KR200335878Y1 - 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이 도장시스템에 관한 것이며, 그 목적은 실제 도장 작업자가 도장하는 작업 조건과 동일한 도장 공정을 구현하면서 종래의 도장작업 방식 개선과 도장속도, 면적, 도착효율, 도막 품질 등을 향상시킬 수 있도록 구성된 자동도장을 실행하는 도장장치 그리고 상기 도장장치를 탑재하여 작업 대상이 되는 블록 하부로 운반하는 조향기능을 가진 운반장치를 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 고안은 안정적인 미립화 상태로 도료 분사를 On/Off 할 수 있는 에어리스 자동 스프레이 건과, 상기 스프레이 건의 수평 및 수직 방향으로 이동을 가능케 하는 이송장치와, 상기 스프레이 건의 회전을 담당하는 틸팅장치와, 상기 스프레이 건과 피도체와의 거리를 계측하고 그 계측된 거리를 피드백하는 변위센서 및 높이 조절장치 등으로 구성된 자동 도장용 레시프로케이터와,

상기 레시프로케이터와 상기 스프레이 건으로 도료를 공급하는 도료 공급장치를 모두 탑재하여 옥내 또는 옥외에 적치된 선체 블록 하부로 이동가능토록 조향기능을 가진 주행장치와, 상기 구동장치의 복합적 운전과 각 구동부의 속도 및 시퀀스 제어가 가능하게 개발된 조작패녈을 포함한 제어시스템 및 운전프로그램을 포함하여 구성한 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이도장시스템에 관한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이 도장장치{ The movable over-head spray painting system for the bottom surface of hull shell }

본 고안은 선체 블록과 같이 부피가 크고 다양한 형태를 갖는 피도체의 하부 도장에 사용되는 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이 도장시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도장 작업자가 실제 도장하는 작업 조건과 동일한 도장 공정을 구현하면서 도장 속도, 면적 및 도막의 품질, 작업 안정성을 향상시키도록 구성된 레시프로케이터라 불리워지는 자동 도장장치와 상기 자동 도장장치를 탑재한 주행장치를 포함한 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이 도장시스템에 관한 것이다.

통상, 선박도장에 쓰이는 도료는 피도체인 선박이 항해중 염분/바람/파도/일광/일교차와 해양 생물에 의한 오염 등의 부식환경에 장기간에 걸쳐 폭로되기 때문에 높은 방식성과 후도막성이 요구되며 또한, 선박도장시의 대량사용으로 인한 경제성도 요구가 되어야 한다. 또한, 선박용 도료는 다른 일반 산업용 도료에 비해 높은 점도를 지님으로 에어리스 스프레이 건에 의한 도장시 도료의 무화를 위해 적정 토출압이 필요하며, 작업시 피도체와 스프레이 건의 노즐이 수직을 이루는 것이 중요하다. 그리고 작업동작 영역의 한계에 따라 도장 끝단부위의 겹치는 도막은 손목의 회전을 통한 도착두께 관리를 통하여 도장패턴 폭을 1/2씩 중첩시키는 것이 가장 이상적이다.

종래의 선체 블록 하부의 도장작업은 도 10 에서와 같이 수작업에 의한 도장작업이 이루어졌으며, 이로 인해 최적의 도장속도 즉, 스프레이 건의 이송속도, 피도체와 스프레이 건의 이격거리, 도료별 미립화 압력, 도장작업 중 발생하는 외부 바람의 영향 등과 같은 다양한 변수에 의해 장비를 효율적으로 제어하는 것이 어려웠으며, 특히 중첩도장 부위에 대한 과도막 제어가 불가능하였고, 일부 기계화 및 자동화된 자동도장 장비의 경우는 소형의 일부 표준 제품만을 대상으로 수행하고 있어 열악한 선박 건조의 옥외 환경에는 적용하기 어려워 숙련된 작업자의 도장기술에 의존함으로써 항상 균일한 도장 품질과 생산성 확보가 어려웠으며, 작업자에게 발생되는 근 골격계 질환과 같은 산업재해 예방을 달성하기 곤란하였다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 그 목적은 자동 도장용 레시프로케이터와 상기 레시프로케이터를 탑재하여 선체 블록 하부면의 도장작업을 진행시키기 위한 이동식 주행장치를 구성하여 실제 도장 작업자가 도장하는 작업 조건과 동일한 도장 작업을 구현하면서 도막의 품질과 작업자의 질환을 예방할 수 있도록 구성된 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이 도장시스템을 제공함에 있다.

도 1 과 도 2 는 본 고안의 선체 블록 하부도장작업의 개념도

도 3 과 도 4 는 본 고안의 전체 구성을 나타낸 사시도

도 5 는 본 고안의 전체 구성을 나타낸 상세측면도

도 6 은 본 고안의 레시프로케이터부의 구성을 나타낸 상세사시도

도 7 은 본 고안의 레시프로케이터부의 구성을 나타낸 상세측면도

도 8 은 본 고안의 노면이동수단을 나타낸 저면도

도 9 는 본 고안의 조향장치의 내부연결구성을 나타낸 분리사시도

도 10 은 종래의 선체블럭 하부 오버헤드 도장작업을 나타낸 개념도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 선체 블록 (2) : 본 고안 장치

(6) : 도장 펌프 (7) : 도료 탱크

(12) : 배터리 (13) : 핸들

(14) : 조작패널 (15) : 보호대

(16) : 발 받침대 (17) : 캐리지

(21) : 구동 휠 (22) : 보조 휠

(31) : 상ㆍ하 구동모터 (32) : 감속기

(33) : 회전축 (34) : 하단 스포라켓

(35) : 상단 스포라켓 (36) : 체인

(37) : 고정프레임 (38) : 상ㆍ하 이송용가이드레일

(39) : 고정 브라켓 (40) : 상ㆍ하 이송용가이드롤러

(51) : 좌ㆍ우 구동모터 (52) : 좌ㆍ우 이송용가이드레일

(53) : 좌ㆍ우 이송용구조체 (54) : 좌ㆍ우 이송용가이드롤러

(55) : 주 구조체 (60) : 틸팅장치

(61) : 스프레이 건 (70) : 레시프로케이터부

(71) : 혼커버 (72) : 혼커버 마운팅 볼트

(73) : 다기능 스위치 (74) : 상부커버

(75) : 로워 하부커버 (76) : 스티어링 컬럼

(77) : 볼트 (78) : 조인트 어셈블리

(79) : 부트 (80) : 커버

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 고안은 캐리지(17)의 전단부에 고정 탑재된 레시프로케이터부(70)를 설치 구성하고, 상기 레시프로케이터부(70)로 도료를 공급하여 스프레이 건(61)으로 이송시켜 도장이 가능하도록 하는 도료탱크(7)와 도장펌프(6)가 도료호스로 연결되어 측면에 위치하여 상기 캐리지(17)에 탑재되고, 선체 블록하부로의 노면이동을 위해 상기 캐리지(17)의 하부에 배터리(12)를 작동장치로 구동하는 구동휠(21)과 보조휠(22)을 구성하고, 상기 캐리지(17)의 후면에 위치하여 레시프로케이터부(70)를 구성하고 있는 각각의 구동장치의 구동 및 속도제어가 가능하게 설치된 제어시스템과 스프레이 건(61)의 분사각도와 속도를 조절하며 도료를 공급받아 피도체에 도료를 분사할 수 있도록 프로그램에 따라 데이터를 입력할 수 있도록 구성한 조작패널(14)을 포함하여 구성한다.

또한, 상기 레시프로케이터부(70)는 캐리지(17)의 상부에 고정설치되고 수직상으로 두개의 기둥과 상부가 연결되어 (ㄷ)형상을 갖추며 수직상의 기둥의 측면으로 쌍을 이루는 상ㆍ하 이송용가이드레일(38)이 형성된 고정프레임(37)과, 상기 고정프레임(37)의 하단에 설치되어 상ㆍ하 구동모터(31)에 의해 회전하며 감속기(32)에 의해 속도 조절이 가능한 회전축(33)과 연결되어 구성된 한쌍의 하단스포라켓(34)과, 상기 고정프레임(37)의 상단에 설치되어 하단스포라켓(34)과 체인(36)으로 연결되어 구성된 한쌍의 상단스포라켓(35)과, 상기 체인(36)의 일측에 고정된 한쌍의 브라켓(39)이 양단부에 고정되고 상기 상ㆍ하 이송용가이드레일(38)과 구름동작하도록 상ㆍ하 이송용롤러(40)가 양단부에 각각 설치구성되며 전면부로 길이방향의 좌ㆍ우 이송용가이드레일(52)이 형성된 좌ㆍ우 이송용가이드구조체(53)와, 상기 좌ㆍ우 이송용가이드레일(52)과 구름동작하기 위해 전면부에 위치한 좌ㆍ우 구동모터(51)에 의해 회전운동하는 좌ㆍ우 이송용롤러(54)가 후면부에 설치구성된 주 구조체(50)와, 상기 주 구조체(50)의 상부에 설치구성된 스프레이건(61)과, 상기 스프레이건(61)의 측면에 설치되어 스프레이건(61)의 회전기능을 담당하며 속도제어가 가능하게 설치된 틸팅 장치(60)로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 과 도 2 는 본 발명 의 작업개념도를 도시한 것으로, 지면에서 일정 높이에 위치하게 되는 선체 블록의 하부를 도장하게 되는 본 고안 장치의 운용 개념을 도시하고 있으며, 도 3 과 도 4 는 본 발명의 전체적인 사시도를 도시하고, 도 5 는 본 발명의 측면상세도를 도시한 것으로, 구동휠(21)과 좌ㆍ우 흔들림을 방지하고 안정된 직진성을 부여 하기 위해 설치된 보조휠(22)를 구성하는 캐리지(17)를 구비하고, 상기 캐리지(17) 전단부에 고정 탑재된 레시프로케이터부(70)를 설치 구성하고, 상기 레시프로케이터부(70)가 도료를 흡입하여 스프레이 건(61)으로 이송시켜 도장이 가능하도록 하는 도료탱크(7)와 도장펌프(6)가 도료호스로 연결되어 측면에 위치하여 상기 캐리지(17)에 탑재되고, 상기 캐리지(17) 후단부에 위치하여 레시프로케이터부(70)를 구성하고 있는 각각의 구동장치의 구동 및 속도제어가 가능하게 설치된 제어시스템과 스프레이 건(61)의 분사각도와 속도를 제어할 수 있고 도료를 공급받아 선체 블럭(1)에 도료를 분사할 수 있는 모든 도장방법을 프로그램에 따라 데이터를 입력할 수 있도록 구성하여 그 입력된 값에 따라 수동 또는 자동으로 장비운전방법을 선택하여 구동할 수 있는 조작패널(14)이 구비된다.

상기 조작패널(14)은 그 전면에 다수의 작동 스위치가 구비된 터치스프린 방식의 패널 창이 설치되어 자동 도장장치의 수동 또는 자동으로의 작업 전환의 제어가 가능하도록 하며, 또한 응급 정지 스위치를 설치하여 장비 오작동 발생시 안전하게 전원을 차단할 수 있도록 구성되고, 전원인가 여부를 인지토록 하는 램프와 후면에 전원을 공급하기 위한 파워코드가 설치되어 운전 또는 비운전 상태를 시각적으로 인지할 수 있도록 하며, 작업의 완료를 알리는 부저가 설치되어 쉽게 장비를 운전할 수 있도록 구성한다.

상기 레시프로케이터부(70)는 도 6 과 도 7 에서 보충하여 도시한 바와 같이, 캐리지(17) 상부에 고정설치되고 수직상으로 두개의 기둥과 상부가 연결되어 (ㄷ)형상을 갖추며 수직상의 기둥의 측면으로 쌍을 이루는 상ㆍ하 이송용가이드레일(38)이 형성된 고정프레임(37)과, 상기 고정프레임(37)의 하단에 설치되어 상ㆍ하 구동모터(31)에 의해 회전하며 감속기(32)에 의한 속도 조절이 가능한 회전축(33)과 연결되어 구성된 한쌍의 하단스포라켓(34)과, 상기 고정프레임(37)의 상단에 설치되어 하단스포라켓(34)과 체인(36)으로 연결되어 구성된 한쌍의 상단스포라켓(35)과, 상기 체인(36)의 일측에 고정된 한쌍의 브라켓(39)이 양단부에 고정되고 상기 상ㆍ하 이송용가이드레일(38)과 구름동작하도록 상ㆍ하 이송용롤러(40)가 양단부에 각각 설치구성되며 전면부로 길이방향의 좌ㆍ우 이송용가이드레일(52)이 형성된 좌ㆍ우 이송용가이드구조체(53)와, 상기 좌ㆍ우 이송용가이드레일(52)과 구름동작하도록 좌ㆍ우 이송용롤러(54)가 일측에 설치구성되고 상기 좌ㆍ우 이송용롤러(54)의 구름동작을 위한 회전운동을 전달하는 좌ㆍ우 구동모터(51)를 전면부에 구성한 주 구조체(50)와, 상기 주 구조체(50)의 상부에 설치구성된 스프레이건(61)과, 상기 스프레이건(61)의 측면에 설치되어 스프레이건(61)의 회전기능을 담당하는 속도제어가 가능하게 설치된 틸팅 장치(60)로 구성되어져 있다.

상기 틸팅 장치(60)는 틸팅용 모터에 직결형태로 구성되며, 이는 도장작업 중 속도제어를 통해 각 구간별 마무리 도장과 중첩도장에서의 도막 두께를 균일하게 얻을 수 있도록 하여 실제 작업자가 도장했을 때와 동일한 도장 품질을 얻기 위함이다.

상기 레시프로케이터부(70)와 유압식 또는 공압식의 도장펌프(6)와 도료탱크(7)를 탑재하고 있는 캐리지(17)의 후면에는 작업자의 탑승이 가능하도록 발받침대(16)와 보호대(15)를 구성하되, 절첩이 가능하도록 구성하여 작업자의 노하우에 따라 본 고안의 도장장치가 주행할 시에도 탑승한 상태에서의 장치 활용을 가능하도록 구성하였다.

또한, 핸들과 연결되어 캐리지 하부로 돌출되어 형성된 구동휠과 보조휠의 구성을 나타낸 도 8 과 상기 핸들과 구동휠의 연결구성을 나타낸 도 9 에서 보듯이, 본 고안의 노면에서의 자유로운 이동수단은 상기 캐리지(17)의 중앙상부에 착탈 가능케 설치된 배터리(12)를 작동장치로 구동하는 구동휠(21)이 캐리지(17)의후면 중앙부에 노면 방향으로 돌출하여 위치하며, 이때 상기 구동휠(21)은 좌ㆍ우로 각각 180도 회전 가능한 구조로 구성되며, 상기 구동 휠(21)의 작동시 캐리지(17)의 좌ㆍ우 흔들림을 방지하고 안정된 직진성을 확보하기 위한 4개의 보조휠(22)이 주위에 설치 구성된다.

상기 레시프로케이터부(70)의 상ㆍ하 방향과 좌ㆍ우 방향으로의 구동은 작업전 설정된 도장조건에 따라 자동 운전되며, 추가적으로 상ㆍ하 방향으로의 이송장치는 불균일한 바닥면의 구배에 따른 선체블럭(1)과 스프레이 건(61)과의 높이차를 보상하기 위하여 상단에 부착된 피도체 감지용 변위 센서(도면기재안됨)에 의해 감지된 오차값을 실시간으로 이송장치에 피드백하여 거리를 보상하며 자동 구동된다. 또한, 상ㆍ하/좌ㆍ우 방향으로의 작동장치로 구성된 상ㆍ하/좌ㆍ우 구동모터(31,51)는 외부에 노출되지 않도록 자바라 등의 커버를 설치하여 도료 분진에 의한 오염을 방지하도록 구성된다.

또한, 상기 레시프로케이터부(70)를 포함하여 구성된 본 고안장치는 에어리스 자동 스프레이건(61)의 On/Off 기능, 선체블럭(1)과의 거리 감지 및 조절기능, 도장공정 시 스프레이건(61)의 이동속도조절, 그리고 상, 하, 좌, 우 이동의 자유로운 조정, 및 실시간 제어, 도장 시 겹침부 도막 관리를 위한 스프레이 건(61)을 틸팅장치(60)를 위한 회전 기능을 구비하고 있으며, 도료 종류별 분사 방법에 대한 다양한 표준 도장 방법을 기본 프로그램으로 작성하여 쉽게 자동장비를 운전할 수 있도록 하고, 도장작업 중 속도제어를 통해 각 구간별 마무리 도장과 중첩도장에서의 도막 두께를 균일하게 얻을 수 있도록 제작되어 실제 작업자가 도장했을 때와 동일한 도장 품질과 생산성을 확보할 수 있도록 하며, 도막 품질 관리의 정확성을 위해서 사용도료의 점도에 따른 스프레이 건(61)에서의 미립화 압력과 이때의 토출유량/적정노즐구경/최적노즐이동속도 등의 표준을 실험을 통해 측정하여 이를 이용하여 장비를 구동하도록 설정하였다. 또한, 도료의 미세한 성질 차이에 따른 작업자의 노하우를 제작에 반영하기 위하여 자동 운전중에서 일부 기능은 실시간으로 수동 조작 가능토록 하였다.

(변형예, 응용예 및 법적해석)

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 구성 및 작용에 의한 본 고안은 선체 블록 하부 도장시 장치에 동일한 도장 표준방법을 사전에 설정하여 운전 가능하게 하여 연속적이고 안정적으로 자동 도장작업을 수행할 수 있으며, 도장 품질을 균일화하고 우수한 도막을 얻을 수 있으며, 도착 효율을 향상시키고, 전체적으로 신속한 도장 공정을 수행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 작업자의 질병질환을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 캐리지(17)의 전단부에 고정 탑재된 레시프로케이터부(70)를 설치 구성하고, 상기 레시프로케이터부(70)로 도료를 공급하여 스프레이건(61)으로 이송시켜 도장이 가능하도록 하는 도료탱크(7)와 도장펌프(6)가 도료호스로 연결되어 상기 캐리지(17)에 탑재되고, 선체 블록하부로의 노면이동을 위해 상기 캐리지(17)의 하부에 배터리(12)를 작동장치로 구동하는 구동휠(21)과 보조휠(22)을 구성하고, 상기 캐리지(17)의 후면에 위치하여 레시프로케이터부(70)를 구성하고 있는 각각의 구동장치의 구동 및 속도제어가 가능하게 설치된 제어시스템과 스프레이 건(61)의 분사각도와 속도를 조절하며 도료를 공급받아 피도체에 도료를 분사할 수 있도록 프로그램에 따라 데이터를 입력할 수 있도록 구성한 조작패널(14)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이도장시스템
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 레시프로케이터부(70)는 캐리지(17)의 상부에 고정설치되고 수직상으로 두개의 기둥과 상부가 연결되어 (ㄷ)형상을 갖추며 수직상의 기둥의 측면으로 쌍을 이루는 상ㆍ하 이송용가이드레일(38)이 형성된 고정프레임(37)과, 상기 고정프레임(37)의 하단에 설치되어 상ㆍ하 구동모터(31)에 의해 회전하며감속기(32)에 의해 속도 조절이 가능한 회전축(33)과 연결되어 구성된 한쌍의 하단스포라켓(34)과, 상기 고정프레임(37)의 상단에 설치되어 하단스포라켓(34)과 체인(36)으로 연결되어 구성된 한쌍의 상단스포라켓(35)과, 상기 체인(36)의 일측에 고정된 한쌍의 브라켓(39)이 양단부에 고정되고 상기 상ㆍ하 이송용가이드레일(38)과 구름동작하도록 상ㆍ하 이송용롤러(40)가 양단부에 각각 설치구성되며 전면부로 길이방향의 좌ㆍ우 이송용가이드레일(52)이 형성된 좌ㆍ우 이송용가이드구조체(53)와, 상기 좌ㆍ우 이송용가이드레일(52)과 구름동작하기 위해 전면부에 위치한 좌ㆍ우 구동모터(51)에 의해 회전운동하는 좌ㆍ우 이송용롤러(54)가 후면부에 설치구성된 주 구조체(50)와, 상기 주 구조체(50)의 상부에 설치구성된 스프레이건(61)과, 상기 스프레이건(61)의 측면에 설치되어 스프레이건(61)의 회전기능을 담당하며 속도제어가 가능하게 설치된 틸팅 장치(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이도장시스템
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 주 구조체(50)에 다수개의 스프레이건(61)을 장착한 것을 특징으로 하는 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이도장시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 레시프로케이터부(70)가 탑재되는 캐리지(17)에 도료를 공급하는 도료탱크(7)와 도장펌프(6)등의 도장기기를 탑재하지 않고서 도장작업 시 외부로부터 도료 공급 호스를 상기 스프레이 건(61)에 연결하여 도장작업을 실시하고 도장완료후 상기 도료 공급라인을 분리하도록 별도로 비치된 도장기기에서 도료 공급 호스를 상기 스프레이건(61)의 연결부위에 착탈가능토록 구성한 것을 특징으로 하는 선체 블록 하부 도장용 이동식 오버헤드 스프레이도장시스템.