KR102047208B1 - 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법 - Google Patents

정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법에 관한 것으로써, 좀 더 상세하게는 분사로봇부; 제어부; 및 연결부;로 구성되며, 상기 분사로봇부는 단면이 사각형인 막대구조의 수직암 2개가 대칭되도록 베이스암 말단에 연결되어 위로 개구된 ㄷ 형태를 가지되, 상기 수직암과 베이스암은 안쪽을 향하는 면에 구동바퀴부, 분사노즐부, 센서부, 진공 비산 흡입부를 각각 가지며, 내부에 감겨진 코일에 전류가 흐를 때 강력한 자성을 띠어 강상자형교의 하부플랜지부의 강재면에 부착력을 가하는 복수개의 전자석부를 가지는 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치에 관한 것이다.

Description

정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법{Steel Coating Material Injection Robot Device Capable Of Precise Construction And Coating Method Using The Same}
본 발명은 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법에 관한 것으로써, 좀 더 상세하게는 분사로봇부; 제어부; 및 연결부;로 구성되며, 상기 분사로봇부는 단면이 사각형인 막대구조의 수직암 2개가 대칭되도록 베이스암 말단에 연결되어 위로 개구된 ㄷ 형태를 가지되, 상기 수직암과 베이스암은 안쪽을 향하는 면에 구동바퀴부, 분사노즐부, 센서부, 진공 비산 흡입부를 각각 가지며, 내부에 감겨진 코일에 전류가 흐를 때 강력한 자성을 띠어 강상자형교의 하부플랜지부의 강재면에 부착력을 가하는 복수개의 전자석부를 가지는 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치에 관한 것이다.
교량은 크게 나누어 상부구조와 하부구조로 나뉘어지는데, 상부구조는 교량의 주체를 이루고 있는 부분으로서 교량을 통과하는 차량등 통과물의 하중을 하부에 전달하여주는 역할을 하며, 하부구조는 상부로부터 전달되는 하중을 기초지반으로 전달하는 구조로서 교대, 교각 및 기초(Footing)로 이루어져 있다.
이중 교량의 상부구조는 그 형식에 다라 T형교, 판형교, 강상자형교, PSC빔교, RFT빔거더교, PC 박스거더교등으로 구분할 수 있는데, 이중 강상자형 교량은 거더를 강재로 제작하여 시공하므로 자중이 감소하고, 이에 따라 지간을 길게 하여 하부구조의 시공을 적게하여 경제적이어서 국내에 많이 건설되었다.
강상자형 교량은 콘크리트로 구성된 다른 형식의 교량들과는 달리 강재로 제작되어 외기환경에 노출되는 교량의 특성상 강재 부식을 방지할 목적으로 표면에 소정의 두께로 조장 실시하여 강재의 부식을 방지하여 교량 구조물의 안전을 확보할 수 있다.
하지만, 교량의 수명보다 도장의 수명이 짧아 공용기간이 증대된 강교의 경우는 도장 두께의 감소 및 도장면의 탈락등의 문제는 교량의 안전성을 저해하므로 교량의 관리 주체의 판단하에 부분 및 전면 재도장 공사를 실시하여 교량 구조물 및 교량 이용자의 안전을 보장하여야 한다.
국내에서의 재도장 주기는 일반도장의 경우 13-15년, 특수도장은 13-20년 사이에 분포하는 것으로 나타났고, 국외의 경우 일반도장의 경우 대체적으로 10-20년 사이에 분포하는 것으로 나타났으며, 일부에서는 25-30년 까지 평가된 곳도 있는 것으로 조사되고 있다.
현재 국내에서 공용 중인 강교의 준공년도는 대부분 90년대 중반부터 2000년대에 시공되었으며, 도장보수 주기인 13~15년을 고려할 경우 도장보수 물량의 증가에 따른 유지관리비용이 향후 지속적으로 증가할 것으로 예상된다.
또한 교량 재도장 공사의 경우 교량 하부에 비계 또는 작업대, 작업차 등 가시설에 의한 고공작업을 실시하므로 작업원의 추락이나 도료의 비산에 의한 제3자의 피해가 발생하기 쉽다.
또한 가설발판의 해체, 철거작업은 위험도가 높고 인력이 시공하여 일정한 두께의 품질확보도 어려운게 현실이다.
국내의 보수도장에 대한 인식이 크게 고조되었고 구조물의 신규건설과 유지보수 도장작업중 보수 부분의 투여금액이 증대될 것이라고 예측되며, 최근 국내 건설 동향은 고량건설보다 유지보수 목적물의 수가 증대되고 있는 실정이다.
기존 교량 재도장이 필수적으로 시행되어야 하고 경제적인 시공이 어루어져야 하는바, 이에 대해 기존의 한국 등록특허 제10-1401942호(발명의 명칭:강교량의 통합형 도장 진단 및 보수 시스템 및 그 방법. 공고일자 2014.06.09)은 강교량(Steel Bridge)의 통합형 도장 진단 및 보수 시스템에 있어서, 상기 강교량의 측면이나 하부면에 부착되어 주행하면서 상기 강교량의 도장 진단 및 보수를 통합적으로 수행하는 통합형 이동식 도장 보수장치; 영상촬영부를 탑재하여 상기 강교량의 도막 상태를 촬영하는 원격조종 장치; 및 상기 통합형 이동식 도장 보수장치 및 상기 원격조종 장치를 원격제어하고, 상기 원격조종 장치에서 촬영된 강교량의 영상에 근거하여 외관조사를 수행하는 작업자 단말을 포함하되, 상기 통합형 이동식 도장 보수장치는, 무선 통신모듈, 영상촬영부, 조명부, 도장 진단부, 도장 보수부, 도장 보수 제어부 및 배터리가 탑재되는 도장 보수장치 본체; 상기 도장 보수장치 본체의 전면 및 후면에 각각 적어도 2개가 배치되고, 상기 도장 보수장치를 주행시키기 위한 다수의 굴절 풋(Foot); 상기 다수의 굴절 풋의 하단에 각각 배치되고, 상기 강교량에 일시적으로 부착되며, 상기 도장 보수장치 본체가 추락하지 않도록 적어도 하나 이상은 상기 강교량에 부착된 상태를 유지하는 강교량 부착용 전자석; 및 상기 강교량의 도장 보수시 상기 도장 보수장치 본체를 상기 강교량에 부착시키는 고정용 영구자석을 포함하는 강교량의 통합형 도장 진단 및 보수 시스템에 관한 것으로 다수의 굴절풋을 이용하고 굴절풋의 하단부에 전자석을 부착하여 이에 대한 전류제어를 통해 굴절풋을 이동시켜 도장공법을 시행한다는 구상을 나타내고 있는바, 이는 지나치게 복잡한 구성을 가지고 있고, 더구나 이러한 복잡한 구성에 대한 난해한 제어를 통해서도 강상자형교 하부플랜지의 3면 중 1면만을 도장할 수 있으며, 많은 변수를 내재하고 있어 내구성과 신뢰성에도 문제가 있다는 것은 쉽게 예측할 수 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1401942호(출원일: 2012년 09월 18일), 발명의 명칭: " 강교량의 통합형 도장 진단 및 보수 시스템 및 그 방법)
본 발명은 상기와 같은 실정과 문제점을 고려하여 창작된 것으로서, 다음과 같은 목적을 가진다.
(1) 본 발명의 목적은 도장 보수 공정을 인력이 아닌 로봇장비가 대신하여 도장의 품질확보를 위한 정밀시공과 빠른 도장이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치를 제공함에 있다.
(2) 본 발명의 또다른 목적은 상기 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용하여 전체 공정시간의 단축 및 저비용을 실현케 하는 도장 및 그 보수 공법을 제공함에 있다.
(3) 본 발명의 또다른 목적은 도장 보수 공정을 인력이 아닌 로봇장비가 대신하여 작업원의 추락위험을 방지하여 공정의 안전성을 도모함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 분사로봇부(100); 제어부(200); 및 연결부(300);로 구성된다.
상기 분사로봇부(100)는 단면이 사각형인 막대구조의 수직암(120) 2개가 대칭되도록 베이스암(110) 말단에 연결되어 위로 개구된 ㄷ 형태를 가진다.
상기 수직암(120)과 베이스암(110)은 안쪽을 향하는 면에 구동바퀴부(111), 분사노즐부(112), 센서부(113), 진공 비산 흡입부(116)를 각각 가지며, 내부에 감겨진 코일에 전류가 흐를 때 강력한 자성을 띠어 강상자형교의 하부플랜지부의 강재면에 부착력을 가하는 복수개의 전자석부(114)를 포함한다.
상기 구동바퀴부(111)는 각각 캐터필터와 바퀴로 구성되어 무한궤도 구동 방식으로 구동됨이 바람직하다.
상기 분사노즐부(112)는 경화제와 도료가 각각 분사되는 이액형 노즐로 대체될 수 있음이 바람직하다.
상기 전자석부(114)는 내부를 향하는 방향으로 N극 또는 S극 중 어느 하나의 극성만을 가지도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부(200)는 도료와 경화제를 저장하는 저장부(부호 미부여 및 미도시), 상기 전자석부에 전류를 가하는 대용량 배터리부(부호 미부여 및 미도시), 상기 도료와 경화제를 분사로봇부에 보낼 수 있도록 하는 저압 컴프레셔부(부호 미부여 및 미도시), 상기 카메라부로 부터 전송되는 각종 영상정보와 센서부로부터 입력되는 각종 데이터와 상기 저장부의 저장 용량 데이터와 상기 전자석부의 코일에 가해지는 전류량 데이터를 외부에 표시하는 디스플레이부(부호 미부여 및 미도시), 상기 분사노즐의 분사량과 전자석부에 가해지는 전류량과 컴프레셔부의 압력과 상기 구동바퀴부의 구동속도를 제어하는 MCU부(부호 미부여 및 미도시), 장치 하부에 상기 구동바퀴부의 속도에 따라 이에 대응되는 속도로 같이 움직이는 구동부(부호 미부여 및 미도시)를 가진다.
상기 센서부(113)는 거리측정 센서, 비접촉식 도막 두께 측정 센서 및 실시간 CCTV를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
상기 진공 비산 흡입부(116)는 분사노즐부(112))로부터 분사되는 도료중에서 공중으로 비산되는 것을 흡입하되, 흡입된 도료를 저장하는 저장하는 저장부(부호 미부여 및 미도시)를 더 포함함이 바람직하다.
상기 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장 공법에 있어서,
상기 도장 공법은
a) 분사로봇부(100)를 강사자형교의 하부플랜지부에 배치하되, 제어부(200)에서 전자석부(114)에 전류를 흘려 자성을 띠게 하여 상기 하부플랜지부에 부착된 상태를 유지하게 하는 초기 배치 단계(S100);
b) 상기 센서부를 구성하는 거리 측정 센서, 비접촉식 도막 두께 측정 센서, CCTV를 초기화하여 구동시키는 센서 구동 단계(S200);
c) 상기 제어부에 사용자에 의해 작업 거리, 작업 도막 두께를 입력하는 작업 데이터 입력 단계(S300);
d) 상기 분사로봇부가 상기 강상자형교에 부착된 상태를 유지하면서 구동바퀴부 작동에 의해 강상자형교의 표면을 이동하면서 도료를 분사하는 이동 분사 단계(S400);
e) 상기 분사로봇부의 이동 방향의 후면에 장착된 센서부에 포함된 비접촉식 도막 두께 측정 센서에 의해 분사작업된 도막의 두께를 측정하여 상기 데이터 입력 단계에서 입력된 도막 두께를 만족하는지를 판별하는 도막 두께 판별 단계(S500);
f) 상기 도막 두께 판별 단계에서 도막 두께를 불만족하는 경우 구동바퀴부가 후진하면서 재도장하는 재도장 단계(S510);
g) 상기 재도장 단계에서 재도장 도막 두께를 판별하는 재도장 도막 두께 판별 단계(S520);
h) 상기 재도장 도막 두께를 만족하는 경우 재도장 단계에서 후진한 원위치로 회귀하는 회귀 이동 단계(S530);
i) 작업데이터 단계에서 입력된 작업 거리 도달 여부를 판별하는 작업 거리 도달 판별 단계(S600);
j) 작업 거리 도달 판별 단계에서 작업 거리 도달로 판별된 경우 분사로봇부의 이동을 멈추는 작업 완료 단계(S700); 및
k) 사용자에 의해 전자석부에 전류유입을 끊어 하부플랜지로부터 분사로봇부를 분리시키는 분사로봇부 분리 단계(S800);를 포함하여 구성된다.
상기 작업 데이터 입력 단계(S300)와 이동 분사 단계(S400) 사이에
강상자형교의 하부 플랜지부의 비접촉 도막 두께 센서가 센싱할 수 있는 범위의 표면 도막 상태가 도장 보수가 필요한 도막 열화인지 판단하는 도막 열화 여부 판별 단계(S350);와 도막 열화로 판별되지 않는 경우 다음 센싱할 수 있는 범위로 로봇장치부를 이동하는 이동 단계(S360);를 더 포함함을 특징으로 하며, 이 경우 상기 이동 분사 단계(S400)는 상기 분사로봇부(100)가 상기 강상자형교의 하부플랜지부에 부착된 상태를 유지하면서 구동바퀴부(111) 작동에 의해 강상자형교의 하부플랜지부 표면을 이동하면서 도장 보수가 필요한 부분에 도료를 분사하는 이동 분사 단계(S400');로 대체되어 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법은 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 본 발명은 도장 보수 공정을 인력이 아닌 로봇장비가 대신하여 도장의 품질확보를 위한 정밀시공이 가능하다.
(2) 본 발명은 강상자형교 하부플랜지의 3면을 동시에 도장 내지 보수를 하는 것으로서 매우 빠른 도장 및 그 보수가 가능하므로, 단시간에 많은 도장 및 그 보수를 할 수 있는바, 이는 저비용과 고효율 공법을 제공할 수 있다.
(3) 본 발명은 도장 보수 공정을 인력이 아닌 로봇장비가 대신하여 작업원의 추락위험을 방지하여 공정의 안전성을 도모함에 있다.
(4) 본 발명의 구동바퀴부는 캐터필터 방식을 채용하여 강상자형교 하부플랜지의 각종 장애물을 쉽게 극복하여 도장공법을 시행할 수 있도록 한다.
도 1 및 2는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치의 구성요소인 분사로봇부에 대한 외부 사시도이다.
도 3 및 4는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치의 구성요소인 분사로봇부에 대한 외부 상세 사시도이다.
도 5는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치된 것을 나타낸 전면도이다.
도 7은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치된 것을 나타낸 상세 전면 사시도이다.
도 8은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치되어 도장공법을 실시하는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장공법의 일실시예로서 알고리즘 내지 순서도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장공법의 또다른 일실시예로서 알고리즘 내지 순서도를 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1 및 2는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치의 구성요소인 분사로봇부에 대한 외부 사시도이며, 도 3 및 4는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치의 구성요소인 분사로봇부에 대한 외부 상세 사시도이고, 도 5는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치된 것을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치된 것을 나타낸 전면도이고, 도 7은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치된 것을 나타낸 상세 전면 사시도이며, 도 8은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치가 강상자형교에 설치되어 도장공법을 실시하는 것을 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장공법의 일실시예로서 알고리즘 내지 순서도를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명인 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장공법의 또다른 일실시예로서 알고리즘 내지 순서도를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면 본 발명인 분사로봇장치는 분사로봇부(100); 제어부(200); 및 연결부(300);로 구성된다.
도 1 및 2를 참조하면 상기 분사로봇부(100)는 단면이 사각형이되 서로 동일한 단면을 가진 막대구조의 수직암(120) 2개가 베이스암(110) 말단에 연결되어 위로 개구된 ㄷ 형태를 가진다.
상기 베이스암(110)도 수직암과 동일한 형태와 단면을 가짐은 물론이다.
도 3 및 4를 참조하면 상기 수직암(120)과 베이스암(110)은 안쪽을 향하는 면에 구동바퀴부(111), 분사노즐부(112), 센서부(113), 진공 비산 흡입부(116)를 각각 가지며, 내부에 감겨진 코일에 전류가 흐를 때 강력한 자성을 띠어 강상자형교의 하부플랜지부의 강재면에 부착력을 가하는 복수개의 전자석부(114)를 포함한다.
도 4를 참조하면 상기 구동바퀴부(111)는 각각 캐터필터와 바퀴로 구성되어 무한궤도 구동 방식으로 구동됨이 바람직하다.
상기 구동바퀴부(111)는 바퀴 자체가 모터에 해당되는 것으로서 로터가 구동축과 함께 특정한 각도로 움직이는 스텝모터로 구동될 수 있으며, 이때 구동축은 1.5도까지 제어될 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 정밀한 제어와 큰 토크를 위해 서보모터가 사용될수도 있으며, 이때 유압 방식을 사용할 수 도 있다.
또한 상기 구동바퀴부(111)는 BLDC 모터를 사용하여 제어할 수 있음은 물론이다.
도 4를 참조하면 상기 분사노즐부(112)는 경화제와 도료가 각각 분사되는 이액형 노즐로 대체될 수 있음이 바람직하다.
이액형 도료를 분사할 경우에는 상기 제어부(200)에서 교반기를 설치하여 교반된 것을 바로 사용할 수 있도록 할 수 있으며, 더 바람직한 것은 노즐을 2개로 대칭되게 한곳을 분사할 수 있도록 내향된 각도로 설치된 각각의 분사노즐로부터 도료와 경화제를 한곳에 분사하여 표면에서 신속하게 경화되는 효과를 얻을 수 있도록 할 수 있다.
도 4를 참조하면 상기 전자석부(114)는 내부를 향하는 방향으로 N극 또는 S극 중 어느 하나의 극성만을 가지도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
이 경우 근접한 전자석간에 척력이 발생하여, 장치가 소손될 수 있으므로 각각의 전자석은 위치가 이동되지 않도록 단단히 고정함이 바람직하다.
도 4를 참조하면 상기 센서부(113)는 거리측정 센서, 비접촉식 도막 두께 측정 센서 및 실시간 CCTV를 포함하여 구성됨이 바람직하다.
도 5 내지 7을 참조하면 상기 제어부(200)는 도료와 경화제를 저장하는 저장부(부호 미부여 및 미도시), 상기 전자석부에 전류를 가하는 대용량 배터리부(부호 미부여 및 미도시), 상기 도료와 경화제를 분사로봇부에 보낼 수 있도록 하는 저압 컴프레셔부(부호 미부여 및 미도시), 상기 카메라부로 부터 전송되는 각종 영상정보와 센서부로부터 입력되는 각종 데이터와 상기 저장부의 저장 용량 데이터와 상기 전자석부의 코일에 가해지는 전류량 데이터를 외부에 표시하는 디스플레이부(부호 미부여 및 미도시), 상기 분사노즐의 분사량과 전자석부에 가해지는 전류량과 컴프레셔부의 압력과 상기 구동바퀴부의 구동속도를 제어하는 MCU부(부호 미부여 및 미도시), 장치 하부에 상기 구동바퀴부의 속도에 따라 이에 대응되는 속도로 같이 움직이는 구동부(부호 미부여 및 미도시)를 가진다.
제어부는 입력되는 각종 데이터가 무선 방식으로 통신되어 MCU에 입력될 수 있으며, 출력데이터도 무선방식으로 전송될 수 있도록 함이 바람직하다.
도 4를 참조하면 상기 진공 비산 흡입부(116)는 분사노즐부(112))로부터 분사되는 도료중에서 공중으로 비산되는 것을 흡입하되, 흡입된 도료를 저장하는 저장하는 재저장부(부호 미부여 및 미도시)를 더 포함함이 바람직하다.
상기 재저장부(부호 미부여 및 미도시)에 저장된 도료는 저장부에 보내 재활용될 수 있도록 함이 바람직하다.
도 9를 참조하면 상기 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장 공법에 있어서,
상기 도장 공법은
a) 분사로봇부(100)를 강사자형교의 하부플랜지부에 배치하되, 제어부(200)에서 전자석부(114)에 전류를 흘려 자성을 띠게 하여 상기 하부플랜지부에 부착된 상태를 유지하게 하는 초기 배치 단계(S100);
b) 상기 센서부를 구성하는 거리 측정 센서, 비접촉식 도막 두께 측정 센서, CCTV를 초기화하여 구동시키는 센서 구동 단계(S200);
c) 상기 제어부에 사용자에 의해 작업 거리, 작업 도막 두께를 입력하는 작업 데이터 입력 단계(S300);
d) 상기 분사로봇부가 상기 강상자형교에 부착된 상태를 유지하면서 구동바퀴부 작동에 의해 강상자형교의 표면을 이동하면서 도료를 분사하는 이동 분사 단계(S400);
e) 상기 분사로봇부의 이동 방향의 후면에 장착된 센서부에 포함된 비접촉식 도막 두께 측정 센서에 의해 분사작업된 도막의 두께를 측정하여 상기 데이터 입력 단계에서 입력된 도막 두께를 만족하는지를 판별하는 도막 두께 판별 단계(S500);
f) 상기 도막 두께 판별 단계에서 도막 두께를 불만족하는 경우 구동바퀴부가 후진하면서 재도장하는 재도장 단계(S510);
g) 상기 재도장 단계에서 재도장 도막 두께를 판별하는 재도장 도막 두께 판별 단계(S520);
h) 상기 재도장 도막 두께를 만족하는 경우 재도장 단계에서 후진한 원위치로 회귀하는 회귀 이동 단계(S530);
i) 작업데이터 단계에서 입력된 작업 거리 도달 여부를 판별하는 작업 거리 도달 판별 단계(S600);
j) 작업 거리 도달 판별 단계에서 작업 거리 도달로 판별된 경우 분사로봇부의 이동을 멈추는 작업 완료 단계(S700); 및
k) 사용자에 의해 전자석부에 전류유입을 끊어 하부플랜지로부터 분사로봇부를 분리시키는 분사로봇부 분리 단계(S800);를 포함하여 구성된다.
도 10을 참조하면 상기 작업 데이터 입력 단계(S300)와 이동 분사 단계(S400) 사이에
강상자형교의 하부 플랜지부의 비접촉 도막 두께 센서가 센싱할 수 있는 범위의 표면 도막 상태가 도장 보수가 필요한 도막 열화인지 판단하는 도막 열화 여부 판별 단계(S350);와 도막 열화로 판별되지 않는 경우 다음 센싱할 수 있는 범위로 로봇장치부를 이동하는 이동 단계(S360);를 더 포함함을 특징으로 하며, 이 경우 상기 이동 분사 단계(S400)는 상기 분사로봇부(100)가 상기 강상자형교의 하부플랜지부에 부착된 상태를 유지하면서 구동바퀴부(111) 작동에 의해 강상자형교의 하부플랜지부 표면을 이동하면서 도장 보수가 필요한 부분에 도료를 분사하는 이동 분사 단계(S400');로 대체되어 구성됨을 특징으로 한다.
상기 와 같이 도막 열화 판별 단계(S350)과 이동단계(S360)가 포함되고 이동분사 단계(S400')로 대체되어 구성되는 분사공법은 실제로는 도막 보수 공법에 해당되나 편의상 포괄적인 명칭인 도장 공법이라는 발명의 카테고리에 포함시켰다.
본 발명은 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법은 다음과 같은 효과를 가진다.
(1) 본 발명은 도장 보수 공정을 인력이 아닌 로봇장비가 대신하여 도장의 품질확보를 위한 정밀시공이 가능하다.
(2) 본 발명은 강상자형교 하부플랜지의 3면을 동시에 도장 내지 보수를 하는 것으로서 매우 빠른 도장 및 그 보수가 가능하므로, 단시간에 많은 도장 및 그 보수를 할 수 있는바, 이는 저비용과 고효율 공법을 제공할 수 있다.
(3) 본 발명은 도장 보수 공정을 인력이 아닌 로봇장비가 대신하여 작업원의 추락위험을 방지하여 공정의 안전성을 도모함에 있다.
(4) 본 발명의 구동바퀴부는 캐터필터 방식을 채용하여 강상자형교 하부플랜지의 각종 장애물을 쉽게 극복하여 도장공법을 시행할 수 있도록 한다.
100 : 분사로봇부 200 : 제어부
300 : 연결부 110 : 베이스암
120 : 수직암 111 : 구동바퀴부
112 : 분사노즐부 113 : 센서부
114 : 전자석부 115 : 연결소켓부
116 : 진공 비산 흡입부

Claims (9)

  1. 분사로봇부; 제어부; 및 연결부;로 구성되며,
    상기 분사로봇부는 단면이 사각형인 막대구조의 수직암 2개가 대칭되도록 베이스암 말단에 연결되어 위로 개구된 ㄷ 형태를 가지되,
    상기 수직암과 베이스암은 안쪽을 향하는 면에 구동바퀴부, 분사노즐부, 실시간 CCTV, 거리측정 센서 및 비접촉식 도막 두께 측정 센서를 포함하는 센서부, 진공 비산 흡입부를 각각 가지며, 내부에 감겨진 코일에 전류가 흐를 때 강력한 자성을 띠어 강상자형교의 하부플랜지부의 강재면에 부착력을 가하는 복수개의 전자석부를 가지며,
    상기 구동바퀴부는 각각 캐터필터와 바퀴로 구성되어 무한궤도 구동 방식으로 구동되며,
    상기 제어부는 도료와 경화제를 저장하는 저장부, 상기 전자석부에 전류를 가하는 대용량 배터리부, 상기 도료와 경화제를 분사로봇부에 보낼 수 있도록 하는 저압 컴프레셔부, 상기 실시간 CCTV로부터 전송되는 각종 영상정보와 센서부로부터 입력되는 각종 데이터와 상기 저장부의 저장 용량 데이터와 상기 전자석부의 코일에 가해지는 전류량 데이터를 외부에 표시하는 디스플레이부, 상기 분사노즐의 분사량과 전자석부에 가해지는 전류량과 컴프레셔부의 압력과 상기 구동바퀴부의 구동속도를 제어하는 MCU부, 장치 하부에 상기 구동바퀴부의 속도에 따라 이에 대응되는 속도로 같이 움직이는 구동부를 가지며,
    상기 진공 비산 흡입부는 분사노즐로부터 분사되는 도료중에서 공중으로 비산되는 것을 흡입하되, 흡입된 도료를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사노즐부는 경화제와 도료가 각각 분사되는 이액형 노즐로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자석부는 내부를 향하는 방향으로 N극 또는 S극 중 어느 하나의 극성만을 가지도록 배열되는 것을 특징으로 하는 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1, 3, 4중 어느 하나의 항에 따른 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장 공법에 있어서,
    상기 도장 공법은
    a) 분사로봇부를 강상자형교의 하부플랜지부에 배치하되, 제어부에서 전자석부에 전류를 흘려 자성을 띠게 하여 상기 하부플랜지에 부착된 상태를 유지하게 하는 초기 배치 단계;
    b) 상기 센서부를 구성하는 거리 측정 센서, 비접촉식 도막 두께 측정 센서, CCTV를 초기화하여 구동시키는 센서 구동 단계;
    c) 상기 제어부에 사용자에 의해 작업 거리, 작업 도막 두께를 입력하는 작업 데이터 입력 단계;
    d) 상기 분사로봇부가 상기 강상자형교에 부착된 상태를 유지하면서 구동바퀴부 작동에 의해 강상자형교의 표면을 이동하면서 도료를 분사하는 이동 분사 단계;
    e) 상기 분사로봇부의 이동 방향의 후면에 장착된 센서부에 포함된 비접촉식 도막 두께 측정 센서에 의해 분사작업된 도막의 두께를 측정하여 상기 데이터 입력 단계에서 입력된 도막 두께를 만족하는지를 판별하는 도막 두께 판별 단계;
    f) 상기 도막 두께 판별 단계에서 도막 두께를 불만족하는 경우 구동바퀴부가 후진하면서 재도장하는 재도장 단계;
    g) 상기 재도장 단계에서 재도장 도막 두께를 판별하는 재도장 도막 두께 판별 단계;
    h) 상기 재도장 도막 두께를 만족하는 경우 재도장 단계에서 후진한 원위치로 회귀하는 회귀 이동 단계;
    i) 작업데이터 단계에서 입력된 작업 거리 도달 여부를 판별하는 작업 거리 도달 판별 단계;
    j) 작업 거리 도달 판별 단계에서 작업 거리 도달로 판별된 경우 분사로봇부의 이동을 멈추는 작업 완료 단계; 및
    k) 사용자에 의해 전자석부에 전류유입을 끊어 하부플랜지로부터 분사로봇부를 분리시키는 분사로봇부 분리 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장 공법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 작업 데이터 입력 단계와 이동 분사 단계 사이에
    강상자형교의 하부 플랜지부의 비접촉 도막 두께 센서가 센싱할 수 있는 범위의 표면 도막 상태가 도장 보수가 필요한 도막 열화인지 판단하는 도막 열화 여부 판별 단계;와 도막 열화로 판별되지 않는 경우 다음 센싱할 수 있는 범위로 로봇장치부를 이동하는 이동 단계;를 더 포함하되,
    상기 이동 분사 단계는 상기 분사로봇부가 상기 강상자형교의 하부플랜지부에 부착된 상태를 유지하면서 구동바퀴부 작동에 의해 강상자형교 하부플랜지 표면을 이동하면서 도장 보수가 필요한 부분에 도료를 분사하는 이동 분사 단계;로 대체되어 구성됨을 특징으로 하는 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치를 이용한 도장 공법.
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