KR101423638B1

KR101423638B1 - 다분사 실러 도포건

Info

Publication number: KR101423638B1
Application number: KR1020130060758A
Authority: KR
Inventors: 현 규 곽; 장석춘
Original assignee: (주)대명티에스
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-08-13

Abstract

본 발명은 다분사 실러 도포건에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실러 분사를 위한 피스톤의 승하강 응답속도를 향상시켜서 3개 이상의 서로 다른 각도로 배치된 노즐을 통하여 실러를 보다 신속하게 분사할 수 있도록 한 다분사 실러 도포건에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 에어 공급 및 차단을 위한 솔레노이드 유닛을 실리 도포건에 일체로 모듈화시킴과 함께, 노즐쪽으로 실러를 공급하거나 차단하기 위한 피스톤이 승하강할 때 피스톤의 상부쪽에 존재하는 에어를 신속하게 외부로 배출시키는 급속배기밸브를 적용함으로써, 피스톤의 승하강 응답속도를 향상시킬 수 있고, 그에 따라 3개 이상의 서로 다른 각도로 배치된 노즐을 통하여 실러를 보다 신속하게 일정한 량으로 분사할 수 있도록 한 다분사 실러 도포건을 제공하고자 한 것이다.

Description

다분사 실러 도포건{MULTI DIRECT SEALER GUN}

본 발명은 다분사(M/D: MULTI DIRECT) 실러 도포건에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실러 분사를 위한 피스톤의 승하강 응답속도를 향상시켜서 3개 이상의 서로 다른 각도로 배치된 노즐을 통하여 실러를 보다 신속하게 분사할 수 있도록 다분사 실러 도포건에 관한 것이다.

자동차의 차체패널류 조립 공정은 차체패널류 간의 접합부에 대하여 용접을 실시하는 공정과, 용접 공정후에 누수방지 및 방청, 방진, 방열, 강성 강화 등을 위해 실러(Sealer)를 도포하는 공정을 포함하고 있다.

통상, 자동차 제조 공정에서의 실러 도포 과정은 로봇에 장착되는 실러 도포건에 의하여 이루어지는 바, 실러 도포 형상이 완전하지 않으면 접착력과 수밀도 등이 떨어지므로, 보다 효율적인 실러 도포 장치의 개발이 요구되고 있다.

종래의 실러 도포장치는 실러가 담겨 있는 실러 용기와, 실러 용기에 담겨 있는 실러를 펌핑하여 전달하는 실러펌프와, 이물질을 걸러내는 필터와, 이물질이 걸러진 실러를 정량공급하는 정량토출부로 구성되는 실러공급유닛과, 실러를 공급받아 실러를 분사하는 실러 도포건 등을 포함한다.

상기 실러 도포건은 도포작업을 수행하는 로봇의 암에 설치되며, 로봇 암의 동작에 의해 실러 도포 위치로 이송되어 실러를 분사한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 실러 도포건은 실러를 분사하는 분사방향이 한 방향으로 고정되어 있기 때문에, 형태가 일정한 작업 대상물에는 원활하게 실러를 도포할 수 있으나, 대상물의 형태가 일정하지 않거나 대상물이 변경되었을 경우에는 로봇의 모션을 변경시켜야만 하기 때문에 작업시간이 지연되고, 연속적인 도포작업이 방해되어 도포품질의 저하를 초래하는 문제점이 있다.

본원 출원인은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 실러가 분사되는 노즐을 다수개로 구비하되, 다수개의 노즐을 서로 다른 분사각도를 갖도록 통합화시켜서 작업대상물에 따라 다양한 각도의 노즐을 선택하여 실러를 용이하게 도포할 수 있도록 한 다중 분사각을 갖는 실러건을 이미 특허출원하여 등록(등록번호: 10-1049855(2011.07.11)) 받은 바 있다.

기 등록된 특허의 기술적 요지를 살펴보면, 외부에 배치된 솔레노이드 유닛으로부터 에어 공급경로를 따라 공급되는 에어가 피스톤의 저부로 공급되면 피스톤이 승강하여 노즐로 실러 공급이 가능한 상태가 되고, 이와 동시에 피스톤의 상부에 존재하는 에어가 에어배출경로를 통하여 솔레노이드 유닛쪽으로 배출되는 구조를 이루고 있다.

따라서, 서로 다른 각도로 배치된 다수개의 노즐 중 선택된 하나 이상을 통하여 실러가 작업대상물(예를 들어, 차체)에 분사되어 도포된다.

그러나, 서로 다른 각도로 배치된 다수개의 노즐을 향하여 실러를 공급하도록 공압을 이용하여 피스톤을 승하강시킬 때, 공압을 제공하기 위한 에어 공급 및 배출 순환 시간이 오래 걸려 노즐을 통해 분사되는 실러가 일정한 속도 및 양으로 분사되지 못하는 경우가 발생하는 단점이 있었다.

즉, 에어 공급경로 및 배출경로가 별도로 길게 갖추어짐에 따라, 에어 공급 및 배출시 피스톤의 승하강 응답시간이 늦어지고, 그에 따라 노즐을 통해 분사되는 실러가 일정한 속도 및 양으로 분사되지 못하는 경우가 발생하는 단점이 있었다.

또한, 에어를 공급 및 차단 제어하기 위한 솔레노이드 유닛이 외부에 배치되어 호스와 같은 수단으로 실러 도포건에 별도로 연결됨에 따라, 에어 공급 및 배출을 위한 지연시간이 발생하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 에어 공급 및 차단을 위한 솔레노이드 유닛을 실리 도포건에 일체로 모듈화시킴과 함께, 노즐쪽으로 실러를 공급하거나 차단하기 위한 피스톤이 승하강할 때 피스톤의 상부쪽에 존재하는 에어를 신속하게 외부로 배출시키는 급속배기밸브를 적용함으로써, 피스톤의 승하강 응답속도를 향상시킬 수 있고, 그에 따라 3개 이상의 서로 다른 각도로 배치된 노즐을 통하여 실러를 보다 신속하게 일정한 량으로 분사할 수 있도록 한 다분사 실러 도포건을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 실러 도포를 위한 로봇의 암과 체결되는 커넥터 유니트와; 제1실러공급경로 및 그 주변에 복수의 제1에어공급경로가 상하방향을 따라 관통 형성된 구조로 구비되어, 상기 커넥터 유니트의 저부에 회전 가능하게 조립되는 로터리 플랜지 유니트와; 상기 복수의 제1에어공급경로에 대한 에어 공급 및 차단을 위하여 복수의 솔레노이드가 조합된 것으로 구비되어, 상기 로터리 플랜지 유니트의 일측부에 일체로 조립되는 솔레노이드 매니폴드 유니트와; 상기 제1실러공급경로와 일치하는 제2실러공급경로 및 상기 복수의 제1에어공급경로와 각각 일치하는 복수의 제2에어공급경로가 상하로 관통 형성된 구조이면서 복수의 제2에어공급경로 중 선택된 하나의 경로에 에어를 급속 배기시키는 급속배기밸브가 장착된 구조로 구비되어, 상기 로터리 플랜지 유니트의 저부에 조립되는 에어 공급 및 배출블럭과; 상기 제2실러공급경로와 일치하는 제3실러공급경로가 관통 형성됨과 함께 제3실러공급경로를 중심으로 그 주변에 형성되는 제1,2,3실린더와, 각 실린더내에 승하강 가능하게 배치되는 피스톤과, 피스톤의 위쪽에 압축 가능하게 배치되는 스프링과, 피스톤의 저부에 일체로 연결되는 플런저와, 복수의 제2에어공급경로로부터의 에어가 각 피스톤의 상부 또는 저부로 공급되도록 상하로 관통된 복수의 제3에어공급경로를 포함하는 구조로 구비되어, 상기 에어공급 및 배출블럭의 저부에 조립되는 밸브유니트와; 상기 플런저가 하강할 때 닫히고, 승강할 때 열리는 복수의 밸브시트가 상면에 부착되고, 각 밸브시트로부터 하부로 연장되는 복수의 제4실러공급경로가 형성된 구조로 구비되어, 상기 밸브유니트의 저부에 조립되는 로드 유니트와; 상기 복수의 제4실러공급경로와 일치하는 복수의 제5실러공급경로가 관통 형성되고, 서로 다른 분사각도를 이루는 복수의 노즐이 부착된 구조로 구비되어, 상기 로드 유니트의 저부에 조립되는 노즐헤드 유니트; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건을 제공한다.

바람직하게는, 상기 로터리 플랜지 유니트의 외경 일측부에는 제1실러공급경로와 연통되는 실러주입구가 일체로 조립된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 솔레노이드 매니폴드 유니트의 복수의 솔레노이드는 실러를 90°방향으로 분사 제어하기 위한 클로즈 타입의 제1솔레노이드와, 실러를 0°방향으로 분사 제어하기 위한 클로즈 타입의 제2솔레노이드와, 실러를 45°방향으로 분사 제어하기 위한 클로즈 타입의 제3솔레노이드와, 실러 분사를 차단하기 위한 오픈 타입의 제4솔레노이드로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 로터리 플랜지 유니트의 복수의 제1에어공급경로는 오픈 타입의 제4솔레노이드의 개폐 단속을 받는 제1-4에어공급경로와, 클로즈 타입의 제1,2,3솔레노이드의 개폐 단속을 각각 받는 제1-1,1-2,1-3에어공급경로로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 에어공급 및 배출블럭내의 급속배기밸브는 피스톤의 상부쪽으로 에어를 공급하는 에어공급통로와, 피스톤의 상부쪽으로부터 배출되는 에어를 외기로 배출시키는 에어배출통로와, 에어공급통로와 에어배출통로가 만나는 지점에 장착되어 에어공급시 에어공급통로를 열어주고 에어배출시 에어공급통로를 닫아주는 다이어프램으로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 에어공급 및 배출블럭의 복수의 제2에어공급경로는: 제1에어공급경로의 제1-4에어공급경로와 일치하는 급속배기밸브의 에어공급통로인 제2-4에어공급경로와; 제1에어공급경로의 제1-1,1-2,1-3에어공급경로와 각각 일치하는 제2-1,2-2,2-3에어공급경로로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브유니트의 복수의 제3에어공급경로는 급속배기밸브의 에어공급통로로부터의 에어를 수용하여 각 피스톤의 상부로 공급하는 3개의 제3-4에어공급경로와, 제2에어공급경로의 제2-1,2-2,2-3에어공급경로와 각각 일치하여 각 피스톤의 저부로 에어를 공급하는 제3-1,3-2,3-3에어공급경로로 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 밸브유니트의 상면에는 급속배기밸브의 에어공급통로로부터의 에어를 수용하여 각 피스톤의 상부로 분배 공급하는 분배 공급판이 장착된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 분배 공급판의 상면에는 급속배기밸브의 에어공급통로와 일치하는 에어 수용홈과, 이 에어수용홈과 연통되는 에어분배홈이 형성되고, 이 에어분배홈으로 들어온 에어는 3개의 제3-4에어공급경로 각각을 통하여 각 피스톤의 상부로 공급되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 커넥터 유니트의 저면과 로터리 플랜지 유니트의 상면 간에는 테이퍼 베어링이 장착되고, 상기 로터리 플랜지 유니트의 외부 바디의 하단과 내부 바디의 하단 간에도 테이퍼 베어링이 장착된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 로드 유니트의 복수의 제4실러공급경로는 90°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-1실러공급경로와, 0°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-2실러공급경로와, 45°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-3실러공급경로로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 노즐헤드 유니트의 하단부에는 90°의 실러분사각을 갖는 제1노즐과, 0°의 실러분사각을 갖는 제2노즐과, 45°의 실러분사각을 갖는 제3노즐이 장착된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 에어 공급 및 차단을 위한 솔레노이드 유닛을 실리 도포건에 일체로 모듈화시킴과 함께 실러 도포를 위한 에어 공급 라인을 단축시킬 수 있다.

특히, 노즐쪽으로 실러를 공급하기 위하여 피스톤이 승강할 때 피스톤의 상부쪽에 존재하는 에어를 솔레노이드 유닛쪽으로 복귀시키지 않고, 피스톤 위쪽에 배치된 급속배기밸브를 통하여 신속하게 외부로 배출시킴으로써, 에어의 배출 순환 거리가 매우 짧아 피스톤의 승하강 응답속도를 향상시킬 수 있다.

또한, 피스톤의 승하강 응답속도 향상에 따라, 피스톤 및 플런저의 승강시 열리는 경로 및 노즐을 통하여 실러를 신속하게 그리고 일정한 양으로 분사시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다분사 실러 도포건은 에어공급 및 배출경로가 내부에 최적화되는 동시에 실러 공급을 위한 밸브 등이 최적 설계됨으로써, 외부 돌출 부위를 최대로 없애는 동시에 그 외형 사이즈를 최소화시킬 수 있고, 그에 따라 차체(내판/하부)에 대한 실러도포시 간섭요인을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건의 외관을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건를 각 구성별로 분리한 상태를 나타낸 분리사시도,
도 3은 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건의 솔레노이드 매니폴드 유니트를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건의 급속배기밸브의 장착 상태를 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건의 급속배기밸브로부터 공급되는 에어를 분배하는 분배공급판과, 그 아래쪽 실린더공간내에 배치되는 피스톤 등을 나타낸 분리사시도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건을 나타낸 정단면도,
도 8은 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건을 나타낸 측단면도,
도 9는 본 발명에 따른 다분사 실러 도포건의 급속배기밸브의 에어 공급 및 배출 구조를 나타낸 개략적 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 다분사(M/D: MULTI DIRECT) 실러 도포건은 작업대상물(예를 들어, 차체 등)에 대하여 실러를 분사하되, 90°방향, 0°방향, 45°방향으로 선택적으로 분사할 수 있을 뿐만 아니라, 실러 분사를 위한 응답시간을 단축시키는 동시에 실러를 신속하게 일정량으로 분사시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 다분사 실러 도포건은 실러 도포작업을 수행하는 로봇암에 연결 설치되어 사용되도록 실러 도포를 위한 로봇암과 체결되는 커넥터 유니트(100)와, 에어 공급 및 차단을 위한 솔레노이드 매니폴드 유니트(300)가 장착된 로터리 플랜지 유니트(200)와, 에어의 분배 및 배출을 위한 에어 공급 및 배출블럭(400)과, 에어압에 의하여 실러를 노즐로 안내하거나 차단하는 밸브 유니트(500)와, 실러를 노즐헤드 유니트(700)로 안내하는 로드 유니트(600)와, 실러를 원하는 작업 대상물 위치에 다중각으로 분사하는 노즐헤드 유니트(700)를 포함하여 구성된다.

상기 커넥터 유니트(100)의 저부에는 제1실러공급경로(201) 및 그 주변에 복수의 제1에어공급경로(210)가 상하방향을 따라 관통 형성된 구조로 구비된 로터리 플랜지 유니트(200)가 회전 가능하게 장착되며, 이를 위해 도 6 및 도 7에서 보듯이 커넥터 유니트(100)의 저면과 로터리 플랜지 유니트(200)의 상면 사이에는 테이퍼 베어링(102)이 장착된다.

상기 테이퍼 베어링(102)을 장착한 이유는 작업대상물을 향하여 로봇암이 회동할 때, 커넥터 유니트(100)만이 로봇암과 함께 회동되도록 하여, 로터리 플랜지 유니트(200)의 일측부에 조립되는 솔레노이드 매니폴드 유니트(300)의 에어공급호스(미도시됨) 등이 꼬이는 등의 현상을 방지하기 위함에 있다.

상기 솔레노이드 매니폴드 유니트(300)는 에어공급원과 에어공급호스 등을 매개로 연결되는 복수의 솔레노이드가 적층 조합된 것으로서, 브라켓 등을 매개로 로터리 플랜지 유니트(200)의 일측부에 일체로 조립된다.

보다 상세하게는, 도 3에서 보듯이 상기 복수의 솔레노이드는 실러를 90°방향으로 분사시키기 위하여 에어 공급을 개폐 제어하는 클로즈 타입의 제1솔레노이드(301)와, 실러를 0°방향으로 분사시키기 위하여 에어 공급을 개폐하는 클로즈 타입의 제2솔레노이드(302)와, 실러를 45°방향으로 분사시키기 위하여 에어 공급을 개폐하는 클로즈 타입의 제3솔레노이드(303)와, 실러 분사 중에는 닫혀서 에어를 차단하고 실러 분사 종료시에는 실러 공급 차단을 위한 에어를 공급하기 위하여 열리는 오픈 타입의 제4솔레노이드(304)로 구성된다.

참고로, 클로즈 타입 솔레노이드는 평상시에는 닫혀 있다가 전기적 신호를 주면 열리는 타입이고, 반대로 오픈 타입 솔레노이드는 평상시에는 열려 있다가 전기적 신호를 주면 닫히는 타입을 말한다.

상기 로터리 플랜지 유니트(200)의 내부에서 중심부에는 상하방향으로 관통된 제1실러공급경로(201)가 형성되고, 그 원주방향의 주변에는 복수의 제1에어공급경로(210)가 상하방향을 따라 관통 형성된다.

이때, 상기 로터리 플랜지 유니트(200)의 외경 일측부에는 제1실러공급경로(201)와 연통되는 실러주입구(204)가 일체로 별도 조립됨으로써, 실러공급원과 호스 등을 매개로 연결되는 실러주입구(204)를 통해 실러를 일정압으로 주입하면 제1실러공급경로(201)로 흐르게 된다.

특히, 상기 로터리 플랜지 유니트(200)에 형성된 복수의 제1에어공급경로(210)는 오픈 타입의 제4솔레노이드(304)의 개폐 단속을 받는 제1-4에어공급경로(214)와, 클로즈 타입의 제1,2,3솔레노이드(301,302,303)의 개폐 단속을 각각 받는 제1-1,1-2,1-3에어공급경로로 구성되며, 첨부한 도 6 및 도 7의 단면도에서는 본 발명의 용이한 설명을 위하여 제1-1 및 1-3에어공급경로는 도시 각도상 미도시되었고, 제2솔레노이드(302)의 개폐 단속을 받는 제1-2에어공급경로(212)와 제4솔레노이드(304)의 개폐 단속을 받는 제1-4에어공급경로(214)만이 도시되었음을 밝혀둔다.

한편, 상기 로터리 플랜지 유니트(200)의 외부 바디의 하단과 내부 바디의 하단 간에도 테이퍼 베어링(202)을 장착하여, 로봇의 회동 운동시 그 회전방향 유격 내지 진동 등을 테이퍼 베어링(202)에서 상쇄하여 솔레노이드 매니폴드 유니트(300)가 일체로 조립되는 로터리 플랜지 유니트(200)의 외부 바디가 내부 바디에 대하여 회동되도록 한다.

여기서, 상기 로터리 플랜지 유니트(200)의 저부에는 에어를 밸브유니트(500)로 공급 전달하거나 밸브유니트(500)로부터 배출되는 에어를 신속하게 외부로 배출시키기 위한 에어 공급 및 배출블럭(400)이 일체로 조립된다.

상기 에어 공급 및 배출블럭(400)의 중심부에는 로터리 플랜지 유니트(200)의 제1실러공급경로(201)와 일치하는 제2실러공급경로(401)가 상하로 관통 형성되고, 그 원주방향 주변에는 로터리 플랜지 유니트(200)의 복수의 제1에어공급경로(210)와 각각 일치하는 복수의 제2에어공급경로(410)가 상하로 관통 형성된다.

이때, 상기 제2에어공급경로(410)는 제1에어공급경로(410)의 제1-1~1-4에어공급경로와 일치하는 제2-1~2-4에어공급경로로 구성되며, 첨부한 도 6 및 도 7의 단면도에서는 본 발명의 용이한 설명을 위하여 제2-1 및 2-3에어공급경로는 도시 각도상 미도시되었고, 제2-2에어공급경로(412)와 제2-4에어공급경로(414)만이 도시되었음을 밝혀둔다.

특히, 상기 에어 공급 및 배출블럭(400)의 제2-4에어공급경로(414)의 바로 아래에는 도 4에서 보듯이, 피스톤의 상부로부터 배출되는 에어를 외부로 급속 배기시키기 위한 급속배기밸브(420)가 삽입 장착된다.

보다 상세하게는, 상기 급속배기밸브(420)는 도 9의 작동 개념도에서 보듯이, 제2-4에어공급경로(414)로부터의 에어를 피스톤(520)의 상부쪽으로 공급하기 위한 에어공급통로(422)와, 피스톤(520)의 상부쪽으로부터 배출되는 에어를 외기로 배출시키는 에어배출통로(426)와, 에어공급통로(422)와 에어배출통로(426)가 만나는 지점에 장착되어 에어공급시 에어공급통로(422)를 열어주고 에어배출시 에어공급통로(426)를 닫아주는 다이어프램(424)을 포함하여 구성된다.

따라서, 하기에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 상기 제2-4에어공급경로(414)로부터 급속배기밸브(420)의 내부로 공급되면 다이어프램(424)이 에어압에 의하여 열림 작동하여 에어공급통로(422)는 열리는 동시에 에어배출통로(426)를 닫아주게 되므로, 에어가 피스톤(520)의 상부로 공급되는 동시에 에어압에 의하여 피스톤(520)이 하강하게 된다.

반대로, 피스톤(520)의 승강시에는 피스톤의 상부로 공급되었던 에어가 다이어프램(424)를 밀어주어, 에어공급통로(422)를 차단하는 동시에 에어배출통로(426)가 열리게 됨으로써, 피스톤의 상부로 공급되었던 에어가 에어배출통로(426)를 통하여 급속하게 외부로 배출된다.

여기서, 상기 에어 공급 및 배출블럭(400)의 저부에는 실러를 노즐로 흐르도록 허용하거나 실러를 차단하는 밸브유니트(500)가 조립된다.

첨부한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 밸브유니트(500)의 내부에서 그 중심부에는 제2실러공급경로(401)와 일치하는 제3실러공급경로(501)가 관통 형성되고, 제3실러공급경로를 중심으로 그 원주방향 주변에는 피스톤 및 플런저의 승하강 공간인 제1,2,3실린더(502,503,504)가 형성된다.

또한, 상기 각 실린더내에는 피스톤(520)가 승하강 가능하게 배치되는 바, 이 피스톤(520)의 위쪽에는 피스톤의 승강시 압축되는 동시에 하강시 탄성복원력을 발휘하는 스프링(522)이 배치되고, 피스톤(520)의 저면에는 일정 길이의 플런저(524)가 일체로 형성된다.

이때, 상기 밸브유니트의 상단 내부에는 각 피스톤(520)의 상부 또는 저부로 에어를 공급하기 위한 복수의 제3에어공급경로(510)가 상하로 관통 형성된다.

보다 상세하게는, 상기 제3에어공급경로(510)는 급속배기밸브(420)의 에어공급통로(422)로부터의 에어를 수용하여 각 피스톤(520)의 상부로 공급하는 3개의 제3-4에어공급경로(514)와, 상기 에어공급 및 배출블럭(400)의 제2에어공급경로(410)의 제2-1,2-2,2-3에어공급경로와 각각 일치하여 각 피스톤(520)의 저부로 에어를 공급하는 제3-1,3-2,3-3에어공급경로로 구성된다.

첨부한 도 6 및 도 7에는 본 발명의 용이한 설명을 위하여 제1,2,3실린더 2개의 실린더 및 그 내부의 피스톤, 제3-1 및 3-3에어공급경로 등은 도시 각도상 미도시되었고, 에어를 피스톤(520)의 저부로 공급하기 위한 제3-2에어공급경로(512)와, 에어를 피스톤(520)의 상부로 공급하기 위한 제3-4에어공급경로(514)와, 1개의 실린더 및 그 내부의 피스톤(520)만이 도시되었음을 밝혀둔다.

특히, 상기 밸브유니트(500)의 상면에는 급속배기밸브(420)의 에어공급통로(422)로부터의 에어를 수용하여 각 피스톤(520)의 상부로 분배 공급하는 분배 공급판(530)이 적층되며 장착된다.

도 5에서 잘 볼 수 있듯이, 상기 분배 공급판(530)의 상면에서 급속배기밸브(420)의 에어공급통로(422)와 일치하는 위치에 급속배기밸브(420)의 에어공급통로(422)로부터의 에어를 수용하는 에어 수용홈(532)이 형성되고, 제3실러공급경로(501)의 중심부 주변에는 에어수용홈(532)와 연통되는 에어분배홈(534)이 형성된다.

이에, 상기 급속배기밸브(420)의 에어공급통로(422)로부터의 에어는 에어 수용홈(532) 및 에어분배홈(534)를 경유하여, 3개의 제3-4에어공급경로(514) 각각을 통하여 각 피스톤(520)의 상부로 분배 공급되면, 각 피스톤(520) 및 그 저면의 플런저(524)는 에어압과 스프링(522)의 탄성복원력에 의하여 하강하는 상태가 되고, 플런저(524)의 하단끝이 로드 유니트(600)의 밸브시트(602)를 닫아 실러가 노즐쪽으로 흐르지 않게 차단해주는 상태가 된다.

반면, 상기 밸브유니트(500)내에 형성된 제3-1,3-2,3-3에어공급경로를 통하여 에어가 각 피스톤(520)의 저부로 공급되면, 에어압에 의하여 피스톤(520)이 스프링(522)을 압축시키며 승강하게 되고, 플런저(524)의 하단끝이 로드 유니트(600)의 밸브시트(602)로부터 승강하여 밸브시트(602)를 열어주게 되므로, 실러가 노즐쪽으로 흐르는 것을 허용하게 된다.

여기서, 상기 밸브유니트(500)의 저부에는 상기 플런저(524)가 하강할 때 닫히고, 승강할 때 열리는 복수의 밸브시트(602)가 상면에 부착되고, 각 밸브시트(602)로부터 하부로 연장되는 복수의 제4실러공급경로(610)가 관통 형성된 구조의 로드 유니트(600)가 조립된다.

이때, 상기 로드 유니트(600)의 복수의 제4실러공급경로(610)는 도 8에서 보듯이, 90°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-1실러공급경로(611)와, 0°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-2실러공급경로(612)와, 45°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-3실러공급경로(613)으로 구성된다.

상기 로드 유니트(600)의 저부에는 복수의 제4실러공급경로(610)와 각각 일치하는 복수의 제5실러공급경로(710)가 관통 형성되고, 서로 다른 분사각도를 이루는 복수의 노즐(720)이 부착된 구조로 구비된 노즐헤드 유니트(700)가 조립된다.

바람직하게는, 상기 노즐헤드 유니트(700)의 하단부에는 90°의 실러분사각을 갖는 제1노즐(721)과, 0°의 실러분사각을 갖는 제2노즐(722)과, 45°의 실러분사각을 갖는 제3노즐(723)이 장착된다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 다분사 실러 도포건의 작동 흐름을 첨부한 도 6 내지 도 8을 참조로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 실러주입구(204)를 통해 실러공급원으로부터 실러가 일정압으로 충진 공급되면, 실러가 로터리 플랜지 유니트(200)의 제1실러공급경로(201)와, 에어 공급 및 배출블럭(400)의 제2실러공급경로(401)와, 밸브 유니트(500)의 제3실러공급경로(501)를 따라 흐르게 된다.

이때, 실러도포 작업 전 및 실러도포 작업 종료시에는 각 피스톤(520) 및 플런저(524)가 하강한 상태를 유지하여, 플런저(524)의 하단끝이 로드 유니트(600)의 밸브시트(602)를 막고 있는 상태가 되도록 함으로써, 실러가 로드 유니트(600)의 제4실러공급경로(610)로 더 이상 공급되지 않고, 그에 따라 노즐로부터 실러가 분사되지 않는 상태가 된다.

이를 위해, 평상시 즉, 실러도포 작업 전 및 실러도포 작업 종료시에는 솔레노이드 매니폴드 유니트(300)의 솔레노이드들에 전기적 신호가 입력되지 않도록 함으로써, 클로즈 타입의 제1,2,3솔레노이드(301,302,303)는 닫힘 상태를 유지하고, 반대로 오픈 타입의 제4솔레노이드(304)는 열림 상태가 되도록 한다.

상기 제4솔레노이드(304)가 열림 상태가 됨에 따라, 에어가 로터리 플랜지 유니트(200)의 제1에어공급경로(210) 중 제1-4에어공급경로(214)로 공급되는 동시에 에어 공급 및 배출블럭(400)의 제2-4에어공급경로(414)와, 급속배기밸브(420)의 에어공급통로(422)를 경유하여 각 피스톤(520)의 상부로 공급된다.

보다 상세하게는, 상기 급속배기밸브(420)의 에어공급통로(422)로부터의 에어는 분배 공급판(530)의 에어 수용홈(532) 및 에어분배홈(534)를 경유하여, 3개의 제3-4에어공급경로(514) 각각을 통하여 각 피스톤(520)의 상부로 분배 공급됨으로써, 각 피스톤(520)은 에어압과 스프링(522)의 탄성복원력에 의하여 하강하는 상태가 되고, 결국 피스톤(520)과 함께 하강한 플런저(524)의 하단끝이 로드 유니트(600)의 밸브시트(602)를 닫아주게 되므로, 실러가 로드 유니트(600)의 제4실러공급경로(610)로 더 이상 공급되지 않고, 노즐로부터 실러가 분사되지 않는 상태가 된다.

이러한 실러 분사 전 및 종료 상태에서, 실러를 작업대상물에 분사하여 도포하고자 할 경우, 상기 노즐헤드 유니트(700)의 90°의 실러분사각을 갖는 제1노즐(721)과, 0°의 실러분사각을 갖는 제2노즐(722)과, 45°의 실러분사각을 갖는 제3노즐(723) 중 하나, 또는 두개, 또는 전부를 이용하여 실러를 분사시킬 수 있다.

상기 제1,2,3노즐(721,722,723)을 통하여 실러가 분사되는 각 동작은 동일하게 이루어지므로, 여기에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제2노즐(722)을 통하여 실러가 0°방향으로 분사되는 과정을 도 6 및 도 7을 참조로 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 6은 실러 분사 전 상태를, 도 7은 실러 분사 상태를 각각 나타낸다.

먼저, 상기 솔레노이드 매니폴드 유니트(300)의 솔레노이드들 중, 클로즈 타입의 제2솔레노이드(302)와 오픈 타입의 제4솔레노이드(304)에 전기적 신호를 제공함으로써, 제2솔레노이드(302)가 열림상태가 되도록 하고, 제4솔레노이드(304)는 닫힘 상태가 되도록 한다.

이때, 제1솔레노이드(301)와 제3솔레노이드(303)에 각각 전기적 신호를 줄 때에도 제4솔레노이드(304)에도 함께 전기적 신호가 제공된다.

즉, 실러 분사시에는 제4솔레노이드(304)에 항상 전기적 신호가 제공되어 닫힘 상태가 되도록 한다.

연이어, 상기 제2솔레노이드(402)가 열림 상태가 됨에 따라, 에어가 로터리 플랜지 유니트(200)의 제1에어공급경로(210) 중 제1-2에어공급경로(212)로 공급되는 동시에 에어 공급 및 배출블럭(400)의 제2-2에어공급경로(412)와, 밸브 유니트(500)의 제3-2에어공급경로(512)를 경유하여 해당 피스톤(520)의 저부로 공급된다.

물론, 상기 제4솔레노이드(403)가 닫힘 상태가 됨에 따라, 해당 피스톤(520)의 상부로 더 이상 공급되지 않는 상태가 된다.

이때, 상기 피스톤(520)의 저부로 공급된 에어압에 의하여 피스톤(520)이 승강하게 되는 바, 피스톤(520)의 승강을 위해서는 피스톤(520)의 상부로 공급되었던 에어가 빠져나가야만 한다.

따라서, 에어가 해당 피스톤(520)의 저부로 공급되면, 에어압에 의하여 피스톤(520)이 스프링(522)을 압축시키며 승강하게 될 때, 피스톤(520)의 상부에 공급되었던 에어는 급속배기밸브(420)를 통하여 외부로 신속하게 배출된다.

즉, 피스톤(520)의 승강시에는 피스톤의 상부로 공급되었던 에어가 급속배기밸브(420)의 다이어프램(424)를 밀어주어, 에어공급통로(422)를 차단하는 동시에 에어배출통로(426)가 열리게 됨으로써, 피스톤의 상부로 공급되었던 에어가 에어배출통로(426)를 통하여 급속하게 외부로 배출된다.

이와 동시에 상기 피스톤(520)의 승강시 플런저(524)의 하단끝이 로드 유니트(600)의 밸브시트(602)로부터 승강하여 밸브시트(602)를 열어주게 되므로, 실러가 로드 유니트(600)의 제4실러공급경로(610)들 중 제4-2실러공급경로(612)로 공급된 후, 0°의 실러분사각을 갖는 제2노즐(722)을 통하여 작업 대상물에 분사되어 도포된다.

한편, 0°의 실러분사각을 갖는 제2노즐(722)에 대응되는 피스톤(520)이 승강하더라도, 90°의 실러분사각을 갖는 제1노즐(721) 및 45°의 실러분사각을 갖는 제3노즐(723)과 대응되는 피스톤(520)은 스프링(522)의 탄선복원력에 의하여 하강 상태를 유지하게 되고, 그에 따라 90°의 실러분사각을 갖는 제1노즐(721) 및 45°의 실러분사각을 갖는 제3노즐(723)로는 실러가 분사되지 않는다.

이상과 같이, 노즐쪽으로 실러를 공급하기 위하여 피스톤이 승강할 때 피스톤의 상부쪽에 존재하는 에어를 솔레노이드쪽으로 복귀시키지 않고, 피스톤 위쪽에 배치된 급속배기밸브를 통하여 신속하게 외부로 배출시킴으로써, 에어의 배출 순환 거리가 매우 짧아 피스톤의 승하강 응답속도를 향상시킬 수 있고, 피스톤의 승하강 응답속도 향상에 따라 실러 도포 작업시 실러를 보다 신속하게 그리고 일정한 양으로 분사시킬 수 있다.

100 : 커넥터 유니트 102 : 테이퍼 베어링
200 : 로터리 플랜지 유니트 201 : 제1실러공급경로
202 : 테이퍼 베어링 204 : 실러주입구
210 : 제1에어공급경로 212 : 제1-2에어공급경로
214 : 제1-4에어공급경로 300 : 솔레노이드 매니폴드 유니트
301 : 제1솔레노이드 302 : 제2솔레노이드
303 : 제3솔레노이드 304 : 제4솔레노이드
400 : 에어 공급 및 배출블럭 401 : 제2실러공급경로
410 : 제2에어공급경로 412 : 제2-2에어공급경로
414 : 제2-4에어공급경로 420 : 급속배기밸브
422 : 에어공급통로 424 : 다이어프램
426 : 에어배출통로 500 : 밸브 유니트
501 : 제3실러공급경로 502 : 제1실린더
503 : 제2실린더 504 : 제4실린더
510 : 제3에어공급경로 512 : 제3-2에어공급경로
514 : 제3-4에어공급경로 520 : 피스톤
522 : 스프링 524 : 플런저
530 : 분배 공급판 532 : 에어 수용홈
534 : 에어분배홈 600 : 로드 유니트
602 : 밸브시트 610 : 제4실러공급경로
611 : 제4-1실러공급경로 612 : 제4-2실러공급경로
613 : 제4-3실러공급경로 700 : 노즐헤드 유니트
710 : 제5실러공급경로 720 : 노즐
721 : 제1노즐 722 : 제2노즐
723 : 제3노즐

Claims

실러 도포를 위한 로봇의 암과 체결되는 커넥터 유니트와;
제1실러공급경로 및 그 주변에 복수의 제1에어공급경로가 상하방향을 따라 관통 형성된 구조로 구비되어, 상기 커넥터 유니트의 저부에 회전 가능하게 조립되는 로터리 플랜지 유니트와;
상기 복수의 제1에어공급경로에 대한 에어 공급 및 차단을 위하여 복수의 솔레노이드가 조합된 것으로 구비되어, 상기 로터리 플랜지 유니트의 일측부에 일체로 조립되는 솔레노이드 매니폴드 유니트와;
상기 제1실러공급경로와 일치하는 제2실러공급경로 및 상기 복수의 제1에어공급경로와 각각 일치하는 복수의 제2에어공급경로가 상하로 관통 형성된 구조이면서 복수의 제2에어공급경로 중 선택된 하나의 경로에 에어를 급속 배기시키는 급속배기밸브가 장착된 구조로 구비되어, 상기 로터리 플랜지 유니트의 저부에 조립되는 에어 공급 및 배출블럭과;
상기 제2실러공급경로와 일치하는 제3실러공급경로가 관통 형성됨과 함께 제3실러공급경로를 중심으로 그 주변에 형성되는 제1,2,3실린더와, 각 실린더내에 승하강 가능하게 배치되는 피스톤과, 피스톤의 위쪽에 압축 가능하게 배치되는 스프링과, 피스톤의 저부에 일체로 연결되는 플런저와, 복수의 제2에어공급경로로부터의 에어가 각 피스톤의 상부 또는 저부로 공급되도록 상하로 관통된 복수의 제3에어공급경로를 포함하는 구조로 구비되어, 상기 에어공급 및 배출블럭의 저부에 조립되는 밸브유니트와;
상기 플런저가 하강할 때 닫히고, 승강할 때 열리는 복수의 밸브시트가 상면에 부착되고, 각 밸브시트로부터 하부로 연장되는 복수의 제4실러공급경로가 형성된 구조로 구비되어, 상기 밸브유니트의 저부에 조립되는 로드 유니트와;
상기 복수의 제4실러공급경로와 일치하는 복수의 제5실러공급경로가 관통 형성되고, 서로 다른 분사각도를 이루는 복수의 노즐이 부착된 구조로 구비되어, 상기 로드 유니트의 저부에 조립되는 노즐헤드 유니트;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 로터리 플랜지 유니트의 외경 일측부에는 제1실러공급경로와 연통되는 실러주입구가 일체로 조립된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 솔레노이드 매니폴드 유니트의 복수의 솔레노이드는:
실러를 90°방향으로 분사 제어하기 위한 클로즈 타입의 제1솔레노이드와;
실러를 0°방향으로 분사 제어하기 위한 클로즈 타입의 제2솔레노이드와;
실러를 45°방향으로 분사 제어하기 위한 클로즈 타입의 제3솔레노이드와;
실러 분사를 차단하기 위한 오픈 타입의 제4솔레노이드;
로 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 로터리 플랜지 유니트의 복수의 제1에어공급경로는:
오픈 타입의 제4솔레노이드의 개폐 단속을 받는 제1-4에어공급경로와;
클로즈 타입의 제1,2,3솔레노이드의 개폐 단속을 각각 받는 제1-1,1-2,1-3에어공급경로;
로 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 에어공급 및 배출블럭내의 급속배기밸브는:
피스톤의 상부쪽으로 에어를 공급하는 에어공급통로와;
피스톤의 상부쪽으로부터 배출되는 에어를 외기로 배출시키는 에어배출통로와;
에어공급통로와 에어배출통로가 만나는 지점에 장착되어 에어공급시 에어공급통로를 열어주고 에어배출시 에어공급통로를 닫아주는 다이어프램;
으로 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 에어공급 및 배출블럭의 복수의 제2에어공급경로는:
제1에어공급경로의 제1-4에어공급경로와 일치하는 동시에 급속배기밸브의 에어공급통로와 일치하는 제2-4에어공급경로와;
제1에어공급경로의 제1-1,1-2,1-3에어공급경로와 각각 일치하는 제2-1,2-2,2-3에어공급경로;
로 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브유니트의 복수의 제3에어공급경로는:
급속배기밸브의 에어공급통로로부터의 에어를 수용하여 각 피스톤의 상부로 공급하는 3개의 제3-4에어공급경로와;
제2에어공급경로의 제2-1,2-2,2-3에어공급경로와 각각 일치하여 각 피스톤의 저부로 에어를 공급하는 제3-1,3-2,3-3에어공급경로;
로 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1 또는 청구항 7에 있어서,
상기 밸브유니트의 상면에는 급속배기밸브의 에어공급통로로부터의 에어를 수용하여 각 피스톤의 상부로 분배 공급하는 분배 공급판이 장착된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 8에 있어서,
상기 분배 공급판의 상면에는 급속배기밸브의 에어공급통로와 일치하는 에어 수용홈과, 이 에어수용홈과 연통되는 에어분배홈이 형성되고, 이 에어분배홈으로 들어온 에어는 3개의 제3-4에어공급경로 각각을 통하여 각 피스톤의 상부로 공급되는 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 커넥터 유니트의 저면과 로터리 플랜지 유니트의 상면 간에는 테이퍼 베어링이 장착된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 로터리 플랜지 유니트의 외부 바디의 하단과 내부 바디의 하단 간에는 테이퍼 베어링이 장착된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 로드 유니트의 복수의 제4실러공급경로는 90°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-1실러공급경로와, 0°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-2실러공급경로와, 45°방향으로 실러를 분사하기 위하여 전달하는 제4-3실러공급경로로 구성된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.
청구항 1에 있어서,
상기 노즐헤드 유니트의 하단부에는 90°의 실러분사각을 갖는 제1노즐과, 0°의 실러분사각을 갖는 제2노즐과, 45°의 실러분사각을 갖는 제3노즐이 장착된 것을 특징으로 하는 다분사 실러 도포건.