KR102272009B1 - 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법 - Google Patents

배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 케이스 분체 도장 시스템을 제공한다. 배터리 케이스 분체 도장 시스템은 케이스 커버를 세정처리하는 세정부; 세정처리된 상기 케이스 커버를 건조하는 건조부; 건조처리된 상기 케이스 커버를 마스킹하고 분체도장하는 도장 처리부; 분체도장 처리된 상기 케이스 커버를 경화 처리하는 후처리부를 포함하되; 상기 도장 처리부는 오프닝을 갖는 베이스 플레이트를 갖는 도장 부스; 상기 도장 부스의 내부 공간에 제공되고, 상기 케이스 커버의 도장면이 상기 오프닝을 향하도록 상기 케이스 커버가 상기 베이스 플레이트에 안착되면, 상기 케이스 커버의 도장면을 향해 분체도료를 분사하는 도장 노즐; 및 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 도장 부스에 안착된 상기 케이스 커버의 비도장 영역을 마스킹하는 마스킹 유닛을 포함할 수 있다.

Description

배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법{ battery case powder coating apparatus and method}
본 발명은 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에 급격하게 보급되고 있는 전기자동차 및 하이브리드 자동차는 전기를 동력으로 사용하고 있으며, 이 전기를 발생시키는 배터리를 장착하고 있다. 여기서, 배터리는 단위 배터리 셀들을 모아서 구성하고, 이를 배터리 모듈이라 칭한다.
배터리 모듈은 다수의 배터리 셀들을 전기적으로 연결한 후에 배터리 케이스(또는 하우징)에 삽입 설치하여 전기 자동차 및 하이브리드 자동차에 설치하게 된다.
이러한 종래의 배터리 케이스는 알루미늄 소재를 다이캐스팅 방식으로 여러 부품으로 분리하여 성형한 후에 내면에 절연막 층을 형성하고, 각 부품을 용접으로 결합하는 조립 과정을 거치게 된다.
이중에, 절연막 층은 분체 도장실에 케이스 본체를 넣은 후에 분체 도장으로 형성하는데, 분체 도장 전에 케이스 본체의 비도장 영역을 차폐하기 위해 마스킹테이프로 마스킹하는 전처리 과정과 분체 도장 후 마스킹테이프를 제거하는 후처리 과정이 요구된다.
그러나, 이러한 마스킹 공정은 대부분 작업자의 수작업에 의존하고 있어 이로 인해 생산성이 떨어지고 도장 품질이 균일하지 않으며 공정의 복잡화라는 문제점이 있어 왔다.
본 발명은 마스킹 공정과 분체 도장 공정을 자동화할 수 있는 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 배터리 케이스의 비도장 영역을 용이하게 차폐할 수 있는 마스킹 지그를 갖는 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 분체 도장 공정시 배터리 케이스에 도장이 요구되는 부분 이외에 도료가 비산되어 도포되는 것을 방지할 수 있는 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 양산성이 우수한 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 분체 도장 공정시 도료가 비산되는 것을 방지할 수 있는 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 케이스 커버를 세정처리하는 세정부; 세정처리된 상기 케이스 커버를 건조하는 건조부; 건조처리된 상기 케이스 커버를 마스킹하고 분체도장하는 도장 처리부; 분체도장 처리된 상기 케이스 커버를 경화 처리하는 후처리부를 포함하되; 상기 도장 처리부는 오프닝을 갖는 베이스 플레이트를 갖는 도장 부스; 상기 도장 부스의 내부 공간에 제공되고, 상기 케이스 커버의 도장면이 상기 오프닝을 향하도록 상기 케이스 커버가 상기 베이스 플레이트에 안착되면, 상기 케이스 커버의 도장면을 향해 분체도료를 분사하는 도장 노즐; 및 상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 도장 부스에 안착된 상기 케이스 커버의 비도장 영역을 마스킹하는 마스킹 유닛을 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 상기 마스킹 유닛은 상기 케이스 커버의 도장 영역과 비도장 영역의 경계면을 밀폐하도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 마스킹 유닛은 분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면으로 에어를 분사하는 에어 분사 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스킹 유닛은 분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면에 밀착되는 패킹부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 케이스 커버는 상판 및 상기 상판의 양측단으로부터 연장되어 형성되는 양측판을 포함하는 U자 형상의 단면을 갖고, 상기 도장면은 상기 양측판 및 상기 상판의 내측면을 포함하며, 마스킹 유닛은 상기 양측판의 수평한 하단을 마스킹하는 플로어 지그; 상기 양측판의 수직한 양단을 마스킹하는 사이드 지그; 및 상기 상판의 수평한 양단을 마스킹하는 루프 지그를 포함할 수 있다.
또한, 상기 마스크 유닛은 상기 사이드 지그 및 상기 루프 지그를 대기 위치에서 상기 케이스 커버를 마스킹하기 위한 마스킹 위치로 이동시키는 구동부재들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동 부재는 상기 루프 지그를 상판의 수평한 양단에 밀착되는 위치로 이동시키는 제1구동부재; 및 상기 사이드 지그를 양측판의 수직한 양단에 밀착되는 위치로 이동시키는 제2구동부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사이드 지그는 상기 루프 지그와 함께 이동될 수 있다.
또한, 상기 도장 부스의 상부 공간으로 비산되는 분체도료를 흡입하는 상부 덕트; 및 상기 도장 부스의 내부 공간에서 비산되는 분체도료를 흡입하는 하부 덕트를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 플로어 지그와 상기 사이드 지그 그리고 상기 루프 지그 각각은 상기 양측판의 하단과 상기 양측판의 양단 그리고 상기 상판의 양단과 밀착하는 지지부에 에어를 분사하여 분체 도료가 비도장영역으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 플로어 지그와 상기 사이드 지그 그리고 상기 루프 지그 각각은 상기 양측판의 하단과 상기 양측판의 양단 그리고 상기 상판의 양단과 밀착하는 지지부에 제공되는 패킹부재를 더 포함하여 분체도료가 비도장영역으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 도장 처리부는 상기 케이스 커버를 정렬하는 정렬 유닛; 상기 건조부로부터 건조처리된 상기 케이스 커버를 상기 정렬 유닛으로 반송하는 제1반송로봇; 상기 정렬 유닛에서 정렬된 상기 케이스 커버를 상기 도장 부스의 상기 베이스 플레이트로 반송하는 제2반송로봇; 및 상기 도장 부스에서 도장 처리된 상기 케이스 커버를 상기 경화 처리부로 반송하는 제3반송로봇을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 도장 처리부는 상기 케이스 커버의 분체 도장 처리 과정에서 상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 제거하는 도료 제거부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 도료 제거부는 상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 강제로 흡입하는 흡입 노즐을 포함할 수 있다.
또한, 상기 흡입 노즐은 상기 제2반송 로봇에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 케이스 커버를 세정처리하는 세정 단계; 세정처리된 상기 케이스 커버를 건조하는 건조 단계; 건조처리된 상기 케이스 커버를 마스킹하고 분체도장하는 도장 처리 단계를 포함하되; 상기 도장 처리 단계는 상기 케이스 커버의 도장면이 오프닝을 향하도록 도장 부스의 베이스 플레이트 로딩하는 단계; 마스킹 유닛을 이용하여 상기 도장 부스에 안착된 상기 케이스 커버의 비도장 영역을 마스킹하는 단계; 및 상기 도장 부스의 내부에서 상기 오프닝을 통해 상기 케이스 커버의 도장면을 향해 분체도료를 분사하는 단계를 포함하는 배터리 커버 분체 도장 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 마스킹 단계는 상기 케이스 커버의 도장 영역과 비도장 영역의 경계면을 밀폐할 수 있다.
또한, 상기 마스킹 단계는 분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면으로 에어를 분사할 수 있다.
또한, 상기 마스킹 단계는 분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면을 패킹 부재로 밀폐할 수 있다.
또한, 상기 도장 처리 단계는 상기 분사하는 단계 이후에 상기 케이스 커버를 상기 도장 부스로부터 언로딩하는 단계 ; 및 상기 케이스 커버의 분체 도장 과정에서 상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 제거하는 도료 제거 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 도료 제거 단계는 상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 강제로 흡입하여 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 마스킹 공정과 분체 도장 공정을 자동화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 배터리 케이스의 비도장 영역을 용이하게 차폐할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 분체 도장 공정시 배터리 케이스에 도장이 요구되는 부분 이외에 도료가 비산되어 도포되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 양산성이 우수하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 분체 도장 공정시 도료가 비산되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 분체도장 물품인 케이스 커버를 보여주는 도면들이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 커버의 분체 도장 시스템을 보여주는 평면 배치도이다.
도 3은 도장 처리부를 보여주는 평면 배치도이다.
도 4는 도장 처리부에서의 공정 별 작업 순서를 보여주는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도장 부스를 설명하기 위한 측면도 및 평면도이다.
도 7은 마스킹 유닛을 설명하기 위한 평면 구성도이다.
도 8 및 도 9는 마스킹 유닛을 설명하기 위한 사시도 및 측면도이다.
도 10는 분사 노즐의 분사 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 마스킹 유닛의 지지부들을 보여주는 도면들이다.
도 12는 홀 지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 변형예에 따른 마스킹 유닛의 지지부들을 보여주는 도면들이다.
도 15는 또 다른 마스킹 유닛의 지지부들을 보여주는 도면들이다.
도 16은 도료 제거부를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 도료 제거부의 다른 예를 보여주는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, "포함하다" 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.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 분체도장 물품인 케이스 커버를 보여주는 도면들로, 도 1a,1b에서와 같이 케이스 커버(50)는 상판(52) 및 상판(52)의 양측단으로부터 연장되어 형성되는 측판(54)을 포함하는 U자 형상의 단면을 갖는다. 여기서, 도장면(S)은 도면에서 해칭으로 표시한 측판(54) 및 상판(52)의 내측면에 해당되고, 비도장면(비도장 영역)은 측판(54) 및 상판(52)의 외측면이며, 경계면은 측판(54)의 수평한 하단(55)과 수직한 양단(56) 그리고 상판(52)의 수평한 양단(53)일 수 있다. 경계면에 해당되는 측판(54)의 수평한 하단(55)과 수직한 양단(56) 그리고 상판(52)의 수평한 양단(53)은 단차부(51)를 갖는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 커버의 분체 도장 시스템을 보여주는 평면 배치도이고, 도 3은 도장 처리부를 보여주는 평면 배치도이며, 도 4는 도장 처리부에서의 공정 별 작업 순서를 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 배터리 커버의 분체 도장 시스템(1)은 전처리부(10), 도장 처리부(100) 그리고 후처리부(30)를 포함할 수 있다. 본 발명의 배터리 커버의 분체 도장 시스템(1)은 전처리부(10), 도장 처리부(100) 그리고 후처리부(30)가 중심라인(L)을 기준으로 대칭되도록 배치되는 투트랙 생산라인으로 이루어진다.
전처리부(10)와 도장 처리부(100) 그리고 후처리부(30)는 우측에서 좌측으로 순차적으로 배치될 수 있다. 전처리부(10)와 도장 처리부(100) 간의 케이스 커버(50) 이동과 도장 처리부(100)와 후처리부(30)에서의 케이스 커버 이동은 로봇에 의해 제공될 수 있다.
전처리부(10)는 케이스 커버(50)를 세정처리하는 세정처리부(12)와 세정처리된 케이스 커버를 건조하는 건조부(14)를 포함할 수 있다. 전처리부(10)는 세정처리부(12)와 건조부(14)를 경유하도록 제공되는 트롤리 컨베이어(16)를 포함하며, 케이스 커버(50)는 트롤리 컨베이어(16)에 일정 간격으로 설치된 행거에 로딩된 상태로 세정처리부(12)와 건조부(14)를 경유하면서 세정 및 건조 과정을 거치게 된다. 일 예로, 세정처리부(12)에서는 탈지 초음파 방식으로 케이스 커버를 세정 처리하고, 건조부(14)에서는 오븐 방식으로 케이스 커버를 건조시킬 수 있다. 참고로, 세정처리부(12)에서의 세정 및 건조부(14)에서의 건조는 다양한 방식이 적용될 수 있다.
후처리부(30)에서는 도장 처리된 케이스 커버를 열처리 경화하는 공정이 진행된다. 후처리부(30)에서 케이스 커버는 트롤리 컨베이어(36)에 일정 간격으로 설치된 행거에 로딩된 상태로 후처리 공정을 수행하게 된다.
도장 처리부(100)는 정렬 유닛(110), 도장 부스(200), 도장 노즐(120), 마스킹 유닛(300), 석션 유닛(130) 그리고 제1~3반송 로봇(101,102,103)을 포함할 수 있다.
제1반송 로봇(101)은 건조부(14)에서 건조처리된 케이스 커버(50)를 정렬 유닛(110)으로 반송하고, 정렬 유닛(110)에서 정렬된 케이스 커버(50)를 도장 부스(200)로 반송하는 작업을 수행한다. 제2반송 로봇(102)은 도장 부스(200)에서 도장 처리된 케이스 커버(50)를 석션 유닛(130)으로 반송하는 작업을 수행한다. 제3반송 로봇(103)은 석션 유닛(130)에서 처리된 케이스 커버(50)를 후처리부(30)로 반송하는 작업을 수행한다. 제1~3반송 로봇(101,102,103) 각각은 케이스 커버(50)의 상판을 진공으로 흡착하는 진공 흡착부(108)를 갖는다.
정렬 유닛(110)에서는 케이스 커버(50)가 정렬된다. 케이스 커버(50)는 정렬 유닛(110)에서 정렬된 후 도장 부스(200)로 로딩된다. 석션 유닛(130)에서는 도장 부스(200)에서 도장 처리를 마친 케이스 커버(50)의 비도장 영역에 묻어있을 수 있는 분체도료를 제거하기 위한 공정이 진행된다. 케이스 커버(50)가 석션 유닛(130)에 로딩되면, 석션 유닛(130)에 구비된 석션 부재(132)가 케이스 커버(50)의 비도장 영역을 스캔하면서 비도장 영역에 묻어 있는 분체도료를 강제로 흡입하여 제거한다. 석션 부재(132)는 케이스 커버(50)의 측판(54) 및 상판(52)의 외측면을 이동하면서 석션할 수 있도록 제공될 수 있다.
참고로, 도장 부스(200)와 석션 유닛(130)은 원활한 공정이 이루어질 수 있도록 복수개가 배치될 수 있다.
도 5 및 도 6은 도장 부스를 설명하기 위한 측면도 및 평면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 도장 부스(200)는 오프닝(212)을 갖는 베이스 플레이트(210)를 갖는다. 베이스 플레이트(210)의 아래에에는 내부 공간(202)이 제공되며, 그 내부 공간(202)에는 도장 노즐(120)이 위치된다. 케이스 커버(50)는 도장면이 오프닝(212)을 향하도록 베이스 플레이트(210)에 안착된다. 오프닝(212)의 길이는 케이스 커버(50)의 길이보다 넓게 제공될 수 있다.
도장 부스(200)의 상부에는 상부 덕트(292)가 제공되고, 내부 공간(202) 하단에는 하부 덕트(294)가 제공된다. 상부 덕트(292)는 도장 부스(200)에서 케이스 커버(50)의 도장 작업 전 후에 오프닝(212)을 통해 외부로 비산되는 분체도료를 강제 흡입하며, 하부 덕트(294)는 도장 작업 전반적으로 내부 공간(202)의 분체 도료를 강제 흡입한다. 이렇게 상부 덕트(292)와 하부 덕트(294)에서 강제 흡입된 분체 도료는 외부로 배출된다.
도장 노즐(120)은 케이스 커버(50)의 도장면(S)을 향해 분체도료를 분사한다. 도장 노즐(120)은 오프닝(212) 아래에 위치된다. 도장 노즐(120)은 복수개가 제공될 수 있다. 도장 노즐(120)은 노즐 아암(122)에 지지되며, 노즐 아암(122)은 도장 부스(200) 일측에 설치된 노즐 구동부(124)에 의해 케이스 커버(50)의 길이방향(X)을 따라 왕복 이동된다. 노즐 구동부(124)는 구동모터(125), 구동모터(125)에 의해 구동되는 구동롤러(126) 그리고 노즐 아암(122)을 지지하는 지지 프레임(127)을 포함할 수 있다. 지지 프레임(127)은 노즐 구동부(124)의 구동에 따라 X축 방향을 따라 왕복 이동된다.
마스킹 유닛(300)은 베이스 플레이트(210) 상에 제공된다. 마스킹 유닛(300)은 베이스 플레이트(210)에 안착된 케이스 커버(50)의 비도장 영역으로 분체 도료가 침투하는 것을 차단한다.
일 예로, 마스킹 유닛(300)은 케이스 커버(50)의 도장면(S)과 비도장 영역의 경계면을 밀폐하도록 제공될 수 있다. 여기서 도장면(S)은 측판(54) 및 상판(52)의 내측면이고, 비도장 영역은 측판(54) 및 상판(52)의 외측면이며, 경계면은 측판(54)의 수평한 하단(55)과 수직한 양단(56) 그리고 상판(52)의 수평한 양단(53)일 수 있다. 경계면에 해당되는 측판(54)의 수평한 하단(55)과 수직한 양단(56) 그리고 상판(52)의 수평한 양단(53)은 단차부(51;도 1a 및 도 1b 참조)를 갖는다. 마스킹 유닛(300)은 케이스 커버(50)의 단차부(51)와 밀착되도록 제공될 수 있다.
도 7은 마스킹 유닛을 설명하기 위한 평면 구성도이고, 도 8 및 도 9는 마스킹 유닛을 설명하기 위한 사시도 및 측면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 마스킹 유닛(300)은 한 쌍의 플로어 지그(310), 한 쌍의 사이드 지그(330) 그리고 루프 지그(350)를 포함할 수 있다.
플로어 지그(310)와 사이드 지그(330) 그리고 루프 지그(350) 각각은 측판(54)의 수평한 하단(55)과 수직한 양단(56) 그리고 상판(52)의 수평한 양단(53)과 밀착하는 지지부(312,332,352)를 갖는다. 일 예로, 지지부(312,332,352)는 단차부(51)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
플로어 지그(310)는 측판(54)의 수평한 하단(55)을 마스킹하도록 제공된다. 플로어 지그(310)는 베이스 플레이트(210)에 제공된다. 사이드 지그(330)는 측판(54)의 수직한 양단(56)을 마스킹하도록 제공되며, 루프 지그(350)는 상판(52)의 수평한 양단(53)을 마스킹하도록 제공된다. 사이드 지그(330)와 루프 지그(350)는 마스킹 커버(370)에 제공된다.
마스킹 커버(380)는 케이스 커버(50)와 마주하는 정면과 오프닝(212)과 마주하는 저면이 개방된 박스 형태로 제공될 수 있다. 사이드 지그(330)와 루프 지그(350)는 마스킹 커버(380)의 개방된 전면에 제공될 수 있다. 마스킹 커버(380)는 제1구동부재(301)에 의해 제1위치에서 제2위치 또는 제2위치에서 제1위치로 이동될 수 있다. 제1위치는 사이드 지그(330) 및 루프 지그(350)가 대기하는 위치이고, 제2위치는 사이드 지그(330) 및 루프 지그(350)가 케이스 커버(50)를 마스킹하기 위한 위치일 수 있다. 마스킹 커버(380)의 이동을 위해 베이스 플레이트(210)의 상면에는 레일들이 제공될 수 있다. 본 실시예에서 사이드 지그(330) 및 루프 지그(350)는 별도의 구동부재에 의해 각각 마스킹 위치로 이동될 수 있다. 사이드 지그(330) 및 루프 지그(350)는 마스킹 커버(380)에 제공된다. 제1구동부재(301)에 의해 마스킹 커버(380)가 제2위치로 이동되면, 루프 지그(350)에 의해 상판(52)의 수평한 양단(53)이 마스킹된다. 그리고, 사이드 지그(330)는 제2구동부재(302)에 의해 측판(54)의 수직한 양단을 마스킹하기 위한 위치로 이동될 수 있다.
케이스 커버(50)의 마스킹 과정을 설명하면, 케이스 커버(50)의 하단은 플로어 지그(310)에 안착되면서 마스킹 된다(도 11 참고). 케이스 커버(50)의 개방된 양측은 사이드 지그(330) 및 루프 지그(350)에 의해 마스킹 된다. 즉, 마스킹 커버(380)가 제1위치에서 제2위치로 이동하면 루프 지그(350)가 상판(52)의 수평한 양단에 밀착되고, 그 위치에서 사이드 지그(330)가 제2구동부재(302)에 의해 이동하면서 측판(54)의 수직한 양단에 밀착되면서 마스킹 작업이 완료된다(도 11 참고).
도 16을 참조하면, 한편, 도장 처리부(100)는 도료 제거부(180)를 포함할 수 있다. 도료 제거부(180)는 케이스 커버(50)의 분체 도장 처리 과정에서 마스킹 유닛(300)에 묻은 도료를 제거한다. 일 예로, 도료 제거부(180)는 마스킹 유닛(300)에 묻은 도료를 강제로 흡입하는 흡입 노즐(182)을 포함할 수 있다. 흡입 노즐(182)은 제2반송 로봇(302)에 제공될 수 있다.
제2반송 로봇(302)은 흡입 노즐(182)이 플로어 지그(310)와 사이드 지그(330) 그리고 루프 지그(350) 각각의 지지부(312,332,352)를 따라 이동하면서 지지부에 묻은 분체 도료를 제거하도록 프로그래밍될 수 있다.
또 다른 예로, 도료 제거부(180)는 마스킹 유닛(300)에 묻은 도료를 향해 에어를 분사하여 제거하는 분사 노즐 방식으로도 제공될 수 있다.
도 12는 홀 지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9 그리고 도 12를 참고하면, 케이스 커버(50)의 상판에 형성된 홀(59)들은 마스킹 커버(380)에 설치된 홀 지그(370)에 의해 마스킹 된다. 홀 지그(370)는 홀(59)에 삽입되는 코크(372)들을 갖는 코크 플레이트(374)와 코크(372)들이 홀(59) 상부에 위치되도록 코크 플레이트(374)를 전후 이동시키는 제3구동부재(302), 홀(59) 상부에 위치한 코크(372)가 홀(59)에 삽입되도록 코크 플레이트(374)를 승강시키는 승강 구동부재(304)를 포함할 수 있다.
도 10는 분사 노즐의 분사 구간을 설명하기 위한 도면이다.
도장 노즐(120)은 케이스 커버(50)의 길이방향(X축 방향)을 따라 좌우로 왕복 이동하면서 케이스 커버(50)의 도장면(S)으로 분체 도료를 분사하게 된다. 따라서, 도장 노즐(120)이 길이방향으로 이동후 방향을 바뀌는 과정에서 분체 도료의 과분사가 이루어질 수 있다. 또한, 도장 노즐(120)은 처음 분체 도료를 분사하는 시점에서 불안전 분사가 이루어질 수 있다.
본 발명에서는 마스킹 커버(380)에 의해 케이스 커버(50)의 양측으로 충분한 여유 공간이 제공된다. 따라서, 도장 노즐(120)의 불안전 분사 및 방향 전환은 마스킹 커버(380)에 의해 제공되는 영역에서 이루어지고, 케이스 커버가 위치하는 구간에서는 안전 분사가 이루어질 수 있다. 이처럼, 도 9에서와 같이 분사 노즐(120)의 분사 구간은 불안전 분사 구간(A1)과 안전 분사 구간(A2)으로 구분될 수 있으며, 불안전 분사 구간(A1)은 마스킹 커버(380)에 의해 제공되는 공간일 수 있다.
도 13 및 도 14는 변형예에 따른 마스킹 유닛의 지지부들을 보여주는 도면들이다.
도 13 및 도 14에서와 같이, 플로어 지그(310a,130b), 사이드 지그(330a,330b) 그리고 루프 지그(350a,350b) 각각의 지지부(312,332,352)는 패킹 부재(360a,360b)들을 포함한다. 패킹 부재(360a,360b)는 케이스 커버(50)의 단차부(51)(측판의 수평한 하단(55)과 수직한 양단(56) 그리고 상판의 수평한 양단(53))와의 밀착성을 높이기 위한 재질 및 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 패킹 부재(360a,360b)는 실리콘 재질의 발포 패킹 또는 고무 재질의 패킹일 수 있다.
도 13에 도시된 실리콘 재질의 패킹 부재(360a)는 케이스 커버(50)의 단차부(51)와 밀착성을 높이기 위해 곡면지게 돌출된 형상으로 제공될 수 있다.
도 14에 도시된 고무 재질의 패킹 부재(360b)는 케이스 커버(50)의 단차부(51)와 대응되는 형상으로 제공될 수 있다.
도 15는 또 다른 마스킹 유닛의 지지부들을 보여주는 도면들이다.
도 15에서와 같이, 플로어 지그(310c), 사이드 지그(330c) 그리고 루프 지그(350c) 각각의 지지부(312,332,352)에는 에어 분사홀(390)들이 제공될 수 있다. 에어 분사홀(390)들은 지지부(312,332,352)를 따라 일정 간격으로 제공될 수 있다. 에어 분사홀(390)은 케이스 커버(50)의 경계면에 해당되는 단차부(51)를 향해 에어를 분사하도록 형성될 수 있다. 에어 분사홀(390)을 통해 분사되는 에어 압력이 도장영역으로부터 비도장영역으로 분채 도료가 침투하는 것을 차단한다. 에어 분사홀(390)은 분체 도료가 침투하는 방향을 향하도록 단차부(51)를 향해 비스듬한 각도로 형성될 수 있다. 에어는 지지부(312,332,352)와 단차부 사이에 혹시 존재할 수 있는 틈새로 흘러가면서 분체 도료의 침투를 원천 차단한다.
도 17 및 도 18은 도료 제거부의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 17 및 도 18에서와 같이, 도료 제거부(180a)는 케이스 커버(50)의 분체 도장 처리 과정에서 마스킹 유닛(300)에 묻은 도료를 제거한다. 도료 제거부(180a)는 도장 부스(200)의 일측에 제공되는 작업 로봇(105)에 설치될 수 있다. 도료 제거부(180a)는 작업 로봇(105)의 아암(105a)에 설치되어 마스킹 유닛(300)에 묻은 도료를 강제로 흡입하는 흡입 노즐(182)을 포함할 수 있다. 예컨대, 작업 로봇(105)은 흡입 노즐(182)이 플로어 지그(310)와 사이드 지그(330) 그리고 루프 지그(350) 각각의 지지부(312,332,352)를 따라 이동하면서 지지부에 묻은 분체 도료를 제거하도록 프로그래밍될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 전처리부 100 : 도장 처리부
30 : 후처리부 110 : 정렬 유닛
200 : 도장 부스 120 : 도장 노즐
300 : 마스킹 유닛 130 : 석션 유닛

Claims (22)

  1. 케이스 커버를 세정처리하는 세정부;
    세정처리된 상기 케이스 커버를 건조하는 건조부;
    건조처리된 상기 케이스 커버를 마스킹하고 분체도장하는 도장 처리부;
    분체도장 처리된 상기 케이스 커버를 경화 처리하는 후처리부를 포함하되;
    상기 도장 처리부는
    오프닝이 형성된 베이스 플레이트를 갖는 도장 부스;
    상기 도장 부스의 내부 공간에 제공되어 상기 오프닝을 통해 분체 도료를 분사하여 상기 오프닝을 향하도록 상기 베이스 플레이트에 안착되는 상기 케이스 커버의 도장면을 분체도장하는 도장 노즐; 및
    상기 베이스 플레이트에 설치되고, 상기 도장 부스에 안착되는 상기 케이스 커버의 도장영역과 비도장 영역의 경계면을 마스킹하는 마스킹 유닛을 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마스킹 유닛은
    상기 케이스 커버의 도장 영역과 비도장 영역의 경계면을 밀폐하도록 제공되는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 마스킹 유닛은
    분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면으로 에어를 분사하는 에어 분사 부재를 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 마스킹 유닛은
    분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면에 밀착되는 패킹부재를 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 커버는
    상판 및 상기 상판의 양측단으로부터 연장되어 형성되는 양측판을 포함하는 U자 형상의 단면을 갖고, 상기 도장면은 상기 양측판 및 상기 상판의 내측면을 포함하며,
    마스킹 유닛은
    상기 양측판의 수평한 하단을 마스킹하는 플로어 지그;
    상기 양측판의 수직한 양단을 마스킹하는 사이드 지그; 및
    상기 상판의 수평한 양단을 마스킹하는 루프 지그를 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마스킹 유닛은
    상기 사이드 지그 및 상기 루프 지그를 대기 위치에서 상기 케이스 커버를 마스킹하기 위한 마스킹 위치로 이동시키는 구동부재들을 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 부재는
    상기 루프 지그를 상판의 수평한 양단에 밀착되는 위치로 이동시키는 제1구동부재; 및
    상기 사이드 지그를 양측판의 수직한 양단에 밀착되는 위치로 이동시키는 제2구동부재를 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 사이드 지그는 상기 루프 지그와 함께 이동되는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 도장 부스의 상부 공간으로 비산되는 분체도료를 흡입하는 상부 덕트; 및
    상기 도장 부스의 내부 공간에서 비산되는 분체도료를 흡입하는 하부 덕트를 더 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 플로어 지그와 상기 사이드 지그 그리고 상기 루프 지그 각각은
    상기 양측판의 하단과 상기 양측판의 양단 그리고 상기 상판의 양단과 밀착하는 지지부에 에어를 분사하여 분체 도료가 비도장영역으로 침투하는 것을 방지하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 플로어 지그와 상기 사이드 지그 그리고 상기 루프 지그 각각은
    상기 양측판의 하단과 상기 양측판의 양단 그리고 상기 상판의 양단과 밀착하는 지지부에 제공되는 패킹부재를 더 포함하여 분체도료가 비도장영역으로 침투하는 것을 방지하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 도장 처리부는
    상기 케이스 커버를 정렬하는 정렬 유닛;
    상기 건조부로부터 건조처리된 상기 케이스 커버를 상기 정렬 유닛으로 반송하는 제1반송로봇;
    상기 정렬 유닛에서 정렬된 상기 케이스 커버를 상기 도장 부스의 상기 베이스 플레이트로 반송하는 제2반송로봇; 및
    상기 도장 부스에서 도장 처리된 상기 케이스 커버를 상기 후처리부로 반송하는 제3반송로봇을 더 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 도장 처리부는
    상기 케이스 커버의 분체 도장 처리 과정에서 상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 제거하는 도료 제거부를 더 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 도료 제거부는
    상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 강제로 흡입하는 흡입 노즐을 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 도장 처리부는
    상기 케이스 커버를 정렬하는 정렬 유닛;
    상기 건조부로부터 건조처리된 상기 케이스 커버를 상기 정렬 유닛으로 반송하는 제1반송로봇; 및
    상기 정렬 유닛에서 정렬된 상기 케이스 커버를 상기 도장 부스의 상기 베이스 플레이트로 반송하는 제2반송로봇을 더 포함하고,
    상기 흡입 노즐은 상기 제2반송 로봇 또는 별도의 로봇에 제공되는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
  16. 배터리 커버 분체 도장 방법에 있어서:
    케이스 커버를 세정처리하는 세정 단계;
    세정처리된 상기 케이스 커버를 건조하는 건조 단계;
    건조처리된 상기 케이스 커버를 마스킹하고 분체도장하는 도장 처리 단계를 포함하되;
    상기 도장 처리 단계는
    상기 케이스 커버의 도장면이 도장 부스의 베이스 플레이트의 오프닝을 향하도록 상기 베이스 플레이트 상에 로딩하는 단계;
    마스킹 유닛을 이용하여 상기 도장 부스의 상기 베이스 플레이트 상에 안착되는 상기 케이스 커버의 도장 영역과 비도장 영역의 경계면을 마스킹하는 단계; 및
    상기 도장 부스의 내부에서 상기 베이스 플레이트의 상기 오프닝을 통해 상기 케이스 커버의 도장면을 향해 분체도료를 분사하는 단계를 포함하는 배터리 커버 분체 도장 방법.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 마스킹 단계는
    분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면으로 에어를 분사하는 배터리 커버 분체 도장 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 마스킹 단계는
    분체 도료가 비도장 영역으로 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 케이스 커버의 경계면을 패킹 부재로 밀폐하는 배터리 커버 분체 도장 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 도장 처리 단계는
    상기 분사하는 단계 이후에 상기 케이스 커버를 상기 도장 부스로부터 언로딩하는 단계 ; 및
    상기 케이스 커버의 분체 도장 과정에서 상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 제거하는 도료 제거 단계를 더 포함하는 배터리 커버 분체 도장 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 도료 제거 단계는
    상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 강제로 흡입하여 제거하는 배터리 커버 분체 도장 방법.
  22. 케이스 커버를 세정처리하는 세정부;
    세정처리된 상기 케이스 커버를 건조하는 건조부;
    건조처리된 상기 케이스 커버를 마스킹하고 분체도장하는 도장 처리부;
    분체도장 처리된 상기 케이스 커버를 경화 처리하는 후처리부를 포함하되;
    상기 도장 처리부는
    상기 케이스 커버의 도장영역과 비도장 영역의 경계면을 마스킹하는 마스킹 유닛; 및
    상기 케이스 커버의 분체 도장 처리 과정에서 상기 마스킹 유닛에 묻은 도료를 제거하는 도료 제거부를 포함하는 배터리 케이스 분체 도장 시스템.
KR1020210027654A 2020-04-09 2021-03-02 배터리 케이스 분체 도장 시스템 및 방법 KR102272009B1 (ko)

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