KR102447371B1 - 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법 - Google Patents

도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102447371B1
KR102447371B1 KR1020210137373A KR20210137373A KR102447371B1 KR 102447371 B1 KR102447371 B1 KR 102447371B1 KR 1020210137373 A KR1020210137373 A KR 1020210137373A KR 20210137373 A KR20210137373 A KR 20210137373A KR 102447371 B1 KR102447371 B1 KR 102447371B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
painting
inclination
painting robot
robot
posture
Prior art date
Application number
KR1020210137373A
Other languages
English (en)
Inventor
강창훈
이창용
박진한
공민호
김대중
Original Assignee
현대엔지니어링(주)
(주)제이투이앤씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대엔지니어링(주), (주)제이투이앤씨 filed Critical 현대엔지니어링(주)
Priority to KR1020210137373A priority Critical patent/KR102447371B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102447371B1 publication Critical patent/KR102447371B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/005Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 mounted on vehicles or designed to apply a liquid on a very large surface, e.g. on the road, on the surface of large containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/12Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature position or movement of the target relative to the spray apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/0075Manipulators for painting or coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1656Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1684Tracking a line or surface by means of sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66BELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B9/00Kinds or types of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B9/16Mobile or transportable lifts specially adapted to be shifted from one part of a building or other structure to another part or to another building or structure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/18Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration in two or more dimensions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/02Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N2015/0096Investigating consistence of powders, dustability, dustiness

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 도장로봇의 3축에서 발생하는 기울기를 감지하여 자세를 복원시키거나 더 이상의 기울기를 억제시켜 도장작업의 안전성을 확보함과 함께 도장품질을 향상시킬 수 있도록 한 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치는, 건물 외벽에 늘어뜨린 로프를 타고 승강 동작하면서 건물 외벽을 도장하는 도장로봇의 자세를 제어하기 위한 장치에 있어서, 고온·다습시 도장을 제한하기 위해 상기 도장로봇의 함체 내부에 설치되어 도장 현장의 온도와 습도를 측정하는 온습도 센서와; 일정 풍속 이상시 도장을 제한하기 위해 상기 함체의 상단에 설치되어 도장 현장의 풍속을 측정하는 풍속계와; 상기 함체에 내부 중앙을 수직으로 지나는 수직축상에 배치되어 풍하중으로 인한 도장로봇의 3축 기울기를 감지 측정하는 3축 기울기 센서와; 상기 함체의 양쪽에 각각 설치되어 구동시 함체의 후방으로 송풍을 일으켜 발생된 추진력으로 도장로봇을 도장 작업면에 밀착되도록 하는 제1 및 제2 서브팬과; 상기 3축 기울기 센서에서 측정된 기울기를 설정된 기울기 데이타와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법{Posture and spray control device and method for painting exterior wall robot}
본 발명은 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법에 관한 것으로, 특히 도장로봇의 3축에서 발생하는 기울기를 감지하여 자세를 복원시키거나 더 이상의 기울기를 억제시켜 도장작업의 안전성을 확보하고, 도장품질을 향상시킬 수 있도록 한 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법에 관한 것이다.
기존 건설 자동화 도장로봇은 본체의 자중 혹은 와이어 로프의 슬립으로 인해 z축(건물 높이 방향)의 기울기에 대하여 1축 기울기 측정 및 수동 조작으로 수평을 유지하였다. 고층 현장에서의 작업 시, z축의 하중 뿐만 아니라 풍하중에 의한 x, y축의 기울기가 필연적으로 발생한다(x축은 도료의 분사방향이고, y축은 x축에 직각 방향임). 기울기 발생 시 도장로봇의 도장이 불가능하며, 기운 상태로 작업 시 작업 위험성이 높아지고 도장 품질이 크게 저하된다. 또한, 도장 작업의 지연에 따라 공기 지연 및 공사비 증가 등의 결과가 발생한다.
따라서 도장로봇의 작업 중 발생되는 자세 불균형을 실시간으로 측정하여 어느 한 축에서도 기울기가 발생되었을 경우 즉시 그 기울기를 제거하거나 더 이상의 기울기를 억제시켜 작업안전성을 높이고 도장 품질의 저하를 막기 위한 방안이 요구된다.
본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 제10-2210119호로서, '비산방지 기능을 가지는 건물외벽 무인 도장장치'가 제안되어 있다. 이는 방진박스의 테두리에서 고압에어를 분사함으로써 페인트 미스트가 외부로 비산되는 것을 방지하는 것이다. 그러나 이 배경기술은 풍하중을 받아 발생되는 도장장치의 기울어짐을 제어할 수 있는 방법이 개시되어 있지 않다.
본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 제10-2040446호로서, '페인트 스프레이 비산 방지 기능을 가지는 건물 외벽 무인 도장장치'가 제안되어 있다. 이는 방진박스가 스프레이분사관으로부터 분사되는 페인트스프레이가 주위로 비산되는 것을 방지함으로서, 건물 외벽을 무인으로 도장할 수 있으며, 도장 과정에서 주위 공기가 오염되는 것을 방지한다. 그러나 이 배경기술은 방진박스로 페인트 분진이 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있을 뿐이며, 도장로봇의 기울어진 자세를 회복시켜 도장품질을 확보할 수 없는 문제가 있다.
한국 등록특허 제10-2210119호 한국 등록특허 제10-2040446호
본 발명은 도장로봇의 3축에서 발생하는 기울기를 감지하여 자세를 복원시키거나 더 이상의 기울기를 억제시켜 도장작업의 안전성을 확보함과 함께 도장품질을 향상시킬 수 있도록 한 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치는, 건물 외벽에 늘어뜨린 로프를 타고 승강 동작하면서 건물 외벽을 도장하는 도장로봇의 자세를 제어하기 위한 장치에 있어서, 고온·다습시 도장을 제한하기 위해 상기 도장로봇의 함체 내부에 설치되어 도장 현장의 온도와 습도를 측정하는 온습도 센서와; 일정 풍속 이상시 도장을 제한하기 위해 상기 함체의 상단에 설치되어 도장 현장의 풍속을 측정하는 풍속계와; 상기 함체에 내부 중앙을 수직으로 지나는 수직축상에 배치되어 풍하중으로 인한 도장로봇의 3축 기울기를 감지 측정하는 3축 기울기 센서와; 상기 함체의 양쪽에 각각 설치되어 구동시 함체의 후방으로 송풍을 일으켜 발생된 추진력으로 도장로봇을 도장 작업면에 밀착되도록 하는 제1 및 제2 서브팬과; 상기 3축 기울기 센서에서 측정된 기울기를 설정된 기울기 데이타와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도장로봇의 도장 높이를 측정하기 위해 함체의 외측에 설치된 레이저 높이센서를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 도장 중 발생하는 비산 도료량을 측정하기 위해 함체 내부의 분사영역측에 설치된 미세먼지 센서를 더 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도장로봇에 Z축 방향으로 슬립이 발생될 경우, 함체 상부에 로프를 권취하는 윈치 모터를 구동 제어하여 그 함체를 수평상태로 복원시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 도장로봇의 자세제어 방법은, 건물 외벽에 늘어뜨린 로프를 타고 승강 동작하면서 건물 외벽을 도장하는 도장로봇의 자세를 제어하기 위한 방법에 있어서, (a) 최적의 도장 온도범위를 벗어나는 경우 현장 도장을 제한하기 위해 상기 도장로봇의 함체 내부에 설치된 온습도 센서로 도장 현장의 온도와 습도를 측정하는 단계와; (b) 현장 도장의 과도한 풍속시 도장을 제한하기 위해 상기 함체 상단에 설치된 풍속계로 도장 현장의 풍속을 측정하는 단계와; (c) 제한된 온습도와 풍속을 넘기지 않으면, 도장 높이를 레이저 높이센서를 통해 실시간으로 측정하면서 도장로봇을 통해 도장을 수행시키는 단계와; (d) 도장 과정 중 발생된 풍속으로 인해 도장로봇에 발생되는 3축 기울기를 3축 기울기 센서로 측정하는 단계와; (e) 상기 3축 기울기 센서에서 측정된 기울기를 설정된 기울기 설정데이타와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬의 구동을 제어부를 통해 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (e)단계에서, 도장로봇에 X축 기울기가 일정 이상으로 발생하였다고 판단하는 경우, 즉시 제1 및 제2 서브팬을 동시에 가동시켜 추진력 발생을 통해 도장로봇을 건물 외벽에 밀어붙여 도장로봇의 X축 기울기가 더 이상 진행되지 않도록 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (e)단계에서, 도장로봇에 Y축 기울기가 일정 이상으로 발생하였다고 판단하는 경우, 건물 외벽으로부터 상대적으로 멀리 위치하게 된 제1서브팬과 제2 서브팬을 동시에 가동시켜 추진력을 통해 도장로봇의 Y축 기울기를 제거시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (e)단계에서, 도장로봇에 슬립으로 인해 Z축 기울기가 일정 이상으로 발생하였다고 판단하는 경우, 함체 상부에 로프를 권취하는 윈치 모터의 구동을 제어하여 Z축 기울기를 제거시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법에 따르면, 3축 기울기 센서를 통해 해당 축의 기울기를 감지한 후 자세 제어를 통해 도장로봇이 작업면에 안정적으로 밀착됨으로써 도장 작업의 연속성을 확보할 수 있어 공기 단축이 가능하다. 또한, 작업중 기울어진 도장로봇을 서브팬의 구동을 통해 신속하게 수평 교정함으로써 균일한 도장 품질을 확보할 수 있다. 또한, 서브팬의 구동으로 정밀한 자세 제어가 이루어져 기울기에 의한 장비추락 등의 안전사고 발생을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 육안에 의한 정성적 계측 및 조치가 아니라 정밀 센서 및 전기적 신호에 의해 자세를 교정함으로써 정량적인 신뢰성의 확보가 가능하다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1a의 (a),(b)는 본 발명에 적용되는 도장로봇의 정면도 및 평면도.
도 1b는 도 1a에 도시된 도장로봇의 일측면도.
도 2는 본 발명에 적용되는 도장로봇의 자세 제어를 위한 블록구성도.
도 3a는 본 발명에 적용되는 도장로봇에 X축 기울기가 발생된 상태에서의 제어개념도.
도 3b는 본 발명에 적용되는 도장로봇에 Y축 기울기가 발생된 상태에서의 제어개념도.
도 3c는 본 발명에 적용되는 도장로봇에 Z축 슬립이 발생된 상태에서의 제어개념도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 적용되는 도장로봇의 기울임 자세 제어를 위한 제어흐름도.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 도 3a와 같이 건물 외벽(100)에 늘어뜨린 로프(110)를 타고 승강 동작하면서 건물 외벽(100)을 도장하는 도장로봇(10)의 자세를 제어하기 위한 것이다. 여기서 도장로봇(10)의 자세 제어란 기울어진 자세를 복원시키거나 설정된 이상의 기울기가 발생되지 않도록 하는 것이며, 기울어진 자세란 도장로봇(10)의 3축(X,Y,Z) 기울기(θxy,θz)를 의미한다. 따라서 본 발명은 도장 현장에서의 풍속(풍하중)으로 발생된 도장로봇(10)의 3축(X,Y,Z) 기울기(θxy,θz)를 설정된 이내를 벗어나지 않도록 함으로써 도장 작업의 안전성과 도장 품질을 높일 수 있다. 여기서, X축은 도장의 분사 방향, Z축은 건물의 높이 방향, Y축은 X과 Z축이 만드는 평면에 대한 직각 방향을 의미한다.
도 1a 및 도 1b와 같이 도장로봇(10)의 함체(12) 내부에는 온습도 센서(21), 3축 기울기 센서(22), 레이저 높이센서(23), 미세먼지 센서(24)가 설치된다. 이들 중 온습도 센서(21), 3축 기울기 센서(22), 레이저 높이센서(23), 미세먼지 센서(24)는 하나의 센서박스(20)내에 설치되어 함체(12)에 배치될 수 있다.
온습도 센서(21)는 도장 현장의 온도와 습도를 측정하기 위해 설치된다. 따라서 도장 현장의 고온·다습시 도장로봇(10)의 도장을 제한하여 양질의 도장을 실현할 수 있다. 예로, 온습도 센서(21)에서 측정된 도장온도 범위가 5℃~30℃의 범위를 벗어나면 도장을 제한할 수 있다. 또한 습도범위가 40~80%를 벗어나면 도장을 제한할 수 있다.
3축 기울기 센서(22)는 함체(12)에 내부 중앙을 수직으로 지나는 수직축(Z)상에 배치됨이 바람직하다. 3축 기울기 센서(22)는 풍속(풍하중)으로 인한 도장로봇(10)의 3축(X,Y,Z) 기울기(θxy,θz)를 감지 측정한다. 기울기(θx)는 분사방향인 X축을 중심으로 각운동하는 롤(Roll) 동작을 의미하고, 기울기(θy)는 X축에 직각방향인 Y축을 중심으로 각운동하는 피치(Pitch) 동작을 의미하고, 기울기(θz)는 연직방향인 Z축을 중심으로 각운동 하는 요(Yaw) 동작을 의미한다.
이러한 3축 기울기 센서(22)는 주지의 자이로센서 또는 AHRS 자세센서가 될 수 있다.
여기서, 도장로봇(10)의 도장 높이를 측정하기 위해 함체(12)의 외측에 레이저 높이센서(23)가 더 설치될 수 있다. 이때 레이저 높이센서(23)에서 발생된 레이저 빔의 경로 차단이 발생하지 않도록 함체(12)의 하단측에 설치됨이 바람직하다. 따라서 도장로봇(10)은 레이저 높이센서(23)에서 측정된 높이를 통해 도장 위치를 확인하며 안전한 도장을 실시한다.
또한, 도장 중 발생하는 비산 도료량을 측정하기 위해 함체(12) 내부의 분사영역측에 미세먼지 센서(24)가 더 설치될 수 있다. 미세먼지 센서(24)를 통해 도장 중 발생하는 비산 도료량을 측정하여 일정 이상 검출시 미세먼지 흡입팬(15)을 가동시켜 비산 도료량을 감소 제거시킬 수 있다.
함체(12)의 양쪽에는 각각 제1 및 제2 서브팬(41,42)이 설치되어 있다. 제1 및 제2 서브팬(41,42)이 구동시 함체(12)의 후방으로 송풍을 일으켜 발생된 추진력으로 도장로봇(10)을 도장 작업면에 밀착되도록 한다. 물론 제1 및 제2 서브팬(41,42)은 제어부(60)의 제어로 선택적으로 구동될 수 있다.
따라서 도 3a에서 도장로봇(10)의 도장 작업중 X축 기울기(θx)가 발생되는 경우, 제1 및 제2 서브팬(41,42)을 동시에 구동시켜 도장로봇(10)을 건물 외벽(100)에 밀착시킴으로써 더 이상의 X축 기울기(θx)를 억제하여 도장로봇(10)의 작업 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 도 3b에서 도장로봇(10)의 도장 작업중 Y축 기울기(θy)가 발생되는 경우, 제1 서브팬(41)과 제2 서브팬(42)을 동시에 구동시켜 도장로봇(10)을 안정된 자세로 복원시킬 수 있다. 이같이 본 발명은 제1 및 제2 서브팬(41,42)을 동시에 구동시키는 경우, Y축에 대하여 기울어진 Y축 기울기(θy)를 제거시켜 안정된 자세의 복원과 함께 도장 품질을 확보할 수 있다.
이와 같이 도 2의 제어부(60)는 3축 기울기 센서(22)에서 측정된 기울기(θxy,θz)를 설정된 기울기 데이타(50)와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬(41,42)의 구동을 제어하여 도장로봇(10)의 자세를 복원시키거나 더 이상의 기울기를 허용하지 않는 안정된 도장 작업을 유지할 수 있다.
한편, 본 발명은 일정 풍속 이상시 도장을 제한하기 위해 상기 함체(12)의 상단에 도장 현장의 풍속을 측정하는 풍속계(30)가 더 설치될 수 있다.
또한, 도장로봇(10)에 Z축 방향으로 슬립이 발생될 경우, 함체(12) 상부에 로프(110)를 권취하는 윈치 모터(14,14a)를 택일적으로 구동 제어하여 그 함체(12)를 수평상태로 복원시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치를 이용하여 자세제어하는 방법을 도 4의 제어 흐름도를 참조하여 순차적으로 설명한다.
먼저, 도 3a와 같이 도장로봇(10)은 건물 외벽(100)에 늘어뜨린 로프(110)를 타고 승강 동작하면서 건물 외벽(100)을 도장할 수 있도록 준비를 갖추게 된다.
다음, 최적의 도장 온도범위를 벗어나는 경우 현장 도장을 제한하기 위해 상기 도장로봇(10)의 함체(12) 내부에 설치된 온습도 센서(21)로 도장 현장의 온도와 습도를 측정하게 된다.(S11)
여기서, 온습도 센서(21)에서 측정된 도장 온도를 확인(S12)하여, 도장온도 범위가 5℃~30℃의 범위를 벗어나면 도장을 중지할 수 있다. 또한 습도범위가 40~80%를 벗어나면 도장을 중지할 수 있다.
그 다음, 현장 도장의 과도한 풍속시 도장을 제한하기 위해 상기 함체(12) 상단에 설치된 풍속계(30)로 도장 현장의 풍속을 측정한다.(S13)
여기서, 풍속이 설정 속도(8m/s) 이하로 판단(S14) 되면, 도장을 제한하는 것이 바람직하다. 이는 환경부의 비산먼지 관리 메뉴얼에 따라 8m/s 이상시 도장을 제한하기 때문이다.
그 다음, 제한된 온습도와 풍속을 넘기지 않으면, 도장 높이를 레이저 높이센서(23)를 통해 실시간으로 측정하면서 도장로봇(10)을 통해 도장을 수행시킨다.(S15)
그 다음, 도장 과정 중 발생된 풍속으로 인해 도장로봇(10)에 발생되는 3축(X,Y,Z) 기울기(θxy,θz)를 3축 기울기 센서(22)로 측정한다.(S17)
그 다음, 3축 기울기 센서(22)에서 측정된 기울기(θxy,θz)를 설정된 기울기 설정데이타(50)와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬(41,42)의 구동을 제어부(60)를 통해 제어(S20)하는 단계를 갖는다.
여기서 도 3a에서 도장로봇(10)의 도장 작업중 X축 기울기(θx)가 발생되는 경우, 제1 및 제2 서브팬(41,42)을 동시에 구동시켜 추진력(F1,F2) 발생을 통해 도장로봇(10)을 건물 외벽(100)에 밀착시킴으로써 더 이상의 X축 기울기(θx)를 억제하여 도장로봇(10)의 작업 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 분진이 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 3b에서 도장로봇(10)의 도장 작업중 Y축 기울기(θy)가 발생되는 경우, 제1서브팬(41)과 제2 서브팬(42)을 동시에 구동시켜 도장로봇(10)을 안정된 자세로 복원시킬 수 있다.
또한, 도장로봇(10)에 슬립으로 인해 Z축 기울기가 일정 이상으로 발생하였다고 판단하는 경우, 함체(12) 상부에 로프를 권취하는 윈치 모터(14 또는 14a)의 구동을 제어하여 Z축 기울기를 제거시킬 수 있다.
이와 같이 제어부(60)는 3축 기울기 센서(22)에서 측정된 기울기(θxy,θz)를 설정된 기울기 데이타(50)와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬(41,42)의 구동을 제어하여 도장로봇(10)의 자세를 복원시키거나 더 이상의 기울기를 허용하지 않는 안정된 도장 작업을 유지할 수 있어 우수한 도장 품질을 확보할 수 있다.
지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 도장로봇
14,14a: 윈치 모터
21: 온습도 센서
22: 3축 기울기 센서
23: 레이저 높이센서
24: 미세먼지 센서
30: 풍속계
41,42: 제1 및 제2 서브팬
50: 기울기 데이타
60: 제어부

Claims (8)

  1. 건물 외벽(100)에 늘어뜨린 로프(110)를 타고 승강 동작하면서 건물 외벽(100)을 도장하는 도장로봇(10)의 자세를 제어하기 위한 장치에 있어서,
    고온·다습시 도장을 제한하기 위해 상기 도장로봇(10)의 함체(12) 내부에 설치되어 도장 현장의 온도와 습도를 측정하는 온습도 센서(21)와; 일정 풍속 이상시 도장을 제한하기 위해 상기 함체(12)의 상단에 설치되어 도장 현장의 풍속을 측정하는 풍속계(30)와; 상기 함체(12)에 내부 중앙을 수직으로 지나는 수직축(Z)상에 배치되어 풍하중으로 인한 도장로봇(10)의 3축(X,Y,Z) 기울기(θxy,θz)를 감지 측정하는 3축 기울기 센서(22)와; 상기 함체(12)의 양쪽에 각각 설치되어 구동시 함체(12)의 후방으로 송풍을 일으켜 발생된 추진력으로 도장로봇(10)을 도장 작업면에 밀착되도록 하는 제1 및 제2 서브팬(41,42)과; 상기 3축 기울기 센서(22)에서 측정된 기울기(θxy,θz)를 설정된 기울기 데이타(50)와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬(41,42)의 구동을 제어하는 제어부(60)와; 상기 도장로봇(10)의 도장 높이를 측정하기 위해 함체(12)의 외측에 설치된 레이저 높이센서(23)와; 도장 중 발생하는 비산 도료량을 측정하기 위해 함체(12) 내부의 분사영역측에 설치된 미세먼지 센서(24);를 포함하되, 상기 도장로봇(10)에 Z축 방향으로 슬립이 발생될 경우, 함체(12) 상부에 로프(110)를 권취하는 윈치 모터(14 또는 14a)를 구동 제어하여 그 함체(12)를 수평상태로 복원시키는 것을 특징으로 하는 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 건물 외벽(100)에 늘어뜨린 로프(110)를 타고 승강 동작하면서 건물 외벽(100)을 도장하는 도장로봇(10)의 자세를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 최적의 도장 온도범위를 벗어나는 경우 현장 도장을 제한하기 위해 상기 도장로봇(10)의 함체(12) 내부에 설치된 온습도 센서(21)로 도장 현장의 온도와 습도를 측정하는 단계와;
    (b) 현장 도장의 과도한 풍속시 도장을 제한하기 위해 상기 함체(12) 상단에 설치된 풍속계(30)로 도장 현장의 풍속을 측정하는 단계와;
    (c) 제한된 온습도와 풍속을 넘기지 않으면, 도장 높이를 레이저 높이센서(23)를 통해 실시간으로 측정하면서 도장로봇(10)을 통해 도장을 수행시키는 단계와;
    (d) 도장 과정 중 발생된 풍속으로 인해 도장로봇(10)에 발생되는 3축(X,Y,Z) 기울기(θxy,θz)를 3축 기울기 센서(22)로 측정하는 단계와;
    (e) 상기 3축 기울기 센서(22)에서 측정된 기울기(θxy,θz)를 설정된 기울기 설정데이타(50)와 비교 판단하여 제1 및 제2 자세제어용 서브팬(41,42)의 구동을 제어부(60)를 통해 제어하는 단계;를 갖되,
    상기 (e)단계에서, 도장로봇(10)에 X축 기울기가 일정 이상으로 발생하였다고 판단하는 경우, 즉시 제1 및 제2 서브팬(41,42)을 동시에 가동시켜 추진력(F1,F2) 발생을 통해 도장로봇(10)을 건물 외벽(100)에 밀어붙여 도장로봇(10)의 X축 기울기가 더 이상 진행되지 않도록 하는 단계와; 도장로봇(10)에 Y축 기울기가 일정 이상으로 발생하였다고 판단하는 경우, 건물 외벽(100)으로부터 상대적으로 멀리 위치하게 된 제1서브팬(41)과 제2 서브팬(42)을 동시에 가동시켜 추진력(F1, F2)을 통해 도장로봇(10)의 Y축 기울기를 제거시키는 단계와; 도장로봇(10)에 슬립으로 인해 Z축 기울기가 일정 이상으로 발생하였다고 판단하는 경우, 함체(12) 상부에 로프를 권취하는 윈치 모터(14 또는 14a)의 구동을 제어하여 Z축 기울기를 제거시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도장로봇의 자세제어 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020210137373A 2021-10-15 2021-10-15 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법 KR102447371B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210137373A KR102447371B1 (ko) 2021-10-15 2021-10-15 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210137373A KR102447371B1 (ko) 2021-10-15 2021-10-15 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102447371B1 true KR102447371B1 (ko) 2022-09-26

Family

ID=83452666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210137373A KR102447371B1 (ko) 2021-10-15 2021-10-15 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102447371B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004123286A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Nippo Corporation:Kk 外壁面補修装置及び外壁面補修自動化システム
KR20080068165A (ko) * 2007-01-18 2008-07-23 주식회사 우리기술 건물 외벽 및 창문 청소 로봇.
KR101071109B1 (ko) * 2011-05-04 2011-10-10 주식회사 컴투루 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템
KR102040446B1 (ko) 2019-09-24 2019-11-04 김소중 페인트스프레이 비산 방지 기능을 가지는 건물외벽 무인 도장장치
KR102210119B1 (ko) 2020-07-07 2021-01-29 김소중 비산방지 기능을 가지는 건물외벽 무인 도장장치
KR102243390B1 (ko) * 2020-03-10 2021-04-23 이영태 도장장치
KR20210074485A (ko) * 2019-12-12 2021-06-22 동서대학교 산학협력단 건축물의 외부 도장로봇의 방진막

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004123286A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Nippo Corporation:Kk 外壁面補修装置及び外壁面補修自動化システム
KR20080068165A (ko) * 2007-01-18 2008-07-23 주식회사 우리기술 건물 외벽 및 창문 청소 로봇.
KR101071109B1 (ko) * 2011-05-04 2011-10-10 주식회사 컴투루 벽 등반 인쇄 방법 및 시스템
KR102040446B1 (ko) 2019-09-24 2019-11-04 김소중 페인트스프레이 비산 방지 기능을 가지는 건물외벽 무인 도장장치
KR20210074485A (ko) * 2019-12-12 2021-06-22 동서대학교 산학협력단 건축물의 외부 도장로봇의 방진막
KR102243390B1 (ko) * 2020-03-10 2021-04-23 이영태 도장장치
KR102210119B1 (ko) 2020-07-07 2021-01-29 김소중 비산방지 기능을 가지는 건물외벽 무인 도장장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3105163B1 (en) Automated mobile boom system for crawling robots
CN106429679B (zh) 用于测量安装平台在电梯竖井内的位置的设备和方法
US6496765B1 (en) Control system and method for payload control in mobile platform cranes
CN112703092A (zh) 交互系统的备份跟踪
CN111052014A (zh) 用于末端执行器控制的动态路径
CN112512951B (zh) 用于运输摇摆吊装负载的系统和方法
CN111246976A (zh) 交互系统配置
US20100130108A1 (en) Aviram
RU2676210C1 (ru) Устройство и способ управления раскачиванием груза, подвешенного на подъемном устройстве
CN112689552A (zh) 主动阻尼系统
CN103998367A (zh) 起重机控制
WO2020075671A1 (ja) 昇降路内計測システム
AU2016231476A1 (en) Assembly for preparing and/or painting large surfaces
JP2014227166A (ja) 飛行体型目視点検装置
CN113366401A (zh) 位置和取向跟踪系统
JP2020020206A (ja) 吹付け装置および吹付け方法
KR102447371B1 (ko) 도장로봇의 자세 및 분사작업 제어 장치와 방법
KR102451303B1 (ko) 앙카 설치 로봇
US20220185635A1 (en) Apparatus for controlling a load suspended on a cord
KR20150026461A (ko) 케이블 로봇 시스템
KR20220039029A (ko) 선박용 블록의 도장 시스템 및 방법
GB2548349A (en) Cable robot movement system using adjustable supports
KR102113133B1 (ko) 고층 건물의 외벽 보수를 위한 승강 방법 및 승강시스템
JP2021155127A (ja) 昇降路内作業装置及びその姿勢安定化方法
Bostelman et al. The flying carpet: a tool to improve ship repair efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant