KR102571089B1 - 나사못머리 도장방법 및 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일면은 나사못(1)의 몸통(1a)을 제외한 머리(1b)의 표면으로 설정색상의 도료를 도장하는 방법에 관한 것으로, 준비된 나사못(1)을 대량으로 공급하고, 공급된 나사못(1)들을 세워지게 정렬하면서 설정방향으로 배출하는 공급단계(S10); 상기 정렬 배출되는 나사못(1)들을 세워진 상태로 낱개씩 수납하면서 설정방향으로 이송하는 이송단계(S20); 상기 이송되는 나사못(1)들의 머리(1b)로 설정색상의 도료를 분사하여 코팅층(1c)을 형성하는 코팅단계(S30); 상기 코팅층(1c)이 형성된 나사못(1)들을 설정환경이 조성된 터널에 통과시켜 코팅층(1c)을 건조하는 건조단계(S40); 상기 코팅층(1c)이 건조된 나사못나사못장상태를 점검하면서 설정방향으로 배출시키는 완성단계(S50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

나사못머리 도장방법 및 도장장치{Screw head painting method and painting equipment}

본 발명은 나사못의 머리의 표면으로 설정색상의 도료를 도장하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나사못의 머리에 코팅층을 형성하는 일련의 과정과 자동화 장치의 구조를 탁월하게 개선하여 도장에 소요되는 공수를 대폭 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 불량을 최소화하면서도 우수하고 균일한 품질을 보장할 수 있는 나사못머리 도장방법 및 도장장치에 관한 것이다.

통상 4mm 이하인 나사못(1)은 도 1처럼 나사산이 형성된 원통형의 몸체와(1a), 위는 넓으며 아래가 좁은 머리(1b)로 이루어져 있다.

여기서 머리(1b)의 상면 중앙에는 일자형 또는 십자형의 공구홈이 형성되어 있고, 몸체(1a)의 하단에는 외날 또는 양날의 태핑날이 더 형성될 수 있다.

한편, 나사못(1)을 대상물에 체결한 경우 나사못(1)의 머리(1b)가 대상물의 외부로 노출됨에 따라 장식미를 저하시키게 되는 문제가 있다.

그리고 나사못(1)의 머리(1b)가 습기 및 산소와의 장기간 접촉으로 인해 부식이 발생하는 문제도 있다.

따라서 아래의 특허문헌1에 개시된 바와 같이 외부로 노출되는 나사못(1)의 머리(1b)에 설정색상의 코팅층(1c)을 얇게 형성하는 것이 제안된 바 있다.

이러한 코팅층(1c)을 형성하기 위해서는 나사못(1)의 머리(1b)를 도료에 침지하는 방식과 나사못(1)의 머리(1b)에 도료를 분사하는 방식으로 구분될 수가 있다.

여기서 침지방식은 코팅층(1c)의 두께가 불균일하게 형성될 뿐만 아니라 과도한 두께는 공구홈을 막아버리는 문제가 있다.

그리고 분사방식은 코팅층(1c)의 두께를 일률적으로 얇게 형성할 수는 있으나, 아직까지도 수작업에 의존하고 있는 문제가 있다.

즉, 분사방식은 코팅층(1c)을 형성하는데 소요되는 비용이 가중될 뿐만 아니라 작업자의 건강을 해치는 것은 물론 숙련도에 따라 품질을 달라지는 문제가 있다.

따라서 아래의 특허문헌2에 개시된 바와 같이 나사못(1)의 머리(1b)에 코팅층(1c)을 자동으로 형성하는 장치가 제안된 바 있다.

제안된 장치는 파츠피더로 나사못(1)들을 정렬하고, 정렬된 나사못(1)을 한 쌍의 벨트 사이로 이송하는 가운데 도료를 분사하여 코팅층(1c)을 형성하는 구조로 이루어져 있다.

이러한 장치는 비교적 경박 단소한 구조로 이루어져 있어 구축에 소요되는 비용을 절감할 수는 있지만, 불량률이 높고 품질이 떨어지는 문제가 있다.

즉, 한 쌍의 벨트로만 나사못(1)을 이송하기 때문에 나사못(1)의 이송자세와 높낮이가 제각기 다르게 위치될 수가 있다.

따라서 동일한 조건으로 도료를 분사하더라도 도포두께가 각기 달라져 코팅층(1c)의 색상이 옅거나 공구홈을 막아버리는 문제가 있다.

그리고 파츠피더에서 벨트로 전달되는 나사못(1)의 타이밍이 달라 이송되는 나사못(1)나사못(1) 간격이 일정하지 못해 도료를 연속으로 분사할 수밖에 없는 문제가 있다.

따라서 도료의 낭비로 인해 도장에 소요되는 비용을 가중시킬 뿐만 아니라 도료로 인한 벨트의 오염으로 오동작을 초래하는 문제가 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0201630호 (고안의 명칭: 천정마감재 고정용 드릴나사못) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0278097호 (고안의 명칭: 나사도장장치)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 나사못의 머리에 코팅층을 형성하는 일련의 과정과 자동화 장치의 구조를 탁월하게 개선하여 도장에 소요되는 공수를 대폭 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 불량을 최소화하면서도 우수하고 균일한 품질을 보장할 수 있는 나사못머리 도장방법과 도장장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일면은 나사못의 몸통을 제외한 머리의 표면으로 설정색상의 도료를 도장하는 방법에 관한 것으로, 준비된 나사못을 대량으로 공급하고, 공급된 나사못들을 세워지게 정렬하면서 설정방향으로 배출하는 공급단계; 상기 정렬 배출되는 나사못들을 세워진 상태로 낱개씩 수납하면서 설정방향으로 이송하는 이송단계; 상기 이송되는 나사못들의 머리로 설정색상의 도료를 분사하여 코팅층을 형성하는 코팅단계; 상기 코팅층이 형성된 나사못들을 설정환경이 조성된 터널에 통과시켜 코팅층을 건조하는 건조단계; 상기 코팅층이 건조된 나사못의 도장상태를 점검하면서 설정방향으로 배출시키는 완성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 이송단계는, 상기 이송되는 나사못들의 머리를 브러시로 문지르거나 에어를 분사하여 이물질을 제거하는 과정을 더 거치는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 코팅단계는, 상기 나사못가 체결될 피대상물과 동일한 색상을 가진 무광 우레탄도료를 분사하여 10~20㎛ 두께의 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 건조단계는, 상기 나사못을 180 내지 220°의 내부온도를 갖는 터널에 10~30분 동안 통과시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 완성단계는, 상기 배출되는 나사못의 코팅층을 화상으로 촬영하고, 촬영된 화상의 색상을 비교 분석하여 불량을 선별하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일면은 나사못의 몸통을 제외한 머리의 표면으로 설정색상의 도료를 도장하는 장치에 관한 것으로, 상기 나사못들을 세워진 상태로 일렬로 정렬하면서 하향으로 낙하시키고, 낙하된 나사못들를 설정방향으로 낱개씩 배출시키는 공급유닛; 상기 공급유닛과 인접하는 위치에 배치되고, 상기 나사못들의 머리를 파지하여 설정위치에 세워진 상태로 낙하시키는 전달유닛; 상기 전달유닛과 인접하는 위치에 배치되고, 상기 나사못들을 낱개씩 수용한 상태에서 설정방향으로 이송하며 외부로 배출시키는 이송유닛; 상기 이송유닛의 상류 측 상단에 배치되고, 상기 나사못들의 머리를 향해 설정색상의 도료를 분사하여 코팅층을 형성하는 코팅유닛; 상기 이송유닛의 하류 측 상단에 배치되고, 상기 나사못들을 설정시간과 온도로 가열하여 코팅층을 건조하는 건조유닛; 상기 이송유닛의 상/하류 측 상/하단에 각각 배치되고, 상기 나사못의 머리와 나사못이 수용된 자리를 세척하는 한 쌍의 세척유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 공급유닛은, 설정면적의 작업공간을 갖는 테이블; 상기 테이블의 상단에 장착되고, 상기 나사못들을 수납하며 진동과 회전을 통해 세워진 상태로 정렬 배출하는 보울피더; 상기 보울피더의 배출구에 경사지게 장착되고, 상기 배출되는 나사못들을 일렬로 낙하시키는 공급슈트; 상기 테이블의 상단에 회전 가능하게 장착되고, 상기 공급슈트에 대기 중인 나사못들을 낱개씩 수납하며 전달유닛을 향해 배출하는 공급휠; 상기 테이블의 상단에 장착되고, 상기 공급휠의 외면과 근접 또는 밀착되어 수납된 나사못들을 가두는 호형의 구속판; 상기 테이블의 하단에 장착되고, 상기 전달유닛과 연동하여 공급휠로 회전동력을 부가하는 공급모터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 공급슈트는 상기 나사못의 몸통을 수용하는 간격을 두고 서로 마주보게 장착되어 상기 나사못의 머리를 거치하는 한 쌍의 거치레일; 상기 거치레일의 상단 중앙에 장착되어 상기 거치레일의 상단에 거치된 나사못이 세워진 상태로 낙하되게 구속하는 안내레일;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 공급휠은, 상기 나사못들이 낱개씩 수납되도록 외면에 몸통을 수용하는 직경으로 방사 배열되는 U형의 인출홈; 상기 나사못들이 정렬 수납되도록 상기 인출홈의 상단에 머리의 하단과 동일한 각도로 경사진 경사홈;이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 공급유닛은, 상기 테이블과 인접하는 위치에 배치되고, 상기 나사못들을 대량으로 수납하면서 설정시간마다 보울피더로 연속 공급하는 공급컨베이어;를 더 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 전달유닛은, 상기 공급유닛과 인접하는 위치에 배치되는 전달프레임; 상기 전달프레임의 상단에 회전 가능하게 장착되고, 상기 나사못들을 이송유닛의 상류 측 상단으로 이동시키는 전달휠; 상기 전달휠의 상단에 서로 마주보게 장착되고, 상기 나사못들이 승/하강되도록 경로를 제공하는 캠휠; 상기 전달휠의 외측에 승/하강 가능하게 삽입 배열되고, 상기 캠휠과 맞물려 경로를 따라 승/하강 운동하는 상자성체 전달핀; 상기 전달휠과 전달핀 사이에 개재되고, 상기 전달핀이 캠휠과 상시 밀착시키는 상승력을 부가하는 스프링; 상기 전달휠의 하단에 전달핀들과 밀착되게 장착되고, 상기 나사못의 이동구간의 형상으로 형성되어 자화시키는 자화모듈; 상기 전달프레임의 하단에 장착되고, 상기 공급유닛과 연동하여 전달휠로 회전동력을 부가하는 전달모터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 캠휠은, 상기 공급유닛과 이송유닛이 대향되는 부위마다 하향을 향해 유선형으로 돌출되어 전달핀들을 하강시키는 하강경로; 상기 공급유닛과 이송유닛이 비 대향되는 부위마다 얇은 두께로 편평하게 함몰되어 전달핀들을 상승시키는 승강경로;가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 전달유닛은, 상기 전달휠의 회전에 따라 공전하는 전달핀이 캠휠에 의해 하강하여 공급유닛에 정렬 배출된 나사못의 머리와 근접 또는 밀착되는 순간 자화모듈과 접촉되어 나사못을 자력으로 파지하고, 상기 나사못을 파지한 전달핀이 캠휠에 의해 상승하여 공급유닛으로부터 나사못을 외부로 인출하며, 상기 나사못을 인출한 전달핀이 캠휠에 의해 하강하여 이송유닛에 도달되는 순간 자화모듈과 비 접촉되어 파지한 나사못을 낙하시켜 이송유닛에 인입시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 이송유닛은, 상기 전달유닛과 인접하는 위치에 배치되는 장방형의 이송프레임; 상기 이송프레임의 중앙에 무한궤도로 연결되는 이송트랙; 상기 이송트랙의 상단에 나사못의 머리가 상부로 노출되게 몸통을 수용하는 복수의 이송트레이; 상기 이송프레임의 하류 측 하단에 경사지게 장착되고, 상기 이송트레이의 반전으로 인해 낙하되는 나사못을 외부로 배출하는 배출슈트; 상기 이송프레임의 하류 측 일측에 장착되고, 상기 전달유닛과 연동하여 이송트랙이 무한궤도로 이동되게 동력을 부가하는 이송모터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 코팅유닛은, 상기 이송유닛의 상류 측 상단에 장착되어 이송되는 나사못이 통과되도록 터널형으로 형성되되, 상기 나사못의 머리를 향해 나사못이 체결될 피대상물과 동일한 색상을 가진 무광 우레탄도료를 10~20㎛ 두께로 분사하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 건조유닛은, 상기 이송유닛의 하류 측 상단에 장착되어 나사못이 통과되도록 터널형으로 형성되되, 상기 나사못의 코팅층이 건조되도록 10~30분 동안 180 내지 220°로 가열하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 세척유닛은, 상기 이송유닛의 상/하류 측 상/하단에 각각 장착되는 세척프레임; 상기 세척프레임의 중앙에 회전 가능하게 장착되고, 상기 나사못의 머리와 나사못이 수용된 자리를 문질러 이물질을 제거하는 세척브러시; 상기 세척프레임의 일측에 장착되고, 상기 세척브러시와 연결되어 회전력을 부가하는 세척모터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 나사못의 머리에 코팅층을 형성하는 일련의 과정과 자동화 장치의 구조를 탁월하게 개선하여 도장에 소요되는 공수를 대폭 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 불량을 최소화하면서도 우수하고 균일한 품질을 보장할 수 있는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅층이 형성된 나사를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도장방법을 전체적으로 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 도장장치를 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 도장장치를 전체적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 도장장치의 공급유닛을 확대하여 나타내는 상세도이다.
도 7은 본 발명에 따른 도장장치의 전달유닛을 확대하여 나타내는 상세도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 도장장치가 나사못을 전달하는 과정을 나타내는 작동도이다.
도 10은 본 발명에 따른 도장장치의 이송유닛 내지 세척유닛을 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 도장장치의 이송유닛과 세척유닛을 확대하여 나타네는 상세도이다.
도 13은 본 발명에 따른 도장장치의 변형을 나타내는 평면도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명의 일면은 도 1처럼 나사못(1)의 몸통(1a)을 제외한 머리(1b)의 표면으로 설정색상의 도료를 도장하는 방법에 관한 것으로, 도 2와 같이 공급단계(S10), 이송단계(S20), 코팅단계(S30), 건조단계(S40), 완성단계(S50)를 순차적으로 거쳐 나사못(1)의 머리(1b)에 코팅층(1c)을 형성하는 방법이다.

먼저, 본 발명에 따른 공급단계(S10)는 가공이 완성된 나사못(1)들의 머리(1b)로 코팅층(1c)을 형성할 수 있도록 정렬하는 과정이다.

예컨대 도 6과 같은 공급유닛(10)을 통해 준비된 나사못(1)를 대량으로 공급하고, 공급된 나사못(1)들을 세워지게 정렬 배출할 수도 있다.

즉, 공급컨베이어(17)를 통해 나사못(1)들을 보울피더(12)에 공급하고, 보울피더(12)는 나사못(1)들을 공급슈트(13)로 세워지게 정렬 배출한다.

그리고 공급슈트(13)로 배출된 나사못(1)들은 세워진 상태로 일렬로 대기하고, 대기 중인 나사못(1)들은 공급휠(14)을 통해 낱개씩 배출한다.

이어서 본 발명에 따른 이송단계(S20)는 공급단계(S10)에 의해 배출되는 나사못(1)들을 세워진 상태로 낱개씩 수납하면서 설정방향으로 이송하는 과정이다.

예컨대, 도 10과 같은 이송유닛(30)을 통해 후속하는 코팅단계(S30) 내지 완성단계(S50)가 수행할 수 있도록 나사못(1)들을 낱개씩 연속으로 이송할 수 있다.

즉, 무한궤도로 회전하는 이송트랙(32)의 상단마다 장착된 이송트레이(33)에 나사못(1)의 머리(1b)가 상부로 노출된 상태로 이송한다.

이때, 이송되는 나사못(1)들의 머리(1b)를 브러시로 문지르거나 에어를 분사하여 이물질을 제거하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.

즉, 도 11과 같은 세척유닛(60)을 통해 머리(1b)의 표면에 잔류하여 코팅층(1c)의 불량을 유발하는 기름이나 쇳가루를 제거하는 것이 바람직하다.

한편, 공급단계(S10)에서 배출된 나사못(1)은 이송단계(S20)에서 바로 전달받을 수도 있고, 도 8 및 도 9처럼 전달유닛(20)을 통해 전달될 수도 있다.

이어서 본 발명에 따른 코팅단계(S30)는 이송되는 나사못(1)들의 머리(1b)로 설정색상의 도료를 분사하여 코팅층(1c)을 형성하는 과정이다.

예컨대, 도 10과 같이 이송트레이(33)에 의해 터널타입 코팅유닛(40)을 통과하게 되고, 이 과정에서 코팅유닛(40)이 머리(1b)를 향해 도료를 분사할 수도 있다.

즉, 나사못(1)이 체결될 대상물과 동일한 색상을 가진 무광 우레탄도료를 분사하여 10~20㎛ 두께의 코팅층(1c)을 형성한다.

여기서 코팅층(1c)의 두께가 10㎛ 이하일 경우에는 옅은 색상을 띠게 되고, 20㎛ 이상일 경우에는 공구홈의 막힘과 도료의 낭비를 초래한다.

따라서 나사못(1)의 머리(1b) 표면에 형성되는 코팅층(1c)의 두께는 12~15㎛으로 형성하는 것이 바람직하다.

이어서 본 발명에 따른 건조단계(S40)는 코팅층(1c)이 형성된 나사못(1)들을 설정환경이 조성된 터널에 통과 또는 챔버에 투입시켜 코팅층(1c)을 건조한다.

예컨대, 도 10과 같이 이송트레이(33)에 의해 터널타입 건조유닛(50)을 통과하는 과정에서 코팅층(1c)을 건조시킬 수도 있다.

즉, 나사못(1)을 180 내지 220°의 온도에서 10~30분 동안 노출시키는 것이 바람직하다.

최적의 건조효율을 위해서는 나사못(1)을 200°의 내부온도를 갖는 터널에 20분 동안 통과시키는 것이 바람직하다.

마지막으로 완성단계(S50)는 코팅층(1c)이 건조된 나사못(1)의 도장상태를 점검하면서 설정방향으로 배출시키는 과정이다.

예컨대, 도 10과 같이 건조유닛(50)을 통과한 나사못(1)은 이송트레이(33)로부터 낙하되어 배출슈트(34)를 따라 설정경로로 배출되게 할 수도 있다.

이때, 배출되는 나사못(1)의 코팅층(1c)을 화상으로 촬영하고, 촬영된 화상의 색상을 비교 분석하여 불량을 선별하는 것이 바람직하다.

이와 같은 과정으로 완성된 나사못(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 몸통(1a)을 제외한 머리(1b)의 표면으로 체결될 대상물과 동일한 색상을 갖는 코팅층(1c)이 10~20㎛ 두께로 형성된다.

따라서 나사못(1)의 머리(1b)는 체결된 대상물로부터 눈에 띄지 않도록 일체감을 연출해주면서도 수분과 산소와의 접촉을 차단하여 부식을 방지해준다.

본 발명의 다른 일면은 도 1처럼 나사못(1)의 몸통(1a)을 제외한 머리(1b)의 표면으로 설정색상의 도료를 도장하는 장치에 관한 것으로, 도 3 내지 도 5처럼 공급유닛(10), 전달유닛(20), 이송유닛(30), 코팅유닛(40), 건조유닛(50), 한 쌍의 세척유닛(60)을 주요 구성으로 하는 나사못머리 도장장치이다.

먼저, 본 발명에 따른 공급유닛(10)은 도 3 내지 도 5처럼 무작위 자세를 가진 나사못(1)들을 정렬 배출한다.

즉, 공급유닛(10)은 나사못(1)들을 세워진 상태로 일렬로 정렬하면서 하향으로 낙하시키고, 낙하된 나사못(1)들를 설정방향으로 낱개씩 배출한다.

이러한 공급유닛(10)은 도 6에 도시된 바와 같이 테이블(11), 보울피더(12), 공급슈트(13), 공급휠(14), 구속판(15), 공급모터(16)로 구성된다.

테이블(11)은 설정면적의 작업공간을 갖는 구조물로, 보울피더(12) 내지 공급모터(16)를 바닥으로부터 이격된 상태로 장착시켜준다.

보울피더(12)는 테이블(11)의 상단 일측에 장착되고, 나사못(1)들을 수납하며 진동과 회전을 통해 세워진 상태로 정렬 배출한다.

공급슈트(13)는 보울피더(12)의 배출구에 경사지게 장착되고, 배출되는 나사못(1)들을 일렬로 낙하시킨다.

이러한 공급슈트(13)는 상단에 확대도시한 바와 같이 한 쌍의 거치레일(13a)과 안내레일(13b)로 구성된다.

거치레일(13a)들은 나사못(1)의 몸통(1a)을 수용하는 간격을 두고 서로 마주보게 장착된다.

즉, 보울피더(12)로부터 배출되는 나사못(1)은 머리(1b)가 거치레일(13a)에 상단에 거치된 상태로 자중에 의해 슬라이드 낙하된다.

안내레일(13b)은 거치레일(13a)의 상단 중앙에 장착되어 나사못(1)이 세워진 상태로 낙하되게 구속한다.

즉, 안내레일(13b)은 거치레일(13a)로부터 나사못(1)의 이탈을 차단해주면서 나사못(1)이 세워진 자세가 유지되게 안내한다.

공급휠(14)은 테이블(11)의 상단에 회전 가능하게 장착되고, 공급슈트(13)에 대기 중인 나사못(1)들을 낱개씩 수납하며 전달유닛(20)을 향해 배출한다.

이러한 공급휠(14)은 하단에 확대도시한 바와 같이 인출홈(14a)과 경사홈(14b)이 형성된다.

인출홈(14a)은 U형으로 형성되어 외측을 향해 개구 형성된 것으로, 몸통(1a)을 수용하는 직경으로 방사 배열되어 나사못(1)들을 낱개씩 수납한다.

경사홈(14b)은 인출홈(14a)의 상단에 머리(1b)의 하단과 동일한 각도로 경사진 것으로, 나사못(1)들이 안정된 상태로 정렬 수납되게 유도한다.

구속판(15)은 공급휠(14)의 외경에 대응하는 내경을 가진 호형으로 형성된 것으로, 테이블(11)의 상단 중 나사못(1)을 배출하는 방향으로 장착된다.

즉, 구속판(15)은 공급휠(14)의 외면과 근접 또는 밀착되어 인출홈(14a)에 수납된 나사못(1)들이 이탈이 차단되게 가두어 준다.

공급모터(16)는 테이블(11)의 하단에 장착되고, 후술하는 전달모터(27)와 연동하여 공급휠(13)로 회전동력을 부가한다.

이때, 공급유닛(10)은 테이블(11)과 인접하는 위치에 배치되는 공급컨베이어(17)를 더 구성할 수도 있다.

이러한 공급컨베이어(17)는 나사못(1)들을 대량으로 수납하면서 설정시간마다 보울피더(12)로 연속 공급한다.

이어서 본 발명에 따른 전달유닛(20)은 도 3 내지 도 5처럼 공급유닛(10)과 인접하는 위치에 배치되어 나사못(1)들을 이송유닛(30)으로 전달한다.

즉, 전달유닛(20)은 공급휠(14)로부터 배출되는 나사못(1)들의 머리(1b)를 파지하여 이송유닛(20)상에 세워진 상태로 낙하시킨다.

이러한 전달유닛(20)은 도 7에 도시된 바와 같이 전달프레임(21), 전달휠(22), 캠휠(23), 전달핀(24), 스프링(25), 자화모듈(26), 전달모터(27)로 구성된다.

전달프레임(21)은 공급유닛(10)과 인접하는 위치에 배치되는 구조물로, 전달휠(22) 내지 전달모터(27)를 바닥으로부터 이격된 상태로 장착시켜준다.

전달휠(22)은 전달프레임(21)의 상단에 회전 가능하게 장착되고, 나사못(1)들을 이송유닛(30)의 상류 측 상단으로 이동시킨다.

이러한 전달휠(22)은 외측에 전달핀(24)을 상하로 유동이 가능하게 수용하는 복수의 홀이 인출홈(14a)과 동일한 개수로 배열 형성된다.

캠휠(23)은 전달휠(22)의 상단에 서로 마주보게 장착되고, 나사못(1)들이 승/하강되도록 전달핀(24)의 상하유동경로를 제공한다.

전달핀(24)은 전달휠(22)의 형성된 홀에 승/하강 가능하게 삽입 배열되고, 캠휠(23)과 맞물려 경로를 따라 승/하강 운동한다.

스프링(25)은 전달휠(22)과 전달핀(24) 사이에 개재되고, 전달핀(24)이 캠휠(23)과 상시 밀착시키는 상승력을 부가한다.

자화모듈(26)은 전달휠(22)의 하단에 전달핀(24)들과 밀착되게 장착되고, 나사못(1)의 이동구간인 호형의 형상으로 형성되어 밀착되는 전달핀(24)들이 자력을 가지도록 자화시킨다.

이러한 자화모듈(26)은 영구자석으로 구성할 수도 있고, 전원에 따라 자력을 가변시킬 수 있는 전자석으로도 구성할 수 있다.

전달모터(27)는 전달프레임(21)의 하단에 장착되고, 공급모터(16)와 연동하여 전달휠(22)로 회전동력을 부가한다.

이때, 캠휠(23)의 하단에는 공급유닛(10)과 이송유닛(30)이 대향되는 부위에 하향을 향해 유선형으로 돌출되는 하강경로(23a)가 형성된다.

그리고 공급유닛(10)과 이송유닛(30)이 비 대향되는 부위에는 얇은 두께로 편평하게 함몰되는 승강경로(24b)가 형성된다.

즉, 전달휠(22)의 중심을 기점으로 공전하는 전달핀(24)들이 하강경로(23a)에 도달되면, 스프링(25)의 탄성을 극복하고 하강하게 된다.

반대로 전달핀(24)들이 승강경로(24b)에 도달되면, 스프링(25)의 탄성에 의해 상승하게 된다.

또한, 전달핀(24)들이 자화모듈(26)에 접촉되면, 전달핀(24)에 자력이 발생되어 나사못(1)을 파지한다.

반대로 전달핀(24)들이 자화모듈(26)과 비 접촉되면, 자력이 소실되어 파지한 나사못(1)을 낙하시킨다.

따라서 전달핀(24)은 자기장이 제거되면, 즉시 자력이 소실되는 상자성체로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 전달휠(22)의 회전에 따라 공전하는 전달핀(24)이 캠휠(23)에 의해 공급휠(14)에 수용된 나사못(1)을 향해 하강한다.

그리고 공급휠(14)에 배출된 나사못(1)의 머리(1b)와 근접 또는 밀착되는 순간 자화모듈(26)과 접촉되어 나사못(1)을 자력으로 파지한다.

이어서 나사못(1)을 파지한 전달핀(24)이 공전과 함께 캠휠(23)에 의해 상승하여 공급휠(14)로부터 나사못(1)을 외부로 인출한다.

이어서 도 9에 도시된 바와 같이 나사못(1)을 인출한 전달핀(24)이 캠휠(23)에 의해 후술하는 이송트레이(33)를 향해 하강한다.

마지막으로 전달핀(24)이 이송트레이(33)에 도달되는 순간 자화모듈(26)과 비 접촉되어 파지한 나사못(1)을 낙하시킨다.

이어서 본 발명에 따른 이송유닛(30)은 도 3 내지 도 5처럼 전달유닛(20)과 인접하는 위치에 배치되어 나사못(1)들을 코팅유닛(40)과 건조유닛(50)으로 이송한다.

즉, 이송유닛(30)은 나사못(1)들을 낱개씩 수용한 상태에서 코팅유닛(40)과 건조유닛(50)을 향해 이송하며 외부로 배출시킨다.

이러한 이송유닛(30)은 도 10에 도시된 바와 같이 이송프레임(31), 이송트랙(32), 이송트레이(33), 배출슈트(34), 이송모터(35)로 구성된다.

이송프레임(31)은 전달유닛(20)과 인접하는 위치에 배치되는 장방형의 구조물로, 이송트랙(32) 내지 이송모터(35)를 바닥으로부터 이격된 상태로 장착시켜준다.

이송트랙(32)은 이송프레임(31)의 중앙에 체인스프로킷에 의해 무한궤도로 회전이동이 가능하게 연결된다.

이송트레이(33)는 이송트랙(32)의 상단에 나사못(1)의 머리(1b)가 상부로 노출되게 몸통(1a)을 수용한다.

이러한 이송트레이(33)는 원형 또는 각형의 블록으로 형성되고, 중앙에 수직하게 관통되어 나사못(1)을 수용하는 홀이 형성된다.

배출슈트(34)는 이송프레임(31)의 하류 측 하단에 경사지게 장착되어 이송트레이(33)의 반전으로 인해 낙하되는 나사못(1)을 외부로 배출한다.

이송모터(35)는 이송프레임(31)의 하류 측 일측에 장착되고, 전달모터(27)와 연동하여 이송트랙(32)이 무한궤도로 이동되게 동력을 부가한다.

이어서 본 발명에 따른 코팅유닛(40)은 도 3 내지 도 5처럼 이송유닛(30)의 상류 측 상단에 배치되어 나사못(1)들의 머리(1b)를 향해 도료를 분사한다.

이러한 코팅유닛(40)은 도 10에 도시된 바와 같이 이송되는 나사못(1)이 통과되면서 도료가 코팅되도록 터널형으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 코팅유닛(40)은 나사못(1)의 머리(1b)를 향해 나사못(1)이 체결될 대상물과 동일한 색상을 가진 무광 우레탄도료를 10~20㎛ 두께로 분사하여 코팅층(1c)을 형성한다.

여기서 전술한 바와 같이 코팅층(1c)의 두께가 10㎛ 이하일 경우에는 옅은 색상을 띠게 되고, 20㎛ 이상일 경우에는 공구홈의 막힘과 도료의 낭비를 초래한다.

따라서 나사못(1)의 머리(1b) 표면에 형성되는 코팅층(1c)의 두께는 12~15㎛으로 형성하는 것이 바람직하다.

이어서 본 발명에 따른 건조유닛(50)은 도 3 내지 도 5처럼 이송유닛(30)의 하류 측 상단에 배치되어 코팅층(1c)을 건조한다.

이러한 건조유닛(50)은 도 10에 도시된 바와 같이 이송되는 나사못(1)이 통과되면서 코팅층(1c)이 건조되도록 터널형으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 건조유닛(50)은 나사못(1)을 10~30분 동안 180 내지 220°로 가열하여 코팅층(1c)을 건조한다.

물론, 전술한 바와 같이 최적의 건조효율을 위해서는 나사못(1)을 200°로 가열한 상태에서 20분간 통과되게 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 건조유닛(50)은 외부로부터 가열된 열풍이 순환되게 구성할 수 있고, 내부에 히트파이프들을 배열되게 구성할 수 있다.

마지막으로 본 발명에 따른 한 쌍의 세척유닛(60)은 도 3 내지 도 5처럼 이송유닛(30)의 상/하류 측 상/하단에 각각 배치된다.

즉, 제1 세척유닛(60)은 도 11과 같이 이송유닛(30)의 상류 측 상단에 배치되어 나사못(1)의 머리(1b)를 세척한다.

그리고 제2 세척유닛(60)은 도 12와 같이 이송유닛(30)의 하류 측 하단에 배치되어 나사못(1)이 수용되었던 이송트레이(33)를 세척한다.

이러한 제1/2 세척유닛(60)은 세척프레임(61)과 세척브러시(62) 및 세척모터(63)로 구성된다.

세척프레임(61)은 이송프레임(31)에 장착되는 구조물로, 세척브러시(62)와 세척모터(63)가 구동 가능하게 고정해준다.

세척브러시(62)는 세척프레임(61)의 중앙에 회전 가능하게 장착되어 이물질을 제거한다.

즉, 제1 세척유닛(60)의 세척브러시(62)는 나사못(1)의 머리(1b)를 문질러 잔류하는 기름이나 쇳가루를 제거한다.

그리고 제2 세척유닛(60)의 세척브러시(62)는 이송트레이(33)를 문질러 도포된 도료를 제거한다.

여기서 제2 세척유닛(60)은 도료를 용해시키는 용액을 세척브러시(62)에 함침 되게 구성하는 것이 바람직하다.

세척모터(63)는 세척프레임(61)의 일측에 장착되고, 세척브러시(62)와 연결되어 회전력을 부가한다.

한편, 본 발명에 따른 도장장치는 도 13과 같이 중앙에 이송유닛(30) 내지 세척유닛(60)을 두고 좌우로 공급유닛(10)과 전달유닛(20)을 복수로 구성할 수 있다.

이 경우 이송트랙(32)의 상단마다 이송트레이(33)를 좌우 양측으로 듀얼로 구성하거나 나사못(1)을 수용하는 이송트레이(33)의 홀을 듀얼로 구성한다.

즉, 동일한 조건에서 2배의 도장을 처리할 수 있음에 따라 전반적인 제조효율을 높일 수가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

1: 나사못 1a: 몸통
1b: 머리 1c: 코팅층
S10: 공급단계 S20: 이송단계
S30: 코팅단계 S40: 건조단계
S50: 완성단계 10: 공급유닛
11: 테이블 12: 보울피더
13: 공급슈트 13a: 거치레일
13b: 안내레일 14: 공급휠
14a: 인출홈 14b: 경사홈
15: 구속판 16: 공급모터
17: 공급컨베이어 20: 전달유닛
21: 전달프레임 22: 전달휠
23: 캠휠 23a: 하강경로
23b: 승강경로 24: 전달핀
25: 스프링 26: 자화모듈
27: 전달모터 30: 이송유닛
31: 이송프레임 32: 이송트랙
33: 이송트레이 34: 배출슈트
35: 이송모터 40: 코팅유닛
50: 건조유닛 60: 세척유닛
61: 세척프레임 62: 세척브러시
63: 세척모터

Claims (11)

1. 나사못(1)의 몸통(1a)을 제외한 머리(1b)의 표면으로 설정색상의 도료를 도장하는 장치에 있어서,
   상기 나사못(1)들을 세워진 상태로 일렬로 정렬하면서 하향으로 낙하시키고, 낙하된 나사못(1)들을 설정방향으로 낱개씩 배출시키는 공급유닛(10);
   상기 공급유닛(10)과 인접하는 위치에 배치되고, 상기 나사못(1)들의 머리(1b)를 파지하여 설정위치에 세워진 상태로 낙하시키는 전달유닛(20);
   상기 전달유닛(20)과 인접하는 위치에 배치되고, 상기 나사못(1)들을 낱개씩 수용한 상태에서 설정방향으로 이송하며 외부로 배출시키는 이송유닛(30);
   상기 이송유닛(30)의 상류 측 상단에 배치되고, 상기 나사못(1)들의 머리(1b)를 향해 설정색상의 도료를 분사하여 코팅층(1c)을 형성하는 코팅유닛(40);
   상기 이송유닛(30)의 하류 측 상단에 배치되고, 상기 나사못(1)들을 설정시간과 온도로 가열하여 코팅층(1c)을 건조하는 건조유닛(50);을 포함하여 이루어지되,
   상기 전달유닛(20)은,
   상기 공급유닛(10)과 인접하는 위치에 배치되는 전달프레임(21);
   상기 전달프레임(21)의 상단에 회전 가능하게 장착되고, 상기 나사못(1)들을 이송유닛(30)의 상류 측 상단으로 이동시키는 전달휠(22);
   상기 전달휠(22)의 상단에 서로 마주보게 장착되고, 상기 나사못(1)들이 승/하강되도록 경로를 제공하는 캠휠(23);
   상기 전달휠(22)의 외측에 승/하강 가능하게 삽입 배열되고, 상기 캠휠(23)과 맞물려 경로를 따라 승/하강 운동하는 상자성체 전달핀(24);
   상기 전달휠(22)과 전달핀(24) 사이에 개재되고, 상기 전달핀(24)이 캠휠(23)과 상시 밀착시키는 상승력을 부가하는 스프링(25);
   상기 전달휠(22)의 하단에 전달핀(24)들과 밀착되게 장착되고, 상기 나사못(1)의 이동구간의 형상으로 형성되어 자화시키는 자화모듈(26);
   상기 전달프레임(21)의 하단에 장착되고, 상기 공급유닛(10)과 연동하여 전달휠(22)로 회전동력을 부가하는 전달모터(27);로 구성된 것을 특징으로 하는 나사못머리 도장장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 공급유닛(10)은,
   설정면적의 작업공간을 갖는 테이블(11);
   상기 테이블(11)의 상단에 장착되고, 상기 나사못(1)들을 수납하며 진동과 회전을 통해 세워진 상태로 정렬 배출하는 보울피더(12);
   상기 보울피더(12)의 배출구에 경사지게 장착되고, 상기 배출되는 나사못(1)들을 일렬로 낙하시키는 공급슈트(13);
   상기 테이블(11)의 상단에 회전 가능하게 장착되고, 상기 공급슈트(13)에 대기 중인 나사못(1)들을 낱개씩 수납하며 전달유닛(20)을 향해 배출하는 공급휠(14);
   상기 테이블(11)의 상단에 장착되고, 상기 공급휠(14)의 외면과 근접 또는 밀착되어 수납된 나사못(1)들을 가두는 호형의 구속판(15);
   상기 테이블(11)의 하단에 장착되고, 상기 전달유닛(20)과 연동하여 공급휠(13)로 회전동력을 부가하는 공급모터(16);로 구성된 것을 특징으로 하는 나사못머리 도장장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 이송유닛(30)은,
   상기 전달유닛(20)과 인접하는 위치에 배치되는 장방형의 이송프레임(31);
   상기 이송프레임(31)의 중앙에 무한궤도로 연결되는 이송트랙(32);
   상기 이송트랙(32)의 상단에 나사못(1)의 머리(1b)가 상부로 노출되게 몸통(1a)을 수용하는 복수의 이송트레이(33);
   상기 이송프레임(31)의 하류 측 하단에 경사지게 장착되고, 상기 이송트레이(33)의 반전으로 인해 낙하되는 나사못(1)을 외부로 배출하는 배출슈트(34);
   상기 이송프레임(31)의 하류 측 일측에 장착되고, 상기 전달유닛(20)과 연동하여 이송트랙(32)이 무한궤도로 이동되게 동력을 부가하는 이송모터(35);로 구성된 것을 특징으로 하는 나사못머리 도장장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 코팅유닛(40)은,
   상기 이송유닛(30)의 상류 측 상단에 장착되어 이송되는 나사못(1)이 통과되도록 터널형으로 형성되되, 상기 나사못(1)의 머리(1b)를 향해 나사못(1)이 체결될 피대상물과 동일한 색상을 가진 무광 우레탄도료를 10~20㎛ 두께로 분사하는 것을 특징으로 하는 나사못머리 도장장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 건조유닛(50)은,
   상기 이송유닛(30)의 하류 측 상단에 장착되어 나사못(1)이 통과되도록 터널형으로 형성되되, 상기 나사못(1)의 코팅층(1c)이 건조되도록 10~30분 동안 180 내지 220°로 가열하는 것을 특징으로 하는 나사못머리 도장장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 이송유닛(30)의 상/하류 측 상/하단에 각각 배치되고, 상기 나사못(1)의 머리(1b)와 나사못(1)이 수용된 자리를 세척하는 한 쌍의 세척유닛(60);을 더포함하되,
   상기 세척유닛(60)은,
   상기 이송유닛(30)의 상/하류 측 상/하단에 각각 장착되는 세척프레임(61);
   상기 세척프레임(61)의 중앙에 회전 가능하게 장착되고, 상기 나사못(1)의 머리(1b)와 나사못(1)이 수용된 자리를 문질러 이물질을 제거하는 세척브러시(62);
   상기 세척프레임(61)의 일측에 장착되고, 상기 세척브러시(62)와 연결되어 회전력을 부가하는 세척모터(63);로 구성된 것을 특징으로 하는 나사못머리 도장장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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