도장면에 도포될 수 있다. 이때, 분사 개구(73)의 폭 및 높이는 분사되는 도료의 양 및 점성 등을 고려하여 필요에 따라 다르게 설정될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도장 장치(10)의 몸체(20)의 전방면 및 후방면에는 거리 센서(24)가 설치된다. 거리 센서(24)는 도장 장치(10)가 도장 대상면(6)을 따라 이동할 때 이동 방향으로 전방 또는 후방 측에 벽면과 같은 장애물이 위치되어 있는 경우 장애물에 도장 장치(10)가 부딪히지 않도록 하기 위한 구성 요소이다.

도장 장치(10)의 이동 방향으로 볼 때 도장 장치의 전방에 장애물이 위치되어 도장 장치(10)가 더 이상 전방으로 이동하지 못할 경우 거리 센서(24)가 도장 장치와 장애물 사이의 거리를 측정하고, 도장 장치(10)와 장애물이 미리 정해진 거리만큼 가까워진 경우 소정의 위치에서 도장 장치(10)는 도장 작업을 종료하거나 도장 장치(10)의 이동을 멈추기 위한 신호를 제어부에 전달한다.

도 4를 참조하면, 측정부(80)는 주행 휠(50)에 연결되어 도장 장치(10)가 이동한 거리 및 도장 장치(10)의 이동 속도를 측정한다.

측정부(80)는, 예를 들어, 주행 휠(50)의 회전수를 측정하기 위하여 주행 휠(50)에 인접하게 설치되는 엔코더와 같은 감지 센서를 포함할 수 있다.

감지 센서는 제어부(90)로 측정된 신호를 전달한다. 보다 상세히, 주행 휠(50)이 회전하여 도장 장치(10)가 이동을 시작하면 주행 휠(50)의 회전수를 엔코더가 측정하여 측정된 신호를 제어부(90)로 전달한다.

도 4를 참조하면, 제어부(90)는 도장 장치(10)의 작동을 제어하도록 도장 장치(10)의 도료 분사 모듈(70), 구동 모터(49), 높이 조절부(30), 측정부(80) 및 거리 센서(24) 등과 전기적으로 연결될 수 있다.

제어부(90)에서는 앞서 설명한 측정부(80)의 감지 센서로부터 전달된 신호에 의하여 도장 장치(10)의 주행 거리 및 주행 속도를 계산할 수 있다.

제어부(90)에서는 계산된 주행 거리 정보 및 주행 속도 정보를 근거로 도장 장치(10)의 도료 분사 모듈(70)을 회전하기 위한 구동 모터(49)의 회전 시작 시점 및 회전 종료 시점을 결정하여 구동 모터(49)의 회전을 제어할 수 있다.

또한 제어부(90)에서는 주행 거리 정보 및 주행 속도 정보를 근거로 도료 분사 모듈(70)의 분사 노즐(72)을 통한 도료 분사 시작 시점 및 도료 분사 종료 시점을 결정하고 또한 도료 분사의 시작 및 종료를 제어 할 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 제어부(90)는 높이 조절부(30)의 높이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 높이 조절부(30)의 높이를 조절하기 위하여 복수의 지지바에 유압 실린더가 결합되어 있는 경우 제어부(90)가 유압 실린더로 유입되는 유압을 조절하도록 함으로써 높이 조절부(30)의 높이를 조절할 수 있다.

또한 제어부(90)에서는 거리 센서(24)로부터 전달된 도장 장치(10)와 전방 장애물과의 거리 정보에 근거하여 주행 휠(50)의 회전을 정지시키거나 또는 주행 휠(50)이 역방향으로 회전하도록 주행 휠(50)을 제어할 수 있다.

이하 도면을 달리하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치(10)를 이용하여 도장 대상면을 도장하는 방법을 설명한다. 이하, 도장 방법을 설명하기 위하여 필요한 도장 장치의 구성은 도 1 내지 도 4에 도시된 도장 장치의 도면 번호를 참조하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치를 이용하여 도장하는 도장 방법을 도시한 순서도이다. 도 6은 도 5의 도장 방법에 따라 도장하는 경우 도장 장치의 속도 그래프(A), 순방향 주행시 도료 분사 경로(B) 및 역방향 주행시 도료 분사 경로(C)를 도시한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은 앞서 설명한 구조를 갖는 도장 장치를 이용하여 수행될 수 있다.

먼저 도장 장치(10)를 도장 대상면에 인접하게 배치하여 둔 후, 도장 대상면(6)을 향하도록 분사 노즐(72)의 높이 및 방향을 조절한다.

이때 분사 노즐(72)이 멈추어 있는 상태에서 분사 노즐(72)의 위치는 상하 방향으로 회전되는 최대 각도 범위의 중심 위치일 수 있다. 예를 들어, 도 2에서 분사 노즐(72)이 작동하기 전 상태에서 분사 노즐(72)은 모서리부(C)를 향하도록 높이 및 방향이 조절될 수 있으며, 이와 같은 상태에서 분사 노즐(72)은 상측면을 향하도록 상측 방향으로 소정의 각도, 예를 들어 15도만큼 회전할 수 있으며, 측면부를 향하도록 하측 방향으로 소정의 각도, 예를 들어 15도만큼 회전할 수 있도록 형성된다.

이와 같은 상태에서, 도장 장치(10)가 주행을 시작한다.(S501) 그러면, 도장 장치(10)는 속도가 0인 상태에서 속도가 증가하여 x축 방향으로 소정의 지점(x1)에 도달한 후부터 V1의 속도로 일정하게 이동하게 된다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치(10)는 도장 장치의 속도를 측정하여 도장 장치의 실제 주행 거리를 실시간으로 측정한다. (S502)

이와 같은 주행 거리 측정은 앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어 측정부(80)를 구성하는 엔코더와 같은 센서를 이용하여 주행 휠(50)의 회전수를 측정함으로써 이루어질 수 있으나, 도장 장치(10)의 실제 주행 거리를 측정하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 도장 장치(10)가 등속 구간에 도착하면 도료 분사 모듈의 상하 피벗 회전을 시작한다.(S503)

그 후 도료 분사 모듈이 상하 피벗 회전을 시작한 후 또는 회전과 동시에 분사 개구(73)을 통하여 도료를 도장 대상면(6)에 분사하여 도장 작업을 수행한다.(S504)

이와 같은 도장 작업 과정에서 도장 장치(10)는 도장 대상면(6)을 따라 이동하고, 도장 장치(10)가 도장 대상면(6)을 이동하는 동안 도장 장치(10)는 도장 대상면(6)에 도료를 사다리꼴 파형으로 분사한다. 도장 장치(10)가 도료를 최초 분사하는 시점(t1)으로부터 도료 분사를 종료하는 시점(t10)까지 도료의 분사경로가 도 6의 B 그래프에 도시되어 있다. 도 6의 B 그래프에서 x는 도장 시작 지점으로부터 도장 장치가 이동한 거리를 나타낸다. 도 6의 A그래프는 도장 장치의 이동 시간 동안 도장 장치의 이동 속도를 도시한 그래프이다.

도 6의 A 및 B 그래프를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은 도장 장치(10)가 이동하기 시작하여 등속으로 이동하기 시작하는 순간(x1, t1)부터 도료 분사 모듈을 상하 피벗 회전시키고 이와 같이 도료 분사 모듈이 상하 피벗 회전하는 시간 동안(t1~t10) 도료를 도장 대상면(6)에 분사하여 도장 대상면(6)에 도료가 균일하게 도포되도록 한다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도료 분사 모듈(70)의 상하 피벗 회전시 상기 분사 노즐(72)이 상측 또는 하측 방향으로 회전하여, 회전할 수 있는 하는 최상단 지점(h 높이) 또는 최하단 지점(-h 높이)에 위치된 상태에서는 도료 분사 모듈의 회전이 소정의 시간(x2~x3, x5~x6, x8~x9)동안 정지된 상태를 유지한 후 다시 역방향으로 회전하도록 구성된다.

이와 같이, 도료 분사 모듈(70)의 회전시 회전할 수 있는 최상단 지점(h 높이) 또는 최하단 지점(-h 높이)에서 잠시 멈추도록 하는 것은 최상단 지점(h 높이) 또는 최하단 지점(-h 높이)에서 바로 역방향 회전할 경우 최상단 지점(h 높이) 또는 최하단 지점(-h 높이)에서 도료가 중첩되어, 최상단 지점(h 높이) 또는 최하단 지점(-h 높이)의 도포량이 타 영역 보다 많아지기 때문이다. 최상단 지점(h 높이) 또는 최하단 지점(-h 높이)에서 잠시 회전을 멈춘 상태로 도장 장치(10)가 이동하도록 하면 이와 같이 도료가 최상단 지점(h 높이) 또는 최하단 지점(-h 높이)에서 중첩되는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법에 있어서, 도료 분사 모듈(70)의 회전에 의하여 분사되는 도료의 최상단 분사 위치에 해당하는 각도, 최하단 위치에 해당하는 각도, 사다리꼴 파형에서 도료 분사 경로의 기울기, 그리고 최상단 지점 또는 최하단 지점에서 회전이 정지된 시간 등은 작업자가 설정함으로써 변경될 수 있으며, 이와 같은 설정값은 실험에 의하여 도장 장치와 도장 대상면과의 관계를 고려하여 결정될 수 있다.

한편, 도료가 분사를 시작하여 도장 작업이 진행된 후 도장 작업의 종료 위치를 확인한다.(S505)

도장 작업의 종료는 도장 장치(10)가 더 이상 전진할 수 없도록 도장 장치의 이동 방향으로 전방측에 벽면과 같은 장애물이 존재하고 이와 같은 장애물의 존재 여부를 거리 센서가 감지하였을 때 장애물로부터 소정의 거리 앞에서 정지하도록 제어부에 설정값을 설정하여 두는 방식으로 이루어지거나, 또는 도장 장치의 이동 거리를 미리 설정하여 둔 후 도장 장치가 소정의 이동 거리를 이동하였을 때 정지하도록 제어부에 설정값을 설정하여 두는 방식으로 이루어질 수 있다. 그러나, 도장 장업을 종료하는 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.

도장 작업의 종료 위치를 확인 한 후 도장 장치(10)가 소정의 위치에 도달하면 도료 분사를 종료한다.(S506) 도 6의 B 그래프를 참조하면, 도장 장치는 x10의 위치에서 도료 분사가 종료된다.

이와 같이 도료 분사를 종료한 후 또는 그와 동시에 도료 분사 모듈이 상하 피벗 회전 동작을 종료한다.(S507) 그리고 도장 장치의 이동 속도를 줄여 주행을 종료 한다.(S508) 이에 따라 도장 장치의 순방향 주행(도 6의 A 그래프에서 1 ~ 3 구간)이 종료된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은 도장 장치의 순방향 주행이 종료된 후 역방향 주행을 수행하였는지를 판단하고,(S509) 역방향 주행을 수행하지 않은 경우 역방향 주행을 수행하도록 한다.(S510)

이와 같이 역방향 주행을 수행하는 동안 도장 대상면에 대한 추가적인 도료 분사 작업이 반복된다. (S502~S508)

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은, 하나의 도장 대상면을 도장할 때 두 번의 도료 분사 작업을 수행하도록 하고, 이와 같은 도료 분사 작업이 종료되면 도장 장치가 최초 주행 시작 지점으로 복귀하도록 구성된다.

도 6의 C 그래프는 역방향 주행(도 6의 A 그래프에서 4 ~ 6 구간)시 도료 분사 경로를 도시한 그래프이다. 도 6의 C 그래프에서 도장 장치의 이동은 x11의 위치에서 t12의 시간부터 수행되었으며, 도장 장치는 t23의 시간에 x0의 위치까지 이동하는 역방향 주행을 수행한다.

도장 장치가 역방향 주행을 시작하여 도장 대상면에 도장을 수행하는 공정은 순방향 주행시의 공정과 유사한 방식으로 이루어질 수 있는 바, 역방향 주행시 도장 대상면에 도장을 수행하는 과정에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하고 역방향 주행시 도장 작업과 순방향 주행시 도장 작업의 관계를 중심으로 역방향 도장 작업을 설명하도록 한다.

도 6의 C 그래프를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법에 있어서, 역방향 주행시 도료 분사 경로는, 순방향 주행시의 도료 분사 경로와 비교할 때 도료 분사 경로의 횡방향 중심선 즉, 도 6의 B 및 C 그래프에서 볼 때 x축을 중심으로 x 축 대칭으로 이루어진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법에서는 도장 대상면을 도장하는 동안 도장 장치의 이동 거리 및 이동 속도를 실시간으로 측정하여 이동 방향으로 어느 위치에서 도장 장치가 도료의 분사를 시작하고 종료하였는지 알고 있으므로, 역방향 주행시 최초 도료 분사 시점 및 도료 분사 모듈의 상하 피벗 회전 각도 및 도료 분사 모듈의 상하 회전시 최상단 지점 및 최하단 지점에서의 회전 정지 시간 등을 조절하여 역방향 주행시의 도료 분사 경로가 순방향 주행시의 도료 분사 경로와 횡방향 중심선 측, x 축을 기준으로 대칭으로 형성되도록 구성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은, 도장 장치가 순방향 및 역방향으로 주행하는 동안 사다리꼴 파형으로 도료 분사 모듈을 이동시키도록 하였다.

그리고, 이때, 도장 대상면 중 횡방향 중심선 상에서 순방향 주행 및 역방향 주행시 도료 분사 경로의 교차가 이루어져 도료 분사 경로가 교차된 지점에서 두 번에 걸쳐 도막이 형성될 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은 도료 분사 경로를 따라 형성되는 도료의 분포 영역에 따라 전체 도장 대상면이 전체적으로 2회에 걸쳐 도막이 형성되도록 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법을 수행함으로써 전체적인 도장 대상면의 도막 두께가 원하는 두께만큼 균일하게 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치 및 도장 방법은 도장 장치가 도장 대상면을 따라 이동하는 동안 도장 장치의 이동과 도료 분사 모듈의 상하 피벗 회전 동작을 동기화하여 도장 장치가 등속 이동할 때 도료 분사 모듈이 상하 피벗 회전을 하면서 도료가 도장 대상면에 분사되도록 형성하였다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 방법은, 도장 장치가 순방향 이동 및 역방향 이동하는 동안 이동 방향의 중심선에 대하여 대칭적으로 도료 분사가 이루어지도록 하여 도장 대상면에 형성되는 도막의 두께가 균일하게 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 도장 장치 및 도장 방법을 이용하면, 예를 들어, 도장 장치의 이동 방향의 중심선이 T형 론지의 모서리부 또는 상측면과 측면부가 만나는 모서리부로 설정하여 작업할 경우 모서리부 및 그 주변부의 도막 두께를 균일하게 형성할 수 있다.

이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 장치 및 도장 방법을 사용할 경우, 작업자가 수작업으로 도장할 경우 도막 두께를 균일하게 하기 어려운 작업 영역도 용이하게 균일한 도막 두께를 갖도록 도장 작업을 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 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.

6 도장 대상면 10 도장 장치
20 몸체 22 하부 힌지축 고정 부재
24 거리 센서 30 높이 조절부
31a 31b 하부 힌지축 32a 32b 하부 지지바
33a 33b 제 1 연결축 34a 34b 중앙 지지바
35 제 2 연결축 36a 36b 상부 지지바
37a 37b 제 3 연결축 38a 38b 상부 힌지축
40 도료 분사 모듈 지지부 42 이동 지지대
44 작동 몸체 지지체 46 작동 몸체
49 구동 모터 50 주행 휠
52 휠 덮개 60 연장 바
62 롤러 70 도료 분사 모듈
72 분사 노즐 73 개구
80 측정부 90 제어부

Claims

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도료 분사 모듈을 구비한 도장 장치를 이용하여 도장 대상면을 도장하는 방법으로서,
(a)상기 도장 장치가 상기 도장 대상면과 나란한 방향으로 이동하도록 주행을 시작하는 단계;
(b)상기 도장 장치가 등속 구간에 도착시 도료 분사 모듈의 분사 노즐을 도장 대상면에 대하여 상하 방향으로 피벗 회전시키는 단계;
(c)상기 도료 분사 모듈을 이용하여 도료를 분사하는 단계;
(d)상기 도장 장치의 도장 종료 위치를 확인하는 단계;
(e)상기 도료 분사 모듈의 도료 분사를 종료하는 단계;
(f)상기 분사 노즐의 상기 피벗 회전을 정지하는 단계;
(g)상기 도장 장치의 주행을 종료하는 단계;
(h)상기 도장 장치의 역방향 주행 여부를 확인하는 단계; 및
(i)상기 도장 장치가 역방향 주행을 하지 않은 경우 역방향 주행을 시작하는 단계를 포함하고,
상기 (i) 단계 이후에 상기 (b) 단계 내지 (g) 단계를 반복하며,
상기 도장 장치의 주행시 상기 도장 대상면에 분사되는 도료의 분사 경로는 사다리꼴파형이며, 상기 도장 장치의 순방향 주행 및 역방향 주행시 도장 대상면에 분사되는 도료의 분사 경로는 상기 도장 대상면의 도장 범위 내에 위치되는 횡방향 중심선을 기준으로 상하 대칭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 도장 방법.
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제 8항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상하 방향으로 피벗 회전시 상기 분사 노즐이 상(하)측 방향으로 회전하여 회전해야 하는 최상(하)단 지점에 위치된 상태에서 소정의 시간동안 정지된 상태를 유지한 후 다시 역방향으로 회전하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 도장 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 (a) 단계 이후에
(j) 상기 도장 장치의 이동 거리 및 이동 속도를 실시간으로 측정하는 단계를 더 포함하는, 도장 방법.