KR101826738B1 - 스프레이건 및 이를 이용한 도장 시스템 - Google Patents

Abstract

스프레이건을 이용한 도장 시스템이 개시된다. 본 시스템은 배기구, 급기구, 투입구 및 배출구가 형성된 하우징, 피도장체가 장착되는 다수의 지그(jig), 다수의 지그가 결합되고, 지그를 투입구를 통해 하우징 내부로 이동시키는 이동수단, 및 하우징 내부에 위치하고, 지그에 장착된 피도장체를 도장(塗裝)하는 하나 이상의 도장로봇을 포함하고, 도장로봇은 피도장체에 도료를 분사하는 스프레이건(spray-gun), 스프레이건에서 분사되는 도료가 비산하는 것을 방지하도록 스프레이건 측면에서 공기를 분사하는 하나 이상의 에어건(air-gun),　피도장체를 기준으로 스프레이건의 반대편에 위치하고, 스프레이건에서 분사되는 도료가 피도장체의 도장면을 벗어나지 않도록 분사되는 도료와 다른 방향에서 피도장체를 향해 공기를 분사하는 하나 이상의 보조 에어건, 및 스프레이건, 하나 이상의 에어건 및 하나 이상의 보조 에어건이 결합되고 스프레이건의 위치를 조절하는 위치조절수단을 포함하고,　하나 이상의 에어건은 위치조절수단에서 회전 또는 이동이 가능하도록 위치조절수단에 결합되고, 하나 이상의 보조 에어건에서 분사되는 공기의 분사압은 스프레이건에서 분사되는 분사압보다 크고, 하나 이상의 에어건에서 분사되는 공기의 분사압은 스프레이건에서 분사되는 분사압보다 작고, 스프레이건은 내부에 유로가 형성된 본체 및 본체에 형성되고 유로를 통해 이동한 도료를 분사하는 복수의 분사홀을 포함하고, 본체는 상단이 볼록한 입체 형상으로서 가로방향에 대한 복수의 영역으로 구분되고, 복수의 홀은 복수의 영역 중 상부 영역에서 하부 영역으로 갈 수록 더 많이 형성된다.

Description

스프레이건 및 이를 이용한 도장 시스템{SPRAY-GUN AND PAINTING SYSTEM USING THEROF}

본 발명은 스프레이건 및 이를 이용한 도장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피도체에 균일하게 도장할 수 있는 스프레이건 및 이를 이용한 도장 시스템에 관한 것이다.

도장(塗裝)은 피도장체에 도료를 칠하거나 바르는 작업이다. 피도장체에 도장을 하기 위해 방법은 다양하게 있으며, 그 중 대량으로 도장 작업을 하거나 피도체가 큰 경우에는 피도장체에 도료를 뿌리는 스프레이건을 이용하여 도장 작업을 할 수 있다. 이런 스프레이건에는 에어 스프레이건, 에어리스 스프레이건 및 에어믹스 스프레이건이 있다.

에어 스프레이건은 압축 공기를 이용하여 도료를 분사하는 기구이며, 에어리스 스프레이건은 도료 자체에 압력을 가하여 도료를 분사하는 기구이다. 그리고 에어믹스 스프레이건은 에어리스 스프레이건과 에어 스프레이건의 장점을 결합한 기구이다.

이렇게 스프레이건을 이용하여 도장 작업을 할 때, 동일한 조건에서 피도장체에 실질적으로 도료가 얼마나 도착되는 지가 중요하다. 뿐만 아니라 한번에 피도장체의 넓은 부위를 도장함과 동시에 균일한 도장이 이루어지도록 하는 것이 중요하다.

본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 피도장체의 넓은 부위를 균일하게 도장하도록 하는 스프레이건 및 이를 이용한 도장 시스템을 제공하기 위함이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 도장 시스템은 배기구, 급기구, 투입구 및 배출구가 형성된 하우징, 피도장체가 장착되는 다수의 지그(jig), 다수의 지그가 결합되고, 지그를 투입구를 통해 하우징 내부로 이동시키는 이동수단, 및 하우징 내부에 위치하고, 지그에 장착된 피도장체를 도장(塗裝)하는 하나 이상의 도장로봇을 포함하고, 도장로봇은 피도장체에 도료를 분사하는 스프레이건(spray-gun), 스프레이건에서 분사되는 도료가 비산하는 것을 방지하도록 스프레이건 측면에서 공기를 분사하는 하나 이상의 에어건(air-gun),　피도장체를 기준으로 스프레이건의 반대편에 위치하고, 스프레이건에서 분사되는 도료가 피도장체의 도장면을 벗어나지 않도록 분사되는 도료와 다른 방향에서 피도장체를 향해 공기를 분사하는 하나 이상의 보조 에어건, 및 스프레이건, 하나 이상의 에어건 및 하나 이상의 보조 에어건이 결합되고 스프레이건의 위치를 조절하는 위치조절수단을 포함하고,　하나 이상의 에어건은 위치조절수단에서 회전 또는 이동이 가능하도록 위치조절수단에 결합되고, 하나 이상의 보조 에어건에서 분사되는 공기의 분사압은 스프레이건에서 분사되는 분사압보다 크고, 하나 이상의 에어건에서 분사되는 공기의 분사압은 스프레이건에서 분사되는 분사압보다 작고, 스프레이건은 내부에 유로가 형성된 본체 및 본체에 형성되고 유로를 통해 이동한 도료를 분사하는 복수의 분사홀을 포함하고, 본체는 상단이 볼록한 입체 형상으로서 가로방향에 대한 복수의 영역으로 구분되고, 복수의 홀은 복수의 영역 중 상부 영역에서 하부 영역으로 갈 수록 더 많이 형성할 수 있다.

또한 본체는 원뿔, 탄두, 반구형상 중 어느 하나일 수 있다.

또한 본체는 복수의 영역 중 최상부 영역에 대응하고, 하부에 수나사가 형성된 제1 본체, 및 최상부 영역에 인접한 하부 영역에 대응하고, 수나사와 결합되도록 상부에 암나사가 형성된 제2 본체를 포함할 수 있다.

또한 제1 및 제2 본체는 상호 착탈이 가능할 수 있다.

또한 본체는 하부에 수나사가 형성되고, 상단이 볼록한 입체 형상인 상단 본체, 및 수나사와 결합되도록 상부에 암나사가 형성되고, 원기둥 형상인 하단 본체를 포함할 수 있다.

또한 하단 본체는 하단 본체의 옆면에 형성되고, 유로를 통해 이동한 도료를 분사하는 복수의 분사홀을 포함하고, 복수의 분사홀은 가로방향에 대하여 구분된 복수의 영역에 동일한 수 및 동일한 간격으로 형성될 수 있다.

또한 위치조절수단은 다수의 관절을 가지는 로봇 팔일 수 있다.

또한 다수의 지그는 이동수단에 결합되는 축을 기준으로 회전할 수 있도록 이동수단에 결합될 수 있다.

또한 이동수단, 지그 및 도장로봇을 제어하는 제어수단을 더 포함하고, 제어수단은 지그가 도장로봇이 위치한 위치까지 이동되도록 이동수단을 제어할 수 있다.

또한 투입구에 설치되고, 투입구를 통해 피도장체가 장착된 지그가 하우징 내부로 이동하는지를 감지하는 감지기를 더 포함할 수 있다.

또한 하나 이상의 에어건에서 공기를 분사하는 노즐의 형상은 타원형상일 수 있다.

또한 하나 이상의 에어건에서 공기를 분사하는 노즐의 형상은 초승달형상일 수 있다.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 하나의 스프레이건에 복수의 영역 또는 복수의 본체가 형성되며, 피도장체에서 멀어질수록 해당 영역 또는 해당 본체에 형성된 분사홀의 개수가 많으므로, 광범위한 부위를 균일하게 도장할 수 있는 효과가 있다.

또한 도장로봇을 이용하여 자동으로 다양 형상을 가지는 피도장체를 도장할 수 있기 때문에 피도장체를 대량으로 도장 작업을 할 수 있는 효과가 있다.

또한 피도장체에 도료를 분사하는 스프레이건의 측면에 도료가 비산되는 것을 방지하는 에어건이 위치하여 도장 작업 중에 도료가 비산되는 것을 방지할 수 있어, 도장 작업의 도착효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한 스프레이건에서 분사되는 도료와는 다른 방향에서 공기를 분사하여 자동 도장 작업을 하는 과정에서도 도장되는 면의 경계를 확실하게 할 수 있어 더욱 효과적으로 도장 작업을 할 수 있는 효과가 있다.

또한 피도장체의 형상에 따라 에어건에서 분사하는 공기의 형상을 타원 형상이나 초승달 형상으로 분사함으로써, 비산되는 도료를 최소화하여 도장 작업의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 도장 시스템을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 도장 시스템에서 피도장체의 내부 측면을 도장하는 것을 도시한 개략도,
도 3은 본 발명의 도장 시스템에서 피도장체의 내부 바닥면을 도장하는 것을 도시한 개략도,
도 4는 본 발명의 도장 시스템에서 피도장체의 외부 측면을 도장하는 것을 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 도장 시스템에서 피도장체의 외부 바닥면을 도장하는 것을 도시한 개략도,
도 6은 본 발명의 도장 시스템에 적용할 수 있는 스프레이건과 에어건을 포함한 도장기에서 분사되는 도료와 공기의 형상을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 스프레이건을 도시한 다양한 예,
도 8 내지 도 9는 본 발명의 스프레이건 본체가 결합되는 방법을 설명하기 위한 도면의 다양한 예,
도 10은 본 발명의 스프레이건에 따른 분사 영역을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 설명되는 특정 도면에 해당 부호가 없더라도, 그 이전에 설명된 도면에 해당 부호가 있다면 이를 표기하여 설명할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 도장 시스템(100)은 하우징(110), 이동수단(120), 지그(jig, 130), 서브모터(140), 감지기(150), 도장로봇(160) 및 제어수단(170)을 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(110)은 피도장체(S)를 자동으로 도장 작업을 하기 위해 구비되며, 내부에는 일정 이사의 공간이 구비된다. 그에 따라 하우징(110)에는 피도장체(S)가 투입되는 투입구(112), 피도장체(S)가 배출되는 배출구(114)가 각각 형성된다. 그리고 하우징(110)이 상부에는 외부에서 공기를 유입시키기 위한 급기구(116)와 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기구(118)가 각각 형성된다.

그리고 도 1에는 도시하지 않았지만, 급기구(116)에는 하우징(110) 내부로 외부 공기를 유입시키기 위한 급기장치가 장착될 수 있으며, 배기구(118)에는 하우징(110) 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 배기장치가 장착될 수 있다. 이를 통해 하우징(110) 내부에서 도장작업을 하면서 공기가 오염되는 것을 방지한다. 그리고 하우징(110) 내부에서 피도장체(S)에 달라붙어 피도장체(S)를 도장하기 위한 도장면 이외에 비산된 도료가 달라붙는 것을 방지할 수 있다.

이동수단(120)은 피도장체(S)를 하우징(110) 내부로 이송하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예에서는 트롤리 컨베이어 벨트(trolley conveyer belt)의 형상으로 형성하였다. 그리고 이동수단(120)에는 일정 간격으로 지그(130)가 설치된다.

그리고 지그(130)가 설치되는 위치에는 덮개(122)가 덮여 이동수단(120)의 내부로 도료가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

지그(130)는 피도장체(S)가 장착되는 곳으로, 피도장체(S)의 형상에 따라 지그(130)의 형상은 다양한 형상을 가지는 것으로 교체할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 피도장체(S)를 냄비인 경우를 예로 들어 설명한다. 그에 따라 냄비의 안쪽을 도장하는 경우에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냄비를 얹을 수 있도록 내측으로 오목한 형상으로 형성된 지그(130)를 사용한다. 그리고 냄비의 바깥쪽을 도장하는 경우에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냄비가 뒤집힌 상태에서 지그(130)에 장착될 수 있는 형상으로 형성된 지그(130)를 사용한다.

이렇게 지그(130)의 형상은 피도장체(S)가 장착될 수 있도록 피도장체(S)에 따라 다른 형상을 가지는 지그(130)를 적용할 수 있으며, 필요에 따라 이동수단(120)에서 교체할 수 있다.

그리고 지그(130)는 이동수단(120)에 설치된 상태에서 회전할 수 있다. 지그(130)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이동수단(120)인 트롤리 컨베이어 벨트에 수직하게 결합되고, 이동수단(120)의 수직축을 기준으로 회전된다. 이때, 지그(130)의 회전은 지속적으로 이루어지는 것은 아니고, 이동수단(120)에 의해 하우징(110) 내부로 이동된 지그(130)들만 회전되는 것이 바람직하며, 이에 대해서는 후술한다.

여기서, 지그(130)의 회전속도는 약 250rpm 정도인 것이 바람직하지만, 이는 제어수단(170)에 의해 제어될 수 있다.

서브모터(140)는 이동수단(120)을 이동시키기 위해 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지그(130)에 장착된 피도장체(S)가 하우징(110) 내부로 투입되고 배출될 수 있도록 서브모터(140)는 이동수단(120)을 동작시킨다. 이때, 서브모터(140)는 이동수단(120)을 동작시켰다가 정지시키는 것을 주기적으로 반복하는 것이 바람직하다. 이는 하우징(110) 내부에서 도장로봇(160)에 의해 도장 작업이 이루어지는 동안에는 이동수단(120)이 정지되도록 하기 위함이다.

감지기(150)는 하우징(110)의 투입구(112)에 장착되어 하우징(110) 내부로 피도장체(S)가 투입되는 것을 감지한다. 그러므로 지그(130)에 피도장체(S)가 장착되지 않은 경우에는 도장로봇(160)에서 도료가 분사되지 않도록 하기 위함이다.

도장로봇(160)은 피도장체(S)에 도료를 분사하기 위한 것으로, 스프레이건(spray-gun, 200), 에어건(air-gun, 164), 보조 에어건(166) 및 위치조절수단(168)을 포함하여 구성된다.

스프레이건(200)은 위치조절수단(168)에 고정되어 피도장체(S)에 도료를 분사한다. 이때, 스프레이건(200)은 압축 공기를 이용하여 도료를 분사하는 에어 스프레이건일 수 있고, 도료 자체에 압력을 가하여 도료를 분사하는 에어리스 스프레이건일 수도 있다. 그리고 에어 스프레이건과 에어리스 스프레이건의 장점이 결합된 에어믹스 스프레이건일 수도 있다.

그리고 스프레이건(200)에서 분사되는 도료는 도 6에 도시된 바와 같이, 타원 형상을 가지도록 분사될 수 있다. 그러므로 스프레이건(200)의 분사 노즐의 형상이 타원 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 스프레이건(200)의 분사압은 제어수단(170)에 의해 제어될 수 있다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 에어건(164)은 스프레이건(200)의 양측에 위치하고, 공기를 분사한다. 에어건(164)이 스프레이건(200)의 양측에 위치하기 위해 위치조절수단(168)에 고정된다. 그리고 에어건(164)은 위치조절수단(168)에서 회전 또는 이동이 가능하도록 위치조절수단(168)에 결합되어 필요에 따라 에어건(164)의 각도나 위치를 조정할 수 있다. 이때, 에어건(164)의 위치나 각도의 조절은 수동 조작으로 조절이 가능하게 할 수 있으며, 필요에 따라 제어수단(170)의 제어를 받아 자동으로 조절될 수도 있다.

또한, 에어건(164)에서 분사되는 공기의 분사압은 스프레이건(200)과 마찬가지로 제어수단(170)에 의해 조절될 수 있으나, 스프레이건(200)에서 도료의 분사압보다는 작은 것이 바람직하다. 에어건(164)에서 분사되는 공기의 분사압이 스프레이건(200)에서 분사되는 도료의 분사압보다 크면 도료가 균일하게 피도장체(S)에 도장되지 못하고, 한쪽으로 뭉쳐 도장될 위험이 있다.

그러므로 에어건(164)에서 분사되는 공기의 분사압은 도료의 분사압보다는 작으면서, 도료가 피도장체(S)에 도달하지 못하고 비산되는 도료를 피도장체(S) 쪽으로 보내는 에어커튼의 역할만 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 에어건(164)에서 분사되는 공기가 에어커튼의 역할을 함으로써, 비산되는 도료를 재활용할 수 있기 때문에 도장 작업 동안 사용되는 도료를 최대한 절감할 수 있다.

이때, 에어건(164)에서 분사되는 공기는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 타원 형상으로 분사되도록 분사노즐이 타원 형상을 가질 수 있는데, 이는 피도장체(S)가 도 2 내지 도 4에서와 같이, 곡면의 형상일 때 에어건(164)에서 분사되는 형상이 타원형인 것이 바람직하다. 그리고 에어건(164)에서 분사되는 공기가 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 초승달 형상으로 분사되도록 분사노즐이 초승달 형상을 가질 수도 있다. 이는 피도장체(S)가 도 5에 도시된 바와 같이, 평면인 경우에 초승달 형상으로 공기가 분사되는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 에어건(164)에서 분사되는 공기의 형상을 다르게 하는 것은 피도장체(S)가 곡면인 경우와 평면인 경우에 따라 도료가 비산되는 정도나 비산되는 방향 등이 달라질 수 있기 때문이다. 그러므로 곡면 피도장체(S)의 경우에는 에어건(164)에서 타원 형상의 공기를 분사하고, 평면 피도장체(S)의 경우에는 에어건(164)에서 초승달 형상의 공기를 분사하도록 하여 비산되는 도료를 최소화할 수 있다.

보조 에어건(166)은 위치조절수단(168)에 결합된 상태로, 스프레이건(200)에서 분사되는 도료와 다른 위치에 위치한다. 즉, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보조 에어건(166)은 스프레이건(200)과 피도장체(S)를 사이에 두고, 반대편에 위치하여 스프레이건(200)에서 도료의 분사 방향과 다른 방향에서 피도장체(S)를 향해 공기를 분사한다.

이는 피도장체(S)의 도장되는 도장면의 경계가 명확하게 구분되도록 하기 위한 것이다. 일례로, 도 2에 도시된 냄비의 경우, 냄비의 내측에 도장되는 도료(P)가 세라믹인 경우에 세라믹이 굳으면 그 위에 더 이상 다른 도료가 도장되는 것이 쉽지 않다. 그래서 도 2에서와 같이, 도장 작업을 하는 동안 스프레이건(200)에서 분사된 도료(P)는 냄비의 경계선을 넘어 냄비의 외부면까지 도료(P)가 도장될 수 있는데, 그러면 추후에 외부면 도장 작업 시 도료(P)가 정상적으로 도장되지 않을 수 있기 때문에 냄비의 외부면에 도료(P)가 도장되는 것을 방지하여야 한다.

그러므로 보조 에어건(166)에서 공기를 분사하여 피도장체(S)의 원치 않는 위치에 도료(P)가 도장되는 것을 방지한다. 이를 통해 피도장체(S)에 둘 이상 도료(P)를 도장할 때 그 경계를 명확하게 할 수 있다.

이때, 보조 에어건(166)에서 분사되는 공기의 분사압은 스프레이건(200)에서 분사되는 도료의 분사압보다 큰 것이 바람직하다. 이는 도장이 필요한 도장면 이외의 위치에 도료가 도장되지 않도록 분사되는 공기로 도료를 날려버리기 위함이다.

그리고 보조 에어건(166)의 분사압이나 위치는 수동으로 조절할 수 있으며, 필요에 따라 제어수단(170)에 의해 제어될 수도 있다.

위치조절수단(168)은 스프레이건(200), 에어건(164) 및 보조 에어건(166)을 고정하는 고정부로써의 역할을 하고, 스프레이건(200)의 위치를 조절하기 위해 구비된다. 본 발명의 일실시예에서는 위치조절수단(168)이 다관절 로봇팔의 형상으로 구비되어, 제어수단(170)의 제어를 받아 스프레이건(200)의 위치를 자유롭게 조절할 수 있다.

이렇게 위치조절수단(168)이 다관절 로봇팔의 형상을 구비되어 다양한 형상의 피도장체(S)를 도장할 때에도 스프레이건(200)의 위치를 자유롭게 조절할 수 있다.

그리고 본 발명의 일 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 네 개의 도장로봇(160a, 160b, 160c, 160d)이 하우징(110) 내부에 위치한다. 네 개의 도장로봇(160a, 160b, 160c, 160d) 중 첫 번째 도장로봇(160a)과 세 번째 도장로봇(160c)은 도 2에 도시된 도면과 같이, 냄비 내부의 측면을 도장하기 위해 냄비에 비스듬한 사각으로 도료를 분사하도록 조정된 상태이다. 그리고 두 번째 도장로봇(160b)과 네 번째 도장로봇(160d)은 도 3에 도시된 바와 같이, 냄비 내부의 바닥면을 도장하기 위해 냄비에 수직하게 도료를 분사하도록 조정된 상태이다.

이렇게 네 개의 도장로봇(160a, 160b, 160c, 160d)을 이용하여 냄비를 도장하는 작업은 첫 번째 도장로봇(160a)과 두 번째 도장로봇(160b)에서 하도 도장 작업이 이루어지고, 세 번째 도장로봇(160c)과 네 번째 도장로봇(160d)에서 상도 도장 작업이 이루어진다. 그에 따라 하도 도장 작업에서는 냄비의 내측에 세라믹을 도장하고, 상도 도장 작업에서는 냄비의 내측에 코팅제를 도장하여 두 번의 도장 작업이 한 번의 공정을 통해 완성될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 도면은 냄비의 외측을 도장 작업하기 위한 것을 도시한 것으로, 냄비 외측 도장 작업 시에는 첫 번째 도장로봇(160a)과 세 번째 도장로봇(160c)은 도 3에 도시된 형태로 조정되고, 두 번째 도장로봇(160b)과 네 번째 도장로봇(160d)은 도 4에 도시된 형태로 조정된다. 그에 따라 각각 첫 번째 도장로봇(160a)과 두 번째 도장로봇(160b)에서 하도 도장 작업을, 세 번째 도장로봇(160c)과 네 번째 도장로봇(160d)에서 상도 도장 작업이 이루어진다.

여기서, 피도장체(S)에 도료가 도장될 때, 도료의 비산을 최소화하고 도료의 도착효율을 높이기 위해서는 스프레이건(200)에서 분사되는 도료의 분사각도, 피도장체(S)와의 거리, 도료압 및 공기압 등의 영향을 받는다. 그에 따라 도 2 내지 도 5에 도시된 도면에서와 같이, 피도장체(S)의 도장을 하고자하는 도장면에 수직하게 도료가 분사되도록 스프레이건(200)의 위치를 조절하는 것이 바람직하다.

제어수단(170)은 서브모터(140), 지그(130) 및 도장로봇(160)의 동작을 제어한다. 그러므로 제어수단(170)은 서브모터(140)의 동작을 제어하여 지그(130)가 도장로봇(160)에서 도장작업을 할 수 있는 위치에 정지될 수 있도록 하며, 도장 작업이 이루어지는 동안 서브모터(140)가 동작하지 않도록 제어한다. 그리고 도장로봇(160)에 의해 도장 작업이 완료되면 다시 서브모터(140)를 동작시켜 다음 단계로 피도장체(S)가 이동되도록 한다.

그리고 제어수단(170)은 도장로봇(160)에 의해 도장 작업이 이루어질 때, 지그(130)를 회전시켜 피도장체(S)에 균일하게 도료가 도장되도록 제어한다.

또한, 감지기(150)가 피도장체(S)가 장착되지 않은 지그(130)가 하우징(110) 내부로 투입되는 것을 감지하여 감지된 결과를 제어수단(170)으로 전송하면, 제어수단(170)은 도장로봇(160)에서 도료가 분사되지 않도록 도장로봇(160)을 제어한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 도장로봇(160)을 이용한 도장 시스템(100)에서 이루어지는 피도장체(S)의 도장과정을 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(110) 외부에서 이동수단(120)에 설치된 지그(130)에 피도장체(S)가 장착된다. 이때 지그(130)에 피도장체(S)를 장착하는 것은 수동으로 장착될 수도 있으며, 별도의 장치에 의해 자동으로 장착될 수도 있다.

피도장체(S)가 지그(130)에 장착된 상태에서 제어수단(170)의 제어를 받은 서브모터(140)가 동작하여 이동수단(120)을 동작시키고, 이동수단(120)의 동작에 의해 피도장체(S)는 투입구(112)를 통해 하우징(110) 내부로 이동된다. 피도장체(S)가 하우징(110) 내부로 투입되면, 지그(130)가 회전되며, 피도장체(S)는 첫 번째 도장로봇(160a)의 위치에서 이동이 멈춘다.

피도장체(S)가 이동이 정지하면, 지그(130)에 의해 회전하는 피도장체(S)에 스프레이건(200)에서 도료가 분사되어 첫 번째 하도 도장 작업이 수행된다. 이때, 피도장체(S)가 냄비인 것을 예로 설명하므로, 스프레이건(200), 에어건(164) 및 보조 에어건(166)이 모두 가동되어 냄비의 내부 측면을 도장한다. 이렇게 첫 번째 하도 도장 작업이 완료되면, 스프레이건(200)에서 도료의 분사가 멈추고, 이동수단(120)이 동작하여 첫 번째 하도 도장 작업이 완료된 피도장체(S)를 두 번째 도장로봇(160b)의 위치로 이동한다. 두 번째 도장로봇(160b)의 위치에 냄비의 내부 바닥을 도장하는 두 번째 하도 도장 작업이 이루어진다.

그리고 두 번째 하도 도장 작업이 완료되면, 세 번째 도장로봇(160c)의 위치로 이동하여 첫 번째 상도 도장 작업이 이루어지고, 차례로, 네 번째 도장로봇(160d)의 위치로 이동하여 두 번째 상도 도장 작업이 이루어진다.

이렇게 하도 및 상도 도장 작업이 모두 완료되면, 배출구(114)를 통해 하우징(110) 외부로 배출된 피도장체(S)인 냄비는 내부 도장이 완료된 상태에서 건조 과정을 거친다.

이렇게 냄비의 내부 도장 작업이 1차적으로 완료되면, 다시 상기와 같은 동일한 과정을 통해 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 냄비의 외부 도장 작업이 진행된다. 냄비의 내부 도장 작업과 외부 도장 작업은 피도장체(S)인 냄비가 장착되는 지그(130)의 형상을 다른 형상으로 교체하여 진행한다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 냄비의 외부 도장 작업을 할 때, 에어건(164) 중 하나는 냄비의 내부 도작 작업 면과의 경계면에 거의 수직이 되도록 공기를 분사하는 것이 바람직하다. 이는 경계면에 도료가 더 잘 도착되도록 하기 위한 것으로, 경계면에 거의 수직한 방향으로 공기를 분사함으로써, 비산되는 도료를 피도장체(S)인 냄비 측으로 보내 피도장체(S)에 도장을 하는 것이다.

여기서, 상기의 실시예에서는 피도장체(S)가 냄비인 경우를 예로 설명하였으나, 피도장체(S)는 프라이팬(frypan), 자동차나 전자제품의 둥근 부품 등이 모두 적용될 수 있다.

그리고 상기와 같은 도장 시스템(100)에 사용된 도장로봇(160)에 사용되는 스프레이건(200), 에어건(164) 및 보조 에어건(166)을 포함하는 도장기의 경우에는 상기와 같이 도장 시스템(100)에서 이용될 수도 있지만, 별도로 분리하여 사용될 수도 있다. 즉, 도장기는 스프레이건(200), 에어건(164) 및 보조 에어건(166)이 별도로 구성된 상태에서 사용자가 수동으로 선박 등의 외장을 도장할 때에도 사용될 수 있다. 그러므로 선박 등의 대형 피도장체(S)를 도장하고자 할 때에는 사용자가 도장기만을 이용하여 작업하여 비산되는 도료를 최소화하는 작업을 할 수 있다.

이하에서는 전술한 스프레이건에 대해 상세하도록 한다.

도 7은 본 발명의 스프레이건을 도시한 다양한 예이다. 도 7(a)를 참조하면, 스프레이건(200)은 상단 꼭지가 둥근 원뿔 형상으로서, 제1 내지 제4 영역으로 구분되며, 구분되는 영역의 개수는 이보다 적거나 많을 수도 있다. 구분된 제1 내지 제4 영역은 분리 가능한 제1 내지 제4 본체(201, 202, 203, 204)에 각각 대응될 수 있으며, 이에 대해서는 도 8 내지 도 9에서 상세하도록 한다.

한편 스프레이건(200)의 측면에는 복수의 분사홀(210)이 형성된다. 복수의 분사홀(210)는 스프레이건(200) 내부의 유로를 통해 이동한 도료를 분사한다.

특히 스프레이건(200) 하단으로 갈수록 분사홀(210)의 개수는 증가한다. 구체적으로 스프레이건(200) 전체 옆면의 1/4 부분만을 고려하면 다음과 같다. 제1 본체(201)에는 3개의 분사홀(210)이 1열로, 즉 세로 방향으로 형성된다. 제1 본체(201)의 하단에 연결된 제2 본체(202)에는 3개의 분사홀(210)이 2열씩 동일한 간격으로 형성된다. 제2 본체(202)의 하단에 연결된 제3 본체(203)에는 3개의 분사홀(210)이 3열씩 동일한 간격으로 형성된다. 제3 본체(203)의 하단에 연결된 제4 본체(204)에는 3개의 분사홀(210)이 4열씩 동일한 간격으로 형성된다. 이 경우 하나의 열에는 분사홀(210)이 3개보다 적거나 많을 수도 있다.

한편 도 7(a)에서는 스프레이건(200)이 원뿔형상인 경우를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 도 7(b)과 같은 탄두 형상으로서 세로 방향에 대한 단면이 포물선일 수 있고, 도 7(c)와 같은 반구 형상일 수도 있다.

도 8 내지 도 9는 본 발명의 스프레이건 본체가 결합되는 방법을 설명하기 위한 도면의 다양한 예이다.

제1 본체(201)의 하면에는 수나사(211)가 형성되며, 제2 본체(202)의 상면에는 암나사(212)가 형성된다. 제1 본체(201)의 하단에 형성된 수나사(211)는 제2 본체(202)의 상단에 형성된 암나사(212)와 결합함으로써, 제1 및 제2 본체(201, 202)가 각각 결합하게 된다.

또한 제1 및 제2 본체(201, 202) 각각의 내부에는 유로관이 형성된다. 따라서 도료는 유로관을 통해 이동한 후 각각의 분사홀(210)을 통하여 외부로 방출된다.

또한 사용자는 필요에 따라 제1 본체(201)가 제거된 제2 본체(202)의 암나사(212) 부위에 마개(220)를 결합시킬 수도 있다.

한편 도 9는 본 발명의 다른 예에 따른 스프레이건을 도시하였다. 도 9를 참조하면, 상단 본체(200) 및 하단 본체(300)로 구성된다. 상단 본체(200)에 대한 설명은 도 7 내지 도 8에서 설명한 스프레이건의 구성과 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

하단 본체(300)는 원기둥 형상으로서, 제1 내지 제4 영역으로 구분되며, 구분되는 영역의 개수는 이보다 적거나 많을 수도 있다. 구분된 제1 내지 제4 영역은 분리 가능한 제1 내지 제4 본체(301, 302, 303, 304)에 각각 대응될 수 있다.

또한 하단 본체(300)의 측면에는 복수의 분사홀(310)이 형성되며, 복수의 분사홀(310)은 하단 본체(300) 내부의 유로를 통해 이동한 도료를 분사한다.

또한 하단 본체(300)의 각 영역(301, 302, 303, 304)에는 동일한 개수의 분사홀(210)형성될 수 있다.

또한 사용자는 필요에 따라 상단 본체(200)가 제거된 하단 본체(300)의 암나사(312) 부위에 마개(220)를 결합시킬 수도 있다.

도 10은 본 발명의 스프레이건에 따른 분사 영역을 설명하기 위한 도면이다.

도 10(a)는 종래 기술에 따른 스프레이건의 분사 형태로서, 분사홀이 형성된 본체가 평면인 경우를 도시한 것이다. 이 경우 분사홀이 형성된 본체는 평면이므로, 분사 영역(A1)이 좁을 뿐만 아니라, 분사 영역(A1)의 중심부는 과다한 도료가 분사되고, 가장자리는 과소한 도료가 분사되어, 도장이 균일하지 않게 된다.

이에 반해 본 발명에 따른 스프레이건의 분사 형태를 도시한 도 10(b)를 참조하면, 분사홀이 형성된 본체가 입체 형상이므로, 분사 영역(A2)이 넓을 뿐만 아니라, 분사 영역(A2)의 중심부에서 가장자리까지 균일하게 도료가 분사될 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 도장 시스템
110: 하우징 112: 투입구
114: 배출구 116: 급기구
118: 배기구 120: 이동수단
122: 덮개 130: 지그
140: 서브모터 150: 감지기
160, 160a, 160b, 160c, 160d: 도장로봇
164: 에어건 166: 보조 에어건
168: 위치조절수단 170: 제어수단
P: 도료 S: 피도장체
200: 스프레이건

Claims (12)

1. 배기구, 급기구, 투입구 및 배출구가 형성된 하우징;
   피도장체가 장착되는 다수의 지그(jig);
   상기 다수의 지그가 결합되고, 상기 지그를 상기 투입구를 통해 상기 하우징 내부로 이동시키는 이동수단; 및
   상기 하우징 내부에 위치하고, 상기 지그에 장착된 피도장체를 도장(塗裝)하는 하나 이상의 도장로봇을 포함하고,
   상기 도장로봇은
   상기 피도장체에 도료를 분사하는 스프레이건(spray-gun);
   상기 스프레이건에서 분사되는 도료가 비산하는 것을 방지하도록 상기 스프레이건 측면에서 공기를 분사하는 하나 이상의 에어건(air-gun);　
   상기 피도장체를 기준으로 상기 스프레이건의 반대편에 위치하고, 상기 스프레이건에서 분사되는 도료가 상기 피도장체의 도장면을 벗어나지 않도록 상기 분사되는 도료와 다른 방향에서 피도장체를 향해 공기를 분사하는 하나 이상의 보조 에어건; 및
   상기 스프레이건, 상기 하나 이상의 에어건 및 상기 하나 이상의 보조 에어건이 결합되고 상기 스프레이건의 위치를 조절하는 위치조절수단을 포함하고,　
   상기 하나 이상의 에어건은 상기 위치조절수단에서 회전 또는 이동이 가능하도록 상기 위치조절수단에 결합되고,
   상기 하나 이상의 보조 에어건에서 분사되는 공기의 분사압은 상기 스프레이건에서 분사되는 분사압보다 크고,
   상기 하나 이상의 에어건에서 분사되는 공기의 분사압은 상기 스프레이건에서 분사되는 분사압보다 작고,
   상기 스프레이건은
   내부에 유로가 형성된 본체 및 상기 본체에 형성되고 상기 유로를 통해 이동한 도료를 분사하는 복수의 분사홀을 포함하고,
   상기 본체는
   하부에 수나사가 형성되고, 상단이 볼록한 원뿔 형상인 상단 본체; 및
   상기 수나사와 결합되도록 상부에 암나사가 형성되고, 원기둥 형상인 하단 본체;를 포함하고,
   상기 상단 본체는
   상단이 볼록한 입체 형상으로서 세로방향 단면이 삼각형이며, 하부에 수나사가 형성된 제1 본체; 및
   세로방향 단면이 사다리꼴이고, 상기 제1 본체의 상기 수나사와 결합되도록 상부에 암나사가 형성되어 상기 제1 본체와 착탈이 가능하며, 하부에 수나사가 형성된 제2 본체;를 포함하고,
   상기 하단 본체는
   원기둥 형상이며, 상기 제2 본체의 상기 수나사와 결합되도록 상부에 암나사가 형성되어 상기 제2 본체와 착탈이 가능하며, 하부에 수나사가 형성된 제3 본체; 및
   원기둥 형상이며, 상기 제3 본체의 상기 수나사와 결합되도록 상부에 암나사가 형성되어 상기 제3 본체와 착탈이 가능한 제4 본체;를 포함하고, 상기 상단 본체에 형성된 복수의 분사홀은
   상기 제1 본체보다 상기 제2 본체에 더 많이 형성되고,
   상기 하단 본체에 형성된 복수의 분사홀은
   상기 제3 본체 및 상기 제4 본체에 형성된 개수가 동일한 것을 특징으로 하는 스프레이건을 이용한 도장 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 위치조절수단은 다수의 관절을 가지는 로봇 팔인 것을 특징으로 하는 스프레이건을 이용한 도장 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 지그는 상기 이동수단에 결합되는 축을 기준으로 회전할 수 있도록 상기 이동수단에 결합되는 것을 특징으로 하는 스프레이건을 이용한 도장 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   상기 이동수단, 지그 및 도장로봇을 제어하는 제어수단을 더 포함하고,
   상기 제어수단은 상기 지그가 상기 도장로봇이 위치한 위치까지 이동되도록 상기 이동수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 스프레이건을 이용한 도장 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 투입구에 설치되고, 상기 투입구를 통해 피도장체가 장착된 지그가 상기 하우징 내부로 이동하는지를 감지하는 감지기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레이건을 이용한 도장 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에어건에서 공기를 분사하는 노즐의 형상은 타원형상인 것을 특징으로 하는 스프레이건을 이용한 도장 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 에어건에서 공기를 분사하는 노즐의 형상은 초승달형상인 것을 특징으로 하는 스프레이건을 이용한 도장 시스템.
    

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