KR101505580B1 - 관체 도장장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관체 도장장치에 관한 것으로서, 길게 형성되어 금속제의 관체 내부를 관통하며 상기 관체의 중심선상에 위치하는 가이드유닛 및 상기 관체의 양측 외부에 배치되어 상기 가이드유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하는 지지모듈, 상기 관체 내부에서 상기 가이드유닛을 따라 이동하며, 일부가 회전축을 중심으로 회전하여 상기 관체 내측면에 도료를 분사하는 내부도장모듈 및 상기 내부도장모듈상에 구비되어 상기 가이드유닛의 높이 또는 경사에 대응하여 상기 회전축이 상기 관체의 중심선상에 위치하도록 상기 내부도장모듈의 위치를 조절하는 중심조절수단을 포함하는 관체 도장장치가 개시된다.

Description

관체 도장장치{Pipe Painting Apparatus}
본 발명은 관체 도장장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 살펴보면, 별도의 중심유지수단을 이용하여 내부도장모듈이 관체의 중심선을 따라 내부를 이동하며 도장작업을 수행하는 관체 도장장치에 관한 것이다.
최근 석유에너지를 대체할 수 있는 친환경 에너지의 중요성이 대두되면서 다양한 방법으로 에너지를 발생시킬 수 있는 장치들이 많이 개발되고 있으며, 특히 풍력을 이용하여 전력을 생산하는 풍력발전 장치들이 많이 개발되고 있다.
일반적으로 풍력발전장치의 경우 바람을 이용해서 발전을 하기 때문에 장애물이 적은 평지 또는 바다에 많이 설치되고 있으며, 특히 바다에 풍력발전장치가 설치되는 경우 소금기에 의한 장치의 부식을 방지하고자 풍력 타워의 내 외부를 도장하는 것이 필수적이다.
하지만 풍력발전기의 타워를 구성하고 있는 대형 관체의 경우 직경 및 크기가 거대하여 내부를 도장하기 많은 어려움이 있었으며 이에 따라 별도의 장치가 관체 내부로 삽입되어 타워 내부를 도장하였다.
국내공개실용 제20-2013-0001531호를 참조하여 종래에 개발된 관체 내부의 도장장치를 살펴보면, 관체 내부를 이동하는 별도의 로봇을 구비하여 관체의 길이방향을 따라 이동함과 동시에 회전하는 작업모듈을 이용하여 관체 내부를 이동하며 작업을 수행하도록 구성되어 있다.
하지만, 이와 같은 종래의 도장장치는 관체의 내부를 따라 이동하도록 구성되어 있기 때문에 관체를 따라 이동하는 도장장치의 주행경로가 관체 내부의 형상에 따라 변화할 수 있으며, 이에 따라 정밀한 제어가 어려운 문제점이 있었다.
특히, 관체 내측면에 이물질이나, 비드 또는 별도의 돌출 부재가 구비된 경우 도장장치가 안정적으로 주행하기 어려우며, 이에 따라 도포되는 도료가 균일하지 않게 도장될 수 있었다.
뿐만 아니라 관체가 균일하지 않은 경우 관체를 따라 이동하는 이동로봇이 안정적으로 이동하지 않아 작업모듈에서 분사되는 도료의 도장품질 저하를 초래하는 심각한 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중심조절수단을 구비하여, 관체 내부에 삽입되어 관통하는 가이드유닛을 따라 내부도장모듈이 관체의 중심선상에서 이탈하지 않고 이동하며 도장작업을 수행하도록 하는 관체 도장장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 도장장치는, 길게 형성되어 금속제의 관체 내부를 관통하며 상기 관체의 중심선상에 위치하는 가이드유닛 및 상기 관체의 양측 외부에 배치되어 상기 가이드유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하는 지지모듈, 상기 관체 내부에서 상기 가이드유닛을 따라 이동하며, 일부가 회전축을 중심으로 회전하여 상기 관체 내측면에 도료를 분사하는 내부도장모듈 및 상기 내부도장모듈상에 구비되어 상기 가이드유닛의 높이 또는 경사에 대응하여 상기 회전축이 상기 관체의 중심선상에 위치하도록 상기 내부도장모듈의 위치를 조절하는 중심조절수단을 포함한다.
또한, 상기 중심조절수단은 상하방향으로 길게 형성되며 상기 내부도장모듈 내부에서 상하방향으로 일측 끝단부의 위치가 조절되는 승하강프레임, 상기 승하강프레임의 일측 끝단부 회전 가능하게 결합되며 내부에 연통홀이 형성되어 상기 가이드유닛이 관통하는 회전프레임 및 상기 회전프레임상에 구비되어 관통하는 가이드유닛을 따라 상기 내부도장모듈이 이동하도록 하는 이동수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동수단은 복수 개의 이동롤러로 구성되어 상기 연통홀을 관통하는 상기 가이드유닛에 접촉하여 회전을 통해 상기 회전프레임이 상기 가이드유닛을 따라 이동하도록 할 수 있다.
또한, 상기 회전프레임은 길게 형성되며 중간부가 상기 승하강프레임에 회전 가능하게 결합되고, 상기 이동수단은 상기 회전프레임의 길이방향을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
여기서, 상기 승하강프레임은 상기 내부도장모듈 내부에서 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 구성될 수 있다.
이와 달리, 상기 승하강프레임은 상하방향으로 길이가 조절되는 액츄에이터형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 내부도장모듈은 상기 가이드유닛이 관통하는 관통홀을 가지며 가이드유닛상에서 상기 관체의 길이방향을 따라 이동하는 몸체부, 상기 몸체부의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출 형성되는 돌출프레임을 가지며, 상기 회전축을 중심으로 상기 몸체부와 회전 가능하게 결합되어 선택적으로 상기 돌출프레임을 회전시키는 작업부 및 상기 돌출프레임의 끝단부에 결합되어 관체 내측면에 도료를 분사하는 분사건을 포함할 수 있다.
또한, 상기 돌출프레임은 상기 관체의 내측면 방향으로 돌출된 길이가 선택적으로 조절 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 관체 도장장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 관체 내부에서 작업을 수행하는 내부도장모듈이 관체의 중심선상에 위치한 가이드유닛을 따라 관체의 중심선상에서 이동함으로써 관체의 형상 또는 직경에 상관없이 안정적으로 이동하여 작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 관체를 이동하는 내부도장모듈과 가이드유닛 사이의 각도 및 높이를 조절하는 중심조절수단이 구비됨으로써, 회전하는 작업부가 관체의 중심선상에서 수평을 유지하며 위치할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 관체의 양단 외측에 구비되는 지지유닛의 위치를 조절하며, 이에 대응하여 가이드유닛의 길이를 조절함으로써, 관체의 길이에 상관없이 안정적으로 내부도장모듈이 이동하여 관체 내부의 도장작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 관체 도장장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면;
도 2는 도 1의 내부도장모듈의 구성을 나타낸 사시도;
도 3은 도 1의 내부도장모듈 및 중심조절수단의 내부구성을 나타낸 단면도;
도 4는 도 1의 중심조절수단이 가이드유닛상의 위치에 따라 동작하는 상태를 나타낸 도면; 및
도 5는 도 1의 중심조절수단의 변형된 형태를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 도장장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 관체 도장장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 내부도장모듈의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1의 내부도장모듈 및 중심조절수단의 내부구성을 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 도장장치는 일부가 대형 관체(P) 내부롤 삽입되어 이동하며 도료를 분사하여 도장작업을 수행하는 장치로써, 본 발명에 따른 도장장치는 크게 지지모듈(100), 내부도장모듈(200) 및 중심조절수단(300)을 포함하며, 내부도장모듈(200)이 관체(P) 내부를 이동하며 분사건(230)을 이용하여 도장작업을 수행한다.
본 발명에 따른 지지모듈(100)은 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)을 따라 내부를 이동하며 도장작업을 수행할 수 있도록 하는 구성으로써 크게 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하는 가이드유닛(110) 및 가이드유닛(110)을 지지하는 지지유닛(120)을 포함한다.
가이드유닛(110)은 일반적인 와이어 또는 프레임으로 구성되며, 관체(P) 내부를 관통하도록 배치되며 후술하는 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)을 따라 이동할 수 있도록 구성된다.
구체적으로 본 발명에 따른 가이드유닛(110)은 관체(P)의 양단부에 구비되는 지지유닛(120)에 의해서 지지되며 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하여 관체(P)를 관통하도록 구성된다, 본 실시예에서 가이드유닛(110)은 금속제 프레임형태로 형성되어 내부도장모듈(200)이 결합되고 내부도장모듈(200)이 이동할 수 있도록 지지한다.
본 발명에 따른 지지유닛(120)은 관체의 외부에서 가이드유닛(110)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 지지한다.
본 실시예에서 지지유닛(120)은 한 쌍으로 구성되어 관체(P)의 길이방향에 따른 양측 외부에 각각 배치되어 상기 가이드유닛(110)을 지지하며, 가이드유닛(110)을 일정 높이 이상에서 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 지지하는 구성된다.
구체적으로 지지유닛(120)은 하부에 이동바퀴(122)가 구비되어 이동 가능하도록 구성되며 도시된 바와 같이 관체(P)의 길이에 대응하여 양단부에서 서로 이격되어 배치되며 서로 간의 위치를 조절할 수 있도록 구성된다.
그리고 지지유닛(120)은 상하방향 길이가 조절 가능하도록 구성되어 설치면을 기준으로 가이드유닛(110)이 고정되는 위치를 조절하여 가이드유닛(110)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 조절한다.
이와 같이 지지유닛(120)이 구성됨으로써, 관체(P)의 길이에 대응하여 가이드유닛(110)의 길이를 조절하며 가이드유닛(110)이 관체(P)를 관통하여 중심선(L)상에 위치하도록 지지할 수 있다. 이때, 가이드유닛(110)은 신축 가능하게 구성되어 양단부에 연결된 한 쌍의 지지유닛(120)의 이격거리에 대응하여 그 길이가 조절되도록 구성될 수 있다.
뿐만 아니라, 지지유닛(120)이 승하강 가능하도록 구성됨으로써 관체(P)의 직경에 대응하여 가이드유닛(110)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 조절할 수 있다.
내부도장모듈(200)은 가이드유닛(110)상에 연결되어 가이드유닛(110)의 길이방향을 따라서 관체(P)의 내부에서 이동하며 도료를 분사하여 관체(P) 내부를 도장한다.
구체적으로 내부도장모듈(200)은 도시된 바와 같이 가이드유닛(110)이 관통하도록 구성되며, 내부에 구비된 중심조절수단(300)을 통해서 가이드유닛(110)을 따라 이동하며 도장작업을 수행한다.
본 실시예에 따른 내부도장모듈(200)은 크게 몸체부(210), 작업부(220)및 분사건(230)을 포함하며, 몸체부(210)는 가이드유닛(110)이 관통하며 관체(P)의 내부에서 길이방향을 따라 위치가 조절된다.
도시된 바와 같이 몸체부(210)는 원통 형태로 형성되어 중앙에 길이방향을 따라 관통되는 관통홀(212)이 구비되며, 가이드유닛(110)이 관통홀(212)를 관통하여 슬라이딩 가능하도록 구성된다. 여기서, 관통홀(212)은 상하방향으로 길게 형성되어 가이드유닛(110)보다 상대적으로 큰 상하 폭을 가지도록 형성된다.
그리고 몸체부(210)는 후술하는 중심조절수단(300)이 결합되며 본 실시예에서 중심조절수단(300)은 몸체부(210) 내부에 구비된다. 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
한편, 작업부(220)는 몸체부(210)의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출된 돌출프레임(222)을 가지며, 몸체부(210)와 회전 가능하게 결합되어 선택적으로 돌출프레임(222)을 회전시킨다.
구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 작업부(220)는 동력원을 가지며 상기 동력원에 의해서 작업부(220)의 둘레를 따라 회전축(미도시)을 중심으로 회전한다. 이때, 작업부(220)는 관체(P)의 내측면 방향으로 돌출된 돌출프레임(222)을 가지며, 돌출프레임(222)의 끝단부에 분사건(230)이 구비되어 관체(P) 내부에서 내측면에 도장작업을 수행하도록 구성된다. 이때, 상기 회전축은 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하여 분사건(230)의 회전반경이 균일하도록 하는 것이 바람직하며, 이에 따라 분사건(230)과 관체(P) 내측면과의 이격거리가 균일하게 조절되어 분사되는 도료의 도장품질이 균일하게 된다.
본 실시예에 따른 작업부(220)는 몸체부(210)의 길이방향에 따른 일부를 감싸도록 형성되어 몸체부(210)와 회전 가능하게 결합되며 외측면에 적어도 하나 이상의 돌출프레임(222)이 구비된다. 구체적으로 돌출프레임(222)은 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구성되어 서로 대향하도록 배치되며 작업부(220)의 회전에 의해서 함께 회전한다.
여기서, 도시된 바와 같이 돌출프레임(222)이 한 쌍이 아니라 복수 개가 방사형으로 몸체부(210)의 둘레를 따라 형성될 수도 있다.
그리고 돌출프레임(222)의 단부에는 분사건(230)이 구비되어 작업부(220)가 회전함과 동시에 도료를 관체(P) 내부에 분사하여 도장작업을 수행한다.
한편, 돌출프레임(222)은 길이가 조절 가능하도록 구성될 수 있으며 본 실시예에서는 엑츄에이터 형태로 형성되어 분사건(230)과 관체(P)의 내측면과의 이격거리를 조절할 수 있도록 구성된다. 여기서, 돌출프레임(222)은 다양한 형태로 그 길이가 조절되도록 구성될 수 있으며, 끝단부에 분사건(230)이 구비되어 관체(P) 내부에서 작업을 수행하도록 구성된다면 어떤 구성이든 적용이 가능하다.
이와 같이 내부도장모듈(200)은 가이드유닛(110)에 연결되어 관체(P)의 중심선(L)을 따라 이동하며 작업부(220)가 회전하여 관체(P) 내측면의 도장작업을 수행할 수 있도록 구성된다.
중심조절수단(300)은 내부도장모듈(200)상에 구비되어 몸체부(210)가 가이드유닛(110)을 따라 이동하도록 할 뿐만 아니라, 몸체부(210)가 관체(P)의 중심선(L)상에서 위치할 수 있도록 한다.
구체적으로 중심조절수단(300)은 내부도장모듈(200) 내부에 구비되어 가이드유닛(110)의 높이 또는 경사에 대응하며 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 내부도장모듈(200)의 위치를 조절한다.
중심조절수단(300)은 크게 승하강프레임(310), 회전프레임(320) 및 이동수단을 포함하며 승하강프레임(310)은 상하방향으로 길게 형성되며 몸체부(210) 내부에서 상하방향으로 슬라이딩하며 위치가 조절된다.
구체적으로 승하강프레임(310)은 도 3에 도시된 바와 같이 길게 형성된 승하강프레임(310)의 길이방향을 따라 일측에 랙기어(312)가 형성되어 있다. 그리고 몸체부(210)상에 구비된 별도의 피니언기어(216)와 주합되어 피니언기어(216)의 회전에 따라 상하방향으로 슬라이딩하며 일측 끝단부의 위치가 조절되도록 구성된다.
즉, 승하강프레임(310)은 몸체부(210) 내부에서 별도의 구동력을 제공받는 피니언기어(216)의 회전에 의해서 선택적으로 상하방향 슬라이딩을 조절된다. 이때, 도시된 바와 같이 승하강프레임(310)은 몸체부(210)상에 구비된 이탈방지가이드(218)에 의해서 안정적으로 지지되며 상하방향 슬라이딩 가능하도록 구성된다.
회전프레임(320)은 승하강프레임(310)의 일측 끝단부에 회전 가능하게 구비되며 선택적으로 회전 각도가 조절되고, 내부에 연통홀(322)이 형성되어 가이드유닛(110)이 관통한다.
구체적으로 회전프레임(320)은 소정의 길이를 가지며 중간부가 승하강프레임(310)의 일측 끝단부에 회전 가능하게 결합된다. 여기서 회전프레임(320)은 별도의 각도조절수단(미도시)을 구비하여 승하강프레임(310)과의 회전각도가 조절되도록 구성된다.
그리고 회전프레임(320)은 길이방향을 따라 내부에 가이드유닛(110)이 관통하는 연통홀(322)이 구비되며 연통홀(322)을 관통한 가이드유닛(110)과 슬라이딩 가능하도록 구성된다.
본 실시예에서 도시된 바와 같이 회전프레임(320)은 승하강프레임(310)과 마찬가지로 몸체부(210) 내부에 구비되며 관통홀(212)을 관통한 가이드유닛(110)이 연속적으로 연통홀(322)을 관통하도록 구성된다.
이와 같이 회전프레임(320)이 승하강프레임(310)의 일측 끝단부에 구비되어 선택적으로 회전 각도가 조절됨으로써, 가이드유닛(110)이 수평하지 않고 기울어진 상태로 배치되더라도 승하강프레임(310)이 수직상태로 위치할 수 있도록 한다.
즉, 회전프레임(320)이 승하강프레임(310)을 수직상태로 유지함으로써, 몸체부(210)가 수평상태를 유지할 수 있다.
이동수단은 회전프레임(320)상에 구비되어 관통하는 가이드유닛(110)을 따라 내부도장모듈(200)이 이동하도록 하는 구성으로써, 도시된 바와 같이 복수 개의 이동롤러(330)로 구성되어 연통홀(322)을 관통하는 가이드유닛(110)에 접촉한다.
그치고 가이드유닛(110)에 접촉한 복수 개의 이동롤러(330)는 외부로부터 동력을 제공받아 회전하며 회전프레임(320)이 가이드유닛(110)을 따라 슬라이딩하며 이동하도록 한다.
이와 같이 회전프레임(320)이 가이드유닛(110)을 따라 이동함으로써, 연결된 몸체부(210)도 함께 가이드유닛(110)을 따라 이동하게 된다.
본 실시예에서 상기 이동수단은 도 3에 도시된 바와 같이 연통홀(322)을 관통하는 가이드유닛(110)의 상 하부에 접촉하여 회전을 통해 회전프레임(320)이 이동하도록 구성된다.
구체적으로 이동롤러(330)는 회전프레임(320)의 길이방향을 따라 전후방에 각각 한 쌍이 구비되며, 각각의 이동롤러(330)는 관통홀(212)과 연통홀(322)을 통해서 관통된 가이드유닛(110)의 상 하부에서 가압하며 회전을 통해 회전프레임(320)이 이동할 수 있도록 구성된다.
이와 같이 상기 이동수단이 구성됨에 따라 이동롤러(330)가 회전하며 회전프레임(320)과 연결된 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)의 길이방향을 따라 관체(P)의 내부에서 이동을 한다.
이와 같이 중심조절수단(300)이 구비됨으로써 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 조절된다.
구체적으로 내부도장모듈(200)이 회전프레임(320)내부에 구비된 이동수단에 의해서 가이드유닛(110)을 따라 이동할 때, 도3에 도시된 바와 같이 승하강프레임(310)은 상부로 이동한 상태이고 회전프레임(320)은 승하강프레임(310)과 수직인 상태로 배치된다.
이와 같은 경우 가이드유닛(110)을 따라 이동하는 내부도장모듈(200)에서 작업부(220)의 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 배치된다.
즉, 승하강프레임(310)이 상부로 이동한 상태에서 회전프레임(320)이 승하강프레임(310)과 수직인 경우 회전프레임(320)은 관체(P)의 중심선(L)상에 위치함과 동시에 상기 회전축상에 위치하도록 배치된다.
하지만, 가이드유닛(110)이 자중에 의해서 하부방향으로 처지는 경우 도장모듈이 가이드유닛(110)을 따라 하부로 처짐이 발생한다. 이에 따라 승하강프레임(310)이 하부방향으로 슬라이딩함으로써 몸체부(210)가 상부방향으로 이동하여 작업부(220)의 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 조절한다.
이와 함께 가이드유닛(110)이 자중에 의해서 하부방향으로 처짐에 따라 가이드유닛(110)의 길이방향에 따를 양측은 수평하지 않고 경사를 가지게 된다.
이와 같은 경우 내부도장모듈(200)이 수평을 유지하기 위해서 회전프레임(320)이 가이드유닛(110)의 경사에 대응하여 회전하며, 승하강프레임(310)이 수직상태를 유지할 수 있도록 조절한다.
이에 따라 몸체(210)부는 승하강프레임(310)과 상기 회전프레임(320)의 회전에 의해서 가이드유닛(110)이 수평하지 않고 경사를 가지는 위치에서도 관체(P)의 중심선(L)상에서 수평상태를 유지할 수 있다.
삭제
즉, 본 실시예에 따른 관체 도장장치는 상술한 바와 같이 가이드유닛(110)의 처짐에 상관없이 관체(P) 내부에서 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 구성되고, 이에 따라 가이드유닛(110)에 연결된 내부도장모듈(200)이 관체(P) 내부를 이동하며 관체(P) 내측면에 도장작업을 수행하도록 구성된다. 이때, 가이드유닛(110)을 따라 이동하는 내부도장모듈(200)은 관통하는 중심조절수단(300)에 의해서 가이드유닛(110)이 하부로 처지더라도 이에 대응하여 몸체부(210)가 수평을 유지하며 상부로 상승하여 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하며 이에 따라 내부도장모듈(200)은 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있다.
이와 같이, 관체(P) 내부에서 작업을 수행하는 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)을 따라 이동하며 관체(P)의 중심선(L)상에서 작업부(220)의 상기 회전축이 위치하여
이동함에 따라 관체(P)의 형상 또는 직경에 상관없이 안정적으로 관체(P)의 중심선(L)상에서 이동하여 도장작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 한 쌍의 지지유닛(120) 각각이 이동 가능하게 구성됨으로써, 관체(P)의 길이에 대응하여 서로간의 이격거리를 조절하며 이에 대응하여 가이드유닛(110)의 길이를 조절함으로써, 관체(P)의 길이에 상관없이 안정적으로 내부도장모듈(200)을 이동시켜 관체(P) 내부의 도장작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 가이드유닛(110)이 휘어진 경우 내부도장모듈(200)이 관체(P)의 중심선(L)을 따라 이동하며 도장작업을 수행하는 상태를 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 도 1의 중심조절수단이 가이드유닛상의 위치에 따라 동작하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4를 살펴보면, 회전프레임(320)에 구비된 이동롤러(330)가 구동하여 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)을 따라 이동하며 관체(P) 내측면에 도료를 분사한다.
여기서, 내부도장모듈(200)의 하중 및 자중에 의해서 가이드유닛(110)이 하부로 휘어져 있으며 이에 따라 가이드유닛(110)은 관체(P)의 중심선상(L)에서 하부로 처진 상태가 된다.
이와 같은 상태에서는 내부도장모듈(200)은 관체(P)의 길이방향을 따라 이동하며 도료를 분사하기는 하지만 관체(P)의 중심선(L)상을 유지하지 못하기 때문에 관체(P)의 내측면에 균일하게 도료가 도포되지 않는다.
물론 가이드유닛(110)이 자체의 장력만으로도 내부도장모듈(200)의 하중을 지지하여 하부로 처지지 않도록 구성될 수 있으나, 관체(P)의 길이가 수십 미터로 길어지는 경우 가이드유닛(110)은 자중에 의해서 길이방향에 따른 중앙부가 하부로 처지게 된다.
이와 같은 경우에서 내부도장모듈(200)에 구비된 작업부(220)의 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에서 수평을 유지하기 위해 중심조절수단(300)이 동작한다.
도시된 바와 같이 내부도장모듈(200)이 휘어진 가이드유닛(110)상에서 좌측에 위치한 경우, 가이드유닛(110)은 우측방향으로 하향 경사진 상태가 되며 관체(P)의 중심선(L)상에서 하부로 처지게 된다.
이에 따라 작업부(220)의 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하기 위해서 승하강프레임(310)은 하부로 슬라이딩하며 이에 따라 몸체부(210)가 상부방향으로 이동한다. 그리고 회전프레임(320)은 승하강프레임(310)의 일측 끝단부에서 가이드유닛(110)이 경사진 각도에 대응하는 각도만큼 시계방향으로 회전하여 승하강프레임(310)이 수직 상태를 유지할 수 있도록 한다.
이와 같이 승하강프레임(310)은 가이드유닛(110)의 처짐에 의해 발생하는 상하방향 높이의 변화에 대응하여 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 하부방향으로 슬라이딩 한다.
그리고, 회전프레임(320)은 가이드유닛(110)의 경사각도 변화에 대응하여 상기 회전축이 관체(P)의 중심선과 평행하도록 상기 승하강프레임(310)과 틸팅한다.
이에 따라 몸체부(210)는 수평을 유지한 상태로 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)상에서 중앙에 위치한 경우에 대해 살펴보면, 가이드유닛(110)은 관체(P)의 중심선(L)상에서 하부로 처진 상태가 되지만 경사는 가지지 않은 상태가 된다.
이와 같은 경우 승하강프레임(310)은 하부로 슬라이딩하며 몸체부(210)를 상부로 이동시켜 상기 회전축의 중심이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하도록 하지만, 가이드유닛(110)이 경사지지 않은 상태이기 때문에 회전프레임(320)은 회전하지 않는 상태가 된다.
물론 회전프레임(320)상에 구비된 상기 이동수단에 의해 몸체부(210)가 가이드유닛(110)을 따라 지속적으로 이동하는 경우 가이드유닛(110)이 경사진 지점을 경유하게 될 것이며 여기서는 회전프레임(320)이 틸팅하여 몸체부(210)가 수평을 유지하며 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 한다.
이어서, 도시된 바와 같이 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)상에서 우측에 위치한 경우, 가이드유닛(110)은 관체(P)의 중심선(L)상에서 하부로 처짐과 동시에 좌측으로 하향 경사지도록 배치된다,
이에 따라 작업부(220)의 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치하기 위해서 승하강프레임(310)은 하부로 슬라이딩하며 이에 따라 몸체부(210)가 상부방향으로 이동한다. 여기서, 승하강프레임(310)은 내부도장모듈(200)이 가이드유닛(110)상에서 중앙에 위치하는 경우에 비해 상대적으로 짧은 길이를 슬라이딩하게 된다.
그리고 회전프레임(320)은 승하강프레임(310)의 일측 끝단부에서 가이드유닛(110)이 경사진 각도에 대응하는 각도만큼 시계 반대방향으로 회전하여 승하강프레임(310)이 수직 상태를 유지할 수 있도록 한다.
이와 같이 승하강프레임(310) 및 회전프레임(320) 각각이 독립적으로 가이드유닛(110)의 처진 정도 및 경사각도에 대응하여 동작함으로써, 몸체부(210)는 수평을 유지한 상태로 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있다.
즉, 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이 승하강프레임(310) 및 회전프레임(320)은 가이드유닛(110)의 경사 및 처짐 정도에 대응하여 각각의 위치에서 동작하며 작업부(220)의 상기 회전축 중심이 관체(P)의 중심선(L)상에서 수평을 이루며 위치할 수 있도록 조절된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 내부도장모듈(200)은 가이드유닛(110)의 처짐에 관계없이 일정하게 관체(P)의 중심선(L)상에 상기 회전축을 위치하도록 하며 관체(P)의 길이방향을 따라 이동하여 관체(P) 내측면을 도장한다.
이와 같이 내부도장모듈(200)에 구비된 작업부(220)의 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치함에 따라, 가이드유닛(110)을 따라 내부도장모듈(200)이 이동하여 관체(P) 내부를 균일하게 도장할 수 있도록 한다.
이어서 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 중심조절수단의 변형된 형태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도시된 바와 같이 중심조절수단(300)은 상술한 구성과 유사하지만 승하강프레임(310)이 단일한 부재가 아닌 액츄에이터 형태로 형성되며 상술한 바와 달리 피니언기어(216)가 구비되지 않는다.
즉, 랙기어(312)와 피니언기어(216)를 이용하여 상하방향으로 슬라이딩하는 것이 아니라 상하방향으로 길이가 조절되는 액츄에이터로 구성되어 선택적으로 몸체부(210) 내에서 회전프레임(320)의 위치를 조절한다.
구체적으로 도시된 바와 같이 승하강프레임(310)의 타측이 몸체부(210)상에 고정 결합되며 일측 끝단부에 회전프레임(320)이 회전 가능하게 구성되어 선택적으로 승하강프레임(310)의 길이가 조절되어 회전프레임(320)의 위치를 조절한다.
이에 따라 몸체부(210)의 위치가 가이드유닛(110)상에서 승하강되며 위치가 조절되어 작업부의 상기 회전축이 관체(P)의 중심선(L)상에 위치할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 승하강프레임(310)은 액츄에이터 형태로 형성되어 길이가 조절되도록 구성되어 있지만, 이와 달리 볼 스크류 등과 같이 다양한 형태가 적용될 수도 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 지지모듈 110: 가이드유닛
120: 지지유닛 200: 내부도장모듈
210: 몸체부 220: 작업부
230: 분사건 300: 중심조절수단
310: 승하강프레임 320: 회전프레임
330: 이동롤러 L: 중심선
P: 관체

Claims (8)

  1. 길게 형성되어 금속제의 관체 내부를 관통하며 상기 관체의 중심선상에 위치하는 가이드유닛 및 상기 관체의 양측 외부에 배치되어 상기 가이드유닛을 지지하는 지지유닛을 포함하는 지지모듈;
    상기 관체 내부에서 상기 가이드유닛을 따라 이동하며, 일부가 회전축을 중심으로 회전하여 상기 관체 내측면에 도료를 분사하는 내부도장모듈; 및
    상기 내부도장모듈상에 구비되어 상기 가이드유닛의 높이 또는 경사에 대응하여 상기 회전축이 상기 관체의 중심선상에 위치하도록 상기 내부도장모듈의 위치를 조절하는 중심조절수단; 을 포함하며,
    상기 중심조절수단은,
    상하방향으로 길게 형성되며 상기 내부도장모듈 내부에서 상하방향으로 일측 끝단부의 위치가 조절되는 승하강프레임, 상기 승하강프레임의 일측 끝단부에 회전 가능하게 결합되며, 내부에 연통홀이 형성되어 상기 가이드유닛이 관통하는 회전프레임 및 상기 회전프레임상에 구비되어 관통하는 상기 가이드유닛을 따라 상기 내부도장모듈이 이동하도록 하는 이동수단을 포함하는 관체 도장장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이동수단은,
    복수 개의 이동롤러로 구성되어 상기 연통홀을 관통하는 상기 가이드유닛에 접촉하여 회전을 통해 상기 회전프레임이 상기 가이드유닛을 따라 이동하도록 하는 관체 도장장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전프레임은 길게 형성되며 중간부가 상기 승하강프레임에 회전 가능하게 결합되고,
    상기 이동수단은 상기 회전프레임의 길이방향을 따라 이격되어 배치되는 관체 도장장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승하강프레임은,
    상기 내부도장모듈 내부에서 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 구성되는 관체 도장장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 승하강프레임은,
    상하방향으로 길이가 조절되는 액츄에이터형태로 형성되는 관체 도장장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부도장모듈은,
    상기 가이드유닛이 관통하는 관통홀을 가지며 가이드유닛상에서 상기 관체의 길이방향을 따라 이동하는 몸체부;
    상기 몸체부의 둘레를 따라 적어도 하나 이상이 방사형으로 돌출 형성되는 돌출프레임을 가지며, 상기 회전축을 중심으로 상기 몸체부와 회전 가능하게 결합되어 선택적으로 상기 돌출프레임을 회전시키는 작업부; 및
    상기 돌출프레임의 끝단부에 결합되어 관체 내측면에 도료를 분사하는 분사건; 을 포함하는 관체 도장장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 돌출프레임은,
    상기 관체의 내측면 방향으로 돌출된 길이가 선택적으로 조절 가능하도록 구성되는 관체 도장장치.

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