KR101336887B1

KR101336887B1 - 자동페인팅장치

Info

Publication number: KR101336887B1
Application number: KR1020130036136A
Authority: KR
Inventors: 정의석
Original assignee: 정의석
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2013-12-04

Abstract

본 발명은 시료판에 페인트를 분사시켜 도색이나 코팅을 할 수 있도록 하는 자동페인팅장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 분사건의 자유로운 이동은 물론 분사건과 시료 사이의 간격과 분사범위도 자유로이 조절할 수 있으며, Y축구동부의 구동모터의 동력을 이용하여 Z축이동수단까지 연동하여 작동시킬 수 있게 함으로써 소모되는 에너지를 절감시킬 수 있고, 분사건 내 별도의 압축공기분기유로를 통해 페인트유로에 남아 있는 페인트도 압축공기를 이용하여 제거할 수 있으며, X축가이드프레임의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 받침대검출센서를 포함하여 X축가이드프레임을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 받침대의 이동간격을 단계별로 미리 설정하여 제어할 수 있고, 오작동 등의 작동 이상 여부를 알람모듈을 통해 작업자에게 즉각적으로 전달하고 비상시 비상차단모듈을 통해 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시킬 수 있는 자동페인팅장치에 관한 것이다.

Description

자동페인팅장치{An Auto Painting Device}

조색 전이나 조색 후에 페인트의 색도나 색차를 측정할 필요가 있으며, 이를 위해 측정 대상 페인트를 시료판에 페인팅한 후 건조시켜 색도계, 색차계 등과 같은 측정장치를 사용하여 색도나 색차를 측정하고 있다.

이와 같이 시료판에 페인트를 페인팅하여 색도나 색차를 측정하는 경우에 있어서 측정값의 정확도와 객관성을 유지하기 위해서는 시료판 전면적에 걸쳐 측정대상 페인트가 균일하게 페인팅되어야 하며 특히, 측정하고자 하는 페인트의 종류가 많은 경우에는 짧은 시간에 측정대상 페인트를 시료판에 페인팅할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 아래 (특허 문헌)은 종래의 페인팅 장치의 일 예에 관한 것이다.

(특허 문헌)

공개특허공보 제2002-0044113호(2002.06.14 공개) "도료 분사 시스템"

위 (특허 문헌)에 나와 있는 것과 같은 종래 기술들은 비록 3축으로 도료를 분사할 수 있도록 하는 구조는 개시되어 있으나, 각 축 방향으로 이동시키는 구동력을 별도로 분리시키고 있기 때문에 상대적으로 에너지를 많이 소모하는 문제가 있으며, 아울러 사용 후 남은 페인트 찌거기를 간편하게 제거할 수 있도록 하는 구조에 대해서는 개시되어 있지 않다.

따라서, 에너지를 최소한으로 소모하는 저에너지 소비 구조와 사용 후 잔여 페인트의 효율적인 제거 및 작동 제어의 효율성을 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 페인팅장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 분사건의 자유로운 이동은 물론 분사건과 시료 사이의 간격과 분사범위도 자유로이 조절할 수 있는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 Y축구동부의 구동모터의 동력을 이용하여 Z축이동수단까지 연동하여 작동시킬 수 있게 함으로써 소모되는 에너지를 절감시킬 수 있도록 하는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 Z축이동수단의 가이드바를 상부프레임상에서 X축 방향으로 이동할 수 있게 형성하여 가이드바 말단과 승강나사봉 말단의 결합을 필요에 따라 분리결합시킬 수 있게 하는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 분사건 내 별도의 압축공기분기유로를 통해 페인트유로에 남아 있는 페인트도 압축공기를 이용하여 제거할 수 있도록 하는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 분사건 내 세척제유로를 추가로 포함하여 압축공기분기유로로 압축공기가 공급되는 경우에 세척제유로를 통해 신나와 같은 세척제가 함께 공급되어 페인트유로와 분사노즐에 남아 있는 페인트를 깨끗하게 제거할 수 있도록 하는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 X축가이드프레임의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 받침대검출센서를 포함하여 X축가이드프레임을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 받침대의 이동간격을 단계별로 미리 설정하여 제어할 수 있도록 하는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 X,Y,Z축 방향으로의 이동과 페인트 분사, 세척 및 작동 전반을 제어하는 제어부가 기 설정된 작동범위를 벗어난 작동이나 미작동시 알람신호를 생성하는 알람모듈을 포함하여 오작동 등의 작동 이상 여부를 관리자에게 즉각적으로 전달시킬 수 있도록 하는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제어부에 비상시 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시킬 수 있는 비상차단모듈을 추가로 포함하는 자동페인팅장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 자동페인팅장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 자동페인팅장치는 시료를 부착하는 시료부착대; 페인트가 분사되는 분사건을 지지하며 분사건이 X축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 X축가이드프레임; 분사건이 상기 X축가이드프레임을 따라 X축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 X축구동부; 상기 X축가이드프레임을 지지하며 X축가이드프레임 및 분사건이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 Y축가이드프레임; 상기 Y축가이드프레임이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 Y축구동부; 상기 시료부착대를 자동페인팅장치와 일체로 연결시키는 지지프레임; 상기 지지프레임에 결합된 시료부착대를 Z축 방향으로 이동시킬 수 있게 하는 Z축이동수단;을 포함하여, X,Y,Z축 방향으로 분사범위를 자유롭게 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 분사건은 상기 X축가이드프레임의 가이드 방향을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 받침대에 분사건이 고정된 분사건고정프레임이 결합하는 형태로 결합되며, 상기 받침대에는 상기 분사건고정프레임을 Z축 방향으로 이동시킬 수 있게 안내하는 제1가이드레일이 형성되어, 분사건을 Z축 방향으로도 이동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 지지프레임은 시료부착대를 결합지지하는 시료부착대프레임과, 메인프레임의 상측에서 시료부착대 방향으로 연장되어 상기 시료부착대프레임과 결합하는 상부프레임을 포함하고, 상기 Z축이동수단은 상기 상부프레임상에 형성되는 제2가이드레일을 따라 상기 시료부착대프레임이 Z축 방향으로 이동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 Y축구동부는 구동모터와, Y축 방향으로 연장되며 외주면에 나사산이 형성되어 상기 구동모터에 의해 회전하면서 상기 Y축가이드프레임을 Y축 방향으로 이동시키는 승강나사봉을 포함하며, 상기 Z축이동수단은 상기 시료부착대프레임에 결합되며 상기 상부프레임을 따라 Z축 방향으로 연장되는 가이드바를 포함하고, 상기 승강나사봉 말단에 형성된 피니언기어치에 상기 가이드바 말단에 형성된 레크기어치가 결합되어, Y축구동부의 구동모터의 동력을 이용하여 상기 Z축이동수단까지 연동하여 작동시킬 수 있게 함으로써 소모되는 에너지를 절감시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 가이드바는 상기 상부프레임상에서 X축 방향으로 이동할 수 있게 형성되어, 가이드바 말단의 레크기어치가 상기 승강나사봉 말단의 피니언기어치와 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 분사건은 분사건 내로 유입되는 압축공기를 분사노즐로 안내하는 압축공기유로와, 페인트유입구를 통해 유입되는 페인트를 상기 압축공기유로에 연결시키는 페인트유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 분사건은 상기 압축공기유로에서 분기되어 압축공기를 상기 페인트유입구측 페인트유로로 안내하는 압축공기분기유로와, 상기 압축공기유로 상에서 압축공기분기유로가 분기되는 지점과 페인트유로가 합쳐지는 지점 사이에 위치하는 제1컨트롤밸브와, 상기 압축공기분기유로 상에 위치하는 제2컨트롤밸브와, 상기 페인트유입구에 위치하는 제3컨트롤밸브를 추가로 포함하여, 상기 압축공기분기유로를 통해 페인트유로에 남아 있는 페인트도 압축공기를 이용하여 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 분사건은 상기 압축공기분기유로에 연결되는 세척제유로를 추가로 포함하여, 페인트유로 및 분사노즐에 남아 있는 페인트를 세척하기 위해 상기 압축공기분기유로로 압축공기가 공급되는 경우에 압착공기분기유로에 연결된 세척제유로를 통해 세척제가 함께 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 X축가이드프레임은 중앙부를 중심으로 각각 길이방향 좌우로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 받침대검출센서를 포함하여, X축가이드프레임을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 상기 받침대의 이동간격을 단계별로 미리 설정하여 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 X,Y,Z축 방향으로의 이동과 페인트 분사, 세척 및 작동 전반을 제어하는 제어부는 기 설정된 작동범위를 벗어난 작동이나 미작동시 알람신호를 생성하는 알람모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 자동페인팅장치에 있어서 상기 제어부는 비상시 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시킬 수 있는 비상차단모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 분사건의 자유로운 이동은 물론 분사건과 시료 사이의 간격과 분사범위도 자유로이 조절할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 Y축구동부의 구동모터의 동력을 이용하여 Z축이동수단까지 연동하여 작동시킬 수 있게 함으로써 소모되는 에너지를 절감시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 Z축이동수단의 가이드바를 상부프레임상에서 X축 방향으로 이동할 수 있게 형성하여 가이드바 말단과 승강나사봉 말단의 결합을 필요에 따라 분리결합시킬 수 있게 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 분사건 내 별도의 압축공기분기유로를 통해 페인트유로에 남아 있는 페인트도 압축공기를 이용하여 제거할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 분사건 내 세척제유로를 추가로 포함하여 압축공기분기유로로 압축공기가 공급되는 경우에 세척제유로를 통해 신나와 같은 세척제가 함께 공급되어 페인트유로와 분사노즐에 남아 있는 페인트를 깨끗하게 제거할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 X축가이드프레임의 길이방향으로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 받침대검출센서를 포함하여 X축가이드프레임을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 받침대의 이동간격을 단계별로 미리 설정하여 제어할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 X,Y,Z축 방향으로의 이동과 페인트 분사, 세척 및 작동 전반을 제어하는 제어부가 기 설정된 작동범위를 벗어난 작동이나 미작동시 알람신호를 생성하는 알람모듈을 포함하여 오작동 등의 작동 이상 여부를 관리자에게 즉각적으로 전달시킬 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 제어부에 비상시 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시킬 수 있는 비상차단모듈을 추가로 포함하여 비상시 긴급 작동 차단 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동페인팅장치의 사시도
도 2는 분사건, X축가이드프레임, X축구동부 간의 결합관계를 도시한 분해사시도
도 3은 받침대의 제1가이드레일을 따라 분사건고정프레임이 Z축 방향으로 이동하는 상태를 도시한 참고도
도 4는 Y축가이드프레임, Y축구동부 간의 결합관계를 도시한 분해사시도
도 5는 승강나사봉의 회전에 따라 Y축가이드프레임이 Y축 방향으로 이동하는 상태를 도시한 참고도
도 6은 상부프레임 상에 형성되는 제2가이드레일을 따라 시료부착대프레임이 Z축 방향으로 이동하는 상태를 도시한 참고도
도 7은 승강나사봉 말단의 피니언기어치와 가이드바 말단의 레크기어치가 결합되는 상태를 도시한 참고도
도 8은 가이드바가 상부프레임상에서 X축 방향으로 이동하여 가이드바 말단의 레크기어치가 승강나사봉 말단의 피니언기어치로부터 분리된 상태를 도시한 참고도
도 9는 분사건 내부 구조를 도시한 단면도
도 10은 분사건 내부 구조의 다른 예를 도시한 단면도
도 11은 도 10의 분사건에서 페인트가 분사되는 과정과 세척 과정을 도시한 참고도
도 12는 복수의 받침대검출센서를 통해 받침대의 이동간격이 제어되는 상태를 도시한 참고도
도 13은 제어부의 구성을 도시한 블럭도

이하에서는 본 발명에 따른 자동페인팅장치의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1 내지 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동페인팅장치는 시료(110)를 부착하는 시료부착대(10); 페인트가 분사되는 분사건(81)을 지지하며 분사건(81)이 X축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 X축가이드프레임(20); 분사건(81)이 상기 X축가이드프레임(20)을 따라 X축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 X축구동부(30); 상기 X축가이드프레임(20)을 지지하며 X축가이드프레임(20) 및 분사건(81)이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 Y축가이드프레임(40); 상기 Y축가이드프레임(40)이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 Y축구동부(50); 상기 시료부착대(10)를 자동페인팅장치와 일체로 연결시키는 지지프레임(60); 상기 지지프레임(60)에 결합된 시료부착대(10)를 Z축 방향으로 이동시킬 수 있게 하는 Z축이동수단(70);을 포함할 수 있다.

상기 시료부착대(10)는 본 발명에 따른 자동페인팅장치를 이용한 페인팅 대상이 되는 시료(110)를 특정 위치에 부착,고정시킬 수 있게 하는 구성이다. 특히, 본 발명에서는 상기 시료부착대(10)를 연결시키는 지지프레임(60)이 시료부착대(10)에 고정된 시료(110)와 분사건(81) 사이의 간격을 조절할 수 있게 하는 구조를 취하고 있는데, 이에 대한 설명은 후술할 지지프레임(60) 및 Z축이동수단(70)에 대한 설명에서 상술하도록 한다.

상기 X축가이드프레임(20)은 페인트가 분사되는 분사건(81)을 지지하며 분사건(81)이 X축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 구성이다. 참고로, 본 발명의 명세서에서 X, Y, Z축이라 함은 상기 X축가이드프레임(20)의 길이 방향을 따라 왕복 이동하는 분사건(81)의 좌우 이동 방향을 X축 방향으로 정의한 상태에서, 분사건(81)의 상하 이동방향을 Y축, 그리고 분사건(81)의 전후 이동방향을 Z축 방향으로 각각 정의하여 사용하도록 한다. 상기 X축가이드프레임(20)은 도 2 등에 도시된 바와 같이, X축을 길이방향으로 하여 길게 형성되는 구성으로, 상기 X축가이드프레임(20)에 결합하게 되는 받침대(83)는 X축가이드프레임(20)을 가이드 레일 삼아 X축가이드프레임(20)의 길이 방향을 따라 X축 방향으로 왕복 이동할 수 있게 되며, 상기 받침대(83)에 결합된 분사건고정프레임(82)과 분사건(81) 역시 받침대(83)의 이동에 연동하여 X축가이드프레임(20)의 길이 방향을 따라 X축 방향으로 왕복 이동할 수 있게 된다.

상기 X축구동부(30)는 상기 받침대(83) 및 그에 결합된 분사건고정프레임(82)과 분사건(81)이 상기 X축가이드프레임(20)을 따라 X축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 구성으로, 일 예로 본 발명에서는 상기 X축구동부(30)가 압축공기에 의해 작동하는 에어실린더(320)를 동력으로 활용할 수 있는데, 공기압축기(air compressor)를 통해 공급되는 압축공기는 압축공기 배관 상에 배치된 실린더압축공기개폐밸브(310)를 제어하는 제어부(90)의 제어하에 실린더압축공기개폐밸브(310)가 개방됨에 따라 X축가이드프레임(20) 내측 또는 하측에 위치하게 되는 에어실린더(320)에 공급되고, 이에 상기 에어실린더(320)는 X축가이드프레임(20)에 결합된 상기 받침대(83)를 X축가이드프레임(20)의 길이 방향을 따라 X축 방향으로 좌우 왕복이동시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 받침대(83)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분사건고정프레임(82)을 Z축 방향으로 이동시킬 수 있게 안내하는 제1가이드레일(831)이 형성되어, 상기 받침대(83) 상에 결합하는 분사건고정프레임(82) 및 분사건(81)을 Z축 방향으로도 이동시킬 수 있게 한다. 즉, 상기 받침대(83) 상부에는 Z축 방향을 따라 전후로 상기 제1가이드레일(831)이 형성되게 되고, 상기 받침대(83)의 상부에 결합하게 되는 상기 분사건고정프레임(82)은 필요에 따라 받침대(83) 상측에서 상기 제1가이드레일(831)을 따라 안내되어 도 3에 도시된 바와 같이 Z축 방향의 전후로 이동할 수 있게 되므로, 시료(110)와 분사건(81) 사이의 간격을 조절할 수 있게 되며, 후술할 바와 같이 Z축이동수단(70)과 함께 형성되는 경우에는 시료(110)와 분사건(81) 사이의 간격조절 범위를 배가시킬 수 있게 된다. 상기 제1가이드레일(831) 상에서의 분사건고정프레임(82)의 이동 및 고정은 도 3에 도시된 바와 같이, 고정볼트의 풀림과 잠금을 활용하는 수동식으로 이루어질 수도 있으나, 전자제어를 통한 자동식으로 이루어지는 것을 배제하는 것은 아니다.

상기 Y축가이드프레임(40)은 상기 X축가이드프레임(20)을 지지하며 X축가이드프레임(20) 및 분사건(81)이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 구성으로, 이를 위해 상기 Y축가이드프레임(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 X축가이드프레임(20)의 하단을 지지하는 지지암(410)과, 상기 지지암(410)에 결합된 본체브라켓(420)과, 상기 본체브라켓(420)의 일측에 부착된 승강작용관(430) 및 승강안내관(440)을 포함할 수 있다. 상기 지지암(410)은 상기 X축가이드프레임(20)의 하단을 지지하게 되고, 상기 지지암(410)에 결합된 본체브라켓(420)은 상기 승강작용관(430)의 상하이동에 연동하여 Y축 방향으로 상하 왕복이동할 수 있게 됨으로써 상기 지지암(410) 및 그에 지지되는 X축가이드프레임(20)과 분사건(81)을 동시에 Y축 방향으로 상하 왕복이동시킬 수 있게 된다. 상기 승강작용관(430)은 내주면에 암나사부가 형성되어 후술할 Y축구동부(50)의 승강나사봉(520)의 외주면에 형성된 수나사부에 결합되어 승강나사봉(520)의 시계/반시계 방향 회전에 연동하여 Y축 방향으로 상/하 왕복이동 하게 되며, 상기 승강안내관(440)은 내부에 형성된 통공에 후술할 Y축구동부(50)의 승강안내봉(530)이 삽입결합되어 승강안내봉(530)을 따라 Y축 방향으로의 상하 왕복이동을 가이드하게 된다.

상기 Y축구동부(50)는 상기 Y축가이드프레임(40)이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 구성으로, 이를 위해 상기 Y축구동부(50)는 구동력을 제공하는 구동모터(510)와, 상기 구동모터(510)에 의해 시계/반시계 방향으로 회전할 수 있는 승강나사봉(520)과, 상기 승강나사봉(520)과 병렬로 위치하여 Y축 방향으로의 이동을 가이드하는 승강안내봉(530)을 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 승강나사봉(520)의 외주면에 형성된 수나사부는 상기 승강작용관(430) 내주면의 암나사부와 결합하여, 도 5의 (1)에 도시된 바와 같이 승강나사봉(520)의 시계 방향 회전에 의해 승강작용관(430)을 Y축 방향 상측으로 이동시키거나 또는 도 5의 (2)에 도시된 바와 같이 승강나사봉(520)의 반시계 방향 회전에 의해 승강작용관(430)을 Y축 방향 하측으로 이동시킬 수 있게 되며, 이때 상기 승강안내봉(530)은 상기 승강안내관(440)에 삽입되어 Y축가이드프레임(40)의 Y축 방향으로의 상하 왕복이동을 가이드하게 된다.

상기 지지프레임(60)은 도 1 등에 도시된 바와 같이, 상기 시료부착대(10)를 자동페인팅장치와 일체로 연결시키는 구성으로, 특히 본 발명에서는 상기 지지프레임(60)이 시료부착대(10)를 결합지지하는 시료부착대프레임(610)과, 메인프레임(620)의 상측에서 시료부착대(10) 방향으로 연장되어 상기 시료부착대프레임(610)과 결합하게 되는 상부프레임(630)을 포함하는 구조로 형성되어, 시료부착대(10)가 결합된 상기 시료부착대프레임(610)을 상기 상부프레임(630) 상에서 Z축 방향으로 전후 이동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 단순히 상기 지지프레임(60)을 일체로 된 고정식 프레임으로 형성하는 경우에는 상기 시료부착대(10)와 분사건(81) 사이의 간격 역시 항상 일정 간격으로 고정된 채 유지될 수밖에 없으나, 본 발명의 상기 지지프레임(60)에서는 그러한 단순 구조에 국한되지 않고, 지지프레임(60)의 구성들을 분리결합식 즉, 상기 시료부착대프레임(610)과 상부프레임(630) 간 분리결합되는 구조로 하고 그 구성들 간(즉, 시료부착대프레임(610)과 상부프레임(630) 간) 이동이 가능한 구조로 형성하여, 상기 시료부착대(10)와 분사건(81) 사이의 간격을 필요에 따라 자유로이 조절할 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 Z축이동수단(70)은 상기 지지프레임(60)에 결합된 시료부착대(10), 보다 구체적으로는 시료부착대(10)가 결합된 상기 시료부착대프레임(610)을 상기 상부프레임(630)의 길이 방향을 따라 Z축 방향으로 전후 이동시킬 수 있게 하는 구성으로, 일 예로 상기 Z축이동수단(70)은 상기 상부프레임(630)상에 형성되는 제2가이드레일(710)을 따라 상기 시료부착대프레임(610)이 Z축 방향으로 전후 왕복 이동할 수 있게 할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부프레임(630) 상에 상부프레임(630)의 길이방향을 따라 상기 제2가이드레일(710)이 형성되고, 상기 상부프레임(630)에 결합되는 상기 시료부착대프레임(610)이 상기 제2가이드레일(710)을 따라 상기 상부프레임(630)의 길이 방향 즉, Z축 방향으로 전후 이동가능한 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 시료부착대프레임(610)의 제2가이드레일(710)을 따른 이동은 수동식으로도 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 자동식 특히, 별도의 추가적인 구동수단을 통하지 않고 앞서 상기 Y축구동부(50)에 사용되는 구동모터(510)의 동력을 활용하여 추가적인 구성에 따른 비용과 에너지를 절감할 수 있게 할 수 있다.

이를 위해 상기 Z축이동수단(70)은 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 시료부착대프레임(610)에 일단이 결합되며 상기 상부프레임(630)을 따라 Z축 방향으로 연장되는 가이드바(720)를 포함하고, 상기 승강나사봉(520) 말단에 형성된 피니언기어치(521)에 상기 가이드바(720) 말단에 형성된 레크기어치(721)가 결합되어, 상기 Y축구동부(50)의 구동모터(510)의 동력을 이용하여 상기 Z축이동수단(70), 구체적으로는 상기 가이드바(720)가 연동하여 작동할 수 있게 함으로써 추가 구동수단의 불필요 및 소모되는 에너지를 절감할 수 있게 할 수 있다. 즉, 앞서 상기 Y축구동부(50)의 구성으로 설명한 상기 승강나사봉(520)의 말단을 상기 상부프레임(630)에 이를 정도로 추가적으로 연장시킨 상태에서 승강나사봉(520)의 말단에 피니언기어치(521)를 형성하고, 상기 시료부착대프레임(610)에 일단이 결합되고 상부프레임(630)을 따라 Z축 방향으로 연장되는 가이드바(720)의 말단에 레크기어치(721)를 형성한 다음, 양자 간(피니언기어치(521)와 레크기어치(721) 간)을 결합시키게 되면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 구동모터(510) 및 승강나사봉(520)의 시계/반시계 방향 회전에 연동하여 상기 가이드바(720)는 Z축 방향의 전후로 왕복 이동할 수 있게 되고 따라서, 상기 가이드바(720)에 연결된 상기 시료부착대프레임(610) 역시 상기 제2가이드레일(710)을 따라 Z축 방향으로 전후 왕복 이동할 수 있게 된다.

이때, 상기 가이드바(720)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 상부프레임(630)상에서 X축 방향으로 이동할 수 있게 형성될 수 있는데, 이는 상기 승강나사봉(520)의 피니언기어치(521)와 상기 가이드바(720)의 레크기어치(721) 간 연동 운동에 따라 상기 시료부착대프레임(610) 및 그에 부착된 시료(110)와 분사건(81) 사이의 간격을 정확하게 설정한 후에도 불구하고, 상기 Y축구동부(50)의 작동을 위해 계속적으로 작동하게 되는 상기 승강나사봉(520)의 회전운동에 상기 가이드바(720)가 여전히 연동하게 움직이게 되면 설정된 시료(110)와 분사건(81) 사이의 간격이 달라질 수 있게 되므로, 이러한 상황을 방지할 수 있도록, 시료(110)와 분사건(81) 사이의 간격(Z축 간 거리)을 정확하게 설정한 이후에는 상기 가이드바(720)와 승강나사봉(520) 간의 결합을 해제시킬 수 있게, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 가이드바(720)를 상부프레임(630)상에서 X축 방향으로 이동할 수 있게 형성하는 것이다. 상기 가이드바(720)의 상부프레임(630)상에서의 X축 방향으로의 이동은 별도의 실린더 등을 활용할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 분사건(81)은 도 9에 도시된 단면에서와 같이, 그 내부에 분사건(81) 내로 유입되는 압축공기를 분사노즐(811)로 안내하는 압축공기유로(813)와, 페인트유입구(812)를 통해 페인트통(85)으로부터 유입되는 페인트를 상기 압축공기유로(813)에 연결시키는 페인트유로(814)를 포함할 수 있다. 상기 분사건(81)은 압축공기가 상기 압축공기유로(813)에 유입될 때 상기 페인트유로(814)를 통해 진입한 페인트를 분사노즐(811)을 통해 분사되도록 하는 것으로, 앞서 설명한 바와 같이 공기압축기(air compressor)를 통해 공급되는 압축공기는 압축공기 배관 상에 배치된 건압축공기개폐밸브(84)를 제어하는 제어부(90)의 제어하에 건압축공기개폐밸브(84)가 개방됨에 따라 상기 압축공기유로(813)를 통해 공급되게 된다. 상기 분사건(81)의 세척기능의 일 예로는, 압축공기를 상기 압축공기유로(813)에 지속적으로 공급하여 상기 페인트통(85)에 남아있는 페인트를 모두 소모하여 페인트찌꺼기까지 모두 제거하거나 또는 필요에 따라 상기 페인트통(85)에 신너를 첨가하여 세척하는 방식이 활용될 수 있는데, 보다 효율적으로 분사건(81) 내 특히, 상기 페인트유로(814) 내 남아 있는 페인트찌꺼기를 제거할 수 있는 다른 예로는, 도 10에 도시된 단면에서와 같이 상기 분사건(81) 내에 상기 압축공기유로(813)에서 분기되어 압축공기를 상기 페인트유입구(812)측 페인트유로(814)로 안내하는 압축공기분기유로(815)와, 상기 압축공기유로(813) 상에서 압축공기분기유로(815)가 분기되는 지점과 페인트유로(814)가 합쳐지는 지점 사이에 위치하는 제1컨트롤밸브(816)와, 상기 압축공기분기유로(815) 상에 위치하는 제2컨트롤밸브(817)와, 상기 페인트유입구(812)에 위치하는 제3컨트롤밸브(818)를 추가로 포함하여, 상기 압축공기분기유로(815)를 통해 압축공기를 페인트유로(814)로 유도하여 페인트유로(814)에 남아 있는 페인트도 압축공기를 이용하여 제거할 수 있게 한다. 즉, 페인트통(85)에 있는 페인트를 모두 소모하지 않고 중간에 작업을 중지하는 경우에 있어서는 상기 페인트유로(814)에 잔여 페인트찌꺼기가 잔존할 수밖에 없고, 이를 제거하기 위해 페인트통(85)을 신너통으로 교체하여 별도로 페인트유로(814)를 세척하는 것은 비효율적인 방식이 될 수 있는바, 이를 보다 효율적으로 개선하기 위해 앞서 설명한 바와 같이 별도의 압축공기분기유로(815)를 통해 압축공기를 페인트유로(814)로 유도하여 페인트유로(814)에 남아 있는 페인트도 압축공기를 이용하여 제거할 수 있게 하는 것이다. 구체적으로 살펴보면, 먼저 분사노즐(811)을 통해 페인트를 분사하는 경우에는 도 11의 (1)에 도시된 바와 같이, 상기 제2컨트롤밸브(817)를 폐쇄하고 상기 제1컨트롤밸브(816)와 제3컨트롤밸브(818)를 개방하여 상기 압축공기유로(813)를 통해 압축공기를 주입시키면 상기 페인트유로(814)를 통해 공급된 페인트가 함께 분사노즐(811)을 통해 분사되는 것이고, 이후 작업을 중지하고 페인트유로(814)에 대한 세척을 하기 위해서는 도 11의 (2)에 도시된 바와 같이, 상기 제2컨트롤밸브(817)를 개방하고 상기 제1컨트롤밸브(816)와 제3컨트롤밸브(818)를 폐쇄하여 상기 압축공기분기유로(815)를 통해 압축공기를 주입시키면 상기 페인트유입구(812)에서부터 페인트유로(814)를 통해 압축공기가 공급되면서 페인트유로(814)에 남아 있던 페인트찌꺼기 등을 깨끗하고 간편하게 제거할 수 있게 되므로, 종래와 같이 페인트통(85)을 교체하는 등의 번거로운 작업을 줄이고 간편하게 세척을 실시할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 분사건(81)은 상기 압축공기분기유로(815)에 연결되는 세척제유로(819)를 추가로 포함할 수 있는데, 이는 페인트유로(814) 및 분사노즐(811)에 남아 있는 페인트를 세척하기 위해 상기 압축공기분기유로(815)로 압축공기가 공급되는 경우에 압착공기분기유로()에 연결된 상기 세척제유로(819)를 통해 세척제(일 예로, 신너 등을 들 수 있음)가 함께 공급되도록 하여 보다 깨끗하게 세척이 이루어질 수 있게 하기 위함이다. 상기 세척제유로(819)의 말단에는 별도의 세척제통을 장착할 수 있는 세척제유입구가 형성될 수도 있고 또는 세척제가 저장된 별도의 간이 세척제탱크가 형성되어 있을 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 X축가이드프레임(20)은 도 12에 도시된 바와 같이, 중앙부를 중심으로 각각 길이방향(X축 방향) 좌우로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 받침대검출센서(210)를 포함하여, X축가이드프레임(20)을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 상기 받침대(83)의 이동간격을 단계별로 미리 설정하여 분사건(81)에 의한 분사범위를 제어할 수 있다. 즉, 상기 시료부착대(10)에 부착되는 시료(110)의 크기에 따라 상기 분사건(81)이 페인팅하는 분사범위가 다르게 되는데, 이러한 분사범위를 상기 제어부(90)를 통해 미리 설정할 수 있도록 함으로써 페인팅작업의 속도와 효율성을 높일 수 있게 되는바, 이와 같은 분사범위 제어를 위해 상기 X축가이드프레임(20)의 길이방향을 따라 중앙을 중심으로 각각 좌우로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 받침대검출센서(210)를 통해, 상기 받침대(83)가 X축가이드프레임(20) 상에서 위치하고 있는 지점을 정확하게 검출할 수 있게 되므로, 상기 받침대(83)가 X축가이드프레임(20) 상에서 좌우 왕복 이동할 수 있는 구간의 범위를 단계별로 미리 설정하여 설정된 해당 구간의 끝에 상기 받침대(83)가 위치하게 되면 그 이동방향을 전환할 수 있게 하여 분사범위를 제어할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에서는 X,Y,Z축 방향으로의 이동과 페인트 분사, 세척 및 작동 전반을 제어하는 제어부(90)가 도 13에 도시된 바와 같이, 기 설정된 작동범위를 벗어난 작동이나 미작동시 알람신호를 생성하는 알람모듈(910)과, 비상시 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시킬 수 있는 비상차단모듈(920)을 추가로 포함할 수 있다.

상기 알람모듈(910)은 본 발명의 자동페인팅장치의 X,Y,Z축 방향으로의 이동과 페인트 분사, 세척 및 작동 전반의 과정에 있어서 기 설정된 작동범위를 벗어난 작동이나 미작동이 감지되는 경우에 이를 즉각적으로 관리자에게 알릴 수 있는 알람신호(경보음이나 경보램프 등)를 생성하는 구성으로, 이를 통해 관리자는 자동페인팅장치의 오작동이나 미작동 여부를 즉각적으로 확인하여 적절한 대책을 신속하게 강구하여 처리함으로써 관리의 효율성을 높일 수 있게 된다.

상기 비상차단모듈(920)은 비상시 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시킬 수 있도록 하는 구성으로, 긴급상황에서 즉각적으로 상기 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시켜야 하는 경우 등에 있어 상기 비상차단모듈(920)은 자동페인팅장치의 모든 구성들에 공급되는 전원을 차단시키는 방식 등을 통해 각 구성들의 모든 작동을 정지시킬 수 있게 하므로, 비상상황에서의 신속한 대처가 가능하게 한다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 시료부착대 110: 시료
20: X축가이드프레임 210: 받침대검출센서
30: X축구동부 310: 실린더압축공기개폐밸브
320: 에어실린더 40: Y축가이드프레임
410: 지지암 420: 본체브라켓
430: 승강작용관 440; 승강안내관
50: Y축구동부 510: 구동모터
520: 승강나사봉 521: 피니언기어치
530: 승강안내봉 60: 지지프레임
610: 시료부착대프레임 620: 메인프레임
630: 상부프레임 70: Z축이동수단
710: 제2가이드레일 720: 가이드바
721: 레크기어치 81: 분사건
811: 분사노즐 812: 페인트유입구
813: 압축공기유로 814: 페인트유로
815: 압축공기분기유로 816: 제1컨트롤밸브
817: 제2컨트롤밸브 818: 제3컨트롤밸브
819: 세척제유로 82: 분사건고정프레임
83: 받침대 831: 제1가이드레일
84: 건압축공기개폐밸브 85: 페인트통
90: 제어부 910: 알람모듈
920: 비상차단모듈

Claims

시료를 부착하는 시료부착대;
페인트가 분사되는 분사건을 지지하며 분사건이 X축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 X축가이드프레임;
분사건이 상기 X축가이드프레임을 따라 X축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 X축구동부;
상기 X축가이드프레임을 지지하며 X축가이드프레임 및 분사건이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 Y축가이드프레임;
상기 Y축가이드프레임이 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 동력을 제공하는 Y축구동부;
상기 시료부착대를 자동페인팅장치와 일체로 연결시키는 지지프레임;
상기 지지프레임에 결합된 시료부착대를 Z축 방향으로 이동시킬 수 있게 하는 Z축이동수단;
X,Y,Z축 방향으로의 이동과 페인트 분사, 세척 및 작동 전반을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 지지프레임은 시료부착대를 결합지지하는 시료부착대프레임과, 메인프레임의 상측에서 시료부착대 방향으로 연장되어 상기 시료부착대프레임과 결합하는 상부프레임을 포함하고,
상기 Z축이동수단은 상기 상부프레임상에 형성되는 제2가이드레일을 따라 상기 시료부착대프레임이 Z축 방향으로 이동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분사건은 상기 X축가이드프레임의 가이드 방향을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 받침대에 분사건이 고정된 분사건고정프레임이 결합하는 형태로 결합되며,
상기 받침대에는 상기 분사건고정프레임을 Z축 방향으로 이동시킬 수 있게 안내하는 제1가이드레일이 형성되어, 분사건을 Z축 방향으로도 이동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 Y축구동부는 구동모터와, Y축 방향으로 연장되며 외주면에 나사산이 형성되어 상기 구동모터에 의해 회전하면서 상기 Y축가이드프레임을 Y축 방향으로 이동시키는 승강나사봉을 포함하며,
상기 Z축이동수단은 상기 시료부착대프레임에 결합되며 상기 상부프레임을 따라 Z축 방향으로 연장되는 가이드바를 포함하고, 상기 승강나사봉 말단에 형성된 피니언기어치에 상기 가이드바 말단에 형성된 레크기어치가 결합되어, Y축구동부의 구동모터의 동력을 이용하여 상기 Z축이동수단까지 연동하여 작동시킬 수 있게 함으로써 소모되는 에너지를 절감시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 4 항에 있어서,
상기 가이드바는 상기 상부프레임상에서 X축 방향으로 이동할 수 있게 형성되어, 가이드바 말단의 레크기어치가 상기 승강나사봉 말단의 피니언기어치와 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 1 항에 있어서,
상기 분사건은 분사건 내로 유입되는 압축공기를 분사노즐로 안내하는 압축공기유로와, 페인트유입구를 통해 유입되는 페인트를 상기 압축공기유로에 연결시키는 페인트유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 6 항에 있어서,
상기 분사건은 상기 압축공기유로에서 분기되어 압축공기를 상기 페인트유입구측 페인트유로로 안내하는 압축공기분기유로와, 상기 압축공기유로 상에서 압축공기분기유로가 분기되는 지점과 페인트유로가 합쳐지는 지점 사이에 위치하는 제1컨트롤밸브와, 상기 압축공기분기유로 상에 위치하는 제2컨트롤밸브와, 상기 페인트유입구에 위치하는 제3컨트롤밸브를 추가로 포함하여, 상기 압축공기분기유로를 통해 페인트유로에 남아 있는 페인트도 압축공기를 이용하여 제거할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 7 항에 있어서,
상기 분사건은 상기 압축공기분기유로에 연결되는 세척제유로를 추가로 포함하여, 페인트유로 및 분사노즐에 남아 있는 페인트를 세척하기 위해 상기 압축공기분기유로로 압축공기가 공급되는 경우에 압착공기분기유로에 연결된 세척제유로를 통해 세척제가 함께 공급될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 2 항에 있어서,
상기 X축가이드프레임은 중앙부를 중심으로 각각 길이방향 좌우로 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 받침대검출센서를 포함하여, X축가이드프레임을 따라 X축 방향으로 왕복 이동하는 상기 받침대의 이동간격을 단계별로 미리 설정하여 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 기 설정된 작동범위를 벗어난 작동이나 미작동시 알람신호를 생성하는 알람모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부는 비상시 자동페인팅장치의 모든 작동을 정지시킬 수 있는 비상차단모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동페인팅장치.